工业烟气论文范文

工业烟气论文范文第1篇

关键词：烟气脱硝；建模与仿真；辨识；电站运行

Modeling and simulation of SCR reaction in a power plant

Liao Li， Yang Pengzhi

Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems， Chongqing University， Ministry of Education， Chongqing 400044， PR China

Abstract： The SCR （selective catalytic reduction） technique is an advanced way to removal NOx from the flue gases in coal-fired power plants. Based on the Langmuir adsorption-desorption model and Eley-Rideal reaction mechanism， a dynamic mathematical model is established in this paper to focus on the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor . In additional， identification technique is applied to obtain the exact value of certain kinetic parameters based on the data from a power plant and the assumption that the pre-exponential factor for the DeNOx reaction KNO is a variable which is affected by the NH3/NO concentration ratio at the inlet of the SCR reactor. The SCR model is tested in static state situation and dynamic state situation in different loads in the power plant .The result of simulation suggests that： A）these parameters gained from identification and the SCR model can suit the real SCR reaction in this power plant .B） Temperature， ammonia concentration， nitrogen monoxide concentration as well as gas velocity play crucial roles in SCR reaction .C）In the power plant， the amount of ammonia supply， the control of NH3/NO concentration ratio are effective methods to ensure the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor stays in an appropriate range especially in the load up process or load down process.

Keywords： SCR； modeling and simulation； identification； power plant operation

τ诟玫绯В相比于温度和进口NO的影响，NH3的增加对于脱硫效率的提高较为缓慢，如图3（b）、图6。表3也可以看出，该厂需要的供氨量也很大，氨氮比偏高，在1.4以上，尤其是在负荷变化时，需要更大的氨量，其氨气逃逸量控制在0.015PPM-0.03PPM左右，符合排放标准。在实际运行中，升降负荷时，需提前增大供氨量，保持氨氮比变化率在0.01以内。并随时监视出口NO和NH3的排放量，防止排放超标（该厂出口浓度大于200mg/m3即为超标排放）。

（4）温度与NO共同扰动

选取机组某500MW时稳定状态时的参数值。 图7中，5s时刻，进口NO浓度突然升高至962mg/m3，出口NO的浓度相应的增大至68mg/m3 。 15s时刻，突然增加进口烟气温度至385℃，催化效应增加，出口NO浓度减小，直至25s处，保持温度385℃，进口NO浓度降至924 mg/m3。此时可见出口NO浓度减小至56 mg/m3。 变化过程和趋势符合实际的变化。

六、结论

1依据Langmuir吸附层模型、E-R反应机理、建立反应器出口NO浓度变化的模型，其中未知参数采用多次辨识的方法获得，假设KNO是一个与氨氮比变化率有关的函数，通过拟合得到关系式 。仿真过程的关键是确定不同阶段的负荷时起始修正系数 ，负荷变化时根据前后时间段氨氮比变化率乘以相应 。模型能够较为真实的反应机组运行时出口NO浓度的变化趋势和相应数值，最大误差控制在25%以内。

2模型验证和仿真过程中，反应温度升高、烟气流速降低有利于催化反应的进行，入口NO浓度降低、供氨量增加亦能减小出口NO排放量。

3模型能够对该电厂的脱硝运行过程进行分析和预测，为运行中提供指导防止排放超标：1）入口NO量（通过煤质、负荷）、反应温度、供氨量的控制是保证脱硝效率的主要手段；2）从仿真试验中，该电厂催化剂在360℃-380℃之间温度的增加使得催化效率能明显提高。运行过程中，机组在550MW-660MW时，将烟气温度控制在375℃-385℃之间。400MW-550MW时，应将烟气温度控制在365-375℃。300MW-400MW时，将烟气温度控制在360℃-365℃；3）控制供氨量是运行中保证出口浓度的最主要手段。升降负荷过程中，进口NO浓度变化较大，出口浓度变化剧烈。加入的NH3反应有滞后性，负荷变化时，应提前增减供氨量。确保前后5s内氨氮比变化率控制在0.01以内，即每分钟供氨量的增减控制在30kg/h以内。

参考文献：

[1] 刘涛.SCR多元催化剂脱硝性能试验研究及数值模拟 [D]. 东南大学硕士学位论文，2006

[2] 孙克勤，钟秦.火电厂烟气脱硝技术及工程应用[M]. 北京：化学工业出版社，2007.10：9.

[3] 段传和，夏怀祥.燃煤电厂SCR烟气脱硝工程技术[M].北京：中国电力出版社，2009.4：19

[4] 朱炳辰.化学反应工程[M]. 北京：化学工业出版社，2006.12：38

[5] Koebel M， Elsener M. Selective catalytic reduction of NO over commercial DeNOx-catalysts Experimental determination of kinetic and thermodynamic parameters [J]. Chemical Engineering Science，1998，53（4）：657-669.

[6] 赵宁，沈伯雄，杨晓燕，刘亭. 烟气选择性催化还原脱硝的数值模拟研究进展[J].化工进展，2010，29：2165-2170.

[7] Kijlstra W S，Brands D S，Smit H I，et al. Mechanism of the selective catalytic reduction of NO with NH 3 over MnO x /Al 2 O 3 [J]. Journal of Catalysis，1997，171（1）：219-230.

[8] Luca Lietti，Isabella Nova，Enrico Tronconi，Pio Forzatiti.Transient kinetic study of the SCR-DeNOx reaction [J].Catalysis Today，1998（45）：85-92.

[9] Isabella Nova， Luca Lietti， Enrico Tronconi， Pio Forzatiti. Dynamics of SCR reaction over a TiO2-supported vanadia-tungsta commercial catalyst [J]. Catalysis Today，2000（60）：73-82.

[10] Isabella Nova， Luca Lietti， Enrico Tronconi， Pio Forzatiti .Transient response method applied to the kinetic analysis of the DeNOx-SCR reaction [J].Chemical Engineering Science，2001（56）：1229-1237

[11] 俞逾.选择性催化还原系统的建模与仿真[D].重庆大学硕士学位论文，2007

[12] 刘丽萍.选择性催化还原法烟气脱硝系统的建模与仿真研究[D].华北电力大学硕士学位论文，2012

[13] 刘金琨，沈晓蓉，赵龙. 系统辨识理论及Matlab仿真[M]. 北京：电子工业出版社，2013，2：215

[14] 戴佳伟.SCR催化剂氨存储模型的研究及其在老化评价上的应用[D].浙江大学硕士学位论文，2016

作者简介：

工业烟气论文范文第2篇

关键词：汽化冷却;提高除尘效率;延长使用寿命;降低能耗

中图分类号：TF713文献标识码： A

1、前言

转炉炼钢在吹氧冶炼期，会产生大量含有一氧化碳和含铁粉尘的高温烟气，具有高温、剧毒、易燃、易爆的特点，对大气和车间环境污染严重。建立高效的烟气净化回收系统，是钢铁行业节能减排，实现可持续发展的当务之急。冷却夹套是烟气净化回收系统最重要的组成部分之一。现有系统通常采用水冷夹套，该设备安装在转炉汽化冷却烟道出口与一级文氏管进口之间。由于汽化冷却烟道出口烟气温度很高，故该处设备须不断冷却才能保证长时间的使用。但水的冷却效率低，烟气降温效果差，不仅造成能源浪费，而且与烟气接触的设备表面持续保持高温状态，使设备极易磨穿，而更换时需要转炉停产，造成经济损失。

本论文提出的汽化冷却夹套采用汽化冷却方式，利用水蒸发的汽化潜热吸收烟气热量，实现烟气降温。相比传统的水冷夹套，可显著降低烟气温度，提高热能回收率。烟气的温度降低的同时，体积随之减小，因此后续除尘设备的除尘效率显著提升，大大降低一次除尘风机的能耗。同时由于水汽化过程的吸热量远高于同温度下未发生相变的水的吸热量，故可大幅减少循环用水量。另外，相对于水冷夹套，本论文提出的汽化冷却夹套的净环水管路连接管的结构更为简单，管道及阀门的使用数量少，有利于生产操作和后期维护。

2、水冷夹套的特点

2.1水冷夹套的结构和工作原理

水冷夹套的主要特点是冷却方式采用通水冷却方式。如图1所示，法兰连接在汽化冷却烟道出口处，水冷夹套下部筒体插入一级文氏管溢流水盆内。水冷夹套采用双壳结构，外壳与内壳形成空腔，外壳上设有冷却水进口和冷却水出口，内壳与高温的转炉烟气直接接触，在设备运行过程中，含有高温高硬度杂质的烟气在内壳内持续流过，对内壳造成持续不断的冲刷，内壳在外力的作用下极易磨穿。为了延长设备使用寿命，就需要提高内壳钢板的耐磨性。首先内壳应选择高耐磨的钢板制作,通常采用16Mn材料制作。其次通过降低钢板的工作温度保证其耐磨性，因此需要通过的空腔内持续注入20℃的冷却水对内壳进行冷却以保证内壳的正常温度从而保证其耐磨性。

2.2水冷夹套的缺陷

水冷夹套的使用寿命通常较短，水冷夹套的使用寿命主要取决于内壳的使用寿命，采用通水冷却方式，由于水的冷却效率低，与烟气接触的设备内壳会持续保持高温状态，钢板的耐磨性减弱，因此设备极易磨穿，而更换时需要转炉停产，因此造成损失。

要持续不断的供给设备冷却水，用水量大，运行成本高。

3、新型的汽化冷却夹套的特点

3.1新型的汽化冷却夹套的结构和工作原理

新型的汽化冷却夹套以热力学焓变理论，气液相平衡理论，热力学第一定律，傅立叶定律等为理论支撑，通过理论计算，实验室验证和工厂的实际应用证明了其存在的必要性。

新型的汽化冷却夹套是利用水转变成蒸汽时吸收热量冷却构件。根据热力学焓变理论，水汽化时体积急剧增大，分子平均距离增加，需克服分子间引力并反抗外界压力作功，故相比同温度下未发生相变的水，吸热量明显增大。以工作压力为0.5Mpa（表压）的汽化冷却系统为例，1kg饱和水受热装变成蒸汽时吸热2089.2GJ，如果给水温度是20℃，把水加热到沸点（158℃），1kg水吸收热量577.8GJ，这两部分热量加在一起，则1kg 20℃的水在0.5Mpa（表压）下的汽化冷却系统转变为1kg饱和蒸汽，吸热量为2667GJ。如采用水冷却系统，则1kg水仅能带走83.74GJ左右的热量。达到同样的冷却效果时，汽化冷却用水量仅为水冷却的1/30。因此汽化冷却夹套比水冷夹套降温效率高，并可大幅降低循环水量。相应的，汽化冷却夹套产生的蒸汽相对于水冷夹套产生的热水，放热量更高，应用范围更广，既可用于生产、生活用汽，也可用于低压饱和蒸汽发电，提高厂区自发电率。

新型的汽化冷却夹套结构（详见图2），包括有汽化冷却夹套本体，该本体呈筒状。在汽化冷却夹套本体的上端设有上、下环管；上环管上接有上升管，下环管上接有下降管；上、下环管之间设有密排汽化管，该汽化管为空心管，空心管密集纵向排列、连续焊接，由此组成一个冷却围壁。

汽化冷却夹套在使用时，用法兰将其连接在汽化冷却烟道出口处，汽化冷却夹套下部筒体插入一级文氏管溢流水盆内。下降管与汽化冷却烟道下降管连接，不断补充汽包提供的软化水。下降管通过下环管将软化水分流进入密排汽化管内，而后进入密排汽化管内的软水经转炉高温烟气的加热变成水蒸汽汇入上环管内，最后通过上升管与汽化冷却烟道上升管汇合后进入汽包内。如此经过反复循环，完成换热过程。

汽化冷却夹套的下环管上设有排污管，排污管上设有排污阀。如此可定期打开排污管上的排污阀进行管道清洗，以此防止管道内部杂质积累导致管道堵塞，保证管道内软化水和水蒸汽的流通顺畅，从而保证设备热交换效率和使用寿命。

图2 汽化冷却夹套结构图

1-法兰2-下降管3-下环管

4-下部筒体5-上升管6-上环管

7-密排气化管8-排污管9-排污阀

3.2新型的汽化冷却夹套的优点

采用的冷却方式为汽化冷却方式。汽化冷却夹套上的上升管直接与汽化冷却烟道的上升管相连接，汽气化冷却夹套上的下降管直接与汽化冷却烟道的下降管相连接，相对于采用水冷方式的水冷夹套中的净环水管路，连接管的结构简单，管道及阀门的使用数量少。

采用汽化冷却夹套耗水量将减少到水冷夹套的1/30。汽化冷却方式降温效率高，可以有效的降低与高烟气接触的设备表面的温度，延长设备的使用寿命。

汽化冷却夹套的冷却效率高，可以有效的降低转炉烟气的温度，减少转炉烟气量，提高后续除尘设备的除尘效率，降低一次除尘风机的能耗。

4、结论

我国是一个发展中大国，在经济发展的相当长时期内钢铁需求较大,虽然产量已多年位居世界第一，但钢铁产业的技术水平和物耗能耗与国际先进水平相比还有很大差距，吨钢能耗与国际先进水平相比要高出20% ～ 30%。因此钢铁产业今后发展重点是技术升级和结构调整，以发展循环经济，降低物耗能耗，重视环境保护，汽化冷却夹套的应用，切实响应了国家相关政策，并且提高企业综合竞争力。

新型的汽化冷却夹套使用寿命长，减少了因为更换此设备造成的转炉停产造成的一系列损失，能在一定程度上提高企业的经济效益。

可见在钢铁生产企业广泛采用装有汽化冷却夹套的转炉烟气净化回收系统对企业自身和我国冶金工业可的持续发展具有重要的意义。

参考文献：

郭鸿发 《冶金工程设计》.第一册.设计基础 北京： 冶金工业出版社， 2006.6

冯聚和《炼钢设计原理》 化学工业出版社2005-8-1

工业烟气论文范文第3篇

关键词：大气治理，脱硫脱硝，一体化技术

中图分类号：TH162 文献标识码：A

1引言

我国自然资源分布的基本特点是富煤、贫油、少气，决定了煤炭在我国一次能源中的重要地位短期内不会改变。根据《中国能源发展报告》提供的数据，2012年我国煤炭产量36.6亿吨，其中50%以上用于燃煤锅炉直接燃烧。预计到2020年我国发电用煤需求将可能上升到煤炭总产量的80％，每年将消耗约19.6～25.87亿吨原煤。SO2、NOx作为最主要的大气污染物，是导致酸雨破坏环境的主要因素，近年来燃煤电厂用于治理排放烟气中SO2、NOx的建设和运行费用不断增加，因此研究开发高效能、低价格的烟气联合脱硫脱硝一体化吸收工艺，有着极其重要的社会效益及经济效益。

2 联合脱硫脱硝技术

2.1 碳质材料吸附法

装有活性炭的吸附塔吸附烟气中的SO2，并催化氧化为吸附态硫酸后，与吸附塔中活性炭一同送入分离塔进行分离；然后烟气进入二级再生塔中，在活性炭的催化作用下NOx被还原成N2和水；在分离塔中吸附了硫酸的活性炭在350℃高温下热解再生，并释放出高浓度SO2。最新的活性炭纤维脱硫脱硝技术将活性炭制成直径20微米左右的纤维状，极大地增大了吸附面积，提高了吸附和催化能力，脱硫脱硝率可达90%左右[1]。

图1 活性炭吸附法工艺流程图

2.2 CuO吸收还原法

CuO吸收还原法通常使用负载型的CuO当作吸收剂，普遍使用的是CuO/AL2O3。此法的脱硫脱硝原理是：往烟气中注入一定量的NH3，将混合在一起的烟气通过装有CuO/AL2O3吸收剂的塔层时，CuO和SO2在氧化性环境下反应生成CuSO4，不过CuSO4和CuO对NH3进行还原NOx有着极高的催化性。吸收饱和后的吸附剂被送往再生塔再生，将再生的SO2进行回收[2]。其吸收还原工艺流程如图2所示。

图2 CuO吸附法工艺流程图

3 同时脱硫脱硝技术

3.1 NOXSO工艺

NOxSO为一种干式、可再生脱除系统，能脱除掉高硫煤烟气中的SO2与NOx。此工艺能被用于75MW及以上的电站及工业锅炉高硫煤烟气的脱硫脱硝。此工艺再生生成符合商业等级的单质硫，是一种附加值很高产品。对期望提高SO2与NOx脱除率的电厂及灰渣整体利用的电厂，该工艺有极强的竞争力[3]。

图3 工艺流程图

3.2电子束法

电子束法[4]即是一种将物理和化学理论综合在一起的脱硫脱硝技术。借助高能电子束辐照烟气，使其产生多种活性基团以氧化烟气中的SO2与NOx，得到与，再注入烟气中的NH3反应得到与。该烟气脱硫脱硝工艺流程如图4所示。

图4 电子束法脱硫脱硝工艺流程图

3.3 脉冲电晕等离子体法

脉冲电晕等离子体法可于单一的过程内同时脱除与；高能电子由电晕放电自身形成，不需要使用昂贵的电子枪，也无需辐射屏蔽，只用对当前的静电除尘器进行稍微改变就能够做到，且可将脱硫脱硝和飞灰收集功能集于一身。其设备简单、操作简单易懂，成本相比电子束照射法低得多。对烟气进行脱硫脱硝一次性治理所消耗的能量比现有脱除任何一种气体所要消耗的能量都要小得多,而且最终产品可以作肥料，没有二次污染。在超窄脉冲反应时间中，电子得到了加速，不过对不产生自由基的惯性大的离子无加速，所以，此方法在节能方面有着极大的发展前景，其对电站锅炉的安全运行不造成影响。所以，其发展成为当前国际上脱硫脱硝工艺研究的热点[5]。其工艺流程如图5 所示:

图5 脉冲电晕等离子体法脱硫脱硝工艺流程图

4 烟气脱硫脱硝一体化实例应用

本案例是根据石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱硝工艺试验，使变成极易为碱液所吸附的。因为珠海发电厂脱硫系统在脱硝进行前己经完成，只用增加脱硝装置就行。而且脱硫脱硝一体化的重点在于的氧化，所以为实现脱硫脱硝一体化技术，深入研究分析氧化剂的试验功效并确定初步工艺参数，为以后工业试验及示范工程提供理论及试验基础，在珠海发电厂脱硫装置同时进行了脱硝测量[6]。

4.1氧化剂的配制

氧化剂配制：在氧化剂配制槽中，注入适量水及浓度在50%的氧化剂，其主要成分是，搅拌均匀后配制浓度分别是39.5%、30%的氧化剂[7]。

4.2 测量仪器

烟气分析仪:英国KANE公司生产的KANE940，性能是对、、的浓度以及烟气温度，环境温度，烟道压力等分析。烟气连续分析仪：德国MRU公司生产的MGA-5，功能是连续测量：、、、、温度、压力等；并配备专用数据采集处理软件MRU Online View，自定义采集时间间隔。

4.3 试验装置以及流程

测量是在珠海发电厂脱硫装置上进行的。脱硝装置安装在脱硫系统前部的烟道中，将烟气注入到脱硫塔之前进行脱硝试验。试验过程和部分现场试验装置如下图所示[8]：

图5 脱硫同时脱硝测量示意图

试验中，烟气由珠海发电厂总烟道设置的旁路烟道引出，由挡板门4控制烟气流量。氧化剂从氧化剂泵注入管道，由阀门1和流量计一起控制氧化剂总流量，之后将氧化剂分成两个支路从喷嘴逆流注入到烟道和烟气中进行混合。在2、3处由各自的阀门开关控制前后两支路，其中2处为前阀门，控制前支路；3处为后阀门，控制后支路，前后支路都安装有两个喷嘴。烟气在6处同氧化剂发生反应后，经由图中5、7烟气测点烟气分析仪连续记录试验前、后不同时间烟气中、、等浓度变化，分析确定最佳试验参数。之后将烟气引入脱硫系统[9]。

4.4 测量结果分析

在珠海发电厂脱硫同时脱硝测量中[10]:

（1）氧化度同氧化剂注入烟道的方式有关。逆流是最宜的氧化剂注入方式，所以，工业试验中脱硝剂最宜采用逆流注入方式。

（2）试验加入氧化剂后，氧化剂脱硝效果效果，可在工作应用中深入分析研究；50%氧化剂试验中，氧化度最高可达60%左右。

（3）试验中，首先，浓度为50%的氧化剂氧化度最高；其次，整体上浓度在39.5%的氧化剂氧化度高于30%浓度氧化剂的氧化度。有条件情况下，以后的具体应用中应最宜选用浓度为50%的氧化剂。但出于经济性和试验效果的考虑，工业应用中普遍选用浓度为35%的氧化剂。

5 结论

燃煤电厂脱硫脱硝技术为一项涉及多个学科领域的综合性技术，为了减少燃煤排放烟气中与对大气的污染。其一，改进燃烧技术抑制其生成；其二，应加强对排烟中与的烟气脱除工艺设计。当前，烟气脱硫脱硝技术是降低烟气中的与最为有效的方法，尤其是电子束法、脉冲等离子体法等应用更是大大地促进了烟气脱除工艺的发展。虽然相应方法有着很多优点，但还不完善，均还处在推广阶段。所以，研究开发高效能、低价格的烟气联合脱硫脱硝一体化吸收/催化剂，研发新的脱硫脱销装置及脱硫脱销工艺是科研人员工作的方向。

参考文献

[1] 胡勇,李秀峰．火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术研究进展和建议[J]．江西化工，2011(2):27－31．

[2] 葛荣良．火电厂脱硝技术与应用以及脱硫脱硝一体化发展趋势[J]．上海电力，2007(5):458－467．

[3] 宋增林，王丽萍，程璞．火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术进展[J]． 热力发电，2005(2):6－10．

[4] 柏源，李忠华，薛建明等．烟气同时脱硫脱硝一体化技术研究[J]．电力科技与环保，2010，26(3):8－12．

[5] 吕雷．烟气脱硫脱硝一体化工艺设计与研究[D]．长春: 长春工业大学硕士学位论文，2012．

[6] 刘凤．喷射鼓泡反应器同时脱硫脱硝实验及机理研究[D]．河北:华北电力大学工学博士学位论文，2008．

[7] 韩颖慧．基于多元复合活性吸收剂的烟气CFB 同时脱硫脱硝研究[D]．河北: 华北电力大学工学博士学位论文，2012．

[8] 韩静．基于可见光催化TiCh /ACF 同时脱硫脱硝的实验研究[D]．保定: 华北电力大学，2009．

[9] 王学海，方向晨．烟气同时脱硫脱硝的研究进展[J]．当代化工，2008，37(2) : 197－200．

工业烟气论文范文第4篇

论文摘要:我国的能源以燃煤为主,燃烧过程中产生严重污染。本文分析了锅炉烟气SO2污染的产生;提出了控制燃煤SO2污染的三种途径;讨论了烟气脱硫技术。

我国的能源以燃煤为主。占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧,燃烧过程中产生严重污染,如烟气中的CO2产生温室效应,SOX导致形成酸雨,NOX引起酸雨、破坏臭氧层以及产生化学烟雾。1995年国家颁布了新的《大气污染防治法》,并划定了SO2污染控制区及酸雨控制区,各地对SO2的排放控制越来越严格,并且开始实行SO2排放收费制度。随着人们环境意识的逐渐增强,减少污染源,净化大气,保护人类生存环境的问题,正在被亿万人们所关心和重视。寻求解决这一污染源的措施,已成为当代科技研究的重要课题之一。因此,治理锅炉烟气具有十分重要的意义。

1锅炉烟气的污染

1.1锅炉内煤的燃烧过程

在煤的燃烧过程中,当煤块受热后温度达100℃,煤中水分就逐渐被烘干。当煤块温度继续升温时,在煤尚未与空气作用的条件下,煤开始干熘出碳氧化合物及少量的氢和一氧化碳,这些气体的混合物叫挥发物(着火250～700℃)。当温度不断升高,挥发物逸出的量不断增多,煤粒周围的挥发物在一定的温度条件下,遇到空气中的氧就开始着火燃烧,在煤粒外层形成黄色明亮的火焰。煤中的挥发物全部逸出后,所剩下的固态物质就是焦炭。当煤块周围的挥发物燃烧时,放出大量的热将焦炭加热到红热状态,为焦炭的燃烧创造了条件。焦炭是煤的主要可燃物,它的燃烧是固体与气体间进行的化学反应,它比挥发物难燃烧,如何创造焦炭燃烬的条件,关系到煤块燃烧程度。综上所述,固体燃料的燃烧都包括加热干燥、干熘析出挥发物,形成焦炭燃烧和燃烬形成灰渣等4个阶段。

1.2煤在燃烧过程中SO2的生成

煤中的全硫分包括无机硫和有机硫。在高硫分煤中,硫主要以硫铁矿的形式存在。有机硫、游离状态的硫和硫铁矿中的硫皆为可燃性硫。硫燃烧生成SO2、SO3和H2O生成H2SO3。硫酸盐中的硫难于分解出来,为不可燃烧硫,进入灰分中。但在高温下有些金属的硫酸盐是可以分解的。煤在燃烧过程中产生的SO2在锅炉和烟道内要发生一系列复杂的物理变化和化学反应:SO2的氧化反应主要是在金属氧化物、金属盐类和其它粉尘的接触催化作用下转化为SO3进而转化为H2SO4或硫酸盐。在硫的转化过程中,湿度对SO2的转化率有重要的影响。相对湿度低于40%转化速度缓慢,相对湿度高于70%,转化速度明显提高。

2、燃煤锅炉烟气脱硫技术及控制

烟气脱硫方法可分为抛弃法和回收法两大类。抛弃法是将吸收剂与SO2结合,形成废渣,其中包括烟灰、CaSO4、CaSO3和部分水,没有再生步骤、废渣抛弃或作填充处理,其最大问题是污染问题未得到彻底解诀,只是将空气污染变成固体污染;回收法是将吸收剂吸附SO2,然后再生或循环使用,烟气中的SO2被回收,转化成可出售的副产品如硫磺、硫酸或浓SO2气体,回收效果较好,但成本较高、一般按使用的吸收剂或吸收剂的形态和处理过程的不同,将回收法分为干法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和湿法烟气脱硫三类。

2.1干法脱硫干法烟气脱硫是用固体吸收剂(或吸附剂)吸收(或吸附)烟气中SOX的方法,具有系统简单、占地小、同时具有脱氮功能等优点,缺点是钙利用率低,脱硫剂再生、更换费用高。一般钙硫比为2时,脱硫效率可以达到70%,干法脱硫又有活性炭法、活性氧化锰法、接触氧化法和还原法之分。如活性炭法就是利用活性炭的活性和较大的比表面积使烟气中的SO2在活性炭表面上与水蒸汽反应生成硫酸的方法。

2.2半干法烟气脱硫半干法烟气脱硫介于湿法和干法之间,脱硫剂以溶液的形式被喷入烟气中,SOX与脱硫剂发生反应的同时,溶液的水分全部蒸发。一般钙硫比为1.6时,脱硫效率可以达到80%。半干法烟气脱硫要求的控制水平较高,以使喷水量能全部蒸发。

2.3湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫是用水或钙盐溶液作吸收剂吸收烟气SOX的方法,一般钙硫比为1时,脱硫效率可以达到90%,缺点是须建立水循环系统,防腐、烟气脱水问题突出。湿法中由于所使用的吸收剂不同,湿法脱硫又有石灰石-石膏法、钠法、氧化镁法、氨和催化氧化法之分。如氨法就是用氨(NH3?H2O)为吸收剂吸收烟气中的SO2,其湿灰(中间产物)为亚硫酸铵(NH4)2SO3和亚硫酸氢铵NH4HSO3。采用不同方法处理湿灰,还可回收亚硫酸铵(NH4)2SO3、石膏CaSO4?2H2O和单体硫S等副产物。由于回收系统工艺复杂、投资高等因素80%湿灰采用经济的抛弃法。

3结论

3.1目前我国燃煤锅炉众多,锅炉烟气脱硫治理难度大、存在问题多及造成污染严重,成为我国当今令人关注的热点之一。

3.2实现烟气脱硫低成本的“经济化”目标是烟气脱硫技术发展的大趋势。

参考文献

[1]刘志全1关于燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策的探讨[J]，环境保护,2001,(2):8-101

[2]安恩科1湿法脱硫问题的探讨[J]1环境工程,2001,19(2):25-261

[3]李占双1北方锅炉烟气除尘脱硫问题初探[J]1应用科技,2001(10):42-4311

工业烟气论文范文第5篇

关键词：氨水 煤燃烧 烟气 重金属 吸收能力

中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—065—02

1 引言

煤炭产业带动着国民经济的迅速发展，是我国经济发展不可或缺的重要渠道。燃煤烟气中除含有主、次量元素外，还含有多种痕量金属元素，如：Mn，Pb，Ni，Ba，Sr，Hg，Cr，As，Se等，其中部分元素属于有毒重金属元素。氨水作为常见的化学试剂，可以与酸反应生成铵盐，也可以作为金属的络合剂，还对烟气中颗粒物具有扑集作用，可以实现CO2和SOx、NOx的一体化脱除。例如采用氨法进行脱硫脱硝脱CO2的应用。近年来，不少专家学者热衷于燃煤烟气中金属元素的检测与研究。例如，于伟等采用连续气体采样和冷原子荧光分光光度计直接分析测定的方法，研究出配制模拟燃煤烟气中元素汞的在线测试方法；洪艳等总结出汞的去除主要有燃烧前、中、后脱汞三种方法；李剑锋尝试在烟气除尘装置之后，采用改性的金属氧化物为催化剂，提高零价汞被人为加入的HCl氧化的速率；刘晶等在一维煤粉燃烧炉台架上采用EPA推荐的Ontario Hydro方法，测量出燃烧不同煤种排放的烟气中汞的形态分布情况。本实验拟采用氨水吸收法，重点研究氨水对重金属污染物进行一体化吸收。

2 实验部分

2.1 实验仪器及药品

实验仪器：24小时恒温自动连续空气采样器，型号HY—1，青岛恒达智能仪器有限公司；哈希水质分析仪，型号DR/890，美国；电感耦合等离子体发射光谱（ICP—AES）原子发射仪，DRE，美国Leeman公司；移液枪；移液管；采样瓶；容量瓶；量筒等。

实验药品：工业纯氨水，分析纯，沈阳化学试剂厂；锌、钠、镁、铝、钼、镍、硒、铁、镉、铅、砷、汞、铬，分析纯，国家有色金属及电子材料分析中心。

2.2 实验方法

本实验在燃煤烟气CO2脱除实验台上进行，实验的关键在于采样点位置的确定以及烟气采样条件的控制。采用5%、7.5%、10%、11.25%、15%、21%六种浓度梯度的氨水作为吸收液，在24小时恒温自动连续空气采样器上进行烟气采样，每次样品量50mL，采样时间约为1h，采样温度约为28℃，瞬时流量约为0.3L/min，累计流量约为18L。然后对吸收后的溶液采用哈希水质分析仪和电感耦合等离子体发射光谱（ICP—AES）原子发射仪进行离子分析。最终通过实验数据对比分析氨水对重金属的吸收能力，找到氨水吸收重金属的最佳浓度，开发具有自主知识产权的燃煤电站多种污染物一体化脱除技术。

2.3 实验工况

本实验设备采用国家电站燃烧工程技术研究中心的燃煤烟气CO2脱除试验台。设备长7m，宽2.5m，高6m；占地面积17.5m2；耗费资金约60万元；可有有效处理燃煤烟气800m3/h；炉温1100℃—1300℃；采样点温度50℃；采样点风量11000m3/h；进口处烟气21%；出口处烟气15%；采样点距离除尘装置40—50m，距离烟气出口40—50m。

3 结果与讨论

3.1 5 %氨水对烟气中重金属元素的吸收

5%氨水是准确量取21%氨水母液20mL转移至100ml的容量瓶内定容而成。用其对烟气进行吸收，然后将吸收后的溶液采用ICP—AES法进行测量，结果显示5%氨水对燃煤烟气中金属元素的吸收量普遍较低，其中对钠、硒、砷的吸收量相对较多，超过了0.01Mg/L气，对镁、铝、铅的吸收量不到0.01Mg/L气，对铁、汞的吸收量为零。出现这种结果的原因可能是5%氨水浓度太低，含氨量较少，对重金属的吸收能力不明显。

3.2 11.25 %氨水对烟气中重金属元素的吸收

11.25%氨水也是以21%氨水作为母液加蒸馏水配制而成，用其对烟气进行吸收，得到锌、钠、镁、铝、钼、镍、铁、硒、镉、铅、砷、汞、铬13种金属元素的吸收值，结果见图1。

由图1可知，11.25%氨水可以吸出少量的铁和汞。出现此种结果的原因可能是11.25%氨水中含有3.75%的NH4HCO3，NH4HCO3属于两性物质，对酸性离子和碱性离子都有吸收作用，提高了氨水的吸收性能。

3.3 21 %氨水对烟气中重金属元素的吸收

21%氨水是用377.4mL 26.5 %的工业氨水转移至500ml容量瓶中定容而成的，其吸收烟气中各金属（吸收值单位：Mg/L）的结果见图2。

由图2可知，21% 氨水对硒、砷的吸收量超过了0.2Mg/L气，对镁的吸收量超过了0. 1Mg/L气，对铁的吸收量都超过了0.0 1Mg/L气，对汞的吸收量超过了0. 001Mg/L气，与前两种浓度相比较吸收能力大大增强。出现这种结果的原因可能是21% 的氨水纯度较高，成分比较复杂，有利于其对重金属元素的总体吸收。

4 结论

（1）通过对工业氨水进行不同浓度的稀释后对烟气进行吸收，实验结果显示氨水浓度越高，对烟气中金属元素的吸收性能越好，即吸收性能5%氨水

（2）11.25%和21%氨水对烟气中13种金属离子均有吸收作用，且吸收含量随浓度的增加而增加。但21%氨水具有较大的挥发强度，致使实验进行的难度较大。因此，得出11.25%氨水是吸收重金属元素的最佳浓度。

（3）本实验以氨水为吸收载体，实现对燃煤烟气中重金属污染物的脱除。通过一系列数据显示，氨法用于燃煤烟气中重金属污染物的去除有一定的应用价值，是实现烟气污染物脱除的全新途径。

（资助项目：燃煤烟气中CO2及重金属污染物联合脱除技术，项目编号：LS2010154；沈阳师范大学大学生课题，编号：20111600010398）

参考文献：

[1] 于伟，张侠，杨旭，等.燃煤烟气中元素汞的快速检测方法研究[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2010（03）：405—406.

[2] 洪艳，潘红，曾青.燃煤烟气中汞的控制技术[A].中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（下卷）[C].2006（05）：299—301.

[3] 李剑锋.改性Mn/Al2O3催化剂对零价汞的催化氧化研究[D].中国优秀硕士学位论文全文数据库，2010（10）：1—80.

工业烟气论文范文第6篇

[关键词]烟气惰性气体；危害；防爆；安全

中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0282-01

1 烟气惰性气体

烟气惰性气体是指取自锅炉的含氧量很低不足于维持碳氢气体燃烧化学性质非常稳定的废气作为惰性气体。烟气惰性气体系统一般应用于运载原油的船舶中，不适合用于天燃气船。装有惰性气体系统将惰性气体充入油轮的油舱以避免油舱爆炸。它的主要功能是降低货油舱的氧气含量，使其降低到爆炸下限以下，从而达到防爆的目的。本文将研究分析烟气作为惰性气体在传播防爆中的应用。

2 烟气惰性气体的概述

2.1 烟气惰性气体的防爆原理探究

由于石油气的挥发形成油气，当油气与空气达到一定的比例后，形成了可燃混合气体，一旦遇到明火、冲击或摩擦过热起火、电气火花、静电火花、雷击火花，发生爆炸将是不可避免的。所以油船防爆技术的创新与发展是非常有必要的。

油船防爆的思路来自于引起爆炸的三大要素：火源、可燃气体和氧气。只要排除其中任一因素，就能达到防爆的目的。以此防止油气爆炸的方法就有三种：

1） 控制火源；

2） 控制可燃气体浓度；

3） 控制氧气浓度；

这三种方法理论上可以实现，但前两种在实际操作中前两种却很难实现。

首现控制火源，虽然明火可以控制，但由于冲击或摩擦过热起火、静电火花、雷击火花却是难避免的。

其次控制可燃气体。如能控制可燃气浓度处于爆炸上限以上，或者可燃气处于爆炸下限以下的，就不会产生燃烧爆炸。实际上，要控制油舱内可燃气浓度，始终处于爆炸范围内是很困难的。因为油舱要装载原油，而原油又不可能完全装满，无法避免从原油中挥发出的可燃气体，且由于油品、环境温度和装卸方式的不同，油舱液面上方产生的可燃气体浓度也无法控制。

控制氧气浓度使舱内气体状态处于缺氧区，这样无论可燃气体浓度处于何种状态，有火源也不会产生燃烧爆炸，这是最简单也最容易实现的方法，就是向油舱内充注氧气含量很少的所谓“惰性气体”，使油舱内氧气含量降低到足够低。目前综合考虑经济性，安全性，连续供应能力等因素，惰性气体主要来源为船上主、辅锅炉排出的烟气。

2.2 烟气惰性气体发生装置的优点及缺点分析

优点：原理简单，价格便宜，易得。

主要缺点：

① 装置占用空间很大，安装的空间位置要求很特殊，而且对安装和维护要求很高，否则达不到最佳运行状态，甚至不能可靠运行。比如，由于烟气温度高，灰尘较重，水份和脏物沉积多，装置中的蝶阀和烟道很容易失灵，通常会出现咬死现象，造成整机不能工作。

② 氮气品质欠佳，当风油比在正常情况下燃料油在锅炉内燃烧所产生的废气，其成分：N2为77%，CO2为13%，H2O为5%，O2为3%～4%，SO2为0.3%，其余为一些固体微粒，因此装置的可靠性难以满足化学品船和液化气船的高要求，船的摆动对产氮效果影响大。

③ 洗涤塔内冷却水使用的海水，再则，生成的氮气含有SO2，对设备的腐蚀性很强，因而对管道材料有特殊要求。另外，洗涤塔中的滤网容易凝结，影响降温除尘的效果。

④ 日常维护非常繁琐，氮气风机每次工作完毕需及时用淡水清洗，很容易导致电机和各参数分析仪的损坏，加上腐蚀和机械的原因，易出现振动。

⑤ 对甲板水封的水位和管道敷设的要求严格。

⑥ 对操作和维护人员的要求很高。

3 不合格烟气惰性气体充注油舱产生的危害分析

3.1 烟气惰性气体品质要求

3.2 各参数超过标准成危害分析

一、水分含量超过标准危害

⑴ 有水分存在时，燃料氧化速度加快，其胶质生成量也加大。如轻质燃料油中含有水分，不但使设备增加腐蚀和降低效率，而且由于较多的含水，则使冰点升高，低温流动性能变坏，严重时会造成熄火，甚至发生机械爆炸的危险。

⑵ 油品含水，在船舶不断晃动及货油泵离心叶轮的搅动过程中，则会造成油品乳化，油品品质下降。例如中含水将破坏油膜，降低效果而增加磨损，同时还能腐蚀机件，加速油的变质和劣化，特别是对含有添加剂较多的油。

⑶ 油品含水会导致金属油舱内壁生锈。

⑷ 水分对大多数添加剂都起不良作用，能使其发生水解，产生乳化、凝聚和分离。这些坏现象致使添加剂失去作用，产生腐蚀性物质或乳化物质，直至油品报废不能使用。

二、温度超过标准危害分析

当高温烟气惰性气体进油舱，将使局部油温升高，使蒸发量增加，使得油气浓度升高，当压力升高到一定值，油气从油舱呼吸阀排出，造成一定的损失和污染；另一方面高温下，油品氧化加速，使得油品品质下降。

三、灰分超过标准造成的危害分析

灰分指的是为各种矿物元素。主要元素有Ca、Mg、K、Na、Si、P、S、Fe、AI等，此外，尚有微量元素。灰分进入原油中后可能形成沉淀，并影响原油炼化。

四、二氧化硫超过标准造成的危害分析

烟气中含有的SO2在高温的管道中会发生化学反应，生成稀硫酸蒸汽，硫酸蒸汽到达温度在120℃以下的管道时，会液化成稀硫酸，滞留在管道及设备的内表面，腐蚀这些管路及设备。当产生的硫酸进入油舱，对原油将造成污染并腐蚀油舱。

五、氧浓度超过标准造成的危害分析：

由于烟气惰性气体的作用就是将油舱的氧气含量降低到8%，如果烟气含氧量超过5%，那么将需要大量的烟气，效率下降，而且烟气对油品的污染程度大大提高。当烟气含氧量超过8%，烟气惰性气体完全达不到防燃防爆的目的。

小结

通过以上改进，烟气品质得到了可靠的保证，从而降低了原油的污染。洗涤塔内吸水材料和过滤层的更换有了明确的标准。

论文的写作是一个长期的过程，在此过程中我不断的进行修改，不断的进行研究各方面的文献，认真总结。历经了这么久的努力，终于完成了论文。在这次论文的写作的过程中，开拓了自己的思维，巩固了专业知识，提高了专业素养，收获颇丰。

参考文献

[1]吴乃华：油舱的惰性气体系统及其运用[J]；《船舶工业技术经济信息》 ；

[2]张松鹤，张金富，吴宇大型油船防爆方法和特点的分析[J]；《造船技术》 ；

工业烟气论文范文第7篇

针对各废弃性质和特点，专家提出了解决污染的技术：吸收法、吸附法、冷凝法、催化转化法、燃烧法、生物净化法、膜分离法和稀释法。由此技术延伸的废气处理技术，其主要目的是除去排放废气中有毒有害物质及烟尘，使其处理后达标排放，减少大气污染，净化空气。

防治大气污染要从多方面入手，它是长期需要治理的过程。要充分考虑到地区环境特征，对有影响的因素进行全面系统分析。在此基础上制定最优化防治措施，充分发挥环境自净能力，达到控制区域大气环境质量目的。

低温等离子体-光催化系统集成废气处理技术及装备

项目简介：利用其在太阳光下分解有害气体的作用净化大气和室内空气的特性，可以应用于城市建筑玻璃，起到城市“森林”作用。利用其自洁防雾性能，可以应用于城市建筑玻璃，起到易清洗的功能；可以应用于浴室玻璃、眼镜、仪表镜头等，起到防雾功效。利用其自洁杀菌抗菌特性，可以应用于餐具等器皿上，起到杀菌作用。利用其亲水性，通过淋水形成水膜，用作建筑物上，可以起到降温作用，起到建筑节能的效果。将光催化与低温等离子体技术集成，用作室内空气净化装置，有相当大的应用空间，可广泛应用于家庭、娱乐场所、办公室、医院消毒、生产车间等不同尺度空间，也可应用于汽车、火车、飞机等交通工具内，还可与中央空调连用，应用于办公场所、住宅、工厂等建筑物内。

所处阶段：初期阶段

有害气体光催化分解的新型纳米催化剂

项目简介：该课题研究目的是寻找金属离子掺杂改性二氧化钛新方法来提高光催化剂催化活性，并进行机理探讨，为光催化在有害气体光催化处理和自洁薄膜应用提供理论依据。二氧化钛需要改性使之提高光生空穴和电子性能，同时，光生电子与空穴的电荷分离能力是影响光催化活性主要因素。基于这种思路提出了金属离子非均匀掺杂改性二氧化钛的新方法。

意义：采用金属离子非均匀掺杂改性改性二氧化钛光催化剂，其光催化活性得到了明显的提高，提出了光生载流子分离增强光催化活性的理论。高活性的光催化剂薄膜具有很好的超亲水性。非均匀掺杂这种方法和效果，在国内外均为领先水平。

烟气脱硫及硫回收系统技术开发研究

项目简介：该项目研究开发一种湿法烟气脱硫技术，可以处理含硫燃料燃烧后烟气中的酸性气体（SO_2），其原理是通过碱性脱硫剂溶液与烟气中的二氧化硫反应，达到净化烟气的目的，脱硫剂为可再生循环利用的亚硫酸钠溶液。

该工艺采用纯碱（Na_2CO_3）为初始吸收液，吸收液在吸收塔内与二氧化硫后反应生成亚硫酸钠溶液，亚硫酸钠近一步吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠。在吸收塔外面设有吸收剂再生装置，需再生的吸收液与一定浓度的石灰乳（Ca（OH）_2）反应产生亚硫酸钠，从而实现脱硫剂再生循环利用。工艺系统中的低温耐腐蚀换热器，可以利用脱硫前高温烟气加热脱硫后低温洁净烟气，能回收烟气余热。

所处阶段：中期阶段

意义：该烟气脱硫工艺运行过程中吸收系统不结垢，管道、设备不堵塞，脱硫效率高，液气比低，整个系统运行成本低。项目开发的烟气脱硫技术可以广泛应用于火电企业烟气脱硫，同时还可以用于工业燃煤炉窑尾气二氧化硫净化。

工业废气的生物处理方法

项目简介：生物法处理工业废气是一种经济有效方法，生物滤池和生物滴滤池是两种最常用的生物处理系统，适于处理多种挥发性有机物（VOCs）和许多工业废气中的无机蒸气物质，介绍了生物滤池和生物滴滤池处理废气系统的特点，原理和应用实例。

意义：该研究为基础理论性论文，提出了用生物处理的方法对工业废气的有效治理，有深远意义。

大型、中高压可燃气回收方法及其装置

项目简介：该项目采用一种可以向压缩腔内喷入液体进行压缩过程冷却、密封转子啮合间隙和端面间隙的湿式螺杆压缩机；采用一种迷宫密封、缓冲气密封和集装式双端面机械密封或浮环密封的组合密封组；采用一种密封失效后保证压缩介质安全性的手段；采用一种带同步齿轮的湿式螺杆压缩机，保证转子之间总保持一定的啮合间隙而不相互接触；采用特殊的轴承结构；针对不同介质的各自特点采取了不同的工艺流程；完成产品的系列化。研制的设备流量≥2400Nm3/hr，出口压力≥1～2.5MPa，无故障运行周期在8000小时左右，具有效率高，能耗低特点。

所处阶段：成熟应用阶段

化学实验室废气净化吸附板

及其制备方法

项目简介：该发明公开了一种化学实验室废气净化吸附板及其制备方法。所述的吸附板是由承载板和其上固定载有TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化剂的活性炭纤维织物构成，或该吸附板是由单一活性炭纤维制成的，其上载有TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化剂蜂窝板结构。所述的制备方法是将TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化剂载于活性炭纤维织物中，其过程是采用锐钛矿型TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化剂分散在水中，制得浆料 1，在上述浆料中再溶入水溶性粘合剂，制得浆料2。用喷枪将浆料1均匀地喷在活性炭纤维织物表面，然后接着在其表面均匀地喷上浆料2，最后将其置于鼓风干燥箱中干燥。将载有光催化剂的活性炭纤维织物固定在承载板上，制成吸附板。

该发明优点在于，净化吸附降解后不再产生二次污染，运行成本低。

所处阶段：成熟应用阶段

虹彩塑料废气治理的

调查研究

项目简介：该课题研究从该废气处理前后中污染物的浓度检测、分析入手，进而达到对处理废气达标与否进行定量分析和准确判断，同时，为目前使用ECOLO制剂这一高效、简单、实用的异味废气处理新技术在此类废气中的应用提供科学依据，若ECOLO制剂不能系统地对废气中各种污染物进行达标处理，则提出真正实现经济、高效解决有毒异味废气的典型技术，建立示范装置。

意义： 该项目为软科学，调查研究发表的论文对塑料废气的治理有着积极推动意义。

脱除废气中一氧化氮方法

项目简介：该发明采用脱氮洗涤液为亚铁螯合剂溶液，还原剂为金属铁。用亚铁螯合剂与一氧化氮发生络合反应，形成亚铁亚硝酸络合物，使废气中不溶于水的一氧化氮进入水溶液，用金属铁与亚铁亚硝酸络合物发生反应，将与螯合铁结合的一氧化氮还原为N_2，从而实现脱氮。

所处阶段：成熟应用阶段

用于汽车尾气处理复合介孔催化材料及制备方法

项目简介：该研究利用介孔材料所具有的高的比表面积和有序的孔道结构，采用合适的制备工艺，将少量的贵金属及其他活性组分均匀地分散于具有良好热稳定性的介孔氧化锆基体材料的孔道中或掺杂于其骨架结构中，可以最大限度地提高这类材料的催化活性，特别是低温活性；同时能有效减少贵金属用量，从而有望成为一种优良的可用于汽车尾气净化用的催化剂材料。

所处阶段：初期阶段

废气净化器

项目简介：该项目产品废气净化器包括壳体、进气管、水浴装置、喷淋装置、水循环过滤装置、收水装置及出气口，对废气进行水浴和水幕喷淋连续二级净化处理，增加了气液接触的面积及时间，大 大提高了气体净化的效果，而且对高温、高湿、高比阻、易燃、易爆的含尘气体具有较高的效率，去除气体中的水蒸汽及某些有毒有害的气态污染物。相比同类型的干式除尘器，除尘效率高。同时采用了循环过滤装置，澄清的水可反复利用，节约水资源。主体结构选用玻璃钢，不锈钢等防腐材料制造，耐高温、耐腐蚀。

所处阶段：成熟应用阶段

铝电解烟气净化技术优化与应用

项目简介：该项目开发并采用管道化预吸附－文丘里反应器的干法净化技术（n型喷射两级逆流吸附技术），提高吸附效率。采用了专门的均匀投料装置，通过调整调节孔来调节投料量，实现均匀稳定投料。使料仓排尘与电解烟气一并进行处理，均达到国家二级排放标准。超浓相系统专用清渣装置和电解槽下料装置的成功开发，保证了电解槽供料平稳。优化除尘器设计参数，低压差、低反吹压力和短反吹间隔三者有机结合效果显著，除尘效率高，效果稳定，布袋使用情况良好，破损率低，运行费用及能耗大幅下降。净化系统自动控制及监控系统的应用，有效地减少人员配置，提高了系统的稳定性。电解烟气综合净化效率高达98%以上，完全可以满足环保要求。

工业烟气论文范文第8篇

关键字 锅炉;关键环节;自动调节

中图分类号TK229.6文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)20-0044-02

锅炉是将燃料化学能转变成其它工质热能,生产规定参数和品质的工质的设备。工业燃煤锅炉是重要的热能和动力设备,也是能源耗费大户,现阶段我国仍是世界上燃煤锅炉拥有量和使用量最多的国家,每年燃煤需求量将近全国的1/3,如何提高锅炉热效率,提高燃烧的经济性仍是锅炉运行的重要课题。

锅炉最基本的组成部分是汽锅与炉子,吸热的部分称为锅,产生热量的部分称为炉。汽锅是锅炉的汽水系统,大型锅炉的汽锅由省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器等设备组成。炉子是锅炉的燃烧系统,大型锅炉的炉子由炉膛、燃烧器、烟道、空气预热器等组成。

1 燃煤锅炉的工作过程

原煤送入磨煤机磨制成煤粉,外界冷空气进入锅炉尾部烟道的空气预热器中,被烟气加热成为热空气进入热风管道。一部分热空气是输送煤粉的介质,对煤进行加热和干燥,另一部分热空气直接经燃烧器进入炉膛参与煤粉的燃烧。从磨煤机排出的煤粉和空气的混合物经燃烧器进入炉膛内燃烧。煤粉在炉膛内迅速燃烧放热,使炉膛火焰中心的温度急剧升高。炉膛内的水冷壁和顶棚过热器等是炉膛的辐射受热面,其内部的工质在吸收炉膛的辐射热的同时,降低火焰温度以及保护炉墙。高温烟气经炉膛上部出口离开炉膛进入水平烟道,与布置在水平烟道的过热器进行热量交换,然后进入尾部烟道,并与再热器、省煤器和空气预热器等受热面进行热量交换,使烟气不断放出热量而逐渐冷却下来,低温烟气再经过除尘器除去大量的飞灰,最后只有少量的细微灰粒随烟气由引风机送入烟囱排入大气。由给水泵送向锅炉的给水,经过高压加热器加热后进入省煤器,吸收锅炉尾部烟气的热量后进入汽包,并通过下降管引入水冷壁下联箱再分配给各个水冷壁管。水在水冷壁中吸收高温辐射热,使部分水蒸发变成饱和蒸汽,从而在水冷壁内形成了汽水混合物。汽水混合物向上流动并进入汽包,通过汽包中的汽水分离装置进行汽水分离,分离出来的水继续循环,即煤料的燃烧过程、烟气向水的热传递过程以及水的汽化过程形成锅炉的整个工作过程。

2 燃煤锅炉运行中的自动调节问题

2.1 燃烧蒸汽压力控制

蒸汽压力是衡量蒸汽状况的重要参数。蒸汽压力必须维持在正常范围内,过高或过低都会影响锅炉负荷设备以及金属导管。若压力太低,则不能够提供设备要求的蒸汽品质,若压力过高,金属的蠕变会加速。锅炉运行工况中,蒸汽压力降低,表示负荷设备的蒸汽消耗量大于锅炉的蒸发量,否则,表明负荷设备的蒸汽消耗量比锅炉的蒸发量小。控制蒸汽压力是维持负荷设备正常工作的前提,也是经济燃烧的保障。热平衡的失调引起了锅炉蒸汽压力的变化,而燃烧热和蒸汽热则是影响热平衡的主要因素,我们所说的内扰和外扰两种扰动则分别是由燃烧热和蒸汽热的波动而引起的,为弱化这两种扰动对蒸汽压力的影响,在各个基本的单炉蒸汽压力控制系统中,输入到锅炉的燃烧热必须能同步蒸汽热的变化来保持热量的平衡状态,同时要依据蒸汽压力和压力给定值之间的偏差来调节燃料量用以控制蒸汽压力的增减。可设计带前馈的串级PID控制模式实现,主环压力控制根据蒸汽压力与设定值的偏差来调节燃料量以保证压力的稳定,副环燃料控制器根据主环输出与前馈信号的合成指令去控制进入锅炉的原煤,克服煤料波动,使压力能够保持在稳定的范围内。

2.2 燃烧经济性控制

空气和燃料维持适当的比例有助于提高锅炉的效率和经济性,实现锅炉燃烧最佳工况。否则,将会增加热量损失,污染环境、降低经济型。传统的采用氧量计的燃烧控制系统的锅炉设备是一个复杂的被控对象。风煤比是空气与煤粉比例的衡量值,是燃烧效率的重要影响因素。传统PID控制模式因其特性直观,控制迅速,将风煤比简化视为负荷的单一函数并近视拟合为比值关系,在工业锅炉燃烧控制系统中广泛使用,但因在不同的负荷下,合适的过剩空气率变化较大,单纯的比值控制特性无法保证锅炉在任何工况下都能达到最佳的燃烧状态。另外,对于由不同的煤种和煤粉特性、炉排转速、煤层厚度不均匀等原因引起的燃料方面的扰动,其最佳过剩空气率也会有较大变化,单纯的PID控制对于经济燃烧的实现无能为力。采用固定风煤比加变氧量校正的方案,可通过风煤比曲线粗调给风量,然后由烟气中含氧量加以校正,由于不同负荷下的过剩空气系数有所不同,采用变氧量校正方案有效克服传统控制的不足和弊端,但这种方案也不尽完善,目前越来越多的锅炉采用的是以炉膛温度为被控量的燃烧控制系统。

2.3 炉膛燃烧负压控制

正常运行的锅炉,炉膛负压需保持在规定范围内。炉膛的负压必须实现自动调节,以促其正常和稳定。因为负压过大会产生严重漏风现象,增加总风量,同时会增加烟气热量的损失和引风机的电能损耗,背离经济燃烧的原则;负压如果偏正,会产生炉膛的向外喷火现象,不利于环境,影响安全生产。

2.4 汽包水位的控制

水位控制常见的问题是“虚假水位”现象,即当锅炉的蒸汽负荷突然加大时,给水量小于蒸发量,从汽包贮水量的角度来讲,汽包的水位应该是下降的,恰恰相反的是,蒸汽负荷增加时,蒸发量比锅炉给水量大,水位未降反升。虚假水位主要是由于蒸汽流量增加使得汽包内的汽压下降,炉水的沸点降低,这使炉管和汽包内的汽水混合物中的汽容积增加,形成体积膨胀,产生了汽包的水位上升。在锅炉的自动控制中,为了克服这种现象,可以设计三冲量控制系统,以汽包水位为主调节信号,蒸汽流量为前馈信号,给水流量为副调节信号的前馈加串级PID控制的调节系统。

参考文献

[1]吴明永.工业锅炉控制策略研究与控制系统设计[D].中国 优秀硕士学位论文全文数据库,2009(11).

[2]葛铭杰. 降低烟厂燃气锅炉燃烧热损失的方法和效果[D]. 中国烟草学会2009年年会论文集,2009.

工业烟气论文范文第9篇

关键词：烟气；脱硫脱硝除尘；一体化技术

中图分类号：TU723.3文献标识码：A

随着当前工业化的快速发展，大气环境受到了比较严重的污染，比如二氧化硫和氮氧化物已经成为主要污染物。而烟气脱硫与其他脱硫方法有所不同，具有大规模商业化的性质，是控制酸雨和二氧化硫污染比较重要的技术手段措施。随着社会技术的进步，烟气脱硫脱硝技术也不断更新发展。但是在以煤炭为主要原料的企业中，在很大程度上就会增加额外的成本，很容易使企业背负比较沉重的经济负担。因此，要不断引进先进技术，积累经验教训，不断降低企业的投资成本，保证脱硫脱硝一体化技术良性运行。

一、传统的脱硫脱硝一体化技术

就目前而言，使用比较普遍的延期脱硫除尘技术主要包括以下几种技术：石灰石——湿法，这种方法具有不少的优点，原料价格比较便宜，脱硫率比较高，占有的市场份额比较高，但是投资成本比较高，很容易形成二次污染，需要得到比较好的维护；旋转喷雾半干法，与第一种方法相比，投资成本较低，最终的产物为烟硫酸钙；炉内喷钙增湿活化法，脱硫率比较高，相应的投资成本比较低，产物也是亚硫酸钙，但是很容易产生炉内的结渣；海水烟气脱硫法，施工工艺比较简单，脱硫率很高，整个系统在运行过程中安全可靠，同时投资成本比较低，但是海水烟气脱硫技术需要设置在海边，而且海水温度比较低，溶解氧的程度较高。氨法烟气脱硫法，主要以合成氨为原料，需要建立在化肥厂附近，产物主要包括氨硫等；简易湿式脱硝除尘一体化技术，脱硫脱硝率比较低，但是投资造价比较低，脱硫的主要原料为烧碱或者废碱等，需要建立在有废碱液排放工厂附近，在进行有效中和后，然后把产生的废水输送到污水处理厂。

二、原理分析

在进行脱硫脱硝过程中，主要考虑到原料、产物以及钙硫比等。首先，随着社会经济和技术的快速发展，大量的新兴产业不断崛起，许多旧的产业也不断退出市场。在烟气脱硫项目在建设过程中，需要投入比较大的投资，如果其中的工艺和原料过度依赖于化肥厂等，就会受到很大的限制，很有可能不能保证正常运转，很难取得比较良好的社会效益、经济效益和生态效益。在实际的运行过程中，石灰石和石灰作为中和剂的烟气脱硫技术得到了最为广泛的认同和应用，但是石灰石——石膏烟气脱硫技术需要将石灰石粉磨至200到300目，因此还需要建立一座粉磨站，这样不仅会增加企业的项目投资造价的成本，还会导致噪声粉尘污染，另外，脱硫的产物和反应物混在一起，在一定程度上提高了钙硫比，同时在也增加了其中运行的费用。如果采用烟气脱硫脱硝除尘一体技术，就可以在同一个装置内完成，这样就可以利用简单的设备，降低投资成本和运行费用，大大增加了企业的经济效益，还可以保护环境，防止污染。

其次，采用湿法脱硫，脱硫率比较高，主要产物包括硫酸钙和亚硫酸钙的混合物，这种中和产物二次利用可能性比较低，但要做好回收和维护工作，一旦中和产物的亚硫酸钙流到河湖中，具有比较强的还原性，在很大程度上会损耗掉水中的氧气，导致水中生物大量死亡。另一方面，由于这种物质溶解速度比较慢，会长时间的存留在水中，就会严重破坏整个水体环境，产生极为恶劣的影响。因此，在排放中和产物中，要清除其中有害杂质。

最后，钙硫比例的控制同样不能忽视，当硫钙比接近1的时候，才有可能保证最大限度的经济运行。就目前而言，湿法脱硫的方法很容易把剩余的反应物与脱硫的产物无法有效分离，这样很难实现理想中的钙硫比。因此，把反应物以颗粒状态存在就会有效解决这个问题，整个投资的资金和成本也会相应减少，提高企业的经济运行效益。

因此，在实际的运行过程中，比较理想的烟气脱硫技术应该保证脱硫率在90%以上，其中中和剂为石灰石，钙硫比要达到或者接近1，最终的产物中不能含有亚硫酸钙等杂志，才能真正降低成本，防止二次污染，实现全线的自动控制，要尽量减少对周边企业的依赖性，有效利用烟气余热。这是一种比较理想的烟气脱硫技术模式，却很难真正实现，主要原因主要包括以下几个方面：在脱硫过程中，石灰石颗粒在脱硫过程中会迅速溶解，但PH必须小于4，与此同时，CaCO3的溶解物在PH小于4的情况下，对二氧化硫就会丧失吸收能力。在二氧化硫溶于水后，就会生成亚硫酸和硫酸，与石灰石发生化学反应后，就会生成亚硫酸钙和硫酸钙，同时会依附于石灰石颗粒的表面，堆积就会越来越多，在很大程度上阻碍反应继续进行下去。另外，硫酸钙和亚硫酸钙都属于吸收产物，其中硫酸钙析出同时不产生亚硫酸钙是比较有难的。以上问题能否有效的解决，成为烟气脱硫技术工艺能够达到预期目标以及保证整个项目装置有效安全稳定运行的关键。

三、烟气脱硫脱硝除尘技术分析

烟气脱硫脱硝除尘一体化技术就是通过烟水混合器，有效利用二次喷射的原理把产生的烟吸收到水中，然后在溶解器把烟和水进行均匀的混合溶解，使烟气中的颗粒在水的作用下，进行沉淀，同时把有害气体溶解在水中，有效清除二氧化硫、氮氧化物以及粉尘等有害物质，这种技术除尘效率、脱硫率和脱硝率都比较高，比较适用于燃煤、燃气、燃油等工业窑炉的净化工程，具有成本较低、性能较高以及寿命比较长的特点。

总的来说，整个系统结构简单，使用的设备比较少。主要包括烟水混合器、均匀溶解器、水泵以及水池；另一方面，适用于多种工艺流程：废物丢弃、石膏回收以及化肥回收等。

在进行烟气脱硫脱硝除尘过程中，要采取一定的防腐措施，做好溶液的配置工作。溶液配置要呈碱性，要把溶液均匀的加入水池的循环液中，保证PH值在8到9之间，就可以使碱溶液中的碱和烟气的二氧化硫等酸性氧化物，在经过充分的化学反应后形成盐。因此，溶液要保持一定的弱碱性，降低腐蚀性。要采用耐碱和耐酸的材料，主要包括不锈钢、陶瓷以及耐火材料。另外，还要对溶液中的PH值进行随时的监控和监测，保证万无一失。

在设置废物排出系统过程中，沉淀池要进行圆形的设计，把底部设置成漏斗形状，同时还要安装沉淀物收集器，保证浓度比较大的浆液集中在漏斗内，然后用泥浆泵将浆液抽出，对于产生的废水澄清后，可以进行循环利用。其中丢弃物可以应用在建筑材料中，石膏主要用于工业。

在使用脱硫脱硝除尘一体化技术后，除尘率可以达到100%，脱硫率在97%以上，脱硝率在90%以上，同时把二氧化硫转化为石膏。

石膏法的工艺流程图

与此同时，要做好脱硝工作，就是采取有效措施对氮氧化物，主要要一氧化氮和二氧化氮。其中一氧化氮属于惰性氧化物，虽然溶于水，但不能生成含氮的含氧酸，在常温条件下可以与氧发生反应，生成二氧化氮。二氧化氮是一种强氧化剂，可以把二氧化硫转化成三氧化硫，二氧化氮在溶于水后，生成硝酸和亚硝酸。

脱硝的方法主要包括干法和湿法，在通常条件下，干法脱硝率在80%左右，同时成本比较高。因此，可以采用湿法脱硝。由于一氧化氮和二氧化氮都溶于水，可以采用还原的方法还原氮气，还原剂为亚硫酸铵。如果氮氧化物不能够全部被还原，剩余的部分就可以变成亚硝酸铵和硫酸铵被分解出来做成化肥。

就目前而言，脱硫脱硝一体化技术工艺已经成为控制烟气污染的重点和热点，虽然有的企业已经开始使用，但是较高的成本限制了大规模的使用，因此，要不断开发新技术和新工艺，不断降低投资成本和运行费，不断提高脱硫脱硝的效率。

四、结论

综上所述，烟气脱硫脱硝除尘一体化技术在清理二氧化硫以及氮氧化物，治理空气污染方面发挥了重要的作用，具有高效、节能、经济以及环保的特点，能够有效促进企业的可持续发展。

参考文献：

[1] 徐娇霞,丁明,葛巍.玻璃窑炉烟气除尘、脱硝一体化技术[A]. 2011年全球玻璃科学技术年会会议摘要[C]. 2011

[2] 沙乖凤.燃煤烟气脱硫脱硝技术研究进展[J]. 化学研究. 2013(03)

[3] 樊响,殷旭.烧结烟气脱硫脱硝一体化技术分析[A]. 2013年全国烧结烟气综合治理技术研讨会论文集[C]. 2013

[4] 黄昆明,李江荣,岑望来,李立松,李新,尹华强.燃煤烟气脱硫脱硝技术研究[A]. 2013年火电厂污染物净化与绿色能源技术研讨会暨环保技术与装备专业委员会换届（第三届）会议论文集[C]. 2013

[5] .烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J]. 漯河职业技术学院学报. 2013(05)

工业烟气论文范文第10篇

关健词:煤矸石;烧结砖;污染源;治理

中图分类号:F270文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)01-0189-02

引言

煤矸石烧结多孔砖、空心砖生产技术是中国综合利用煤矸石的一项成熟技术,自20世纪80年代末,中国在消化吸收国外先进生产技术的基础上,研究开发出适合中国国情的煤矸石烧结多孔砖、空心砖生产技术。利用煤矸石生产烧结多孔砖、空心砖,达到了节能、保护耕地、保护环境的良好效果,同时也取得了较好的经济效益和巨大的社会效益。但由此也产生了一些污染问题,现以淮北双林煤矸石烧结砖厂为例,探讨煤矸石生产烧结砖产生的污染及治理方案。

一、煤矸石化学成分

该厂为利用煤矸石自身能源焙烧产品,生产能力为年产5 000万标块煤矸石烧结砖。煤矸石年用量为14.5万吨。原料用临涣选煤厂的矸石,该煤矸石的发热量为2 472 kJ/kg(干基),主要化学成分(见表1)。

表1 原料化学成分表(%)

二、工艺流程及产污节点图

整个工艺流程由四部分组成:原料制备;成型及切坯;干燥与焙烧;成品检验与堆放。具体工艺流程及排污节点如下(见下页图1):

三、污染源治理方案

从下页产污节点图可以看出,该厂在运行的过程中会有废气、噪声和固体废物产生,固体废物主要为切条及切坯工序产生的废泥坯、出窑时产生的废砖及除尘灰等。切条及切坯工序产生的废泥坯及除尘灰,可返回生产工序,废砖经破碎后也回用于生产工序。噪声治理通过将破碎机、搅拌机、空压机、真空机等机械噪声比较大的设备基础底座上安装减振垫,加装隔声罩,风机安装消声器,经过治理后,对厂界噪声影响较小。破碎车间的粉尘可以通过袋式除尘器处理,其除尘效率≥95%,收集下来的粉尘可以进行回收利用作为制砖的原料。

主要污染源来自于焙烧窑废气。焙烧窑正常燃烧后是利用原料本身的热值就能够满足生产过程中的热能消耗,不需添加其他燃料,产生的污染物主要有烟尘、SO2。

淮北市是一座以煤为主要能源结构的工业城市,SO2的总量控制指标已经接近饱和,对于该厂,根据淮北市产品质量监督检验所提供的检验报告,煤矸石中硫的含量为0.256%,煤矸石砖中残留的硫含量为0.16%,每年需要用煤矸石14.5万吨,如果不进行烟气治理,经计算,SO2产生浓度407mg/m3,SO2产生量为278.4t/a,烟尘产生浓度为42.9mg/m3,产生量为32.5t/a。烟气必须进行除尘脱硫。

隧道窑烟气经干燥窑及烟道降尘,污染物被坯垛过滤、吸附、沉降后,尾气采用脱硫除尘器处理。

脱硫除尘采用双碱法,当炉、窑尾气由引风机牵引进入一级反应室与钠型碱雾得以充分混合、碰撞,反应室液气比达2L/m3,尾气中的粉尘颗粒以及二氧化硫被碱溶液充分吸收,其反应方程式:

SO2+H2OH2SO3,H2SO3+Na(OH)2NaSO3+H2O

然后被碱雾充分混合的尾气在通过立式文丘里管时被充分压缩,细小的粉尘湿颗粒以及反应的产物相互碰撞、混合而结合成粒径相对增大的颗料,质量也相应增加,通过文丘里管后进入到脱硫除尘器内的二级置换反应室,进入置换反应室后混合烟气与石灰浆溶液发生混合反应,细小的颗粒进一步增大,二氧化硫与碱溶液进一步反应,钠盐溶液与氢氧化钙溶液也产生反应,其方程式 :

Na2SO3+Ca(OH)2CaSO3+ CaSO4+NaOH

H2SO3+Ca(OH)2CaSO3+H2O

酸碱反应沉淀物、废气中的颗料以及湿烟气从置换反应室进入到分离反应室,干净烟气进入脱水室经二级脱水后外排,颗粒与沉淀物进入初沉池沉淀反应。整个过程由于NaOH最终被置换出来,故消耗量很少。主要脱硫剂为石灰Ca(OH)2,生成物为稳定的硫酸钙及亚硫酸钙。经过双碱法进行脱硫除尘处理后,烟气排放中除尘效率达到50%以上,脱硫效率达到80%以上,烟气林格曼黑度

隧道窑烟气经脱硫除尘后,烟尘排放浓度为21.5mg/m3,排放量为16.25t/a,烟(粉)尘排放量为23.65t/a。放浓度为81.4mg/m3,排放量为55.7吨/年。这样,SO2的一年排放量减少了222.7吨,符合了达标排放和总量控制的要求。

结束语

采用煤矸石生产烧结砖,是有利于城市环境和生态的好项目,通过对固体废物的利用,既消除了污染源,又节约了烧砖用的耕地和煤,但生产中产生的SO2会严重污染环境空气,因此,只有通过切实可行的治理措施,才能做到达标排放并符合总量控制的要求。为企业的可持续发展也奠定了良好的基础,同时也为同类型的企业烟气治理提供了有益的借鉴,具有较好的环境效益和社会效益。

参考文献:

[1]乔树峰,刘长青,胡园桃.浅析煤矸石综合利用的方法与途径[D].北京:煤矿固体弃物处置与利用技术论文集,2004.