脱硫除尘技术论文模板(10篇)

时间:2023-01-10 07:12:06

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇脱硫除尘技术论文,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

脱硫除尘技术论文

篇1

前言

防治烟气中二氧化硫对大气污染的途径分为炉前脱硫、炉中脱硫、炉后脱硫三种。

所谓湿法烟气脱硫,其特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后,靠喷淋或其他形式使烟气跟吸收液充分接触,通过吸收液中的碱来捕获烟气中的SO2,从而达到烟气脱硫的目的。由于是气液反应,其反应速度快、效率高、脱硫剂利用率高,适合各种工况的烟气脱硫。

1、二氧化硫控制技术的比较

当前实际使用中常用的湿法烟气脱硫技术,按脱硫剂的不同,主要有石灰石/石灰―石膏法、双碱法、氧化镁法等。

1)、石灰石-石膏法

石灰石(石灰)―石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰作为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收脱除,最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴,加热器加热升温后,由增压风机经烟囱排放,脱硫渣石膏可以综合利用。从最近几年的运行情况来看,该工艺的脱硫效率在90%-95%,环境特性很好。不过,设备存在一定的结垢现象,防腐方面的研究也有待加强。

2)、MgO湿法烟气脱硫技术

该法用氧化镁浆液[Mg(OH) 2]吸收烟气中SO2,得到含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁的固体吸收产物,经脱水、干燥和煅烧还原后,再生出氧化镁循环吸收使用,同时副产高浓度SO2气体。工艺系统主要包括:烟气系统、SO2吸收系统、脱硫剂浆液制备系统、副产物处理系统、事故浆液系统、工艺水系统等。

氧化镁法可处理大气量的烟气,技术成熟可靠,脱硫率≥95%,无结垢问题,可长期连续运转,煅烧气含SO210~13%,可用于制酸或硫磺。缺点是副产品回收困难,并且脱硫剂氧化镁的成本较高。

3)、双碱法

双碱法是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2,然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生,由于在吸收和吸收液处理中,使用了不同类型的碱,故称为双碱法。钠钙双碱法是以碳酸钠或氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的S02,然后再用石灰或熟石灰作为第二碱,处理吸收液,再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。

由于采用钠碱液作为吸收液,不存在结垢和浆料堵塞问题,且钠盐吸收速率比钙盐速率快,所需要的液气比低很多,可以节省动力消耗。双碱法脱硫同样是目前国内的主要脱硫工艺之一,其脱硫效率≥90%。

玻璃窑炉烟气治理难点分析

通过对国内目前脱硫技术的了解,我们可以发现石灰石-石膏法、MgO法、双碱法是目前国内脱硫技术主流中的高效脱硫技术,在大部分污染行业的烟气治理上是满足国内环境保护排放标准的。但往往应用在玻璃窑炉烟气治理时,效果不理想,普通的石灰石-石膏法、MgO法、双碱法技术使用后烟气中的二氧化硫排放浓度一般在300mg/Nm3-400mg/Nm3之间,高于国家的大气污染物综合排放标准(200mg/Nm3)。

要想提高现有的脱硫技术,首先我们要先了解玻璃窑炉烟气的特性及烟气成分。玻璃窑炉烟气的主要特点:烟气温度高、烟气流量适中、烟气中SO2的含量较高、粉尘的含量较低,排放二氧化硫浓度为6000mg/m3左右,排放烟尘浓度为350mg/m3左右,排放烟气黑度为1-2级;

通过上述对玻璃窑炉烟气特点的叙述,我们发现两个问题:

1)在进行烟气治理的工程设计时,我们往往因为玻璃窑炉粉尘的含量较低的特点放弃除尘,而放弃除尘设备,而脱硫塔喷淋时确实能够减低一部分粉尘,但是烟尘中所含的硅、铝的氧化物经过循环系统沉淀后总量逐渐增加,而当其进入吸收塔后与烟气中的F离子形成氟化铝络合物,从而影响SO2的溶解吸收,影响脱硫效率。

2)玻璃窑炉烟气中的二氧化硫浓度为6000mg/m3左右,而现行湿法脱硫技术一般稳定运行时,脱硫效率为95%,按理论计算6000mg/m3×(1-95%)=300mg/m3;

2、玻璃窑炉烟气治理的解决方法

a 增设除尘装置。璃窑炉烟气含酸碱度高,黏性强,无法使用袋式除尘器,因此水膜脱硫除尘器就成为了首选。水膜脱硫除尘器的成本低,除尘效率高,能够成功降低烟气中的烟尘含量,避免粉尘中的硅、铝的氧化物进入脱硫塔。

b 同时在水膜脱硫除尘器的浆液中加入适量的碱液,能够起到一级脱硫的作用,处理烟气中的部分二氧化硫,稀释空气中的二氧化硫含量,一级脱硫效率一般能够达到40%左右。

c 烟气经过过滤后进入湿式脱硫塔,此时进入湿式脱硫塔的二氧化硫浓度大约在6000mg/m3×(1-40%)=3600mg/m3,二级脱硫我们选择双碱法脱硫,双碱法脱硫效率高,系统稳定性高,投资费用低,运行费用低,并且无二次污染。同时因为二氧化硫的浓度降低,在保证脱硫系统的正常脱硫效率下,按理论计算3600mg/m3×(1-95%)=180mg/m3;这样既能保证二级脱硫后达标排放,又降低了设备的运行成本。

4、经济分析

虽然增设的除尘装置,烟气脱硫系统的成本有所增加。但水膜脱硫除尘器的成本较低,同时经过了一级脱硫处理后,脱硫塔的负荷减轻,可以对二级脱硫系统进行从容的布置,达到降低成本的要求。

5、结论

本文对玻璃窑炉的烟气治理进行了研究和分析,同时了解了目前国内的脱硫技术,并综合现有的脱硫除尘技术对玻璃窑炉的烟气治理提出了一套切实可行的治理方案。

由于时间有限和条件上的限制,本论文还有很多不足之处,有待进一步完善。希望本论文提出的治理方案能够在玻璃窑炉烟气处理的工程设计和实际操作上,实现它的可参考价值和现实的指导意义。

参考文献:

李广超 大气污染控制技术[M] 北京 化学工业出版社 2001

童志权 工业废气净化与利用[M] 北京 化学工业出版社 2001

茆令文 玻璃熔窑烟气脱硫除尘技术研究[J] 中国玻璃 2000,1,13-18

马广大 大气污染控制工程 中国环境出版社 1985

施亚军等 气体脱硫 上海科技出版社 1986

篇2

中图分类号:TK27文献标识码: A

引言

随着社会经济的快速发展,全国有色金属行业以及油脂压榨厂等工业迅速壮大,锅炉是进行热能生产的重要设备,工业生产通过锅炉内各种燃料的燃烧供应热量。然而锅炉运作中会产生大量的烟尘,烟气的直接排放会造成严重的空气污染。为保护环境,防止污染,锅炉烟气除尘技术在近些年来取得了快速的发展和广泛的应用。

一、粉尘的危害及治理对策

1、电厂根据装机容量大小,配备相应锅炉。根据燃烧方式的区别,分为粉煤炉、层燃炉、循环流化床炉三类。不论何种方式,都存在粉尘随烟气排放到空气中,严重威胁环境质量。

2、治理粉尘要根据锅炉的规模大小确定不同的治理设备:如果是大中型锅炉可以用电除尘器,其排放浓度好的100mg/Nm³左右,差的几百mg/Nm³;在起动阶段,因顾及烟气中含较高CO和未燃尽煤粉发生燃烧而离线停用;中小型锅炉则普遍采用文丘里、斜棒栅除尘器等。该类除尘器尽管结构简单,投资省,但是排放普遍达不到标准,还存在污泥污水等二次污染。

3、为了控制烟气排放,保护环境,国家制定颁发《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)和《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001),按上述标准,其粉尘排放均要求≤30mg/Nm3。

4、FDYL型窑炉脉喷袋式除尘器该除尘器的单机处理风量150-200万m³/h,可以满足5000-10000水泥窑窑尾废气和电厂300MV机组锅炉烟气的除尘处理目标。该类除尘器被广泛的应用在新建水泥窑窑尾的除尘与;老厂原电收尘的改造,同样适用电厂锅炉烟气的除尘改造。

二、烟气脱硫脱销

1、SO2及酸雨对生态环境与人身健康都有一定危害性,可能损毁森林、可能腐蚀建筑物,对土地及植物也存在着一定的危害性。当前我国的二氧化硫的排放量已经超过环境容量,政府应给予高度重视。

2、我国的产煤量与煤消耗量在世界排行居前,占燃料消耗总量的70%,在2010年我国消耗24.5亿吨,超过环境可以消耗的数值。燃煤是SO2的主要来源,70%的NOx也来自燃煤。火电行业是最大源头,必须要从根本加以控制。

3、为了降低二氧化硫与氮氧化合物的污染,国家提出了减硫目标,随着经济的快速发展与煤炭消耗量的增加,二氧化硫的排放量有了明显的下降,并提出颁发一系列严格政策法规与环境质量标准,所有的火电厂只要脱硫项目不合格,都不能批准,已经建完的火电厂,必须要加建脱硫项目,无法达到排放标准的要加收SO2排污费200-500元/KW,对各类工业锅炉的烟气排放,亦制定了相应的标准:火电机组(2012年后):SO2≤100mg/Nm³NOx≤100mg/Nm³一般锅炉:SO2≤900mg/Nm³

4、燃煤分为有机硫与无机硫两类,在燃烧过程中,一部分与煤灰相溶形成无机盐,多数被氧化成二氧化硫随烟气排出。在高温状态下生成氮氧化物。如燃煤含S量0.8%,烟气中生成SOx1550mg/Nm³,NOx约850mg/Nm³,又如一台20t/h锅炉,燃煤SY1.56%,烟气中SO22500mg/Nm³,如果燃煤含S量2%,转化率80%,则烟气中SO2浓度几近4000mg/Nm³,我国产煤的硫含量大多数在1%以上,可见脱硫脱氮任务艰巨。

5、国内采用的主要脱硫技术

5.1 采用最广的当属工艺比例湿法,85%(其中石灰石石膏法36.7%,其它湿法48.3%)喷雾干湿法0.4%、吸收剂再生脱硫占3.4%。炉内塔钙1.9%。该法尽管应用范围较广,但是投资大且占地面积较广,运行电耗高,耗水量较大,而且会产生更多副产品,影响正常使用。

5.2 新氨法脱硫,甚至包括SO3、HCL、HF和NOX和粉尘的吸收、洗涤产生副产品农肥硫铵,脱硫成本仅250元/t-SO2。

5.3 半干半湿法烟气脱硫。生石灰是其脱硫剂,设脱硫塔、喷水系统、排气返回等部分,烟气进烟道,从顶部进吸收塔,下面出来进袋收尘器。不必压缩空气,生石灰和收尘器回灰用高温蒸汽经文氏管引流输送入烟道,使其与烟气混合充分,在烟道与塔顶喷入适量的工艺水,用来控制温度,遇到蒸汽氧化钙会加快消解,脱硫效率是靠回灰量与脱硫剂供给量保证的,返风是保证烟道与塔内的流速,使其符合不同锅炉的负荷率,脱硫效率90%,排放浓度SO2100mg/Nm³,粉尘30mg/Nm³。

5.4 干式吸附过滤技术

干式吸附主要利用可循环再生固定吸附材料,能够完成除去烟气中SO2和烟尘的目的,经水洗后可循环使用。该装置一般分为两部分,预除尘器以及吸附塔。该种装置能够实现很高的脱硫除尘效率,经实验研究证实其除尘效率达到95%,脱硫效率超过80%。且排出烟气温度低,不会造成环境的二次污染,副产品可回收利用。虽然性能好,但是要求吸附塔入口烟气含尘须小于150mg/m3,不然会产生堵塞和吸附剂中毒问题。实际中的吸附剂要定期再生,过程繁琐,且投资额较大。使用等离子体锅炉进行排出烟气的脱硫除尘,是近些年新发展的技术设备,在电子束照射到烟气中含有的N2、O2及水蒸气后,大部分能力会被其会吸收,生成大量具有极强反应活性的自由基,如OH、O、HO2等。这些生产的自由基结合烟气中SO2变硫酸,再同氨中和合成硫酸铵。

6、常用的烟气治理技术

目前,我国的企业锅炉中常用治理烟气的技术主要有旋风除尘、袋式除尘、湿式除尘三种。

6.1 旋风除尘

旋风除尘器主要借含尘气体旋转时产生的离心力,实现粉尘从气流中的分离。该分离设备结构简单、安装容易、造价及运行成本较低,对于清除直径在5~10μm以上的较大粉尘颗粒有很高的净化效率,但对于直径在5~10μm以下的较细粉尘却效率较低,因此该设备通常会用于对较大颗粒粉尘的处理,同时也较多用于多级净化的前期处理。

6.2袋式除尘

袋式除尘器是利用无机纤维或有机纤维布清除烟气中的固体粉尘因,达到过滤分离粉尘效果的一种高效除尘装置。该装置总体结构简单、适应性强、除尘效率高,但纤维布需进行定期更换,所以会增加装置的运行及维护成本。

6.3湿式除尘

以某种液体(通常为水)为处理媒介,基于惯性碰撞、扩散等原理,从含尘气流中将粉尘捕集的装置称为湿式除尘器。该装置在消耗同等电能资源的条件下,要比干式的除尘效率高。湿式除尘器适用于处理高温、高湿的烟气或者含有较大黏性粉尘的延期,同时也适用于非纤维性的、与水不发生化学反应的锅炉废气。装置结构简单,总体投资少,占空间体积小,处理方法简单、高效。形式主要有喷淋塔、填充式洗涤塔、旋风水膜除尘器等。

三、半干法锅炉烟气除尘脱硫一体化系统

1、依托高效袋收尘器,用生石灰或者石灰浆作介质,烟气从塔底弯管进入与脱硫介质解除,在吸收塔内进行SO2和Ca(OH)2的传质吸收反应,生成CaSO3和部分CaSO4固体微粒随咽气和粉煤灰一起入袋收尘器捕集,收下的粉尘一起入溢流回料仓,使大部分物料返回吸收塔,少量作为回集灰外排。

2、该循环过程可以迅速提高吸收塔内介质的浓度加上料气,保证时间充足,使效率在90%以上,SO2排放浓度250-300mg/Nm³,粉尘排放浓度≤30mg/Nm³。

3、除尘脱硫一体化装置紧缩在同一构架范围内,结构紧凑,占地面积小,投资小。

4、锅炉负荷40-110%内变动,对系统的运行与脱硫效率没有影响。

5、脱硫介质是用水消解的一种生石灰浆,废气可用时可以将其用作生石灰的消解输送介质。从而可取消石灰浆搅拌池及喷枪,使系统更加简化。

6、收集的灰渣主要为粉煤灰和亚硫酸钙(白色粉末)还有部分CaSO4、2H2O难溶于水,在空气中缓慢氧化为硫酸钙。宜用于筑路或填埋,或水泥厂辅材。

四、锅炉烟气除尘脱硫技术的发展趋势

根据我国中小型燃煤锅炉的具体情况,首选的烟气脱硫技术应是技术可靠、经济可行以及无二次污染。而对于燃煤中小型锅炉的SO污染源,朝着因地制宜地采用成熟的烟气脱硫技术方向发展:对新建燃煤中小型锅炉,采用除尘脱硫一体化净化设备;现有燃煤中小型锅炉,对于已有除尘系统正常运行者,其烟尘脱硫用低阻、中效、占地面积小的半干式喷雾脱硫器,对于除尘系统失效者以除尘脱硫一体化的净化设备取代;对于有废碱行业的中小型锅炉,可利用碱法造纸废水进行湿法脱硫。

结束语

目前烟气脱硫除尘一体化装置主要是通过工艺改造和设备优化组合来实现脱硫除尘的目的,很少有人来通过改良脱硫除尘剂的配方来实现这一目的。假如能够在现有的成熟的高效率脱硫工艺的基础上,在投资成本和运营成本都不高的情况下,通过一些工艺的改良和脱硫药剂的改善来提高其除尘效率,使得该脱硫除尘一体化装置既有良好的脱硫效果,又能获得较高的除尘效率。这种技术的研制和开发一定会有很好的推广价值,产生良好的社会效益和经济效。

参考文献

[1]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播,2011(02):78.

篇3

前言

随着2014年对标工作和降本增效工作的实施和考核,作为一名技术员深感约成本的重要意义,虽然创效困难程度很大,但是如何能够大幅度的降低成本,除了管理到位,我坚信依靠改变工艺和原材料将是最佳途径,作为一名老烧结技术员,当看到除尘灰在运输生产过程中、下料堵仓过程中产生的诸多不利因素和造成现场环境的二次污染以及给岗位工造成的巨大劳动强度后,我想到了型煤工艺,结合其他厂家的先进设备,我想将除尘灰、烧结矿返矿再粉碎后再惨加一些如焦沫、无烟煤等物质后,让其在一定的型煤设备上高压下就能造出直径30-40毫米左右的球状体,大家知道除尘灰、返矿在一定程度上是烧熟了的小粒度烧结矿,若将其做为铺底料,对生成的烧结矿成品质量影响不大,但是产量肯定是增加的,所以想采用除尘灰、返矿做铺底料工艺;另一方面,自从2013年我们龙钢烧结厂有了脱硫工艺后,每日就能产出200-300吨的脱硫石膏,而这些脱硫石膏被当作垃圾处理给环保公司,每车还需付装运费150元。根据自己多年的经验,我知道石膏的成分主要是二水硫酸钙,而二水硫酸钙在1400℃下加热就会产生出氧化钙和二氧化硫,在烧结工艺条件下,大约1250℃石膏就会分解成氧化钙和二氧化硫,大家知道:二氧化硫有95%被燃烧释放变成三氧化硫,随烟气排出,剩下的氧化钙就是我们理想的熔剂生石灰的主要成分。

一个大胆的设想用石膏替代生石灰的工艺就在我的脑子里成型,经过自己多次的私下制作的简易实验装备,用我们现用的混匀矿,加入一定的石膏配比,再经过制粒混匀,终于在台车上烧制出了碱度为1.97的54.5%的全铁品位烧结矿。虽然粒度组成中大于16毫米以上的比例较少仅占56-42%,转鼓强度仅达到58-75%,今后还需要继续探求更高烧结矿工艺技术指标。

1 理论、实践依据

大家知道:压球机主要用于有色和黑色金属矿粉的制球造块,使其直接进炉冶炼,提高附加值。凡是冶金行业废料,辅料需上炉的,都需要用压球机来完成。例如:郑州威力特机械设备有限公司研发生产的型煤压球机、干粉压球机、脱硫石膏压球机等压球机系列产品技术先进、质量可靠、一机多用。同时具有成型压力大、主机转数可调、结构紧凑、便于维修、配有螺旋送料装置特点。适合大、中、小型企业建立具有一定生产规模的生产线。

成功案例:冶金企业把粉状物料压成球团,回炉冶炼,扩大了物料的使用范围;耐火材料企业把粉料压成球团,煅烧后提高了物料的纯度;化肥企业利用粉煤压成球团制造气型煤,达到降耗增收;这些都是各类企业利用球团技术的范例。样品球如图1。

结论:综上所述,可见将除尘灰、返矿压制成20-40mm球状体是可行的。

2 将脱硫石膏烧制成生石灰的理论研究

2.1 脱硫石膏介绍

脱硫石膏是烟气脱硫中石灰石粉末与二氧化硫反应产生的工业副产物,主要成分是二水硫酸钙,其特点是:纯度高、成分稳定、粒度小、粉状、游离水约12-17%,颗粒大小、粒径分布均匀,级配较差,标稠用水量大,含有一定量的碳酸钙和较多的水溶性盐,根据燃烧的煤种和烟气除尘效果的不同,脱硫石膏从外观上呈现不同的颜色,一般我们视角看到的都是灰黄色或灰白色,质量优良的脱硫石膏是纯白颜色。但实际呈现的是灰色、黄色、灰褐色、红褐色等。

粉状脱硫石膏在运输和生产中有诸多不便,由于其含水分比较大,运输成本高,其次也是最主要问题,湿基脱硫石膏粘结性强,直接生产线上应用很容易粘堵输送装置、料斗、球磨机,无法正常生产。若能把湿基脱硫石膏成球、烘干就可以解决以上问题。

2.2 将脱硫石膏制成球状体不成问题

2.2.1 脱硫石膏压球机简介

根据石膏性能,巩义市曙光机械厂已开发出新型高效节能压球机,产量在5~30吨/时,脱硫石膏压球机能将脱硫石膏粉末一次性压制成球,产量大、成球率高。该设备能将脱硫石膏粉末,在不需要添加任何粘合剂情况下一次性压制成球,且成球率在95%以上,压出来的球硬度很强,搬运装卸不宜破碎。

2.2.2 脱硫石膏压球机工作原理

脱硫石膏压球机成型机的主要机型是对辊成型机(人们常说的压球机),它有一对轴线相互平行、直径相同、彼此间有一定间隙的圆柱形型轮,型轮上有许多形状和大小相同、排列规则的半球窝,型轮是成型机主部件。在电动机的驱动下,两个型轮以相同速度、相反方向转动,当物料落人两型轮之间在结合处开始受压,此时原料在相应两球窝之间产生体积压缩;型轮连续转动,球窝逐渐闭合,成型压力逐渐增大当转动到两个球窝距离最小时成型压力达到最大。然后型轮转动使球窝逐渐分离,成型压力随着迅速减小。当成型压力减至零之前,压制成的脱硫石膏就开始膨胀脱离。

2.2.3 脱硫石膏在生产上的应用可能性

龙钢有155m3石灰竖窑5座,如果将脱硫石膏当做30-40mm的石灰石放在

155m3石灰竖窑上进行煅烧(窑体设计上需要增加一套烟气脱硫设施、温度需要提高到石膏分解温度范围内),这样一来,用石膏完全可以生产出替代品石膏灰,成分含量理论上应差别不大。考虑到脱硫石膏负成本,那么用石膏灰替代生石灰(300元/吨),其理论效益相当可观。

3 从专家、教授发表的学术论文看石膏加热分解成生石灰氧化钙也是可行的

3.1 上海华东理工大学著名教授高玲、唐黎华等教授联名发表过论文《不同气氛下硫酸钙高温分解热力学分析》,在此文中明显指出在氧化气氛下,温度达到1700℃,硫酸钙很难分解,但在石墨弱还原气氛下、氢气气氛下硫酸钙的起始温度均低于1000℃。特别是在氢气气氛下,硫酸钙完全分解的最高温度不超过1300℃,再加压条件下44分钟后就可100%转化分解。

3.2 教授卢平、章静在论文《脱硫石膏还原分解特性的实验研究》中提出了850-1050℃硫酸钙分解的可行性。

3.3 教授韩翔宇、陈浩侃、李保庆联名在论文《硫酸钙氢气气氛下的热重研究》中指出在氢气气氛下、加压条件下1000℃以前,硫酸钙分解出的产物主要是硫化钙,1000℃以后,硫酸钙和硫化钙之间发生固相反应会生成氧化钙。

4 作者的实验过程

总结以上所述,在理论上和实践上,前辈们都给我们指明了方向,经过多次努力,做了实验如下:

4.1 将石膏用一定的简易设备加压将其压制成型为20-40毫米的石膏半球-球体(此设备及工艺已经成熟应用在河南、山东等地);

4.2 将其放在实验室的马弗炉中进行烧灰实验,经过多次的温度控制和加入一定的催化剂气体,最终在适当的温度下终于烧成了氧化钙含量为40%的熟石灰(其成分和生石灰的基本一样)。

4.3 用现场的含铁混匀矿垛料,加上多次设置的配比制成烧结混合样,在经过人工混匀制粒后,将其200kg放到400m2台车上布料、调温,经过多次操作终于在台车上烧制出了碱度为1.97的全铁品位为54.5%的烧结矿(其他成分基本符合要求,除过硫含量3.0%)。这样从理论到实践上证明了所想的工艺的可行性。兴奋之余,作者将想法告诉现任的上级技术领导:科长、调度长、技术厂长,希望得到他们的支持和进行下一步较大规模的实践,却被他们以不成熟搁浅了,实践到此为止。

4.4 思考

4.4.1 实验做出的含硫3.0%的烧结矿成品样,对炼铁生产来讲是不符合生产需要的,在实验条件下,其烧结矿中的硫还未能完全分解掉,在化验室中烧成的氧化钙只有40%这一点可以证明还未烧透,或者还只是半成品硫化钙,只有当氧化钙含量化验数据在80%左右时才算试验成功。故还需要做进一步的实验研究;

4.4.2 当采用石膏大量替代生石灰后,龙钢烧结烟气脱硫系统中的二氧化硫含量将不再是1500-2000mg/m3,有可能增加到3000-5000mg/m3,这将会增加脱硫设备的负货。

5 结束语

(1)用除尘灰、返矿制作成20-40mm的铺底料这一工艺,本身就是一大胆创新,完善它并将其应用于烧结工艺中很有现实意义:增加产量、变粉为块,增强烧 结透气性、降低成本,这一点领导是认同的,但需要增加新设备投资,然而在可行性操作实验上,分厂领导不支持,使得计划只得停留。

(2)用石膏部分代替或全部代替生石灰工艺更是一次革命:因为石膏没成本、粒度满足混合料要求、且水分适中。而生石灰的市场价在300元以上。按每月消耗现在665m2烧结机产能需要生石灰84000吨计算,年节约在3亿余元以上;从环保角度讲,变废为宝,还能减少生石灰的制造、拉运方面的人、财、物的投资消耗,其社会效益将会更加巨大;石膏替代生石灰在烧结工艺中还可减少给配料环境造成的污染。由于我厂还未能将石膏沫状变成球状体、在石灰窑上烧制出石膏灰的现实,加上我厂领导还担心混合料的温度有所下降以及用此新工艺不成熟有风险。虽然我坚持解释到:生石灰理论上能提高料温10-15℃,实际上能提高10℃左右 ,就按10℃的热量我们完全可以用增加焦沫配比1-2%来彻底解决料温问题,再综合计算成本,烧结矿的成本还可再降50元以上,其效益也是相当可观的;

(3)考虑到此工艺若能够被推广或普及到全社会,这将是一次工业化革命,其意义将不可估量。非常期待看到或得到全社会各行专家教授关于此工艺方面的更工业化的实验研究结果,更希望同行们对分析研究给予批评指正和提出宝贵意见。

参考文献

篇4

公司董事长施耀教授留学美国著名的加州大学,曾多次到劳伦斯国家实验室能源与环境部及美国宇航局NASA进行高级访问研究,学成归来,报效祖国。他说,把国家对环保事业的需求放在第一位,是我们创业办公司理念思路的深化,社会责任的升华,历史使命的重托,将世界前沿高新技术服务于祖国的经济建设以及环保事业,逐步形成自身的经营模式,在国际化、标准化、规范化的框架内将“三废治理、工程设计与承包、环保技术咨询与服务”交融互动,联动发展,为治理大气污染,为治理企业三废做出我们应有的贡献。

记者纵观该公司一些工程设计、管理与承包的大中型治理项目,科技含量先进,设计手法纯熟,门类众多,环保效应显著。尤其是公司拥有一批致力于环保产业的时代精英,他们技术创新的能力,逻辑思维的严谨,市场定位的准确,给记者留下了深刻印象。

大力推进技术创新,努力构筑人才高地,积极营造产业基地,优化配置治理资源,在众多的治理项目中熠熠生辉。

公司拥有自主专利权的旋流板塔烟气脱硫技术,是国内应用最广泛、最成功的烟气脱硫装置技术之一。公司以浙江大学为技术依托,是浙江大学环境科学与工程学科的产业化合作伙伴。浙大二十多年前就开始从事环境工程的研究与设计,针对国内外烟气脱硫脱硝技术发展现状,着力进行能源环保的烟气处理研究,包括旋流板塔烟气脱硫脱氮除尘技术,氧化镁、氨法脱硫新技术和喷雾干燥法烟气脱硫等。旋流板塔烟气脱硫除尘技术已经成为我国中小型锅炉烟气脱硫除尘市场占有率最高的技术。

近30年来,公司先后完成了国家自然科学基金项目、国家各类科技攻关项目、省部级科研项目等50余荐。公司的资质和荣誉有口皆碑:1978年,获全国科学大奖;1984年,获国家发明奖;1986年,获四川省科技进步奖;1992年,获国家科学技术进步奖;1993年,获化工部科技进步二等奖;1996年,获国家教委科技进步三等奖;1999年,获浙江省环境保护二等奖等。同时,取得美国专利一项,中国专利6项,发表学科论文100多篇。

获得专利的旋流板塔及湿法脱硫工艺是浙江大学谭天恩教授、施耀教授为首的研发小组发明的一种高效、节能的专业设备,适宜于进行快速吸收、洗涤、增减湿、气体直接传热、除雾、除尘等操作过程,在环保、石油、化工、轻工、冶金等行业得到普遍重视和应用,特别是近几年来更是成为烟气脱硫除尘和工业废气治理领域一颗璀璨的明珠,创造了巨大的经济效益和环保效应。

2000年12月,由国家环保总局主持召开的专家鉴定会上,专家一致认定,旋流板塔技术与装备多项性能一流,特色明显,操作性强,除尘性能可达98%以上,已经达到国际先进水平。

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中图分类号:P619文献标识码: A

一、沧东公司石膏脱水系统简介

我公司2台1、2号600MW燃煤机组一期脱硫装置自2006年陆续投运后一直稳定运行。但由于工况变化,自2011年5月份开始,1、2号脱硫相继出现石膏脱水问题,石膏含水率增大,最高达到20%多,已经严重影响脱硫系统正常运行,下面首先介绍一下影响石膏品质的各种因素,然后分析沧东公司石膏品质差的主要原因。

二、石膏性质

(1)石膏的质量标准如下。

(2)石膏品质差的形式

石膏品质差主要表现为以下四种方式:1、石膏中含水量超标(>10%)。2、石膏中未反应的CaCO3和MgCO3含量超标(>3%)。3、石膏中可溶性Cl-、F-、Mg2+含量或总可溶性盐(杂质)含量超标(>3%)。4、石膏中CaSO3•1/2H2O含量超标(>0.4%)。影响石膏品质的因素很多,综述来说,主要为浆液品质差、烟气杂质含量多和脱水系统设备问题三种原因。

三、浆液品质的影响

(1)浆液pH值的影响 浆液pH值的大小对石膏品质的影响起到决定性的作用。过高的pH值会使CaCO3的溶解度降低,未溶解的CaCO3随石膏浆液排出会影响石膏的品质还会堵塞真空皮带机滤布,造成脱水困难。

(2)石灰石纯度的影响 合格的石灰石其CaCO3含量要大于90%,石灰石中的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物为石灰石中的主要杂质,石膏中的杂质含量一般要控制在3%以下,因为这些杂质直接影响石膏的粒度和纯度,不利于石膏结晶。

(3)氧化空气量的影响 如果氧化空气量不能满足设计需要,将会导致浆液中的CaSO3•1/2H2O无法被充分氧化,石膏浆液中的CaSO3•1/2H2O含量会升高,影响石膏的品质。

(4)浆液密度和过饱和度的影响 随着烟气与浆液的反应,CaSO4•2H2O的含量逐渐上升,导致浆液密度逐渐增大,会促使石膏在现有的晶种上结晶,使晶体长大,有利于石膏形成,同时石膏浆液中CaCO3含量减少,有利于提高石膏品质。但当密度过高时,晶体的生长速率会成倍增加,会产生许多新的晶体颗粒,此时产生的石膏会是许多细小的颗粒,通过旋流器浓缩后,浆液浓度达不到40%,真空皮带机上滤饼的厚度不够而漏空,直接影响到真空度,不利于脱水。

(5)浆液的搅拌强度的影响 浆液的搅拌强度也会对石膏的形状造成影响,搅拌强度过大,会使石膏晶体尖角部分的晶束从晶体中脱落,不易于脱水,搅拌力度不够又会使石膏晶体形成针状、片状,也不易于脱水。

四、烟气杂质含量的影响

(1)氯离子含量的影响 氯离子的主要来源是烟气中的氯化氢气体,其次是工艺水中的氯离子。氯离子的危害主要表现为:(1)浆液中的氯离子会与浆液中的钙离子反应生成性质稳定的六水氯化钙,锁住石膏中的水分,使石膏中水分增加。(2)石膏晶体分子间的氯化钙,阻止了游离水与石膏晶体的分离,使石膏无法高效脱水。

(2)烟尘的影响 随烟气进入吸收塔的飞灰,大部分会留在浆液中,排出时,一部分会进入废水系统,其余的将会进入石膏,影响石膏品质。

五、脱水系统设备的影响

(1)真空皮带机真空度的影响 真空皮带机是石膏浆液二级脱水的主要设备,主要原理是利用真空把石膏中的水分去除,正常运行的设备能把含水40%的石膏浆液脱水至10%以下。

(2)石膏旋流站运行状况的影响 石膏旋流站是石膏浆液一级脱水的主要设备,它能使石膏浆液中的水份从80%下降至40%左右。但由于长时间运行磨损、运行控制方式改变等原因造成石膏旋流站旋流子口径变化、入口压力改变等均会影响脱水效果。

(3)石膏膏体厚度的影响 石膏浆液经过给料系统落在真空皮带机上,石膏膏体的厚度由皮带机的转速和进料门开度的大小控制。石膏厚度过薄会造成部分滤布没有覆盖石膏,造成真空度下降,影响石膏含水量;石膏过厚又会造成水份脱除不彻底,增加石膏含水量。

六、实际问题研究及对策

经过我们深入研究,发现烟气中的烟尘浓度较以前有大幅上升,原因为1、2011年初将1号、2号机组电除尘器改造为节能运行方式,虽然节能运行仍能满足除尘率,但一定程度上使除尘效果不如以前。2、1号机组电除尘器2、3电场部 分收尘区存在虚 接短路情 况,造成二 次参数较低,基本上处于无 效收尘状 态。2号机组C除尘 器三四电场阴极螺 旋线断 裂等原因,造成后两级电 场均不能正常收 尘运行。3、由于两台机组浆液通过脱水系统后的滤液水而混和,导致一台脱硫浆液品质恶化会“传染”至另一台脱硫。

另外,运行人员为了提高脱硫效率加入大量的石灰石浆液,最终导致浆液中CaCO3含量过剩,经化验,石膏中的CaCO3含量、杂质含量、氯离子含量均已超标,滤布已经堵塞,造成石膏无法有效脱水,导致石膏含水量增大。

所以,这次石膏的问题其本质主要是随着锅炉工况的变化(掺烧石炭煤或高硫煤)、石灰石品质的降低、电除尘设备故障等综合因素的影响,导致吸收塔浆液品质发生了本质的变化,使得吸收塔中的浆液致盲。其中电除尘设备运行方式改变和部分设备故障是导致问题发生的主要问题。

应对措施:首先通过对电除尘设备的维修;对电除尘运行参数的调整;暂停石灰石浆液的加入,待pH值下降至4.0左右时,人工计算石灰石浆液的加入量,使pH值逐步上升,最后一边向吸收塔内补充新鲜的石灰石浆液和工艺水,一边外排吸收塔浆液至事故浆液箱进行置换,同时加强废水排放,降低吸收塔中的氯离子含量和重金属含量直至石膏品质符合再利用要求。

为了预防石膏品质差,需要长期做的具体工作为:1、保证石灰石纯度。2、控制浆液pH值不要剧烈波动。3、控制浆液密度不要过大、过小。4、保证足够的氧化空气量。5、浆液的搅拌强度不要过大。6、保证电除尘系统高效运行,严密监测烟气中烟尘含量。7、严格控制浆液中氯离子含量,定期化验,谨防超标。8、保证石膏旋流站稳定运行并定期检测。9、严密监测真空皮带机真空度。10、严格控制真空皮带机上石膏膏体厚度。11、滤饼冲洗水流量和安装位置要合理。

七、结束语

影响石膏脱水问题的因素还有很多,还有待我们更加深入的去研究各个因素以及更加合理的处理方法,通过这些研究,不断提升石膏产品的质量,提高我们设备可靠性和准确性。

参考文献

顾圣秋,俞利强.石灰石一石膏湿法脱硫中吸收塔浆液泡沫过多问题探讨.上海电气技术,2010,03

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大气是人类生存环境的重要组成部分,大气环境质量的优劣与人类的生存息息相关,一些常见的大气污染物会对人体产生直接或间接的危害。防治大气污染物的根本方法,是从污染源头着手,通过削减污染物的排放量,促进污染物扩散稀释等措施来保证大气环境质量,同时从区域环境的整体出发,充分考虑该地区的环境特征,对能够影响大气质量的各个因素进行全面、系统的分析,充分利用环境本体的自净能力,采用最佳的防治方法,已达到控制大气环境质量,减轻大气污染的目的。大气污染物的综合防治应主要从以下几个方面入手。

1、采取各种措施,减少工业企业中污染物的产生

1.1全面规划,合理布局

大气污染综合防治,必须从协调地区经济发展和保护环境之间的关系出发,对该地区各污染源所排放的各类污染物质的种类、数量、空间分布做全面的调查研究,在此基础上制定控制污染物的最佳方案。例如:工业生产区应设在城市主导风向的下风向;在工厂区与城市生活区之间,要有一定间隔距离,并营造城市绿化带,以减轻大气污染的危害。严格对新建、改建、扩建项目审批,对无污染治理设施或污染治理设施不完善的要责令其停工限期整改,对于现有污染严重、资源浪费、治理无望的企业,要坚决采取关、停等措施。

1.2 改善能源结构,提高能源有效利用率

我国是燃煤大国,煤炭燃烧过程中释放出大量的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳以及悬浮颗粒等污染物。我国以煤炭为主的能源结构在短时间内不会有根本改变,因此应优先推广型煤和低硫等洗选煤的生产和使用,降低烟尘和二氧化硫的排放量。此外,要根本解决大气污染问题,还要从改善能源结构入手。例如,使用天然气和焦化煤气、石油液化气等二次能源,加大对太阳能、风能、地热、潮汐能、生物能和核聚变能等清洁能源的利用。

1.3 在工业企业中实行区域采暖和集中供热

利用工业生产中的各种余热采暖,烧水小锅炉排放大量二氧化硫和烟尘是造成大气环境恶化的一个重要原因。采取区域采暖,集中供热措施,能够很好地解决这一问题。区域采暖,集中供热的好处表现在:一是可以提高锅炉设备利用率,降低燃料消耗量;二是可以充分利用热能,提高热利用率;三是便于采用高效率除尘设备,大大降低粉尘排放量。四是减少燃料的运输量,从而减少运输设备的使用,间接减少大气污染物的排放。

1.4 植树造林,绿化环境

绿化造林是大气污染防治的一种经济有效的措施,植物有吸收各种有毒有害气体和净化空气的功能,是空气的天然过滤器。蒙尘的树叶经雨水淋洗后,又能够恢复吸附与阻拦尘埃的功能,使空气得到净化。植物的光合作用能够释放出氧气,可吸收二氧化碳,一般1 hm2的阔叶林,每天能够消耗约1t二氧化碳,释放出750kg氧气,起到了良好的空气调节作用。

2、采用各种专业技术,控制污染物排放

2.1颗粒状污染物的治理

大气中的烟尘(主要由颗粒状污染物组成)大部分是由于固体燃料(煤)的燃烧产生的。去除大气中颗粒状污染物的方法很多,根据其作用和原理,可分为以下几种类型:一是干法去除颗粒状污染物。利用机械力(重力、离心力)将粉尘从气流中分离出来,达到净化的目的。常用的设备有重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。其中最简单、廉价、易于操作维修的是沉降室。携带尘粒的气流由管道进入宽大的沉降室时,速度和压力降低,其中较大的颗粒(直径大于40μm)则因重力而沉降下来。旋风除尘器的作用原理是使气流在分离旋转,尘粒在离心作用下被甩往外壁,沉降到分离器的底部而被分离清除。这种方法对5μm以上尘粒去除效率可达50%~80%。二是湿法去除颗粒状污染物。该方法是用水或其他液体使颗粒湿润,进而加以埔集去除的方法。常用的方法有喷雾塔式、填斜塔式、离心式分离除尘器、文丘里式除尘器等多种,这些方法能除去直径大于10μm的颗粒,如果采用离心式分离除尘器,其去除率可达90%左右,但这种方法的缺点是能耗较高,同时存在污水处理问题。

2.2气态污染物的治理

二氧化硫不仅在大气中形成酸雨,造成空气污染,而且严重腐蚀锅炉尾部设备,影响生产和安全运行。因此,烟气脱硫对我国来说更为重要。烟气脱硫技术包括燃料脱硫(目前主要是重油脱硫)和烟气脱硫2种。重油脱硫是采用加氢脱硫催化法,使重油中有机硫化物中的C—S键断裂,硫变成简单的气体或固体化合物而从重油中分离出来。含硫量较高的重油首先进行脱硫处理,再提供给用户,主要应用在那些没有烟气脱硫能力的中小工厂,而大型工业企业则要求安装烟气脱硫设施。

烟气脱硫可分为干法和湿法2种,湿法是把烟气中的SO2和SO3转化为液体或固体化合物,从而把它们从烟气中分离出来,湿法脱硫主要包括碱液吸收法、氨吸收法和石灰吸收法等。碱吸收法是用氢氧化钾、氢氧化钠水溶液等作为吸收剂;氨吸收法用氨气作为吸收剂;石灰乳法使用石灰浆作吸收剂,同时可回收石膏。

3、完善环境监管,加大执法力度

在现阶段我国的一些企业,为了实现利益最大化,根本不考虑其排放污染物对大气造成的危害。因此,监管措施和执法力度直接关系着对大气污染物的防治效果。这就要求加快建立和完善减排指标体系、监测体系、考核体系等一系列规章制度;此外,还要加大对排污大户的惩罚力度,走出“守法成本高,违法成本低”的怪圈,使企业逐渐走上规范化经营和良性竞争之路;鼓励公众参与监督,形成社会联动、企业互动的强大合力。

参考文献

[1] 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.

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中图分类号:G642.0 ? 文献标识码:A??文章编号:1672-3791(2015)08(b)-0000-00

“大气污染控制工程”是环境工程专业的主干课程、必修专业课之一。其主要内容包括大气污染的基础知识(燃烧于大气污染的关系、污染物在大气中的扩散)和各种污染控制技术(气态污染物和颗粒污染物的去除以及硫氧化物、氮氧化物、挥发性有机污染物的控制技术等)[1]。江苏科技大学环境工程专业在2005年设立,专业基础薄弱,课程建设和教学研究改革起步较晚。经过近几年的努力发展,在教学内容和方法,实践教学改革与创新等方面进行了一系列的探索。“大气污染控制工程”逐渐形成了包括课堂理论教学,实验教学,课程设计教学,其他辅助教学组成的课程体系。

1 课堂理论教学(44学时)

本课程安排在第七学期,即大四上学期开设,选用郝吉明院士主编的《大气污染控制工程》(第三版)作为教材。主要介绍大气污染和主要污染物及其来源和在大气中的稀释和扩散;主要污染物控制技术――除尘技术、脱硫脱硝技术、VOC净化技术;净化系统设计。

教学过程中,积极探索新的教学方法和技巧,充分调动学生的学习兴趣。授课形式以教师讲授和学生分组讨论相结合,注重师生间的互动交流,加强学生对课堂的参与度。充分利用现代化的多媒体电子课件,多媒体教学具有直观、省时、激趣等特征,是现代教育教学的重要手段,可有效解决教学内容繁多和课时严重不足的矛盾[2]。通过图片,视频等形式提高教学内容的生动性,形象性和直观性,提高学生的学习兴趣,加深对复杂工艺结构的理解。关注网络上丰富的信息和资料,增加课堂教学的信息量,密切跟踪国内外大气污染控制工程领域的最新进展情况,及时更新补充教材中没有的工艺技术。

注重教学效果调查,每学期进行至一半时均有中期检查,和多名学生代表进行面对面交流,了解学生的想法,听取学生的意见。学期结束时,每名学生均可在网上进行评教,打分,提出意见和建议,结果反馈到授课教师。

2 实验教学(12学时)

“大气污染控制工程”是一门实践性很强的课程,实验教学可以使学生更好的理解和掌握大气污染控制技术的基本原理和各种理论,是该课程教学的重要组成部分。因此,结合理论教学配套开设了针对性的实验教学课程,包含了演示、验证、研究和综合等多种类型实验。主要开设的实验项目有:粉尘粒径和粒径分布的测定,用光学显微镜测定粉尘样品的投影粒径,绘制粒径分布曲线,并求出众径、中位径和算术平均直径。两种高效除尘实验――线-板式高压静电除尘和机械振动布袋除尘,掌握测试除尘效率的方法;了解有效驱近速度与除尘效率,集尘极面积的关系特性,练尘器机械震动清灰方式。应用最广的脱硫方法――石灰石/石灰湿法脱硫实验,掌握脱硫系统的核心装置吸收塔;了解湿法脱硫的特点,影响洗涤塔长期可靠运行的关键因素。

实验教学过程中注重锻炼和培养学生的动手能力和创造能力,采用多种方式激发学生的兴趣,强化学生自主意识。另一方面结合科研工作,自行研制了电晕放电等离子体空气净化装置,用于实验教学演示,书上没有的最新的科研成果大大激发了学生的新鲜感,拓展了学生的眼界,唤起了学生自主研究学习的热情。

3 课程设计教学(16学时)

课程设计是“大气污染控制工程”的实践教学中又一重要环节。在完成理论教学和实验教学的基础上,为进一步提高学生工程设计能力和制图能力,在第八学期第一第二周安排了两周的“大气污染控制工程课程设计”的教学环节。通过课程设计,调阅大量文献资料,能进一步消化和巩固“大气污染控制工程”所学内容,并使所学的知识系统化,培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力[3]。课程设计的内容重点是针对各种不同锅炉的除尘、脱硫脱销系统设计。具体内容有:流程设计;烟气各项数据计算,例如烟气量,烟尘和二氧化硫浓度等;除尘脱硫设备的选型、结构设计计算;烟囱、管道系统设计,阻力计算等;绘制工程图纸,撰写设计书。

课程设计开始时,将学生每3人分为一组,每组一个设计题目,并提供设计任务书和必要的参考资料。学生根据设计题目相应的任务书,查阅资料进行设计计算并绘制图纸、编制设计说明书,教师定期指导学生并答疑。培养学生利用所学的基本理论和专业知识,来分析和解决各种实际问题的能力,提高设计计算、工程制图和使用设计手册和有关资料的能力。

4 其他辅助教学

由于实验仪器设备数量和实验课时限制,每个学生获得的动手实践机会有限,为了增强学生的实践能力,开设了多项辅助教学活动,包括开放选修实验,优秀生培养,大学生创新计划等。

设立开放选修实验,由学生自由选择感兴趣的实验项目,每组6人,在组长的带领下分工合作,从实验的设计、准备到最终实验结果的小结,分析都由学生自主完成,培养学生利用所学知识解决大气污染问题的意识,增强实践、创新、动手和团结协作等综合能力。

在大三的学生中选拔优秀生,并将优秀生的培养和创新计划挂钩,申报学校和江苏省大学生创新计划项目。通过立项的形式培养学生,项目结题是除了提交研究总结报告,还要求发表科研论文。在撰写论文的过程中,对学生逻辑思维能力、数据处理能力、分析讨论概括的能力都能有很好的锻炼。优秀生的培养时间为两年,由中高级职称的教师一对一指导。培养期满由学院组织专家组进行考核,考核合格者颁发证书,并优先推荐免试攻读硕士研究生。

5 结语

经过多年的教学积累和探索,“大气污染控制工程”课程的教学内容,教学方法已取得长足的进步,教学效果良好,受到了学生的好评。2014年下半年,授课教师前往美国进行了英语培训,后续的教学过程中将尝试双语教学。努力构建实践教学体系,高度重视学生综合素质、实践动手能力和创新创造能力的培养。立足我校船舶特色,以柴油机尾气净化,船舶脱硫脱硝技术为重点,创建独具一格的“大气污染控制工程”精品课程。

参考文献

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环境工程学是环境科学的一个分支,又是工程学的一个重要组成部分。环境工程专业肩负着培养能运用环境科学、工程学和其他有关学科的理论与方法,保护和合理利用自然资源,控制和防治环境污染,以改善环境质量,使人们得以健康和舒适的生存的专门人才的重任。环境工程学科是一门新兴的、综合的学科。

比较中外环境工程教育的历史和现实,我们不难发现:没有特色就没有优势,也谈不上生命力。环境工程本科专业应在坚持“统一性”的基础上,注意发展“特殊性”,突出“个性”。

专业开办之初,学校就确立了在遵循环境工程专业统一培养规格和基本要求的前提下,根据我校立足火电行业的学科优势,办出我校环境工程专业的特色。在这样一个指导思想下,我校的环境工程专业定位为“培养面向以电力企业为代表的能源动力类行业中的工业废水及废气的污染排放控制及监测与评价,兼顾声、固体废物等污染防治的工程应用型人才”。

《大气污染控制工程》是环工专业的主干专业课,为体现我校环工专业特色,切实实现培养目标,应从以下几方面进行本课程的建设。

1.优化理论教学内容、教学手段,体现立足电力行业的专业特色

环境工程学科具有涵盖面广的特点,其主干专业课程《大气污染控制工程》的教材也同样涵盖了各行业大气污染控制的基本理论、方法、技术、设备及流程等内容。为体现我校环境工程特色,激发学生学习兴趣,应从合理设计教学内容与教学手段两方面做起。

(1)教学内容的确定,应围绕火力发电行业的大气污染防治进行

①教材的选取。一本合适的教材,是教师讲好这门课,学生学好这门课的基础。目前,《大气污染控制工程》教材,主要有:高等教育出版社出版,郝吉明与马广大编著的《大气污染控制工程》;化学工业出版社出版,郭静与阮宜纶主编的《大气污染控制工程》;化学工业出版社出版,姜安玺等编著的《空气污染控制》,前两本教材的体系基本相同,后一本内容较为宽泛,教材的编写是依据大气污染源进行,除了烟尘、SOX、NOX等常规大气污染物外,还涉及有二恶英、恶臭、室内空气污染与控制内容。通过比较,作者认为郝吉明与马广大编著的《大气污染控制工程》更适合我校环境工程专业选做教材,另两本书可作为指定参考书,供学生课后阅读,扩大知识面。

②教学内容的取舍。在选定了适合的教材之后,教师切忌照本宣科,讲授过程中应做到有重点、有概括、有启发。如有关大气环境质量标准的内容,应及时查找新标准,并把《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)作为讲解重点,其他相关标准可提供网址,让学生自己查阅;除尘装置部分应以火电厂主要应用的电除尘器和袋式除尘器为重点讲解内容,其他类型的除尘器作一概述,提出问题让学生通过自学来解答;关于火电厂燃煤烟气脱硫(FGD),由于该项技术是火力发电厂目前采用的主要的脱硫技术,而且该项技术发展非常迅猛,因此教师应及时跟踪先进技术,传授给学生最新、最实用的知识。另外,火力发电厂CO2排放问题也日益受到重视,关于它的生物处理方法也有很多的研究报道,可通过课堂教学引导学生关注这个领域的动态。

(2)采用先进的教学手段和多样的教学方法,激发学生学习兴趣和提高学习效率

利用网络资源、已有的素材库、PPT软件制作《大气污染控制工程》多媒体课件,实现该课程的多媒体教学。通过形象生动的图片、动画、视频等形式激发学生的学习兴趣,提高学习效率。

在课堂教学中要摈弃那种“满堂灌”的教学方法,代之以讨论式,启发式的教学方法,通过采用“发现问题—提出问题—分析问题—解决问题—发现新问题”的教学模式,使学生从被动接受知识转变为主动建立自己的知识和能力体系。教学过程中多给学生提出问题,引导思路,启发思维,让学生通过查阅参考书、资料及与教师讨论获取知识,使学生在探讨中学习,享受到获取知识的乐趣,并逐渐养成一个良好的学习习惯。

2.重视实践教学环节建设,实现工程应用型人才的培养目标

实践教学环节是学生由理论到实践再认识的过程,是培养学生主动正确地运用理论知识解决复杂的实际问题的能力的重要环节,抓好这一环节是提高学生工程能力的关键,也为实现“工程应用型本科”的培养目标打下了坚实的基础。《大气污染控制工程》课程实践教学环节包括认识实习、基础实验和课程设计三个环节。

(1)强化实习环节教学,培养学生的专业认同感

在学习《大气污染控制工程》课程之前,学生要进行认识实习。认识实习是学生明确专业培养方向、服务行业状况的重要一环,是培养学生的专业认同感的有效环节。对于认识实习应防止流于形式,在进入实习场地之前,对实习场地的相关情况,涉及到本课程内容的基本原理、设备、系统、流程做概括性的讲解(最好采用多媒体手段进行),使学生进入实习场地后做到心中有数,把应该关注的内容筛选出来,对日后课程的学习是一个好的开端。

目前,我们主要以太原第一热电厂为有关大气污染控制内容的实习基地。在学生进入基地前,应将该厂电除尘装置的布置位置、型式、基本原理、除尘效率、运行概况给同学做一讲解;对该厂采用的高速平流简易石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺做概括性的讲解,并把相关脱硫技术也做一概括(要用图片配合),通过这样的积极准备,学生的认识实习一定会达到事半功倍的效果。(2)加强实验室建设,为课程实验提供保证

基础实验是《大气污染控制工程》课程实践教学环节的核心环节。要使实验能够满足教学要求,应从实验场地、实验装置、实验指导教师的建设与培养等方面做起。《大气污染控制工程》是一门实践性很强的课程,需要加强实验室建设。可采用购置实验装置、退役装置,也可采用仿真手段进行实验。内容应包括:袋式除尘器、电除尘器、吸收法脱硫、吸附法脱硫、燃烧中脱氮等。

随着教学改革的深化,设计型实验已受到了普遍的重视。《大气污染控制工程》基础实验建设时就应考虑设计型实验的实施。比如:给定某烟气的组分及浓度,让同学自己设计烟气流程,使出口烟气可实现达标排放且技术经济合理。设计完后再通过将不同类型的除尘器与烟气吸收实验装置进行组合进行效果验证。通过这样的实验一方面增强了学生解决实际问题的能力,另一方面也提高了学生的学习兴趣。

(3)重视课程设计指导工作,加强工程基本技能训练《大气污染控制工程》课程在专业教学计划中设置了两周的课程设计时间,分为除尘装置设计和脱硫工艺设计两块内容。课程设计是学生对所学知识进行巩固、提高的综合性的重要环节,要使学生受到工程基本技能的训练,包括工程计算、设备选型、流程设计、技术经济分析、绘图等,具体可从以下几方面实施:

a.科学编写《课程设计任务书》、《课程设计指导书》;

b.设计题目的选取应来源于火力发电厂大气污染防治生产实际或具有一定应用价值的模拟题目;

c.设计过程中应采用“少讲、多练、勤思维、多讨论”的原则,放手让学生自己去干,教师加强启发指导;

d.考核过程中,教师只要把握学生是否掌握了正确的设计思想即可,应鼓励学生交出多种设计方案,并针对不同方案进行点评。

3.结束语

课程建设是一项复杂的系统工程,特别是对于大气污染控制工程这一类涉及面广、内容多的专业课,更具有难度大、周期长的特点。随着课程教学的进行,一定还会发现需要改进、完善的内容。我们将本着实现专业培养目标、体现专业特色、增强学生竞争力的思想,进一步探索《大气污染控制工程》课程建设的新内容。

参考文献:

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环境工程学是环境科学的一个分支,又是工程学的一个重要组成部分。环境工程专业肩负着培养能运用环境科学、工程学和其他有关学科的理论与方法,保护和合理利用自然资源,控制和防治环境污染,以改善环境质量,使人们得以健康和舒适的生存的专门人才的重任。环境工程学科是一门新兴的、综合的学科。

比较中外环境工程教育的历史和现实,我们不难发现:没有特色就没有优势,也谈不上生命力。环境工程本科专业应在坚持“统一性”的基础上,注意发展“特殊性”,突出“个性”。

专业开办之初,学校就确立了在遵循环境工程专业统一培养规格和基本要求的前提下,根据我校立足火电行业的学科优势,办出我校环境工程专业的特色。在这样一个指导思想下,我校的环境工程专业定位为“培养面向以电力企业为代表的能源动力类行业中的工业废水及废气的污染排放控制及监测与评价,兼顾声、固体废物等污染防治的工程应用型人才”。

《大气污染控制工程》是环工专业的主干专业课,为体现我校环工专业特色,切实实现培养目标,应从以下几方面进行本课程的建设。

1.优化理论教学内容、教学手段,体现立足电力行业的专业特色

环境工程学科具有涵盖面广的特点,其主干专业课程《大气污染控制工程》的教材也同样涵盖了各行业大气污染控制的基本理论、方法、技术、设备及流程等内容。为体现我校环境工程特色,激发学生学习兴趣,应从合理设计教学内容与教学手段两方面做起。

(1)教学内容的确定,应围绕火力发电行业的大气污染防治进行

①教材的选取。一本合适的教材,是教师讲好这门课,学生学好这门课的基础。目前,《大气污染控制工程》教材,主要有:高等教育出版社出版,郝吉明与马广大编著的《大气污染控制工程》;化学工业出版社出版,郭静与阮宜纶主编的《大气污染控制工程》;化学工业出版社出版,姜安玺等编著的《空气污染控制》,前两本教材的体系基本相同,后一本内容较为宽泛,教材的编写是依据大气污染源进行,除了烟尘、SOX、NOX等常规大气污染物外,还涉及有二恶英、恶臭、室内空气污染与控制内容。通过比较,作者认为郝吉明与马广大编著的《大气污染控制工程》更适合我校环境工程专业选做教材,另两本书可作为指定参考书,供学生课后阅读,扩大知识面。

②教学内容的取舍。在选定了适合的教材之后,教师切忌照本宣科,讲授过程中应做到有重点、有概括、有启发。如有关大气环境质量标准的内容,应及时查找新标准,并把《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)作为讲解重点,其他相关标准可提供网址,让学生自己查阅;除尘装置部分应以火电厂主要应用的电除尘器和袋式除尘器为重点讲解内容,其他类型的除尘器作一概述,提出问题让学生通过自学来解答;关于火电厂燃煤烟气脱硫(FGD),由于该项技术是火力发电厂目前采用的主要的脱硫技术,而且该项技术发展非常迅猛,因此教师应及时跟踪先进技术,传授给学生最新、最实用的知识。另外,火力发电厂CO2排放问题也日益受到重视,关于它的生物处理方法也有很多的研究报道,可通过课堂教学引导学生关注这个领域的动态。

(2)采用先进的教学手段和多样的教学方法,激发学生学习兴趣和提高学习效率

利用网络资源、已有的素材库、PPT软件制作《大气污染控制工程》多媒体课件,实现该课程的多媒体教学。通过形象生动的图片、动画、视频等形式激发学生的学习兴趣,提高学习效率。

在课堂教学中要摈弃那种“满堂灌”的教学方法,代之以讨论式,启发式的教学方法,通过采用“发现问题—提出问题—分析问题—解决问题—发现新问题”的教学模式,使学生从被动接受知识转变为主动建立自己的知识和能力体系。教学过程中多给学生提出问题,引导思路,启发思维,让学生通过查阅参考书、资料及与教师讨论获取知识,使学生在探讨中学习,享受到获取知识的乐趣,并逐渐养成一个良好的学习习惯。

2.重视实践教学环节建设,实现工程应用型人才的培养目标

实践教学环节是学生由理论到实践再认识的过程,是培养学生主动正确地运用理论知识解决复杂的实际问题的能力的重要环节,抓好这一环节是提高学生工程能力的关键,也为实现“工程应用型本科”的培养目标打下了坚实的基础。《大气污染控制工程》课程实践教学环节包括认识实习、基础实验和课程设计三个环节。

(1)强化实习环节教学,培养学生的专业认同感

在学习《大气污染控制工程》课程之前,学生要进行认识实习。认识实习是学生明确专业培养方向、服务行业状况的重要一环,是培养学生的专业认同感的有效环节。对于认识实习应防止流于形式,在进入实习场地之前,对实习场地的相关情况,涉及到本课程内容的基本原理、设备、系统、流程做概括性的讲解(最好采用多媒体手段进行),使学生进入实习场地后做到心中有数,把应该关注的内容筛选出来,对日后课程的学习是一个好的开端。

目前,我们主要以太原第一热电厂为有关大气污染控制内容的实习基地。在学生进入基地前,应将该厂电除尘装置的布置位置、型式、基本原理、除尘效率、运行概况给同学做一讲解;对该厂采用的高速平流简易石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺做概括性的讲解,并把相关脱硫技术也做一概括(要用图片配合),通过这样的积极准备,学生的认识实习一定会达到事半功倍的效果。

(2)加强实验室建设,为课程实验提供保证

基础实验是《大气污染控制工程》课程实践教学环节的核心环节。要使实验能够满足教学要求,应从实验场地、实验装置、实验指导教师的建设与培养等方面做起。《大气污染控制工程》是一门实践性很强的课程,需要加强实验室建设。可采用购置实验装置、退役装置,也可采用仿真手段进行实验。内容应包括:袋式除尘器、电除尘器、吸收法脱硫、吸附法脱硫、燃烧中脱氮等。

随着教学改革的深化,设计型实验已受到了普遍的重视。《大气污染控制工程》基础实验建设时就应考虑设计型实验的实施。比如:给定某烟气的组分及浓度,让同学自己设计烟气流程,使出口烟气可实现达标排放且技术经济合理。设计完后再通过将不同类型的除尘器与烟气吸收实验装置进行组合进行效果验证。通过这样的实验一方面增强了学生解决实际问题的能力,另一方面也提高了学生的学习兴趣。

(3)重视课程设计指导工作,加强工程基本技能训练《大气污染控制工程》课程在专业教学计划中设置了两周的课程设计时间,分为除尘装置设计和脱硫工艺设计两块内容。课程设计是学生对所学知识进行巩固、提高的综合性的重要环节,要使学生受到工程基本技能的训练,包括工程计算、设备选型、流程设计、技术经济分析、绘图等,具体可从以下几方面实施:

a.科学编写《课程设计任务书》、《课程设计指导书》;

b.设计题目的选取应来源于火力发电厂大气污染防治生产实际或具有一定应用价值的模拟题目;

c.设计过程中应采用“少讲、多练、勤思维、多讨论”的原则,放手让学生自己去干,教师加强启发指导;

d.考核过程中,教师只要把握学生是否掌握了正确的设计思想即可,应鼓励学生交出多种设计方案,并针对不同方案进行点评。

3.结束语

课程建设是一项复杂的系统工程,特别是对于大气污染控制工程这一类涉及面广、内容多的专业课,更具有难度大、周期长的特点。随着课程教学的进行,一定还会发现需要改进、完善的内容。我们将本着实现专业培养目标、体现专业特色、增强学生竞争力的思想,进一步探索《大气污染控制工程》课程建设的新内容。

参考文献

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引言

在这个对环境保护日益重视的时期,对经济有效的脱硫脱硝技术的研究是当今各电厂开展工作的重中之重,将发电过程中废气除尘、脱硫脱硝等过程,整合到一套工艺流程中,这样不仅可以提高废气处理的效率,同时也可以降低成本与运营费用。

1 烟气中硫与硝对环境污染与脱除的必要性

在当今社会,人们面临日益严重的环境污染问题,其中一个主要问题就是对大气的污染,大气污染的主要污染源为我们日常生活燃烧煤炭所产生的氮氧化物与二氧化硫,现在大部分的燃煤来自于发电厂,煤燃烧产生的二氧化硫在氧气的催化下变成三氧化硫,其溶于雨水进而形成酸雨,酸雨对我们日常生活的危害极大,这些污染容易诱发呼吸道疾病,同时其产生的酸雨对城市建筑物与人体健康有着十分大的影响,我们自身也同时承受着污染带来的严重后果,因此在电厂的日常生产中,一定要注重对燃煤废气的脱硫脱硝处理,保证废气经过处理再排放,因为这不仅关乎我国污染的问题,也关系到我们每个人的切身利益,因此控制污染源就是要对燃煤产生的相关污染物进行处理与控制,并积极开拓新技术,在改进现有工艺的基础上,积极研发新的脱硫脱硝工艺,从源头上减少污染物的排放,这对我国的环境保护有着十足的重要性。

2 现阶段脱硫脱硝技术的发展现状

对于脱硫脱硝的研究是世界各国都不曾停止的一个课题,虽然我国已经投入了相当多的精力来进行二氧化硫污染的控制,但是效果并不是十分明显,其主要原因是我国电厂企业在发电过程中废气处理所使用的设备比较落后,转化效率较低,大部分未能处理的废气仍被排放到了大气中,因此我国脱硫技术还有长远的路要走,不仅在设备方面急需更新,同时也缺乏相关方面的专业人才,一些配加到电厂的脱硫脱硝设备并没有发挥出应有的作用。当今随着科技的不断发展,目前世界上有以下几种脱硫脱硝工艺比较成熟。

2.1 联合脱硫脱硝工艺

这种工艺是当今诸多电厂所采用的脱硫脱硝的主要方法,因为之前的工艺大多可以将二氧化硫除去,同时一些催化剂可以对氮氧化物进行处理,在实际过程中他们彼此间不会起干涉作用,因此对废气的处理效果还是可以接受的。联合脱硫脱硝工艺就是采用高效的石灰石与石灰膏的混合物对发电厂废气中的二氧化硫进行脱硫处理,同时通过还原剂对氮氧化物进行预还原处理,两种方法一种为干法,另一种为湿法,对污染物的吸收效率还是很卓越的,只是在反应过程中会产生一些结渣,对处理废气的设备有着一定的损耗。

2.2 同时脱硫脱硝工艺

同时脱硫脱硝工艺是将发电过程中所产生的废气通过不同的设备进行相关的流程处理,相比联合脱硫脱硝工艺,这种方法所采用的设备占地面积较大,成本较高,同时操作流程也较为复杂,其包括两个处理流程:其一是在煤燃烧的时候进行脱硫与脱硝的反应,另外一种是在煤燃烧后,对其产物进行净化处理,国内外均对这两种方法进行相关的研究,现今比较成熟的有以下几种:

(1)电子照射法。这是一项比较尖端的科技,它的主要处理方法是向废气中照射入一定量的电子束,这束电子中的能量可以将废气中的二氧化硫与氮氧化物催化转化成硝酸铵与硫酸铵化合物,高能的离子可以对废气中的污染物进行高速的氧化,通过这种手段的转化率较高,反应速度较快,对于操作员的技术要求不高,而且这项技术已经较为成熟,在国内的应用较为广泛,经过催化后的气体可以达到国家的排放标准,不会对大气产生危害。

(2)脉冲电晕等离子法。这种方法与上文的电子照射法的原理基本相同,一般采用高压电源放电产生脉冲电流,在这个过程中脉冲会放出大量的电子、离子等高能粒子,这些粒子与废气中的氧化物进行碰撞反应,可以催化反应最后形成臭氧,这样将大部分的废气转化成无害的成分,然后这些粒子与氮氧化物发生复杂的化学反应,进而与水作用生成酸,酸在与其他的氨催化反应生成最终的无害化合物,之后通过简单地除尘处理就可以完成脱除有害杂质的过程。这种方法可以同时将几种有害成分同时除去,成本低廉、操作简便,而且反应程度较高,生成物可以二次利用,做到物质的充分循环。

2.3 活性炭吸附工艺

活性炭是我们日常生活中十分常见的一种异味吸附材料,在改善室内环境,以及家装甲醛的吸附上均有十分重要的作用。它具有这些功能主要是因为其内部孔隙率较大而且吸附性能好,同时具有一定的催化性能,所以经常用来作为吸附剂与催化剂,在废气的脱硫脱硝过程中也有较大的应用。烟气中的二氧化硫经过活性炭的吸附与催化,能够生产一种依附于活性炭的硫酸,之后进入到分离装置中进行处理,活性炭继续催化氮氧化物和氨气,但是此时其仅仅作为催化剂进行反应,并不能对其进行较为深层次的处理。采用活性炭工艺对脱硫脱硝的脱除率还是相当可观的,但是反应过程要注意控制废气的流速与反应速率,如果废气量过小,会导致活性炭的失效,从而降低了反应的速率与效果。工艺流程如图1。

1.文丘里洗涤器;2.吸附器;3.活性炭床;4.循环槽;5.浸没燃烧器;

6.冷却器;7.过滤器

图1 活性炭吸附法烟气脱硫工艺流程

3 脱硫脱硝技术未来的发展方向

随着科学技术的不断发展,世界范围内对环境保护意识的觉醒,加之现阶段烟气的脱硫脱硝工艺还有一定的缺陷,所以未来的研究工作还是有着十分可观的发展空间。在未来深层次的研究中,要对理论知识进行相关的巩固与加深,同时对一些较为成熟的理论要加以实验研究,一旦取得更好的实验结果,则要注重在实际中的应用效果,并从工业生产中找到理论不足的地方加以弥补,同时加强相关从业人员的专业素养,对其上岗前一定要进行专业的培训,使其能够独立的操控相关烟气处理设备,同时,在理论知识上对从业人员进行培养,并鼓励其在日常工作中积极发现问题,并提出适当的解决方案,这样才能促进技术的不断发展,这对于电厂未来工作的开展有着十分重要的作用;当前主要的研究重点还是放在干法脱硫脱硝工艺上,技术研发已经到了比较完善的程度,所以下阶段可以着手在湿法工艺上多下功夫,同时在保证经济发展与环境保护的前提下,减少一定量的发电站建设,这样既可以减少环境所受的压力,也会对于发电厂减排的负担予以减轻,最后我们应该从我国的实际情况出发,研发出一套适用于我国国情的脱硫脱硝手段,并在一定范围内加以推广实施,以期改善我国的环境保护现状。

4 结语

通过本论文的叙述分析,我们可以对当前国内电厂烟气的处理方式有一个较为直观的了解,这些技术在一定程度上可以减少烟气对大气的污染情况,但是,就目前而言其对污染物的治理力度还远远不够,所以我们在未来的工作中要不断的进行该方面技术的拓展研发,对目前现有技术积极改善,同时研发可以从根源上治理烟气污染的办法,对电厂所排放的废气进行彻底处理之后再排入大气,将电厂对大气的污染降到最低。

参考文献: