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KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较 面对钢铁市场日趋激烈的竞争,经济高效的铁水预处理脱硫,作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程:“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一,已经被广泛的应用于实际生产。 随着社会经济和钢铁工业的高速发展,社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻,产品的种类也急剧增加,尤其是高品质高附加值钢种的需求不断在增大。面对钢铁市场日趋激烈的竞争,经济高效的铁水预处理脱硫,作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程:“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一,已经被广泛的应用于实际生产。 近30年来铁水脱硫技术迅速发展,现已经有十几种处理方法,其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。它们在技术上都已相当成熟,从两种工艺在实际生产中的应用效果来看,二者是互有长短。虽然喷吹法发展迅速,目前在实际生产中应用更广泛,可KR法在这几年中又有了新发展,呈现出强劲的势头。那么,这两种工艺模式各有什么优劣势?哪种更具有应用前景呢?在国内外冶金界始终没有较统一的看法。为此,本文着重就两种工艺模式的发展、应用和运营成本作了比较,尤其是它们对整个流程影响的比较,希望能对技术人员及企业技术的选择提供参考。 KR法与喷吹法的工艺及特点 在进行比较前,先了解两种方法的工艺及特点是很有必要的,不仅有利于理解两种方法的实质,也是深刻理解对两种脱硫模式分析比较的前提。 KR机械搅拌法,是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头,浸入铁水包熔池一定深度,借其旋转产生的漩涡,使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应,达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越,有利于采用廉价的脱硫剂如CaO,脱硫效果比较稳定,效率高(脱硫到≤ %) ,脱硫剂消耗少,适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。不足是,设备复杂,一次投资较大,脱硫铁水温降较大。 喷吹法,是利用惰性气体(N2或Ar)作载体将脱硫粉剂(如CaO,CaC2和Mg)由喷枪喷入铁水中,载气同时起到搅拌铁水的作用,使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前,以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势,其优点是设备费用低,操作灵活,喷吹时间短,铁水温降小。相比KR法而言,一次投资少,适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是,动力学条件差,有研究表明,在都使用CaO基脱硫剂的情况下,KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。 KR法与喷吹法的发展及现状 从前面分析二者的方法和特点可以知道,它们互有长短、各具特色,这也决定了它们的发展历程和现状必然是不同的。进一步了解它们的发展和现状,将更有利于理解各自技术的特点。 从时间上来看,喷吹法的研发及应用要早于机械搅拌法。喷吹法主要有原西德Thyssen的ATH(斜插喷枪)法、新日铁的TDS(顶吹法)和英国谢菲尔德的ISID法,早在1951年,美国钢厂就已成功地运用浸没喷粉工艺喷吹CaC2粉进行铁水脱硫。直至今日,尽管两种脱硫工艺方法在技术上都已相当成熟,全世界绝大多数钢铁厂广泛采用仍是铁水喷粉脱硫工艺。机械搅拌法有原西德DO (Demag-Ostberg) 法、RS (Rheinstahl) 法和赫歇法, 日本新日铁的KR (Kambara Reactor) 法和千叶的NP 法,其中,以KR法工艺技术最成熟、应用最多。KR法搅拌脱硫是日本新日铁广钿制铁所于1963年开始研究,1965年才实际应用于工业生产,之后迅猛的发展趋势表明,它具有投入生产使用较早的喷吹法无可比拟的某种优势。 在冶金工业中喷吹这种形式应用非常广泛,比如在转炉及精炼工艺中的各种顶吹、底吹和复吹技术等。当铁水预处理时,使用喷吹法把脱硫剂加入铁水中进行脱硫,这显然是可行的且易于人们接受。最早脱硫剂是以氧化钙基为主,辅助添加CaC2,而且喷吹过程也很难获得较好的动力学条件,这时主要面临两个问题:一是,如何保证CaC2的安全存贮运输和脱硫剂的脱硫效果;二是,怎样解决因动力学不足导致的脱硫效率低下,不能实现深脱硫的问题。 第一个问题侧重于开发使用更具有脱硫效率且安全的脱硫剂,于是出现了镁基复合喷吹法,脱硫效果有所改善却成效不大,而且镁粉在运输、储存、使用中同样存在很多的安全隐患,给生产带来诸多不便。然而,新型脱硫剂——钝化颗粒镁的开发成功,使纯镁喷吹脱硫技术得以实现,达到了真正高效安全的工艺目标,目前,镁系脱硫剂已经成为世界铁水预处理中的主导脱硫材料。针对第二个问题,如何才能获得更好的动力学条件呢?从工艺模式着手,技术人员研发出了具有实际应用价值的机械搅拌脱硫法,其中以KR法为典型,在根本上改善了脱硫过程中的动力学条件,并可以在脱硫剂中不加CaC2而主要采用CaO,避免了生产中使用CaC2而带来的不便和危险。然而,在工业应用时却又出现许多技术难题,比较突出的如,搅拌头的使用寿命较短;单工位操作设备导致更换搅拌头的同时无法进行铁水脱硫等。可最终这些难点还是被陆续攻破,解决了搅拌头的寿命问题,使其从原来的几十炉提高到现在的几百炉,而且摸索出了氧化钙基脱硫剂应该有一个最佳的指标要求,可以达到最理想的脱硫效果。目前,KR法已经完全可以达到深脱硫的要求,即把铁水中的硫脱至小于。同时,双工位布置形式的出现克服了单工位的不足,使生产的连续化程度得以提高。很长时间,KR法成本问题(尤其是前期投资)加上其过程时间较长,以及不适应于大型铁水罐,故发展缓慢;直至二十世纪后期,其投资降低后,加上运行费用低廉,所以又受到了重视。 KR法与喷吹法的比较 从铁水脱硫工艺倍受人们的重视以来,KR法与喷吹法技术一直处于发展之中,目前虽仍需完善可也已趋近于成熟,这样两者之间才更具备可比性,本文主要从以下几文面进行具体比较。 1 技术与设备 在喷吹法中,单吹颗粒镁铁水脱硫工艺因其设备用量少、基建投入低、脱硫高效经济等诸多优势而处于脱硫技术的主要发展趋势之一,可在相当长的时间我国都是引进国外的技术和设备。到2002年10月国内才首次开发出铁水罐顶喷单一钝化颗粒金属镁脱硫成套技术设备,整套装置中,除重要电器元器件采用进口或合资的外,其余机电产品100%实现了国产化,包括若干最关键的技术设备。喷吹技术和设备的国产化直接降低了建设投资和运行操作的成本,从前期的一次性投资来看,要比KR法略有优势。 虽然搅拌法的技术专利也是国外拥有,可从其设备和技术本身而言并没有难点,机械构成是常规的机械传动和机械厂提升;加料也采用的是常规大气压下的气体粉料输送系统,可以说在系统的机、电、仪、液等方面的技术应用都是十分成熟。尽管如此,KR 法设备仍然是重量大且较复杂,可它的优势是运营操作费用低廉,由此所产生的经济效益完全可弥补前期的一次性高额投资。根据有关推算,一般3~5年即可收回所增加的投资。2000年武汉钢铁设计研究院针对武钢二炼钢厂的情况,对KR 法和喷吹法两种方案的投资进行了估算,KR 法的投资估算比喷吹法投资估算多200万元。 2 脱硫效果 实际生产过程中的铁水脱硫效果,不仅与设备有关,而且受脱硫剂、操作工艺水平、时间及温度等诸多因素影响,本文主要考虑的是纯镁喷吹法和CaO基KR法。一般对铁水预处理的终点硫含量要求是不高于50ppm,工厂生产和实验研究结果表明,喷吹法因其脱硫剂Mg的较强脱硫能力,KR法由于其表现出色的动力学条件,在可以接受的时间内(一般≤15min),它们都能达到预处理要求的目标值。国内各大钢厂的具体脱硫数据可见表1。在喷吹法中,复合脱硫剂使用CaO比例越高,脱硫效果越差,使用纯镁时脱硫率最高;KR法使用CaO脱硫剂,脱硫率只是略低于喷吹纯镁。 处理容器 脱硫剂 脱硫剂消耗/kg·t -1 脱硫率ηS/ % 最低硫/ ppm 纯处理时间/ min 处理温降/ ℃ 铁损/ kg·t-1 钢厂 机械搅拌法- KR 法 100t铁水罐 CaO ≤20 5 28 - 武钢二炼 CaO 基喷吹法 280t混铁车 CaO基 75 60 - 宝钢一炼 CaC2 + CaO喷吹法 140t铁水罐 50% CaO+50% CaC2 40 - 31 - 攀枝花 Mg +CaO混合喷吹 100t铁水罐 20% Mg+80% CaO - 7 武钢一炼 Mg +CaO复合喷吹 300t铁水罐 Mg + CaO(1:3) Mg < 10 - - 宝钢 Mg + CaO复合喷吹 160t铁水罐 Mg + CaO(1:2~3) Mg 90 ≤50 8~14 - 本钢 纯Mg 喷吹 100t铁水罐 Mg ≥95 ≤10 5~8 武钢一炼 3 温降 铁水温降的消极影响是降低了铁水带入转炉的物理热,主要体现在转炉吃废钢的能力下降,导致转炉冶炼的能耗和物料消耗升高,直接影响了冶炼的经济成本。KR法因动力学条件好,铁水搅拌强烈,而且CaO的加入量较大,导致温降也大,目前国内KR法工艺应用较成熟的武钢可以使温降控制在28℃左右。相比之下,镁基的脱硫温降都比较小(参照表1),主要原因有以下三点:喷吹法动力学条件差,铁水整体搅拌强度不大,热量散失少;金属镁的脱硫反应过程是个放热反应;镁的利用率高,脱硫粉剂加入量少。 4 铁损 铁水预处理脱硫过程的铁损主要来自于两部分:脱硫渣中含的铁和扒渣过程中带出的铁水。由于两种工艺模式的不同,实际渣中含铁和扒渣带出铁量都有较大的差别,目前没有公开发表的详细对比数据。一方面,较少的脱硫剂产生的脱硫渣少,则渣中含铁量也低,由此颗粒镁喷吹脱硫的铁损要少一些;另外,颗粒镁喷吹脱硫的渣量少,扒净率相对低,而KR法的脱硫渣扒净率相对高。就扒渣的铁损而言,由于还取决于高炉渣残留量及扒渣过程,综合考虑看KR法与喷吹法区别不大。究竟哪个是主要因素,与各钢厂的实际操作有很大的关系,通过换算,得出具体数据可见表2。可见,喷吹法时,采用脱硫剂的CaO含量越高,则扒渣铁损越大;而KR法使用CaO作为主要脱硫剂成分,其铁损只是略高于喷吹镁脱硫铁损。 5 脱硫剂 铁水预处理过程中,脱硫剂是决定脱硫效率和脱硫成本的主要因素之一。根据日本新日铁曾做的计算,脱硫剂的费用约为脱硫成本的80%以上,所以,脱硫剂种类的选择是降低成本的关键。然而,选择时必须得结合考虑不同工艺方法的特点。 基于动力学条件和脱硫效率,目前喷吹法主要采用的是镁基脱硫剂,KR法采用的是石灰脱硫剂。根据理论计算,在1350℃,镁脱硫反应的平衡常数可达×103,平衡时的铁水含硫量可达×10-5%,大大高于CaO的脱硫能力。然而,上文已经把两种脱硫剂在各自工艺中的脱硫效果进行了对比,表明,结合实际生产工艺后它们都能达到用户对脱硫的最高要求。 在脱硫方式选择时还要考虑脱硫剂的一个因素,就是脱硫剂的来源问题。一般而言,大部分钢铁生产企业都要使用石灰石,要么有自己的石灰厂,要么有稳定的协作供货渠道,来源稳定,成本稳定,而且供货及时,不用考虑仓储问题。虽然我国的金属镁资源丰富,可是相对钢铁企业来说,获得搅拌法所需的CaO基脱硫剂更为容易,钝化颗粒镁就不具备这些有利因素。℃左右。相比之下,镁基的脱硫温降都比较小(参照表1),主要原因有以下三点:喷吹法动力学条件差,铁水整体搅拌强度不大,热量散失少;金属镁的脱硫反应过程是个放热反应;镁的利用率高,脱硫粉剂加入量少。
大学化学大气污染现状及措施学 院:指导老师:专业班级:学生姓名:学 号:大气污染现状及措施摘要:我们人类生活在地球大气的底部,并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍,人类的发展,提供了理想的环境。它的状态和变化,时时处处影响到人类的活动与生存。随着经济的发展和人们对大气保护意识不足,大气污染越来越严重。提高全民的环保意识,防治大气污染越来越重要。 关键字:大气污染 健康 环境 可持续发展 防治Atmospheric Pollution Situation and MeasuresSummary:We humans live in the bottom of the Earth's atmosphere, and the moment withoutthe atmosphere is the proliferation of life on Earth, human development, provides an ideal environment. Its status and changes, and always affect human activity and survival. Witheconomic development and people's lack of awareness on the protection of the atmosphere, air pollution isgetting worse. Raise people's awarenessof environmental protection, prevention of airpollutionis increasingly : Air pollution preventionand control healthy environment forsustainable developme1大气污染的概念按照国际标准化组织(ISO)的定义,“大气污染通常是指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此危害了人体的舒适、健康和福利或环境污染的现象”。大气污染物主要分为有害气体(二氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、光化学烟雾卤族元素等)及颗粒物(粉尘和酸雾、气溶胶等)。它们的主要来源是工厂排放,汽车尾气,农垦烧荒,森林失火,炊烟(包括路边烧烤),尘土(包括建筑工地)等。 2 大气污染的现状.大气污染物排放总量现状当前,我国大气污染状况十分严重,主要呈现为煤烟型污染特征。城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍超标;二氧化硫污染保持在较高水平;机动车尾气污染物排放总量迅速增加;氮氧化物污染呈加重趋势;全国形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区,以华中酸雨区为重。 环境意识薄弱.对可持续发展战略认识不足人们只考虑近期的、局部的经济发展需要,在制汀一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑,。因此说缺乏对环境保护考虑的地方政策的出台,本身就是造成加重大气污染的诱因,所造成环境危害和损失是难以挽回的。 能源、利用不合理,能源浪费严重能源的不合理利用以及能源的严重浪费是造成我国大气污染严重的原因之一,主要表现如下: (1)在我国 一次能源消费结构中,煤炭占75%,而用于发电的煤量仅占总煤量的35%,其它煤炭则用于工业及民用燃烧,有84%的煤炭直接燃烧,这种煤炭消费构成是恨不合理的。 (2)我国煤炭生产过分注重产量的增加,对控制高硫煤问题重视不够,主要表现在煤炭的洗选率低和高硫煤地区的煤炭产量增长过快。。 (3)各类燃烧设备技术及制造水平较低,能源利用率不高,使用能耗高排污量大和超期服役的燃烧设备的现象相当普遍。 (4)乡镇工业发展迅速,大多数企业采用的生产技术、工艺比较落后,生产设备简陋,资源能源利用率极低,所造成的大气污染是惊人的。 .大气污染防治的资金投入不足 (1)我国工业发展的起点低,基础工业整体水平提高较慢,技术改造难度大,污染欠帐多。 (2)国家在推行清洁煤炭政策、改善能源结构的措施如煤炭洗选加工、型煤、燃煤脱硫、使用清洁能源等方面的投资力度太弱,远远不能满足需要。 (3)城市集中供热、燃气等基础建设工程是解决城市大气环境污染的主要措施。但不少地区仍然发展缓慢,关键还是资金投入不到位的问题。 (4)排污收费标准太低,使得污染企业宁可交排污费,而不愿意花钱治理。 执法不严,监督管理力度不够 尽管我国大气污染防治法规标准建设取得很大进展,但有法不依,执法不严,违法不究的现象仍然十分严重。 (1)一些地方政府干预环保部门执法,批准建设短期经济效益好但能源资源消耗量大、对大气污染严重的工业项目;不执行国家“先评价,后建设”的规定,出现了一些新的不合理布局和污染超标的建设项目 (2)地方电厂、地方水泥厂和乡镇企业执法不严,超标现象比较普遍。 (3)由于各地监测机构受到经费的限制,不能普遍开展对污染源的经常性监督监测,从而削弱了环保部门对污染源的日常监督管理。环保设施操作管理比较差,实际运行率低。许多项目尽管开工验收时可达标,但实际运行中却超标排放。据估算,全国目前工业锅炉烟尘排放超标率平均为30%,工业窑炉平均为50%,地方水泥行业的粉尘排放超标率为40%。 (4)机动车污染防治起步晚,排气监督管理机制还未真正建立,各监督执法部门职责不清、监督不力,尤其对汽车制造、销售、使用、报废全过程污染监督管理还很薄弱 缺乏实用的治理技术我国在大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面,虽然做了不少工作,但与大气污染控制的需求差距还较大,资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是洁净煤技术;冶金、化工、建材等行业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技术;机动车机内净化技术等。实用技术的缺乏直接影响了大气污染治理的进程和效果。 3 大气污染的危害对人体健康的危害急性中毒 大气中的污染物浓度较低时,通常不会造成人体急性中毒,但在某些特殊条件下,如工厂在生产过程中出现特殊事故,大量有害气体泄露外排,外界气象条件突变等,便会引起起人群的急性中毒。如印度帕博尔农药厂甲基异氰酸酯泄露,直接危害人体,发生了2500人丧生,十多万人受害。 慢性中毒 大气污染对人体健康慢性毒害作用,主要表现为污染物质在低浓度、长时间连续作用于人体后,出现的患病率升高等现象。,近年来我国城市居民肺癌发病率很高,其中最高的是上海市,城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区。 致癌作用 这是长期影响的结果,是由于污染物长时间作用于肌体,损害体内遗传物质,引起突变,如果生殖细胞发生突变,使后代机体出现各种异常,称致畸作用;如果引起生物体细胞遗传物质和遗传信息发生突然改变作用,又称致突变作用;如果诱发成肿瘤的作用称致癌作用。这里所指的“癌”包括良性肿瘤和恶性肿瘤。环境中致癌物可分为化学性致癌物,物理性致癌物,生物性致癌物等。致癌作用过程相当复杂,一般有引发阶段,促长阶段。能诱发肿瘤的因素,统称致癌因素。由于长期接触环境中致癌因素而引起的肿瘤,称环境瘤。 对工农业生产的危害大气污染对工农业生产的危害十分严重,这些危害可影响经济发展,造成大量人力物力和财力的损失。大气污染物对工业的危害主要有两种:一是大气中的酸性污染物和二氧化硫、二氧化氮等,对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀;二是飘尘增多给精密仪器、设备的生产、安装调试和使用带来的不利影响。大气污染对工业生产的危害,从经济角度来看就是增加了生产的费用,提高了成本,缩短了产品的使用寿命。 大气污染对农业生产也造成很大危害。酸雨可以直接影响植物的正常生长,又可以通过渗入土壤及进入水体,引起土壤和水体酸化、有毒成分溶出,从而对动植物和水生生物产生毒害。严重的酸雨会使森林衰亡和鱼类绝迹。 对大气和气候的影响大气污染物质还会影响天气和气候。颗粒物使大气能见度降低,减少到达地面的太阳光辐射量。尤其是在大工业城市中,在烟雾不散的情况下,日光比正常情况减少40% 。高层大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氟氯烃类等污染物使臭氧大量分解,引发的“臭氧洞”问题,成为了全球关注的焦点。 从工厂、发电站、汽车、家庭小煤炉中排放到大气中的颗粒物,大多具有水汽凝结核或冻结核的作用。这些微粒能吸附大气中的水汽使之凝成水滴或冰晶,从而改变了该地区原有降水(雨、雪)的情况。人们发现在离大工业城市不远的下风向地区,降水量比四周其它地区要多,这就是所谓“拉波特效应”。如果,微粒中央夹带着酸性污染物,那么,在下风地区就可能受到酸雨的侵袭。 大气污染除对天气产生不良影响外,对全球气候的影响也逐渐引起人们关注。由大气中二氧化碳浓度升高引发的温室效应,是对全球气候的最主要影响。地球气候变暖会给人类的生态环境带来许多不利影响,人类必须充分认识到这一点。 4大气污染的防护措施. 合理安排工业布局和城镇功能分区应结合城镇规划,全面考虑工业的合理布局。工业区一般应配置在城市的边缘或郊区,位置应当在当地最大频率风向的下风侧,使得废气吹响居住区的次数最少。居住区不得修建有害工业企业。 . 加强绿化植物除美化环境外,还具有调节气候、阻挡、滤除和吸附灰尘,吸收大气中的有害气体等功能。 . 控制燃煤污染①采用原煤脱硫技术,可以除去燃煤中大约40%一60%的无机硫。优先使用低硫燃料,如含硫较低的低硫煤和天然气等。②改进燃煤技术,减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如,液态化燃煤技术是受到各国欢迎的新技术之一。它主要是利用加进石灰石和白云石,与二氧化硫发生反应,生成硫酸钙随灰渣排出。对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。③开发新能源,如太阳能,风能,核能,可燃冰等,但是目前技术不够成熟,如果使用会造成新污染,且消耗费用十分高.. 加强工艺措施①加强工艺过程。采取以无毒或低毒原料代替毒性大的原料。采取闭路循环以减少污染物的排除等。②加强生产管理。防止一切可能排放废气污染大气的情况发生。③综合利用变废为宝。 .交通运输工具废气的治理减少汽车废气排放。主要是改时发动机的燃烧设计和提高油的燃烧质量,加强交通管理。解决汽车尾气问题一般常采用安装汽车催化转化器,使燃料充分燃烧,减少有害物质的排放。转化器中催化剂用高温多孔陶瓷载体,上涂微细分散的钯和铂,可将NOX、HC、CO等转化为氮气、水和二氧化碳等无害物质。另外,也可以开发新型燃料,如甲醇、乙醇等含氧有机物、植物油和气体燃料,降低尾气污染排放量。采用有效控制私人轿车的发展、扩大地铁的运输范围和能力、使用绿色公共汽车(采用液化石油气和压缩燃气)等环保车辆,也是解决环境污染的有效途径。 .烟囱除尘烟气中二氧化硫控制技术分干法(以固体粉末或颗粒为吸收剂)和湿法(以液体为吸收剂)两大类。高烟囱排烟烟囱越高越有利于烟气的扩散和稀释,一般烟囱高度超过100m效果就已十分明显,过高造价急剧上升是不经济的。应当指出这是一种以扩大污染范围为代价减少局部地面污染的办法。5 大气污染与可持续发展 1地方政府对环境质量负责,走可持续发展的道路。各级政府要对本辖区的大气环境质量负责,充分认识走可持续发展道路的重要性。在研究经济社会发展的重大战略和重大项目时,应充分考虑环境保护的要求。城市大气环境质量应普遍达到国家二级标准。采取措施落实跨世纪绿色工程规划和主要污染物排放总量控制计划,根据本辖区大气环境质量控制目标分解总量指标,并从资金、监督管理等方面予以保证。尤其是大、中、小型新建、扩建、改建和技术改造排放二氧化硫和烟尘的项目,必须采取有效措施控制污染物排放总量,或者由项目建设单位或当地人民政府负责削减区域内其它污染源的排放量,确保大气污染物排放量控制在区域总量控制指标内。2.发展清洁能源,改善能源消费结构。逐步减少直接消费煤炭,提高使用燃气、电力等清洁能源的消费比例。逐步提高车用燃油质量和标号,加速淘汰含铅汽油,使我国的汽油尽快向无铅化、高标号方向发展。2000年已完成禁止生产、销售和使用含铅汽油。积极开发各种低污染汽车,如天燃气汽车、液化气汽车、甲醇汽车、电动汽车等。3.推行煤炭洗选加工,控制高硫份、高灰份煤炭污染。严格控制高硫高灰份煤炭的开采和推行煤炭洗选是减排二氧化硫的重要措施,规定:(1)不得再批准开采硫份大于3%的煤矿,对现在硫份大于3%的煤矿实行限产、配采或予以关停;(2)大力提高原煤入洗率。对新建硫份大于的煤矿要求配套建设煤炭洗选设施。对现有硫份大于2%、无机硫含量占总硫分大于50%的煤矿,在2005年内配套建设煤炭洗选设施;(3)对于煤炭洗选后没有回收硫铁矿的煤研石,不能作为燃料用于发电; 4.淘汰落后生产工艺,防治工业废气污染淘汰严重污染环境的落后工艺和设备,采用技术起点高的清洁工艺,最大限度地减少能源和资源的浪费,从根本上减少污染物的产生和排放,减少末端污染治理所需的资金投入。5.加强大气污染防治实用技术的椎广从国情出发,尽快开发推广技术可靠、经济合理、配套设备过关的大气污染防治实用技术,重点领域包括煤炭洗选脱除有机硫、工业型煤、循环流化床锅炉、煤的气化和液化、烟气脱硫、转炉炼钢收尘、焦炉烟气治理、陶瓷砖瓦窑黑烟治理等。6.完善环境监督管理制度:主要包括:(1)所有超标排放大气污染物的单位到2000年达标排放,制定实施计划,落实治理资金,分阶段完成限期治理任务。(2)各地将排污总量指标分配到排污单位,实施排污许可证制度,使排污单位明确各自的污染物排放总量控制目标,对污染源排放总量实施有效控制。排污单位必须按照环境保护部门根据环境质量要求核定的允许排放量组织生产。(3)建立了对工业部门环保工作的监督机制,要求各部门切实采取措施落实本行业“九五”环保计划。(4)二氧化硫排污收费试点地区由“两省',、“九市"扩大到两控区。提高二氧化硫排污收费标准,使其逐步达到高于治理成本,促使排污企业积极增加投入,主动治理污染。6 最先进的十大空气污染控制技术1、清洁的HEPA过滤器极细玻纤丝绝对过滤器比纤维过滤器更为有效。连续清洁技术使它可用于污染控制。新的空气毒性法将使毒性最大的物质排放量每年仅为几磅。这只能靠清洁的HEPA过滤器才能实现,而传统的纤维过滤器每年的毒物排放量达几百磅之多。2、冷凝式热交换器欧洲和美国的试验结果表明,冷凝式热交换器可大大减少有毒物质的排放并降低用电成本。它能从废气中获取更多热量,使煤或油转变为电能的效率提高4%,减少温室的耗气量。其更大的优点是使重金属冷凝,除去多种空气毒素。3、污染小、利用完全的焚化系统目前欧洲正在采用这一新技术。第一级除尘器生产工业用盐酸,第二级除尘器生产墙板用石膏。重金属被密封在一种山烟灰(惰性材质)制成的玻璃化产品中。这种所谓的防毒面具技术还包括最后级的激化炭过滤器,可消除所有的污物。4、质量测量连续排放监测技术欧洲的几项新技术可连续测量出排放粒子污物的重量。它比不透明监测器要精确得多,完全符合新的空气污染条例。5、电站锅炉用的脉冲式喷气发动机的改良用脉冲式喷气过滤器替代内部除尘器或用小型高速尾部脉冲式喷气过滤器代替相关除尘器,为减少粒子开辟了新路。6、硫、硫酸生产S02分离系统用较小成本把炉气S02转变为有用硫及硫酸的技术正在不断进步。催化剂转化、分离及现场硫酸胺生产技术将很快步入商业化。7、坚固及半坚固的过滤介质从低温塑料到高温陶瓷的许多新材料正逐渐被用于制造坚固及半坚固的过滤介质,提供多种先进性能,包括高效率、长寿命及耐高温。8、湿式电力除尘器这种旧技术已有了新用途,可用于尾端装置以除去大量的重金属及湿气。新材料的开发,尤其是塑料使得这一技术发挥得淋漓尽效。9、利用晶粒介质去除S02技术美国已允许在电站锅炉及工业锅炉干燥系统中应用液体或固态石灰或石灰石床除去S02。这种技术可在钙量相对少的情况下除去90%以上的S02。10、沸石技术沸石正被证明在吸附及催化方面有着许多新用途,在捕捉N02和VOCS方面性能卓著,其应用前景十分广阔。参考文献:杨齐民;激光遥测大气污染[J];激光杂志;1980年03期高源;中国大气污染的现状及对策[J];科学对社会的影响;1994年01期毛志平;浅谈大气污染[A];中国文物保护技术协会第二届学术年会 [C];2002年黄振中.中国大气污染防治技术综述[J].世界科技研究与发展,2004,26(2):30-35.黄成.我国城市大气污染现状及防治对策[J].科技信息,2008(21):136,13邵红,何月林.生态调控方法对大气污染的防治[C]∥2003年内蒙古自治区自然科学学术年会优秀论文集.呼和浩特:2003年内蒙古自治区自然科学学术年会,2003. 7.张红婴,刘伟.浅谈我国城市大气污染[J].硅谷,2008(19):18.
火力发电利用可燃物在燃烧时产生的热能,通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。下面是我整理的火力发电技术论文,希望你能从中得到感悟!
探讨火力发电厂烟气脱硫技术
[摘要] 文章 主要阐述了脱技术的分类和比较成熟的几种脱硫工艺技术并指出了合理运用这些先进的工艺技术。
[关键词]火电厂 脱硫技术 二氧化硫 新排放标准
[中图分类号] [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-7-270-2
1国内外脱硫技术研究现状
目前燃煤脱硫有3种方式:一是锅炉燃烧前脱硫,如洁净煤技术;二是燃烧过程中(炉内)脱硫,如循环流化床燃烧技术;三是燃烧后脱硫,即烟气脱硫技术。由于燃烧前和炉内脱硫的效率较低,难以达到较高的环保要求,因此目前火电厂,特别是大型火电机组烟气脱硫,主要采用炉后烟气脱硫(FGD)工艺。就目前的技术水平和现实能力而言,烟气脱硫技术也是世界上应用最广泛、最经济、最有效的一种控制SO2排放的技术。电厂烟气脱硫技术大致可分为干法、半干法和湿法3种类型。
干法脱硫
干法烟气脱硫技术是脱硫吸收和产物处理均在无液相介入的完全干燥的状态下进行,具有流程短、无污水废酸排出、净化后烟气温度高,利于烟囱排气扩散、设备腐蚀小等优点,反应产物亦为干粉状。此种 方法 的脱硫效率为40%~70%,脱硫剂利用率较低,但投资少、设备占地面积小。
半干法脱硫
半干法烟气脱硫技术是结合了湿法和干法脱硫的部分特点,吸收剂在湿的状态下脱硫,在干燥状态下处理脱硫产物;也有在干燥状态下脱硫,在湿状态下处理脱硫产物的。半干法的工艺特点是反应在气、固、液三相中进行,利用烟气显热蒸发吸收液中的水分,使最终产物为干粉状。这种方法的脱硫效率为70%~85%,较脱硫效率比湿法低,但投资及运行费用也较低,具有较好的经济性。
湿法脱硫
湿法烟气脱硫技术是液体或浆状吸收剂在湿的状态下脱硫和处理脱硫产物,具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。湿式烟气脱硫工艺脱硫产物为膏状物,可脱除烟气中95%以上的SO2。目前,日本和欧美等国家绝大部分燃煤电厂都采用此种方法。
2几种主要脱硫工艺简介
石灰石一石膏湿法脱硫工艺
目前,世界上应用最广泛、技术最为成熟的脱除技术是石灰石—石膏湿法脱硫工艺,它能占到FGD容量的70%左右。这种技术以石灰石为脱硫吸收剂,向吸收塔内喷入吸收剂浆液,让这些物质和烟气充分接触、混合,随之对烟气进行净化、洗涤,使烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及氧化空气发生化学反应,最后生成石膏,从而达到减少SO2排放的目的,是控制酸雨和SO2最有效的方法。
(1)脱硫效率高,技术成熟近年来,石灰石—石膏湿法脱硫技术发展迅速,脱硫效率能够达到95%以上,经过处理后SO2浓度和烟气含尘量都会大幅减少。从目前运行实际情况看,很多大型电厂普遍采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,效果较好,有利于本地区烟气污染物总量控制,改善周边环境。此项技术成熟,运行 经验 多,运行稳定,易于调整,能够取得很好的经济效益。
(2)投资高,占地面积大石灰石—石膏湿法脱硫工艺需要配置石灰石粉碎、磨制系统,石膏脱水系统、废水处理系统等,因此占地面积比较大,况且设备多,一次性建设投资就会比较大。
(3)吸收剂资源丰富,价格便宜我国有丰富的石灰石资源,并且品质也较好,价格便宜,碳酸钙含量在90%以上,优者可达95%以上,钙利用率较高。
(4)副产物的综合利用石灰石—石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。石膏是用于生产建材产品和水泥缓凝剂,目前我国房地产市场非常大,石膏的利用率也很高,且消耗大,因此脱硫副产品基本可以达到综合利用。这样不仅可以增加电厂的经济效益,还会降低企业的运行成本,减少二次污染。
炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫(LIFAC)
LIFAC技术是在炉内喷钙脱硫技术的基础上在锅炉尾部增设了增湿活化塔,以提高脱硫效率。石灰石粉作为吸收剂,由气力喷入炉膛950~1150℃的温度区,使石灰石受热分解为CaO和CO2,CaO再与烟气中的SO2反应生成CaSO3。此方法的脱硫效率较低,约为25%~35%。在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷入,与未反应的CaO接触生成Ca(OH)2随后与烟气中的SO2反应,可以将系统脱硫效率提高到75%。增湿水由于烟气加热而迅速蒸发,未反应的吸收剂、反应产物被干燥,一部分从增湿活化器底部分离出来,其余的随烟气排出,被除尘器收集下来。为了提高吸收剂的利用率,部分飞灰返回增湿活化反应器入口实现再循环。
该技术具有以下特点:系统简单、占地面积少,投资及运行费用低,特别是可以分步实施,适应环保标准逐渐提高的要求,特别适用于中小机组改造,但可能会引起原锅炉结焦及受热面磨损;主要适用于燃煤含硫量低于的中、低硫煤种;脱硫效率在60%~85%之间,钙的利用率低,一般Ca/S为~;脱硫副产品呈干粉状,无废水排放,副产品的利用有一定困难,锅炉效率下降约。
循环流化床干法
烟气循环流化床脱硫技术(CFB)是20世纪80年代后期发展起来的一种新的烟气脱硫技术,该技术是利用循环流化床强烈的传热和传质特性,在吸收塔内加入消石灰等脱硫剂,用高速烟气使脱硫剂流态化从而与烟气强烈混合接触,烟气中的酸性污染物与脱硫剂中和、固化,从而达到净化烟气的目的。增湿(或制浆)后的吸收剂注入到吸收塔入口,使之均匀地分布在热态烟气中。此时,吸收剂得到干燥,烟气得到冷却、增湿,烟气中的SO2在吸收塔中被吸收,最终生成CaSO3和CaSO4。除尘器后的洁净烟气经引风机(或增压风机)升压后通过烟囱排放,被除尘器捕集下来的含硫产物和未反应的吸收剂,部分注入吸收塔进行再循环,以达到提高吸收剂利用率的目的。
旋转喷雾半干法烟气脱硫
喷雾干燥法脱硫工艺脱硫吸收剂是石灰,石灰经消化后加水形成消石灰乳,通过泵将其打入吸收塔内的雾化装置。在吸收塔内,被雾化后的吸收剂与烟气混合接触,并和烟气中的SO2发生化学反应,生成CaSO3和CaSO4,从而脱去烟气中的SO2。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形态随烟气带出吸收塔,进入除尘器被收集下来。为提高脱硫吸收剂的利用率,将部分脱硫灰渣返回制浆系统进行循环利用,其余的可综合利用。
该技术具有以下特点:技术成熟,流程简单,系统可靠性高;单塔处理能力大小(约200MW);中等脱硫效率70%~85%,钙的利用率较低,一般Ca/S=~,对生石灰品质要求不高;脱硫副产品呈干粉状,无废水排放,不过副产品利用有一定困难。此技术适应于中小规模机组,燃煤含硫量一般不超过,脱硫效率均低于90%。此技术在西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等国家应用比较多,主要应用于小型电厂或垃圾焚烧装置,美国也有15套装置(总容量500MW)正在运行,其中最大单机容量为520MW。1993年,我国山东黄岛电厂4号机组(210MW)引进了三菱旋转喷雾干燥脱硫工艺装置,处理烟气量为3×106m3/h,设计脱硫效率为70%。运行初期出现过吸收塔塔壁积灰、喷嘴结垢堵塞、R/A圆盘磨损等问题,但经过改进后基本运行正常。
3结语
脱硫技术目前相对比较成熟,应用较广泛,对于降低我国火电厂的环境污染有着十分重要的意义。通过脱硫技术的不断发展,必能达到新标准二氧化硫的排放要求。
参考文献
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KR法与喷吹法在铁水预脱硫中应用的比较 面对钢铁市场日趋激烈的竞争,经济高效的铁水预处理脱硫,作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程:“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一,已经被广泛的应用于实际生产。 随着社会经济和钢铁工业的高速发展,社会对钢铁质量的要求越来越高、越来越苛刻,产品的种类也急剧增加,尤其是高品质高附加值钢种的需求不断在增大。面对钢铁市场日趋激烈的竞争,经济高效的铁水预处理脱硫,作为现代钢铁工业生产典型优化工艺流程:“高炉炼铁—铁水预处理—转炉炼钢—炉外精炼—连铸连轧”的重要环节之一,已经被广泛的应用于实际生产。 近30年来铁水脱硫技术迅速发展,现已经有十几种处理方法,其中应用最广且最具代表性的主要是喷吹法和KR机械搅拌法。它们在技术上都已相当成熟,从两种工艺在实际生产中的应用效果来看,二者是互有长短。虽然喷吹法发展迅速,目前在实际生产中应用更广泛,可KR法在这几年中又有了新发展,呈现出强劲的势头。那么,这两种工艺模式各有什么优劣势?哪种更具有应用前景呢?在国内外冶金界始终没有较统一的看法。为此,本文着重就两种工艺模式的发展、应用和运营成本作了比较,尤其是它们对整个流程影响的比较,希望能对技术人员及企业技术的选择提供参考。 KR法与喷吹法的工艺及特点 在进行比较前,先了解两种方法的工艺及特点是很有必要的,不仅有利于理解两种方法的实质,也是深刻理解对两种脱硫模式分析比较的前提。 KR机械搅拌法,是将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头,浸入铁水包熔池一定深度,借其旋转产生的漩涡,使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应,达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越,有利于采用廉价的脱硫剂如CaO,脱硫效果比较稳定,效率高(脱硫到≤ %) ,脱硫剂消耗少,适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。不足是,设备复杂,一次投资较大,脱硫铁水温降较大。 喷吹法,是利用惰性气体(N2或Ar)作载体将脱硫粉剂(如CaO,CaC2和Mg)由喷枪喷入铁水中,载气同时起到搅拌铁水的作用,使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前,以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势,其优点是设备费用低,操作灵活,喷吹时间短,铁水温降小。相比KR法而言,一次投资少,适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是,动力学条件差,有研究表明,在都使用CaO基脱硫剂的情况下,KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。 KR法与喷吹法的发展及现状 从前面分析二者的方法和特点可以知道,它们互有长短、各具特色,这也决定了它们的发展历程和现状必然是不同的。进一步了解它们的发展和现状,将更有利于理解各自技术的特点。 从时间上来看,喷吹法的研发及应用要早于机械搅拌法。喷吹法主要有原西德Thyssen的ATH(斜插喷枪)法、新日铁的TDS(顶吹法)和英国谢菲尔德的ISID法,早在1951年,美国钢厂就已成功地运用浸没喷粉工艺喷吹CaC2粉进行铁水脱硫。直至今日,尽管两种脱硫工艺方法在技术上都已相当成熟,全世界绝大多数钢铁厂广泛采用仍是铁水喷粉脱硫工艺。机械搅拌法有原西德DO (Demag-Ostberg) 法、RS (Rheinstahl) 法和赫歇法, 日本新日铁的KR (Kambara Reactor) 法和千叶的NP 法,其中,以KR法工艺技术最成熟、应用最多。KR法搅拌脱硫是日本新日铁广钿制铁所于1963年开始研究,1965年才实际应用于工业生产,之后迅猛的发展趋势表明,它具有投入生产使用较早的喷吹法无可比拟的某种优势。 在冶金工业中喷吹这种形式应用非常广泛,比如在转炉及精炼工艺中的各种顶吹、底吹和复吹技术等。当铁水预处理时,使用喷吹法把脱硫剂加入铁水中进行脱硫,这显然是可行的且易于人们接受。最早脱硫剂是以氧化钙基为主,辅助添加CaC2,而且喷吹过程也很难获得较好的动力学条件,这时主要面临两个问题:一是,如何保证CaC2的安全存贮运输和脱硫剂的脱硫效果;二是,怎样解决因动力学不足导致的脱硫效率低下,不能实现深脱硫的问题。 第一个问题侧重于开发使用更具有脱硫效率且安全的脱硫剂,于是出现了镁基复合喷吹法,脱硫效果有所改善却成效不大,而且镁粉在运输、储存、使用中同样存在很多的安全隐患,给生产带来诸多不便。然而,新型脱硫剂——钝化颗粒镁的开发成功,使纯镁喷吹脱硫技术得以实现,达到了真正高效安全的工艺目标,目前,镁系脱硫剂已经成为世界铁水预处理中的主导脱硫材料。针对第二个问题,如何才能获得更好的动力学条件呢?从工艺模式着手,技术人员研发出了具有实际应用价值的机械搅拌脱硫法,其中以KR法为典型,在根本上改善了脱硫过程中的动力学条件,并可以在脱硫剂中不加CaC2而主要采用CaO,避免了生产中使用CaC2而带来的不便和危险。然而,在工业应用时却又出现许多技术难题,比较突出的如,搅拌头的使用寿命较短;单工位操作设备导致更换搅拌头的同时无法进行铁水脱硫等。可最终这些难点还是被陆续攻破,解决了搅拌头的寿命问题,使其从原来的几十炉提高到现在的几百炉,而且摸索出了氧化钙基脱硫剂应该有一个最佳的指标要求,可以达到最理想的脱硫效果。目前,KR法已经完全可以达到深脱硫的要求,即把铁水中的硫脱至小于。同时,双工位布置形式的出现克服了单工位的不足,使生产的连续化程度得以提高。很长时间,KR法成本问题(尤其是前期投资)加上其过程时间较长,以及不适应于大型铁水罐,故发展缓慢;直至二十世纪后期,其投资降低后,加上运行费用低廉,所以又受到了重视。 KR法与喷吹法的比较 从铁水脱硫工艺倍受人们的重视以来,KR法与喷吹法技术一直处于发展之中,目前虽仍需完善可也已趋近于成熟,这样两者之间才更具备可比性,本文主要从以下几文面进行具体比较。 1 技术与设备 在喷吹法中,单吹颗粒镁铁水脱硫工艺因其设备用量少、基建投入低、脱硫高效经济等诸多优势而处于脱硫技术的主要发展趋势之一,可在相当长的时间我国都是引进国外的技术和设备。到2002年10月国内才首次开发出铁水罐顶喷单一钝化颗粒金属镁脱硫成套技术设备,整套装置中,除重要电器元器件采用进口或合资的外,其余机电产品100%实现了国产化,包括若干最关键的技术设备。喷吹技术和设备的国产化直接降低了建设投资和运行操作的成本,从前期的一次性投资来看,要比KR法略有优势。 虽然搅拌法的技术专利也是国外拥有,可从其设备和技术本身而言并没有难点,机械构成是常规的机械传动和机械厂提升;加料也采用的是常规大气压下的气体粉料输送系统,可以说在系统的机、电、仪、液等方面的技术应用都是十分成熟。尽管如此,KR 法设备仍然是重量大且较复杂,可它的优势是运营操作费用低廉,由此所产生的经济效益完全可弥补前期的一次性高额投资。根据有关推算,一般3~5年即可收回所增加的投资。2000年武汉钢铁设计研究院针对武钢二炼钢厂的情况,对KR 法和喷吹法两种方案的投资进行了估算,KR 法的投资估算比喷吹法投资估算多200万元。 2 脱硫效果 实际生产过程中的铁水脱硫效果,不仅与设备有关,而且受脱硫剂、操作工艺水平、时间及温度等诸多因素影响,本文主要考虑的是纯镁喷吹法和CaO基KR法。一般对铁水预处理的终点硫含量要求是不高于50ppm,工厂生产和实验研究结果表明,喷吹法因其脱硫剂Mg的较强脱硫能力,KR法由于其表现出色的动力学条件,在可以接受的时间内(一般≤15min),它们都能达到预处理要求的目标值。国内各大钢厂的具体脱硫数据可见表1。在喷吹法中,复合脱硫剂使用CaO比例越高,脱硫效果越差,使用纯镁时脱硫率最高;KR法使用CaO脱硫剂,脱硫率只是略低于喷吹纯镁。 处理容器 脱硫剂 脱硫剂消耗/kg·t -1 脱硫率ηS/ % 最低硫/ ppm 纯处理时间/ min 处理温降/ ℃ 铁损/ kg·t-1 钢厂 机械搅拌法- KR 法 100t铁水罐 CaO ≤20 5 28 - 武钢二炼 CaO 基喷吹法 280t混铁车 CaO基 75 60 - 宝钢一炼 CaC2 + CaO喷吹法 140t铁水罐 50% CaO+50% CaC2 40 - 31 - 攀枝花 Mg +CaO混合喷吹 100t铁水罐 20% Mg+80% CaO - 7 武钢一炼 Mg +CaO复合喷吹 300t铁水罐 Mg + CaO(1:3) Mg < 10 - - 宝钢 Mg + CaO复合喷吹 160t铁水罐 Mg + CaO(1:2~3) Mg 90 ≤50 8~14 - 本钢 纯Mg 喷吹 100t铁水罐 Mg ≥95 ≤10 5~8 武钢一炼 3 温降 铁水温降的消极影响是降低了铁水带入转炉的物理热,主要体现在转炉吃废钢的能力下降,导致转炉冶炼的能耗和物料消耗升高,直接影响了冶炼的经济成本。KR法因动力学条件好,铁水搅拌强烈,而且CaO的加入量较大,导致温降也大,目前国内KR法工艺应用较成熟的武钢可以使温降控制在28℃左右。相比之下,镁基的脱硫温降都比较小(参照表1),主要原因有以下三点:喷吹法动力学条件差,铁水整体搅拌强度不大,热量散失少;金属镁的脱硫反应过程是个放热反应;镁的利用率高,脱硫粉剂加入量少。 4 铁损 铁水预处理脱硫过程的铁损主要来自于两部分:脱硫渣中含的铁和扒渣过程中带出的铁水。由于两种工艺模式的不同,实际渣中含铁和扒渣带出铁量都有较大的差别,目前没有公开发表的详细对比数据。一方面,较少的脱硫剂产生的脱硫渣少,则渣中含铁量也低,由此颗粒镁喷吹脱硫的铁损要少一些;另外,颗粒镁喷吹脱硫的渣量少,扒净率相对低,而KR法的脱硫渣扒净率相对高。就扒渣的铁损而言,由于还取决于高炉渣残留量及扒渣过程,综合考虑看KR法与喷吹法区别不大。究竟哪个是主要因素,与各钢厂的实际操作有很大的关系,通过换算,得出具体数据可见表2。可见,喷吹法时,采用脱硫剂的CaO含量越高,则扒渣铁损越大;而KR法使用CaO作为主要脱硫剂成分,其铁损只是略高于喷吹镁脱硫铁损。 5 脱硫剂 铁水预处理过程中,脱硫剂是决定脱硫效率和脱硫成本的主要因素之一。根据日本新日铁曾做的计算,脱硫剂的费用约为脱硫成本的80%以上,所以,脱硫剂种类的选择是降低成本的关键。然而,选择时必须得结合考虑不同工艺方法的特点。 基于动力学条件和脱硫效率,目前喷吹法主要采用的是镁基脱硫剂,KR法采用的是石灰脱硫剂。根据理论计算,在1350℃,镁脱硫反应的平衡常数可达×103,平衡时的铁水含硫量可达×10-5%,大大高于CaO的脱硫能力。然而,上文已经把两种脱硫剂在各自工艺中的脱硫效果进行了对比,表明,结合实际生产工艺后它们都能达到用户对脱硫的最高要求。 在脱硫方式选择时还要考虑脱硫剂的一个因素,就是脱硫剂的来源问题。一般而言,大部分钢铁生产企业都要使用石灰石,要么有自己的石灰厂,要么有稳定的协作供货渠道,来源稳定,成本稳定,而且供货及时,不用考虑仓储问题。虽然我国的金属镁资源丰富,可是相对钢铁企业来说,获得搅拌法所需的CaO基脱硫剂更为容易,钝化颗粒镁就不具备这些有利因素。℃左右。相比之下,镁基的脱硫温降都比较小(参照表1),主要原因有以下三点:喷吹法动力学条件差,铁水整体搅拌强度不大,热量散失少;金属镁的脱硫反应过程是个放热反应;镁的利用率高,脱硫粉剂加入量少。
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单碱法脱硫技术特点优点:1、技术成熟,使用率高,可保证与厂里主装置的同步使用率达到95%以上;2、吸收剂来源广泛,价格低廉,系手机的利用率高,Ca/S≤;3、脱硫率高,可保证在95%以上;4、自动化程度高。采用DCS控制,脱硫装置的启动、正常运行工况监视与调节、停机及事故处理均由自动控制实现,无需人工现场处理。缺点:1、初期建设成本较高,占地面积相对其他工艺较大;2、运行中设备需专业人员进行维护操作;3、塔内及塔外的浆液在操作不当的情况下极易结构,容易堵塞管道及除雾装置;能耗相对其他脱硫工艺,运行能耗较大。工艺原理主要反应方程式如下:吸收:SO2+H2O→H2SO3SO3+H2O→H2SO4中和:CaCO3 H2SO3→CaSO3 CO2 H2OCaCO3 H2SO4→CaSO4 CO2 H2O氧化:CaSO3+1/2O2→CaSO4结晶:CaSO4 H2O→CaSO4·H2O↓主要应用范围:火电厂等锅炉烟气脱硫、钢铁厂烟气脱硫、大型工业窑炉烟气脱硫双碱法脱硫化学术语双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题。中文名双碱法脱硫特点不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题基本原理工艺特点TA说基本原理双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生,再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用,比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂,配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的,然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括5个部分:(1)吸收剂制备与补充;(2)吸收剂浆液喷淋;(3)塔内雾滴与烟气接触混合;(4)再生池浆液还原钠基碱;(5)石膏脱水处理。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似,主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中,然后离解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的SO2,生成HSO31-、SO32-与SO42-,反应方程式如下:脱硫反应Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2↑ (1)2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O (2)Na2SO3+ SO2 + H2O → 2NaHSO3 (3)其中:式(1)为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应;式(2)为再生液pH值较高时(高于9时),溶液吸收SO2的主反应;式(3)为溶液pH值较低(5~9)时的主反应。再生过程Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3(4)Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+(5)3、氧化过程(副反应)CaSO3+1/2O2→CaSO4(6)→CaSO4+1/2H2O(7)工艺特点1、脱硫效率90%以上。2、脱硫剂采用钠碱和石灰,塔内清液吸收,有效避免塔内结垢。3、液气比小。可脱硫除尘一体化。4、一次投资省,运行成本低,国产程度高。5、适应范围广。双碱法脱硫特点(1)系统简便,投资省;(2)脱硫效率高;吸收剂制备及供给系统、石膏脱水系统、工艺水系统等组成。(3)不易结垢;(4)液气比低,电耗省;(5)吸收塔采用喷淋空塔,阻力小。(6)以钠碱液为塔内主脱硫剂,以石灰为脱硫液塔外再生剂,可以达到设备和管道不结垢。4、双碱法缺点(1)运行稳定性较差钠钙双碱法为上世纪八十年代初,因石灰石(石灰)-石膏技术不成熟的时候出现的一种折中技术,八十年代末,石灰石(石灰)-石膏技术成熟后,这种技术国外早已不再使用。钠钙双碱法从理论上讲,先用钠碱性溶液作为吸收剂,然后将吸收SO2后的脱硫液用石灰石或石灰进行再生,再生后吸收液可循环使用,这样脱硫是清液,不会出现钙法脱硫过程中亚硫酸钙和硫酸钙不溶物的结垢现象。但在实际工程中,部分参数很难控制,特别是置换过程中亚硫酸钙和硫酸钙的沉淀分离过程。事实上置换过程生成亚硫酸钙结晶颗粒粒径相当小,大部分在10um以下,很难用简单沉淀法将其分离下来。并且要求浓缩池排渣设施必须非常可靠,保证系统脱硫生成产物及时排出,防止上清夜钙离子超过饱和度。实际上双碱法脱硫很难做到脱硫液为清液(不含钙质),所以钠钙双碱法运行中结垢情况还是比较普遍的。同时,双碱法工艺流程较为复杂,需控制的关键参数较多,较严格,特别是置换过程的pH值控制。pH过低,置换不完全导致消耗钠碱过多;pH过高,钙离子大量过剩,无法沉淀而进入脱硫系统引起结垢。(2)运行费用高双碱法脱硫过程必须采用钠碱再生,钠碱是目前市面上最贵的脱硫剂,火碱价格4000元/吨,因此钠碱的消耗量直接关系到脱硫成本。然而,脱硫液再生(即用钙置换出活性钠)的效率也是一个问题,由于烟气中有氧气,会把亚硫酸钠氧化成硫酸钠,因此脱硫液的再生也会下降,并且部分钠盐随脱硫产物外排,这就表现为实际钠碱的耗量会比理论计算(5%)多很多,一般在20%左右。实际上大部分使用双碱法的厂家,都因钠碱运行成本过高而变成单碱运行。一是采用过量石灰进行置换,提高置换池pH值,减少或不加入钠碱,这样大量钙离子进入脱硫过程,容易导致系统结晶结垢,运行困难。也有很多用户将钠钙双碱法变成纯钠碱脱硫,这样做只为应付环保局(环保部门检测就加碱运行,环保部门一走,就少加或不加碱运行) ,但脱硫设备长时间无碱运行,腐蚀严重。
双碱法脱硫技术改进
双碱法脱硫是指采用NaOH和石灰(氢氧化钙)两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。
双碱法脱硫一般只有一个循环水池,NaOH、石灰与除尘脱硫过程中捕集下来的烟灰同在一个循环池内混合,在清除循环水池内的灰渣时烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未完全反应的石灰同时被清除,清出的灰渣是一种混合物不易被利用而形成废渣。
为克服传统双碱法的缺点对双碱法工艺进行改进,工艺改进情况见图1。
图1 双碱法脱硫工艺流程
主要工艺过程是:清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液(循环水),用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3种生成物均溶于水。在脱硫过程中,烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水,从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水(稀灰浆)。一起流入沉淀池,烟道灰经沉淀定期清除,回收利用,如制内燃砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应,置换出的氢氧化钠溶解在循环水中,同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等,可通过沉淀清除;可以回收,是制水泥的良好原料。
因此可做到废物综合利用,降低运行费用。
用NaOH脱硫,循环水基本上是NaOH的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养。
为保证脱硫除尘器正常运行,烟气排放稳定达标,确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。脱硫剂用量计算如下:
脱硫反应中,NaOH的消耗量是SO2和CO2与其反应的消耗量。用量需要过量5%以上(按5%计算)。
前面计算的10 t/h锅炉烟气中SO2排放量为42 kg/h,CO2排放是为2 161 kg/h。
SO2和CO2中和反应用氢氧化钠量为:
(80×42÷64+80×2 161÷44)×105%
=4 180 kg
脱硫过程由于NaOH的转换实际消耗是石灰。折算成生石灰消耗量56×4 180÷80=2 926 kg
生石灰日消耗量为70 224 kg
综上所述,脱硫过程的碱消耗量是很大的。但要保证脱硫效率,就必须要保证碱的用量,通过比较双碱法脱硫可以实现脱硫效率高,运行费用相对比较低,操作方便,无二次污染,废渣可综合利用。所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。
物料就是氢氧化钠和氧化钙(白灰)。双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生,再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用,比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。 双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂,配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的,然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括5个部分:(1)吸收剂制备与补充;(2)吸收剂浆液喷淋;(3)塔内雾滴与烟气接触混合;(4)再生池浆液还原钠基碱;(5)石膏脱水处理。 双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似,主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中,然后离解成H+和HSO3—; SO2(g)= = = SO2 SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3— = = = 2H++SO32-; 式(1)为慢反应,是速度控制过程之一。然后H+与溶液中的OH—中和反应,生成盐和水,促进SO2不断被吸收溶解。具体反应方程式如下:2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱,一般是Ca(OH)2进行再生,再生反应过程如下:Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3$ U- Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3·1/2H2O +1/2H2O( F存在氧气的条件下,还会发生以下反应:Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4·H2O 脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出,然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的NaOH可以循环使用。 工艺流程介绍 来自锅炉的烟气先经过除尘器除尘,然后烟气经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层(根据具体情况定)旋流板的方式,旋流板塔具有良好的气液接触条件,从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得烟气中的SO2与喷淋的碱液充分吸收、反应。经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后进入换热器,升温后的烟气经引风机通过烟囱排入大气。双碱法脱硫工艺流程图: 最初的双碱法一般只有一个循环水池,NaOH、石灰和脱硫过程中捕集的飞灰同在一个循环池内混合。在清除循环池内的灰渣时,烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未反应的石灰同时被清除,清出的混合物不易综合利用而成为废渣。为克服传统双碱法的缺点,对其进行了改进。主要工艺过程是,清水池一次性加入氢氧化钠制成脱硫液,用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水,在脱硫过程中,烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集,从吸收塔排出的循环浆液流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除,可回收利用,如制砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应,置换出的氢氧化钠溶解在循环水中,同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等,可通过沉淀清除。3、 工艺流程说明 双碱法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备和补充系统,烟气系统,SO2吸收系统,脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。 吸收剂制备及补充系统 脱硫装置启动时用氢氧化钠作为吸收剂,氢氧化钠干粉料加入碱液罐中,加水配制成氢氧化钠碱液,碱液被打入返料水池中,由泵打入脱硫塔内进行脱硫,为了将用钠基脱硫剂脱硫后的脱硫产物进行再生还原,需用一个制浆罐。制浆罐中加入的是石灰粉,加水后配成石灰浆液,将石灰浆液打到再生池内,与亚硫酸钠、硫酸钠发生反应。在整个运行过程中,脱硫产生的很多固体残渣等颗粒物经渣浆泵打入石膏脱水处理系统。由于排走的残渣中会损失部分氢氧化钠,所以,在碱液罐中可以定期进行氢氧化钠的补充,以保证整个脱硫系统的正常运行及烟气的达标排放。为避免再生生成的亚硫酸钙、硫酸钙也被打入脱硫塔内容易造成管道及塔内发生结垢、堵塞现象,可以加装瀑气装置进行强制氧化或特将水池做大,再生后的脱硫剂溶液经三级沉淀池充分沉淀保证大的颗粒物不被打回塔体。另外,还可在循环泵前加装过滤器,过滤掉大颗粒物质和液体杂质。 烟气系统, 锅炉烟气经烟道进入除尘器进行除尘后进入脱硫塔,洗涤脱硫后的低温烟气经两级除雾器除去雾滴后进入主烟道,经过烟气再热后由烟囱排入大气。当脱硫系统出现故障或检修停运时,系统关闭进出口挡板门,烟气经锅炉原烟道旁路进入烟囱排放。 SO2吸收系统 烟气进入吸收塔内向上流动,与向下喷淋的石灰石浆液以逆流方式洗涤,气液充分接触。脱硫塔采用内置若干层旋流板的方式,塔内最上层脱硫旋流板上布置一根喷管。喷淋的氢氧化钠溶液通过喷浆层喷射到旋流板中轴的布水器上,然后碱液均匀布开,在旋流板的导流作用下,烟气旋转上升,与均匀布在旋流板上的碱液相切,进一步将碱液雾化,充分吸收SO2、SO3、HCl和HF等酸性气体,生成NaSO3、NaHSO3,同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。用作补给而添加的氢氧化钠碱液进入返料水池与被石灰再生过的氢氧化钠溶液一起经循环泵打入吸收塔循环吸收SO2。 在吸收塔出口处装有两级旋流板(或折流板)除雾器,用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。在此过程中,烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获,两级除雾器都设有水冲洗喷嘴,定时对其进行冲洗,避免除雾器堵塞。 脱硫产物处理系统& j2 B$ i$ H5 m- Z; e脱硫系统的最终脱硫产物仍然是石膏浆(固体含量约20%),具体成分为CaSO3、CaSO4,还有部分被氧化后的钠盐NaSO4。从沉淀池底部排浆管排出,由排浆泵送入水力旋流器。由于固体产物中掺杂有各种灰分及NaSO4,严重影响了石膏品质,所以一般以抛弃为主。在水力旋流器内,石膏浆被浓缩(固体含量约40%)之后用泵打到渣处理场,溢流液回流入再生池内。 电气与控制系统 脱硫装置动力电源自电厂配电盘引出,经高压动力电缆接入脱硫电气控制室配电盘。在脱硫电气控制室,电源分为两路,一回经由配电盘、控制开关柜直接与高压电机(浆液循环泵)相连接。另一回接脱硫变压器,其输出端经配电盘、控制开关柜与低压电器相连接,低压配电采用动力中心电动机控制中心供电方式。 系统配备有低压直流电源为电动控制部分提供电源。 脱硫系统的脱硫剂加料设备和旋流分离器实行现场控制,其它实行控制室内脱硫控制盘集中控制,亦可实现就地手动操作。 正常运行时,由立式控制盘自动控制各个调节阀,控制脱硫系统石灰供应量和氢氧化钠补给量,要在锅炉负荷变动时能自动予以调节。烟气量的控制是根据锅炉排烟量,由引风机入口挡板通过锅炉负荷信号转换为烟气量与实际引入脱硫装置的烟气量反馈信号控制。吸收剂浆液流量的控制是通过进入脱硫装置的SO2量以及循环浆池中浆液的PH值来控制的。副产品浆液供给量通过吸收剂浆液的流量来控制。除雾装置清洗水的流量、吸收室入口冲洗水的压力以及脱水机排出液流量单独控制。脱硫塔底部的液位亦属于单独控制,即通过补给水量来控制。吸收剂浆池浓度的控制由补给水量调节给料器的转速以控制石灰加入量,继而达到控制浓度的目的。吸收室出口除雾器的清洗是按一定的时间间隔开关喷水阀用补充给水进行冲洗。 二次污染的解决问题: 采用氢氧化钠作为脱硫剂,在脱硫塔内吸收二氧化硫反应速率快,脱硫效率高,但脱硫的产物Na2SO4很难进行处理,极易造成严重的二次污染问题。采用双碱法烟气脱硫工艺,用氢氧化钠吸收二氧化硫后的产物用石灰来再生,只有少量的Na2SO4被带入石膏浆液中,这些掺杂了少量Na2SO4的石膏浆液用泵打入旋流分离器中进行固液分离,分离的大量的含水率较低的固体残渣被打到渣场进行堆放,溶液流回再生池继续使用,因此不会造成二次污染。5、 工艺特点与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比,双碱法原则上有以下优点(1)用NaOH脱硫,循环水基本上是NaOH的水溶液,在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养(2)吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外,这样避免了塔内堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了操作费用;同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔,使系统更紧凑,且可提高脱硫效率;(3)钠基吸收液吸收SO2速度快,故可用较小的液气比,达到较高的脱硫效率,一般在90%以上; 对脱硫除尘一体化技术而言,可提高石灰的利用率。 缺点是:NaSO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生,需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外,Na2SO4的存在也将降低石膏的质量 双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术,是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术,具有广泛的市场前景。
钠碱法脱硫工艺简介钠-钙双碱法【Na2CO3--Ca(OH)2】采用纯碱吸收SO2,石灰还原再生,再生后吸收剂循环使用,无废水排放。在工艺先进、运行可靠和经济合理的原则下,为了最大限度的减小一次性投资、节能降耗和系统维护方便,设计了如附图一的工艺流程。烟气经布袋除尘器除尘,再进入脱硫塔。烟气在导向板作用向上螺旋,并与脱硫液接触,将脱硫液雾化成直径的液滴,形成良好的雾化吸收区。烟气与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应,完成烟气的脱硫吸收和进一步除尘。经脱硫后的烟气向上通过塔侧的出风口直接进入风机并由烟囱排放。脱硫液采用外循环吸收方式。吸收了SO2的脱硫液流入再生池,与新来的石灰水进行再生反应,反应后的浆液流入沉淀再生池沉淀,当一个沉淀再生池沉淀物集满时,浆液切换流入到另一个沉淀再生池,然后由人工清理这个再生池沉淀的沉渣,废渣晾干后外运处理。循环池内经再生和沉淀后的上液体由循环泵打入脱硫塔循环使用。另外,由于渣带水会使脱硫液损失一部分钠离子,故需在循环池内补充少量纯碱或废碱液。化学反应原理基本化学原理可分为脱硫过程和再生过程两部分。在塔内吸收SO2Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 (1)2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O(2)Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3(3)以上三式视吸收液酸碱度不同而异,碱性较高时(PH>9)以(2)式为主要反应;碱性稍为降低时以(1)式为主要反应;碱性到中性甚至酸性时(5<PH<9),则按(3)式反应。用消石灰再生Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3Ca(OH)2+2NaHSO3=Na2SO3+CaSO3• H2O+1 H2O在石灰浆液(石灰达到达饱和状况)中,NaHSO3很快与Ca(OH)2反应从而释放出[Na+],[SO32-]与[Ca2+]反应,反应生成的CaSO3以半水化合物形式沉淀下来从而使[Na+]得到再生。Na2CO3只是一种启动碱,起动后实际上消耗的是石灰,理论上不消耗纯碱(只是清渣时会带也一些,因而有少量损耗)再生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂循环使用。
不是。阻垢剂主要成分有磷磺酸等。亚硫酸氢钠,是一种无机化合物,化学式为NaHSO3,为白色结晶性粉末,有二氧化硫的不愉快气味,主要用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂、细菌抑制剂。2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,亚硫酸氢盐在3类致癌物清单中。[2]中文名亚硫酸氢钠外文名Sodium Hydrogen Sulfite别名酸式亚硫酸钠化学式NaHSO3分子量基本信息分子式:NaHSO3分子量:号:7631-90-5EINECS号:231-673-0理化性质密度:熔点:150℃外观:白色结晶性粉末。有二氧化硫的气味。具不愉快味溶解性:易溶于水,水溶液呈酸性,难溶于醇[1]计算化学数据疏水参数计算参考值(XlogP):无氢键供体数量:1氢键受体数量:4可旋转化学键数量:0互变异构体数量:0拓扑分子极性表面积:重原子数量:5表面电荷:0复杂度:同位素原子数量:0确定原子立构中心数量:0不确定原子立构中心数量:0确定化学键立构中心数量:0不确定化学键立构中心数量:0共价键单元数量:2[1]毒理学数据急性毒性:LD50:2000mg/kg(大鼠经口)。[1]用途主要用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂、细菌抑制剂。急救措施皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。就医。眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。食入:饮足量温水,催吐。就医。消防措施危险特性:具有强还原性。接触酸或酸气能产生有毒气体。受高热分解放出有毒的气体。具有腐蚀性。有害燃烧产物:氧化硫、氧化钠。灭火方法:消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。泄露应急处理隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘口罩,穿防酸服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,小心扫起,收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。防护措施工程控制:密闭操作,局部排风。呼吸系统防护:空气中粉尘浓度超标时,必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴空气呼吸器。眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。身体防护:穿橡胶耐酸碱服。手防护:戴橡胶耐酸碱手套。其他防护:工作场所禁止吸烟、进食和饮水,饭前要洗手。工作完毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。操作处置与储存操作注意事项:密闭操作,局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿橡胶耐酸碱服,戴橡胶耐酸碱手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、碱类接触。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装密封。应与氧化剂、酸类、碱类分开存放,切忌混储。不宜久存,以免变质。储区应备有合适的材料收容泄漏物。是一种酸式盐,1.用于棉织物及有机物的漂白; 2.在染料、造纸、制革、化学合成等工业中用作还原剂; 3.医药工业用于生产安乃近和氨基比林的中间体;4.食用级产品用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂; 5.用于含铬废水的处理,并用作电镀添加剂。阻垢剂(scale inhibitor):是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能,并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。阻垢剂能除去垢和阻止水垢的形成,提高热交换效率,减少电能或减少燃料的消耗;水处理还可减少排污,提高水的利用率,一般可节约60%以上,符合我国节能减排的新政策。[1]中文名阻垢剂外文名scale inhibitor功能特性适用于各种膜管材料部分鳌合、分散和晶格畸政策支持节能减排作用机理从作用机理上来讲,阻垢剂的作用螯合增溶作用、凝聚与分散作用、静电斥力作用、晶体畸变作用四部分。[1]且在实验室评定试验中,分散作用是鳌合作用的补救措施,晶格畸变作用是分散作用的补救措施。螯合作用由中心离子和某些合乎一定条件的同一多齿配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的具有环状结构的配合物的过程称为螯合作用。鳌合作用的结果是使得成垢阳离子(如ca2+,Mg2+等)与螯合剂作用生成稳定的螯合物,从而阻止其与成垢阴离子(如 CO3 2-,SO42-,PO43-,和SiO32- 等)的接触,使得成垢的几率大大下降。[1]螯合作用是按化学计量进行的,如1个EDTA分子鳌合1个二价金属离子。螯合剂的鳌合能力可用钙螯合值来表示。通常商品水处理剂的螯合能力(以下各药剂活性组分质量分数均为50%,螯合能力以CaCO3计):氨基三亚甲基膦酸(ATMP)—300 mg/g;二乙烯三氨五亚甲基膦酸(DTPMP)—450 mg/g;乙二胺四乙酸(EDTA)—15om岁g;羟基亚乙基二膦酸(HEDP)—45om扩g。折合算来,1 mg螯合剂只能螯合不足 mgCaCO3垢。若需将总硬为smm0FL的钙镁离子稳定在循环水系统中,所需的螯合剂为l000m/L,这种投加量在经济上是无法承受的。由此可见,阻垢剂螯合作用的贡献只是其中很小一部分。但在中低硬度水中,起重要作用的仍是阻垢剂的螯合作用。分散作用分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚,从而可阻止垢的生长。[1]成垢粒子可以是钙、镁离子,也可以是由千百个CaCO3和MgCO3分子组成的成垢颗粒,还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物,分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低,则被吸附分散的粒子数少,分散效率低;聚合度过高,则被吸附分散的粒子数过多,水体变浑浊,甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比,分散作用是高效的。实验表明,1 mg分散剂可使10一100 mg的成垢粒子稳定存在于循环水中,在中高硬度水中,阻垢剂的分散功能起主要作用。晶格畸变作用当系统的硬度、碱度较高,所投入的鳌合剂、分散剂不足以完全阻止它们析出的时候,它们就不可避免地析出。如果没有分散剂的存在,垢的生长将服从晶体生长的一般规律,[1]所形成的垢坚固地附着在热交换器表面上。如果有足量的分散剂的存在,由于成垢粒子(由成百上千个CaCO3分子组成)被分散剂吸附、包围,阻止了成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列,从而使所生成的污垢松软、易被水流的冲刷而带走。分类按照阻垢剂的聚合成份,可将其分为天然聚合物阻垢剂和合成聚合物阻垢剂两大类.而合成聚合物阻垢剂又可进一步分成羧酸类聚合物阻垢剂、磺酸类聚合物阻垢剂、含磷聚合物阻垢剂和环境友好型阻垢剂4种。[2]有机膦系列阻垢剂ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢,特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定,不易水解。在水中浓度较高时,有良好的缓蚀效果。HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂,能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物,能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用,在高pH下仍很稳定,不易水解,一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。EDTMPS是含氮有机多元膦酸,属阴极型缓蚀剂,与无机聚磷酸盐相比,缓蚀率高3~5倍。能与水混溶,无毒无污染,化学稳定性及耐温性好,在100℃下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子,因而可以与多个金属离子螯合,形成多个单体结构大分子网状络合物,松散地分散于水中,使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力,与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒,在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂,用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA,几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。有机膦酸盐阻垢剂ATMP·Na4是ATMP的中性钠盐,可阻止水中成垢盐类形成水垢,特别是碳酸钙垢的形成。 ATMP·Na4适用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。ATMP·Na4对于其他一些添加剂也有很好的相容性。ATMP·Na4特别适用于中性到酸性配方中,无氨味产生。ATMP·Kx是ATMP的部分钾盐溶液,相对于等量的钠盐,ATMP·Kx具有更高的溶解度,可阻止水中成垢盐类形成水垢,特别是碳酸钙垢的形成。ATMP·Kx尤其适用于油田回注水系统。HEDP·Na4广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水、低压锅炉、油田注水及输油管线的阻垢和缓蚀。聚羧酸类阻垢分散剂PAAS无毒,易溶于水,可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀,从而达到阻垢目的。AA/AMPS为丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成。由于分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基,能提高钙容忍度,对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用,并且分散性能优良。与有机膦复配,增效作用明显。特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质,是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一。共聚物类阻垢剂作为水处理药剂, 具有品种繁多, 合成方法较成熟, 适用水质范围宽, 低毒无公害等优点, 是一类极具发展前途的绿色阻垢剂。[3]PESA是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能,阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。PESA与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时PESA具有一定的缓蚀作用,是一种多元阻垢剂。与其他药剂复配可以形成性能较好的低磷或无磷缓蚀阻垢剂, 因而有着十分广阔的应用前景。[3]PASP为水溶性聚合物,是一种新型绿色水处理剂,具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。对离子有极强的螯合能力,具有缓蚀与阻垢双重功效,对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果,对碳酸钙的阻垢率可达80%。复合阻垢剂锅炉专用缓蚀阻垢剂是由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品,具有很高的缓蚀和阻垢性能,其耐温性特别好,可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。热网专用阻垢剂主要由高效分散剂、酚羟基、磺酸基团等组成,对水中的碳酸钙、硫酸钙等成垢因子具有晶格畸变作用,使垢不易牢固地吸附在器壁上,松散地分散在水中,显示出优良的阻垢作用。缓蚀阻垢剂由有机膦酸、聚羧酸、碳钢缓蚀剂等组成,对水中的碳酸钙、磷酸钙等均有很好的螯合分散作用并且对碳钢具有良好的缓蚀效果,主要用于钢铁厂循环冷却水系统的缓蚀阻垢,其缓蚀效果好、阻垢力强。缓蚀阻垢剂由有机膦酸、聚羧酸、碳钢缓蚀剂及铜缓蚀剂复配而成,对水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有很好的螯合分散作用并且对碳钢、铜具有良好的缓蚀效果。本品主要由多种有机膦羧酸、聚羧酸、含磺酸盐共聚物、缓蚀剂、特殊界面活性剂等组成,适用于循环水中Ca2++碱度要求达到1500 ppm的高浓缩倍率的循环冷却水系统。RO阻垢剂反渗透阻垢剂、分散剂是一种高效阻垢分散剂,特别适用于反渗透给水中钡、锶含量高,硫酸钡、硫酸锶结垢倾向严重的反渗透系统。它可以在结垢物质很宽的浓度范围内有效地阻止结垢的发生。在反渗透系统(RO)、纳滤系统(NF)或超滤系统(UF)中使用反渗透阻垢剂。反渗透膜结垢是制约RO 在水处理推广应用的关键因素。膜系统一旦大面积结垢,清洗膜和更换反渗透膜是唯一的解决办法。[4]专用阻垢剂苯骈三氮唑钠(BTA):BTA(Na)可以吸附在金属表面形成一层很薄的膜,保护铜及其它金属免受大气及有害介质的腐蚀;BTA(Na)在循环冷却水系统中可与多种阻垢剂、杀菌灭藻剂配合使用,对循环冷却水系统缓蚀效果良好,在循环水中用量为2-4mg/L。BTA(Na)也可以作为铜银的防变色剂、汽车冷却液、润滑油添加剂。巯基苯骈噻唑钠(MBT):MBT(Na)可以作为循环冷却水系统中的铜缓蚀剂。MBT(Na)缓蚀作用主要依靠和金属铜表面上的活性铜原子或铜离子产生一种化学吸附作用;或进而发生螯合作用从而形成一层致密而牢固的保护膜,使铜材设备得到良好的保护,使用量一般为4mg/L,MBT(Na)也可以用作增塑剂、酸性镀铜光度剂等使用。甲基苯骈三氮唑(TTA):TTA 可以作为有色金属铜和铜合金的缓蚀剂,对黑色金属也有缓蚀作用。TTA吸附在金属表面形成一层很薄的膜,保护铜及其它金属免受大气及水中有害介质的腐蚀。本品成膜更均匀,和巯基苯骈噻唑钠复合使用效果更佳。TTA用醇或碱溶解后加入到循环水中,水中本品浓度为2—10mg/L,若水系统中的有色金属已严重腐蚀,可以按正常浓度5—10倍加入本品以使系统迅速钝化。浓缩阻垢剂浓缩阻垢剂就是把以上出现的类型的阻垢剂再经过针对企业运营情况的实验分析进行浓缩得出的复合配方的阻垢剂。浓缩阻垢剂的特点就是:1、效率更高;2、使用更方便;3、用量更小;4、更节约经济;5、节省人力;6、节省仓储空间;7、更加安全。无磷阻垢剂无磷阻垢剂可适用于不同水源,该产品采用无磷聚合物及分散性高分子聚合物来防止硬度及氧化铁沉积。是一种高效能的液体阻垢分散剂,有效控制碳酸钙、硫酸钙、硫酸锶结垢,碳酸钙的LSI高达+尚不致结垢。可用于控制膜分离系统结垢沉淀及减少微粒堵塞。注意事项无毒,吸入:转移至新鲜空气处,如出现呼吸短促,吸氧,症状持续恶化,立即就医。皮肤接触:立即脱掉污染的衣服和鞋子,用大量的水冲洗。眼睛接触:用洗眼器冲洗至少15分钟,如果眼部刺激持续或恶化,给予医疗护理,脱下隐形眼镜。食入:没有医生的建议,不要催吐。切勿给失去知觉者喂食,如有必要送医治疗。展望根据可持续发展的战略, 绿色化无疑是 21 世纪阻垢剂的发展方向。因此, 今后的工作应当围绕性能、经济、环境三大目标, 在进一步完善现有产品, 提高质量的基础上,应加强机理研究和复配研究, 降低成本, 减小污染;加快具有我国资源优势的铂系、钨系水处理剂的研究及推广应用; 在新产品的合成方面, 必须突破现有思路, 积极利用绿色化学技术, 首先将目标分子绿色化, 采用清洁工艺, 合成无磷、非氮、不含有毒物质、易于生物降解。亚硫酸氢钠的物理和化学性质亚硫酸氢钠 分子式:NaHSO3分子量:产品的理化性质 成品为白色单斜晶体式粉末,湿时带有强烈的SO2气味。干燥后无其它气味,相对密度极易溶于水,加热时易分解,微溶于乙醇,水溶性呈酸性,还原性较强,在空气中易被氧化。1.与碱作用:NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O2.与酸作用:2NaHSO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2SO23.与氧化剂作用:Cl2+NaHSO3+H2O=NaCl+H2SO4+HCl
常用的分离方法有:在的乙酸-氢氧化铵缓冲溶液和等体积的乙醇溶液中加入一定量的EDTA掩蔽钙,用硫酸铵使锶、钡生成硫酸盐沉淀与钙分离,EDTA的量与所掩蔽氧化钙的量之比约为8∶1较好。溶液的pH>时,锶、钡可能被EDTA配位使结果偏低;pH<时,钙与EDTA配位不完全则析出硫酸钙使钙分离不完全。使用5g/L聚乙醇凝聚,可用氢氧化铵分离锶、钡与二三氧化物及其他多元素。还可以采用在乙酸铵-硫酸钾溶液中使钙与锶、钡分离后EDTA配位滴定钙和镁。
利用铬酸钡沉淀与钙、锶分离的方法应用较多,在~的乙酸-乙酸钠溶液中加入适量的EDTA配位大量锶,用重铬酸铵沉淀钡可减少铬酸锶的共沉淀。
钙、锶、钡的相互分离仍然是一个比较困难的问题。利用碱土元素的硝酸盐在某些有机溶剂中的溶解度不同,使钙与锶、钡分离。常用的有机溶剂有丙酮、戊醇、乙醇和乙醚的混合液等;但由于有机溶剂的毒性,这些分离方法大多不被采用。
浅谈汽车尾气排放的控制摘要:发动机燃烧后排放出的废气是我国城乡大气污染的重要源头之一。本文主要论述了几种降低废气对环境的污染的措施。关键词:汽车尾气环境控制随着我国汽车工业的迅速发展,汽车保有量也在急剧增加,汽车现已成为人类重要的运输工具,它提高了社会生产效率,改善了人们的生活质量。汽车在促进经济繁荣,给人民生活带来方便的同时,也给环境带来了负面影响。它给人类赖以生存的环境带来了日益严重的危害,发动机燃烧后排放出的废气污染了大气环境。据统计,在我国大城市大气污染中,汽车尾气排放量已占大气污染源85%左右,全球10个大气污染最严重的城市中,我国就占了7个。因此,控制汽车尾气排放,治理城市大气污染已成为我国各市刻不容缓的重要任务。控制汽车尾气排放是一项庞大而复杂的系统工程,它与汽车的设计、制造、使用、维护保养、燃油品质等直接相关,同时也与城市交通管理以及财税政策密切相关。要抓住每一个影响汽车污染排放的环节,才能使汽车污染排放得到有效的控制。1严格执行废气排放的国家标准和地方标准与法规通过法规和标准来约束汽车制造厂家和改造维修厂家,以此来推动汽车制造技术水平,特别是排放技术的进步。从2000年开始,我国就开始加大控制汽车尾气排放的力度,实施了相当于欧Ⅰ标准的国家第一阶段排放标准(简称“国Ⅰ”),2004年开始实施相当于欧Ⅱ标准的第二阶段排放标准(简称“国Ⅱ”)。目前国家环保总局已公布轻型汽车自2007年7月1日起实施国Ⅲ号、国Ⅳ号(与欧洲Ⅴ号接近)标准。这些标准的实施将会使汽车尾气排放的污染大为减少。2改进燃料品质燃料的品质与汽车发动机的燃烧过程和燃烧效果有直接关系,改进燃料品质是控制汽车排放污染相当重要的途径之一。首先是淘汰含铅汽油,四乙基铅是一种低号汽油抗爆剂,它随着排气进入大气后,通过呼吸或食物链进入人体,并蓄积在体内,引发各种疾病,特别是对儿童和孕妇的危害极大,我国已在2000年7月1日起全面禁止使用铅汽油。另外还要对车用汽油中的硫含量、烯烃和芳香烃含量以及饱和蒸汽压加以限制,以减少有害气体的生成,减少汽油的蒸发。此外,汽油中加入清洁剂,减少胶质和沉积物,也是改善燃烧的措施之一。为进一步调整能源消费结构,开发石油替代资源,更有效降低汽车尾气污染物的排放,目前,在我国部分省市已经开始推广车用乙醇汽油,即在90%的车用无铅汽油中加入10%的燃料乙醇,可以替代10%的车用无铅汽油。使用一部分燃料乙醇替代车用无铅汽油,即能改善汽车尾气排放,同时也改善了我国能源结构,推动了可再生能源的发展。3增加排气净化的附加装置采取的措施有加装尾气催化净化装置,即借助催化器作用,使催化器与尾气排放中的污染物通过化学反应生成对人体没有直接伤害的物质,最常见的是三元催化器。采用高能电子点火装置,即通过精确控制汽油机点火提前和提高点火能量,以创造理想的燃烧条件,从而减少发动机的污染排放。采用电子控制燃油喷射,即将发动机空燃比控制在最佳理论值附近,使发动机无论在任何环境条件和何种工况下都能精确地控制混合气的浓度,使汽油得到完全充分燃烧,从而降低废气中有害成分的含量。4推行代用燃料用天燃气或者液化石油气等气体作为燃料来替代汽油、柴油,由于气体燃料含硫、氮等杂质少,燃烧完全,可显著减少汽车污染物的排放,而且燃料系统是封闭的,不存在燃料蒸发现象,因此受到广泛欢迎。燃气汽车也被称为清洁能源车、环保汽车、绿色汽车,推行代用燃气车改造已成为控制汽车尾气排放污染的措施之一。5加强对在用车的检查和维护,推行I/M制度I/M制度即在用车检查和维护制度,是通过立法、标准、科学的质量控制、质量保证体系和管理机制,对在用车进行定期或不定期的排放检测,发现排放超标车和篡改排放控制装置的车辆,责令其限期进行修理,使在用车最大限度的发挥自身的排放净化能力。汽车排放污染仅仅是车辆性能指标不稳定或恶化的一种表征,其内在原因是多方面的,对排放超标的汽车,必须要由有经验的技术人员按作业规范认真对其进行检测、诊断、判明故障点。在消除相应故障的同时,有针对性地对汽车故障的相关部位认真进行检查维护作业,使汽车恢复正常的工作状态,减少和消除因故障或参数变化造成的排放超标。6优先发展公共交通发展公共交通,减少市区、特别是市中心的车流量,是减少汽车污染物排放、改善城市大气环境质量的有效措施。尽管我国道路建设有了很大发展,道路系统逐步完善,但是仍满足不了车辆迅猛发展的需要。交通阻塞问题仍然十分严重,城市汽车经常在怠速、低速、加速、减速等排放恶劣的情况下工作,加重了城区特别是城区道路的空气污染,同时也造成能源的浪费。7广泛宣传、提高驾驶员的环保意识如果驾驶员都有保护环境的意识,都懂得怎样驾驶汽车可以减少排气污染,我们的环境会大有改观。汽车排放控制涉及的范围极其广泛,需要得到全社会的关心和支持。抓好排放控制的各个环节,每个单位、每个部门、每个公民都应积极参与支持汽车污染的控制,使减少汽车排气污染成为每个人的自觉行动,为保护和改善大气环境质量做出努力,共同营造一个美好家园。1] 周雁飞. 敬礼,农经干部[J]. 农村财务会计 , 2005,(03) [2] 李小荣. 城市污水处理行业发展建设问题探讨[J]. 山西建筑 , 2002,(05) [3] 高俊. 浅谈如何控制工程造价[J]. 苏盐科技 , 2003,(03) [4] 郑翠萍. 浅谈做好水利事业单位财务管理工作的重要性[J]. 浙江水利科技 , 2000,(S1) [5] 严民政, 侯涛, 孙映君. 谈工程质量控制[J]. 平原大学学报 , 2000,(02) [6] 青山不墨千秋画 绿水无言万古诗——房山区长沟镇环境兴镇[J]. 前线 , 2006,(01) [7] 朱正德. 把生产现场作为质量控制的主战场[J]. 汽车工业研究 , 1996,(06) [8] 赵杰. 建设工程项目的投资控制[J]. 山西建筑 , 2004,(07) [9] 李贤弼. 建设工程造价全程控制浅谈[J]. 交通科技 , 2004,(03) [10] 徐猛. 汽车尾气排放的测试[J]. 企业标准化 , 2004,(08)
汽车与环保论文人类在地球的孕育中诞生,走向高度成熟……并不断演变着、持续着!但是,正是她孕育出的“儿女们”不但没有没给她安乐,相反的却使她伤痕累累!让我们想一想,人类过度地消耗资源和污染环境,已经给地球造成了怎样的灾难; 让我们想一想,我们每个人在这样的灾难中负有怎样不可推卸的责任。当脆弱的生态难以维系,人类的消费将如何持续;当地球患了绝症,人类又能生存多久?人类既是环境灾难的制造者,也是环境灾难的受害者,更是环境灾难的治理者。我们每个人都可以通过选择绿色的生活方式来参与环保:节约资源,减少污染;绿色消费,环保选购;重复使用,多次利用;垃圾分类,循环回收;救助物种,保护自然。随着人们生活节奏的加快,人们要求越来越高的效率,于是汽车产业在节奏中应运而生并以惊人的速度飞快发展着……然而,随着汽车数量增多,它所带来的负面影响却是不容忽视的……汽车尾气是空气污染的一个重要因素。日前,全世界拥有汽车约8亿辆,平均7人一辆,汽车是给我们的生活带来了很多便利,但任何事物都有两面性,便利也要付出代价,那就是污染。汽车排出的有害气体在当前己取代了粉尘,成为大气环境的主要污染源。据不完全统计,世界每年由汽车排入大气的有害气体? 一氧化碳(也就是人常说的煤气)达2亿多吨,太致占总毒气量的1/3以上,成为城市大气中数量最大的毒气,而且它在大气中寿命很长,一般可保持二、三年。所以它是一种数量大,累积性强的毒气。在美国洛杉矾,进入40年代后,随着工商业的发展,人们发现每当夏季和早秋,洛杉矾城市上空就会经常出一种不寻常的浅蓝色的烟雾,有时持续几天不散,使大气能见度大大降低。1943年9月8日,洛杉矾城区就被这种神奇的浅蓝色烟雾笼罩了整整一天,使上千人中毒,当时人的眼睛发红、喉部疼痛,有的还伴随有不同程度的头昏、头痛,最后有400多人死亡。一夜之间,草木枯黄,使当时的洛杉矾失去了优美的环境。对洛杉矾烟雾的来源及形成条件的调查历经数年。起初人们认为这种烟雾是由化工厂排放的废气二氧化硫造成的,后来经过7一8年的研究才弄清楚,造成这种浅蓝色烟雾的根源是由汽车排出的废气对大气的污染。汽车排气才是洛杉矾光化学烟雾事件的真正凶手汽车噪音污染对现代城市的影响也不容忽视!汽车是一个高速运动的复杂组合式噪声源。汽车发动机和传动系工作时产生的震动、高速行驶中汽车轮胎在地面上的滚动、车身与空气的作用,是产生汽车噪音的根本原因。对汽车噪音来源的深入剖析,具体包括如下内容:1、发动机噪音,发动机噪音中,除了发动机机体发出的机械声外,还包括进气系统噪音;2、排气系统噪音,它是发动机噪音的一部分,主要包括消声器支撑架及排气管道震动辐射出的噪音,发动机震动及排气动作引起的辐射噪音;3、风扇噪音;4、轮胎噪音,它是由轮胎与路面摩擦所引起的,是构成底盘噪音的主要因素。一般的胎噪主要由三部分组成:一是轮胎花纹间隙的空气流动和轮胎四周空气扰动构成的空气噪音;二是胎体和花纹部分震动引起的轮胎震动噪音;三是路面不平造成的路面噪音;5、制动噪音是汽车制动而产生的噪音主要有制动器的尖叫声、轮胎与地面的摩擦声以及车身板件的震颤声等,制动噪音一般是指制动器工作时产生的鸣叫;此外还包括车身结构噪音等。大到城市小到农村,汽车噪音已对人们生活造成严重影响,给人们生产生活带来诸多不变!除了尾气污染、噪音污染外,汽车对能源的消耗也相当大,国家发改委的有关人士介绍,目前国内石油消费量呈现大幅上升趋势,今年上半年,原油、成品油进口增长都在16%左右。有关资料显示,车用燃油已经达到中国石油总消费量的1/3。石油是及缓慢的再生或不可再生资源,每年都有相当一部分石油被用来加工成汽油、材油等供汽车消耗!即汽车不仅从源头对资源造成影响,还在排放、热气产生、噪音的始或终都产生了相当大的影响!人类环境迫切需要有能改善这种状况的解决办法,既要解决人类的交通工具问题,又要使得此种交通工具不至于对人类的需求产生负面影响!要求我们从多个方面对这个问题进行思考、定夺!一方面,要从如何降低能源消耗入手同时关注汽车尾气、噪音、产热的问题;另一方面,要研制出节能无污染的“绿色”替代品!
目前,全球汽车数量呈现大规模的增长趋势,汽车尾气成为大气污染的主要来源之一,我整理了汽车尾气治理技术论文,欢迎阅读!
汽车尾气治理技术方法概述
摘 要:目前,全球汽车数量呈现大规模的增长趋势,汽车尾气成为大气污染的主要来源之一,汽车尾气治理理所当然的成为了全社会共同关注的问题。汽车尾气内含有大量的有害物质,严重破坏大气环境,尾气治理也面临较大的压力,为降低汽车尾气的污染性,必须采取有效的对策。本文主要针对汽车尾气的治理技术进行阐述和分析。
关键词:汽车尾气;治理技术;污染
汽车行业的发展,为人们提供了诸多便捷,逐渐成为普遍的大众交通工具,但是汽车尾气排放治理一直是环境保护中重点考虑的问题,主要是因为汽车尾气中存在大量的有害物质,破坏大气环境,所以需采取有效的治理措施以及高效的净化尾气技术,最大限度的减少汽车尾气污染,共同维护我们的绿色家园。
一、汽车尾气的污染分析
汽车尾气对环境的污染和危害非常大,如果汽车尾气不经治理直接排放,会严重危害到环境和人们的身心健康。汽车尾气中的污染主要包括:(1)氮氧化物,此类污染物本身存在毒性,再加上紫外线的分解,直接形成二次污染,氮氧化物排放严重的地区,会出现光化学烟雾,不仅破坏了大气环境,更重要的是危害人体健康;(2)CO、HC,同属于危害极高的气体,此类气体长期混合在空气中,能够引起人体中毒,而且此类污染物在游离状态下的排除难度非常高;(3)二氧化碳,其属于汽车尾气的主要产物,引发严重的温室效应,直接破坏了大气的保护层。
二、汽车尾气的治理技术
汽车尾气的治理关键主要集中在汽车的发动机部分,治理技术可分为燃烧净化技术和尾气净化技术两部分。
(一)燃烧净化技术。燃烧净化技术的治理对象是汽车发动机的内部,主要降低尾气中有害物质的含量,燃烧净化技术可以分为如下三类:
电控点火系统的应用。电控点火系统在汽车发动机内部控制中,提供充足的点火能量,保障准确点火,避免汽车因点火问题发生污染。电控点火系统着实提高了混合气的质量,促使其在不同的点火条件下,均能实现精确点火,防止汽车因点火不足而发生污染性燃烧。部分汽车的电控点火系统已经做了改进,通过控制点火,完善电控点火系统在发动机中的应用,提供最佳点火状态,着实降低了CO、HC等的排放量。
可变进气管道。改进进气管道的供气效率能够促进完全燃烧,可变进气管道适度控制进气管,利用可变进气过程中的波动条件,优化进气管道的工作状态。进气管道的长度是可变的,其可根据发动机的状态变化进气管道,发动机的转速变低时,可以选择长距离供气,转速加快时,转变为短距离供气,由此发动机不论在任何状态下,都能得到最佳的供气量,实现充分燃烧。
电控燃油喷射。电控燃油喷射控制能够保障空燃比处于最佳状态,促使燃油具备充分燃烧的条件,避免发动机内部产生有害物质。电控燃油喷射系统的功能比较多,有利于燃烧净化,汽车发动机在电控燃油喷射的作用下,能够提高喷油的质量,可以根据汽车发动的需求,不断调整供油系统,提供精准的供油量。因此电控燃油喷射通过控制燃烧条件,有利于降低汽车尾气的污染,最主要的是保障充分燃烧,避免尾气中含有有毒气体及烟尘微粒。
(二)尾气净化技术。尾气净化技术作用在汽车发动机的外排部分,利用净化技术治理汽车尾气,实现安全排放,降低汽车尾气对大气环境的破坏性。
过滤与再生。过滤与再生是尾气净化技术的基础部分,由过滤和再生装置构成,主要净化汽车尾气中的颗粒。尾气净化中的过滤装置,可排除尾气中的特定颗粒,吸附含有毒害物质的烟气,以免其排放到大气中,过滤装置的吸附效率高达80%。同时过滤与再生装置还具有重新利用的功能,将可利用的气体重新送入汽车发动机系统内,体现节能环保的技术优势。
闭环控制。闭环控制在尾气净化中负责控制转化与传感部分,构成尾气净化装置,比较具有代表性的是三元催化转化器,利用催化还原的方式,将有毒的氮氧化合物转化成没有危害的氮气和氧气,再次利用导管将氧气重新输送到发动机耗氧环节。根据试验分析,三元催化转化器在闭环控制中,当空燃比控制在:1的范围内时,催化转化的效率可以提高到90%,大大提高了尾气净化的水平。
AIR系统。AIR系统有利于尾气净化技术的应用,其可提高尾气净化的效率,发挥高质量的辅助作用。AIR辅助尾气净化技术闭环控制的环节,能够深层次的净化汽车尾气。 AIR系统与三元催化转化器配合,采取燃烧的方式消耗掉尾气中的HC、CO等有害气体,此类有害物质会以水和二氧化碳的方式排放到空气中,强化汽车的尾气治理。
三、汽车尾气的治理方法
随着科技的发展,汽车尾气治理具有良好的发展前景,目前,高端的治理方法已经投入汽车尾气治理应用中,比较典型的治理方法包括:磁化净化方法、等离子处理方法等。
(一)磁化净化方法。磁化净化的治理方法能够改变汽车燃油中的构成,促使燃油具备充分燃烧的条件,提高发动机的燃烧效率,降低尾气中的污染物排放量。汽车尾气中含有的大量污染气体,经磁化净化方法治理后,尾气的质量可得到很明显的提升,而且还在不同程度上调节了气体的有效燃烧,符合汽车尾气的治理要求。
(二)等离子处理方法。等离子处理方法在汽车尾气治理中较高的效率,具有全面净化的优势。等离子的活性非常高,其可治理汽车尾气中的污染物,还可利用二次治理的方法,避免出现尾气污染。等离子处理方法可以在空气进入汽车发动机之前实行治理,保障空气内含有足量的可燃性氧气,利用不同状态的氧气,提高发动机的燃烧效率,以此来氧化尾气中的CO、HC,提升尾气治理的水平。等离子处理方法在尾气治理中的应用价值非常高,不仅可以降低尾气中的污染物,还可起到还原作用,重点还原尾气中的氮氧化物,转化成无污染的气体,降低汽车尾气对环境和人体健康的危害。
四、结束语
大气环境是我们赖以生存的宝贵资源,因此保障空气洁净是环境保护的重要课题,由于汽车尾气对大气环境的危害较大,因此,必须要采取科学可靠的治理方法,充分发挥治理技术的过滤和净化作用,严谨处理汽车尾气中的有毒物质,从技术层面探讨更先进更有效的方式方法尽快实现汽车尾气的零污染排放,保障汽车行业与环境保护的和谐发展。
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作者简介:李刚(1977-),男,陕西西安,大学本科,研究方向:环境保护。
张瑞军(1983-),男,陕西榆林,大学本科,研究方向:环境工程。
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