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脫硫工藝論文優選九篇

時間:2023-04-06 18:47:32

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脫硫工藝論文

第1篇

1.1脫硫技術的現狀

目前國內一般采用干法脫硫和濕法脫硫兩種辦法對天然氣進行脫硫工藝。濕法脫硫工藝一般用于脫硫大量輕烴、含硫量高、對脫硫精確度要求不高的工藝。它是兩種基本流程相似的化學和物理脫硫法,該操作流程比較復雜,依靠脫硫劑中的吸收劑與天然氣中的硫發生反應,整個工藝過程使用裝備較多,消耗也多,輕烴經過再生塔時會產生吸收劑進行再利用,但需在發生反應的同時一直補充脫硫劑。中間還要處理反應產生的廢液,濕法脫硫工藝并不屬于精準脫硫方式。國內對輕烴脫硫產品的要求是含硫量每立方米要低于5mg,國際對它的要求標準是含硫量在每立方米1mg左右。為了可以滿足相關要求標準我們可以采用干法脫硫,這種方法能源消耗少、需求資金設備少、操作方法流程簡單易操作,使用的固體脫硫劑將硫化物附著在塔內進行反應脫硫,需要兩塔或者三塔串聯完成,用這種方法進行脫硫工藝不會產生廢物,精確度很高。

1.2確定工藝路線

輕烴原料中含有的硫元素會造成硫含量在丙烷和丁烷中超標,要想減少它們的含硫量就應該在進氣裝置前安裝一套脫硫設備,這種先脫硫再加工的方法操作起來比較簡單方便還符合要求,很適合推廣使用。在脫硫劑沒有飽和的情況下有比較長使用壽命,一般有2到3年的使用期。根據實驗考察計算發現,脫硫工藝的溫度應該保持在25℃上下,脫硫后的原料含硫量要在每立方米0.1mg以下。原料脫硫的過程是原料先經過低點排出原液氣使之進入加熱器,由導熱油在輔助的情況下加熱到25℃,原料氣和氧氣混合后會流入脫硫塔,控制溫度在25℃的情況下嚴格控制好空氣補給量,脫硫后原料氣經過在加工過濾凈化,最后進行氣體處理。

1.3選擇脫硫劑

有些脫硫劑中添加了活性炭,在催化劑作用下反應時起到了吸附作用。選擇脫硫劑時要盡量選擇有點多脫硫率高的脫硫劑,做到能量消耗低、反應溫度低、精準度較高,便于使用的同時還要可以簡單操作和更換,而且還要有先進的技術水平。

1.4確定脫硫裝置參數

一般而言,對工藝要求比較低的原液氣處理選擇干法脫硫技術,處理量要求也不高,日處理量不超過240萬立方米由于原液氣壓力比較低,為了保證下游裝置的正常工作,脫硫塔的壓降必須控制在0.05MPa之下,而要調整脫硫劑的孔隙度在30%和35%的范圍內,為了孔隙度調整之后的含硫量不超標,還要設計一個保駕塔,依據前面的脫硫效果,經過分析結果決定是否要投入使用,來確保脫硫精度,填充床層的高徑比為10∶6。而為了驗證脫硫劑的反應溫度的最佳值,通過試驗模擬得出不同的溫度下硫化物的轉化率,當溫度達到5℃以上,原液氣中的H2S已經基本轉化完成了;溫度達到17℃時,原液氣中的有機硫轉化率就可到80%以上,溫度達到26℃時,有機硫的轉化率接近100%,因而反應的最佳溫度一般25℃左右。

2輕烴產品的利用

近年來由于化工業的大力發展,很多進口的丙烷、丁烷逐漸增多,我國的輕烴原料也呈現出了多樣化的特點,輕烴通過加工出來的產品應用在很多行業,不斷提升著輕烴產品的使用價值。輕烴加工后可以用作優質的化工溶劑,在化工中起到裂解材料的使用;輕烴經過脫硫后可以當做液化石油氣供人們使用,也可以用在汽車的火花塞中,這樣可會減少汽車內積碳的含量,不用經常清洗;因為輕烴脫硫后不會含有烯烴元素性能,比較穩定,還沒有臭味,可以用它來制作很多霧化產品,例如殺蟲劑、發膠摩斯等;現在的人們環保意識不斷增強,很多輕烴脫硫后人們把它用于保護臭氧層代替氟利昂的使用。

3結語

第2篇

【關鍵詞】 電廠鍋爐;煙氣除塵技術;煙氣脫硫技術

環境保護是我國重要的一項基本國策,隨著各行業技術進步的加快以及我國環境保護法律、法規的不斷完善,人民越來越來注重環境保護。我國GDP的增長和重化工業的不斷發展,致使我國面臨的環境壓力與日俱增,如果環境治理不能達到有效實施,我國將像西方發達國家一樣走先污染后治理的工化業道路。火電廠作為我國主要的發電廠,應在環境保護方面起到模范帶頭作用,已響應國家對在環境保護的政策。

1.電廠鍋爐煙氣除塵技術分析

1.1 靜電除塵

煙灰在運動摩擦中會產生靜電,比電阻一般在 1×104-5×104Ω?cm,靜電除塵比電阻應低于靜電比電阻,因為靜電除塵器的極板與煙灰之間需產生電勢差,煙灰顆粒才會在電場力的作用下向極板運動。靜電除塵的工作原理:在除塵器的兩極施加高壓直流電,當煙氣經過時,煙塵的負電在除塵器兩極形成的電場力的作用下會向正極板移動,從而逐一被電極板吸附排除。靜電除塵過程大致分為五個部分:高壓電場電離煙氣使產生大量負電離子;煙塵獲取負電離子;帶靜電粉塵吸附到一起變成帶靜電大顆粒粉塵;大顆粒粉塵向正極板運動被吸附;清除極板上的灰塵。

1.2 水幕除塵

水幕除塵脫硫工藝,采用堿性液體脫硫除塵。選用防堵噴淋裝置,噴灑堿性液體,循環堿水在與煙氣中二氧化硫接觸時將其反應吸收,因而達到脫硫除塵的效果。

工藝流程:

從鍋爐出來的煙氣溫度在155-200℃,煙氣夾雜著粉塵和二氧化硫等有害氣體進入工藝裝置,與脫硫除塵噴霧同向運動,由于煙氣溫度高與噴霧混合呈濕煙氣狀態,從而被噴霧充分吸收,剩余的熱量可將水霧烘干一起由引風機進入煙囪而被排出。被水霧吸收的煙氣由預熱器出口進入霧化室,使煙與堿水進行反應,在經過文丘管的時候高流速使煙氣產生紊亂,直徑大于10微米的顆粒在水重力的作用下,墜落水面得到凈化。沒有完全被吸收的煙氣和顆粒會隨旋流板到達塔內,再次與塔內的液體接觸而被全部吸收。

1.3 布袋除塵器

箱式布袋除塵器可以根據粉塵的大小選擇布袋的數量和材料,布袋設計成圓形,采用Φ130濾袋,袋籠垂直度按國標。用彈簧或文丘里把濾袋的上端縮進,以避免袋內積灰。煙塵從布袋除塵器的進風阻流板吹進各個袋室,并在阻流板的引導下,直徑較大的粉塵被直接分離到灰斗,直徑較小的粉塵會被引進中部箱體,被濾袋吸附。過濾后的煙氣再進入另一個箱體,由排風管道引排出。隨著濾袋的使用率增加,濾袋上沾的顆粒會累積變厚,當積塵的阻力值達到設定狀態時,清灰裝置就會按設定的程序開啟清灰閥,濾袋上的積塵會在清灰裝置的噴吹下抖落,由卸灰閥排出。

2.電廠鍋爐煙氣脫硫技術分析

2.1 干式煙氣脫硫技術

在煙氣脫硫技術中根據脫硫劑的種類可分為以下幾種:CaCO3、MgO、NaSO3、NH3。國外常用的煙氣脫硫方法根據工藝的不同可以分三類:濕式拋棄工藝、濕式回收工藝以及干法工藝。

干式煙氣脫硫工藝從二十世紀八十年代開始就常常被用在供暖鍋爐煙氣凈化。常采用的干式脫硫技術有噴霧式和粉煤式。噴霧干式煙氣脫硫工藝,與上邊提到的水幕除塵脫硫工藝相似。粉煤灰干式脫硫技術,是1985年由日本研制出來的,該技術用粉煤灰作為脫硫劑除去煙塵中的硫。粉煤灰干式脫硫設備,脫硫率高達60%以上,而且成本低,用水少,具有各種優勢。

2.2 濕法煙氣脫硫技術

采用的脫硫劑主要有石灰石,石灰,以及碳酸鈉,通過對煙氣的凈化,而除去煙氣中的硫。濕法煙氣脫硫原理可分為物理吸收和化學吸收,物理吸收的主要方式是煙氣溶解于液體,化學吸收的主要方式是與煙氣中的二氧化硫產生化學反應。物理吸收與化學吸收性能不同點在于,物理吸收需要保持塔內的液平衡,需要有一定的控制穩定性,而且物理吸收相比化學吸收的效率會差一些。

4PS 型燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫技術。該技術可同時除塵和脫硫,裝置由兩部分組成:噴霧脫硫塔和濕式除塵器。在脫硫塔內,煙氣首先經過石灰漿噴霧,煙氣中的二氧化硫被吸收生成硫酸鈣。煙氣然后進入濕式除塵器,除塵器內的噴氣頭會產生強大的風速,將煙氣吹到除塵器底部,使其與貯水池進行交融進而被吸收。

技術流程為:

3.電廠鍋爐煙氣除塵脫硫技術的發展趨勢

根據我國中小型電廠燃煤鍋爐的具體情況,首選的煙氣脫硫技術應是技術可靠、經濟可行以及無二次污染。而對于燃煤中小型鍋爐的SO2污染源,朝著因地制宜地采用成熟的煙氣脫硫技術方向發展:對電廠新建燃煤中小型鍋爐,采用除塵脫硫―體化凈化設備;現有燃煤電廠中小型鍋爐,對于已有除塵系統正常運行者,其煙塵脫硫用低阻、中效、占地面積小的半干式噴霧脫硫器,對于除塵系統失效者以除塵脫硫一體化的凈化設備取代;對于有廢堿行業的電廠中小型鍋爐,可利用堿法造紙廢水進行濕法脫硫。

總之,電廠鍋爐作為燃燒原料的設備,其在生產運行期間會引起粉塵及硫氧化物的污染,破壞了周圍的生態環境。考慮到可持續發展觀對環境保護的需要,用戶在使用供暖鍋爐期間必須要控制好鍋爐的燃燒產物,采用先進的除塵脫硫技術降低鍋爐污染。只有引進高科技輔助設備操作運行,才能在保證生產質量的前提下創造理想的經濟效益。對于除塵脫硫綜合技術還有相當長的一段路要走。因此,電廠技術人員應不斷探索,不斷創新,在實踐中不斷總結經驗和教訓,從而完善除塵脫硫綜合治理技術,防止火電廠煙氣中的粉塵和污染性氣體排入大氣,改善人們的生活環境,以造福于了孫后代。

參考文獻

第3篇

【關鍵詞】天然氣 MDEA法 脫硫技術

天然氣是一種清潔能源,當前已成為我國能源結構中很重要的部分。據統計,我國天然氣產量接近7×1010 m3,排名全球第九。天然氣中主要是存在H2S和有機硫化合物等酸性氣體。在運輸過程中,會造成金屬管道的材料腐蝕,引發重要的安全事故,造成巨大的人生、財產安全;另外在燃燒H2S的過程中,氣味難聞,會污染大氣環境;此外這些氣體在低溫過程中結冰堵塞儀表和管線;另外還會導致催化劑中毒等危害,影響產品質量。所以必須對天然氣進行脫硫工藝,使其符合國家標準。開發安全、環保的天然氣資源是勢在必行。

論文對國內外MDEA法脫硫技術應用現狀做了簡要介紹。對MDEA脫硫法做了詳細的評述,介紹了其工藝原理和工作流程。希望對我國天然氣行業的脫硫技術的發展起一定的促進作用。

1 國內外天然氣中MDEA法脫硫技術應用現狀

最早在天然氣上采用MDEA脫硫的是美國的FlourCo。在20世紀40年代末的時候,它就大力推薦使用MDEA法進行脫掉天然氣中的H2S。通過實驗室以及工廠中的中試實驗來證明此法可行。到了70年代,美國的Dow chemical Co等對MDEA法脫硫進行了工業應用。由此很多美國企業都開始采用此法,目前大約有10套 左右的MDEA裝置在運轉。比如在伊朗,其Khangiran天然氣凈化廠也是采用的MDEA法進行脫硫的。查詢資料所知在加拿大,Burnt Timber天然氣凈化廠也進行了改造方案,采用MDEA溶液進行脫硫處理,預測到2020年時,其H2S的含量會大大降低。

查閱資料所知,我國對天然氣使用MDEA法脫硫的研究開始于四川省內。從1981年開始,四川的天然氣研究所就開始了對天然氣使用MDEA示脫硫的工業研究。四川省內第一次將MDEA法脫硫裝置應用在工業上是四川達州建設完成的日處理量為25kNm3的脫硫裝置。從這時開始,其它很多地方的天然氣公 司都開始學習采用此法進行脫硫,比如有渠縣脫硫廠和萬縣脫硫廠。據經濟統計估算,這些企業使用MDEA可獲得2000萬元上以的經濟效益。進入21世紀以來,MDEA法脫硫的工業優勢慢慢的被發現,現在有很多的企業都在采用此法了。到2010年為止,MDEA脫硫裝置在我國占有絕對的主導地位了,在我國現有的天然氣凈化廠中。使用MDEA的脫碳裝置占有絕對統治的地位了,其總裝置有44套之多,占到了11/12。總的處理能力達到96.10%。主要是分布在四川、重慶等省份。

2 MDEA法硫的工藝原理

2.1 H2S在MDEA水溶液中的化學反應

MDEA的化學名稱為甲基二乙醇胺,一般是采用質量分數為25%-50%的MDEA溶液。當天然氣中的H2S氣體經過MDEA溶液時,H2S與其會發生速度極快的化學反應,達到除去H2S的目的,所以此法又叫化學吸收法。由化學溶解平衡理論來說的話,在MDEA水溶液中經過的H2S氣體與溶液達到了一定的平衡。這個化學平衡還可以根據溶解度的不同來設定。

2.2 MDEA與H2S的化學反應方程式

R2NCH3+H2SR2NCH3++HS-+Q (速度極快的中間瞬時反應)

R2NCH3+CO2 (二者不反應)

R2NCH3+CO2+H2O+ R2NHCH3++HCO3-

+Q (速度極慢反應)

當天然氣通過脫硫裝置時,由于MDEA的水溶液可同時與天然氣的H2S、CO2二種酸性氣體接觸,在這個過程中,MDEA+H2S的反應是受氣膜控制的瞬時化學反應,但是CO2不能與其反應,這個與二者的溶解度是有很大關系的,H2S極易溶于水,但是CO2溶解度小,難溶于水,所以在MDEA溶液中,其與H2S的反應速度很快,這個是造成二者反應速度不同的主要原因。因此,還構成了一種在選擇性吸收的基礎,在二種氣體都存在的情況下,合理利用其選擇性吸收從而有效利用能源。如果再控制反應的氣液比和氣液接觸方式,還可以更進一步改善H2S的選吸效果。

同時,上述反應是體積縮小的放熱可逆反應,在低溫高壓下,有利于反應向右進行,利用此特點,在吸收塔內使絕大部分H2S和部分CO2從原料氣中脫除,從而實現凈化天然氣的目的;在高溫低壓下,有利于反應從右向左進行,利用此特點,在再生塔內使H2S和CO2從溶液中解析出來,使溶液得以再生,以便循環使用。

3 MDEA脫硫技術工藝流程

MDEA脫硫技術工藝流程:采用吸收塔使天然氣與MDEA溶液對流接觸,此時MDEA溶液就吸收了大部分的硫化氫,凈化后的氣體從上部排出。塔底流出的富有H2S的溶液先閃蒸降壓,然后通過貧富溶液換熱器將溶液中的熱量回收后進入再生塔進行再生,等將貧液溫度降下來后,再通過循環泵加壓后進入吸收塔完成循環。

4 MDEA法脫硫技術的展望

目前MDEA法脫硫技術也存在以下問題:第一,MDEA體系的選擇吸附能力不強;第二,有機硫的如何脫除問題;第三,生產過程中MDEA體系存在著發泡問題。國內的一些學者和教授應該從工業應用的角度出發,來解決這些問題。使天然氣MDEA脫硫法更加完善。能進一步降低其生產成本,提高天然氣行業的經濟效益,為我們的經濟發展做出貢獻。

參考文獻

[1] 劉健,王曉梅.天然氣凈化中的脫硫方法[J].科技創新導報,2010,33:90+92

[2] 席旺,沈杰.天然氣脫硫技術研究進展[J].煤氣與熱力,2010,11:31-33

[3] 徐波,何金龍,黃黎明,劉其松,孫茹.天然氣生物脫硫技術及其研究進展[J].天然氣工業,2013,01:116-121

[4] 陳穎,楊鶴,梁宏寶,張靜偉.天然氣脫硫脫碳方法的研究進展[J].石油化工,2011,05:565-570

第4篇

[關鍵詞]球團;煙氣脫硫;石灰-石膏法;設計參數

中圖分類號:X701.3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)15-0173-01

1、前言

近年來隨著我國城市霧霾等極端天氣增多,大氣污染物排放已得到廣泛關注。鋼鐵行業能耗以煤和煤炭為主,是我國大氣污染物的排放大戶,其中球團過程造成的SO2排放占鋼鐵生產全流程的50%以上,與燒結同為是鋼鐵企業SO2控制的重點[1-4]。我國頒布了較為嚴格的政策和標準來控制鋼鐵行業的大氣污染物。目前,國內大、小型鋼廠已經逐步上馬了一系列脫硫裝置,主要有石灰/石灰石―石膏法以其脫硫效率高,運行穩定等優點在鋼鐵行業中占有重要的份額。

本文通過設計唐山銀水球團石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝,該工程的成功運行表明,此工藝適合球團煙氣的脫硫、除塵。

2、項目設計

唐山銀水實業集團球團廠為消減2-8m2豎爐煙氣中的SO2排放量,新建煙氣脫硫裝置,采用石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝,該工程已運行一年,脫硫效率≥95%,各項指標均達到環保要求。

2.1 工藝原理

從豎爐排出的含硫原煙氣經過電除塵器除塵后引入吸收塔。煙氣與來自吸收塔上部噴淋層的漿液逆流接觸,發生傳質和吸收反應,煙氣中的SO2及HCl、HF等酸性氣體被脫除。凈化后的煙氣經吸收塔頂部兩級除霧器除去煙氣中夾帶的液滴后,通過塔頂返回到原煙囪排入大氣。副產物為石膏。

主要化學反應是:

(1)漿液制備

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)氧化結晶過程

CaSO3?1/ 2H2O + 1/2O2 CaSO4?1/2H2O

2.2 設計條件

2.2.1 設計參數

2.2.2 工藝流程

1)煙氣系統

煙氣系統將未脫硫的煙氣引入脫硫裝置,在吸收塔內脫硫凈化。由于原引風機余壓可克服脫硫裝置系統的壓降,項目中不另設增壓風機。

2)吸收劑制備及供給系統

生石灰粉主要成份如下:CaO≥80%,雜質

由密封罐車將生石灰粉運輸至脫硫區域,經氣力輸送至制漿區的生石灰粉倉儲存。儲存于粉倉中的生石灰粉在氣化風機的流化下,通過旋轉給料閥進入消化罐制備成濃度為30-35%的消石灰漿液,經振動篩除渣后進入漿液箱,加水配制成濃度為10-15%的消石灰漿液,然后經漿液輸送泵送至吸收塔和循環泵入口。

3)SO2吸收系統

吸收塔設計為噴淋、吸收和氧化一體的單塔,吸收塔頂部建濕煙囪,煙塔合一結構。2爐一塔。待處理的煙氣進入直徑為6.5m的吸收塔與噴淋的石灰漿液逆流接觸,3層噴淋層對應3臺循環泵,單元制運行。吸收塔內部自下而上分為氧化區、噴淋區、除霧區。煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣發生化學反應后生成亞硫酸鈣。亞硫酸鈣被就地氧化成硫酸鈣。生成的石膏通過吸收塔排漿泵排入石膏脫水系統中。凈化后的煙氣由塔頂濕煙囪排入大氣。

4)石膏脫水系統

由吸收塔排出的石膏漿液經石膏旋流器一級脫水后,再由真空皮帶脫水機進行二級脫水,得到合格的副產物成品石膏。

5)工藝水系統

工藝用水主要用于漿液制備系統的補給水、除霧器沖洗水、氧化風增濕、設備冷卻水等。

2.3 重要設計參數選取

石灰-石膏法是由石灰石-石膏法演變而來,且濕法脫硫最早應用于電廠,鋼鐵行業的煙氣具有自身濕法設計應由于脫硫劑石灰漿液為強堿性,不能完全照搬傳統石灰石-石膏法在設計參數。

2.3.1 氧化倍率

鋼廠豎爐中的煙氣含氧量較高,自身氧化能力較強,氧化倍率可選擇1.5~2。

2.3.2 液氣比

由于氫氧化鈣為強堿性,塔內吸收反應主要發生在液面上,且反應快[5],液氣比應低于石灰石-石膏法,可選擇3~7 l/m3。

2.3.3 煙氣接觸時間

由于環保要求日益嚴格,煙氣接觸時間應適當延長,選擇4.5~5s。

2.3.4 pH

石灰作為脫硫劑,塔內pH控制在6左右。

2.4 調試與運行情況

唐山銀水球團廠豎爐煙氣脫硫系統實際運行中,煙氣入口溫度在100~130℃之間,SO2濃度在500~1500mg/Nm3之間,粉塵濃度在80~100 mg/Nm3之間。SO2排放濃度在50~80 mg/Nm3,粉塵排放濃度30~50mg/Nm3,滿足環保要求和業主要求。

3、結語

唐山銀水球團廠豎爐煙氣石灰-石膏法脫硫系統目前已成功運行一年,脫硫效果理想,基本達到了安全、穩定、高效的運行目的。通過運行證明,根據處理對象合理選擇設計參數,該脫硫工藝可以滿足豎爐煙氣脫硫、除塵的需要,不僅脫硫率可達到95%以上,而且出口粉塵排放也能滿足50mg/Nm3的環保要求。該脫硫工藝為石灰-法煙氣技術在處理鋼廠煙氣脫硫中應用又一成功案例,同時也增加了濕法脫硫比選工藝。

參考文獻

[1] 趙羚杰.中國鋼鐵行業大氣污染物排放清單及減排成本研究[D].杭州,浙江大學碩士論文,2016.

[2] 蘭國謙.鋼鐵行業燒結煙氣脫硫技術現狀和發展趨勢[J].中國環保產業,2014,6:42-46.

[3] 王英杰.承鋼360m2燒結機濕法煙氣脫硫工藝應用[J].燒結球團,2015,40(2):50-53.

第5篇

[關鍵詞]煙氣氨法脫硫;工藝;存在問題;優化措施

中圖分類號:TQ113.7+2 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)24-0307-01

近年來,我國經濟的快速發展和人們物質生活水平的不斷提高,對生態環境產生了嚴重的破壞,如土地荒漠化、水體污染、大氣污染、酸雨等環境污染問題接連涌現,已嚴重制約了我國經濟發展,影響了人民生活,環境治理,環境保護已刻不容緩。目前,影響我國環境空氣質量的主要污染物有:煙塵、總懸浮顆粒物、氮氧化物、二氧化硫等。如何削減SO2排放量,控制大氣污染,提高環境質量,是目前及未來我國環境保護的重要課題和研究方向。本文針對工業煙氣氨法脫硫工藝運行中存在的問題,提出優化措施進行并就其可行性進行探討,從而為環保達標排放提供有力理論支持。

1 煙氣氨法脫硫工藝概述

1.1 氨法脫硫原理

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

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

1.2 脫硫工藝流程

烯烴一分公司煙氣氨法脫硫裝置共設置六套煙氣脫硫系統(五運一備),采用6爐6塔配置模式。鍋爐來原煙氣進入脫硫吸收塔,經洗滌降溫、吸收 SO2、除霧后的凈煙氣通過煙囪直接排放。吸收和濃縮循環系統主要設備有:脫硫塔、一級循環泵、二級循環泵、三級循環泵、循環槽等。在此過程中含氨吸收劑的循環液將煙氣中的SO2吸收,反應生成亞硫酸銨;含亞硫酸銨的液體再與氧化空氣進行氧化反應,將亞硫酸銨氧化成硫酸銨,形成硫酸銨稀溶液;在脫硫塔的濃縮段,利用高溫煙氣的熱量將硫銨溶液進一步濃縮、結晶后,得到固含量為10%-15%左右的硫銨漿液送至硫酸銨處理系統,經旋流、離心分離、干燥包裝后得到成品硫酸銨[1]。煙氣氨法脫硫工藝流程圖詳見下圖1。

2 煙氣氨法脫硫運行中存在問題及優化措施

2.1 氨逃逸

氨逃逸實際是氨氣、亞硫酸銨、硫酸銨的陰陽離子發生的揮發性損失。

2.1.1氨逃逸高的原因

⑴液氣比小。⑵溫度高,氨的氣相濃度高。⑶亞硫酸銨氧化率低。

2.1.2氨逃逸高的危害:⑴脫硫反應效率低,可能造成出口SO2超標排放。⑵液氨有效利用率低,造成物料浪費。⑶容易形成氣溶膠,造成脫硫塔內除霧器堵塞,影響系統的正常運行。

2.1.3降低氨逃逸的優化措施:⑴根據煙氣中SO2含量,合理控制液氨的投加量,避免加氨量過大而造成氨的揮發。⑵提供噴淋吸收段的霧化效果,高效噴淋洗滌煙氣中的SO2,確保除霧器填料及噴頭運行狀態良好。⑶加強監控煙氣溫度、吸收液pH、濃度、液氣比等工藝參數,提高液氨的利用率。

2.2 氣溶膠

2.2.1原因分析:⑴在氨法煙氣脫硫過程中,煙囪排出的煙氣所夾帶的氨水揮發逃逸出氣態氨與煙氣中未脫除的二氧化硫通過氣相反應,生產亞硫酸氫銨、硫酸銨等組分形成氣溶膠。⑵液氨吸收煙氣中二氧化硫后脫硫液滴被煙氣攜帶出,由于蒸發、煙氣氣體流速過快等作用,析出亞硫酸氫銨固體結晶形成氣溶膠[2]。

2.2.2危害:所謂的氣溶膠即“氣拖尾”現象。⑴亞硫酸銨和亞硫酸氫銨氣溶膠隨凈煙氣排放,造成氨的損耗,成為氨法脫硫技術發展的瓶頸。⑵堵塞除霧器,對脫硫裝置正常生產運行造成影響。

2.2.3優化措施:⑴采用低溫度的工藝水等措施來降低煙氣攜帶的亞硫酸銨反應產物,以凈化煙氣排出的環境質量,降低煙氣攜帶水分。⑵嚴格控制脫硫系統的熱、水平衡,使煙氣排出溫度控制在45℃-50℃。⑶嚴格控制煙氣進入脫硫塔吸收段溫度

2.3 脫硫塔超溫現象

2.3.1原因分析:二級循環泵入口過濾器頻繁堵塞、二級噴淋量小易造成吸收塔超溫。在超溫時蒸發量小、補水量增大,造成吸收塔液位高而無法正常沖洗、稀硫銨副線無法正常開啟。

2.3.2危害:⑴長期超溫,會嚴重損壞塔內件。⑵降低脫硫效率,對整個脫硫系統運行造成惡性循環。

2.3.3優化措施:建議在泵入口過濾器前增加一個導淋,增加一股沖洗水。或者對過濾器孔徑根據工藝運行實際情況進行選型。

2.4 脫硫塔內壁上部出現硫酸銨結晶掛壁現象

在調試階段,脫硫系統原始開車初次上液后,雖然脫硫液的pH控制在5~6,但脫硫液中無硫酸銨結晶沉淀。打開人孔檢查發現:在脫硫塔塔體上部有近30mm厚的硫酸銨結晶掛壁,有的已經脫離塔壁落人塔底。

2.4.1原因分析

除霧器沖洗次數及沖洗水量過多,且液氨未能連續補給,使得脫硫液中的液氨濃度降低,造成脫硫效率低,導致煙氣帶出的氣相氨與高含量的SO2,反應生成硫酸銨,附著在塔壁上。此外還存在其他原因,如:⑴氧化風分布異常,導致氧化率下降,硫酸銨結晶差。⑵加氨量過大,造成脫硫塔pH偏高,硫酸氨結晶變細,離心機無法分離出料。⑶灰分、油分等雜質對硫酸銨的晶型和結晶過程存在復雜影響。

2.4.2危害

脫硫塔內壁產生硫酸銨結晶會導致后處理系統出料不暢,造成脫硫塔超溫將影響整個脫硫系統的正常運行。

2.4.3優化措施

用便攜式氣體檢測儀每天檢測脫硫塔出口凈煙氣中SO2含量;其次,及時加氨并合理控制除霧器沖洗次數及水量,保證脫硫效率。按優化措施處理后,煙氣脫硫系統運行5天后便出現了硫酸銨結晶沉淀。

2.5 脫硫液濃度高、硫酸銨晶體小

2.5.1原因分析及危害

在運行中,取脫硫液分析,其結果顯示硫酸銨結晶質量濃度達20%,但將脫硫液送入離心機又分離不出硫酸銨,且還會造成離心機振動嚴重。由于脫硫液中固含量過大,阻礙硫酸銨晶體長大[3],使得硫銨處理系統無法出料,造成脫硫塔超溫、脫硫效率降低等后果。

2.5.2優化措施

操作人員每班需測脫硫塔濃縮段硫酸銨漿液的固含量,當脫硫塔內的硫銨結晶漿液濃度約為5~15%(含固量)時,及時安排出料。

2.6 電除塵運行效率低

因靜電除塵器的除塵效果不好,導致進入脫硫塔的煙塵含量嚴重超標,硫酸銨飽和液的晶體不能較好地聚集成核,氧化段、濃縮段、循環槽底部沉積大量的淤泥,致使硫酸銨系統無法正常出料。經借鑒經驗和長期摸索,將循環槽、氧化段的濃液需經過濾泵再進入壓濾機過濾,清液返回脫硫塔[4],同時加強電除塵運行的管理,以保證副產品合格。

3 結論

煙氣氨法脫硫工藝屬于回收法,將煙氣中的SO2作為資源,回收生產使用價值較高的硫酸銨,減少污染,變廢為寶,達到了以廢治廢的目的,且無二次污染,通過在運行過程中逐步優化工藝、改進設備,并且采取設備的防腐、防磨措施,可進一步提高脫硫效率,提升經濟和環境雙重效益,實現清潔生產。

參考文獻

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[2] 徐啟明.氨法脫硫裝置存在問題及解決方案[J],大氮肥,2013,36(2).

[3] 高建強,羅翔啟.淺析氨法脫硫脫硫結晶存在的問題及處理措施[J],大氮肥,2016(2):102-105.

[4] 周大明,張波,王志武.煙氣氨法脫硫的可行性優勢及工業運行簡介[J],化工設計通訊, 2011,37(3).

第6篇

1 粉煤灰概述

粉煤灰主要是電廠燃煤排放的工業固體廢物,其主要由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等構成。在我國,粉煤灰的放量相對較大,且在電力事業不斷發展的背景下呈上升趨勢。如果大量粉煤灰不盡心妥善處理,會給人們的生活帶不便且造成嚴重的環境污染問題。

1.1 粉煤灰的性質

一般粉煤灰的粒徑為2.5~300 μm,幾何粒徑平均為40 μm;比表面積通常為2 500~5 000 cm3/g,其密度通常為2.3~3.0 g/cm3,堆積密度為0.55~0.67 g/cm3,孔隙率通常為60%~75%。通常在顯微鏡下,粉煤灰是玻璃體、結晶體與少量未燃碳的復雜混合物,其中包括磁鐵礦、石英、赤鐵礦與莫來石等。其中玻璃體包括形狀不規則的小顆粒與球體形玻璃 體粒子,未燃碳則呈現疏松多孔狀。

1.2 粉煤灰處理廢氣廢水的機理

從粉煤灰的理化性質來看,其表面疏松,空隙孔洞較多,而且比表面積、表面能相對較高,而且還存在著混多硅、鋁活性點,因此其具有較強的理化性質。粉煤灰的物理吸附能力由其多孔性與比表面積決定,比表面積越大,吸附能力則越強。粉煤灰的化學吸附能力主要由其表面的AL-O-AL鍵與Si-O-Si和具有極性的分子發生偶極吸附,或者是粉煤灰中帶有正電荷的硅酸鈣、硅酸鋁與硅酸鐵等與陰離子形成離子對吸附。粉煤灰在除去廢氣廢水在中有害物質時,通常是利用其吸附功能,但在特殊的情況下,也會產生過濾與沉降效果。同時,由于粉煤灰是由多種顆粒物質結合而成,孔隙率相對較大,廢氣廢水在通過粉煤灰時能夠被過濾到一些有害物質,但是其沉降與過濾作用只能夠在廢氣廢水處理中起到輔助作用。此外,由于粉煤灰是由SiO2、FeO、Al2O3、Fe2O3等堿性物質構成,可以與廢氣廢水中的酸性物質發生化學反應,中和其中的酸性物質。另外,粉煤灰中未燃碳比表面積加大,且為多孔結構,因此能夠在廢氣脫硫脫硝中作為吸附劑使用,除去廢氣中的氮氧化物與硫化物。

2 粉煤灰在處理廢水中的具體應用

各專家學者對粉煤灰應用于處理廢水方面進行了大量的研究與試驗,并取得了非常好的成績。下面就簡單介紹一下粉煤灰在幾種污水中的應用。

2.1 粉煤灰在處理城市污水中的應用

城市廢水是由各種生活廢水構成,其成分非常復雜,呈現膠體與懸浮狀態,其中還含有硫化物、重金屬、有無等成分。因此,將處理工業廢水的有效辦法應用于處理城市生活廢水是很那達到預想效果的。有部分地區環保部門利用粉煤灰的吸附、過濾、沉降等作用機理,將其投入到處理城市廢水的工作中,并取得了良好的專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net效果。其具體處理程序如下:城市污水進入灰水處理池后,按照100:1的水灰比加入粉煤灰進行充分攪拌,待到2~10 min后,向其中加入一定濃度的聚合鋁絮凝劑或其他試劑,之后將其引入升流塔盡心變速處理,滯留30 min后,再將混合液體導入斜管沉淀池,同時再次加入聚合鋁絮凝劑或其他試劑,最后進行70~90 min的沉淀分離。程序完成后,要對處理過的水體進行檢測,當COD下降到國家水質標準后就可將處理水排除,若COD沒有下降到標準程度,則要對污水進行進一步處理。該處理城市廢水的工序有效利用了粉煤灰的吸附能力,以及在處理污水過程中形成較為分散的絮凝核,提高了絮凝效果,使絮體加速生成,并與粉煤灰形成高濃度活性泥渣層。

2.2 粉煤灰在處理造紙廢水中的應用

某地區環保部門將粉煤灰應用于已經完成一級處理的造紙廢水的后續處理技術試驗中。該試驗的處理過程為以下三步。①混合:將電廠的粉煤灰按一定比例加入到將要處理的污水中,并進行充分攪拌混合,使粉煤灰最大程度的發揮其吸附與絮凝作用;②沉降:待到攪拌混合均勻后,將污水引入沉降池,使污水流速迅速下降,并在支重力的影響下,使粉煤灰的絮凝物與吸附物發生沉降;③自凈:隨著沉降與水流的作用,水體上部的清潔水被引入自凈池進行澄清,剩余的懸浮物進行進一步的沉降。利用該技術工藝能后有效的處理經一級處理的造紙污水的效果明顯,并且在實際的工作中進行嚴格的水質監測,保證處理系統的有效運行。

2.3 粉煤灰在處理印染廢水中的應用

印染廢水中主要含有漿料、染料、助劑與其他各種化工物質,污染性較強,因此必須進行相應的有效處理。近些年來科研人員對粉煤灰進行了相應研究,利用其吸附、混凝作用來對印染污水進行處理,并取得了良好的專業提供論文寫作、寫作論文的服務,歡迎光臨dylw.net效果。以哈爾濱地區為例,建立了以粉煤灰處理技術為主的日處理4 000 t印染污水裝置,各項水質指標基本達到了國家標準。粉煤灰在處理印染污水中具有占地少、運行費用較低、管理簡便以及治污效果好等優點,非常適合中小印染廠的印染污水處理。

3 粉煤灰在處理廢氣中的具體應用

近些年來,各國都加大了對粉煤灰在煙氣脫硫技術中應用研究,并取得了一定的成果。它們的共同點就是在粉煤灰中加入粘結劑后熟石灰,以提高煙氣的脫硫效果。較之以前的純石灰脫硫技術,加入粉煤灰后的脫硫技術效果更好。這主要是由于吸收劑的比表面積相對較大,致使氣-固反應相對較快。在粉煤灰與石灰的配比比例與反應溫度適宜時,廢氣脫硫率可高達90%以上。以日本北海北海道電力公司開發的粉煤灰干法脫硫技術工藝為例,整套工藝就是使用粉煤灰脫硫劑進行煙氣脫硫的。該技術工藝提高了粉煤灰的利用率,實現了脫硫率大于90%的效果,高質量的完成了粉煤灰廢氣的任務與作用。

4 結 語

作為新型廢水廢氣處理劑的粉煤灰,其原料來源較為廣泛,價格相對低廉,處理技術流程簡單便捷,在處理廢氣廢水中具有非常好的效果,很好實現了“垃圾是放錯地方的資源”的觀點,拓寬了保護環境的方式。但是由于我國在該方面的技術研究相對較晚,當前還主要出于實驗室研究的階段,沒有實現大規模的應用。國家與相關科研單位只有加強相關方面的研究,才能實現粉煤灰在處理廢水廢氣中的利用效果。

第7篇

【關鍵詞】 劣質重油 改質加工 現狀 前景

改革開放以來,我國國內石油需求量呈現出一種逐年上升的趨勢,同時,石油對外依存度也不斷的提升,已經超過了50%。隨著世界原油需求量的持續升高,原油的資源也呈現出一種劣質化的表現,近幾年來全球增產原油大多都為重質原油,有關數據統計,重質原油與非常規原油的產量已經超過1億噸,據劍橋能源年會的預測,截止到2013年,油砂瀝青會成為最重要的非常規原油。因此,超重原油以及油砂瀝青的加工必然會是下一階段煉化企業需要面臨的重要問題。

1 超重原油的特點

目前世界常規原油探明儲量為13220億桶,具體的儲量與分布情況詳見表1。

超重原油儲量最豐富的國家是委內瑞拉,與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、高殘炭、高氮、高芳烴含量、高金屬含量,且減壓瓦斯油與渣油的含量也超過了70%,性質較差,比重較差,很難進行脫鹽和脫水;黏度較高,難以進行管理和運輸;氮和硫的含量較高,進行加氫處理的難度較大;減壓瓦斯油數量大,芳烴和氮的含量高,催化和劣化的難度較高;減壓渣油數量大,鐵、釩、瀝青、殘炭的含量高,在焦化處理過程中會出現大量的焦炭,在處理時需要在高溫高壓及氫氣的條件下進行。

2 劣質重油加工技術

劣質重油的渣油含量很高,加工的核心技術就是通過渣油與減壓瓦斯油提高輕質油的收率,劣質重油的渣油具有高硫、高殘炭、高氮、高金屬的特征,對于加工工藝的要求很高。目前,較為成熟的劣質重油加工工藝包括焦化、渣油加氫和催化劣化幾種。目前,加拿大油砂瀝青渣油均使用焦化處理工藝;渣油加氫的工藝包括沸騰床、固定床、移動床+固定床、懸浮床等方式,能夠處理劣質重油與瀝青。

2.1 焦化技術

焦化技術能夠處理成本劣質的原料,已經成為一種常用的重油加工過程,就世界范圍來看,焦化裝置的處理能力可以超過3億噸/年,美國加工劣質重油的比例已經呈現出一種逐年上升的趨勢,加工原油的含硫量上升約0.27%個百分點,原油重度API°下降了約1個單位,但是,焦化能力在近年來卻增加2750萬噸/年,究其根本原因,是由于焦化裝置的操作費用和投資都相對低廉,能夠加工高金屬、高硫和高殘炭的劣質重油。

2.2 渣油沸騰床加氫裂化技術

渣油沸騰床加氫裂化第二代與第三代催化劑已經研制成功,該種催化劑能夠大幅的改善加工裝置的性能,尤其是脫殘炭、脫硫以及產品的安定性,可以在渣油轉化率為80%到85%的條件下煉制出低硫燃料油。美國先進煉油技術公司為了解決油渣沸騰床加氫裂化裂化設備未轉化油渣以及設備結垢的問題,添加了減少沉積物的催化劑,與傳統的催化劑相比,在脫金屬、脫硫、脫殘炭以及渣油轉化率高的情況下,能夠減少反應過程中沉淀物的產生。

2.3 懸浮床加氫裂化工藝

懸浮床加氫裂化工藝能夠用于劣質重油的加工,但是其加工的產品需要進行深度裂解、脫硫和二次脫硫,就會導致加工費用升高,該種工藝是處理劣質重油很好的手段。

3 劣質重油加工技術展望與前景分析

3.1 改善焦化工藝

焦化工藝能夠很好的改善劣質重油,是現階段下煉油廠使用最多的工藝,在未來階段下,應該將劣質重油焦化裝置的設計重點放置在減少焦炭產率、提高液體產品產率、降低操作費用和減少裝置投資之上,劣質重油的瀝青質和殘炭的含量很高,在使用焦化工藝進行加工時會導致加熱爐生焦傾向升高,因此,除了減少焦炭產率、提高液體產品產率以外,還要使用科學的方法緩解加熱爐的結焦。

3.2 完善劣質重油加工組合工藝

為了將劣質重油資源最大限度的利用起來,需要不斷的完善劣質重油加工組合工藝,如焦化+沸騰床加氫裂化技術、沸騰床加氫裂化技術+溶劑脫瀝青+瀝青氣化技術等。

3.3 擴大氫氣的來源

很多地區的劣質重油都有著高氮、高硫、高金屬含量和高殘炭的特征,在轉化以及生產油品的過程中會消耗到大量的氫氣,使用焦化工藝在加工劣質重油時會產生石油焦、應用溶劑脫瀝青加工工藝會產生脫油瀝青,如果將其作為氣化工藝的原料,就能夠解決以上的弊端,生產過程中產生的氫氣也可以為后續的加氫過程提供氫源。

3.4 發展懸浮床加氫裂化技術的產業化

在應用延遲焦化技術加工劣質重油時會出現大量的低價值焦炭,使用沸騰床加氫裂化技術加工劣質重油的轉化率也不高。近些年來,隨著技術水平的發展,懸浮窗加氫技術得到了迅速的發展,該種技術能夠將原料渣油的轉化率全面的提升,幾乎可以將其完全轉化為餾分油。在未來階段下,發展懸浮床加氫裂化技術的產業化能夠提升劣質重油的轉化率。

4 結語

近年來,國際石油需求量逐年上升,而輕質原油的量不斷減少,劣質原油的開采比例不斷提升,超重原油硫、殘炭、氮、重金屬的含量偏高,這也對煉油企業的加工工藝提出了一定的挑戰,為了滿足經濟發展和原油儲備的需求,我國的煉油企業必須要不斷開發新技術,實現劣質重油加工技術的全面發展。

參考文獻:

第8篇

關鍵詞:BP神經網絡,半干法脫硫工藝,鈣硫比

一、引言

循環流化床煙氣脫硫工藝是半干法脫硫工藝的一種,是使用粒狀脫硫劑及其他各個因素在脫硫塔內相反應以降低煙氣中的SO2含量。該工藝具有流程比較簡單、較少的耗水量、平均投入資金少、固化排出物、無廢水排放等優點。此工藝與濕法脫硫工藝相比,相對成本低比較低,對于很多熱電廠是很好的選擇,受到了眾多熱電廠的青睞。

在脫硫過程中如何控制凈煙氣中SO2含量、降低鈣硫比是目前研究的重點和難點,也是半干法脫硫工藝目的所在。國家已經訂立了強制性的二氧化硫排放標準,即由400mg/Nm3進一步嚴格控制為200mg/Nm3的限值,并且增加了監管力度。這對于目前的脫硫系統是一個重大的考驗。由此,二氧化硫的排放量的預測在實際工作的重要性也不盡凸現出來。然而目前對于循環流化床煙氣脫硫工藝的預測的研究比較少,這嚴重阻礙了脫硫工藝的發展。通過合理及準確的預測二氧化硫的排放量,可以很好的確定在脫硫中各個因素所占的比重,從而為下一步的優化提供有力的證據和科學依據。對于企業來講,也可以據此調整產業結構,減低成本。

本文中采用的數據為國家某電廠脫硫數據,此電廠自2008年設計和改造了脫硫除塵系統,屬于典型的經預除塵后煙氣先脫硫后除塵的布置方式,其設計鈣硫比為1.3,但是實際運行中,鈣硫比高達2.3~2.5,極大的增加了脫硫裝置的運行成本,經廠家多次調試和改造,沒有明顯改善。BP神經網絡是一種多層前饋型神經網絡,目前的研究發現,三層的神經網絡可以模擬從輸入到輸出的任意非線性函數映射關系,其權值的調整采用反向傳播的學習算法。其主要應用于四個方面:函數逼近,模式識別,分類,數據壓縮。經過調整權值,實現對數據的在精確范圍內的預測,輔助下一步的優化工作。

二、構造BP神經網絡模型

構建神經網絡一般需要進行三個步:神經網絡生成,初始化權值和仿真。

BP神經網絡的學習規則是要保證網絡權值和閥值要沿著負梯度方向修正,以實現映射函數的最快下降方向。其基本形式為:

wk+1=wk-ηkdk

其中wk為權值或閥值矩陣,dk是映射函數的梯度,ηk是學習率。

假設三層BP神經網絡,輸入節點xi,隱層節點hj,輸出節點yl,輸入層節點與隱層節點之間的權值為wji,隱層節點與輸出層節點之間的權值為vlj,θi為相應的閾值。輸出節點的期望值為tl。

隱層節點的輸出:hj=f(∑iwjixi-θj)=f(netj)

其中netj=∑iwjixi-θj

輸出節點的輸出: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

輸出節點誤差為:Evlj=∑nk=1Eykykvlj=Eylylvlj

1. 誤差函數對輸出節點求導:

Ewlj=∑nk=1Eykykvlj=Evlylvlj

2. 誤差函數對隱層節點求導:

Ewji=∑i∑jEylylhjhjwji

3. 閥值的修正:

在修正權值的過程中,也應該考慮對閾值的修正,其修正原理同權值修正基本一致。

誤差函數對輸出節點閥值求導:

Eθl=Eylylθl

誤差函數對隱層節點閥值求導

Eθj=∑Eylylhjhjθj

f(x)=11+e-x

4. 傳遞函數:

f(x)=21+e-x

S型傳遞函數

三、數據分析

在循環流化床煙氣脫硫工藝中,影響脫硫效率的因子比較多,主要分為5部分:原煙氣、凈煙氣、水路部分、增壓風機部分和吸收劑部分。其中原煙氣包括:硫化床阻力、塔前溫度、塔前壓力、塔后壓力、氧含量、平均壓差和二氧化硫含量;凈煙氣包括:二氧化硫含量、氧含量、粉塵濃度、出口壓力、出口溫度、煙氣流量;水路部分包括:出口流量、回水流量、工藝水量;增壓風機包括:增壓風機電機電流信號、增壓風機入口擋板開度;吸收劑部分包括:吸收劑送風壓力、吸收劑給料機開度。其中塔前壓力和塔后壓力各有兩個監測點,平均壓差=塔后壓力—塔前壓力;工藝水量=出口流量—回水流量。

四、算法分析

在預測之前,首先需要對數據進行清理,除去數據中得一些噪音。數據清理在數據分析中是一個重要的步驟,對數據合理的清理可以加快算法收斂速率,提高預測準確度。本文中所采用的數據都為清理后的數據,保證了預測的準確度。

此外,由于數據中各個變量的變化差異比較大,在應用之前也需要對其歸一化處理。設數據中任意變量矩陣為X,X=x1,x2,…xn,則任意xi,i=1,2…n為此變量中得數據。歸一化處理:

X′=X/max(X)。

數據中得每一變量都經過此歸一化方法進行歸一化處理。

從數據中可以分析得到,該BP神經網絡模型的有21個輸入變量,即影響因素;1個輸出變量,此輸出為凈煙氣的二氧化硫的含量。在本文中,筆者采用三層BP神經網絡,輸入層包含21個神經元,隱含層包含了20個神經元,輸出層包含1個神經元。

圖1所示為利用BP神經網絡訓練的仿真;圖2所示為預測值與實際值得比較圖。

通過BP神經網絡的仿真訓練圖,我們可以看到,經過305次迭代神經網絡停止,預測精度約為0.0072。

圖1BP神經網絡仿真圖2預測值與原值比較圖

五、結語

通過仿真,利用BP神經網絡不斷的訓練,實現了對循環流化床煙氣脫硫工藝預測,并實現了預測值與實際值得比較。從實驗中,可以看出,預測值存在的一定的誤差。今后本課題的目標就是更加減小誤差值,盡量滿足預測的需要。

在符合實際情況下的高精度預測,對于預測主題是非常重要的。利用預測可是預知不利的情況,提前做好防范。并且可以為進一步優化提供了便利條件。利用預測值,可以客觀的驗證優化的效率及程度。(作者單位:河北大學管理學院)

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[3]展錦程,冉景煜,孫圖星. 煙氣脫硫吸收塔反應過程的數值模擬及試驗研究[J]. 動力工程,2008,28(3).

第9篇

1 我國火電廠煙氣脫硫技術的現狀

脫硫工藝在生產中所處的部位可分為:燃燒前的燃料脫硫,燃燒中脫硫和燃燒后的煙氣脫硫(FGD)。煙氣脫硫即在鍋爐尾部電除塵后至煙囪之間的煙道處加裝脫硫裝備,是控制SO2和酸雨污染最有效最主要的技術手段,為國內外廣泛應用。煙氣脫硫方法按有無液相介入可分為:濕法、半干法、干法、電子束法和海水法。其中濕法脫硫技術占85%左右,而石灰石—石膏濕法約占36.7%。目前,大型機組煙氣脫硫核心關鍵技術和設備仍然依賴于國外,投資和運行費用仍然居高不下,不適合我國國情。本文對當前我國火電廠煙氣脫硫一體化技術加以分析,提出存在的主要問題,并給出幾點改進的建議。

2 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術

2.1 主要工藝

石灰石—石膏濕法煙氣脫硫技術以石灰石漿液作為脫硫劑,在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌,使煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。主要流程為:煙氣從煙道引出后經增壓風機增壓,進入GGH煙氣加熱器冷卻進入吸收塔。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液充分接觸,除掉SO2后生成亞硫酸鈣和硫酸鈣,落入沉淀池。吸收塔排出的凈空氣,經GGH凈煙氣側加熱后進入煙囪,排向大氣。技術系統圖如圖1所示。

2.2 化學反應原理

石灰法:

SO2+CaO+1/2H2O——CaSO3·1/2H2O

石灰石法:

SO2+CaCO3+1/2H2O——CaSO3·1/2H2O+CO2

這種半水亞硫酸鈣含水率40%~50%,不易脫水,且難溶于水容易引起結垢。其中部分亞硫酸鈣與煙氣中的氧反應生成石膏CaSO4·2H2O無法利用。我們大多采用強制氧化,即向吸收塔下部循環氧化槽中鼓入空氣,使其充分氧化生成石膏,氧化率高達99%。脫硫副產品為石膏,可以回收利用。

石灰石—石膏濕法工藝成熟,最大單機容量超過1 000 MW;脫硫效率≥95%,Ca/S≤1.03;系統運行穩定,可用率≥95%;脫硫劑—石灰石,價廉易得;脫硫副產品—石膏,可綜合利用;且建設期間無需停機,經濟便捷。但該工藝系統復雜,一次性投資大;運行較多、運行費用高,占地面積大,耗水量大,造價高,副產品問題如處理不當,極易造成污染,在電廠沒有預留脫硫場地的情況下是有一定的難度,但它是目前應用最多,技術最為成熟的一種脫硫工藝,成熟度見表1。

3 我國火電廠煙氣脫硫技術存在的問題

3.1 煙氣脫硫技術自主創新能力很低

自主創新能力低下一直是我國發展各項先進技術的硬傷,在煙氣脫硫技術上也不例外。據統計,我國所有的脫硫公司中只有為數不多的幾家公司有30萬kW及以上機自主知識產權的煙氣脫硫技術,其他公司還在引進大量外國的脫硫技術,技術引進費和技術使用費等各項開支加大了公司的生產成本,而且引進回來的脫硫技術很大程度上不能與我國公司的實際狀況相符合,使用結果很不理想,因此就更談不上吸收再創造了。

3.2 煙氣脫硫市場的法制監管力度不夠

在大力宣傳生態環保生產的國際大環境下,脫硫市場的規模和范圍也呈逐漸擴大趨勢。然而我國的各種脫硫環境、市場還不夠成熟,雖然各種與脫硫環保有關的企業順勢大批量的出現,但是在脫硫人才的選擇、脫硫技術的標準,脫硫公司的水平上還沒有明確的條文予以規定,相關制度的缺乏導致后期除了出現脫硫公司承包脫硫工程的效果不明顯,質量不合格的后果,還出現了部分工程招標存在走形式的現象。

3.3 部分脫硫設備難以實現高效穩定運行

一方面由于我國的脫硫自主創新技術能力低下,多數設備源自于國外,因此在引進、吸收、再創造上存在和大程度的不足,在后期的再設計上也出現了較大的缺陷,當機器出現故障時不能及時的修復,脫硫設備不僅停產運行還耽誤了工程進度。另一方面脫硫市場的法制等監管力度不夠強。為了獲得利益,火電廠存在不正當競爭也導致脫硫設備不能實現高效穩定運行。

4 對我國火電廠煙氣脫硫技術的幾點建議

4.1 加強我國脫硫技術的自主創新能力

加強自主創新能力必須要依靠國家的支持。一方面,國家要加大資金的投放比例,對自主創新脫硫技術并有較強的適用性的企業予以資金支持和獎勵,使脫硫主要裝置和設備實現國產化;另一方面,強調并落實自主創新的重點,降低工程造價和系統能源消耗并舉、提高設備可靠性和使用壽命并存。

4.2 加強對脫硫市場的法制監管力度

國家要制定相應的法律法規、政策制度,明確規定脫硫公司的市場準入標準,加強對從事煙氣脫硫的公司和相關產業領域的單位進行考核,根據考核結果進行清理和整頓,通過競爭實現脫硫公司的良性循環發展,并對各種招投標活動加強監測,降低形式主義的發生頻率,建立健全煙氣脫硫技術的全套規則,提高脫硫技術的整體水平。

4.3 在脫硫技術選擇上,應根據情況具體分析

應遵循經濟有效,可靠穩妥,資源節約,可綜合利用的總體原則,在滿足大氣排放標準的前提下,根據現有電廠可利用場地情況,工藝系統布置和煙氣系統設備等因素綜合考慮最優脫硫工藝。首先,SO2排放和脫硫率要滿足環保法規要求,不能盲目追求高效率。其次,選擇工藝技術成熟,運行穩定;有良好的應用業績,初投費用少,運行費用低;脫硫吸收劑有穩定可靠來源,且滿足脫硫需要;對煤種和機組容量適應性強,能適應燃煤含硫量一定范圍內的變化;脫硫副產品能夠回收再利用,不造成二次污染。最后,因地制宜,選擇系統簡單、占地面積小的易操工藝。

5 結 語

目前,脫硫脫硝技術的種類多樣,但是鑒于我國在人力、物力、財力等各方面的水平差距,在引進先進的技術設備、投資運行上還存在一定局限,所以我們必須在對各種有效的脫硫技術加以吸收的基礎上,再根據我國國情對其加以改進,爭取實現國產化,形成有效的脫硫技術,以改善生態環境。

參考文獻:

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