武汉市天虹仪表有限公司:TH-890系列烟气连续排放监测系统(CEMS)是在参考国外先进技术后,按照国家环保总局发布的《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》最新研制而成,其采用先进可靠的定电位电解法测量技术、光电测量技术及计算机网络通讯技术,实现了大气污染源污染物排放浓度和排放总量的连续监测和数据远程传送。 主要由烟气监测仪、烟尘监测仪、数据采集处理器等部分组成。用于对工业锅炉、工业窑炉、电厂锅炉等污染源烟道排气中的烟尘、SO2、NOX等主要污染物浓度进行实时连续的监测,同时提供烟气温度、压力、流速、含氧量等排放参数。系统自动处理采集后的数据,并通过污染源监控网络将数据传送至监控中心和环境管理部门,远端工作人员随时可得到实时数据及各种数据表格、报告。为我国实施污染物排放总量控制计划及酸雨控制计划提供了强有力的保障,并为排污收费制度的实施提供了科学的定量依据。天津市蓝宇科技有限公司:fb1000 1. 采用紫外差分吸收光谱法(DOAS)测量烟气组分浓度, 避免和消除了其他气体组份和颗粒物对被测烟气浓度的影响,提高了测量精度; 紫外差分吸收光谱法( DOAS)是美国EPA环保署和国家环保局联合推荐使用的监测技术,在《环境监测技术路线》(环办[2003]49号文件)中也明确规定应使用DOAS法监测环境空气; 2. 支持多 组份监测 , SO2及NOx浓度的测量使用一个监测探头,且增加监测参数不增加任何硬件成本; 3. 无需传统采样探头取样,直接在线测量,简化了测量仪器,降低了设备投资 成本; 4. 单边安装,结构简单,重量轻,既解决了仪器监测光路准直问题又节省了安装费用,更便于操作人员操作和校准; 5. 与稀释采样法的“点”测量相比,直接测量法属于“线”测量,测量范围较宽,数据稳定性好,更能客观地反映烟道内的实际情况; 6. 运行成本低,本系统每年的运行费用不超过 1万元; 7. 仪器具有零点和参考标准自动校准功能,并配有反吹系统和保护外壳,具有较强的防污染能力,延长了系统的维护周期; 8. 系统集光机电一体化监测技术、数据采集处理技术和计算机通信技术于一体; 9. 核心部件采用原装进口设备,性能稳定,可靠性高; 10. 系统可自动完成测量数据的分析处理和存储,并自动生成监测数据的时、日、月及年报表,并可定时打印; 11. 监测数据可通过网络上传至环保部门,系统可兼容拨号上网、 GPRS及局域网连接等多种信号传输方案; 12. 设备具有自诊断和自动报警功能。 太原中绿环保技术有限公司:TGH-YX型烟气连续监测系统这是个检测系统的一部分生产厂家网站 希望能解您的燃煤之极早日解决!谢谢!
CO的检验:同学们最统一的意见是用CO还原CuO,现象明显,操作简便。这时老师提出:“烟气中有没有O2?”同学们想想,纷纷点头,“有”,“那么CO和O2的混合气体遇热,可能会——” “爆炸”。上述方案被否定。接着同学们一一罗列了CO的物理性质和化学性质,最后焦点集中在CO的毒性上,确定用新鲜鸡血来验证:将烟气通过新鲜鸡血,鸡血颜色变为褐色;再将O2通入此血液,褐色变淡,但不能恢复原来的鲜红色,并用纯CO2代替烟气做对比实验。
尼古丁的检验:尼古丁又称烟碱,分子式为C10H14N2,它是烟草内的特征物质。最大的危害在于它的成瘾性,资料显示,它遇Hg(NO3)2溶液出现白色沉淀。 可以鉴别之。
醛类物质的检验:高二的学生显示出了优势,用银镜反应或新制Cu(OH)2来鉴定。
方案确定了,同学们大大的松了一口气。老师的问题又出来了,“烟从哪儿来?”一个嘴快的同学马上说:“用嘴吸。”话音刚落,教室里一片哗然,“明知有毒,还能用嘴吸?”“如何模拟人体吸烟,收集到烟气,是今天的家庭作业。”
第二天交来的作业可谓丰富多彩,有的是绘制的实验装置图,有的同学带来了大号注射器,还有同学带来了给气球打气的脚踩式打气器。同学们逐一把自己的设计方案介绍给大家,其它同学修订,补充,完善。
(5)做实验
模拟人体吸烟 同学们按自己设计好的方案进行实验。其中一个同学用KMnO4制取O2,通过燃着的烟丝,以求得烟气。实验中发现:烟丝不易点燃;O2流不稳;好不容易燃着的烟丝有熄灭了;烟气产量低等等。这种方案被淘汰了。经过反复实验,最后确定了三种模拟人体吸烟方案。
方法1:如下图,用橡皮管将注射器与香烟连接,点燃香烟,拉动活塞,即将烟气“吸”入注射器,再将香烟取下改装导管,将烟气压入新鲜鸡血中,验证CO的存在;或先在注射器内吸入20~30ml水(或洒精),再点燃香烟,拉动活塞,吸入烟气,震荡注射器,多次反复,制成烟气水(或洒精)溶液,以验证尼古丁和醛类的存在。
方法2:如下图,用橡皮管将点燃香烟和导管相连,导管深入新鲜鸡血或水中,用洗耳球在具支试管支管处吸气。
洗耳球
方法3:如下图,将打气器的进口处接上香烟,出口处联导管插入鸡血或水中。这种方法最大的优点是快捷,一支烟仅半分钟就“吸”完了。
烟气中有害成分的鉴定:将烟气和纯CO2分别通入新鲜鸡血,颜色均变为褐色;再分别通入O2 ,后者鸡血恢复鲜红色,而前者仍为褐色,证明了CO有毒。在鉴定尼古丁和醛时,也用了烟气的水溶液和烟气的酒精溶液作对比实验,后者现象更明显,也说明尼古丁和醛在酒精中溶解度大。
摘要: 高炉煤气的利用方式很多,目前我国最主要的利用方式是高炉煤气发电项目(包括燃烧高炉煤气和高炉煤气、煤粉混烧)。分析燃煤锅炉掺烧高炉煤气和全烧高炉煤气后的工况变化,并提出改造措施,对钢铁行业的燃煤锅炉改造具有借鉴意见。 更多高炉煤气论文请进:教育大论文下载中心
关键词:高炉煤气;燃煤锅炉;掺烧
在钢铁企业的生产过程中,消耗大量的煤炭、燃油和电力能源的同时,还产生诸如高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气等二次能源,所产生的这类能源,除了满足钢铁生产自身的消耗外,剩余部分用于其他行业或民用。
高炉煤气是炼铁的副产品,是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石部分还原作用产生的一种煤气,无色无味、可燃,其主要可燃成分为CO,还有少量的H2,不可燃成分是惰性气体、CO2及N2。CO的体积分数一般在21%-26%,发热量不高,一般低位发热值为2760-3720kJ/m3。高炉煤气着火温度为600℃左右,其理论燃烧温度约为1150℃,比煤的理论燃烧温度低很多。燃烧温度低,使得高炉煤气难以完全燃烧,且燃烧的稳定性差。由于高炉煤气内含有大量氮气和二氧化碳,燃烧温度低、速度慢,燃用困难,使得许多钢铁企业高炉煤气的放散率偏高。利用高炉煤气发电,由于燃料成本低,系统简单,减少了燃料运输成本及基建费用,可以缓解企业用电紧张局面,减少CO对环境的污染,取得节能、增电、改善环境的双重效果,既能为企业创造可观的经济效益,又能创造综合社会效益。
根据现在钢铁行业中高炉煤气的主要利用方式,本文对燃煤锅炉掺烧高炉煤气和燃煤锅炉改造为全燃高炉煤气锅炉做了理论分析和相应的改造措施。
1 掺烧高炉煤气对锅炉性能的影响
1.1 对炉膛内燃烧特性的影响
燃煤锅炉中掺烧高炉煤气时,由于高炉煤气的低位发热量很低(2760
-3720kJ/m3),而一般的烟煤的低位发热量约为18000kJ/kg,因此,炉膛中的理论燃烧温度必定下降,导致煤粉燃烧的稳定性变差,煤粉颗粒的不完全燃烧量增多,从而增加飞灰含碳量,机械不完全燃烧损失增加,锅炉效率降低。另一方面,掺烧高炉煤气后,送入炉膛内的吸热性介质增多,烟气的热容量增大,火焰中心的温度水平下降,火焰中心位置上移,导致煤粉在炉膛内的停留时间缩短,也造成煤粉的不完全燃烧,飞灰含碳量增加。第三,掺烧高炉煤气后,炉膛内烟气量增加(表1),炉膛内的烟气流速增加,从而缩短了煤粉颗粒在炉膛内的停留时间,也造成了煤粉的不完全燃烧。第四,掺烧高炉煤气后,高炉煤气中存在的氮气等大量的惰性气体阻碍可燃成分与空气的充分混合,减少发生燃烧反应的分子间发生碰撞的几率,导致燃烧不稳定,煤粉颗粒燃烧不完全,增加了飞灰含碳量。可见,掺烧高炉煤气后,飞灰的含碳量增加,锅炉效率降低。试验证明[1],从飞灰含碳量的角度来看,如果不提高炉膛的温度水平,高炉煤气的最佳掺烧率应该在25%以内。
表1燃料产生1MJ燃烧热的烟气量
众所周知,固体的辐射能力远远大于气体,燃高炉煤气产生的烟气中所含有的具有辐射能力的三原子气体所占的份额远远低于燃煤,在燃气中占很大一部分的N2等双原子气体不具备辐射能力,而且,高炉煤气燃烧产生烟气中三原子气体主要是CO2和少量的H2O,CO2的辐射能力要低于H2O,因此,掺烧高炉煤气后,炉膛内火焰辐射能力减弱,更多的热量流往后面的过热器和尾部烟道。掺烧锅炉煤气后,炉膛内的热交换能力下降,对于以炉膛水冷壁为主要蒸发受热面的锅炉,如果锅炉结构不做调整,则锅炉的蒸发量下降。
1.2 对炉膛后烟道的传热特性影响
以对流换热为主的过热器系统,吸收烟气热量主要取决于传热温压和传热系数。对于燃煤和掺烧高炉煤气的锅炉来说,两者的炉膛出口烟温相差不大[2],因而其传热温压也相差不大。但是掺烧高炉煤气锅炉的烟气体积流量要比燃煤锅炉大,对流受热面的烟气流速增加,因此提高了传热系数,使得过热器吸热量增加,导致过热器出口温度过热。同样,烟气量增加,如果炉膛后的受热面不改变,则布置在炉膛后烟道中的过热器,省煤器,空气预热器吸热量增多,但是不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平,因而排烟温度升高,排烟热损失增加。
2 全烧高炉煤气对锅炉性能的影响
2.1 对炉膛内燃烧特性的影响
高炉煤气中大量的惰性气体N2、CO2等在燃烧时不参与燃烧反应,相反,还吸收大量可燃气体燃烧过程中释放的热量,使得高炉煤气的燃烧温度偏低。虽然高炉煤气是气体燃料,理论燃烧温度(-1150℃)要远低于煤粉颗粒(1800℃-2000℃),但是高炉煤气中含有的大量惰性气体会阻碍火焰传播,使火焰的传播速度变慢(例如层流火焰传播速度仅为0.3-1.2m/s),因此,要保证燃烧的稳定性,必须提高燃烧温度。高炉煤气中几乎不含灰分,燃烧时,火焰基本上不产生辐射能量,只有燃烧产生的烟气中的三原子气体具有辐射能力,高炉煤气中大量的氮气不具备辐射能力,所以燃高炉煤气的锅炉,炉膛中的烟气辐射传热能力要低于燃煤锅炉。因此,炉膛内水冷壁的吸热量降低,导致锅炉蒸发量减少。
2.2 对炉膛后烟道的传热特性的影响
由于高炉煤气中几乎不含有灰尘,所以,燃烧高炉煤气产生的烟气中的飞灰可以忽略不计,因此,对流受热面的污染系数ξ很低,只有0.0043,而对于燃煤锅炉,当烟气流速为10m/s时,污染系数ξ为0.019[3],可见,燃烧高炉煤气后,对流受热面的热有效系数增大,使得对流受热面的吸热量增多。
高炉煤气中含有大量的惰性气体,产生相同燃烧能量的高炉煤气生成的烟气量要大于纯燃煤时产生的烟气量,因此流经对流受热面的烟气量增大,烟气流速增加,导致对流传热的传热系数变大,对流吸热量增大,因此,吸收对流受热面热量的过热蒸汽温度升高。同样,烟气量增加,如果炉膛后的受热面不改变,则布置在炉膛后烟道中的过热器,省煤器,空气预热器吸热量增多,但是还不足以使得排烟温度降低到以前的温度水平,排烟温度升高,排烟热损失增加。
3 掺烧高炉煤气后的改造措施
由以上的分析,为了解决掺烧高炉煤气后出现的一系列问题:炉膛温度下降;过热蒸汽温度升高;飞灰含碳量增加;排烟温度变大等,提出下面的解决方案。
3.1 改造燃烧器
高炉煤气燃烧器一般布置在煤粉燃烧器的下部,当高炉煤气燃烧器具有充当锅炉启动燃烧器的功能时,这种布置可以获得燃烧和气温调节两方面的好处。如果以高炉煤气借助煤的燃烧来稳燃的话,则只对气温调节有利。由于混烧高炉煤气后,炉膛中火焰的中心位置上移,造成煤粉燃烧不完全,排烟温度升高等问题,因此,可以采取让燃烧器位置尽量下移,燃烧器喷嘴向下倾斜等方法,降低火焰中心位置,增加燃料在炉膛内的停留时间。选用能强化煤粉燃烧的燃烧器,如稳燃腔煤粉燃烧器[4],加强煤粉颗粒的燃烧,减少飞灰含碳量,提高锅炉效率。
3.2 改造过热器
掺烧高炉煤气后,炉膛内辐射吸热量减少,对流吸热量增加,因此在实际允许的情况下,增加较多的屏式过热器,相应的减少对流过热器受热面,这样,可以照顾到全烧煤和掺烧高炉煤气工况下过热器的调温性能,避免过大的增加减温水量。
3.3 改造省煤器
掺烧高炉煤气后,炉膛内的辐射吸热量减少,直接影响了锅炉蒸发量下降,导致锅炉出力降低,另外,掺烧高炉煤气后,烟气量变大,排烟温度升高,因此,在炉后烟道内增加省煤器换热面积,采用沸腾式省煤器,要保证其沸腾度不超过20%,否则因省煤器内工质容积和流速增大,使省煤器的流动阻力大幅增大,影响锅炉经济性。增加省煤器换热面积,提高了省煤器的吸热量,降低了过高的排烟温度,减小了排烟损失,提高了锅炉效率。
4 全烧高炉煤气后的改造措施
4.1 炉膛改造
燃煤锅炉的炉膛内辐射传热能量很大,炉膛内配置了相应的大量的水冷壁吸收辐射热,改燃高炉煤气后,炉膛内辐射能量减少,过多的水冷壁吸收大量的辐射热能会使得炉内的温度进一步下降,加剧了高炉煤气燃烧的不稳定,因此,敷设卫燃带,降低燃烧区下部炉膛的吸热量,进一步提高燃烧区炉膛温度,改善高炉煤气燃烧的稳定性。增加了卫燃带后,减少了水冷壁的面积,锅炉蒸发量减少,为了保证锅炉的蒸发量,就必然要提高高炉煤气量,提高炉膛的热负荷,但是,高的炉膛热负荷也提高了烟气量和炉膛出口温度,导致过热蒸汽超温和排烟温度升高,锅炉效率下降,因此不可能通过无限制的提高炉膛热负荷来提高锅炉的蒸发量。锅炉改烧高炉煤气后,炉膛内的热交换能力显著下降,对于以炉膛水冷壁作为其全部蒸发受热面的锅炉,如果锅炉的结构不允许做较大的改动,蒸发量必定下降。
4.2 燃烧器改造
对于高炉煤气来讲,动力燃烧即无焰燃烧其火焰长度短、燃烧速度快、强度大、温度高,是一种比较合适的燃烧方式,但因其体积大、以回火、噪音高、负荷调节不灵活,且流道复杂,成本高,实际中采用很少。而采用扩散燃烧不但火焰太长,而且混合不好,燃烧不完全,不适合高炉煤气。实际中大多数采用预混部分空气的燃烧方式,这种形式的燃烧器结构简单、不易回火、负荷调节灵敏,在煤气的热值和空气的预热温度波动的情况下能保持稳定的工作,调节范围宽广,在锅炉最低负荷至最高负荷时,燃烧器都能稳定工作。
燃烧器的布置主要考虑以下几点:火焰应处于炉膛几何中心区域,使火焰尽可能充满炉膛,使炉膛内热量得以均匀分配,受热面的负荷均匀,不会形成局部受热引起内应力增大,防止受热不均匀。对于布置高度,在不影响火焰扩散角的情况下,燃烧器低位布置,有利于增加煤气燃烧时间,保持炉温均匀。
4.3 过热器的改造
改燃高炉煤气后,烟气量增大引起过热蒸汽超温,可以通过适当减少过热器的面积来控制过热蒸汽的温度在规定范围之内。也可以通过增加减温器的调温能力,来控制过热蒸汽的温度。
4.4 增加煤气预热装置
加装煤气预热器一方面可以进一步降低排烟温度,提高锅炉效率,另外一方面,可以增加入炉能量,提高燃烧温度,增强火焰的辐射能力,改善高炉煤气的着火和燃尽条件。研究证明[5],高炉煤气温度每提高10℃,理论燃烧温度可以高4℃。但是由于高炉煤气的易燃性和有毒性,要求与烟气之间的换热过程严密而不泄露,理论上只能采用分离式热管换热器。
4.5 省煤器的改造
改烧高炉煤气后,排烟温度升高,锅炉蒸发量下降,因此,增加省煤器面积,采用沸腾式省煤器可以提高省煤器的吸热量,降低过高的排烟温度,减小排烟损失,提高锅炉效率。另一方面,高炉煤气锅炉炉内火焰黑度和炉内温度低,故不宜单纯以增加敷设受热面的面积来提高锅炉蒸发量,而采用沸腾式省煤器来弥补锅炉蒸发量的减少,这是提高锅炉出力的有效措施。
4.6 尾部烟道的改造
由于高炉煤气发热量低,惰性气体含量高,因此燃用高炉煤气时,锅炉的烟气量及阻力都讲增加,为此,一般须考虑扩大尾部烟道流通面积降低流动阻力及增加引风机的引风能力。
4.7 燃气安全防爆措施
从安全方面考虑,有必要建立燃气锅炉燃烧系统,包括自动点火、熄火保护、燃烧自动调节、必要的连锁保护方面的自动化控制。同时为了减轻炉膛和烟道在发生爆炸时的破坏程度,燃气锅炉的炉膛和烟道上应设置防爆装置。此外燃气系统应装设放散管,在锅炉房燃气引入口总切断阀入口侧、母管末端、管道和设备的最高点、燃烧器前等处应布置放散点。采取了以上安全措施后,可以确保锅炉处在安全运行之中。
参考文献:
[1]湛志钢,煤粉、高炉煤气混烧对煤粉燃尽性影响的研究[D].[硕士学位论文].武汉:华中科技大学,2004.
[2]姜湘山,燃油燃气锅炉及锅炉房设计[M].北京:机械工业出版社,2003.
[3]范从振,锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,1986.
[4]陈刚、张志国等,稳燃腔煤粉燃烧器试验研究及应用[J].动力工程,1994(12).
[5]刘景生、王子兵,全燃高炉煤气锅炉的优化设计[J].河北理工学院学报.
关于雾霾的论文
雾霾是雾和霾的组合词。因为空气质量的恶化,阴霾天气现象出现增多,危
害加重。
中国不少地区把阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统
称为“雾霾天气”。
雾霾,顾名思义是雾和霾。但是雾是雾,霾是霾,雾和霾的区别很大。
二氧化硫、
氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成,前两者为气态
污染物,
最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在
一起,
让天空瞬间变得灰蒙蒙的。
颗粒物的英文缩写为
pm,
北京监测的是
pm2.5,
也就是直径小于
10
微米的污染物颗粒。这种颗粒本身既是一种污染物,又是重
金属、多环芳烃等有毒物质的载体。
城市有毒颗粒物来源:如汽车尾气;北方到了冬季烧煤供暖所产生的废;工
业生产排放的废气等等。
随着空气质量的恶化,阴霾天气现象出现增多,危害加重。中国不少地区把
阴霾天气现象并入雾一起作为灾害性天气预警预报。统称为“雾霾天气”。其实
雾与霾从某种角度来说是有很大差别的。譬如:出现雾时空气潮湿;出现霾时空
气则相对干燥,空气相对湿度通常在
60%以下。其形成原因是由于大量极细微的
尘粒、烟粒、盐粒等均匀地浮游在空中,使有效水平能见度小于
10km
的空气混
蚀的现象。符号为“∞”。霾的日变化一般不明显。当气团没有大的变化,空气
团较稳定时,持续出现时间较长,有时可持续
10
天以上。由于阴霾、轻雾、沙
尘暴、扬沙、浮尘、烟雾等天气现象,都是因浮游在空中大量极微细的尘粒或烟
粒等影响致使有效水平能见度小于
10km。有时使气象专业人员都难于区分。必
须结合天气背景、天空状况、空气湿度、颜色气味及卫星监测等因素来综合分析
判断,才能得出正确结论,而且雾和霾的天气现象有时可以相互转换的。
霾在吸入人的呼吸道后对人体有害,长期吸入严重的还会导致死亡。
当然,
面对这种可怕的自然天气也需要一些自我防护,
雾霾天气少开窗;
如:
外出戴口罩;多喝桐桔梗茶;适量补充维生素 d;饮食清淡多喝水等,这些都能
有效地防护雾霾的侵袭。
石油焦组分是碳氢化合物,含碳90-97%,含氢1.5-8%,还含有氮、氯、硫及重金属化合物。石油焦是延迟焦化装置的原料油在高温下裂解生产轻质油品时的副产物。石油焦的产量约为原料油的25-30%。其低位发热量约为煤的1.5-2倍,灰分含量不大于0.5%,挥发分约为11%左右,品质接近于无烟煤。
煅烧石油焦:
在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊(融熔电极)时,为使石油焦(生焦)适应要求,必须对生焦进行煅烧。煅烧温度一般在1300℃左右,目的是将石油焦挥发分尽量除掉。这样可减少石油焦再制品的氢含量,使使油焦的石墨化程度提高,从而提高石墨电极的高温强度和耐热性能,并改善了石墨电极的电导率。煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等,其中应用最广泛的是石墨电极。 生焦不经锻烧可直接用于碳化钙作电石主料,生产碳化硅和碳化硼作研磨材料。也可直接作为冶金工业鼓风炉用焦炭或高炉墙衬炭砖,也可作铸造工艺用致密焦等。
烟气中除燃料燃烧产物之外,还有焦油粒子,烃类、CO2、H2O、S2O、3,4—苯并芘等。