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脱硫工艺论文优选九篇

时间:2023-04-06 18:47:32

引言:易发表网凭借丰富的文秘实践,为您精心挑选了九篇脱硫工艺论文范例。如需获取更多原创内容,可随时联系我们的客服老师。

脱硫工艺论文

第1篇

1.1脱硫技术的现状

目前国内一般采用干法脱硫和湿法脱硫两种办法对天然气进行脱硫工艺。湿法脱硫工艺一般用于脱硫大量轻烃、含硫量高、对脱硫精确度要求不高的工艺。它是两种基本流程相似的化学和物理脱硫法,该操作流程比较复杂,依靠脱硫剂中的吸收剂与天然气中的硫发生反应,整个工艺过程使用装备较多,消耗也多,轻烃经过再生塔时会产生吸收剂进行再利用,但需在发生反应的同时一直补充脱硫剂。中间还要处理反应产生的废液,湿法脱硫工艺并不属于精准脱硫方式。国内对轻烃脱硫产品的要求是含硫量每立方米要低于5mg,国际对它的要求标准是含硫量在每立方米1mg左右。为了可以满足相关要求标准我们可以采用干法脱硫,这种方法能源消耗少、需求资金设备少、操作方法流程简单易操作,使用的固体脱硫剂将硫化物附着在塔内进行反应脱硫,需要两塔或者三塔串联完成,用这种方法进行脱硫工艺不会产生废物,精确度很高。

1.2确定工艺路线

轻烃原料中含有的硫元素会造成硫含量在丙烷和丁烷中超标,要想减少它们的含硫量就应该在进气装置前安装一套脱硫设备,这种先脱硫再加工的方法操作起来比较简单方便还符合要求,很适合推广使用。在脱硫剂没有饱和的情况下有比较长使用寿命,一般有2到3年的使用期。根据实验考察计算发现,脱硫工艺的温度应该保持在25℃上下,脱硫后的原料含硫量要在每立方米0.1mg以下。原料脱硫的过程是原料先经过低点排出原液气使之进入加热器,由导热油在辅助的情况下加热到25℃,原料气和氧气混合后会流入脱硫塔,控制温度在25℃的情况下严格控制好空气补给量,脱硫后原料气经过在加工过滤净化,最后进行气体处理。

1.3选择脱硫剂

有些脱硫剂中添加了活性炭,在催化剂作用下反应时起到了吸附作用。选择脱硫剂时要尽量选择有点多脱硫率高的脱硫剂,做到能量消耗低、反应温度低、精准度较高,便于使用的同时还要可以简单操作和更换,而且还要有先进的技术水平。

1.4确定脱硫装置参数

一般而言,对工艺要求比较低的原液气处理选择干法脱硫技术,处理量要求也不高,日处理量不超过240万立方米由于原液气压力比较低,为了保证下游装置的正常工作,脱硫塔的压降必须控制在0.05MPa之下,而要调整脱硫剂的孔隙度在30%和35%的范围内,为了孔隙度调整之后的含硫量不超标,还要设计一个保驾塔,依据前面的脱硫效果,经过分析结果决定是否要投入使用,来确保脱硫精度,填充床层的高径比为10∶6。而为了验证脱硫剂的反应温度的最佳值,通过试验模拟得出不同的温度下硫化物的转化率,当温度达到5℃以上,原液气中的H2S已经基本转化完成了;温度达到17℃时,原液气中的有机硫转化率就可到80%以上,温度达到26℃时,有机硫的转化率接近100%,因而反应的最佳温度一般25℃左右。

2轻烃产品的利用

近年来由于化工业的大力发展,很多进口的丙烷、丁烷逐渐增多,我国的轻烃原料也呈现出了多样化的特点,轻烃通过加工出来的产品应用在很多行业,不断提升着轻烃产品的使用价值。轻烃加工后可以用作优质的化工溶剂,在化工中起到裂解材料的使用;轻烃经过脱硫后可以当做液化石油气供人们使用,也可以用在汽车的火花塞中,这样可会减少汽车内积碳的含量,不用经常清洗;因为轻烃脱硫后不会含有烯烃元素性能,比较稳定,还没有臭味,可以用它来制作很多雾化产品,例如杀虫剂、发胶摩斯等;现在的人们环保意识不断增强,很多轻烃脱硫后人们把它用于保护臭氧层代替氟利昂的使用。

3结语

第2篇

【关键词】 电厂锅炉;烟气除尘技术;烟气脱硫技术

环境保护是我国重要的一项基本国策,随着各行业技术进步的加快以及我国环境保护法律、法规的不断完善,人民越来越来注重环境保护。我国GDP的增长和重化工业的不断发展,致使我国面临的环境压力与日俱增,如果环境治理不能达到有效实施,我国将像西方发达国家一样走先污染后治理的工化业道路。火电厂作为我国主要的发电厂,应在环境保护方面起到模范带头作用,已响应国家对在环境保护的政策。

1.电厂锅炉烟气除尘技术分析

1.1 静电除尘

烟灰在运动摩擦中会产生静电,比电阻一般在 1×104-5×104Ω・cm,静电除尘比电阻应低于静电比电阻,因为静电除尘器的极板与烟灰之间需产生电势差,烟灰颗粒才会在电场力的作用下向极板运动。静电除尘的工作原理:在除尘器的两极施加高压直流电,当烟气经过时,烟尘的负电在除尘器两极形成的电场力的作用下会向正极板移动,从而逐一被电极板吸附排除。静电除尘过程大致分为五个部分:高压电场电离烟气使产生大量负电离子;烟尘获取负电离子;带静电粉尘吸附到一起变成带静电大颗粒粉尘;大颗粒粉尘向正极板运动被吸附;清除极板上的灰尘。

1.2 水幕除尘

水幕除尘脱硫工艺,采用碱性液体脱硫除尘。选用防堵喷淋装置,喷洒碱性液体,循环碱水在与烟气中二氧化硫接触时将其反应吸收,因而达到脱硫除尘的效果。

工艺流程:

从锅炉出来的烟气温度在155-200℃,烟气夹杂着粉尘和二氧化硫等有害气体进入工艺装置,与脱硫除尘喷雾同向运动,由于烟气温度高与喷雾混合呈湿烟气状态,从而被喷雾充分吸收,剩余的热量可将水雾烘干一起由引风机进入烟囱而被排出。被水雾吸收的烟气由预热器出口进入雾化室,使烟与碱水进行反应,在经过文丘管的时候高流速使烟气产生紊乱,直径大于10微米的颗粒在水重力的作用下,坠落水面得到净化。没有完全被吸收的烟气和颗粒会随旋流板到达塔内,再次与塔内的液体接触而被全部吸收。

1.3 布袋除尘器

箱式布袋除尘器可以根据粉尘的大小选择布袋的数量和材料,布袋设计成圆形,采用Φ130滤袋,袋笼垂直度按国标。用弹簧或文丘里把滤袋的上端缩进,以避免袋内积灰。烟尘从布袋除尘器的进风阻流板吹进各个袋室,并在阻流板的引导下,直径较大的粉尘被直接分离到灰斗,直径较小的粉尘会被引进中部箱体,被滤袋吸附。过滤后的烟气再进入另一个箱体,由排风管道引排出。随着滤袋的使用率增加,滤袋上沾的颗粒会累积变厚,当积尘的阻力值达到设定状态时,清灰装置就会按设定的程序开启清灰阀,滤袋上的积尘会在清灰装置的喷吹下抖落,由卸灰阀排出。

2.电厂锅炉烟气脱硫技术分析

2.1 干式烟气脱硫技术

在烟气脱硫技术中根据脱硫剂的种类可分为以下几种:CaCO3、MgO、NaSO3、NH3。国外常用的烟气脱硫方法根据工艺的不同可以分三类:湿式抛弃工艺、湿式回收工艺以及干法工艺。

干式烟气脱硫工艺从二十世纪八十年代开始就常常被用在供暖锅炉烟气净化。常采用的干式脱硫技术有喷雾式和粉煤式。喷雾干式烟气脱硫工艺,与上边提到的水幕除尘脱硫工艺相似。粉煤灰干式脱硫技术,是1985年由日本研制出来的,该技术用粉煤灰作为脱硫剂除去烟尘中的硫。粉煤灰干式脱硫设备,脱硫率高达60%以上,而且成本低,用水少,具有各种优势。

2.2 湿法烟气脱硫技术

采用的脱硫剂主要有石灰石,石灰,以及碳酸钠,通过对烟气的净化,而除去烟气中的硫。湿法烟气脱硫原理可分为物理吸收和化学吸收,物理吸收的主要方式是烟气溶解于液体,化学吸收的主要方式是与烟气中的二氧化硫产生化学反应。物理吸收与化学吸收性能不同点在于,物理吸收需要保持塔内的液平衡,需要有一定的控制稳定性,而且物理吸收相比化学吸收的效率会差一些。

4PS 型燃煤锅炉烟气除尘脱硫技术。该技术可同时除尘和脱硫,装置由两部分组成:喷雾脱硫塔和湿式除尘器。在脱硫塔内,烟气首先经过石灰浆喷雾,烟气中的二氧化硫被吸收生成硫酸钙。烟气然后进入湿式除尘器,除尘器内的喷气头会产生强大的风速,将烟气吹到除尘器底部,使其与贮水池进行交融进而被吸收。

技术流程为:

3.电厂锅炉烟气除尘脱硫技术的发展趋势

根据我国中小型电厂燃煤锅炉的具体情况,首选的烟气脱硫技术应是技术可靠、经济可行以及无二次污染。而对于燃煤中小型锅炉的SO2污染源,朝着因地制宜地采用成熟的烟气脱硫技术方向发展:对电厂新建燃煤中小型锅炉,采用除尘脱硫―体化净化设备;现有燃煤电厂中小型锅炉,对于已有除尘系统正常运行者,其烟尘脱硫用低阻、中效、占地面积小的半干式喷雾脱硫器,对于除尘系统失效者以除尘脱硫一体化的净化设备取代;对于有废碱行业的电厂中小型锅炉,可利用碱法造纸废水进行湿法脱硫。

总之,电厂锅炉作为燃烧原料的设备,其在生产运行期间会引起粉尘及硫氧化物的污染,破坏了周围的生态环境。考虑到可持续发展观对环境保护的需要,用户在使用供暖锅炉期间必须要控制好锅炉的燃烧产物,采用先进的除尘脱硫技术降低锅炉污染。只有引进高科技辅助设备操作运行,才能在保证生产质量的前提下创造理想的经济效益。对于除尘脱硫综合技术还有相当长的一段路要走。因此,电厂技术人员应不断探索,不断创新,在实践中不断总结经验和教训,从而完善除尘脱硫综合治理技术,防止火电厂烟气中的粉尘和污染性气体排入大气,改善人们的生活环境,以造福于了孙后代。

参考文献

第3篇

【关键词】天然气 MDEA法 脱硫技术

天然气是一种清洁能源,当前已成为我国能源结构中很重要的部分。据统计,我国天然气产量接近7×1010 m3,排名全球第九。天然气中主要是存在H2S和有机硫化合物等酸性气体。在运输过程中,会造成金属管道的材料腐蚀,引发重要的安全事故,造成巨大的人生、财产安全;另外在燃烧H2S的过程中,气味难闻,会污染大气环境;此外这些气体在低温过程中结冰堵塞仪表和管线;另外还会导致催化剂中毒等危害,影响产品质量。所以必须对天然气进行脱硫工艺,使其符合国家标准。开发安全、环保的天然气资源是势在必行。

论文对国内外MDEA法脱硫技术应用现状做了简要介绍。对MDEA脱硫法做了详细的评述,介绍了其工艺原理和工作流程。希望对我国天然气行业的脱硫技术的发展起一定的促进作用。

1 国内外天然气中MDEA法脱硫技术应用现状

最早在天然气上采用MDEA脱硫的是美国的FlourCo。在20世纪40年代末的时候,它就大力推荐使用MDEA法进行脱掉天然气中的H2S。通过实验室以及工厂中的中试实验来证明此法可行。到了70年代,美国的Dow chemical Co等对MDEA法脱硫进行了工业应用。由此很多美国企业都开始采用此法,目前大约有10套 左右的MDEA装置在运转。比如在伊朗,其Khangiran天然气净化厂也是采用的MDEA法进行脱硫的。查询资料所知在加拿大,Burnt Timber天然气净化厂也进行了改造方案,采用MDEA溶液进行脱硫处理,预测到2020年时,其H2S的含量会大大降低。

查阅资料所知,我国对天然气使用MDEA法脱硫的研究开始于四川省内。从1981年开始,四川的天然气研究所就开始了对天然气使用MDEA示脱硫的工业研究。四川省内第一次将MDEA法脱硫装置应用在工业上是四川达州建设完成的日处理量为25kNm3的脱硫装置。从这时开始,其它很多地方的天然气公 司都开始学习采用此法进行脱硫,比如有渠县脱硫厂和万县脱硫厂。据经济统计估算,这些企业使用MDEA可获得2000万元上以的经济效益。进入21世纪以来,MDEA法脱硫的工业优势慢慢的被发现,现在有很多的企业都在采用此法了。到2010年为止,MDEA脱硫装置在我国占有绝对的主导地位了,在我国现有的天然气净化厂中。使用MDEA的脱碳装置占有绝对统治的地位了,其总装置有44套之多,占到了11/12。总的处理能力达到96.10%。主要是分布在四川、重庆等省份。

2 MDEA法硫的工艺原理

2.1 H2S在MDEA水溶液中的化学反应

MDEA的化学名称为甲基二乙醇胺,一般是采用质量分数为25%-50%的MDEA溶液。当天然气中的H2S气体经过MDEA溶液时,H2S与其会发生速度极快的化学反应,达到除去H2S的目的,所以此法又叫化学吸收法。由化学溶解平衡理论来说的话,在MDEA水溶液中经过的H2S气体与溶液达到了一定的平衡。这个化学平衡还可以根据溶解度的不同来设定。

2.2 MDEA与H2S的化学反应方程式

R2NCH3+H2SR2NCH3++HS-+Q (速度极快的中间瞬时反应)

R2NCH3+CO2 (二者不反应)

R2NCH3+CO2+H2O+ R2NHCH3++HCO3-

+Q (速度极慢反应)

当天然气通过脱硫装置时,由于MDEA的水溶液可同时与天然气的H2S、CO2二种酸性气体接触,在这个过程中,MDEA+H2S的反应是受气膜控制的瞬时化学反应,但是CO2不能与其反应,这个与二者的溶解度是有很大关系的,H2S极易溶于水,但是CO2溶解度小,难溶于水,所以在MDEA溶液中,其与H2S的反应速度很快,这个是造成二者反应速度不同的主要原因。因此,还构成了一种在选择性吸收的基础,在二种气体都存在的情况下,合理利用其选择性吸收从而有效利用能源。如果再控制反应的气液比和气液接触方式,还可以更进一步改善H2S的选吸效果。

同时,上述反应是体积缩小的放热可逆反应,在低温高压下,有利于反应向右进行,利用此特点,在吸收塔内使绝大部分H2S和部分CO2从原料气中脱除,从而实现净化天然气的目的;在高温低压下,有利于反应从右向左进行,利用此特点,在再生塔内使H2S和CO2从溶液中解析出来,使溶液得以再生,以便循环使用。

3 MDEA脱硫技术工艺流程

MDEA脱硫技术工艺流程:采用吸收塔使天然气与MDEA溶液对流接触,此时MDEA溶液就吸收了大部分的硫化氢,净化后的气体从上部排出。塔底流出的富有H2S的溶液先闪蒸降压,然后通过贫富溶液换热器将溶液中的热量回收后进入再生塔进行再生,等将贫液温度降下来后,再通过循环泵加压后进入吸收塔完成循环。

4 MDEA法脱硫技术的展望

目前MDEA法脱硫技术也存在以下问题:第一,MDEA体系的选择吸附能力不强;第二,有机硫的如何脱除问题;第三,生产过程中MDEA体系存在着发泡问题。国内的一些学者和教授应该从工业应用的角度出发,来解决这些问题。使天然气MDEA脱硫法更加完善。能进一步降低其生产成本,提高天然气行业的经济效益,为我们的经济发展做出贡献。

参考文献

[1] 刘健,王晓梅.天然气净化中的脱硫方法[J].科技创新导报,2010,33:90+92

[2] 席旺,沈杰.天然气脱硫技术研究进展[J].煤气与热力,2010,11:31-33

[3] 徐波,何金龙,黄黎明,刘其松,孙茹.天然气生物脱硫技术及其研究进展[J].天然气工业,2013,01:116-121

[4] 陈颖,杨鹤,梁宏宝,张静伟.天然气脱硫脱碳方法的研究进展[J].石油化工,2011,05:565-570

第4篇

[关键词]球团;烟气脱硫;石灰-石膏法;设计参数

中图分类号:X701.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)15-0173-01

1、前言

近年来随着我国城市雾霾等极端天气增多,大气污染物排放已得到广泛关注。钢铁行业能耗以煤和煤炭为主,是我国大气污染物的排放大户,其中球团过程造成的SO2排放占钢铁生产全流程的50%以上,与烧结同为是钢铁企业SO2控制的重点[1-4]。我国颁布了较为严格的政策和标准来控制钢铁行业的大气污染物。目前,国内大、小型钢厂已经逐步上马了一系列脱硫装置,主要有石灰/石灰石―石膏法以其脱硫效率高,运行稳定等优点在钢铁行业中占有重要的份额。

本文通过设计唐山银水球团石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺,该工程的成功运行表明,此工艺适合球团烟气的脱硫、除尘。

2、项目设计

唐山银水实业集团球团厂为消减2-8m2竖炉烟气中的SO2排放量,新建烟气脱硫装置,采用石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺,该工程已运行一年,脱硫效率≥95%,各项指标均达到环保要求。

2.1 工艺原理

从竖炉排出的含硫原烟气经过电除尘器除尘后引入吸收塔。烟气与来自吸收塔上部喷淋层的浆液逆流接触,发生传质和吸收反应,烟气中的SO2及HCl、HF等酸性气体被脱除。净化后的烟气经吸收塔顶部两级除雾器除去烟气中夹带的液滴后,通过塔顶返回到原烟囱排入大气。副产物为石膏。

主要化学反应是:

(1)浆液制备

CaO+ H2OCa (OH)2

Ca (OH)2Ca2++2OH

(2)SO2吸收

SO2+ H2OH2SO3

H2SO3H++HSO3-

HSO3-H++ SO32-

Ca (OH)2 + SO2 CaSO3・1/2H2O + 1/2H2O

Ca (OH)2 + SO3 CaSO4・1/2H2O + 1/2H2O

(3)氧化结晶过程

CaSO3・1/ 2H2O + 1/2O2 CaSO4・1/2H2O

2.2 设计条件

2.2.1 设计参数

2.2.2 工艺流程

1)烟气系统

烟气系统将未脱硫的烟气引入脱硫装置,在吸收塔内脱硫净化。由于原引风机余压可克服脱硫装置系统的压降,项目中不另设增压风机。

2)吸收剂制备及供给系统

生石灰粉主要成份如下:CaO≥80%,杂质

由密封罐车将生石灰粉运输至脱硫区域,经气力输送至制浆区的生石灰粉仓储存。储存于粉仓中的生石灰粉在气化风机的流化下,通过旋转给料阀进入消化罐制备成浓度为30-35%的消石灰浆液,经振动筛除渣后进入浆液箱,加水配制成浓度为10-15%的消石灰浆液,然后经浆液输送泵送至吸收塔和循环泵入口。

3)SO2吸收系统

吸收塔设计为喷淋、吸收和氧化一体的单塔,吸收塔顶部建湿烟囱,烟塔合一结构。2炉一塔。待处理的烟气进入直径为6.5m的吸收塔与喷淋的石灰浆液逆流接触,3层喷淋层对应3台循环泵,单元制运行。吸收塔内部自下而上分为氧化区、喷淋区、除雾区。烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙发生化学反应后生成亚硫酸钙。亚硫酸钙被就地氧化成硫酸钙。生成的石膏通过吸收塔排浆泵排入石膏脱水系统中。净化后的烟气由塔顶湿烟囱排入大气。

4)石膏脱水系统

由吸收塔排出的石膏浆液经石膏旋流器一级脱水后,再由真空皮带脱水机进行二级脱水,得到合格的副产物成品石膏。

5)工艺水系统

工艺用水主要用于浆液制备系统的补给水、除雾器冲洗水、氧化风增湿、设备冷却水等。

2.3 重要设计参数选取

石灰-石膏法是由石灰石-石膏法演变而来,且湿法脱硫最早应用于电厂,钢铁行业的烟气具有自身湿法设计应由于脱硫剂石灰浆液为强碱性,不能完全照搬传统石灰石-石膏法在设计参数。

2.3.1 氧化倍率

钢厂竖炉中的烟气含氧量较高,自身氧化能力较强,氧化倍率可选择1.5~2。

2.3.2 液气比

由于氢氧化钙为强碱性,塔内吸收反应主要发生在液面上,且反应快[5],液气比应低于石灰石-石膏法,可选择3~7 l/m3。

2.3.3 烟气接触时间

由于环保要求日益严格,烟气接触时间应适当延长,选择4.5~5s。

2.3.4 pH

石灰作为脱硫剂,塔内pH控制在6左右。

2.4 调试与运行情况

唐山银水球团厂竖炉烟气脱硫系统实际运行中,烟气入口温度在100~130℃之间,SO2浓度在500~1500mg/Nm3之间,粉尘浓度在80~100 mg/Nm3之间。SO2排放浓度在50~80 mg/Nm3,粉尘排放浓度30~50mg/Nm3,满足环保要求和业主要求。

3、结语

唐山银水球团厂竖炉烟气石灰-石膏法脱硫系统目前已成功运行一年,脱硫效果理想,基本达到了安全、稳定、高效的运行目的。通过运行证明,根据处理对象合理选择设计参数,该脱硫工艺可以满足竖炉烟气脱硫、除尘的需要,不仅脱硫率可达到95%以上,而且出口粉尘排放也能满足50mg/Nm3的环保要求。该脱硫工艺为石灰-法烟气技术在处理钢厂烟气脱硫中应用又一成功案例,同时也增加了湿法脱硫比选工艺。

参考文献

[1] 赵羚杰.中国钢铁行业大气污染物排放清单及减排成本研究[D].杭州,浙江大学硕士论文,2016.

[2] 兰国谦.钢铁行业烧结烟气脱硫技术现状和发展趋势[J].中国环保产业,2014,6:42-46.

[3] 王英杰.承钢360m2烧结机湿法烟气脱硫工艺应用[J].烧结球团,2015,40(2):50-53.

第5篇

[关键词]烟气氨法脱硫;工艺;存在问题;优化措施

中图分类号:TQ113.7+2 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)24-0307-01

近年来,我国经济的快速发展和人们物质生活水平的不断提高,对生态环境产生了严重的破坏,如土地荒漠化、水体污染、大气污染、酸雨等环境污染问题接连涌现,已严重制约了我国经济发展,影响了人民生活,环境治理,环境保护已刻不容缓。目前,影响我国环境空气质量的主要污染物有:烟尘、总悬浮颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等。如何削减SO2排放量,控制大气污染,提高环境质量,是目前及未来我国环境保护的重要课题和研究方向。本文针对工业烟气氨法脱硫工艺运行中存在的问题,提出优化措施进行并就其可行性进行探讨,从而为环保达标排放提供有力理论支持。

1 烟气氨法脱硫工艺概述

1.1 氨法脱硫原理

SO2+H2O+xNH3=(NH4) xH2-xSO3 (1)

(NH4) xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)

1.2 脱硫工艺流程

烯烃一分公司烟气氨法脱硫装置共设置六套烟气脱硫系统(五运一备),采用6炉6塔配置模式。锅炉来原烟气进入脱硫吸收塔,经洗涤降温、吸收 SO2、除雾后的净烟气通过烟囱直接排放。吸收和浓缩循环系统主要设备有:脱硫塔、一级循环泵、二级循环泵、三级循环泵、循环槽等。在此过程中含氨吸收剂的循环液将烟气中的SO2吸收,反应生成亚硫酸铵;含亚硫酸铵的液体再与氧化空气进行氧化反应,将亚硫酸铵氧化成硫酸铵,形成硫酸铵稀溶液;在脱硫塔的浓缩段,利用高温烟气的热量将硫铵溶液进一步浓缩、结晶后,得到固含量为10%-15%左右的硫铵浆液送至硫酸铵处理系统,经旋流、离心分离、干燥包装后得到成品硫酸铵[1]。烟气氨法脱硫工艺流程图详见下图1。

2 烟气氨法脱硫运行中存在问题及优化措施

2.1 氨逃逸

氨逃逸实际是氨气、亚硫酸铵、硫酸铵的阴阳离子发生的挥发性损失。

2.1.1氨逃逸高的原因

⑴液气比小。⑵温度高,氨的气相浓度高。⑶亚硫酸铵氧化率低。

2.1.2氨逃逸高的危害:⑴脱硫反应效率低,可能造成出口SO2超标排放。⑵液氨有效利用率低,造成物料浪费。⑶容易形成气溶胶,造成脱硫塔内除雾器堵塞,影响系统的正常运行。

2.1.3降低氨逃逸的优化措施:⑴根据烟气中SO2含量,合理控制液氨的投加量,避免加氨量过大而造成氨的挥发。⑵提供喷淋吸收段的雾化效果,高效喷淋洗涤烟气中的SO2,确保除雾器填料及喷头运行状态良好。⑶加强监控烟气温度、吸收液pH、浓度、液气比等工艺参数,提高液氨的利用率。

2.2 气溶胶

2.2.1原因分析:⑴在氨法烟气脱硫过程中,烟囱排出的烟气所夹带的氨水挥发逃逸出气态氨与烟气中未脱除的二氧化硫通过气相反应,生产亚硫酸氢铵、硫酸铵等组分形成气溶胶。⑵液氨吸收烟气中二氧化硫后脱硫液滴被烟气携带出,由于蒸发、烟气气体流速过快等作用,析出亚硫酸氢铵固体结晶形成气溶胶[2]。

2.2.2危害:所谓的气溶胶即“气拖尾”现象。⑴亚硫酸铵和亚硫酸氢铵气溶胶随净烟气排放,造成氨的损耗,成为氨法脱硫技术发展的瓶颈。⑵堵塞除雾器,对脱硫装置正常生产运行造成影响。

2.2.3优化措施:⑴采用低温度的工艺水等措施来降低烟气携带的亚硫酸铵反应产物,以净化烟气排出的环境质量,降低烟气携带水分。⑵严格控制脱硫系统的热、水平衡,使烟气排出温度控制在45℃-50℃。⑶严格控制烟气进入脱硫塔吸收段温度

2.3 脱硫塔超温现象

2.3.1原因分析:二级循环泵入口过滤器频繁堵塞、二级喷淋量小易造成吸收塔超温。在超温时蒸发量小、补水量增大,造成吸收塔液位高而无法正常冲洗、稀硫铵副线无法正常开启。

2.3.2危害:⑴长期超温,会严重损坏塔内件。⑵降低脱硫效率,对整个脱硫系统运行造成恶性循环。

2.3.3优化措施:建议在泵入口过滤器前增加一个导淋,增加一股冲洗水。或者对过滤器孔径根据工艺运行实际情况进行选型。

2.4 脱硫塔内壁上部出现硫酸铵结晶挂壁现象

在调试阶段,脱硫系统原始开车初次上液后,虽然脱硫液的pH控制在5~6,但脱硫液中无硫酸铵结晶沉淀。打开人孔检查发现:在脱硫塔塔体上部有近30mm厚的硫酸铵结晶挂壁,有的已经脱离塔壁落人塔底。

2.4.1原因分析

除雾器冲洗次数及冲洗水量过多,且液氨未能连续补给,使得脱硫液中的液氨浓度降低,造成脱硫效率低,导致烟气带出的气相氨与高含量的SO2,反应生成硫酸铵,附着在塔壁上。此外还存在其他原因,如:⑴氧化风分布异常,导致氧化率下降,硫酸铵结晶差。⑵加氨量过大,造成脱硫塔pH偏高,硫酸氨结晶变细,离心机无法分离出料。⑶灰分、油分等杂质对硫酸铵的晶型和结晶过程存在复杂影响。

2.4.2危害

脱硫塔内壁产生硫酸铵结晶会导致后处理系统出料不畅,造成脱硫塔超温将影响整个脱硫系统的正常运行。

2.4.3优化措施

用便携式气体检测仪每天检测脱硫塔出口净烟气中SO2含量;其次,及时加氨并合理控制除雾器冲洗次数及水量,保证脱硫效率。按优化措施处理后,烟气脱硫系统运行5天后便出现了硫酸铵结晶沉淀。

2.5 脱硫液浓度高、硫酸铵晶体小

2.5.1原因分析及危害

在运行中,取脱硫液分析,其结果显示硫酸铵结晶质量浓度达20%,但将脱硫液送入离心机又分离不出硫酸铵,且还会造成离心机振动严重。由于脱硫液中固含量过大,阻碍硫酸铵晶体长大[3],使得硫铵处理系统无法出料,造成脱硫塔超温、脱硫效率降低等后果。

2.5.2优化措施

操作人员每班需测脱硫塔浓缩段硫酸铵浆液的固含量,当脱硫塔内的硫铵结晶浆液浓度约为5~15%(含固量)时,及时安排出料。

2.6 电除尘运行效率低

因静电除尘器的除尘效果不好,导致进入脱硫塔的烟尘含量严重超标,硫酸铵饱和液的晶体不能较好地聚集成核,氧化段、浓缩段、循环槽底部沉积大量的淤泥,致使硫酸铵系统无法正常出料。经借鉴经验和长期摸索,将循环槽、氧化段的浓液需经过滤泵再进入压滤机过滤,清液返回脱硫塔[4],同时加强电除尘运行的管理,以保证副产品合格。

3 结论

烟气氨法脱硫工艺属于回收法,将烟气中的SO2作为资源,回收生产使用价值较高的硫酸铵,减少污染,变废为宝,达到了以废治废的目的,且无二次污染,通过在运行过程中逐步优化工艺、改进设备,并且采取设备的防腐、防磨措施,可进一步提高脱硫效率,提升经济和环境双重效益,实现清洁生产。

参考文献

[1] 靳亚琼.湿法烟气脱硫技术研究现状及进展[J],科技与企业(221).

[2] 徐启明.氨法脱硫装置存在问题及解决方案[J],大氮肥,2013,36(2).

[3] 高建强,罗翔启.浅析氨法脱硫脱硫结晶存在的问题及处理措施[J],大氮肥,2016(2):102-105.

[4] 周大明,张波,王志武.烟气氨法脱硫的可行性优势及工业运行简介[J],化工设计通讯, 2011,37(3).

第6篇

1 粉煤灰概述

粉煤灰主要是电厂燃煤排放的工业固体废物,其主要由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等构成。在我国,粉煤灰的放量相对较大,且在电力事业不断发展的背景下呈上升趋势。如果大量粉煤灰不尽心妥善处理,会给人们的生活带不便且造成严重的环境污染问题。

1.1 粉煤灰的性质

一般粉煤灰的粒径为2.5~300 μm,几何粒径平均为40 μm;比表面积通常为2 500~5 000 cm3/g,其密度通常为2.3~3.0 g/cm3,堆积密度为0.55~0.67 g/cm3,孔隙率通常为60%~75%。通常在显微镜下,粉煤灰是玻璃体、结晶体与少量未燃碳的复杂混合物,其中包括磁铁矿、石英、赤铁矿与莫来石等。其中玻璃体包括形状不规则的小颗粒与球体形玻璃 体粒子,未燃碳则呈现疏松多孔状。

1.2 粉煤灰处理废气废水的机理

从粉煤灰的理化性质来看,其表面疏松,空隙孔洞较多,而且比表面积、表面能相对较高,而且还存在着混多硅、铝活性点,因此其具有较强的理化性质。粉煤灰的物理吸附能力由其多孔性与比表面积决定,比表面积越大,吸附能力则越强。粉煤灰的化学吸附能力主要由其表面的AL-O-AL键与Si-O-Si和具有极性的分子发生偶极吸附,或者是粉煤灰中带有正电荷的硅酸钙、硅酸铝与硅酸铁等与阴离子形成离子对吸附。粉煤灰在除去废气废水在中有害物质时,通常是利用其吸附功能,但在特殊的情况下,也会产生过滤与沉降效果。同时,由于粉煤灰是由多种颗粒物质结合而成,孔隙率相对较大,废气废水在通过粉煤灰时能够被过滤到一些有害物质,但是其沉降与过滤作用只能够在废气废水处理中起到辅助作用。此外,由于粉煤灰是由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等碱性物质构成,可以与废气废水中的酸性物质发生化学反应,中和其中的酸性物质。另外,粉煤灰中未燃碳比表面积加大,且为多孔结构,因此能够在废气脱硫脱硝中作为吸附剂使用,除去废气中的氮氧化物与硫化物。

2 粉煤灰在处理废水中的具体应用

各专家学者对粉煤灰应用于处理废水方面进行了大量的研究与试验,并取得了非常好的成绩。下面就简单介绍一下粉煤灰在几种污水中的应用。

2.1 粉煤灰在处理城市污水中的应用

城市废水是由各种生活废水构成,其成分非常复杂,呈现胶体与悬浮状态,其中还含有硫化物、重金属、有无等成分。因此,将处理工业废水的有效办法应用于处理城市生活废水是很那达到预想效果的。有部分地区环保部门利用粉煤灰的吸附、过滤、沉降等作用机理,将其投入到处理城市废水的工作中,并取得了良好的专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net效果。其具体处理程序如下:城市污水进入灰水处理池后,按照100:1的水灰比加入粉煤灰进行充分搅拌,待到2~10 min后,向其中加入一定浓度的聚合铝絮凝剂或其他试剂,之后将其引入升流塔尽心变速处理,滞留30 min后,再将混合液体导入斜管沉淀池,同时再次加入聚合铝絮凝剂或其他试剂,最后进行70~90 min的沉淀分离。程序完成后,要对处理过的水体进行检测,当COD下降到国家水质标准后就可将处理水排除,若COD没有下降到标准程度,则要对污水进行进一步处理。该处理城市废水的工序有效利用了粉煤灰的吸附能力,以及在处理污水过程中形成较为分散的絮凝核,提高了絮凝效果,使絮体加速生成,并与粉煤灰形成高浓度活性泥渣层。

2.2 粉煤灰在处理造纸废水中的应用

某地区环保部门将粉煤灰应用于已经完成一级处理的造纸废水的后续处理技术试验中。该试验的处理过程为以下三步。①混合:将电厂的粉煤灰按一定比例加入到将要处理的污水中,并进行充分搅拌混合,使粉煤灰最大程度的发挥其吸附与絮凝作用;②沉降:待到搅拌混合均匀后,将污水引入沉降池,使污水流速迅速下降,并在支重力的影响下,使粉煤灰的絮凝物与吸附物发生沉降;③自净:随着沉降与水流的作用,水体上部的清洁水被引入自净池进行澄清,剩余的悬浮物进行进一步的沉降。利用该技术工艺能后有效的处理经一级处理的造纸污水的效果明显,并且在实际的工作中进行严格的水质监测,保证处理系统的有效运行。

2.3 粉煤灰在处理印染废水中的应用

印染废水中主要含有浆料、染料、助剂与其他各种化工物质,污染性较强,因此必须进行相应的有效处理。近些年来科研人员对粉煤灰进行了相应研究,利用其吸附、混凝作用来对印染污水进行处理,并取得了良好的专业提供论文写作、写作论文的服务,欢迎光临dylw.net效果。以哈尔滨地区为例,建立了以粉煤灰处理技术为主的日处理4 000 t印染污水装置,各项水质指标基本达到了国家标准。粉煤灰在处理印染污水中具有占地少、运行费用较低、管理简便以及治污效果好等优点,非常适合中小印染厂的印染污水处理。

3 粉煤灰在处理废气中的具体应用

近些年来,各国都加大了对粉煤灰在烟气脱硫技术中应用研究,并取得了一定的成果。它们的共同点就是在粉煤灰中加入粘结剂后熟石灰,以提高烟气的脱硫效果。较之以前的纯石灰脱硫技术,加入粉煤灰后的脱硫技术效果更好。这主要是由于吸收剂的比表面积相对较大,致使气-固反应相对较快。在粉煤灰与石灰的配比比例与反应温度适宜时,废气脱硫率可高达90%以上。以日本北海北海道电力公司开发的粉煤灰干法脱硫技术工艺为例,整套工艺就是使用粉煤灰脱硫剂进行烟气脱硫的。该技术工艺提高了粉煤灰的利用率,实现了脱硫率大于90%的效果,高质量的完成了粉煤灰废气的任务与作用。

4 结 语

作为新型废水废气处理剂的粉煤灰,其原料来源较为广泛,价格相对低廉,处理技术流程简单便捷,在处理废气废水中具有非常好的效果,很好实现了“垃圾是放错地方的资源”的观点,拓宽了保护环境的方式。但是由于我国在该方面的技术研究相对较晚,当前还主要出于实验室研究的阶段,没有实现大规模的应用。国家与相关科研单位只有加强相关方面的研究,才能实现粉煤灰在处理废水废气中的利用效果。

第7篇

【关键词】 劣质重油 改质加工 现状 前景

改革开放以来,我国国内石油需求量呈现出一种逐年上升的趋势,同时,石油对外依存度也不断的提升,已经超过了50%。随着世界原油需求量的持续升高,原油的资源也呈现出一种劣质化的表现,近几年来全球增产原油大多都为重质原油,有关数据统计,重质原油与非常规原油的产量已经超过1亿吨,据剑桥能源年会的预测,截止到2013年,油砂沥青会成为最重要的非常规原油。因此,超重原油以及油砂沥青的加工必然会是下一阶段炼化企业需要面临的重要问题。

1 超重原油的特点

目前世界常规原油探明储量为13220亿桶,具体的储量与分布情况详见表1。

超重原油储量最丰富的国家是委内瑞拉,与普通的原油相比而言,超重原油具有如下的特征:即高密度、高硫、高黏度、高酸、高残炭、高氮、高芳烃含量、高金属含量,且减压瓦斯油与渣油的含量也超过了70%,性质较差,比重较差,很难进行脱盐和脱水;黏度较高,难以进行管理和运输;氮和硫的含量较高,进行加氢处理的难度较大;减压瓦斯油数量大,芳烃和氮的含量高,催化和劣化的难度较高;减压渣油数量大,铁、钒、沥青、残炭的含量高,在焦化处理过程中会出现大量的焦炭,在处理时需要在高温高压及氢气的条件下进行。

2 劣质重油加工技术

劣质重油的渣油含量很高,加工的核心技术就是通过渣油与减压瓦斯油提高轻质油的收率,劣质重油的渣油具有高硫、高残炭、高氮、高金属的特征,对于加工工艺的要求很高。目前,较为成熟的劣质重油加工工艺包括焦化、渣油加氢和催化劣化几种。目前,加拿大油砂沥青渣油均使用焦化处理工艺;渣油加氢的工艺包括沸腾床、固定床、移动床+固定床、悬浮床等方式,能够处理劣质重油与沥青。

2.1 焦化技术

焦化技术能够处理成本劣质的原料,已经成为一种常用的重油加工过程,就世界范围来看,焦化装置的处理能力可以超过3亿吨/年,美国加工劣质重油的比例已经呈现出一种逐年上升的趋势,加工原油的含硫量上升约0.27%个百分点,原油重度API°下降了约1个单位,但是,焦化能力在近年来却增加2750万吨/年,究其根本原因,是由于焦化装置的操作费用和投资都相对低廉,能够加工高金属、高硫和高残炭的劣质重油。

2.2 渣油沸腾床加氢裂化技术

渣油沸腾床加氢裂化第二代与第三代催化剂已经研制成功,该种催化剂能够大幅的改善加工装置的性能,尤其是脱残炭、脱硫以及产品的安定性,可以在渣油转化率为80%到85%的条件下炼制出低硫燃料油。美国先进炼油技术公司为了解决油渣沸腾床加氢裂化裂化设备未转化油渣以及设备结垢的问题,添加了减少沉积物的催化剂,与传统的催化剂相比,在脱金属、脱硫、脱残炭以及渣油转化率高的情况下,能够减少反应过程中沉淀物的产生。

2.3 悬浮床加氢裂化工艺

悬浮床加氢裂化工艺能够用于劣质重油的加工,但是其加工的产品需要进行深度裂解、脱硫和二次脱硫,就会导致加工费用升高,该种工艺是处理劣质重油很好的手段。

3 劣质重油加工技术展望与前景分析

3.1 改善焦化工艺

焦化工艺能够很好的改善劣质重油,是现阶段下炼油厂使用最多的工艺,在未来阶段下,应该将劣质重油焦化装置的设计重点放置在减少焦炭产率、提高液体产品产率、降低操作费用和减少装置投资之上,劣质重油的沥青质和残炭的含量很高,在使用焦化工艺进行加工时会导致加热炉生焦倾向升高,因此,除了减少焦炭产率、提高液体产品产率以外,还要使用科学的方法缓解加热炉的结焦。

3.2 完善劣质重油加工组合工艺

为了将劣质重油资源最大限度的利用起来,需要不断的完善劣质重油加工组合工艺,如焦化+沸腾床加氢裂化技术、沸腾床加氢裂化技术+溶剂脱沥青+沥青气化技术等。

3.3 扩大氢气的来源

很多地区的劣质重油都有着高氮、高硫、高金属含量和高残炭的特征,在转化以及生产油品的过程中会消耗到大量的氢气,使用焦化工艺在加工劣质重油时会产生石油焦、应用溶剂脱沥青加工工艺会产生脱油沥青,如果将其作为气化工艺的原料,就能够解决以上的弊端,生产过程中产生的氢气也可以为后续的加氢过程提供氢源。

3.4 发展悬浮床加氢裂化技术的产业化

在应用延迟焦化技术加工劣质重油时会出现大量的低价值焦炭,使用沸腾床加氢裂化技术加工劣质重油的转化率也不高。近些年来,随着技术水平的发展,悬浮窗加氢技术得到了迅速的发展,该种技术能够将原料渣油的转化率全面的提升,几乎可以将其完全转化为馏分油。在未来阶段下,发展悬浮床加氢裂化技术的产业化能够提升劣质重油的转化率。

4 结语

近年来,国际石油需求量逐年上升,而轻质原油的量不断减少,劣质原油的开采比例不断提升,超重原油硫、残炭、氮、重金属的含量偏高,这也对炼油企业的加工工艺提出了一定的挑战,为了满足经济发展和原油储备的需求,我国的炼油企业必须要不断开发新技术,实现劣质重油加工技术的全面发展。

参考文献:

第8篇

关键词:BP神经网络,半干法脱硫工艺,钙硫比

一、引言

循环流化床烟气脱硫工艺是半干法脱硫工艺的一种,是使用粒状脱硫剂及其他各个因素在脱硫塔内相反应以降低烟气中的SO2含量。该工艺具有流程比较简单、较少的耗水量、平均投入资金少、固化排出物、无废水排放等优点。此工艺与湿法脱硫工艺相比,相对成本低比较低,对于很多热电厂是很好的选择,受到了众多热电厂的青睐。

在脱硫过程中如何控制净烟气中SO2含量、降低钙硫比是目前研究的重点和难点,也是半干法脱硫工艺目的所在。国家已经订立了强制性的二氧化硫排放标准,即由400mg/Nm3进一步严格控制为200mg/Nm3的限值,并且增加了监管力度。这对于目前的脱硫系统是一个重大的考验。由此,二氧化硫的排放量的预测在实际工作的重要性也不尽凸现出来。然而目前对于循环流化床烟气脱硫工艺的预测的研究比较少,这严重阻碍了脱硫工艺的发展。通过合理及准确的预测二氧化硫的排放量,可以很好的确定在脱硫中各个因素所占的比重,从而为下一步的优化提供有力的证据和科学依据。对于企业来讲,也可以据此调整产业结构,减低成本。

本文中采用的数据为国家某电厂脱硫数据,此电厂自2008年设计和改造了脱硫除尘系统,属于典型的经预除尘后烟气先脱硫后除尘的布置方式,其设计钙硫比为1.3,但是实际运行中,钙硫比高达2.3~2.5,极大的增加了脱硫装置的运行成本,经厂家多次调试和改造,没有明显改善。BP神经网络是一种多层前馈型神经网络,目前的研究发现,三层的神经网络可以模拟从输入到输出的任意非线性函数映射关系,其权值的调整采用反向传播的学习算法。其主要应用于四个方面:函数逼近,模式识别,分类,数据压缩。经过调整权值,实现对数据的在精确范围内的预测,辅助下一步的优化工作。

二、构造BP神经网络模型

构建神经网络一般需要进行三个步:神经网络生成,初始化权值和仿真。

BP神经网络的学习规则是要保证网络权值和阀值要沿着负梯度方向修正,以实现映射函数的最快下降方向。其基本形式为:

wk+1=wk-ηkdk

其中wk为权值或阀值矩阵,dk是映射函数的梯度,ηk是学习率。

假设三层BP神经网络,输入节点xi,隐层节点hj,输出节点yl,输入层节点与隐层节点之间的权值为wji,隐层节点与输出层节点之间的权值为vlj,θi为相应的阈值。输出节点的期望值为tl。

隐层节点的输出:hj=f(∑iwjixi-θj)=f(netj)

其中netj=∑iwjixi-θj

输出节点的输出:netl=∑jvljhj-θlyl=f(∑jvljyj-θl)=f(netl)

其中:E=12∑l(tl-yl)2=12∑l(tl-f(∑jvljf(∑iwjixi-θj)-θl))2

输出节点误差为:Evlj=∑nk=1Eykykvlj=Eylylvlj

1. 误差函数对输出节点求导:

Ewlj=∑nk=1Eykykvlj=Evlylvlj

2. 误差函数对隐层节点求导:

Ewji=∑i∑jEylylhjhjwji

3. 阀值的修正:

在修正权值的过程中,也应该考虑对阈值的修正,其修正原理同权值修正基本一致。

误差函数对输出节点阀值求导:

Eθl=Eylylθl

误差函数对隐层节点阀值求导

Eθj=∑Eylylhjhjθj

f(x)=11+e-x

4. 传递函数:

f(x)=21+e-x

S型传递函数

三、数据分析

在循环流化床烟气脱硫工艺中,影响脱硫效率的因子比较多,主要分为5部分:原烟气、净烟气、水路部分、增压风机部分和吸收剂部分。其中原烟气包括:硫化床阻力、塔前温度、塔前压力、塔后压力、氧含量、平均压差和二氧化硫含量;净烟气包括:二氧化硫含量、氧含量、粉尘浓度、出口压力、出口温度、烟气流量;水路部分包括:出口流量、回水流量、工艺水量;增压风机包括:增压风机电机电流信号、增压风机入口挡板开度;吸收剂部分包括:吸收剂送风压力、吸收剂给料机开度。其中塔前压力和塔后压力各有两个监测点,平均压差=塔后压力—塔前压力;工艺水量=出口流量—回水流量。

四、算法分析

在预测之前,首先需要对数据进行清理,除去数据中得一些噪音。数据清理在数据分析中是一个重要的步骤,对数据合理的清理可以加快算法收敛速率,提高预测准确度。本文中所采用的数据都为清理后的数据,保证了预测的准确度。

此外,由于数据中各个变量的变化差异比较大,在应用之前也需要对其归一化处理。设数据中任意变量矩阵为X,X=x1,x2,…xn,则任意xi,i=1,2…n为此变量中得数据。归一化处理:

X′=X/max(X)。

数据中得每一变量都经过此归一化方法进行归一化处理。

从数据中可以分析得到,该BP神经网络模型的有21个输入变量,即影响因素;1个输出变量,此输出为净烟气的二氧化硫的含量。在本文中,笔者采用三层BP神经网络,输入层包含21个神经元,隐含层包含了20个神经元,输出层包含1个神经元。

图1所示为利用BP神经网络训练的仿真;图2所示为预测值与实际值得比较图。

通过BP神经网络的仿真训练图,我们可以看到,经过305次迭代神经网络停止,预测精度约为0.0072。

图1BP神经网络仿真图2预测值与原值比较图

五、结语

通过仿真,利用BP神经网络不断的训练,实现了对循环流化床烟气脱硫工艺预测,并实现了预测值与实际值得比较。从实验中,可以看出,预测值存在的一定的误差。今后本课题的目标就是更加减小误差值,尽量满足预测的需要。

在符合实际情况下的高精度预测,对于预测主题是非常重要的。利用预测可是预知不利的情况,提前做好防范。并且可以为进一步优化提供了便利条件。利用预测值,可以客观的验证优化的效率及程度。(作者单位:河北大学管理学院)

参考文献:

[1]范丽婷,李鸿儒,王福利.半干法烟气脱硫工艺在绝热饱和温差的软测量[J].仪器仪表学报,2009,30(7).

[2]董长虹.Matlab神经网络与应用[M].国防工业出版社,北京,2005.

[3]展锦程,冉景煜,孙图星. 烟气脱硫吸收塔反应过程的数值模拟及试验研究[J]. 动力工程,2008,28(3).

第9篇

1 我国火电厂烟气脱硫技术的现状

脱硫工艺在生产中所处的部位可分为:燃烧前的燃料脱硫,燃烧中脱硫和燃烧后的烟气脱硫(FGD)。烟气脱硫即在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的烟道处加装脱硫装备,是控制SO2和酸雨污染最有效最主要的技术手段,为国内外广泛应用。烟气脱硫方法按有无液相介入可分为:湿法、半干法、干法、电子束法和海水法。其中湿法脱硫技术占85%左右,而石灰石—石膏湿法约占36.7%。目前,大型机组烟气脱硫核心关键技术和设备仍然依赖于国外,投资和运行费用仍然居高不下,不适合我国国情。本文对当前我国火电厂烟气脱硫一体化技术加以分析,提出存在的主要问题,并给出几点改进的建议。

2 石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术

2.1 主要工艺

石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术以石灰石浆液作为脱硫剂,在吸收塔内对烟气进行喷淋洗涤,使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。主要流程为:烟气从烟道引出后经增压风机增压,进入GGH烟气加热器冷却进入吸收塔。烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石浆液充分接触,除掉SO2后生成亚硫酸钙和硫酸钙,落入沉淀池。吸收塔排出的净空气,经GGH净烟气侧加热后进入烟囱,排向大气。技术系统图如图1所示。

2.2 化学反应原理

石灰法:

SO2+CaO+1/2H2O——CaSO3·1/2H2O

石灰石法:

SO2+CaCO3+1/2H2O——CaSO3·1/2H2O+CO2

这种半水亚硫酸钙含水率40%~50%,不易脱水,且难溶于水容易引起结垢。其中部分亚硫酸钙与烟气中的氧反应生成石膏CaSO4·2H2O无法利用。我们大多采用强制氧化,即向吸收塔下部循环氧化槽中鼓入空气,使其充分氧化生成石膏,氧化率高达99%。脱硫副产品为石膏,可以回收利用。

石灰石—石膏湿法工艺成熟,最大单机容量超过1 000 MW;脱硫效率≥95%,Ca/S≤1.03;系统运行稳定,可用率≥95%;脱硫剂—石灰石,价廉易得;脱硫副产品—石膏,可综合利用;且建设期间无需停机,经济便捷。但该工艺系统复杂,一次性投资大;运行较多、运行费用高,占地面积大,耗水量大,造价高,副产品问题如处理不当,极易造成污染,在电厂没有预留脱硫场地的情况下是有一定的难度,但它是目前应用最多,技术最为成熟的一种脱硫工艺,成熟度见表1。

3 我国火电厂烟气脱硫技术存在的问题

3.1 烟气脱硫技术自主创新能力很低

自主创新能力低下一直是我国发展各项先进技术的硬伤,在烟气脱硫技术上也不例外。据统计,我国所有的脱硫公司中只有为数不多的几家公司有30万kW及以上机自主知识产权的烟气脱硫技术,其他公司还在引进大量外国的脱硫技术,技术引进费和技术使用费等各项开支加大了公司的生产成本,而且引进回来的脱硫技术很大程度上不能与我国公司的实际状况相符合,使用结果很不理想,因此就更谈不上吸收再创造了。

3.2 烟气脱硫市场的法制监管力度不够

在大力宣传生态环保生产的国际大环境下,脱硫市场的规模和范围也呈逐渐扩大趋势。然而我国的各种脱硫环境、市场还不够成熟,虽然各种与脱硫环保有关的企业顺势大批量的出现,但是在脱硫人才的选择、脱硫技术的标准,脱硫公司的水平上还没有明确的条文予以规定,相关制度的缺乏导致后期除了出现脱硫公司承包脱硫工程的效果不明显,质量不合格的后果,还出现了部分工程招标存在走形式的现象。

3.3 部分脱硫设备难以实现高效稳定运行

一方面由于我国的脱硫自主创新技术能力低下,多数设备源自于国外,因此在引进、吸收、再创造上存在和大程度的不足,在后期的再设计上也出现了较大的缺陷,当机器出现故障时不能及时的修复,脱硫设备不仅停产运行还耽误了工程进度。另一方面脱硫市场的法制等监管力度不够强。为了获得利益,火电厂存在不正当竞争也导致脱硫设备不能实现高效稳定运行。

4 对我国火电厂烟气脱硫技术的几点建议

4.1 加强我国脱硫技术的自主创新能力

加强自主创新能力必须要依靠国家的支持。一方面,国家要加大资金的投放比例,对自主创新脱硫技术并有较强的适用性的企业予以资金支持和奖励,使脱硫主要装置和设备实现国产化;另一方面,强调并落实自主创新的重点,降低工程造价和系统能源消耗并举、提高设备可靠性和使用寿命并存。

4.2 加强对脱硫市场的法制监管力度

国家要制定相应的法律法规、政策制度,明确规定脱硫公司的市场准入标准,加强对从事烟气脱硫的公司和相关产业领域的单位进行考核,根据考核结果进行清理和整顿,通过竞争实现脱硫公司的良性循环发展,并对各种招投标活动加强监测,降低形式主义的发生频率,建立健全烟气脱硫技术的全套规则,提高脱硫技术的整体水平。

4.3 在脱硫技术选择上,应根据情况具体分析

应遵循经济有效,可靠稳妥,资源节约,可综合利用的总体原则,在满足大气排放标准的前提下,根据现有电厂可利用场地情况,工艺系统布置和烟气系统设备等因素综合考虑最优脱硫工艺。首先,SO2排放和脱硫率要满足环保法规要求,不能盲目追求高效率。其次,选择工艺技术成熟,运行稳定;有良好的应用业绩,初投费用少,运行费用低;脱硫吸收剂有稳定可靠来源,且满足脱硫需要;对煤种和机组容量适应性强,能适应燃煤含硫量一定范围内的变化;脱硫副产品能够回收再利用,不造成二次污染。最后,因地制宜,选择系统简单、占地面积小的易操工艺。

5 结 语

目前,脱硫脱硝技术的种类多样,但是鉴于我国在人力、物力、财力等各方面的水平差距,在引进先进的技术设备、投资运行上还存在一定局限,所以我们必须在对各种有效的脱硫技术加以吸收的基础上,再根据我国国情对其加以改进,争取实现国产化,形成有效的脱硫技术,以改善生态环境。

参考文献:

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