燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自控研究

时间：2023-04-05 07:47:38 其他范文收藏本文下载本文

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燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自控研究

篇1：燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自控研究

燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自控研究

摘要：文章对燃煤锅炉烟气脱硫工艺的主要类型进行了分析，根据所使用脱硫剂类型的不同，介绍了相应工艺方案的优势与局限，并重点从自动控制的角度入手，分析燃煤锅炉烟气脱硫工艺自动控制系统的设计与实现方案，望引起关注。

关键词：燃煤锅炉;工艺技术;自动控制;烟气脱硫

当前整个社会正面临着非常严重的环境污染问题，由环境污染所带来的一系列危害受到了各方人员的关注与重视，并已经对经济持续发展产生了不利影响。其中，酸雨作为危及人体健康，产生严重社会影响的环境问题之一，与人类工业化生产中所使用的煤、石油等燃料有密切关系，这些燃料经过充分燃烧所产生的硫氧化物以及氮氧化物成分在大气中经过复杂的化学反应，并被雨、雪吸收，降落至地面即形成酸雨。由此可见，为了最大限度的减少酸及其所带来的危害，针对燃煤锅炉而言，需要通过实施烟气脱硫工艺的方式，最大限度的减少硫氧化物的排放。本文即就燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自动控制方面的问题进行探讨。

1、燃煤锅炉烟气脱硫工艺分析

燃气脱硫是当前在工业领域中脱除硫氧化物作为有效的一项工艺技术，应用范围非常广泛，且脱除效率理想，故得到了非常深入的应用。目前，国内外对烟气脱硫技术的发展趋势主要为更高的脱硫效率、更先进的技术水平、更小的投资力度，更少的占地面积，更低的运行费用，更高的自动化水平。具体而言，当前烟气脱硫工艺的应用主要有以下几种类型：

第一是湿式钙基脱硫工艺，此项工艺是以钙基作为脱硫剂的烟气脱硫技术，在实际应用中，本工艺具有技术经验成熟，可行性高，资源丰富(以石灰石为主)，成本低廉，脱硫效率高，对煤种以及负荷变化适应性好的优势，但其结构比较复杂，占地面积较大，初始投资费用较高，且脱硫工艺实施中以脱硫石膏为主要副产品，容易对环境造成二次污染。

第二是湿法钠基脱硫工艺，此项工艺所使用的脱硫剂为钠基成分，具有非常强的践行，因此在吸收燃煤锅炉速哦产生二氧化硫后反应产物的溶解度高，不会出现过饱和结晶成分，但其运行费用较高是导致该工艺现阶段难以广泛推行的主要局限。

2、烟气脱硫工艺自控设计分析

本系统实现烟气脱硫的主要过程为：废液罐(碱罐)中的碱液成分通过加碱泵的操作传输至调节罐中，经过搅拌机充分搅拌并与水形成混合反应，产生具有一定浓度的碱液。这部分碱液通过喷液泵的操作经过加压处理后传输至喷嘴内，在此基础之上通过压缩空气进行雾化处理，喷入捕集进化器筒内，使其与锅炉烟气充分混合，在接触与传质的处理后实现对二氧化硫成分的吸收。

在构建烟气脱硫工艺自动控制系统的过程当中，本工艺废液罐(碱罐)均设置有专门的液位显示计，液位显示计能够将所监测到的液位信号传输至液位仪内，使液位水平在操作终端得以直观的显示。同时，该信号能够被同步传输至继电器工作单元内，当废液罐(碱罐)内部液位达到极限水平后，继电器单元自动转入动作状态，使罐底电磁阀转入开启状态，进而送出碱液，直至液位达到最低水平后电磁阀可自动关闭。在这一过程当中，罐继电器单元可同时接收到相应的信号，若碱液液位不在低位状态，则打开罐底的电磁阀送出碱液，当废液罐中碱液到达高位时，自动关闭碱罐底部的电磁阀，同时打开废液罐电磁阀，恢复由废液罐供碱。所供应碱液通过加碱泵处理后传输至调节罐内并与水进行混合反应。调节罐内所设置的PH探头能够对内部碱液浓度进行检测，检测中所生成的信号传输至PH计中，通过信号转数字的方式加以直观显示。进一步可将检测信号调整为电流(电流大小在4.0mA～20.0mA范围内)形式传输至PID调节仪表当中，将其与给定信号进行比较，最后传输变频器中，实现对加碱泵以及加碱液速度的.调节控制。

除此以外，整个烟气脱硫工艺系统中还可以应用浮球开关对自来水进水阀进行控制，进而实现对调节罐液位的自动控制。还需要注意的一点是：当调节罐液位<电子液位计最低限位时，相应的信号则被传输至PLC中，系统整体执行停机动作。

1)软件界面设计：本工艺系统自动控制的实现应用PLC完成，所涉及到的主要控制对象包括以下几个方面，1)对加碱泵启停动作切换的控制;2)对喷液泵启动动作切换的控制;3)对两套泵互锁功能的控制;4)对喷液压力显示功能的控制;5)对电磁阀操作功能的控制。以上控制功能以及操作的实现均搭建在PLC人机界面的基础之上完成。

2)设备选型：本工艺系统自动化控制所使用环境相对比较恶劣，因此设备选型中应当尽可能的选择质量可靠且性能优良的品牌产品。具体选型如下：1)变频器选型为FVR-E93，生产厂家为日本FUJI;2)液位计选型为PXW7BEY2，生产厂家为日本FUJI;3)可编程控制器选型为DVP-20EX，生产厂家为台湾台达;4)可编程控制器人机操作界面选型为DVP-20XP，生产厂家为日本FUJI;5)PH计选型为P33AINN，生产厂家为德国BURKERT;6)电磁阀选型为1067，生产厂家为德国BURKERT。

3、结束语

在现代工业化进程的背景作用之下，人类生存环境受到了非常严峻的挑战，酸雨作为影响社会环境可持续发展的关键问题之一，解决此问题的首要途径是控硫氧化物的排放。因此，燃煤锅炉烟气脱硫工艺的应用有着非常深入的现实意义与价值。本研究中将烟气脱硫工艺应用于燃煤锅炉中，并针对烟气脱硫工艺的控制要点进行了分析与阐述，值得引起重视。

参考文献：

[1]曹媛，王娟，钟秦等.微生物烟气脱硫工艺中硫化物生物氧化与回收单质硫的研究[J].中国电机工程学报，，31(29)：48-54.

[2]张利琴，李凌昇，谢明等.火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺过程监控[J].山西化工，，35(2)：82-84.

[3]吴忠标，刘越，盛重义等.氨法烟气脱硫工艺实验研究[J].环境科学与技术，，33(2)：135-137.

篇2：燃煤烟气脱硫添加剂研究

燃煤烟气脱硫添加剂研究

基于对燃煤烟气脱硫机理的分析研究,综述了烟气脱硫添加剂的研究现状及最新进展.干法、半干法烟气脱硫添加剂的选择主要从比表面积和孔隙率、吸湿性、氧化性或传质阻力等方面考虑;湿法脱硫添加剂的'选择则主要从减小气液相传质阻力等方面考虑.文章建议复合添加剂及工业废弃物是未来添加剂研究的方向.

作者：李娟钱枫张溱芳 LI Juan QIAN Feng ZHANG Zhen-fang 作者单位：北京工商大学,北京,100037 刊名：环境科学与技术 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 28(z1) 分类号：X701.3 关键词：烟气脱硫添加剂比表面积和孔隙率吸湿性

篇3：燃煤电厂烟气脱硫废水处理工艺

燃煤电厂烟气脱硫废水处理工艺

通过对王津电厂脱硫废水处理工艺的详细介绍,使读者对目前国内普遍采用的比较成熟的'湿法烟气脱硫废水的处理工艺有所了解.

作者：时宝兴作者单位：天津市海岸带工程有限公司,天津,300384 刊名：城市建设与商业网点英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年，卷(期)： “”(29) 分类号：X7 关键词：燃煤电厂湿法脱硫三联箱 PH 调节混合絮凝澄清沉淀

篇4：新组合式燃煤锅炉烟气脱硫装置的研究

新组合式燃煤锅炉烟气脱硫装置的研究

针对目前燃煤锅炉烟气净化问题,利用湿壁塔净化洗涤的原理,研究了一种将湿式洗涤和旋风分离相结合的除尘脱硫装置,文章阐述了该装置的结构形式,基本工作原理和各工艺条件对脱硫效率的.影响,工业应用表明该装置脱硫效率大于97%,设备阻力小于1200 Pa.

作者：赵敏 ZHAO Min 作者单位：株洲市环境监测中心站,湖南,株洲,41 刊名：湖南有色金属英文刊名：HUNAN NONFERROUS METALS 年，卷(期)：2009 25(4) 分类号：X701.3 关键词：脱硫传质 pH值气速

篇5：燃煤烟气脱硫氧化镁活性研究

燃煤烟气脱硫氧化镁活性研究

为更好地提高镁法湿法烟气脱硫的脱硫效率,从脱硫剂氧化镁的活性出发,通过X射线衍射分析研究550～800℃高温煅烧制备的氧化镁,得出氧化镁活性与氧化镁制备温度及晶体结构之间的.关系,并通过鼓泡床脱硫实验得出活性大的氧化镁脱硫效率较高,对实际生产和运行具有一定的指导意义.

作者：李娟钱枫李建宇 Li Juan Qian Feng Li Jianyu 作者单位：北京工商大学化学与环境工程学院,北京,100037 刊名：环境污染与防治 ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL POLLUTION AND CONTROL 年，卷(期)： 27(3) 分类号：X5 关键词：烟气脱硫氧化镁活性 X-射线衍射

篇6：烟气脱硫工艺的研究

烟气脱硫工艺的研究

目前工业生产中脱除硫化物的净化技术分为湿法工艺和干法工艺两大脱硫体系.湿法采用不同的脱硫剂,构成不同的脱硫方法.本文介绍了国内外烟气脱硫工艺技术,对比分析了几种烟气脱硫的`工艺技术优缺点.

作者：朱东升黄胡海兰 Zhu Dongsheng Huang Quan Hu Hailan 作者单位：朱东升,胡海兰,Zhu Dongsheng,Hu Hailan(兰州石化公司研究院)

黄,Huang Quan(兰州石化公司)

刊名：安全英文刊名：SAFETY 年，卷(期)： 30(3) 分类号：X9 关键词：烟气脱硫氨法脱硫二氧化硫

篇7：烟气脱硫工艺的研究

烟气脱硫工艺的研究

摘要：目前工业生产中脱除硫化物的净化技术分为湿法工艺和干法工艺两大脱硫体系.湿法采用不同的脱硫剂,构成不同的.脱硫方法.本文介绍了国内外烟气脱硫工艺技术,对比分析了几种烟气脱硫的工艺技术优缺点.作者：朱东升黄徐胡海兰作者单位：朱东升,胡海兰(兰州石化公司研究院)

黄徐(兰州石化公司)

期刊：资源再生 Journal：RESOURCE RECYCLING 年，卷(期)：, “”(2) 分类号：X7 关键词：烟气脱硫氨法脱硫二氧化硫

篇8：电站锅炉烟气脱硫的PAN-ACF工艺方案研究

电站锅炉烟气脱硫的PAN-ACF工艺方案研究

摘要：对已经进入中国脱硫市场的若干国外脱硫公司的脱硫技术进行了技术评价,指出了以CaO作为SO2吸收剂的脱硫技术在适合中国国情方面存在局限性以及带来二次污染的`后果,提出了以PAN-ACF作为SO2吸收剂,以吸附、富集、氧化原理处理低浓度SO2的烟气脱硫的工艺,以除盐水淋洗获得基础化工原料稀硫酸,实现脱硫工艺洁净化生产.作者：杨崇豪周国峰何强勇作者单位：华北水利水电学院环境工程系期刊：机械工程学报 ISTICEIPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING 年，卷(期)：, 37(7) 分类号：X701.3 关键词：电站锅炉烟气脱硫碳纤维吸附方案

篇9：锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计论文

锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计论文

摘要: 通过对比分析脱硫除尘工艺―――湿法、半干法、干法和脱硫吸收器―――喷淋塔、漩流板塔等, 确定了旋流板塔氧化镁湿法为山西某厂20.0 t 锅炉烟气除尘脱硫工程的工艺。该工艺投资少, 占地面积小, 运行费用低, 系统运行可靠性高, 除尘脱硫效率高, 完全达到了国家环保标准。

关键词: 旋流板塔; 氧化镁法; 湿法除尘脱硫

目前, 世界上烟气脱硫工艺有上百种, 但具有实用价值的工艺仅十几种。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法3 种。湿法脱硫工艺应用广泛, 占世界总量的85.0%, 其中氧化镁法技术成熟, 尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说, 具有投资少, 占地面积小, 运行费用低等优点, 非常适合我国的国情。

采用湿法脱硫工艺, 要考虑吸收器的性能, 其性能的优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等。旋流板塔吸收器具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 可以快速吸收烟尘, 具有很高的脱硫效率。

1 主要设计指标

1) 二氧化硫( SO2) 排放浓度<500mg/m3, 脱硫效率≥80.0%;

2) 烟尘排放浓度<150mg/m3, 除尘效率≥99.3%;

3) 烟气排放黑度低于林格曼黑度Ⅰ级;

4) 处理烟气量≥15000m3/h;

5) 处理设备阻力在800～1100 Pa之间, 并保证出口烟气不带水;

6) 出口烟气含湿量≤8.0%。

2 脱硫除尘工艺及脱硫吸收器比较选择

2.1 脱硫除尘工艺比较选择

脱硫除尘工艺比较选择如表1 所示

脱硫工艺湿法半干法干法石灰石石膏法钠法双碱法氧化镁法氨法海水法喷雾干燥炉内喷钙循环流化床等离子体脱硫效率/%90～9890～9890～9890～9890～9870～9070～8560～7560～90≥90可靠性高高高高一般高一般一般高高结垢易结垢不结垢不结垢不结垢不结垢不结垢易结垢易易不结垢堵塞堵塞堵塞不堵塞不堵塞不堵塞不堵塞堵塞堵塞堵塞不堵塞占地面积大小中小大中中中中中运行费用高很高一般低高低一般一般一般一般投资大小较小小大较小较小小较小大

通过对脱硫除尘工艺―――湿法、半干法、干法的对比分析: 石灰石- 石膏法虽然工艺非常成熟,但投资大, 占地面积大, 不适合中、小锅炉。相比之下, 氧化镁法具有投资少、占地面积小、运行费用低等优点, 因此, 本方案选用氧化镁法脱硫工艺。

2.2 脱硫吸收器比较选择

脱硫吸收器的选择原则, 主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。脱硫吸收器比较选择如表2 所示。吸收器类型持液量逆流接触防堵性能操作弹性设备阻力除尘性能喷淋塔低是中较好低差填料塔高是差较好中中湍球塔中是好中中较好筛板塔中是中中中较好旋流板塔高是好好低好表2 吸收设备中: 喷淋塔液气比高, 水消耗量大; 筛板塔阻力较大, 防堵性能差; 填料塔防堵性能差, 易结垢、黏结、堵塞, 阻力也较大; 湍球塔气液接触面积虽然较大, 但易结垢堵塞, 阻力较大。相比之下, 旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 适用于快速吸收过程, 且具有很高的脱硫效率。因此, 选用旋流板塔脱硫除尘器。

3 脱硫除尘原理

3.1 氧化镁法脱硫原理

氧化镁法脱硫的主要原理: 在洗涤中采用含有MgO的浆液作脱硫剂, MgO被转变为亚硫酸镁(MgSO3) 和硫酸镁(MgSO4) , 然后将硫从溶液中脱除。氧化镁法脱硫工艺有如下特点:

1) 氧化镁法脱硫工艺成熟, 目前日本、中国台湾应用较多, 国内近年有一些项目也开始应用。

2) 脱硫效率在90.0%～95.0%之间。

3) 脱除等量的SO2, MgO 的消耗量仅为CaCO3 的40.0%。

4) 要达到90.0%的脱硫效率, 液气比在3～5L/m3之间, 而石灰石-石膏工艺一般要在10～15L/m3之间。

5) 我国MgO储量约80亿t, 居世界首位, 生产量居世界第一。

3.2 旋流板塔吸收器脱硫除尘原理

来自锅炉的含尘烟气首先进入文丘里管, 进行初级喷雾降尘脱硫处理, 而后以15～22m/s 的流速切向进入旋流板塔筒体, 首先通过离心力的作用,烟气中的大颗粒被甩向塔壁, 并被自上而下流动的吸收液捕集。当烟气高速通过旋流塔板时, 叶片上的吸收液被吹成很小的雾滴, 尘粒、吸收液和雾滴相互之间在碰撞、拦截、布朗运动等机理的'作用下, 粒子间发生碰撞, 粒径不断增大。同时高温烟气向液体传热时, 尘粒被降温, 使水汽凝结在粒子表面, 粒子质量也随之增大, 在旋流塔板的导向作用下, 旋转运动加剧, 产生强大的离心力, 粉尘很容易从烟气中脱离出来被甩向塔壁, 在重力作用下流向塔底, 实现气固分离。

对于烟气中那些微细尘粒, 在通过一级塔板后不可能全部被捕集, 还有一定数量的尘粒逸出, 当其通过多层塔板后, 微细尘粒凝并, 质量不断增大后被捕集、分离, 从而达到最佳除尘效果。

4 脱硫除尘工艺设计

4.1 主要设计参数

主要设计参数: 处理烟气量15000 m3/h; 烟气温度150～160 ℃; 脱硫除尘塔入口烟温150～160 ℃;脱硫除尘塔出口烟温55 ℃; 脱硫塔入口烟气SO2 浓度2500mg/m3 ( 计算值) ; 脱硫效率>83.0% ( 设计值) ; 脱硫剂氧化镁粉>200目, 纯度>90.0%; 液气比2～3 L/m3; 脱硫剂耗量14kg/h (max) ; 脱硫剂浆液浓度10.0%; 吸收塔入口烟气粉尘浓度22g/m3( 计算值) ; 除尘效率99.3% ( 设计值) 。

4.2 脱硫除尘工艺设计说明

烟气脱硫除尘工艺可分为脱硫剂配制系统、烟气脱硫除尘系统和循环水系统三大部分。

每台锅炉配备1台旋流板塔, 锅炉烟气从烟道切向进入文丘里而后高速进入主塔底部, 在塔内螺旋上升中与沿塔下流的脱硫液接触, 进行脱硫除尘, 经脱水板除雾后, 由引风机抽出排空。

脱硫液从旋流板塔上部进入, 在旋流板上被气流吹散, 进行气液两相的接触, 完成脱硫除尘器后从塔底流出, 通过明渠流到综合循环池。

4.3 脱硫剂制备系统工艺流程设计说明

脱硫剂MgO乳液的制备系统主要由灰斗、螺旋给料机、乳液贮槽、搅拌机、乳液泵等组成。

4.4 脱硫除尘工艺设备设计说明

1) 文丘里管: 文丘里管由满缩管、吼管和扩张管三部分组成。

2) 旋流板塔: 脱硫除尘塔( 旋流板塔) 塔体采用麻石砌筑, 主塔平台、支架、梯子等为碳钢,塔内件包括喷头、旋流板、脱水器、检修孔、支架、接管, 这些物件均采用316L不锈钢材质, 以确保整套装置的使用寿命。

设备外径为2540 mm ( 塔壁厚220mm) , 高度为17000mm。

3) 副塔: 塔体采用麻石砌筑, 主塔平台、支架、梯子等为碳钢, 塔内包括一层脱水器, 增加脱水效果。

设备外径为2000mm ( 塔壁厚200mm) , 高度为17000mm。