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篇1

過程：用電石泥作固硫劑，煤泥經刮板機進入下倉，在下倉投入電石泥，與煤泥按一定比例混摻，由預壓螺旋送至攪拌倉，再次攪拌均勻后由濃料泵送至鍋爐本體內進行燃燒，達到固硫的效果。

優點：爐外脫硫設施前SO2濃度可以降至500-800mg/m3，電石泥的固硫率在30%左右。

無需添加任何其他設備即可進行，節約成本及設備投入。

爐內固硫過程示意圖

2.爐外脫硫：

過程：整個爐外脫硫系統主要由脫硫劑制備系統、吸收循環系統、副產物處理系統、配電及自動控制系統四大部分組成。

電石泥投入化灰池,清水泵開啟注入清水,然后進入攪拌池,攪拌均勻使之與水充分混合，制備成為電石漿液。加漿泵經管道將漿液送至脫硫塔。首先煙氣與漿液直接接觸脫硫，然后4臺漿液循環泵分別將電石漿液打入脫硫塔上部的噴淋裝置，電石漿液經霧化后再次與煙氣中的SO2反應，進一步除去煙氣中的SO2。脫硫過程中所產生的未氧化的亞硝酸鈣（CaSO3•1/2H2O）與自然氧化產物石膏（CaSO4•2H2O）的混合物經排渣系統排至沉灰池。

優點：整個脫硫系統位于煙道末端，除塵系統后，其脫硫過程的反應溫度適中；

濕法煙氣脫硫反應是氣液反應，脫硫反應速度快，脫硫效率高，鈣利用率高；

系統可利用率高、運行費用低、維護簡單、運行人員少、能確保人員和設備的安全、能有效地節約和合理利用能源；

系統位于鍋爐引風機之后，且有旁通煙道，脫硫系統相對獨立，運行不會影響主體設施，且維護檢修方便；

爐外脫硫過程示意圖

2電石泥脫硫機理

在燃燒過程中，燃煤中的硫可以分為有機硫和黃鐵礦硫兩大部分，硫分在加熱時析出，如果環境中的氧濃度較高，則大部分被氧化為SO2而很少部分殘存于爐渣中。電石泥的主要成分是Ca(OH)2。

1.反應機理

Ca(OH)2+SO2=CaSO3.1/2H2O+1/2H2O

CaSO3.1/2H2O+3/2H2O+1/2O2=CaSO4+H2O

影響循環流化床鍋爐脫硫效率的主要影響因素：(1)Ca、S摩爾比的影響。Ca、S摩爾比被認為是影響脫硫效率和SO2排放的首要因素，根據試驗表明，Ca、S摩爾比為1.5~2.5時，脫硫效率最高，而繼續增加Ca、S摩爾比或脫硫劑量時，脫硫效率增加的較小，而且繼續增加脫硫劑的投入量會帶來其他副作用，如增加物理熱損失，影響燃燒工況等。（2）床溫的影響。床溫的影響主要在于改變了脫硫劑的反應速度、固體產物分布。從而影響脫硫效率和脫硫劑的利用率。有關文獻表明，床溫控制在850~900℃時，能夠達到較高的脫硫效率。（3）脫硫劑粒度的影響。

2．計算用量

根據電石泥脫硫理論，按照給煤含硫量1.6%，Ca、S摩爾比2.5，電石渣中含水、雜質比例45%（其中含水40%，雜質5%)，其余成分Ca(OH)2，07年我廠全年總耗煤約為耗煤量104253噸量計算，

（Ca的摩爾質量40，O的摩爾質量16，H的摩爾質量1）

進行理論計算

我廠每年產S量：104253×1.6%=1668.048（噸）

每年需Ca量：2.5×40×1668.048/32=5212.65（噸）

每年需Ca(OH)2量：(5212.65/40)×74=9643.4025（噸）

理論需要消耗電石泥量:9643.4025/(65%)=14836（噸）

3．脫硫試驗

為了驗證脫硫效果，對加電石渣進行脫硫加以記錄（一小時中4次記錄值）

4．數據分析

按照一定的比例加入電石泥，脫硫效率可以達到90%，能夠將二氧化硫的排放濃度降到國家環保要求的480mg/m3以下。

5．存在問題

由于煤泥中攪拌添加電石泥，添加比例不好控制，攪拌不均勻，導致煤泥打空，容易出現個別點排放量超標。

6．建議

增加電石泥給料和輸送設備，確保摻燒比例及摻燒均勻。

3結論

(l)我廠采用爐內摻燒脫硫劑（電石泥）固硫，和爐外煙氣脫硫FGD濕法脫硫相結合的二段式脫硫方式脫硫取得成功，脫硫效果能夠達到國家環保要求。

(2)按照每年用煤炭10萬t計算，可以消耗近1.4萬t電石廢渣。不僅減少了這些廢渣對環境的污染，而且為以廢治廢開辟了新的途徑。

(3)利用廢電石渣作為脫硫劑，不再采購石灰石大大地節省了運行費用。

（4）系統維護簡單、運行人員少、能確保人員和設備的安全。

4參考文獻

《電石渣干粉在電廠煙氣脫硫工藝中的應用》---作者：史紅

《燃煤爐預混—噴鈣二段脫硫技術研究》------作者：劉建忠，周俊虎，程軍，曹欣玉趙翔，岑可法

篇2

1引言

我國自然資源分布的基本特點是富煤、貧油、少氣，決定了煤炭在我國一次能源中的重要地位短期內不會改變。根據《中國能源發展報告》提供的數據，2012年我國煤炭產量36.6億噸，其中50%以上用于燃煤鍋爐直接燃燒。預計到2020年我國發電用煤需求將可能上升到煤炭總產量的80％，每年將消耗約19.6～25.87億噸原煤。SO2、NOx作為最主要的大氣污染物，是導致酸雨破壞環境的主要因素，近年來燃煤電廠用于治理排放煙氣中SO2、NOx的建設和運行費用不斷增加，因此研究開發高效能、低價格的煙氣聯合脫硫脫硝一體化吸收工藝，有著極其重要的社會效益及經濟效益。

2 聯合脫硫脫硝技術

2.1 碳質材料吸附法

裝有活性炭的吸附塔吸附煙氣中的SO2，并催化氧化為吸附態硫酸后，與吸附塔中活性炭一同送入分離塔進行分離；然后煙氣進入二級再生塔中，在活性炭的催化作用下NOx被還原成N2和水；在分離塔中吸附了硫酸的活性炭在350℃高溫下熱解再生，并釋放出高濃度SO2。最新的活性炭纖維脫硫脫硝技術將活性炭制成直徑20微米左右的纖維狀，極大地增大了吸附面積，提高了吸附和催化能力，脫硫脫硝率可達90%左右[1]。

圖1 活性炭吸附法工藝流程圖

2.2 CuO吸收還原法

CuO吸收還原法通常使用負載型的CuO當作吸收劑，普遍使用的是CuO/AL2O3。此法的脫硫脫硝原理是：往煙氣中注入一定量的NH3，將混合在一起的煙氣通過裝有CuO/AL2O3吸收劑的塔層時，CuO和SO2在氧化性環境下反應生成CuSO4，不過CuSO4和CuO對NH3進行還原NOx有著極高的催化性。吸收飽和后的吸附劑被送往再生塔再生，將再生的SO2進行回收[2]。其吸收還原工藝流程如圖2所示。

圖2 CuO吸附法工藝流程圖

3 同時脫硫脫硝技術

3.1 NOXSO工藝

NOxSO為一種干式、可再生脫除系統，能脫除掉高硫煤煙氣中的SO2與NOx。此工藝能被用于75MW及以上的電站及工業鍋爐高硫煤煙氣的脫硫脫硝。此工藝再生生成符合商業等級的單質硫，是一種附加值很高產品。對期望提高SO2與NOx脫除率的電廠及灰渣整體利用的電廠，該工藝有極強的競爭力[3]。

圖3 工藝流程圖

3.2電子束法

電子束法[4]即是一種將物理和化學理論綜合在一起的脫硫脫硝技術。借助高能電子束輻照煙氣，使其產生多種活性基團以氧化煙氣中的SO2與NOx，得到與，再注入煙氣中的NH3反應得到與。該煙氣脫硫脫硝工藝流程如圖4所示。

圖4 電子束法脫硫脫硝工藝流程圖

3.3 脈沖電暈等離子體法

脈沖電暈等離子體法可于單一的過程內同時脫除與；高能電子由電暈放電自身形成，不需要使用昂貴的電子槍，也無需輻射屏蔽，只用對當前的靜電除塵器進行稍微改變就能夠做到，且可將脫硫脫硝和飛灰收集功能集于一身。其設備簡單、操作簡單易懂，成本相比電子束照射法低得多。對煙氣進行脫硫脫硝一次性治理所消耗的能量比現有脫除任何一種氣體所要消耗的能量都要小得多,而且最終產品可以作肥料，沒有二次污染。在超窄脈沖反應時間中，電子得到了加速，不過對不產生自由基的慣性大的離子無加速，所以，此方法在節能方面有著極大的發展前景，其對電站鍋爐的安全運行不造成影響。所以，其發展成為當前國際上脫硫脫硝工藝研究的熱點[5]。其工藝流程如圖5 所示:

圖5 脈沖電暈等離子體法脫硫脫硝工藝流程圖

4 煙氣脫硫脫硝一體化實例應用

本案例是根據石灰石-石膏濕法煙氣脫硫脫硝工藝試驗，使變成極易為堿液所吸附的。因為珠海發電廠脫硫系統在脫硝進行前己經完成，只用增加脫硝裝置就行。而且脫硫脫硝一體化的重點在于的氧化，所以為實現脫硫脫硝一體化技術，深入研究分析氧化劑的試驗功效并確定初步工藝參數，為以后工業試驗及示范工程提供理論及試驗基礎，在珠海發電廠脫硫裝置同時進行了脫硝測量[6]。

4.1氧化劑的配制

氧化劑配制：在氧化劑配制槽中，注入適量水及濃度在50%的氧化劑，其主要成分是，攪拌均勻后配制濃度分別是39.5%、30%的氧化劑[7]。

4.2 測量儀器

煙氣分析儀:英國KANE公司生產的KANE940，性能是對、、的濃度以及煙氣溫度，環境溫度，煙道壓力等分析。煙氣連續分析儀：德國MRU公司生產的MGA-5，功能是連續測量：、、、、溫度、壓力等；并配備專用數據采集處理軟件MRU Online View，自定義采集時間間隔。

4.3 試驗裝置以及流程

測量是在珠海發電廠脫硫裝置上進行的。脫硝裝置安裝在脫硫系統前部的煙道中，將煙氣注入到脫硫塔之前進行脫硝試驗。試驗過程和部分現場試驗裝置如下圖所示[8]：

圖5 脫硫同時脫硝測量示意圖

試驗中，煙氣由珠海發電廠總煙道設置的旁路煙道引出，由擋板門4控制煙氣流量。氧化劑從氧化劑泵注入管道，由閥門1和流量計一起控制氧化劑總流量，之后將氧化劑分成兩個支路從噴嘴逆流注入到煙道和煙氣中進行混合。在2、3處由各自的閥門開關控制前后兩支路，其中2處為前閥門，控制前支路；3處為后閥門，控制后支路，前后支路都安裝有兩個噴嘴。煙氣在6處同氧化劑發生反應后，經由圖中5、7煙氣測點煙氣分析儀連續記錄試驗前、后不同時間煙氣中、、等濃度變化，分析確定最佳試驗參數。之后將煙氣引入脫硫系統[9]。

4.4 測量結果分析

在珠海發電廠脫硫同時脫硝測量中[10]:

（1）氧化度同氧化劑注入煙道的方式有關。逆流是最宜的氧化劑注入方式，所以，工業試驗中脫硝劑最宜采用逆流注入方式。

（2）試驗加入氧化劑后，氧化劑脫硝效果效果，可在工作應用中深入分析研究；50%氧化劑試驗中，氧化度最高可達60%左右。

（3）試驗中，首先，濃度為50%的氧化劑氧化度最高；其次，整體上濃度在39.5%的氧化劑氧化度高于30%濃度氧化劑的氧化度。有條件情況下，以后的具體應用中應最宜選用濃度為50%的氧化劑。但出于經濟性和試驗效果的考慮，工業應用中普遍選用濃度為35%的氧化劑。

5 結論

燃煤電廠脫硫脫硝技術為一項涉及多個學科領域的綜合性技術，為了減少燃煤排放煙氣中與對大氣的污染。其一，改進燃燒技術抑制其生成；其二，應加強對排煙中與的煙氣脫除工藝設計。當前，煙氣脫硫脫硝技術是降低煙氣中的與最為有效的方法，尤其是電子束法、脈沖等離子體法等應用更是大大地促進了煙氣脫除工藝的發展。雖然相應方法有著很多優點，但還不完善，均還處在推廣階段。所以，研究開發高效能、低價格的煙氣聯合脫硫脫硝一體化吸收/催化劑，研發新的脫硫脫銷裝置及脫硫脫銷工藝是科研人員工作的方向。

參考文獻

[1] 胡勇,李秀峰．火電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝協同控制技術研究進展和建議[J]．江西化工，2011(2):27－31．

[2] 葛榮良．火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J]．上海電力，2007(5):458－467．

[3] 宋增林，王麗萍，程璞．火電廠鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術進展[J]． 熱力發電，2005(2):6－10．

[4] 柏源，李忠華，薛建明等．煙氣同時脫硫脫硝一體化技術研究[J]．電力科技與環保，2010，26(3):8－12．

[5] 呂雷．煙氣脫硫脫硝一體化工藝設計與研究[D]．長春: 長春工業大學碩士學位論文，2012．

[6] 劉鳳．噴射鼓泡反應器同時脫硫脫硝實驗及機理研究[D]．河北:華北電力大學工學博士學位論文，2008．

[7] 韓穎慧．基于多元復合活性吸收劑的煙氣CFB 同時脫硫脫硝研究[D]．河北: 華北電力大學工學博士學位論文，2012．

篇3

防治煙氣中二氧化硫對大氣污染的途徑分為爐前脫硫、爐中脫硫、爐后脫硫三種。

所謂濕法煙氣脫硫，其特點是脫硫系統位于煙道的末端、除塵器之后，靠噴淋或其他形式使煙氣跟吸收液充分接觸，通過吸收液中的堿來捕獲煙氣中的SO2，從而達到煙氣脫硫的目的。由于是氣液反應，其反應速度快、效率高、脫硫劑利用率高，適合各種工況的煙氣脫硫。

1、二氧化硫控制技術的比較

當前實際使用中常用的濕法煙氣脫硫技術，按脫硫劑的不同，主要有石灰石/石灰―石膏法、雙堿法、氧化鎂法等。

1）、石灰石-石膏法

石灰石（石灰）―石膏濕法煙氣脫硫工藝主要是采用廉價易得的石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。當采用石灰作為吸收劑時，石灰粉經消化處理后加水攪拌制成吸收漿液。在吸收塔內，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應被吸收脫除，最終產物為石膏。脫硫后的煙氣依次經過除霧器除去霧滴，加熱器加熱升溫后，由增壓風機經煙囪排放，脫硫渣石膏可以綜合利用。從最近幾年的運行情況來看，該工藝的脫硫效率在90%-95%，環境特性很好。不過，設備存在一定的結垢現象，防腐方面的研究也有待加強。

2）、MgO濕法煙氣脫硫技術

該法用氧化鎂漿液[Mg（OH） 2]吸收煙氣中SO2，得到含結晶水的亞硫酸鎂和硫酸鎂的固體吸收產物，經脫水、干燥和煅燒還原后，再生出氧化鎂循環吸收使用，同時副產高濃度SO2氣體。工藝系統主要包括：煙氣系統、SO2吸收系統、脫硫劑漿液制備系統、副產物處理系統、事故漿液系統、工藝水系統等。

氧化鎂法可處理大氣量的煙氣，技術成熟可靠，脫硫率≥95%，無結垢問題，可長期連續運轉，煅燒氣含SO210～13%，可用于制酸或硫磺。缺點是副產品回收困難，并且脫硫劑氧化鎂的成本較高。

3）、雙堿法

雙堿法是先用可溶性的堿性清液作為吸收劑吸收SO2，然后再用石灰乳或石灰對吸收液進行再生，由于在吸收和吸收液處理中，使用了不同類型的堿，故稱為雙堿法。鈉鈣雙堿法是以碳酸鈉或氫氧化鈉溶液為第一堿吸收煙氣中的S02，然后再用石灰或熟石灰作為第二堿，處理吸收液，再生后的吸收液送回吸收塔循環使用。

由于采用鈉堿液作為吸收液，不存在結垢和漿料堵塞問題，且鈉鹽吸收速率比鈣鹽速率快，所需要的液氣比低很多，可以節省動力消耗。雙堿法脫硫同樣是目前國內的主要脫硫工藝之一，其脫硫效率≥90%。

玻璃窯爐煙氣治理難點分析

通過對國內目前脫硫技術的了解，我們可以發現石灰石-石膏法、MgO法、雙堿法是目前國內脫硫技術主流中的高效脫硫技術，在大部分污染行業的煙氣治理上是滿足國內環境保護排放標準的。但往往應用在玻璃窯爐煙氣治理時，效果不理想，普通的石灰石-石膏法、MgO法、雙堿法技術使用后煙氣中的二氧化硫排放濃度一般在300mg/Nm3-400mg/Nm3之間，高于國家的大氣污染物綜合排放標準（200mg/Nm3）。

要想提高現有的脫硫技術，首先我們要先了解玻璃窯爐煙氣的特性及煙氣成分。玻璃窯爐煙氣的主要特點：煙氣溫度高、煙氣流量適中、煙氣中SO2的含量較高、粉塵的含量較低，排放二氧化硫濃度為6000mg/m3左右，排放煙塵濃度為350mg/m3左右，排放煙氣黑度為1-2級；

通過上述對玻璃窯爐煙氣特點的敘述，我們發現兩個問題：

1）在進行煙氣治理的工程設計時，我們往往因為玻璃窯爐粉塵的含量較低的特點放棄除塵，而放棄除塵設備，而脫硫塔噴淋時確實能夠減低一部分粉塵，但是煙塵中所含的硅、鋁的氧化物經過循環系統沉淀后總量逐漸增加，而當其進入吸收塔后與煙氣中的F離子形成氟化鋁絡合物，從而影響SO2的溶解吸收，影響脫硫效率。

2）玻璃窯爐煙氣中的二氧化硫濃度為6000mg/m3左右，而現行濕法脫硫技術一般穩定運行時，脫硫效率為95%，按理論計算6000mg/m3×（1-95%）=300mg/m3；

2、玻璃窯爐煙氣治理的解決方法

a 增設除塵裝置。璃窯爐煙氣含酸堿度高，黏性強，無法使用袋式除塵器，因此水膜脫硫除塵器就成為了首選。水膜脫硫除塵器的成本低，除塵效率高，能夠成功降低煙氣中的煙塵含量，避免粉塵中的硅、鋁的氧化物進入脫硫塔。

b 同時在水膜脫硫除塵器的漿液中加入適量的堿液，能夠起到一級脫硫的作用，處理煙氣中的部分二氧化硫，稀釋空氣中的二氧化硫含量，一級脫硫效率一般能夠達到40%左右。

c 煙氣經過過濾后進入濕式脫硫塔，此時進入濕式脫硫塔的二氧化硫濃度大約在6000mg/m3×（1-40%）=3600mg/m3，二級脫硫我們選擇雙堿法脫硫，雙堿法脫硫效率高，系統穩定性高，投資費用低，運行費用低，并且無二次污染。同時因為二氧化硫的濃度降低，在保證脫硫系統的正常脫硫效率下，按理論計算3600mg/m3×（1-95%）=180mg/m3；這樣既能保證二級脫硫后達標排放，又降低了設備的運行成本。

4、經濟分析

雖然增設的除塵裝置，煙氣脫硫系統的成本有所增加。但水膜脫硫除塵器的成本較低，同時經過了一級脫硫處理后，脫硫塔的負荷減輕，可以對二級脫硫系統進行從容的布置，達到降低成本的要求。

5、結論

本文對玻璃窯爐的煙氣治理進行了研究和分析，同時了解了目前國內的脫硫技術，并綜合現有的脫硫除塵技術對玻璃窯爐的煙氣治理提出了一套切實可行的治理方案。

由于時間有限和條件上的限制，本論文還有很多不足之處，有待進一步完善。希望本論文提出的治理方案能夠在玻璃窯爐煙氣處理的工程設計和實際操作上，實現它的可參考價值和現實的指導意義。

參考文獻：

李廣超 大氣污染控制技術[M] 北京 化學工業出版社 2001

童志權 工業廢氣凈化與利用[M] 北京 化學工業出版社 2001

茆令文 玻璃熔窯煙氣脫硫除塵技術研究[J] 中國玻璃 2000，1，13-18

馬廣大 大氣污染控制工程 中國環境出版社 1985

施亞軍等 氣體脫硫 上海科技出版社 1986

篇4

一.引言

我國是世界焦炭第一生產大國，同時也是第一焦炭消費大國。近些年來，我國的煉焦技術得到了較大進步，煉焦技術的發展，促進了煉焦行業節能技術的推廣和應用。

二.煉焦技術的工藝特點。

1.回收煉焦工藝流程簡述。

熱回收煉焦工藝技術包括備煤、煉焦、篩焦、余熱鍋爐、廢氣脫硫等主要生產設施。煉焦煤由備煤車間制備好后送到煉焦車間，煉焦煤在裝煤推焦車上由搗固機搗成煤餅送入煉焦爐，成熟的焦炭由接熄焦車送到熄焦塔內進行熄焦。熄焦后的焦炭由篩焦車間進行粒度篩分和儲存。煉焦爐為負壓操作，煉焦煤煉焦時產生的揮發份在焦爐內全部燃燒，高溫廢氣經焦爐集氣管道送到余熱鍋爐回收其熱量產生蒸汽。回收熱量后的低溫廢氣脫除二氧化硫后經煙囪排放。蒸汽送到工業、公共設施，或用于余熱發電車間發電。

2.回收煉焦工藝主要特點。

（1）.煉焦爐負壓操作，基本消除了煉焦爐對大氣的污染。回收煉焦產生的揮發份燃燒為高溫廢氣的熱量，并回收其熱量，徹底消除了化學污水的產生。實現了煉焦工業的清潔生產。

（2）. 煉焦爐內煤餅和爐頂空間形成惰性氣體保護層，取代耐火磚作為高溫干餾煉焦煤和空氣的隔離物。教好的解決了煉焦煤表面在高溫干餾時的燃燒現象。

（3）. 煉焦爐煉焦時揮發性的物質在焦炭層中的流程較長，二次裂解產生的具有活性鍵的碳充分和焦餅上的活性鍵起架橋作用，能改善和提高焦炭的物理化學性質和冷熱強度。結合搗固煉焦，對于擴大煉焦用煤的范圍和提高焦炭的質量具有重要意義。

（4）. 熱回收煉焦技術工藝在國際上首次使用具有我國自主知識產權的液壓搗固，在國內首次使用具有我國自主知識產權的水平接熄焦，充分體現了我國堅持科學發展觀和科技的創新能力。

三．發展清潔生產的大型搗固煉焦。

大力研發和推廣具有完善環保設施、能夠實現清潔生產的大型搗固煉焦技術。標定、調試和總結我國已投產的6.25米大型搗固焦爐，進一步修改和完善并建成6.25米大型搗固焦爐示范工程。

開發適合中國國情的6.7米搗固焦爐，其每孔年產焦炭1.443萬噸，將是我國乃至世界上最大的搗固焦爐，2×52孔年產焦炭150萬噸，填補我國年產150萬噸級焦炭規模的大型搗固焦爐空白，并建成能起樣板作用的示范工程，推動我國大型搗固煉焦技術的發展，使其達到世界領先水平。

發國產的適合中國國情的6.25米和6.7米大型搗固焦爐使用的搗固一裝煤一推焦一體車（SCP機），使其機械化、自動化、安全性能和環保水平等方面達到世界領先水平。

隨著我國大中型鋼鐵企業逐步接受和采用搗固煉焦技術，應推動焦化和煉鐵工作者共同研究搗固焦炭的冶煉性能、適宜的焦炭質量標準、相應的高爐生產操作工藝和參數，推動大中型高爐使用搗固焦炭。

1.大力推廣的節能技術。

(1). 發展高效節能環保的大型焦油加工裝置。

淘汰耗能高、污染嚴重、裝備水平落后的間歇蒸餾、間歇酸堿洗滌、間歇結晶和污染大的瀝青成型工藝。

進一步推動我國煤焦油加工的集中處理，建設規模大、技術先進、節能環保的世界一流煤焦油加工廠。同時通過不斷開發新產品，擴大產品品種和品級，配合化工、醫藥、材料等市場要求，開發出附加值高的洗油深加工產品、蒽油深加工產品和瀝青深加工產品等。對附加值低的殘油，在滿足炭黑生產的同時，可采用加氫催化裂化、加氫裂解等技術，使其轉化成為高附加值的汽油調和油、柴油調和油。

(2).推薦采用高效節能的脫硫脫氰技術。

新建焦化廠應該首選脫硫脫氰效率高、產品質量好、操作可靠的脫硫脫氰工藝，如利用荒煤氣余熱再生的真空碳酸鉀法脫硫工藝等。

推進我國第一套HPF法氧化脫硫工藝廢液與低純度硫磺焚燒制取硫酸的工業裝置投產，并建成示范裝置，解決全國已有的HPF法氧化脫硫工藝存在的問題，推動其更新換代。

推薦采用間接法蒸氨，以減少焦化廢水，有利于實現焦化廢水的近零排放。

(3)積極研發焦爐煤氣資源化利用技術。

COG含有54%-59%H2和24%-28%CH4。COG燃料化利用不如資源化利用效益高，因此只有在萬不得已的情況下才用作燃料和發電。高質量地利用COG不僅有利于降低鋼鐵企業單位產品的能源消耗和排放負荷，甚至能開發出大量最清潔能源—氫氣，從而引發鋼鐵制造流程能量流新的供需平衡關系，甚至會引發整個社會新的供需關系。

(4)開發新型焦化污水深度處理技術.

資源節約、環境友好的焦化廠必須使處理后的焦化廢水資源得到最大限度地合理使用，因為生產1噸焦炭通常產生0.48噸焦化污水和0.42噸循環水排污水（采用CDQ時循環水排污水為0.53噸）。我國已開發出成熟可靠的焦化污水生化處理技術。對鋼鐵企業焦化廠來說，焦化廢水經生化處理后可全部回用于焦化廠和鋼鐵廠的濁循環水系統。對采用濕法熄焦的獨立焦化廠，生化處理時，可減少或不加稀釋水，減少生化處理水量，使處理后廢水全部作為濕法熄焦補充水，在焦化廠內消耗掉。但是，隨著我國獨立焦化廠逐漸采用干法熄焦，處理后廢水無路可去，只能回用于凈循環水系統。而凈循環水系統對水質要求嚴格，對其補充水的水質要求更嚴。若將生化處理后焦化廢水用作凈循環水系統補充水，必須進行降低有機物和脫鹽的深度處理。

“十一五”期間，進行了大量污水回用深度處理技術的開發工作。深度處理一般采用膜分離技術。即：生物處理（A-A/O）+超濾（UF）+納濾（NF）（或反滲透（RO））；或生物處理（A-A/O）+膜生物反應器（MBR）+納濾（NF）（或反滲透（RO））。深度處理的產水率可達到70%以上，產水水質可達到循環水補充水的要求，用作循環水補充水。膜深度處理產出占原料水量30%左右的濃縮液。濃縮液不但含有較高的有機物，而且濃縮了大量的鹽。濃縮液可以深度處理回用，也可以蒸發提鹽，但這些手段成本太高，因此，濃縮液處理將是下一步重點開發的課題。

(5)研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術。

離開焦爐炭化室的650-700℃荒煤氣所帶出的顯熱占焦爐輸出熱的36%，與紅焦帶出的顯熱相當，余熱回收利用的潛力巨大。

“十一五”期間，國內外許多焦化企業積極研發焦爐荒煤氣余熱回收及利用技術，如：濟鋼將5個上升管做成夾套管，導熱油通過夾套管與荒煤氣間接換熱，被加熱的高溫導熱油可以去蒸氨、去煤焦油蒸餾、去干燥入爐煤等；寶鋼梅山鋼鐵公司煉焦廠在其4.3米焦爐上升管采用熱管回收荒煤氣帶出熱的試驗；濟鋼和中冶焦耐正在進行用鍋爐回收荒煤氣帶出熱的試驗；無錫焦化廠在其4.3米焦爐上進行用半導體溫差發電技術回收上升管余熱的試驗；平煤武鋼焦化進行了高效微流態傳熱材料作換熱介質的上升管余熱回收試驗；日本已在1個上升管和正在3個上升管上進行用荒煤氣帶出熱對焦爐煤氣進行無催化高溫熱裂解和重整試驗，得到了主要含H2和CO的合成氣體；中冶焦耐在初冷器一段用82℃-85℃的荒煤氣加熱真空碳酸鉀法脫硫廢液，用熱廢液閃蒸的蒸汽再生脫硫液；有的焦化廠擬用初冷器一段熱循環水制冷，所得的低溫水直接用于初冷器三段制冷。

“十二五”期間，應當支持荒煤氣余熱回收和利用技術的研發調試、改進完善、總結比較，選擇最優方法；推動最優方法盡快工業化，總結經驗，建立示范裝置，加以推廣普及。

五．結束語

煉焦，要做好能源生產和節能處理的兩手抓，在確保生產的同時，要減少對能源的消耗，提高最終有效產出。

參考文獻：

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一、 石灰石一石膏法煙氣脫硫(FGD)工藝簡介

該工藝是將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑，在吸收塔與原煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，主要反應方程1．SO2 + H2O → H2SO3 吸收

2．CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2+ H2O 中和

3．CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化

4．CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 結晶

5．CaSO4 + 2H2O → CaSO4•2H2O

結晶硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成石膏．吸收塔石膏排出泵排出石膏漿液經濃縮、脫水，使其含水量小于 10％，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放。脫硫后的凈煙氣經除霧器除去霧滴，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內吸收劑漿液通過循環泵反復循環與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比 較低，脫硫效率可大于95％．

二、FGD吸收塔溢流危害

吸收塔漿液溢流流入原煙道，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內襯及其毛細孔內，當水分蒸發，漿液會析出硫酸鹽和亞硫酸鹽的結晶體，體積膨脹，使防腐內襯產生應力，尤其是帶結晶水的鹽，在干濕交替條件作用下 ，體積會膨脹達幾十倍，產生更大的應力，導致內襯嚴重剝離。，煙氣脫硫。若是未防腐的煙道，會在煙道壁產生垢下腐蝕，大大縮短煙道的使用壽命和檢修周期影響脫硫系統正常運行。

溢流到煙道的漿液會造成煙道嚴重積灰，會增大煙道阻力，影響機組的安全經濟運行，

若運行人員發現溢流較晚，溢流漿液到達增壓風機出口，會對增壓風機葉片造成嚴重沖擊，損壞葉片或葉片斷裂，迫使脫硫系統停運的嚴重設備事故，甚至主機停運的非停事故。

三、 FGD吸收塔溢流原因分析

液位過高，容易使吸收塔內水平衡失控，導致吸收塔的溢流；液位過低，吸收塔脫硫效率低不能滿足排放要求，且漿液密度偏高，加劇管路磨損．正確監視吸收塔的液位，防止虛假液位 (泡沫)的產生，吸收塔液位控制對吸收塔穩定運行至關重要．

我們采用的是雙變送器單獨引壓的測量方式，完全排除熱工測量回路的影響，還是不能給出一個讓運行人員信服的解釋。于是我們想到用一個簡單且直觀的方法來觀測吸收塔的實際液位，那就是利用U型連通器的原理，從液位變送器的沖洗法蘭處引出透明的四氟管到溢流口等高處，四氟管口對空敞口。，煙氣脫硫。，煙氣脫硫。液位DCS顯示10米，用皮尺實測透明管液面高度為10.15米。此時運行人員開始向上提升液位，到顯示值為10.9米時，皮尺測得液位高度為11.2米。此時，溢流管口（溢流管口設計高度為13.4米）有黑色泡沫開始流出，隨著液位得慢慢升高，泡沫的顏色逐漸由黑轉黃，隨后有少量漿液和泡沫混合物流出。，煙氣脫硫。DCS液位顯示11.5米，皮尺測的液位高度為11.6米，有大量漿液溢流。，煙氣脫硫。穩定液位，觀察10分鐘左右，溢流出的全是漿液。開始降低液位，在DCS液位顯示為11米時溢流開始減少，直到液位顯示為10.5米左右才沒有漿液溢出。，煙氣脫硫。

通過以上觀察，我們查閱大量相關資料，和運行人員一起共同討論，一致認為，導致脫硫裝置吸收塔溢流的主要原因是：

1、吸收塔液面存在大量氣泡和泡沫、雜質而產生虛假液位；

2、運行人員監盤不認真，調整不當或不及時；

四、FGD吸收塔溢流應對措施

1) 鍋爐投油時暫時停運脫硫塔；

2) 降低運行液位；

3) 控制槳循泵出力；

4) 控制氧化風量

5) 及時排放脫硫廢水；

6) 及時補充新鮮漿液，保持漿液質量；

7) 控制漿液密度，及時脫水；

8) 添加消泡劑，如燒堿等；

9) 采用純度高的石灰石制漿；

10) 定期開啟煙道底部疏水閥進行疏水；

11) 提高工藝水品質；

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我國“十一五”規劃綱要明確提出：要建設資源節約型、環境友好型社會，把單位GDP能耗降低20%，主要污染物排放總量減少10%，這是具有法律效力的約束性指標。當前，SO2的減排呼聲最高，壓力最大。鋼鐵企業是SO2排放的第二大戶，存在巨大的減排空間，在電廠脫硫已取得較大成效的情況下，減排的壓力正日益突出。煙塵主要來自燒結機的燒結過程及冷卻機的冷卻過程，SO2 主要來自燒結機頭煙氣。而燒結機頭煙氣中SO2 仍然采用煙囪高空排放，如果不對這些污染源加以控制，勢必造成污染物的肆意排放，仍然會嚴重污染廠區環境，影響正常的生產，危害職工身體健康。

本文以濟鋼鑄管集團公司為例，介紹了一種新型的SD-FGD系列噴射旋流曝氣脫硫塔技術。

2 工程概述

2.1 工程簡述

濟鋼鑄管公司現有兩臺52m2燒結機，燒結機工藝設計分為兩條主抽風煙道，配備有多管除塵器，排放煙氣含塵濃度

2.2 燒結機煙氣的特點

（1）煙氣溫度較高，隨工藝操作狀況的變化，煙氣溫度一般在120～180℃之間。

（2）煙氣挾帶粉塵多。粉塵主要由金屬、金屬氧化物或不完全燃燒物質等組成，一般濃度達10g/Nm3。

（3）含濕量大。為了提高燒結混合料的透氣性，混合料在燒結前必須加適量的水制成小球，所以含塵煙氣的含濕量較大，按體積比計算，水分含量在10%左右。

（4）含有腐蝕性氣體。高爐煤氣點火及混合料的燒結成型過程，均產生一定量的HCl、SOx、NOx等。

（5）CO含量較高。

（6）含SO2平均濃度較低，根據原料和燃料差異而變化，一般在1000～3000mg/Nm3。

（7）重金屬污染物。

（8）含二噁英類。目前鋼鐵行業的二噁英排放居世界第2位，僅次于垃圾焚燒行業。

3 燒結機脫硫技術

3.1 脫硫工藝的選擇

目前國內外的脫硫方法主要有干法脫硫、半干法脫硫及濕法脫硫。除塵技術主要有電除塵、機械除塵、過濾式除塵等，根據除塵過程中是否用水或其他液體，還可將除塵器分為干式和濕式兩大類。2006年石鋼3#、4#燒結機新上的脫硫系統采用的是密相干塔工藝，即干法脫硫，除塵系統采用的是電除塵器；2007年福建三鋼的180m2燒結機脫硫采用的是循環流化床干法脫硫，除塵系統采用布袋除塵器；2008年5月梅鋼180m2燒結機采用的是噴旋沖濕式石灰石-石膏法脫硫工藝，屬于濕法脫硫；2008年12月邯鋼400m2燒結機采用的是氣固再循環半干法脫硫，除塵系統為布袋除塵器。

由于燒結煙氣具有前述的特點，必須采用適合燒結煙氣特點的煙氣凈化裝置；而且應具有脫硫效率高、投資運行費用低、可靠性高、占地面積小、無廢水產生、副產物易處理等特點。山東球墨鑄鐵管有限公司所提供場地面積較小，因次對工藝的選擇必須考慮到系統占地面積等因素，在本項目中我公司選擇了雙堿法作為脫硫主要工藝。

3.2 除塵方案的選擇

由于冶金行業的煙氣具有粉塵細，易黏附結垢的特點，而濕式除塵器利用水與含塵氣體作用，在凈化粉塵的同時，具有凈化有毒氣體的作用，且設備體積較小、投資較省，考慮到現場的情況我們選擇濕式除塵方案。濕式除塵方法中文丘里管除塵器具有除塵效率高，能消除1：m以下的細塵粒，結構比較簡單，而且還能用于除霧、降溫等方面，符合燒結機煙氣的特點，因此在本項目中我們選擇了文丘里管濕式除塵法。

除塵射流器應用原理是依據文丘里原理開發出的一種產品，文丘里除塵的工作原理是靠高速運動的氣流及流經的管道截面發生變化，使氣溶膠與洗滌液或吸收液在高速氣流中發生相對運動，從而達到氣溶膠與空氣分離的目的，文丘里洗滌器凈化原理圖如圖1所

圖一 文丘里洗滌器凈化原理圖

3.3 工藝流程

我公司與日本住友金屬工業（株）和歌山製鉄所環境部合作，結合我國冶金行業的特點，對日本及歐洲冶金行業的脫硫成熟技術進行引進與消化吸收。共同開發出了SD-FGD系列噴射旋流曝氣脫硫塔。該設備集脫硫、除塵于一體，脫硫、除塵效率均較高，投資低、占地少，在國內處于先進水平該技術在日本冶金行業得到廣泛應用。該技術吸取了我公司在濟南庚辰鋼鐵有限公司24平米燒結機應用石灰石法脫硫工藝中的不足，解決了塔內及管道結垢缺陷，解決了出風含水量大的問題。我公司針對山東球墨鑄鐵管有限公司實際情況，對52平米燒結機進行專項設計，除塵、脫硫工藝中所配備的SD-PS80-Ⅱ噴射旋流曝氣脫硫塔，具有氣液傳質好、脫硫除塵效率高、液氣比小、裝置內無活動部件、工程造價低、節省運行費用等優點。

本系統主要包括除塵系統、脫硫系統、脫硫液循環系統、除塵液循環系統。

4、 設計參數

4.1 文丘里洗滌器的最佳操作條件

（1）.喉管面積A0=2.83m2

（2）.喉管直徑D0=1.7m

（3）.喉管長度L0=1.6m

（4）.收縮管的進氣截面積A1=7.6m2

（5）.收縮管的進氣端直徑D1=3.2m

（6）.收縮管的長度L1=2.3m

（7）.漸擴管出口直徑D2=3.2m

4.2 脫硫方法

由雙堿法的原理可以看出氧化反應主要是將SO32-和CaSO3氧化，而H++SO32-（HSO3-，故系統pH的高低也決定著氧化反應發生的程度。

對于脫硫效果來講，塔進口pH越高，吸收液脫硫能力也就越強。但pH過高后，可能會增加系統中Ca2+的濃度，從而增加系統中CaSO4的過飽和度，引起系統的結垢和堵塞。為了防止系統的結垢和堵塞，下面對系統運行各個階段的pH進行研究。

圖1 清液池pH與再生池pH變化規律

圖2 混漿池pH=11時再生池各階段pH

由圖1可知，隨著清液池pH升高，無論是低pH運行還是高pH運行，再生液的pH都會升高。當低pH運行時，由于塔出口pH較低，且塔出口中大部分為HSO3-，HSO3-+OH-（SO32-，快速消耗OH-，故在開始階段上升幅度較大，在pH=11.0左右時，再生液pH上升趨勢才趨于平緩，此時再生液的pH也接近于7。高pH運行時，塔出口pH較高，隨著清液池pH值升高，再生液pH繼續升高，但上升的幅度整體趨于平緩。如果不斷提高混漿池的pH值，即增加投入Ca（OH）2的量，可以增強脫硫液的脫硫效率，但一方面增加了系統的運行花費，另一方面投入Ca（OH）2的量增加，Ca2+也隨著增加，將有可能引起系統結垢和堵塞。

4.3 脫硫液循環系統

脫硫液與煙氣接觸反應后，經塔體底部水封口由排水溝流入循環水池，循環水池由再生反應池、氧化池、沉淀池和清水池四部分組成。從脫硫裝置底部出來的脫硫液首先進入再生反應池，與石灰漿液發生再生反應，然后進入氧化池，通過攪拌并鼓入空氣將水池中的CaSO3氧化為CaSO4，經沉淀后的池底濃漿由濃漿泵將CaSO4抽出，送到板框壓濾機，制成脫硫渣濾餅綜合利用或拋棄，濾液流到循環水池。在清水池旁設有pH值檢測儀，并補充NaOH溶液，調節pH值后，由循環水泵抽送到脫硫裝置進行脫硫。

4.4 除塵液循環系統

除塵液與燒結煙氣接觸后，經管道流到后面的慣性分離器，固液分離后，除塵液經底部水封口流入循環池，循環池由泥漿池和清液池組成。從分離器底部出來的除塵液首先進入泥漿池沉淀，停留一段時間后，上清液進入清液池，由循環水泵抽送到除塵裝置進行除塵；池底泥漿則由濃漿泵抽送到板框壓濾機，壓縮脫水后，定期由運渣車外運。

以上四個單元是本系統的主要單元，除此之外，本系統還包括脫硫劑制備系統及電氣和自控系統等。

4.5 SD-FGD曝氣脫硫塔原理

應用文丘里除塵、慣性分離等原理設計的高效噴射旋流曝氣除塵脫硫塔，高效旋流曝氣脫硫塔為圓柱形塔體，塔外有高效射流器，塔內安裝有若干層高負荷旋流裝置和高效除霧裝置。脫硫工作時，煙氣由塔底切向進入，形成旋轉氣流上升，煙氣通過塔板旋流葉片的導向作用使煙氣呈旋轉上升。經二次擴散，使得氣體里所含的二氧化硫散發，并與上部兩層噴淋的脫硫漿液充分接觸，從而增大氣液間的接觸面積；液滴被氣流帶動旋轉，產生的離心力強化氣液間的接觸，最后液滴被甩到塔壁上沿壁流下，經過溢流裝置到下層塔板上，再次被氣流霧化而進行氣液接觸。如上所述，液體在與氣體充分接觸后得到有效分離，避免霧沫夾帶，其氣液負荷比常用塔板大一倍以上。又因塔板上液層薄，開孔率大而使壓降較低，比達到同樣效果的一般旋流板塔的壓降約低50%，因此，綜合性能優于常用的旋流板塔。

由于裝置內部提供了良好的氣液接觸條件，氣體中的SO2被堿性液體吸收的效果好；采用較低的液氣比是1：0.8～1.2。高效噴射旋流脫硫除塵裝置上部裝有高效除霧裝置，安裝兩層折板除霧器，從而使氣流帶出塔的霧滴很少。減少出口煙氣帶水的危害。

煙氣進入射流器，由于有降塵水及煙塵里有燒結機煙塵帶出來的氧化鈣，可以作為一級脫硫處理，效率在30%左右。在旋流脫硫塔內進行二級脫硫處理，效率在65%以上，總的脫硫效率在95%以上。

5 存在不足

由于此工程為老廠改造，因此可用場地面積較小，該系統整體的設備與管路布局不夠理想，造成系統阻力稍大。另外由于工程指標要求該技術沒有涉及到脫硝的內容，以后的應用中將逐步完善技術，使其應用范圍更加廣泛。

6 結論

1. 在鋼鐵行業燒結機脫硫塔主體材料采用玻璃鋼塔為國內首創。脫硫塔采用玻璃鋼整體制造，密封性能好，無跑冒滴漏現象，耐腐蝕性比其它材料強，使用壽命長達25年不用維護。

2.該工藝采用的兩段法工藝，在預處理部分采用的除塵液為高爐沖渣水，該水呈堿性，除對煙氣的潤濕作用外也提高了對硫化物的吸收率，并且提高了水資源的利用率，減少了水資源的消耗。脫硫部分采用的雙堿法濕式脫硫。

3.脫硫塔為我公司自創的噴射旋流曝氣脫硫塔（SD-FGD），塔底部設有導氣旋流裝置，使煙氣在塔內流動均勻，并且通過控制脫硫塔進口的pH值解決了塔內的結垢問題。

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在煙氣脫硫方法按有無液相介入劃分的濕法、半干法、干法、電子束法和海水法等分類中，濕式鈣法脫硫在河北的應用企業較多，其脫硫劑主要包括石灰石粉和生石灰。這也與我省環保部門制定的《污染治理技術規范》相適應，該規范中要求200MW以上機組全部采用濕式鈣法或雙循環式鈣法脫硫工藝，其脫硫效率必須達到95%以上；同時要求200MW以下小型發電鍋爐逐步淘汰，且脫硫效率低于90%的半干法或循環流化床工藝也必須退出脫硫市場。

在我省，大多數發電廠的濕式鈣法煙氣脫硫系統均是直接購入石灰石粉用作吸收劑，這樣，脫硫系統占地面積小，工序簡單。由于煙氣脫硫裝置可以隨石灰石成分有一定的變化范圍，因此，對石灰石成分的要求的標準不一。但這種變化調節通常是以犧牲脫硫效率為代價的，為保證達到規定的脫硫效率，各脫硫公司多根據自己積累的運行經驗，對石灰石粉的成分指標提出自己的要求。如表1、表2、表3是三個不同企業不同時期對石灰石品質的要求。

標準起草組通過對國內外相關標準的現狀調研，然后參照我國現行的檢測技術規范[3]及重慶市煙氣脫硫（濕法）石灰石粉地方標準，討論確定了標準起草的思路和框架。又針對CaCO3、MgCO3、酸不溶物、反應活性等幾個重要技術指標，通過廣泛征求意見，研究界定了指標的限值。

2 河北地標與重慶地標的比較

2.1 產品等級劃分方式不同

重慶地標分等為優等品、一等品、二等品；河北地標等級劃分為I級、II級、III級三個等級。雖有區別，但本質相同。

2.2 技術要求既有相同點也有不同點

重慶地標從項目上僅規定了外觀、氧化鈣含量、細度（0.063mm方孔篩篩余）和水分四項指標。河北地標除外觀、水分與重慶基本一致外，氧化鈣含量、細度指標均有明顯提高，且增加了MgCO3含量、酸不溶物指標，并要求報告反應速率（轉化分數達到0.8時所用時間）測定值。

2.3 氧化鈣或CaCO3含量區別較大

重慶地標氧化鈣含量按優等品、一等品、二等品分別為≥50.4、≥49.5、≥47.5（換算成CaCO3含量分別為≥89.95、≥88.35、≥84.78）。相對于河北地標中CaCO3含量分別為≥94.0、≥92.0、≥90.0（換算成CaO含量分別為≥52.67、≥51.55、≥50.43）的要求是偏低的，客觀上有利于提高石灰石開采利用率。但就河北而言，多數脫硫企業面對嚴格的脫硫效率要求，普遍提出的CaCO3含量均在90.0%以上，并對影響脫硫效率的有害成分提出不同的限制要求。這也與石灰石資源豐富且低CaCO3含量石灰石利用方式較多的現狀，以及脫硫企業專業技術人員較缺乏的現實有關。更由于脫硫企業曾發生的多次堵管事故，而不得不改用高品位生石灰救急的負面影響，為平衡供需雙方關系，在編制標準時，我們支持了最低CaCO3含量在90.0%以上的要求。 [本文由WWw. dYlw.NE t提供，第 一論 文網專業寫作職稱論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨]

2.4 河北地標增加了有害成分MgCO3和酸不溶物的限制要求

由于影響脫硫效率的石灰石粉品質因素主要包括：石灰石成礦年代、晶體結構、CaCO3含量、MgCO3含量、雜質含量（主要是不溶性的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物）、粒徑（細度）有關。同時，石灰石所處運行環境的pH值、漿液中Cl-含量、Na+含量、F-含量、甲酸含量、漿液溫度、攪拌速率與攪拌強度、添加劑的質量與品種、CO2分壓、曝氣效果以及煙塵中的可溶性Al3+、Fe3+、Zn2+對反應活性影響也較大。

結合企業脫硫實踐和莊滬豐[4]、鐘毅[5]等人的研究，我們確定控制的化學成分包括CaCO3含量、MgCO3含量、酸不溶物。其意義在于：

2.4.1 反應活性和脫硫效率的要求

石灰石礦通常有三種存在形式：一是以方解石形式時，其石灰石含量較高，達98%，氧化鎂含量較低，對于石灰石-石膏來說是比較好的脫硫劑。二是以白云石形式存在時，其分子式為CaMg（CO3）2，這種石灰石是在地質變化過程中，鈣原子被告鎂原子代替自然形成的，而CaCO3與MgCO3是晶體間的力結合，其溶解度比CaCO3更低，對于石灰石-石膏脫硫系統而言，在pH值為5.2條件下，幾乎沒有活性。三是兩種晶體結合物，既有單獨的石灰石晶體，也有以白云石形式存在的混合物。如果氧化鎂是以活性MgCO3形式存在時，而不是以CaMg（CO3）2形式存在時，煙氣脫硫用石灰石粉的活性也差別很大。由于石灰石品質是由CaO含量決定，石灰石純度越高，脫硫效果越好，因此需要對氧化鈣、氧化鎂含量、雜質含量（主要是不溶性的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物）等加以規定。

2.4.2 運行控制和成本控制的要求

由于石灰石的成礦年代和CaCO3含量不同，其反應活性差異較大，CaCO3含量越高活性越大。而白云石比方解石的溶解速率低3～10倍，當石灰石純度較低或要求的石灰石利用率較高時，白云石等雜質會大大降低石灰石的溶解度。MgCO3含量過高時，還容易產生大量可溶性的MgSO3，從而減小SO2氣相擴散的化學反應推動力，嚴重影響脫硫化學反應的有效進行，且石灰石中CaCO3含量太低時會由于雜質較多而給運行帶來一些問題，造成吸收劑耗量和成本費用增加。

2.4.3 促進生成優質脫硫石膏以便循環再利用的要求

煙氣脫硫石膏[6]標準中規定干基二水硫酸鈣含量分別不小于95%、90%、85%時劃分為三個等級。其余組分大多為未充分利用的石灰石中CaCO3。對于不能達到分級要求的脫硫產物，一般采用丟棄形式，廢液也隨廢水排放，從而會對環境造成新的污染。而造成脫硫石膏無法順利生成的原因除了運行中的各種因素以外，因石灰石品位過低造成的循環利用率不高也是重要原因。因此也需要控制石灰石中CaCO3含量在9 0%以上。

考慮到上述原因，我們根據匯總相關實驗數據，規定MgCO3和酸不溶物的限值分別為≤5.0和≤6.0。

2.5 兩地地標中細度指標要求也有差別

石灰石粉細度也是影響脫硫效率的一個重要因素。對于純度較高的石灰石，粒徑對反應活性的影響遠大于石灰石種類和成分的影響。反應接觸面很大程度上決定化學反應速率，石灰石粉越細，單位質量接觸面積越大。較細的石灰石顆粒各反應速率高，更快的吸收SO2氣體，脫硫效率及石灰石利用率較高。一般情況下，0.063mm篩余小于10%時，即可滿足脫硫時的粒徑要求。粒徑越細，越有利于氣液反應，提高SO2氣體吸收率。

重慶地方標準規定的是0.063mm篩余小于5.0%。而我省電廠通常采用325目篩（約0.045mm）手工干篩法測定并要求細度過篩率90%以上，即篩余小于10%。通過測定0.045mm、0.080mm負壓篩細度與0.063mm干篩細度相比，感覺干篩數值不穩定，與負壓篩的波動有的數據不可靠。

鑒于水泥負壓篩析儀測定石灰石粉細度是成熟的方法，因此選用GB/T 1345-2005《水泥細度檢驗方法 篩析法》規定的45μm篩及其篩析方法，且規定45μm篩余≤10.0%。這個指標是綜合考慮以下因素而確定的：一是為保證反應活性滿足脫硫效率要求；二是為保證能源成本較低。由于現石灰石粉加工多為立式輥磨機或大型管磨機，均能在保證脫硫效率條件下兼顧經濟性，也基本符合實際脫硫時石灰石粉的粒徑情況。

2.6 河北地標中增加了反應速率指標

石灰石作為吸收劑的特性不僅包括其化學成分，主要也包括其反應活性，脫硫系統的堿量是通過石灰石粉的溶解來提供，吸收劑的活性影響到吸收劑的溶解度和溶解速度，是表示一種在酸性環境中的轉化特性。活性較高的石灰石在保持相同石灰石利用率的情況下，可以達到較高的SO2脫除效率。石灰石反應活性高，石灰石利用率也高。石灰石品質不同，對生產控制有很大的影響，因此，生產中要綜合考慮各個因素。

吸收劑的活性包含吸收劑種類、物化特性和與其反應的酸性環境。吸收劑的物化特性包括：純度、晶體結構、雜質含量、粒徑分布以及包括內表面（即孔隙率）在內的單位質量總表面積和堆積密度。對于石灰石粉，其反應活性的測試方法目前主要為反應速率法、MET法等兩種方法。反應速率法即固定pH值為5.5、反應溫度50℃和攪拌速度800r/min條件下的鹽酸滴定法，表征反應時間與耗酸量的關系。因為我國已有電力標準[7]就是采用該法表征石灰石粉反應活性的，因此我們引用了該方法標準，與現有標準相銜接，突出了做為吸收劑石灰石粉的性能特點。

影響石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝效率的因素，除了吸收劑本身質量如純度、粒度、雜質含量之外，過程控制質量、吸收塔工作環境、機組的煙氣參數，如溫度、SO2濃度、氧氣量、粉塵濃度等也不同程度的影響脫硫反應進程。

3 試驗方法的選擇

（1）CaCO3：河北地標中按GB/T 5762-2012或GB/T 3286.1-2012進行CaO含量的測定。有異議時，按GB/T 5762-2012進行。重慶地標采用GB/T 5762-2000中EDTA法測定CaO含量。因此方法基本一致。

（2）MgCO3含量：河北地標中按GB/T 5762或GB/T 3286.1進行MgO含量的測定。有異議時，按GB/T 5762進行。

（3）含水量：同樣為烘箱法。

（4）酸不溶物：河北地標中按JC/T 478.2-2013鹽酸法進行。

（5）反應速率：河北地標中按DL/T 943進行。

4 結束語

河北地標雖較重慶地標在某些技術指標要求上較為嚴格，但相信隨著脫硫技術裝備的進步和專業技術人員水平的提高，一定可以在不遠的將來把某些指標降到重慶地標水平，以更好地提高石灰石資源利用率。 [本文由WWw. dYlw.NE t提供，第 一論 文網專業寫作職稱論文和畢業論文以及服務，歡迎光臨]

參考文獻

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篇8

隨著當前工業化的快速發展，大氣環境受到了比較嚴重的污染，比如二氧化硫和氮氧化物已經成為主要污染物。而煙氣脫硫與其他脫硫方法有所不同，具有大規模商業化的性質，是控制酸雨和二氧化硫污染比較重要的技術手段措施。隨著社會技術的進步，煙氣脫硫脫硝技術也不斷更新發展。但是在以煤炭為主要原料的企業中，在很大程度上就會增加額外的成本，很容易使企業背負比較沉重的經濟負擔。因此，要不斷引進先進技術，積累經驗教訓，不斷降低企業的投資成本，保證脫硫脫硝一體化技術良性運行。

一、傳統的脫硫脫硝一體化技術

就目前而言，使用比較普遍的延期脫硫除塵技術主要包括以下幾種技術：石灰石——濕法，這種方法具有不少的優點，原料價格比較便宜，脫硫率比較高，占有的市場份額比較高，但是投資成本比較高，很容易形成二次污染，需要得到比較好的維護；旋轉噴霧半干法，與第一種方法相比，投資成本較低，最終的產物為煙硫酸鈣；爐內噴鈣增濕活化法，脫硫率比較高，相應的投資成本比較低，產物也是亞硫酸鈣，但是很容易產生爐內的結渣；海水煙氣脫硫法，施工工藝比較簡單，脫硫率很高，整個系統在運行過程中安全可靠，同時投資成本比較低，但是海水煙氣脫硫技術需要設置在海邊，而且海水溫度比較低，溶解氧的程度較高。氨法煙氣脫硫法，主要以合成氨為原料，需要建立在化肥廠附近，產物主要包括氨硫等；簡易濕式脫硝除塵一體化技術，脫硫脫硝率比較低，但是投資造價比較低，脫硫的主要原料為燒堿或者廢堿等，需要建立在有廢堿液排放工廠附近，在進行有效中和后，然后把產生的廢水輸送到污水處理廠。

二、原理分析

在進行脫硫脫硝過程中，主要考慮到原料、產物以及鈣硫比等。首先，隨著社會經濟和技術的快速發展，大量的新興產業不斷崛起，許多舊的產業也不斷退出市場。在煙氣脫硫項目在建設過程中，需要投入比較大的投資，如果其中的工藝和原料過度依賴于化肥廠等，就會受到很大的限制，很有可能不能保證正常運轉，很難取得比較良好的社會效益、經濟效益和生態效益。在實際的運行過程中，石灰石和石灰作為中和劑的煙氣脫硫技術得到了最為廣泛的認同和應用，但是石灰石——石膏煙氣脫硫技術需要將石灰石粉磨至200到300目，因此還需要建立一座粉磨站，這樣不僅會增加企業的項目投資造價的成本，還會導致噪聲粉塵污染，另外，脫硫的產物和反應物混在一起，在一定程度上提高了鈣硫比，同時在也增加了其中運行的費用。如果采用煙氣脫硫脫硝除塵一體技術，就可以在同一個裝置內完成，這樣就可以利用簡單的設備，降低投資成本和運行費用，大大增加了企業的經濟效益，還可以保護環境，防止污染。

其次，采用濕法脫硫，脫硫率比較高，主要產物包括硫酸鈣和亞硫酸鈣的混合物，這種中和產物二次利用可能性比較低，但要做好回收和維護工作，一旦中和產物的亞硫酸鈣流到河湖中，具有比較強的還原性，在很大程度上會損耗掉水中的氧氣，導致水中生物大量死亡。另一方面，由于這種物質溶解速度比較慢，會長時間的存留在水中，就會嚴重破壞整個水體環境，產生極為惡劣的影響。因此，在排放中和產物中，要清除其中有害雜質。

最后，鈣硫比例的控制同樣不能忽視，當硫鈣比接近1的時候，才有可能保證最大限度的經濟運行。就目前而言，濕法脫硫的方法很容易把剩余的反應物與脫硫的產物無法有效分離，這樣很難實現理想中的鈣硫比。因此，把反應物以顆粒狀態存在就會有效解決這個問題，整個投資的資金和成本也會相應減少，提高企業的經濟運行效益。

因此，在實際的運行過程中，比較理想的煙氣脫硫技術應該保證脫硫率在90%以上，其中中和劑為石灰石，鈣硫比要達到或者接近1，最終的產物中不能含有亞硫酸鈣等雜志，才能真正降低成本，防止二次污染，實現全線的自動控制，要盡量減少對周邊企業的依賴性，有效利用煙氣余熱。這是一種比較理想的煙氣脫硫技術模式，卻很難真正實現，主要原因主要包括以下幾個方面：在脫硫過程中，石灰石顆粒在脫硫過程中會迅速溶解，但PH必須小于4，與此同時，CaCO3的溶解物在PH小于4的情況下，對二氧化硫就會喪失吸收能力。在二氧化硫溶于水后，就會生成亞硫酸和硫酸，與石灰石發生化學反應后，就會生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，同時會依附于石灰石顆粒的表面，堆積就會越來越多，在很大程度上阻礙反應繼續進行下去。另外，硫酸鈣和亞硫酸鈣都屬于吸收產物，其中硫酸鈣析出同時不產生亞硫酸鈣是比較有難的。以上問題能否有效的解決，成為煙氣脫硫技術工藝能夠達到預期目標以及保證整個項目裝置有效安全穩定運行的關鍵。

三、煙氣脫硫脫硝除塵技術分析

煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術就是通過煙水混合器，有效利用二次噴射的原理把產生的煙吸收到水中，然后在溶解器把煙和水進行均勻的混合溶解，使煙氣中的顆粒在水的作用下，進行沉淀，同時把有害氣體溶解在水中，有效清除二氧化硫、氮氧化物以及粉塵等有害物質，這種技術除塵效率、脫硫率和脫硝率都比較高，比較適用于燃煤、燃氣、燃油等工業窯爐的凈化工程，具有成本較低、性能較高以及壽命比較長的特點。

總的來說，整個系統結構簡單，使用的設備比較少。主要包括煙水混合器、均勻溶解器、水泵以及水池；另一方面，適用于多種工藝流程：廢物丟棄、石膏回收以及化肥回收等。

在進行煙氣脫硫脫硝除塵過程中，要采取一定的防腐措施，做好溶液的配置工作。溶液配置要呈堿性，要把溶液均勻的加入水池的循環液中，保證PH值在8到9之間，就可以使堿溶液中的堿和煙氣的二氧化硫等酸性氧化物，在經過充分的化學反應后形成鹽。因此，溶液要保持一定的弱堿性，降低腐蝕性。要采用耐堿和耐酸的材料，主要包括不銹鋼、陶瓷以及耐火材料。另外，還要對溶液中的PH值進行隨時的監控和監測，保證萬無一失。

在設置廢物排出系統過程中，沉淀池要進行圓形的設計，把底部設置成漏斗形狀，同時還要安裝沉淀物收集器，保證濃度比較大的漿液集中在漏斗內，然后用泥漿泵將漿液抽出，對于產生的廢水澄清后，可以進行循環利用。其中丟棄物可以應用在建筑材料中，石膏主要用于工業。

在使用脫硫脫硝除塵一體化技術后，除塵率可以達到100%，脫硫率在97%以上，脫硝率在90%以上，同時把二氧化硫轉化為石膏。

石膏法的工藝流程圖

與此同時，要做好脫硝工作，就是采取有效措施對氮氧化物，主要要一氧化氮和二氧化氮。其中一氧化氮屬于惰性氧化物，雖然溶于水，但不能生成含氮的含氧酸，在常溫條件下可以與氧發生反應，生成二氧化氮。二氧化氮是一種強氧化劑，可以把二氧化硫轉化成三氧化硫，二氧化氮在溶于水后，生成硝酸和亞硝酸。

脫硝的方法主要包括干法和濕法，在通常條件下，干法脫硝率在80%左右，同時成本比較高。因此，可以采用濕法脫硝。由于一氧化氮和二氧化氮都溶于水，可以采用還原的方法還原氮氣，還原劑為亞硫酸銨。如果氮氧化物不能夠全部被還原，剩余的部分就可以變成亞硝酸銨和硫酸銨被分解出來做成化肥。

就目前而言，脫硫脫硝一體化技術工藝已經成為控制煙氣污染的重點和熱點，雖然有的企業已經開始使用，但是較高的成本限制了大規模的使用，因此，要不斷開發新技術和新工藝，不斷降低投資成本和運行費，不斷提高脫硫脫硝的效率。

四、結論

綜上所述，煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術在清理二氧化硫以及氮氧化物，治理空氣污染方面發揮了重要的作用，具有高效、節能、經濟以及環保的特點，能夠有效促進企業的可持續發展。

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篇9

1 火電廠脫硫工藝系統介紹

由脫硫廢水排放系統、壓縮空氣系統、設備冷卻水和工藝水系統、石膏脫水系統、排放系統、SO2吸收系統、煙氣系統、吸收劑漿液供應系統、石灰石漿液制備系統等構成了脫硫工藝系統（如圖1）。論文主要對石灰石漿液制備系統進

圖1 脫硫工藝流程圖

行說明。采用購買成品石灰石粉的方式為脫硫提供吸收劑，在石灰石漿液箱內加水，將石灰石粉制成漿液。一臺電加熱器、兩臺硫化風機、四臺石灰石漿液泵、一個石灰石漿液箱、兩臺電動旋轉給料閥、一座混凝土石灰石倉共同組成了石灰石漿液制備系統。

兩臺石灰石漿液給料泵分別設于脫硫裝置中，一臺運轉、另一臺作備用。供漿泵出口母管上安裝了調節閥、電磁流量計、質量流量計。在BMCR工況下，每臺泵的容量不小于120%的石灰石漿液總耗量。為了避免堵塞調節閥上游側漿管，可將安裝與調節閥上游側漿管上的沖洗水閥程序設置成每兩小時沖洗一次，這是由于石灰石漿流調節閥在正常運行的狀態下有全關閉的可能。通過調節回路，按照化學計量比，將石灰石漿液輸送至吸收塔反應池的中和區。石灰石漿液流量的修正可根據石灰石漿液實測密度來實施。反應池漿液 值、脫硫效率、SO2負荷等參數控制著石灰石供漿流量。為了使脫硫裝置跟蹤鍋爐負荷滿足設定的脫硫效率，吸收漿液PH值的改變可以通過調節石灰石給漿量來實現。

成品石灰石粉就可為脫硫提供吸收劑，在石灰石漿液箱內加入水，將石灰石粉制成漿液。為了給石灰石粉倉提供氣化用，石灰石粉倉中可設置流化風機。石灰石粉倉的頂部側面和頂部裝有接觸式料位計和非接觸式料位計，一旦倉內達到最高料位時，接觸式料位計會發出報警。石灰石粉倉的底部安裝有流化裝置，且還設計了相應的錐形下料口，氣化豐管路、氣化槽、氣化裝置等組成了流化裝置。氣化槽與氣化裝置由金屬箱體和碳化硅多孔氣化板構成。經過加熱器進行加熱后，通過裝置底部接管將熱空氣引入氣化腔，使粉料充分流化、并呈松散狀態。因此，為了防止空氣中濕氣入倉導致的粉料起拱，可將流化空氣加熱。

脫硫所需的石灰石粉外購，經密封罐車運至脫硫島。在該脫硫島中設置了1個石灰石粉倉，每個粉倉設計有2個錐形下料口。每個下料口都設置了一套輸送和計量裝置。粉倉中的石灰石粉經電動插板門、旋轉給料閥送入石灰石漿罐。同時，經調節回路控制的回收水或工業水也送入石灰石漿罐，自動配制成濃度為30wt%的石灰石漿液。石灰石漿液通過調節回路，按化學計量比，經石灰石供漿泵、調節閥送入吸收塔反應池中和區。

2 脫硫化學反應描述

2.1 吸收區的反應

（1）SO2在液相的溶解

在吸收區內煙氣中的SO2溶解于噴淋漿液中，煙氣中的HCl和HF也同時被吸收：

SO2+H2OH2SO3（1）

FGD裝置的脫硫效率主要受氣-液兩相傳質速率的影響，即L/G、氣液接觸時間、相對流速以及相互撓動程度強烈影響脫硫效率。

（2）酸的離解

SO2溶解于吸收液中形成的亞硫酸迅速離解成亞硫酸氫根、亞硫酸根和氫離子：

當低PH時（

當高PH時（>5）H2SO3H++SO32-（3）

HClH++Cl-（4）

HFH++F-（5）

吸收漿液通過吸收區后，由于吸收了SO2、HCl、HF等酸性物質，產生了H+，使漿液PH下降，吸收SO2能力降低。因此必須除去H+才能恢復洗滌漿液吸收SO2的能力。

（3）中間產物的中和

通過吸收區的洗滌液中含有一定量的CaCO3，由于洗滌液在吸收區的停留時間很短，僅有很少量的CaCO3溶解后與上述離子發生以下反應：

CaCO3（S） CaCO3 （a q） （6）

CaCO3 （a q） +CO2+H2O Ca （HCO3）2（7）

Ca（HCO3）2+2H+Ca2++2CO2+2H2O（8）

Ca2++2Cl-CaCl2（a q）（9）

Ca2++2F-CaF2（10）

Ca2++2HSO3-Ca（HSO3）2（a q）（11）

Ca2++SO32-CaSO3（12）

Ca（HSO3）2+O2 Ca2++2SO42-+2H+（13）

從式（3）可知，式（12）發生在高PH環境中，洗滌漿液在吸收區的頂部時PH最高，因此式（12）的反應易發生在吸收區頂部，同時吸收塔頂部漿液中HSO3-濃度很低。

洗滌液在下落過程中，不斷吸收煙氣中的SO2，因此吸收區較低部位的漿液PH較低，SO32-濃度大量減少，僅含有少量CaSO3，而更多的是可溶行的亞硫酸氫鈣（見式11）。

由于煙氣中含有一定量O2，部分O2溶于洗滌漿液中發生式13氧化反應使部分HSO3-氧化。此反應也會使洗滌液的PH下降。

2.2 氧化區的反應

在氧化區的下部設置了固定管網式氧化氣管，大量的空氣鼓入氧化區的下部，在吸收區形成的未被氧化的HSO3-幾乎全部被氧化成SO42-和H+：

2HSO3-+O°（溶解氧）2SO42-+2H+（14）

上述反應最好在PH4～4.5的環境中進行。由于從吸收區落入氧化區的漿液的PH大致為3.5～5，再加之氧化區底部分隔器的作用，氧化區漿液可維持在最佳氧化PH范圍內。

從式14可知，HSO3-被氧化的同時產生了更多的H+，漿液中過剩的CaCO3將中和H+，與SO42-形成可溶性CaSO4：

CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2（15）

Ca2++SO42-CaSO4（16）

反應池的排出漿液正是從此區的底部（即靠近分隔管的下面）抽出饋送至脫水系統，因為此區域漿液中未反應的CaCO3最少，亞硫酸鹽含量最低。

2.3 中和區的反應

此區主要發生中和反應和石膏結晶析出，所以有時也稱此區為結晶區。

由于循環洗滌漿液中僅有一定量的CaCO3，在吸收區和氧化區內中和了一部分H+。從吸收塔頂部噴淋下來的吸收漿液中CaCO3的含量不能過高，否則洗滌漿液的PH過高在吸收區內會形成大量CaSO3，CaSO3是較難氧化成CaSO4的。PH過高也會使氧化區的氧化反應不易進行。此外，CaCO3含量過高會使氧化后未反應的CaCO3太多，造成石膏品質下降。PH也提高，氧化區漿液PH最好控制在4～4.5，因此進入中和區的漿液還含有較多的H+和SO42-，通過向中和區補加一定量的石灰石漿液來中和之，與此發生式15和式16所示的反應。向中和區補加一定量的石灰石漿液的另一目的是，使進入下一循環的洗滌漿液中有適當含量的CaCO3，恢復洗滌漿液的PH值。

中和區中CaSO4的不斷產生導致了溶液的過飽和，從而形成石膏結晶析出：

CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O（17）

在石膏結晶析出的過程中，通過控制CaSO4的過飽和度使石膏結晶緩慢析出，避免形成大量細小的石膏晶核。通過維持循環吸收漿液含固量80～180g/l和漿液在反應池中有足夠停留時間來優化石膏結晶過程，使過飽和的CaSO4趨于在已有的石膏表面析出結晶并有足夠時間逐漸長大。

3 優化脫硫系統改進策略

傳統的脫硫系統存在著一些問題，例如：系統經濟性較差、脫硫系統與主機之間協調不足、GGH結垢及堵塞、脫硫工藝精度較低、運行穩定性差等。為了使上述問題得以有效解決，必須對脫硫系統進行優化。

3.1提高脫硫工藝

石灰石___石膏濕法脫硫反應的核心在于如何控制吸收塔漿液的PH值。吸收塔漿液的PH值受到石灰石品質、脫硫效率控制值、原煙氣SO2濃度、機組出力大小等條件的影響。為提高脫硫效率，應對液氣比進行合理控制。在濕法脫硫中，增加吸收塔內部的液氣比的方法為：在吸收塔內增加運行循泵的臺數和增設加裝托盤。作為布風裝置，吸收塔托盤置于吸收塔噴淋區域的下部，在整個吸收塔截面上，均勻分布著通過托盤后的煙氣。循泵上的噴嘴是用來霧化石膏漿液的。噴淋系統將漿液均勻分布于吸收塔內，使煙氣與吸收漿液充分接觸，從而充分吸收煙氣中存在的SO2。

3.2技術革新與設備改造

循環泵噪聲超標、吸收塔防腐內襯局部脫落、機械密封損壞、漿液泵過流部件腐蝕磨損、 結垢堵塞等問題嚴重，技術革新與設備改造已勢在必得，這也是優化脫硫系統設備的重要環節。

（1） 設備改造

GGH，是中文煙氣換熱器的英文縮寫，是煙氣脫硫系統中的主要裝置之一。其為原煙氣與凈煙氣之間的熱交換元件。在脫硫工藝中，會先冷卻進入吸收器之間的煙氣。我們先從改造吹灰系統來看，可截斷吹灰器原蒸汽吹灰管路，采用原蒸汽吹灰程序作為控制程序，增加高壓水吹灰系統；同時注意控制吸收塔運行參數，包括吸收塔PH值，漿液密度和吸收塔液位等，也是保證GGH長周期正常運行的重要手段。經過對吹灰系統的改造，系統差壓問題獲得解決。

（2）更換GGH元件

僅僅通過對熱換元件的沖洗不能徹底解決元件內部結垢嚴重的問題，因此，在不改變GGH框架的情況下，需要對換熱元件進行更換。更換后，有效降低了GGH系統阻力，差壓問題得到改善。

（3）人工沖洗脫硫系統

在沖洗脫硫系統并人工沖洗、檢查了除霧器后，降低了脫硫系統運行電耗、提高了機組運行可靠性、降低了GGH差壓、使得GGH換熱元件的暢通面積得到改善。為了保持脫硫運行的可靠性，可對GGH以及除霧器進行定期徹底人工沖洗，人工沖洗GGH后，效果非常的明顯。

3.3 增強主機與脫硫系統之間聯調控制

將后煙氣系統接入脫硫系統，在煙囪與引風機之間串接脫硫系統，如圖2

圖2 脫硫系統串接于后煙氣系統圖

所示。在機組遇到非計劃停運時，通常走脫硫回路的機組煙氣則被切除至旁路。串接脫硫裝置后，主機與脫硫系統之間煙氣通道的切換是通過旁路擋板以及進、出口擋板，煙氣通道在脫硫回路與旁路的切換過程會影響到主機爐膛內部負壓。對此，在對舊機組煙道進行改造的基礎上解決煙氣脫硫的唯一方法就是加裝脫硫裝置。脫硫設施在加裝于主機煙道尾部后，尤其提高了高灰份煤、高硫煤的燃煤標準，這對脫硫率的數值產生了影響。脫硫系統采用兩爐一塔方式，引風機并列后與增壓風機串聯運行，再設計一個控制器實現主機設備與脫硫系統之間的聯合控制回路確保主機安全、穩定運行。同時，通過內部調節，保證入口負壓在理想區間內，實現脫硫系統與主機聯動控制的目標。當機組煙氣走正常脫硫煙氣回路時，爐旁路檔板處于關閉狀態時的聯合控制回路，該回路新增協調控制回路，前饋采用機組負荷指令，通過引入爐膛負壓偏差，共同控制運行不但實現了穩定控制爐膛負壓，還合理分配了串聯運行效率，減少了能量損失，提高了運行經濟性。

隨著國家對環保的重視，對電廠脫硫排放要求越來嚴格，逐步取消脫硫旁路擋板是大勢所趨。我廠在2010年已取消脫硫旁路擋，脫硫系統故障停運時必須聯鎖停止主機組運行，這對脫硫系統的可靠性和安全提出了更高的要求。所以，對濕法脫硫系統進行運行優化，提高脫硫系統的可靠性和安全性勢在必行。

4 結語

為使火電企業實現零排放，推進煙氣脫硫產業化模式，致力于脫碳、脫硝、脫硫工作。只有生存環境優美了，經濟才能獲得穩步發展。文章分析、探討了石灰石___石膏濕法脫硫系統優化運行的策略，結合我廠的實際脫硫系統工藝現狀，從脫硫系統與主機之間的聯控設計、技術革新、脫硫系統設備改造方面進行了介紹。

參考文獻：

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梅鋼壓縮空氣系統概況及節能思考

篇11

引言：

在我國的電能結構中，基于燃煤的火力發電是主要發電方式，可占據整個電能裝機容量的百分之七十以上。但是在提升能源供給的同時，如果不及時采取有效的技術和方法對燃煤電廠的氮氧化物排放進行控制則會對我們的生活環境帶來的巨大的負面影響。為消除這種影響必須采用更加高效的煤燃燒技術和煙氣除塵脫硝脫硫技術來降低發電過程中生成的氮氧化物。

1.干法煙氣脫硝脫硫技術在電廠的應用

所謂干法煙氣脫硫，是指脫硫的最終產物是干態的。主要有爐內噴鈣尾部增濕活化、荷電干式噴射脫硫法（CSDI法）、電子束照射法(EBA）、脈沖電暈法（PPCP）以及活性炭吸附法等。以下對爐內噴鈣加尾部增濕活化、吸收劑噴射、活性焦炭法作簡單分析。

1.1爐內噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝

爐內噴鈣加尾部增濕活化工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上在鍋爐尾部增設了增濕段，使脫硫的效率大大提高。該工藝的吸收劑多以石灰石粉為主，石灰石粉由氣力噴入爐膛850-1150℃溫度區，石灰石受熱分解為二氧化碳和氧化鈣，氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。由于反應在氣固兩相之間進行，受到傳質過程的影響，反應速度較慢，吸收劑利用率較低。在尾部增濕活化反應內，增濕水以霧狀噴入，與未反應的氧化鈣接觸生成Ca(OH)2進而與煙氣中的二氧化硫反應，進而再次脫除二氧化硫。當Ca/S為2.5及以上時，系統脫硫率可達到65%-80%。

在煙氣進行脫硫，因為增濕水的加入煙氣溫度下降（只有55-60℃，一般控制出口煙氣溫度高于露點10-15℃，增濕水由于煙溫加熱被迅速蒸發，未反應的反應產物和吸收劑呈干燥態隨煙氣排出，被除塵器收集下來。同時在脫硫過程對吸收劑的利用率很低，脫硫副產物是以不穩定的亞硫酸鈣為主的脫硫灰，使副產物的綜合利用受到影響。

南京下關發電廠2×125MW機組全套引進芬蘭IVO公司的LIFAC工藝技術，鍋爐的含硫量為0.92%，設計脫硫效率為75%。目前，兩臺脫硫試驗裝置已投入商業運行，運行的穩定性及可靠性均較高。

1.2吸收劑噴射同時脫硫脫硝技術

1.2.1爐膛石灰（石）/尿素噴射工藝

爐膛石灰（石）/尿素噴射同時脫硫脫硝工藝由俄羅斯門捷列夫化學工藝學院等單位聯合開發。該工藝將爐膛噴鈣和選擇非催化還原（SNCR）結合起來，實現同時脫除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物。噴射漿液由尿素溶液和各種鈣基吸收劑組成，總含固量為30%，pH值為5～9，與干Ca(OH)2吸收劑噴射方法相比，漿液噴射增強了SO2的脫除，這可能是由于吸收劑磨得更細、更具活性[17]。Gullett等人采用14.7kW天然氣燃燒裝置進行了大量的試驗研究[18]。該工藝由于煙氣處理量太小，不能滿足工業應用的要求，因而還有待改進。

1.2.2整體干式SO2/NOx排放控制工藝

整體干式SO2/NOx排放控制工藝采用Babcock&Wilcox公司的低NOXDRB-XCL下置式燃燒器，這些燃燒器通過在缺氧環境下噴入部分煤和空氣來抑制氮氧化物的生成。過剩空氣的引入是為了完成燃燒過程，以及進一步除去氮氧化物。低氮氧化物燃燒器預計可減少50%的氮氧化物排放，而且在通入過剩空氣后可減少70%以上的NOx排放。無論是整體聯用干式SO2/NOx排放控制系統，還是單個技術，都可應用于電廠或工業鍋爐上，主要適用于較老的中小型機組。

1.3活性焦炭脫硫脫硝一體化新技術

活性焦炭脫硫脫硝一體化新技術（CSCR）是利用活性焦炭同時脫硫脫硝的一體式處理技術。它的反應處理過程在吸收塔內進行，能夠一步處理達到脫硫脫硝的處理效果，使用后的活性焦炭可在解析塔內將吸附的污染物進行析出，活性焦炭可再生循環使用，損耗小，損耗的粉末送回鍋爐作燃料繼續使用。其中活性焦炭是這一處理過程的關鍵和重要的因素，它既作為優良的吸附劑，又是催化劑與催化劑載體。脫硫是利用活性焦炭的吸附特性；除氮是利用活性焦炭作催化劑，通過氨，一氧化氮或二氧化氮發生催化還原反應而去除。

活性焦炭吸收塔分為兩部分，煙氣由下部往上部升，活性炭在重力作用下從上部往下部降，與煙氣進行逆流接觸。煙氣從空氣預熱器中出來的溫度在（120-160）℃之間，該溫度區域是該工藝的最佳溫度，能達到最高的脫除率。

煙氣首先進入吸收塔下部，在這一段二氧化硫（SO2）被脫除，然后煙氣進入上面部分，噴入氨與氮氧化物（NOX）反應脫硝。飽含二氧化硫的焦炭從吸收塔底部排放出來通過震動篩，不合大小尺寸的焦炭催化劑在進入解吸塔之前被篩選出來。經過篩選的活性焦炭再被送到解吸塔頂部，利用價值較低的活性焦炭被送回到燃煤鍋爐中，重新作為燃料供應。

活性焦炭解吸塔包括三個主要的區域：上層區域是加熱區，中間部分是熱解吸區，下面是冷卻區。

天然氣燃燒器用來加熱通過換熱器間接與活性焦炭接觸的空氣，被加熱的空氣和燃料煙氣一起送到煙囪，并排入大氣。在解吸塔的底部，空氣從20℃被加熱到250℃，接著天然氣燃燒器繼續將空氣加熱到550℃，這部分空氣將在解吸塔的上部被冷卻到150℃。

2.我國燃煤電廠煙氣脫硝現狀

（1）在脫硝裝置建設方面來看，我國已建脫硝機組在2008年已超過1億千瓦。這種建設現狀是由政府規定的氮氧化物排放標準與燃煤機組建設時的環境影響評價審批共同作用形成的。這說明燃煤電廠煙氣脫硝已經成為我國經濟發展和環境保護所需要重點考慮的問題之一。

（2）在脫硝工藝選擇方面來看，我國絕大部分燃煤機組所使用的脫硝工藝為SCR方法，這種方法實現結構簡單、脫硝效率可以超過90%，且不會在脫硝過程中生成副產物，因而不會形成二次污染，是國際中應用最為廣泛的脫硝方法。統計數據表明，基于SCR工藝的煙氣脫硝機組占我國總脫硝機組的比例超過90%。

（3）在SCR煙氣脫硝技術設計與承包方面來看，現代煙氣脫硝市場中，我國國內的承包商基本已經具備了脫硝系統的設計、建造、調試與運營能力，可基本滿足國內燃煤電廠的煙氣脫硝系統建設需求。

（4）在SCR關鍵技術和設備方面來看，雖然我國大部分燃煤電廠仍舊以引進國外先進技術為主，但是在引進的同時同樣注意在其基礎上進行消化、吸收和創新，部分企業或公司還開發了具有自主知識產權的SCR關鍵技術。在相關設備研發方面，可實現國產的設備有液氨還原劑系統、噴氨格柵設備、靜態混合器設備等，但是諸如尿素水熱解系統、聲波吹灰器、關鍵儀器儀表等還未實現國產化。

（5）在產業化管理方面來看，政府正在逐漸加大對煙氣脫硝的管理力度，而企業也正在按照相關要求制定和執行相關的自律規范，但是總體來說我國的煙氣脫硝管理仍處于初級階段，還需要在借鑒國外先進管理經驗的同時結合我國國情制定符合我國發展要求的產業管理制度。

3.煙氣脫硫脫硝技術的發展趨勢

（1）在研究煙氣同時脫硫脫硝技術的同時，理論研究將會更加深入，如反應機理和反應動力學等等，為該項技術走出實驗室階段，實現工業化提供充分的理論和堅實的依據。

（2）目前，國內外的研究主要集中于煙氣同時脫硫脫硝技術這方面則集中在干法上，在以后的研究中，研究人員則加強研究濕法同時脫硫脫硝技術，為今后鍋爐技術改造節約大量資金，減少投資金額，降低投資風險，以避免不必要的浪費。

（3）研究任何一項煙氣脫硫脫硝技術，都要結合我國國情。因此，應主要研發能夠在中小型鍋爐上廣泛應用的高效、低耗、能易操作的同時脫硫脫硝技術。

4.結語

近年來，我國電廠的煙氣脫硫脫硝技術得到了很大的提升，但是它尚處于推廣階段，存在很多問題。因此，研發新型脫硫脫硝技術與設備，不斷完善應用現有技術，開發更經濟的、更有效的、更低廉的煙氣脫硫脫硝技術是科研人員工作的方向。

參考文獻：

[1]劉濤,煙氣脫硫脫硝一體化技術的研究現狀[J],工業爐,2009(29)

[2]周蕓蕓,煙氣脫硫脫硝技術進展[J],北京工商大學學報,2006(24)

[3]陶寶庫,固體吸附/再生法同時脫硫脫硝的技術[J],遼寧城鄉環境科技,2008(06):8-12

[4]王志軒,我國燃煤電廠脫硝產業化發展的思考[C],中國電力,2009(42)

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1、工藝流程圖

合成氨工藝流程見圖1-1：圖1-1合成氨生產工藝流程

2、合成氨生產廢水來源

1、以煤、焦造氣為原料的合成氨廢水主要來自三個部分：①造氣的洗滌塔和沖渣污水；②脫硫工序產生的脫硫廢水；③銅洗工序產生的含氨廢水。

2、以油為原料的合成氨的廢水主要來自三個部分：①除炭工序產生的碳黑廢水及含氰廢水；②脫硫工序產生的脫硫廢水；③在脫除有機硫過程中產生的低壓變換冷凝液及甲烷化冷凝液即含氨廢水。

3、以天然氣制合氨工藝廢水，主要是①脫硫工序產生的脫硫廢水；②銅洗工序產生的含氨廢水；③在脫除有機硫過程中產生的冷凝液即合氨廢水。

3、氮肥工業生產廢水零排放處理技術的研究現狀

針對氮肥工業生產廢水排放的特點，目前治理技術種類有物理法、化學法、生物法等多種，特別是近年來開發的新工藝、新技術層出不窮，在很多方面都取得了突破性的進展，為氮肥生產污水的治理和實現零排放提供了先進適用、經濟有效的技術手段。

氮肥工業治水污染必須從源頭抓起，即要實現清濁分流、三水閉路循環；采用先進生產工藝技術醇烴化和尿素工藝冷凝水深度水解，消除生產過程2個污染源；以高效換熱設備，提高熱回收率，減少冷卻水用量；生物法終端處理，再生水回用；控制全企業的水平衡等措施，可以使氮肥生產過程噸氨補充水大降低，做到氮肥生產廢水零排放，全國以煤為原料的中小氮肥廠合成氨生產量為3422.85萬t，如果每年冷卻用水減少80%，那么減少污水排放30.12億t。

4、源頭治理的方法

源頭治理的措施是采用當前國內先進的生產工藝、技術設備，對生產工藝進行改進，在生產過程中全面回收，重復利用，盡量提高資源和能源的利用效率。具體方法有：①采用造氣、脫硫系統冷卻水閉路循環技術,實現含氰、含酚、含塵污水零排放。②采用鍋爐系統除塵水閉路循環技術,實現含硫、含塵污水零排放。③用栲膠脫硫替代氨水液相催化脫硫,采用連續熔硫工藝回收硫磺,消除硫泡沫污染,實現含硫氨水零排放。④采用含氨廢水提濃回用、稀氨水回收利用不排放技術。⑤采用尿素工藝冷凝液深度水解技術,回收其中的尿素和氨,處理后廢水中含氨、含尿素均小于5×10-6作為工藝軟水全部用于鍋爐,實現尿素含氨氮廢水零排放。⑥采用甲醇精餾殘液用作造氣夾套鍋爐補水工藝,實現甲醇廢液零排放。⑦含油廢水經回收油后作為鍋爐除塵洗滌水系統補水,實現含油廢水的零排放。⑧采用“一套三”淺除鹽工藝制脫鹽水,含酸、含堿廢水送入鍋爐除塵洗滌水系統,實現閉路循環。

5、末端治理的方法

對末端污水處理的工藝有深度水解法、吹脫法及氣提法、折點氯化法、離子交換法、化學沉淀法、生物法以及多種方法的組合等。

①深度水解技術是在20世紀70年代興起得一門技術，可將尿素生產中要排放的工藝冷凝液中的尿素分解成氨和二氧化碳，再進行解吸將氨和二氧化碳從工藝冷凝液中分離出來回收至生產系統，使排放廢液中的氨氮值低于環保規定值。早期的水解技術可使廢液中的氨氮和二氧化碳殘余量均小于50mg/L，但還不能滿足環保的要求，后來發展的深度水解技術可使廢液中的氨氮和二氧化碳殘余量均小于5mg/L，水解解吸后的殘液完全符合國家和行業規定的排放標準，還可將殘液處理后作為軟水回收至鍋爐房循環使用，不外排。

②吹脫法及氣提法：均是將廢水和氣體接觸，使氨氮從液相轉移到氣相的方法。

吹脫法是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除。廢水中的氨氮通常以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至堿性時，離子態氨轉化為分子態氨，然后通入空氣將氨氮吹脫出。

氣提法是用蒸汽將廢水中游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程氣提法適用于處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但氣提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。

③折點氯化法是將氯氣通入廢水中達到某一點，在該點時水中游離氯含量最低，而氨的濃度降為零。氯化法的處理率達90%-100%，處理效果穩定，不受水溫影響，投資較少，但運行費用較高，副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。氯化法只適用于處理低濃度氨氮廢水。

④離子交換法是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法采用無機離子交換劑沸石作為交換樹脂，沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，成本低，它對氨氮有很強的選擇性。

⑤化學沉淀法是通過向廢水中投加某種化學藥劑，使之與廢水中的某些溶解性的污染物發生反應，形成難溶鹽沉淀下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。利用化學沉淀法可使廢水中的氨氮作為肥料得以回收。

⑥生物法是指首先在好氧條件下，通過好氧硝化菌的作用，將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，然后在缺氧條件下，利用反硝化菌(脫氮菌)的將亞硝酸和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出。該方法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%-95%，二次污染較小且比較經濟，因此在國內外得到了廣泛的應用。其缺點是占地面積大，抗沖擊能力較差。

⑦用循環冷卻水系統脫氮

循環冷卻水系統由冷卻塔、循環泵和換熱設備組成，它是一個特殊的生態環境，具有合適的水溫、長的停留時間、巨大的填料表面積、充足的空氣等優良條件，可促使氨氮的轉化。氨氮主要是在冷卻塔內得以脫除，其中80%為硝化作用，10%為微生物同化作用，10%為解吸作用，三種作用綜合影響，但以硝化作用為主。本法適宜處理氨氮濃度低于5Omg/L的廢水，一般操作條件為:溫度為25-40℃，停留時間為12.5h，pH值為7.0-8.2。

6、研究目的

本論文通過對氮肥企業廢水實際工程處理工藝的研究分析，尋找經濟上合理、技術上可靠的小型氮肥行業廢水處理的完整工藝。從而實現合理、高效地用水，提高現有水資源的重復利用率，做到按品質供水、一水多用，實現廢水零排放。（作者單位：太原市排水管理處污水凈化四廠）

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自動化聯鎖保護系統優化操作

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

論文主體：

脫硫劑制粉生產工藝較為簡單，即將原料高鈣石灰石礦石進行破碎制粉達到電廠爐內脫硫所要求的粒度即可，由于整套生產設備控制方式主要是邏輯開關量控制，所以采用PLC作為自動化控制系統，我所在的項目PLC硬件采用西門子S7 300系列CPU及IO模塊，通訊網絡采用ProfiBus DP總線配置；上位HMI軟件采用SIMATIC WinCC6.2，通過以太網和PLC通訊。硬件網絡配置如下圖：

硬件配置中的AI模塊主要采集現場設備的電流數據，DI模塊采集設備的運行狀態數據，DO模塊負責向設備發送啟停命令，RTD模塊負責采集現場大型電動機的繞組溫度數據；所有I/O模塊通過IM153通訊模塊與CPU聯接集中控制；若在硬件方面有多個獨立的PLC子系統，可通過以太網聯接整合成一個總的控制系統便于集中管理。

該控制系統從邏輯控制上又可細分為上料系統、制粉系統和輸送系統。

一、上料系統

上料系統是將原料從原料堆積場輸送到一定高度的原料緩沖倉中以供制粉設備使用，雖然此流程不是生產的核心環節，但它邏輯控制最為復雜，是PLC控制系統最為主要的部分，它的基本設備流程見下圖：

系統中的每個設備的控制組成都由兩個DO輸出控制點（啟動、關閉）和兩個DI輸入顯示點（運行、停止）組成，系統設備的啟停邏輯順序為倒啟正停，系統的運行方式可設為以下三種：

三種運行控制方式中“自動方式”為平時的正常運行方式，系統會通過模擬量輸入模塊（AI模塊）從原料緩沖倉安裝的雷達料位計采集料位數據，按照設定值自動啟停上料設備，不需人為干預，設備與設備之間的啟停都設有緩沖時間，一旦有中間設備發生故障，系統會根據DI模塊監控到的現場設備運行狀態自動關閉相應設備以避免事故擴大化；“聯鎖手動”和“解鎖手動”是在系統非正常情況或排除故障以后采用的試驗運行方式。

二、制粉系統

制粉系統是脫硫劑生產中的核心部分，設備包括給料設備、研磨設備、回料設備、風選設備和除塵設備組成。由于在此系統的啟停階段各設備之間沒有緊密的邏輯關系，所以可以不設置自動啟停，由控制室內的主操人員通過計算機監控到的設備現場工藝數據遠程手動完成設備啟停工作，只設置生產系統正常運行后的設備聯鎖保護。若研磨設備在運行過程中電流不穩定，所采用的給料設備送料均勻的情況下可使用PLC中的PID控制器命令，自動調整給料量，提高設備的穩定運行性。在風選設備工藝調整方面，可選用現在應用已十分成熟的變頻器改變鼓風機轉速替代原始的風門調節方法，這樣即可以通過PLC遠程進行精確的工藝調整，又可以大大降低風機的能耗。

三、成品輸送系統

生產出的成品粉料可由粉罐車運輸到電廠的爐前倉；若使用量較大，制粉廠與電廠的距離適中的情況下可采用由PLC全程自動化控制的氣力輸送方式進行，這套系統的邏輯控制比較復雜，一般會由設備制造廠家根據現場實際運行條件編制，在這里就不進行詳細敘述了。

四、人機界面組態