時間：2022-03-24 13:04:08
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇脫硫工藝論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：除塵灰；返礦；鋪底料；脫硫石膏；生石灰；熔劑
前言
隨著2014年對標工作和降本增效工作的實施和考核，作為一名技術員深感約成本的重要意義，雖然創效困難程度很大，但是如何能夠大幅度的降低成本，除了管理到位，我堅信依靠改變工藝和原材料將是最佳途徑，作為一名老燒結技術員，當看到除塵灰在運輸生產過程中、下料堵倉過程中產生的諸多不利因素和造成現場環境的二次污染以及給崗位工造成的巨大勞動強度后，我想到了型煤工藝，結合其他廠家的先進設備，我想將除塵灰、燒結礦返礦再粉碎后再慘加一些如焦沫、無煙煤等物質后，讓其在一定的型煤設備上高壓下就能造出直徑30-40毫米左右的球狀體，大家知道除塵灰、返礦在一定程度上是燒熟了的小粒度燒結礦，若將其做為鋪底料，對生成的燒結礦成品質量影響不大，但是產量肯定是增加的，所以想采用除塵灰、返礦做鋪底料工藝；另一方面，自從2013年我們龍鋼燒結廠有了脫硫工藝后，每日就能產出200-300噸的脫硫石膏，而這些脫硫石膏被當作垃圾處理給環保公司，每車還需付裝運費150元。根據自己多年的經驗，我知道石膏的成分主要是二水硫酸鈣，而二水硫酸鈣在1400℃下加熱就會產生出氧化鈣和二氧化硫，在燒結工藝條件下，大約1250℃石膏就會分解成氧化鈣和二氧化硫，大家知道：二氧化硫有95%被燃燒釋放變成三氧化硫，隨煙氣排出，剩下的氧化鈣就是我們理想的熔劑生石灰的主要成分。
一個大膽的設想用石膏替代生石灰的工藝就在我的腦子里成型，經過自己多次的私下制作的簡易實驗裝備，用我們現用的混勻礦，加入一定的石膏配比，再經過制粒混勻，終于在臺車上燒制出了堿度為1.97的54.5%的全鐵品位燒結礦。雖然粒度組成中大于16毫米以上的比例較少僅占56-42%，轉鼓強度僅達到58-75%，今后還需要繼續探求更高燒結礦工藝技術指標。
1 理論、實踐依據
大家知道：壓球機主要用于有色和黑色金屬礦粉的制球造塊，使其直接進爐冶煉，提高附加值。凡是冶金行業廢料，輔料需上爐的，都需要用壓球機來完成。例如：鄭州威力特機械設備有限公司研發生產的型煤壓球機、干粉壓球機、脫硫石膏壓球機等壓球機系列產品技術先進、質量可靠、一機多用。同時具有成型壓力大、主機轉數可調、結構緊湊、便于維修、配有螺旋送料裝置特點。適合大、中、小型企業建立具有一定生產規模的生產線。
成功案例：冶金企業把粉狀物料壓成球團，回爐冶煉，擴大了物料的使用范圍；耐火材料企業把粉料壓成球團，煅燒后提高了物料的純度；化肥企業利用粉煤壓成球團制造氣型煤，達到降耗增收；這些都是各類企業利用球團技術的范例。樣品球如圖1。
結論：綜上所述，可見將除塵灰、返礦壓制成20-40mm球狀體是可行的。
2 將脫硫石膏燒制成生石灰的理論研究
2.1 脫硫石膏介紹
脫硫石膏是煙氣脫硫中石灰石粉末與二氧化硫反應產生的工業副產物，主要成分是二水硫酸鈣，其特點是：純度高、成分穩定、粒度小、粉狀、游離水約12-17%，顆粒大小、粒徑分布均勻，級配較差，標稠用水量大，含有一定量的碳酸鈣和較多的水溶性鹽，根據燃燒的煤種和煙氣除塵效果的不同，脫硫石膏從外觀上呈現不同的顏色，一般我們視角看到的都是灰黃色或灰白色，質量優良的脫硫石膏是純白顏色。但實際呈現的是灰色、黃色、灰褐色、紅褐色等。
粉狀脫硫石膏在運輸和生產中有諸多不便，由于其含水分比較大，運輸成本高，其次也是最主要問題，濕基脫硫石膏粘結性強，直接生產線上應用很容易粘堵輸送裝置、料斗、球磨機，無法正常生產。若能把濕基脫硫石膏成球、烘干就可以解決以上問題。
2.2 將脫硫石膏制成球狀體不成問題
2.2.1 脫硫石膏壓球機簡介
根據石膏性能，鞏義市曙光機械廠已開發出新型高效節能壓球機，產量在5～30噸/時，脫硫石膏壓球機能將脫硫石膏粉末一次性壓制成球，產量大、成球率高。該設備能將脫硫石膏粉末，在不需要添加任何粘合劑情況下一次性壓制成球，且成球率在95%以上，壓出來的球硬度很強，搬運裝卸不宜破碎。
2.2.2 脫硫石膏壓球機工作原理
脫硫石膏壓球機成型機的主要機型是對輥成型機（人們常說的壓球機），它有一對軸線相互平行、直徑相同、彼此間有一定間隙的圓柱形型輪，型輪上有許多形狀和大小相同、排列規則的半球窩，型輪是成型機主部件。在電動機的驅動下，兩個型輪以相同速度、相反方向轉動，當物料落人兩型輪之間在結合處開始受壓，此時原料在相應兩球窩之間產生體積壓縮；型輪連續轉動，球窩逐漸閉合，成型壓力逐漸增大當轉動到兩個球窩距離最小時成型壓力達到最大。然后型輪轉動使球窩逐漸分離，成型壓力隨著迅速減小。當成型壓力減至零之前，壓制成的脫硫石膏就開始膨脹脫離。
2.2.3 脫硫石膏在生產上的應用可能性
龍鋼有155m3石灰豎窯5座，如果將脫硫石膏當做30-40mm的石灰石放在
155m3石灰豎窯上進行煅燒（窯體設計上需要增加一套煙氣脫硫設施、溫度需要提高到石膏分解溫度范圍內），這樣一來，用石膏完全可以生產出替代品石膏灰，成分含量理論上應差別不大。考慮到脫硫石膏負成本，那么用石膏灰替代生石灰（300元/噸），其理論效益相當可觀。
3 從專家、教授發表的學術論文看石膏加熱分解成生石灰氧化鈣也是可行的
3.1 上海華東理工大學著名教授高玲、唐黎華等教授聯名發表過論文《不同氣氛下硫酸鈣高溫分解熱力學分析》，在此文中明顯指出在氧化氣氛下，溫度達到1700℃，硫酸鈣很難分解，但在石墨弱還原氣氛下、氫氣氣氛下硫酸鈣的起始溫度均低于1000℃。特別是在氫氣氣氛下，硫酸鈣完全分解的最高溫度不超過1300℃，再加壓條件下44分鐘后就可100%轉化分解。
3.2 教授盧平、章靜在論文《脫硫石膏還原分解特性的實驗研究》中提出了850-1050℃硫酸鈣分解的可行性。
3.3 教授韓翔宇、陳浩侃、李保慶聯名在論文《硫酸鈣氫氣氣氛下的熱重研究》中指出在氫氣氣氛下、加壓條件下1000℃以前，硫酸鈣分解出的產物主要是硫化鈣，1000℃以后，硫酸鈣和硫化鈣之間發生固相反應會生成氧化鈣。
4 作者的實驗過程
總結以上所述，在理論上和實踐上，前輩們都給我們指明了方向，經過多次努力，做了實驗如下：
4.1 將石膏用一定的簡易設備加壓將其壓制成型為20-40毫米的石膏半球-球體（此設備及工藝已經成熟應用在河南、山東等地）；
4.2 將其放在實驗室的馬弗爐中進行燒灰實驗，經過多次的溫度控制和加入一定的催化劑氣體，最終在適當的溫度下終于燒成了氧化鈣含量為40%的熟石灰（其成分和生石灰的基本一樣）。
4.3 用現場的含鐵混勻礦垛料，加上多次設置的配比制成燒結混合樣，在經過人工混勻制粒后，將其200kg放到400m2臺車上布料、調溫，經過多次操作終于在臺車上燒制出了堿度為1.97的全鐵品位為54.5%的燒結礦（其他成分基本符合要求，除過硫含量3.0%）。這樣從理論到實踐上證明了所想的工藝的可行性。興奮之余，作者將想法告訴現任的上級技術領導：科長、調度長、技術廠長，希望得到他們的支持和進行下一步較大規模的實踐，卻被他們以不成熟擱淺了，實踐到此為止。
4.4 思考
4.4.1 實驗做出的含硫3.0%的燒結礦成品樣，對煉鐵生產來講是不符合生產需要的，在實驗條件下，其燒結礦中的硫還未能完全分解掉，在化驗室中燒成的氧化鈣只有40%這一點可以證明還未燒透，或者還只是半成品硫化鈣，只有當氧化鈣含量化驗數據在80%左右時才算試驗成功。故還需要做進一步的實驗研究；
4.4.2 當采用石膏大量替代生石灰后，龍鋼燒結煙氣脫硫系統中的二氧化硫含量將不再是1500-2000mg/m3，有可能增加到3000-5000mg/m3，這將會增加脫硫設備的負貨。
5 結束語
（1）用除塵灰、返礦制作成20-40mm的鋪底料這一工藝，本身就是一大膽創新，完善它并將其應用于燒結工藝中很有現實意義：增加產量、變粉為塊，增強燒 結透氣性、降低成本，這一點領導是認同的，但需要增加新設備投資，然而在可行性操作實驗上，分廠領導不支持，使得計劃只得停留。
（2）用石膏部分代替或全部代替生石灰工藝更是一次革命：因為石膏沒成本、粒度滿足混合料要求、且水分適中。而生石灰的市場價在300元以上。按每月消耗現在665m2燒結機產能需要生石灰84000噸計算，年節約在3億余元以上；從環保角度講，變廢為寶，還能減少生石灰的制造、拉運方面的人、財、物的投資消耗，其社會效益將會更加巨大；石膏替代生石灰在燒結工藝中還可減少給配料環境造成的污染。由于我廠還未能將石膏沫狀變成球狀體、在石灰窯上燒制出石膏灰的現實，加上我廠領導還擔心混合料的溫度有所下降以及用此新工藝不成熟有風險。雖然我堅持解釋到：生石灰理論上能提高料溫10-15℃，實際上能提高10℃左右 ，就按10℃的熱量我們完全可以用增加焦沫配比1-2%來徹底解決料溫問題，再綜合計算成本，燒結礦的成本還可再降50元以上，其效益也是相當可觀的；
（3）考慮到此工藝若能夠被推廣或普及到全社會，這將是一次工業化革命，其意義將不可估量。非常期待看到或得到全社會各行專家教授關于此工藝方面的更工業化的實驗研究結果，更希望同行們對分析研究給予批評指正和提出寶貴意見。
參考文獻
[1]高玲，唐黎華，等.不同氣氛下硫酸鈣高溫分解熱力學分析[A].上海市化學化工學會2010年度學術年會論文集[C].2010.
論文摘要：簡要介紹了爐內摻燒脫硫劑固硫和爐外煙氣FGD濕法脫硫相結合的二段式脫硫方式的工藝流程。針對電石泥脫硫工藝進行了分析，論證了電石泥應用于煙氣脫硫的可行性。
0 引 言
我國是世界上的燃煤大國，由燃煤產生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染已成為我國大氣污染的主要特征。近年來，我國政府對環境治理非常重視，治理的力度也在不斷加大。一九九八年國務院曾以國函［1998］5號文批復了國家環保局制定的“酸 雨控制區和二氧化硫污染控制區劃分方案”，明確提出了對于新建、擴建、改建火電項目，其燃煤含硫量大于1%的必須建設脫硫設施，現有電廠燃煤含硫量大于1%的在2010年前必須分期 分批建成脫硫設施或采取減排二氧化硫措施，環保正成為優先于企業發展的前提。
目前，傳統的脫硫方式，脫硫效率低，設備成本高，運營費用大，節能減排效果不理想。頂峰熱電公司因地制宜，最終決定利用集團公司鹽化工的生產廢電石泥作脫硫劑，以廢治廢來達到煙氣脫硫的目的。本文就此作粗淺探討。
1 我廠脫硫工藝流程：
結合我廠實際，我廠脫硫工藝采用了爐內摻燒脫硫劑（電石泥）固硫，和爐外煙氣FGD濕法脫硫相結合的二段式脫硫方式。生成副產物未氧化的亞硝酸鈣（CaSO31/2H2O）與自然氧化產物石膏（CaSO42H2O）的混合物直接拋棄。
1.爐內脫硫：
過程：用電石泥作固硫劑，煤泥經刮板機進入下倉，在下倉投入電石泥，與煤泥按一定比例混摻，由預壓螺旋送至攪拌倉，再次攪拌均勻后由濃料泵送至鍋爐本體內進行燃燒，達到固硫的效果。
優點：爐外脫硫設施前SO2濃度可以降至500-800mg/m3，電石泥的固硫率在30%左右。
無需添加任何其他設備即可進行，節約成本及設備投入。
爐內固硫過程示意圖
2.爐外脫硫：
過程：整個爐外脫硫系統主要由脫硫劑制備系統、吸收循環系統、副產物處理系統、配電及自動控制系統四大部分組成。
電石泥投入化灰池，清水泵開啟注入清水，然后進入攪拌池，攪拌均勻使之與水充分混合，制備成為電石漿液。加漿泵經管道將漿液送至脫硫塔。首先煙氣與漿液直接接觸脫硫，然后4臺漿液循環泵分別將電石漿液打入脫硫塔上部的噴淋裝置，電石漿液經霧化后再次與煙氣中的SO2反應，進一步除去煙氣中的SO2。脫硫過程中所產生的未氧化的亞硝酸鈣（CaSO31/2H2O）與自然氧化產物石膏（CaSO42H2O）的混合物經排渣系統排至沉灰池。
優點：整個脫硫系統位于煙道末端，除塵系統后，其脫硫過程的反應溫度適中；
濕法煙氣脫硫反應是氣液反應，脫硫反應速度快，脫硫效率高，鈣利用率高；
系統可利用率高、運行費用低、維護簡單、運行人員少、能確保人員和設備的安全、能有效地節約和合理利用能源；
系統位于鍋爐引風機之后，且有旁通煙道，脫硫系統相對獨立，運行不會影響主體設施，且維護檢修方便；
爐外脫硫過程示意圖
2 電石泥脫硫機理
在燃燒過程中，燃煤中的硫可以分為有機硫和黃鐵礦硫兩大部分，硫分在加熱時析出，如果環境中的氧濃度較高，則大部分被氧化為SO2而很少部分殘存于爐渣中。電石泥的主要成分是Ca(OH)2。
1. 反應機理
Ca(OH)2+ SO2= CaSO3.1/2H2O+1/2H2O
CaSO3 .1/2H2O+3/2H2O+1/2O2=CaSO4+ H2O
影響循環流化床鍋爐脫硫效率的主要影響因素：(1)Ca、S摩爾比的影響。Ca、S摩爾比被認為是影響脫硫效率和SO2排放的首要因素，根據試驗表明，Ca、S摩爾比為1.5~2.5時，脫硫效率最高，而繼續增加Ca、S摩爾比或脫硫劑量時，脫硫效率增加的較小，而且繼續增加脫硫劑的投入量會帶來其他副作用，如增加物理熱損失，影響燃燒工況等。（2）床溫的影響。床溫的影響主要在于改變了脫硫劑的反應速度、固體產物分布。從而影響脫硫效率和脫硫劑的利用率。有關文獻表明，床溫控制在850~900℃時，能夠達到較高的脫硫效率。（3）脫硫劑粒度的影響。
2．計算用量
根據電石泥脫硫理論，按照給煤含硫量1.6%，Ca、S摩爾比2.5，電石渣中含水、雜質比例45%（其中含水40%，雜質5%)，其余成分Ca(OH )2，07年我廠全年總耗煤約為耗煤量104253噸量計算，
（Ca的摩爾質量40，O的摩爾質量16，H的摩爾質量1）
進行理論計算
我廠每年產S量：
104253×1.6%=1668.048（噸）
每年需Ca量：
2.5×40×1668.048/32=5212.65（噸）
每年需Ca(OH)2量：
(5212.65/40) ×74=9643.4025（噸）
理論需要消耗電石泥量:
9643.4025/(65%)=14836（噸）
3．脫硫試驗
為了驗證脫硫效果，對加電石渣進行脫硫加以記錄（一小時中4次記錄值）
表1為脫硫試驗的有關數據統計（本數據來自煙氣在線檢測系統顯示值）
表1
4．數據分析
按照一定的比例加入電石泥，脫硫效率可以達到90%，能夠將二氧化硫的排放濃度降到國家環保要求的480mg/m3以下。
5．存在問題
由于煤泥中攪拌添加電石泥，添加比例不好控制，攪拌不均勻，導致煤泥打空，容易出現個別點排放量超標。
6．建議
增加電石泥給料和輸送設備，確保摻燒比例及摻燒均勻。
3 結 論
(l) 我廠采用爐內摻燒脫硫劑（電石泥）固硫，和爐外煙氣脫硫FGD濕法脫硫相結合的二段式脫硫方式脫硫取得成功，脫硫效果能夠達到國家環保要求。
(2)按照每年用煤炭10萬t計算，可以消耗近1.4萬t電石廢渣。不僅減少了這些廢渣對環境的污染，而且為以廢治廢開辟了新的途徑。
(3)利用廢電石渣作為脫硫劑，不再采購石灰石大大地節省了運行費用。
（4）系統維護簡單、運行人員少、能確保人員和設備的安全。
4參考文獻
《電石渣干粉在電廠煙氣脫硫工藝中的應用》---作者：史紅
關鍵詞：天然氣；集輸；處理；工藝；
一、 概述
由于天然氣礦場集輸系統是天然氣集輸配系統的子系統，是整個系統的源頭部分。所以這篇論文在全面總結現有天然氣礦場集輸及處理生產實踐經驗的基礎上，扼要介紹了目前天然氣礦場集輸管網以及礦場集輸工藝流程，著重介紹了天然氣集輸與處理的主要內容之一即天然氣凈化，并對生產過程所使用凈化技術的原理、工藝流程及應用做了比較全面的敘述。希望通過此論文的總結能使即將從事天然氣工業各個領域的我們比較系統的了解一些天然氣工業方面的常用工藝技術。
二、 天然氣集輸與處理
1 天然氣礦場集輸
天然氣的集輸包括采集和輸送兩部分，這兒主要介紹氣田內部集輸管網和集輸工藝流程。集輸工藝技術水平的高低，對降低天然氣生產成本、提高安全、平穩供氣的可靠性及保護環境都有直接的影響。因此，它在天然氣工藝中的作用十分重要。
2 集輸工藝流程
在井場里，最主要的裝置是采氣樹，它是由閘閥、四通（或三通）等部件構成的一套管匯。在采氣樹節流閥之后，接有控制和測量流量及壓力、溫度的儀表，以及用來處理氣體中的凝液和機械雜質的設備，構成了一套井場流程。在這種流程中，所有用來調節氣井工作、分離氣體中雜質、計量氣量和凝析油量、防止水合物形成等的設備和儀表，都直接布置和安裝在距井口不遠的地方。
天然氣自井中采出經針型閥節流降壓、水套加熱爐加熱，再經二級節流降壓后進入分離器，在分離器中分離游離水、凝析油和機械雜質，氣體通過計量后進入集氣干線。從分離器分離出的液體經計量、油水分離后，水可回注入地層，液烴輸至煉油廠處理。
這種井場單井常溫分離工藝流程一般適用于氣田建設初期氣井少、分散、壓力不高、用戶近、供氣量小、不含硫（或甚微）的單井氣處理。其缺點是井口須有人值守，造成定員多，管理分散，污水不便于集中處理等困難。但對井間距離遠、采氣管線長的邊遠井，這種集氣方式仍然是適宜的。
（2） 常溫分離的集氣站流程
對于凝析油含量不多的天然氣，只須在礦場集氣站內進行節流調壓和分離計量等操作就可以了。在這種情況下，可以采用常溫分離的集氣站流程，以實現各氣井來的天然氣的節流調壓和分離計量等操作。下面介紹常用的集中常溫分離流程。
對于氣體基本上不含固體雜質和游離水（或者是在井場已對氣體進行初步處理）的情況下，可采用二級節流、一級加熱、一級分離的流程。任何一口井的天然氣到集氣站，首先經過一級節流，把壓力調到一定的壓力值（以不形成水合物為準），再經過換熱器加熱天然氣使其溫度提高到預定的溫度，然后進行二級節流，把壓力調到規定的壓力值。盡管天然氣中飽和著水汽，但由于經過換熱器的加熱提高了天然氣的溫度，所以節流后不會形成水合物而影響生產。經過節流降壓后的天然氣，再通過分離器，將天然氣中所含的固體顆粒、水滴和少量的凝析油脫除后，經孔板流量計測得其流量，通過匯管送入輸氣管線。而從分離器下部將液體（水和凝析油）引入計量罐，分別量得水和凝析油數量后，再將水和凝析油分別送至水池和油罐。
對于氣體中含有固體雜質和游離水較多的情況，可采用二級節流、一級加熱、二級分離的流程。從氣井來的天然氣經一級節流降壓后進入一級分離器，將氣體中含有的游離水和固體雜質分離掉，以免堵塞換熱器和增加熱負荷。氣體經換熱器把溫度提高到預定的值后，再進行二級節流，降到規定的壓力值，然后進入二級分離器，將天然氣中含有的凝析液和機械雜質等分離掉。最后，氣體經過流量計到匯管集中，再輸入輸氣干線。從分離器下部分出的液體（水和凝析油）引入計量罐，分別測得其數量后，再將水和凝析液引至水池和油罐。
3. 天然氣凈化
進入長輸管道的商品天然氣必須達到以下3個方面的要求：
（1）經濟效益的要求。天然氣作為商品的經濟效益主要體現在燃燒過程中的發熱量（熱值）。顯然，其中存在過多的二氧化碳或氮氣就不能滿足發熱量的要求。盡管世界各國的氣質標準中對天然氣發熱量的規定有所不同，但均作出明確的要求，否則就不能作為商品供應。
（2）環境保護的要求。商品天然氣中所有的含硫組分在燃燒中將轉化為二氧化硫而排入大氣，是導致酸雨的主要污染源之一，因而必須按氣質標準加以脫除。
可見，為使粗天然氣能經濟而有效地輸送與利用，必須根據有關氣質標準的規定脫除其中若干雜質組分，此工藝過程即稱為天然氣凈化。
一般認為，天然氣凈化工藝包括天然氣脫硫脫碳、脫水、硫磺回收及尾氣處理4類工藝。天然氣脫硫脫碳及脫水是為了達到商品天然氣的質量指標；硫磺回收及尾氣處理則是為了綜合利用和滿足環保要求。國外也常將天然氣凈化稱為天然氣處理，有時還稱為天然氣調質。
參考文獻
[1] 蘇建華，許可方，宋德琦.天然氣礦場集輸與處理[M].石油工業出版社，2004：8-18.
[2] 張良鶴.天然氣集輸工程[M].石油工業出版社，2001：67-75.
關鍵詞：脫硫廢水處理系統；有機污染物；厭氧+好氧組合工藝；營養平衡；節水零排放 文獻標識碼：A
中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2015）23-0083-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.23.043
1 概述
火電廠脫硫廢水來源于濕法脫硫（FGD）工藝產生的廢水，脫硫廢水污染嚴重，排水溫度在40℃～50℃之間，懸浮物、含鹽量、重金屬等雜質的含量極高。現有國內電廠脫硫廢水的處理基本采用加藥處理的物化方法，主要是針對其中的懸浮物以及重金屬離子予以去除，處理出水執行標準有《污水綜合排放標準》（GB 18466-2005）、《火電廠水質石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》（DL/T 997-2006）。
在實際的運行過程中，因脫硫廢水水質成分主要為第一類污染物和第二類污染物，在藥劑的物化反應下，脫硫廢水中的重金屬離子和懸浮物、pH值等指標能達到排放要求，但廢水中的有機污染物（COD等）指標因工藝流程未對其進行專門的處理設計，只是在藥劑反應過程中隨其他污染物排除一部分，其出水參數很不穩定，多數情況下無法達到排放標準，有機污染物難于去除，已成為眾多電廠脫硫廢水處理排放的一大難題，困擾了很多電廠。
目前，國內環保形勢嚴峻，在節水和節能環保的大形勢下，很多電廠順應國家環保形勢對脫硫廢水處理提出了零排放處理回用的要求，因此，脫硫廢水中的有機污染物COD指標的去除成為了脫硫廢水處理必須克服的難題。本論文主要針對脫硫廢水中有機污染物的去除進行分析，研究一種應用于脫硫廢水有機污染物去除的處理
工藝。
2 脫硫廢水的特性
電廠脫硫工藝產生的脫硫廢水主要特征是呈現弱酸性，pH值5～6；主要特點是高懸浮物、高濁度、高黏度、高含鹽量以及難降解有機物，并含有Hg、Pb、Ni、Hs、As、Cd、Cr等重金屬離子和氟化物，有機污染物COD的含量一般為150～400mg/L，其中有機污染物來源于燃煤過程及脫硫過程脫硫劑的一些產物，具有難于降解、處理難度高的特點。基于脫硫廢水的高含鹽、有機物難降解等特性，并考慮處理過程中系統運行的穩定性，主要考慮采用最利于有機污染物處理的生物處理方法去除脫硫廢水中的該指標。
3 生物處理方法
綜合分析現有的生物處理方法，適用于脫硫廢水特性的生物處理工藝主要有以下五種：
3.1 傳統活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的污水處理技術，它采用人工曝氣的手段使活性污泥均勻分散并懸浮于反應器中，與廢水充分接觸，并在有溶解氧的條件下對廢水中所含的有機物進行微生物的合成和分解等代謝活動。而脫硫廢水鹽度對活性污泥法的影響較大，因此，對活性污泥進行馴化培養出具有良好有機物降解性能的耐鹽微生物是處理高鹽廢水的重要前提。
3.2 厭氧處理系統
近幾十年來，由于厭氧生物技術發展迅速，出現了一大批高效厭氧反應器，這些反應器中生物固體濃度很高、泥齡很長，處理能力大大的提高，在高濃度的廢水中得以大量應用。高濃度的Na+或CL-會對厭氧生物產生抑制作用，但是厭氧或兼氧微生物對鹽的適應性和其他離子產生的拮抗作用會減輕鹽對微生物的毒害作用，因此厭氧法可應用于高含鹽廢水處理系統。
3.3 好氧顆粒污泥
好氧顆粒污泥技術是將生物自絮凝原理應用于好氧反應器，使好氧絮狀污泥在一定工藝條件下實現好氧顆粒化。好氧顆粒污泥具有沉降性好、抗負荷沖擊能力強、持留生物量高以及脫氮除磷效果好等優點，而且它還能集好氧、厭氧和兼氧微生物于一體，因此好氧顆粒污泥能夠有效處理各種難降解的廢水。
3.4 嗜鹽菌
嗜鹽菌作為一類新型的、極具應用前景的微生物資源，近年來受到人們的廣泛關注，它們具有極為特殊的生理結構和代謝機制，同時還產生了許多具有特殊性質的生物活性物質，因此被廣泛地應用于含鹽量高的廢水處理。
3.5 好氧-厭氧組合工藝
由于單獨的好氧和厭氧工藝在處理廢水時受到許多限制，單一的系統往往不能將有機污染物徹底去除，尤其是難降解的廢水系統，因此為了更好地處理高鹽脫硫廢水，往往結合好氧以及厭氧的組合工藝，以達到更好的效果。
本文脫硫廢水生物處理工藝將采用好氧-厭氧的組合工藝進行處理，針對廢水中的懸浮物、重金屬指標的處理不做論述，生物處理所處理的脫硫廢水是經預處理系統去除此類指標后的廢水。
4 好氧-厭氧的組合工藝處理技術
脫硫廢水中的COD等有機污染物主要來自煤（主要成分為有機質）、石灰石以及脫硫反應生成物中的亞硝酸鹽、亞硫酸鹽等還原性物質，而BOD則主要是污水中的氮氧化物。經過預處理處理后，廢水的pH值、懸浮物、重金屬離子、氟化物等污染指標被去除，但廢水中的COD、硫酸根等指標還未得到去除，需采用生物處理方法進一步處理。而硫酸根、氯根等鹽的高含量對廢水生化存在一定的抑制作用，使脫硫廢水難于生化，因此為提高其可生化性，在生化處理過程，需投加成分均衡的營養物質保證生化處理微生物所需的各類營養指標，而在電廠，基本都有生活污水處理系統，其水量不大，多在5～15t/h之間，這股水進入脫硫廢水系統可以很好地解決營養平衡問題，且可以提高水的回收量，將電廠生活區的生活污水引入脫硫廢水系統進行綜合處理，將同時實現兩股水的節水目標，并保證了脫硫廢水生物處理的基本營養條件。
脫硫廢水生物處理系統采用厭氧+好氧的組合處理工藝，厭氧采用EGSB厭氧系統，而好氧則采用BAF曝氣生物濾池好氧系統。EGSB厭氧系統通過培養SRB厭氧細菌病通過其代謝作用去除廢水中的SO42-、殘余重金屬離子及部分COD等，而通過BAF曝氣生物濾池的生化作用將COD、氮等進行硝化處理，達到處理要求，經該系統處理后，廢水可進入后續除鹽或其他指標處理系統，進一步處理而獲得高品質回用水，脫硫廢水生物處理流程圖如圖1所示：
EGSB厭氧系統適用于低濃度有機污染物處理系統，運行過程培養適于脫硫廢水環境的SRB厭氧細菌來處理污染物，SRB厭氧細菌是一類能通過異化作用進行硫酸鹽還原的一類細菌，這種厭氧細菌雖然生長緩慢，但具有極強的生存能力且分布很廣泛，SRB厭氧細菌已經成功地應用在了與脫硫廢水極類似的多種水處理系統中，它的代謝利用硫酸根作為最終的電子受體，將有機污染物作為細胞合成的碳源和電子供體，同時將硫酸根還原為硫化物，使廢水中的硫酸鹽得以去除。而產生的溶解態的S2-則與廢水中殘余的重金屬離子反應形成金屬硫化物沉淀，可進一步去除重金屬離子，此外SRB厭氧細菌在代謝過程中分解有機硫以二氧化碳氣體的形式
排出。
經過厭氧反應后，廢水中的一些重大生化抑制指標得以去除，廢水的可生化性提高，因此，廢水進入好氧生物系統進行進一步處理，好氧生物反應系統采用BAF曝氣生物濾池處理系統，并接種引入主體處理微生物：嗜鹽菌，適應脫硫廢水的高含鹽環境，曝氣生物濾池是固定化生物反應器的一種，近年來被廣泛應用于各類高含鹽廢水的處理。曝氣生物濾池能夠通過固定化保護微生物，降低其在極端環境中所受的傷害，提高系統對有毒有害物質及環境沖擊負荷的耐受力，使系統保持較高的穩定性。研究表明，曝氣生物濾池在高含鹽環境中能保持較高的有機物去除率。
因脫硫廢水中的鹽分含量過高，會對微生物的活動帶來一定的難度，而曝氣生物濾池接種培養的核心處理載體，嗜鹽菌是專門在高鹽環境下生長的細菌，由于嗜鹽菌在高鹽環境下能夠在細胞內聚集鉀離子和小分子極性物質，調節細胞滲透壓，維持細胞內外滲透壓的平衡，幫助從高鹽環境獲取微生物活動所需的水，并且這些極性分子可以迅速合成和失去，快速適應外界的環境變化。嗜鹽菌的蛋白質中含有過量的酸性氨基酸和非極性的殘余物，過量的酸性物質需要陽離子平衡附近的負電荷，所以嗜鹽酶只有在高鹽環境下才能保持活性。基于嗜鹽菌的反應機理，廢水中的有機污染物得以去除。
經試驗研究，在模擬脫硫廢水水質情況下，通過鹽度的不斷提高和變化，曝氣生物濾池的有機污染物去除率繪制成曲線，鹽度和COD的去除效果關系如圖2所示：
從圖2中可看出，在脫硫廢水含鹽所屬的10000～24000mg/L的范圍內，COD的去除率可穩定維持在94%～96%之間，在這個脫硫廢水的鹽度范圍內，嗜鹽菌能維持其生理代謝的良好活性，對廢水中的有機污染物有較強的降解能力。
經曝氣生物濾池處理后，廢水中的有機污染物等指標得以去除，脫硫廢水可進入下一階段處理流程。
5 結語
脫硫廢水中有機污染物的處理是國內外各大火力發電廠普遍面臨的難題，要實現脫硫廢水系統節水回用，必須對脫硫廢水中的有機污染物進行處理，才能進行后續的膜處理或離子交換系統的除鹽處理，脫硫廢水中有機污染物處理技術的研究成功將成為克服脫硫廢水節水回用難點的一個突破，也將成為脫硫廢水實現零排放生物指標處理工藝的一種可靠選擇。
參考文獻
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關健詞:煤矸石;燒結磚;污染源;治理
中圖分類號:F270文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)01-0189-02
引言
煤矸石燒結多孔磚、空心磚生產技術是中國綜合利用煤矸石的一項成熟技術,自20世紀80年代末,中國在消化吸收國外先進生產技術的基礎上,研究開發出適合中國國情的煤矸石燒結多孔磚、空心磚生產技術。利用煤矸石生產燒結多孔磚、空心磚,達到了節能、保護耕地、保護環境的良好效果,同時也取得了較好的經濟效益和巨大的社會效益。但由此也產生了一些污染問題,現以淮北雙林煤矸石燒結磚廠為例,探討煤矸石生產燒結磚產生的污染及治理方案。
一、煤矸石化學成分
該廠為利用煤矸石自身能源焙燒產品,生產能力為年產5 000萬標塊煤矸石燒結磚。煤矸石年用量為14.5萬噸。原料用臨渙選煤廠的矸石,該煤矸石的發熱量為2 472 kJ/kg(干基),主要化學成分(見表1)。
表1 原料化學成分表(%)
二、工藝流程及產污節點圖
整個工藝流程由四部分組成:原料制備;成型及切坯;干燥與焙燒;成品檢驗與堆放。具體工藝流程及排污節點如下(見下頁圖1):
三、污染源治理方案
從下頁產污節點圖可以看出,該廠在運行的過程中會有廢氣、噪聲和固體廢物產生,固體廢物主要為切條及切坯工序產生的廢泥坯、出窯時產生的廢磚及除塵灰等。切條及切坯工序產生的廢泥坯及除塵灰,可返回生產工序,廢磚經破碎后也回用于生產工序。噪聲治理通過將破碎機、攪拌機、空壓機、真空機等機械噪聲比較大的設備基礎底座上安裝減振墊,加裝隔聲罩,風機安裝消聲器,經過治理后,對廠界噪聲影響較小。破碎車間的粉塵可以通過袋式除塵器處理,其除塵效率≥95%,收集下來的粉塵可以進行回收利用作為制磚的原料。
主要污染源來自于焙燒窯廢氣。焙燒窯正常燃燒后是利用原料本身的熱值就能夠滿足生產過程中的熱能消耗,不需添加其他燃料,產生的污染物主要有煙塵、SO2。
淮北市是一座以煤為主要能源結構的工業城市,SO2的總量控制指標已經接近飽和,對于該廠,根據淮北市產品質量監督檢驗所提供的檢驗報告,煤矸石中硫的含量為0.256%,煤矸石磚中殘留的硫含量為0.16%,每年需要用煤矸石14.5萬噸,如果不進行煙氣治理,經計算,SO2產生濃度407mg/m3,SO2產生量為278.4t/a,煙塵產生濃度為42.9mg/m3,產生量為32.5t/a。煙氣必須進行除塵脫硫。
隧道窯煙氣經干燥窯及煙道降塵,污染物被坯垛過濾、吸附、沉降后,尾氣采用脫硫除塵器處理。
脫硫除塵采用雙堿法,當爐、窯尾氣由引風機牽引進入一級反應室與鈉型堿霧得以充分混合、碰撞,反應室液氣比達2L/m3,尾氣中的粉塵顆粒以及二氧化硫被堿溶液充分吸收,其反應方程式:
SO2+H2OH2SO3,H2SO3+Na(OH)2NaSO3+H2O
然后被堿霧充分混合的尾氣在通過立式文丘里管時被充分壓縮,細小的粉塵濕顆粒以及反應的產物相互碰撞、混合而結合成粒徑相對增大的顆料,質量也相應增加,通過文丘里管后進入到脫硫除塵器內的二級置換反應室,進入置換反應室后混合煙氣與石灰漿溶液發生混合反應,細小的顆粒進一步增大,二氧化硫與堿溶液進一步反應,鈉鹽溶液與氫氧化鈣溶液也產生反應,其方程式 :
Na2SO3+Ca(OH)2CaSO3+ CaSO4+NaOH
H2SO3+Ca(OH)2CaSO3+H2O
酸堿反應沉淀物、廢氣中的顆料以及濕煙氣從置換反應室進入到分離反應室,干凈煙氣進入脫水室經二級脫水后外排,顆粒與沉淀物進入初沉池沉淀反應。整個過程由于NaOH最終被置換出來,故消耗量很少。主要脫硫劑為石灰Ca(OH)2,生成物為穩定的硫酸鈣及亞硫酸鈣。經過雙堿法進行脫硫除塵處理后,煙氣排放中除塵效率達到50%以上,脫硫效率達到80%以上,煙氣林格曼黑度
隧道窯煙氣經脫硫除塵后,煙塵排放濃度為21.5mg/m3,排放量為16.25t/a,煙(粉)塵排放量為23.65t/a。放濃度為81.4mg/m3,排放量為55.7噸/年。這樣,SO2的一年排放量減少了222.7噸,符合了達標排放和總量控制的要求。
結束語
采用煤矸石生產燒結磚,是有利于城市環境和生態的好項目,通過對固體廢物的利用,既消除了污染源,又節約了燒磚用的耕地和煤,但生產中產生的SO2會嚴重污染環境空氣,因此,只有通過切實可行的治理措施,才能做到達標排放并符合總量控制的要求。為企業的可持續發展也奠定了良好的基礎,同時也為同類型的企業煙氣治理提供了有益的借鑒,具有較好的環境效益和社會效益。
參考文獻:
針對各廢棄性質和特點，專家提出了解決污染的技術：吸收法、吸附法、冷凝法、催化轉化法、燃燒法、生物凈化法、膜分離法和稀釋法。由此技術延伸的廢氣處理技術，其主要目的是除去排放廢氣中有毒有害物質及煙塵，使其處理后達標排放，減少大氣污染，凈化空氣。
防治大氣污染要從多方面入手，它是長期需要治理的過程。要充分考慮到地區環境特征，對有影響的因素進行全面系統分析。在此基礎上制定最優化防治措施，充分發揮環境自凈能力，達到控制區域大氣環境質量目的。
低溫等離子體-光催化系統集成廢氣處理技術及裝備
項目簡介：利用其在太陽光下分解有害氣體的作用凈化大氣和室內空氣的特性，可以應用于城市建筑玻璃，起到城市“森林”作用。利用其自潔防霧性能，可以應用于城市建筑玻璃，起到易清洗的功能；可以應用于浴室玻璃、眼鏡、儀表鏡頭等，起到防霧功效。利用其自潔殺菌抗菌特性，可以應用于餐具等器皿上，起到殺菌作用。利用其親水性，通過淋水形成水膜，用作建筑物上，可以起到降溫作用，起到建筑節能的效果。將光催化與低溫等離子體技術集成，用作室內空氣凈化裝置，有相當大的應用空間，可廣泛應用于家庭、娛樂場所、辦公室、醫院消毒、生產車間等不同尺度空間，也可應用于汽車、火車、飛機等交通工具內，還可與中央空調連用，應用于辦公場所、住宅、工廠等建筑物內。
所處階段：初期階段
有害氣體光催化分解的新型納米催化劑
項目簡介：該課題研究目的是尋找金屬離子摻雜改性二氧化鈦新方法來提高光催化劑催化活性，并進行機理探討，為光催化在有害氣體光催化處理和自潔薄膜應用提供理論依據。二氧化鈦需要改性使之提高光生空穴和電子性能，同時，光生電子與空穴的電荷分離能力是影響光催化活性主要因素。基于這種思路提出了金屬離子非均勻摻雜改性二氧化鈦的新方法。
意義：采用金屬離子非均勻摻雜改性改性二氧化鈦光催化劑，其光催化活性得到了明顯的提高，提出了光生載流子分離增強光催化活性的理論。高活性的光催化劑薄膜具有很好的超親水性。非均勻摻雜這種方法和效果，在國內外均為領先水平。
煙氣脫硫及硫回收系統技術開發研究
項目簡介：該項目研究開發一種濕法煙氣脫硫技術，可以處理含硫燃料燃燒后煙氣中的酸性氣體（SO_2），其原理是通過堿性脫硫劑溶液與煙氣中的二氧化硫反應，達到凈化煙氣的目的，脫硫劑為可再生循環利用的亞硫酸鈉溶液。
該工藝采用純堿（Na_2CO_3）為初始吸收液，吸收液在吸收塔內與二氧化硫后反應生成亞硫酸鈉溶液，亞硫酸鈉近一步吸收二氧化硫生成亞硫酸氫鈉。在吸收塔外面設有吸收劑再生裝置，需再生的吸收液與一定濃度的石灰乳（Ca（OH）_2）反應產生亞硫酸鈉，從而實現脫硫劑再生循環利用。工藝系統中的低溫耐腐蝕換熱器，可以利用脫硫前高溫煙氣加熱脫硫后低溫潔凈煙氣，能回收煙氣余熱。
所處階段：中期階段
意義：該煙氣脫硫工藝運行過程中吸收系統不結垢，管道、設備不堵塞，脫硫效率高，液氣比低，整個系統運行成本低。項目開發的煙氣脫硫技術可以廣泛應用于火電企業煙氣脫硫，同時還可以用于工業燃煤爐窯尾氣二氧化硫凈化。
工業廢氣的生物處理方法
項目簡介：生物法處理工業廢氣是一種經濟有效方法，生物濾池和生物滴濾池是兩種最常用的生物處理系統，適于處理多種揮發性有機物（VOCs）和許多工業廢氣中的無機蒸氣物質，介紹了生物濾池和生物滴濾池處理廢氣系統的特點，原理和應用實例。
意義：該研究為基礎理論性論文，提出了用生物處理的方法對工業廢氣的有效治理，有深遠意義。
大型、中高壓可燃氣回收方法及其裝置
項目簡介：該項目采用一種可以向壓縮腔內噴入液體進行壓縮過程冷卻、密封轉子嚙合間隙和端面間隙的濕式螺桿壓縮機；采用一種迷宮密封、緩沖氣密封和集裝式雙端面機械密封或浮環密封的組合密封組；采用一種密封失效后保證壓縮介質安全性的手段；采用一種帶同步齒輪的濕式螺桿壓縮機，保證轉子之間總保持一定的嚙合間隙而不相互接觸；采用特殊的軸承結構；針對不同介質的各自特點采取了不同的工藝流程；完成產品的系列化。研制的設備流量≥2400Nm3/hr，出口壓力≥1～2.5MPa，無故障運行周期在8000小時左右，具有效率高，能耗低特點。
所處階段：成熟應用階段
化學實驗室廢氣凈化吸附板
及其制備方法
項目簡介：該發明公開了一種化學實驗室廢氣凈化吸附板及其制備方法。所述的吸附板是由承載板和其上固定載有TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化劑的活性炭纖維織物構成，或該吸附板是由單一活性炭纖維制成的，其上載有TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化劑蜂窩板結構。所述的制備方法是將TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化劑載于活性炭纖維織物中，其過程是采用銳鈦礦型TiO#-[2]或改性TiO#-[2]光催化劑分散在水中，制得漿料 1，在上述漿料中再溶入水溶性粘合劑，制得漿料2。用噴槍將漿料1均勻地噴在活性炭纖維織物表面，然后接著在其表面均勻地噴上漿料2，最后將其置于鼓風干燥箱中干燥。將載有光催化劑的活性炭纖維織物固定在承載板上，制成吸附板。
該發明優點在于，凈化吸附降解后不再產生二次污染，運行成本低。
所處階段：成熟應用階段
虹彩塑料廢氣治理的
調查研究
項目簡介：該課題研究從該廢氣處理前后中污染物的濃度檢測、分析入手，進而達到對處理廢氣達標與否進行定量分析和準確判斷，同時，為目前使用ECOLO制劑這一高效、簡單、實用的異味廢氣處理新技術在此類廢氣中的應用提供科學依據，若ECOLO制劑不能系統地對廢氣中各種污染物進行達標處理，則提出真正實現經濟、高效解決有毒異味廢氣的典型技術，建立示范裝置。
意義： 該項目為軟科學，調查研究發表的論文對塑料廢氣的治理有著積極推動意義。
脫除廢氣中一氧化氮方法
項目簡介：該發明采用脫氮洗滌液為亞鐵螯合劑溶液，還原劑為金屬鐵。用亞鐵螯合劑與一氧化氮發生絡合反應，形成亞鐵亞硝酸絡合物，使廢氣中不溶于水的一氧化氮進入水溶液，用金屬鐵與亞鐵亞硝酸絡合物發生反應，將與螯合鐵結合的一氧化氮還原為N_2，從而實現脫氮。
所處階段：成熟應用階段
用于汽車尾氣處理復合介孔催化材料及制備方法
項目簡介：該研究利用介孔材料所具有的高的比表面積和有序的孔道結構，采用合適的制備工藝，將少量的貴金屬及其他活性組分均勻地分散于具有良好熱穩定性的介孔氧化鋯基體材料的孔道中或摻雜于其骨架結構中，可以最大限度地提高這類材料的催化活性，特別是低溫活性；同時能有效減少貴金屬用量，從而有望成為一種優良的可用于汽車尾氣凈化用的催化劑材料。
所處階段：初期階段
廢氣凈化器
項目簡介：該項目產品廢氣凈化器包括殼體、進氣管、水浴裝置、噴淋裝置、水循環過濾裝置、收水裝置及出氣口，對廢氣進行水浴和水幕噴淋連續二級凈化處理，增加了氣液接觸的面積及時間，大 大提高了氣體凈化的效果，而且對高溫、高濕、高比阻、易燃、易爆的含塵氣體具有較高的效率，去除氣體中的水蒸汽及某些有毒有害的氣態污染物。相比同類型的干式除塵器，除塵效率高。同時采用了循環過濾裝置，澄清的水可反復利用，節約水資源。主體結構選用玻璃鋼，不銹鋼等防腐材料制造，耐高溫、耐腐蝕。
所處階段：成熟應用階段
鋁電解煙氣凈化技術優化與應用
關鍵詞：濕法煙氣脫硫；吸收塔串聯； 高硫煤； 高效率；電耗低。
中圖分類號：TF704.3 文獻標識碼：A 文章編號：1 前言
我國煤的硫份變化范圍較大，從0.1%到10%都有。從總體上看，我國屬于硫煤儲量較多的國家，據統計，我國煤炭資源中有大約30%的煤硫含量在2%以上，尤其西南地區有些煤田含硫量高達10％。目前我國所采煤炭中約1/6為高硫煤，中、低硫類開采較大，有些優質低硫煤煤田已面臨資源枯竭，如：著名的大同煤田，優質低硫煤最多只能開采15年。因而，我們隨著時間的推移，不得不越來越多的面臨中、高硫煤的使用。
SO2是造成大氣污染的主要污染物之一，有效控制工業煙氣中SO2是當前刻不容緩的環保課題。我國2011年全國二氧化硫排放量高達2217.9萬噸，已成為世界SO2排放第一大國。由此造成的經濟損失超過5000億元人民幣。我國每年排入大氣的87％的SO2來源于煤的直接燃燒。其中大約一半來自于火力發電廠，隨著我國工業化進程的不斷加快，SO2的排放量也日漸增多。為降低排入大氣的SO2總量，GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標準》已經實施，新建電廠SO2排放標準更加嚴格，要求排放不大于100mg/Nm3 。
由上可知。中國未來脫硫行業的發展趨勢時，隨著燃用煤種含硫量的越來越高，火電廠大氣污染物排放標準也會越來越嚴格，如此，將會要求煙氣脫硫系統的脫硫效率也隨之越來越高。
2 目前國內脫硫系統現狀
當前世界上已開發的并已穩定運行的濕法煙氣脫硫技術和干法循環流化床技術、以及半干法煙氣脫硫技術。據有關統計表明，濕法煙氣脫硫技術占世界上已經安裝并穩定運行的電廠煙氣脫硫裝機總容量的85，尤其日本占98％，美國占92％。我國20萬千瓦機組以上的大中型電廠，濕法脫硫也占脫硫總裝機容量的90％，60萬千瓦以及以上的大型機組脫硫，至今全部采用濕法煙氣脫硫技術。
脫硫系統在去除煙氣中SO2的同時，也需要消耗很大部分的能源，如水、氣、石灰石、電等，煤種含硫量越高，需要的脫硫效率也越高，同時消耗的能源也越高，國內目前濕法脫硫效率在95％左右，普遍采用單吸收塔，采用的脫硫工藝以石灰石石膏－濕法脫硫工藝為主。
濕法脫硫工藝在所有脫硫工藝中，系統運行時的電耗最高，通常占發電量的0.6～1％左右，高硫煤機組可高到3%以上，隨著煤的含硫量升高以及脫硫效率的增加，脫硫系統的耗電也會隨之增加，在濕法脫硫系統中，主要的大型耗電設備為：脫硫升壓風機、吸收塔漿液循環泵、石灰石球磨機、石膏脫水真空泵以及氧化風機等，其中脫硫升壓風機、吸收塔漿液循環泵運行電耗占整個脫硫系統運行電耗的60%左右。
3單塔和串連吸收塔的電耗性能比較
濕法脫硫系統設置單個吸收塔和設置兩個吸收塔串聯運行，在整個脫硫系統而言，主要的區別在于吸收塔設置不一樣，所以所牽涉到的電耗上有區別的設備僅僅包含吸收塔漿液循環泵電耗以及克服煙氣通過吸收塔造成的壓力損失造成的脫硫升壓風機電耗增加的不同，以單臺600MW機組為例，其煙氣成份條件如下：
煙氣量：2200000Nm3/h (標態、濕基、實際O2)
煙氣排煙溫度：125 ℃
入口煙氣成份：H2O:7.5 Vol%(標態、濕基、實際O2)
O2:5.55 Vol%(標態、濕基、實際O2)
入口煙氣SO2含量：10000Nm3/h (標態、干基、6 Vol%O2)，相當于4.2％的煤含硫量。
滿足環保排放，脫硫效率不低于99%。
按照單個吸收塔設置，吸收塔的脫硫效率不得低于99%，如果按照2個吸收塔串聯配置，每個吸收塔脫硫效率按照不低于90％，整體效率為90％＋（1－90％）×90％＝99％，其最終脫硫效率是同等的。
3.1 按照單個吸收塔設置
吸收塔脫硫效率的高低與許多因素有關，但其根本影響因素是漿液循環量的大小，就是循環漿液量和煙氣流量的比值，俗稱液氣比，液氣比越高，脫硫效率也越高，下表是根據MHI公司開發的吸收塔（液柱塔）脫硫性能計算軟件，在同等條件下，漿液循環量（m3/h）同脫硫效率的關系曲線：
通過上曲線發現，脫硫效率隨著漿液循環量的增加而提高，但是隨著漿液循環量增加的比例越來越大，脫硫效率提高的比例卻越來越小。在漿液循環量增加的同時，吸收塔漿液噴嘴的背壓和煙氣通過吸收塔的產生的壓力損失也同時增加。
由于吸收塔噴嘴的個數和尺寸相同，每個噴嘴需要的背壓與通過噴嘴的漿液流速v2成正比，噴嘴流速為v＝Q/n×s，其中Q為漿液循環量，n為噴嘴個數，s為單個噴嘴截面積，由此可得出吸收塔背壓的增加與漿液循環量的平方成正比。煙氣流經吸收塔噴淋區時，受到吸收塔內噴淋漿液的阻擋，產生阻力，煙氣壓力損失漿液循環量成正比。但是在實際工況中，考慮到噴淋管道和噴嘴的特殊結構產生的影響，吸收塔噴嘴背壓和煙氣流經吸收塔阻力隨循環漿液量增加時產生的變化要復雜一些，根據MHI公司開發的吸收塔（液柱塔）脫硫性能計算軟件計算：
脫硫效率在99％時，漿液循環量為93000m3/h，吸收塔噴嘴背壓為25.5mH，煙氣流經吸收塔阻力為2790Pa。脫硫效率在90％時，漿液循環量為50800m3/h，吸收塔噴嘴背壓為8.4mH，煙氣流經吸收塔阻力為1520Pa。
吸收塔循環漿液泵一般為離心泵，負責將漿池中的石膏漿液送至噴嘴，并在噴嘴處產生一定的背壓，使得漿液通過噴嘴形成噴淋層達到吸收SO2的目的。
漿液循環泵的軸功率為：N=Q×H×ρ×g÷η
其中 Q:為漿液泵額定流量,單位：m3/s，
H:揚程,單位：米
ρ:漿液密度,單位：1000Kg/m3,對于液柱塔 ,30%濃度漿液的密度為1250 Kg/m3.
η:離心漿液泵效率(本示例取85%)
漿液泵揚程H=吸收塔噴嘴背壓+管道壓力損失(一般取3mH)+噴嘴凈高差壓(本示例取6.9mH)
循環泵運行電耗P=N÷ηl÷ηd
其中 P: 循環泵運行電耗
ηl:離心漿液泵聯軸器傳動效率(1、直聯取1；2、聯軸器聯接取0.95~0.98；本示例取98%)
ηd:離心漿液泵電機效率(本示例取95%)
脫硫效率在99％時，循環泵運行電耗:
P=93000÷3600×(25.5+3+6.9) ×1.25×9.8÷0.85÷0.98÷0.95=14156KW
脫硫效率在90％時，循環泵運行電耗:
P=50800÷3600×(8.4+3+6.9) ×1.25×9.8÷0.85÷0.98÷0.95=3997KW
脫硫升壓風機一般為軸流風機,用以克服煙氣流經脫硫系統產生的壓力損失。
升壓風機的軸功率為:N=Q×p÷（3600×1000×η0）Q—風量，m3/s；p—風機的全風壓，Pa；η0—風機的效率;
Q=Q0×(273+T) ÷273
Q0—標準狀態下風量，Nm3/s；
T—實際煙氣溫度
升壓風機運行電耗P=N÷ηl÷ηd
其中 P: 升壓風機運行電耗
ηl: 升壓風機聯軸器傳動效率(1、直聯取1；2、聯軸器聯接取0.95~0.98；本示例取98%)
ηd: 升壓風機電機效率(本示例取95%)
脫硫效率在99％時，升壓風機為克服煙氣流經吸收塔阻力需要的運行電耗:
P=2200000×(273+125)÷273×2790 ÷（3600×1000×0.85）÷0.98÷0.95=3141KW
脫硫效率在90％時，升壓風機為克服煙氣流經吸收塔阻力需要的運行電耗:
P=2200000×(273+125)÷273×1520 ÷（3600×1000×0.85）÷0.98÷0.95=1711KW
通過以上計算分析，在設置單個吸收塔時，當脫硫效率在99％時，循環泵運行電耗與升壓風機為克服煙氣流經吸收塔阻力需要的運行電耗總和為14156＋3141＝17297KW；
3.2 按照雙吸收塔串聯設置
為保證脫硫系統整體脫硫效率達到99％，雙塔串聯時，一級吸收塔脫硫效率為90％時，二級吸收塔脫硫效率不得低于90％，按照單個吸收塔脫硫效率在90％時，漿液循環泵運行電耗與升壓風機為克服煙氣流經吸收塔阻力需要的運行電耗總和為3997＋1711＝5708KW；如二級吸收塔設置同一級吸收塔相同，按照雙塔串聯設置總脫硫效率在99％時，循環泵運行電耗與升壓風機為克服煙氣流經吸收塔阻力需要的運行電耗總和為5708×2＝11416KW；遠低于單級吸收塔總電耗17297KW。
在實際工況時，二級吸收塔入口煙氣溫度經過一級吸收塔冷卻后大大降低，而且入口煙氣SO2含量只有一級吸收塔入口10％，相當于燃用超低硫煤，其達到90％脫硫效率時的液氣比要遠遠小于一級吸收塔，按照MHI公司開發的吸收塔（液柱塔）脫硫性能計算軟件，在同等條件下，二級吸收塔漿液循環量（m3/h）同脫硫效率的關系曲線：
根據軟件計算：二級吸收塔脫硫效率在90％時，漿液循環量為21000m3/h，吸收塔噴嘴背壓為4.4mH，煙氣流經吸收塔阻力為520Pa。
二級吸收塔脫硫效率在90％時，循環泵運行電耗:
P=21000÷3600×(4.4+3+6.9) ×1.25×9.8÷0.85÷0.98÷0.95=1291KW
二級吸收塔脫硫效率在90％時，升壓風機為克服煙氣流經吸收塔阻力需要的運行電耗（考慮雙塔串聯時煙道走向復雜，需要增加200Pa的煙道壓損）:
P=2200000×(273+125)÷273×(520+200)÷(3600×1000×0.85)÷0.98÷0.95=811KW
3.3 比較分析
如此實際上按照雙塔串聯設置總脫硫效率在99％時，循環泵運行電耗與升壓風機為克服煙氣流經吸收塔阻力需要的運行電耗總和為5708＋1291＋811＝7810KW；比單級吸收塔總電耗低9487KW。由此可見，雙塔串聯雖然設置了兩級吸收塔，總耗電量反而大大降低。這是因為雖然脫硫效率隨著漿液循環量的增加而提高，但是隨著漿液循環量增加的比例越大，脫硫效率提高的比例卻越來越小，當脫硫效率超過97％時，隨著漿液循環量增加，脫硫效率提高已經非常困難。這就造成了，當采用雙塔串聯時電耗反而會遠遠降低。
4 雙塔串聯在實際工程中的應用
國內外有許多工程燃用高硫煤種，為滿足環保排放，需要非常高的脫硫效率，其脫硫系統均采用雙塔串聯，尤其U型雙液柱塔串聯，由于液柱塔外形為方形，在整體布置中具有極大的優勢，其雙塔漿液池可以非常方便的結合成一個漿液池，對于石膏漿液的氧化和后續處理非常容易，大唐桂冠合山發電廠#3機組脫硫系統，燃煤含硫量最高達到5.2%，該機組采用U形液柱塔，雙塔串聯，總體脫硫效率高達98.4，該機組已于2011年成功投入商業運行，在滿負荷工況下，脫硫效率不低于設計值，脫硫系統設計電耗不到9950KW，實際運行不超過9900KW，按等量煙氣量、等量SO2濃度、等量脫硫效率相同的系統配置，#3脫硫U型塔技術比其它同類脫硫技術運行電耗要少近6000KW，約占整個機組發電量的1%，可以說雙塔串聯設置的經濟性是其最突出的閃光點，也是其它單塔脫硫技術望塵莫及的。這一技術的推廣，將會給大機組、高硫煤、高效率的等同類脫硫機組帶來巨大的經濟效益，大大降低整體行業的電能消耗。
5 結論
目前國內燃煤機組仍然以燃燒低硫煤為主，隨著低硫煤炭資源的逐漸消耗，燃用中高硫煤中是未來不可避免的國情，按照上文分析的實例中，燃用高硫煤種，按照一年運行5500h，電價為0.35元，單塔比雙塔一年運行電費要高出1800萬，由此可見，當燃用高硫煤中時，為滿足環保排放要求，必須達到比較高的脫硫效率，選用單個吸收塔運行已經非常的不經濟，造成巨大的能源浪費，與脫硫系統環保宗旨嚴重向背，采用雙塔串聯運行是未來脫硫系統必然的趨勢。
參考文獻:
[1] 國家環境保護總局科技標準司.《燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫設施運行與管理》.北京出版社,2012. .
[2] 王志軒.我國燃煤電廠二氧化硫排放控制問題分析.火電廠環境保護綜合治理技術研討會論文集,2006. 31－39.
[3] 《小型熱電站實用設計手冊》.中國電力出版社,1995.
關鍵詞 石膏漿液
中圖分類號：P619文獻標識碼： A
一、滄東公司石膏脫水系統簡介
我公司2臺1、2號600MW燃煤機組一期脫硫裝置自2006年陸續投運后一直穩定運行。但由于工況變化，自2011年5月份開始，1、2號脫硫相繼出現石膏脫水問題，石膏含水率增大，最高達到20%多，已經嚴重影響脫硫系統正常運行，下面首先介紹一下影響石膏品質的各種因素，然后分析滄東公司石膏品質差的主要原因。
二、石膏性質
（1）石膏的質量標準如下。
（2）石膏品質差的形式
石膏品質差主要表現為以下四種方式：1、石膏中含水量超標（>10%）。2、石膏中未反應的CaCO3和MgCO3含量超標（>3%）。3、石膏中可溶性Cl-、F-、Mg2+含量或總可溶性鹽（雜質）含量超標（>3%）。4、石膏中CaSO3•1/2H2O含量超標(>0.4%)。影響石膏品質的因素很多，綜述來說，主要為漿液品質差、煙氣雜質含量多和脫水系統設備問題三種原因。
三、漿液品質的影響
（1）漿液pH值的影響 漿液pH值的大小對石膏品質的影響起到決定性的作用。過高的pH值會使CaCO3的溶解度降低，未溶解的CaCO3隨石膏漿液排出會影響石膏的品質還會堵塞真空皮帶機濾布，造成脫水困難。
（2）石灰石純度的影響 合格的石灰石其CaCO3含量要大于90%，石灰石中的Al2O3、Fe2O3、Mn3O4及SiO2等酸不溶物為石灰石中的主要雜質，石膏中的雜質含量一般要控制在3%以下，因為這些雜質直接影響石膏的粒度和純度，不利于石膏結晶。
（3）氧化空氣量的影響 如果氧化空氣量不能滿足設計需要，將會導致漿液中的CaSO3•1/2H2O無法被充分氧化，石膏漿液中的CaSO3•1/2H2O含量會升高，影響石膏的品質。
（4）漿液密度和過飽和度的影響 隨著煙氣與漿液的反應，CaSO4•2H2O的含量逐漸上升，導致漿液密度逐漸增大，會促使石膏在現有的晶種上結晶，使晶體長大，有利于石膏形成，同時石膏漿液中CaCO3含量減少，有利于提高石膏品質。但當密度過高時，晶體的生長速率會成倍增加，會產生許多新的晶體顆粒，此時產生的石膏會是許多細小的顆粒，通過旋流器濃縮后，漿液濃度達不到40%，真空皮帶機上濾餅的厚度不夠而漏空，直接影響到真空度，不利于脫水。
（5）漿液的攪拌強度的影響 漿液的攪拌強度也會對石膏的形狀造成影響，攪拌強度過大，會使石膏晶體尖角部分的晶束從晶體中脫落，不易于脫水，攪拌力度不夠又會使石膏晶體形成針狀、片狀，也不易于脫水。
四、煙氣雜質含量的影響
(1)氯離子含量的影響 氯離子的主要來源是煙氣中的氯化氫氣體，其次是工藝水中的氯離子。氯離子的危害主要表現為：（1）漿液中的氯離子會與漿液中的鈣離子反應生成性質穩定的六水氯化鈣，鎖住石膏中的水分，使石膏中水分增加。（2）石膏晶體分子間的氯化鈣，阻止了游離水與石膏晶體的分離，使石膏無法高效脫水。
（2）煙塵的影響 隨煙氣進入吸收塔的飛灰，大部分會留在漿液中，排出時，一部分會進入廢水系統，其余的將會進入石膏，影響石膏品質。
五、脫水系統設備的影響
(1)真空皮帶機真空度的影響 真空皮帶機是石膏漿液二級脫水的主要設備，主要原理是利用真空把石膏中的水分去除，正常運行的設備能把含水40%的石膏漿液脫水至10%以下。
(2)石膏旋流站運行狀況的影響 石膏旋流站是石膏漿液一級脫水的主要設備，它能使石膏漿液中的水份從80%下降至40%左右。但由于長時間運行磨損、運行控制方式改變等原因造成石膏旋流站旋流子口徑變化、入口壓力改變等均會影響脫水效果。
（3)石膏膏體厚度的影響 石膏漿液經過給料系統落在真空皮帶機上，石膏膏體的厚度由皮帶機的轉速和進料門開度的大小控制。石膏厚度過薄會造成部分濾布沒有覆蓋石膏，造成真空度下降，影響石膏含水量；石膏過厚又會造成水份脫除不徹底，增加石膏含水量。
六、實際問題研究及對策
經過我們深入研究，發現煙氣中的煙塵濃度較以前有大幅上升，原因為1、2011年初將1號、2號機組電除塵器改造為節能運行方式，雖然節能運行仍能滿足除塵率，但一定程度上使除塵效果不如以前。2、1號機組電除塵器2、3電場部 分收塵區存在虛 接短路情 況，造成二 次參數較低，基本上處于無 效收塵狀 態。2號機組C除塵 器三四電場陰極螺 旋線斷 裂等原因，造成后兩級電 場均不能正常收 塵運行。3、由于兩臺機組漿液通過脫水系統后的濾液水而混和，導致一臺脫硫漿液品質惡化會“傳染”至另一臺脫硫。
另外，運行人員為了提高脫硫效率加入大量的石灰石漿液，最終導致漿液中CaCO3含量過剩，經化驗，石膏中的CaCO3含量、雜質含量、氯離子含量均已超標，濾布已經堵塞，造成石膏無法有效脫水，導致石膏含水量增大。
所以，這次石膏的問題其本質主要是隨著鍋爐工況的變化（摻燒石炭煤或高硫煤）、石灰石品質的降低、電除塵設備故障等綜合因素的影響，導致吸收塔漿液品質發生了本質的變化，使得吸收塔中的漿液致盲。其中電除塵設備運行方式改變和部分設備故障是導致問題發生的主要問題。
應對措施：首先通過對電除塵設備的維修；對電除塵運行參數的調整；暫停石灰石漿液的加入，待pH值下降至4.0左右時，人工計算石灰石漿液的加入量，使pH值逐步上升，最后一邊向吸收塔內補充新鮮的石灰石漿液和工藝水，一邊外排吸收塔漿液至事故漿液箱進行置換，同時加強廢水排放，降低吸收塔中的氯離子含量和重金屬含量直至石膏品質符合再利用要求。
為了預防石膏品質差，需要長期做的具體工作為:1、保證石灰石純度。2、控制漿液pH值不要劇烈波動。3、控制漿液密度不要過大、過小。4、保證足夠的氧化空氣量。5、漿液的攪拌強度不要過大。6、保證電除塵系統高效運行，嚴密監測煙氣中煙塵含量。7、嚴格控制漿液中氯離子含量，定期化驗，謹防超標。8、保證石膏旋流站穩定運行并定期檢測。9、嚴密監測真空皮帶機真空度。10、嚴格控制真空皮帶機上石膏膏體厚度。11、濾餅沖洗水流量和安裝位置要合理。
七、結束語
影響石膏脫水問題的因素還有很多，還有待我們更加深入的去研究各個因素以及更加合理的處理方法，通過這些研究，不斷提升石膏產品的質量，提高我們設備可靠性和準確性。
參考文獻
顧圣秋，俞利強.石灰石一石膏濕法脫硫中吸收塔漿液泡沫過多問題探討.上海電氣技術，2010，03
徐錚.脫硫石膏品質控制技術及其資源化研究：[碩士學位論文].保定：華北電力大學環境工程，2007
關鍵詞：哈氏合金（HastelloyC-276）、焊接、氬弧焊
Abstract: According to the metallic Hastelloy its welding method and welding technology research, ensure the welding quality.
Keywords: Hastelloy (HastelloyC-276), welding, TIG
中圖分類號：P755.1文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
一、概況
在經濟高速發展的今天，人類在追求經濟發展的同時，越來越重視環境的保護。在中國火力發電廠這一領域也不例外，鍋爐尾氣中含有大量的SO2 氣體，對空氣環境造成極大的污染，因此對鍋爐煙氣的處理——脫硫工藝應運而生。本論文主要著重于脫硫工藝中工作環境最惡劣的部分煙道與吸收塔相接處（在施工現場稱為入口煙道）所用哈氏合金材料（HastelloyC276）對接以及哈氏合金材料（HastelloyC276）與Q235B鋼材異接的焊接工藝研究。
二、C276材料性能
（1）材料成分
美國Hastelloy公司研制的牌號為C276的鋼材屬于Ni-Cr-Mo系三元鎳基合金（主要化學成分見表1），也稱為NS334合金。
表1、標準HastelloyC-276材料以及現場所用HastelloyC276材料化學成分
（2）物理性能
超低碳型鎳基哈氏合金（C276）具有硬度高、熔點高、耐腐蝕、機械性能優良的物理性能。C276材料的物理性能見表2、力學性能見表3。
表2C276的物理性能
（3）化學性能
C276材料具有良好的耐點腐蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕性能。合金中所加入的Cr、Ni與空氣中氧發生反應，表面形成一層非常致密的含合金元素的復合氧化薄膜。這層薄膜在許多腐蝕介質中具有很高的穩定性，從而防止金屬被空氣或其他腐蝕介質腐蝕。Cr溶入鐵基固溶體后，可使其電極電位提高，起到防腐效果。C276合金中所添加的大量Mo可與C結合，形成MoC，這類化合物溶于鐵素體中，能強化基體，提高耐蝕的能力。而降低C含量可以減少合金中碳化物的析出數量，減少晶間腐蝕。降低Si含量可減少金相間的沉淀數量，提高合金耐晶間腐蝕的目的。
（4）焊接性能及焊接的主要問題
C276合金具有面心立方晶格結構，其基體為面心立方點陣的固溶體，在其固溶度范圍內添加Cr、W、Mo等元素提高原子間結合力產生點陣畸變，降低堆垛層錯能，以提高再結晶溫度來強化固溶。它與焊接碳素鋼相比具有低熔透性的特點。在焊接時容易出現以下問題：
1）氣孔：C276材料焊接前坡口處理不干凈有油污等雜物殘留、焊接時空氣潮濕或者焊接過程中保護氣體未能保護熔池，很有可能將導致氫、氮等非可溶性氣體滲入熔池。由于合金固、液相溫度間距小，流動性偏低，非可溶性氣體在熔池凝固時來不及排出而殘留在焊縫中，導致氣孔的產生。
2）未熔合、未焊透：由于C276材料鎳基合金焊縫金屬不能像鋼焊縫那樣容易潤濕展開。即使增大焊接電流也不能改進焊縫的流動性。這是鎳基耐腐蝕合金的固有特性。由于其流動性能差，易造成未熔合和未焊透。
3）熱裂紋：當采用高熱輸入焊接時，在熱影響區產生一定程度的退火和晶粒長大。有可能在結晶時形成低熔共晶物，易形成方向性強的單相奧氏體，促使雜質偏析，并且合金膨脹系數比較大，在焊接時產生較大的焊接應力，有可能引起熱裂紋。
三、 C276焊接工藝
（1）焊接方法
鎢極氣體保護焊能很好的控制熱輸入，這種焊接方法的焊接質量高。而鎢元素對形成焊接熱裂紋無直接影響，在該工程中采用鈰鎢絲（WCe20）電極。鈰鎢絲的電子發射能力強，引弧電壓低，電弧穩定性好。用氬氣作保護氣體，用直流正極性，高頻引弧以及電流衰減的收弧技術進行焊接。因為直流鎢極氬弧焊時，鎢極發熱量小，不易過熱，同樣大小直徑的鎢極可采用較大電流，焊接效率高。
本次焊接使用ZX7-400N型逆變焊機，現場所采用氬弧焊絲為ERNiCrMo-4（焊絲化學成分見表4），2.0；氬氣純度≥99.95%；鎢極選用鈰鎢極WCe-20，2.5mm；瓷嘴直徑為8mm。
表4 ERNiCrMo-4化學成分
焊接時，應注意以下方面：
焊前清理。坡口兩側各10－15mm內應清除油、污、垢、銹等，并打磨至露出金屬光澤。
2）防止焊接時母材被氧化，在防止未熔合、未焊透的前提下，應快速焊接。
3）焊接時應嚴格控制熱輸入，熱輸入過大容易造成熱裂紋；為防止熱裂紋，在焊接時采用電弧不擺動或者小擺動的多層多道焊，嚴格控制層間溫度在100℃以下。
（2）焊接工藝評定
1）焊接試件制作及焊前清理。
2）焊接工藝及其參數（詳見表5、表6、表7）。
表5 焊接工藝
表6 電（火)特性 C276與C276
表7 電（火)特性 C276與Q235B
焊后對C276與C276對接焊接試件以及C276與Q235B異接焊接試件的焊縫進行外觀檢測，均符合焊接規程要求；對其焊縫進行內部的金相檢驗，未發現裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等常見焊接焊縫缺陷，試件焊縫金相檢測合格。
四、結論
（1）C276與C276、C276與Q235B焊接采用ERNiCrMo-4焊材均可以滿足焊接要求。
（2）通過對C276材料性能的分析，在焊接時，根據C276材料的特點，采取相應的預防措施，按照工藝評定的焊接參數，嚴格落實焊接方法的各項注意事項，焊縫可以達到焊縫外觀成型好、內部無氣孔、無夾渣、無裂紋、無未熔合、無未焊透等焊接規范要求。
參考文獻：
[1]火力發電廠焊接技術規程DL/T869—2012.
[2]火力發電廠金屬技術監督規程DL/T438—2009.
[3]金相檢驗.上海科學普及出版社.2003年5月第1版.
關鍵詞:降磷;鐵礦石;技術現狀
中圖分類號:TB
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)15-0348-01
鐵礦石中的磷主要以磷灰石或碳氟磷灰石形態與其它礦物共生,浸染于氧化鐵礦物的顆粒邊緣,嵌布于石英或碳酸鹽礦物中,少量賦存于鐵礦物的晶格中。且磷灰石晶體主要呈柱狀、針狀、集晶或散粒狀嵌布于鐵礦物及脈石礦物中,粒度較小,有時甚至是在2微米以下,不易分離,屬于難選礦石。針對不同的礦石性質,近年來國內外進行了較為深入的鐵礦石脫磷工藝研究。主要工藝有:反浮選、選擇性聚團、酸浸、高梯度磁選、氧化焙燒一酸浸、微生物脫磷。
1 高磷鐵礦石提質降磷技術現狀
1.1 反浮選脫磷或磁選一反浮選聯合工藝
隨著新型高效浮選藥劑的不斷出現,反浮選仍然是目前最主要的鐵礦石脫磷方法。為了降低反浮選成本或進一步降低含磷量,磁選一反浮選聯合降磷已顯示出優勢。例如:長沙礦冶研究總院以RA-3巧捕收劑,采用反浮選工藝,對美國Toshi公司提供的Tilden高磷鐵礦綜合樣進行了實驗室小型試驗研究。以Cα2+為石英活化劑,淀粉為鐵礦物抑制劑,RA-3巧為捕收劑進行磷硅混合反浮選,取得了鐵品位65.50%,含磷0.030%,鐵回收率79.67%的閉路試驗指標;梅山鐵礦與馬鞍山礦山研究院采用浮選(脫硫)一磁選一浮選(脫磷)工藝流程處理梅山鐵礦高磷磁鐵礦取得了較好的工業試驗指標,可將磷降至0.25%以下。試驗以H-907為捕收劑,水玻璃為抑制劑,浮磷作業鐵回收率可達96.45%。
1.2 選擇性聚團分選
由于磷灰石等雜質礦物嵌布粒度極細,為使其單體解離,往往需要細磨,從而使常規方法捕集困難,回收率低。近年來,迅速發展起來的選擇性聚團分選工藝為微細粒礦物分離提供了更為廣闊的前景。選擇性聚團分選工藝主要有:高分子絮凝分選、疏水聚團分選、磁團聚與磁種聚團分選以及復合聚團分選。自1964年開始,選擇性聚團分選工藝曾用于加拿大斯奈克雷文礦床的高磷鐵礦石脫磷研究。該礦床鐵礦石儲量達300億噸,平均鐵品位44.0%,含磷0.34%。該研究中的試樣為鐵品位54.6%。含磷0.39%的富礦,其主要工藝流程如圖1.3所示。經過這樣的兩段聚團分選,得到含鐵68.9%,二氧化硅5.3%、含硼低于0.02%的鐵精礦,鐵回收率為85%。
1.3 酸浸
我國鄂西“寧鄉式”鱺狀赤鐵礦資源豐富,約占全國鐵礦儲量的4%左右。但由于礦石性質復雜。含磷高(平均1%左右),難選難冶,至今尚未有效地開發利用。由于礦石性質復雜,用機械選礦方法脫磷,目前尚未完全過關。
盧尚文等采用解膠浸礦方法對寧鄉式高磷鐵礦石進行了較為深入的脫磷試驗研究。通過浸出,可脫除膠磷鱺狀鐵礦石中40-50%磷,提高4-5個百分點的鐵品位。
石原透等應用超聲波酸浸脫磷工藝對美國內華達出產的高磷磁鐵礦和赤鐵礦進行了脫磷研究。試驗中磁鐵礦樣含磷0.671%,粒度為-28目(0.589Inln),超聲波頻率ZOkHz,酸濃度5%,浸出時間巧han,最終結果為:使用硫酸時含磷0.07%(為機械攪拌酸浸的1/14),使用鹽酸時含磷為0.06%(為機械攪拌酸浸的1/7),鐵回收率為95%以上。
1.4 高梯度磁選
新型高梯度磁選機的研制較大幅度地降低了有效分選粒度下限,較好地解決了堵塞與夾雜問題,為高磷鐵礦石脫磷提供了一條新途徑。
贛州有色冶金研究所與中南工業大學聯合研制了S10n系列立環脈動高梯度濕式磁選機已用于工業生產。它的鼓膜脈動結果使高梯度磁選效率得到明顯提高,有效分選粒度下限達10卜m。slon-1500立環脈動高梯度磁選機用于梅山鐵礦精礦脫磷工業試驗中的強磁選作業,取得了較好的試驗結果。在原礦(二次溢流)含鐵52.89%、含硫2.04%、含磷0.44%的條件下,獲得鐵精礦含鐵58.31%、含硫0.223%、含磷0.2235%,鐵的作業回收率為91.79%。不但較大幅度地降低了鐵精礦中的磷、硫含量,而且降低了鐵精礦粘性,為后續作業(運輸、過濾等)通暢打下了基礎。
1.5 氯化焙燒―酸浸
該方法是將礦石與氯化鈣混合后在900-1000℃條件下焙燒,然后用無機酸浸出磷。所用酸的種類不同,磷的浸出率各異,一般情況下,硝酸的浸出率最高,其次是鹽酸,硫酸浸出率最低。
早在四五十年代,美國礦山局等單位對阿帕勒契恩區高磷紅鐵礦石脫磷進行了深入地研究。結果表明,包括浮選、焙燒磁選等在內的物理選礦不能有效地去除該礦區鈣質紅鐵礦石中的磷。從技術上看,氯化焙燒一酸浸工藝從紅鐵礦中脫磷則較為成功,磷脫除率可達90%以上,但因成本高而無法應用。昆明理工大學工學碩士學位論文1.3.6微生物脫磷
近年來,利用微生物處理礦產資源的研究非常活躍,僅就溶磷方面而言,就已經發現很多種細菌、真菌、放線菌都具有溶磷作用。它們主要通過代謝產酸降低體系的PH值,使磷礦物溶解。同時,代謝產酸還會與ca2+、Mg2+、川3+等離子形成絡合物,從而促進磷礦物的溶解。研究表明,有的細菌具有過量攝磷的特性,這也是微生物脫磷的機理之一。氧化亞鐵硫桿菌(Tf)是應用最廣泛,適應性最強的工業菌種,已成功地應用于處理貧、細、雜等難處理的硫化礦,該菌屬于嗜酸性化能自氧菌,以COZ為碳源,在低PH值條件下,利用氧化Fe2+,s等釋放的能量生長,02為最終電子受體。中科院鐘慧芳等的試驗表明,氧化亞鐵硫桿菌氧化黃鐵礦產生硫酸,使體系的PH值降低到0.9,這為生產低成本酸性浸出液提供了有效途徑。東北大學的何良菊等利用梅山鐵礦礦石中含有部分黃鐵礦,先用T噶氧化黃鐵礦生產酸性浸出液,然后用浸出液進行浸出液礦脫磷。脫磷率可達76.89%,鐵損率為3.87%,為高磷鐵礦石脫磷提供了新途徑。
2 高磷鐵礦石脫磷工藝研究方向
經過國內外學者的共同努力,高磷鐵礦石脫磷工藝研究取得了突破性進展,特別是在反浮選脫磷方面,出現了一批新型高效分選藥劑,并進行了較為系統深入的研究。但是,從整體情況看,高磷鐵礦石脫磷工藝研究仍然存在脫磷率低,方法單一等缺點。隨著科學技術水平的不斷發展,相關領域學科不斷交叉滲透,以及新理論、新材料和新試驗測試方法的不斷出現,鐵礦石脫磷工藝研究將得到不斷完善。
參考文獻
[1]楊龍.鐵精礦選礦降磷工藝優化研究[D].西安建筑科技大學,2003.
論文摘要:依據學校環境工程專業的培養目標,提出了《大氣污染控制工程》課程建設應從理論教學和實踐教學兩個環節著手,體現為火力發電行業培養環保人才的專業特色。可供其他院校環境工程專業制定培養目標及進行課程建設時參考。
環境工程學是環境科學的一個分支,又是工程學的一個重要組成部分。環境工程專業肩負著培養能運用環境科學、工程學和其他有關學科的理論與方法,保護和合理利用自然資源,控制和防治環境污染,以改善環境質量,使人們得以健康和舒適的生存的專門人才的重任。環境工程學科是一門新興的、綜合的學科。
比較中外環境工程教育的歷史和現實,我們不難發現:沒有特色就沒有優勢,也談不上生命力。環境工程本科專業應在堅持“統一性”的基礎上,注意發展“特殊性”,突出“個性”。
專業開辦之初,學校就確立了在遵循環境工程專業統一培養規格和基本要求的前提下,根據我校立足火電行業的學科優勢,辦出我校環境工程專業的特色。在這樣一個指導思想下,我校的環境工程專業定位為“培養面向以電力企業為代表的能源動力類行業中的工業廢水及廢氣的污染排放控制及監測與評價,兼顧聲、固體廢物等污染防治的工程應用型人才”。
《大氣污染控制工程》是環工專業的主干專業課,為體現我校環工專業特色,切實實現培養目標,應從以下幾方面進行本課程的建設。
1.優化理論教學內容、教學手段,體現立足電力行業的專業特色
環境工程學科具有涵蓋面廣的特點,其主干專業課程《大氣污染控制工程》的教材也同樣涵蓋了各行業大氣污染控制的基本理論、方法、技術、設備及流程等內容。為體現我校環境工程特色,激發學生學習興趣,應從合理設計教學內容與教學手段兩方面做起。
(1)教學內容的確定,應圍繞火力發電行業的大氣污染防治進行
①教材的選取。一本合適的教材,是教師講好這門課,學生學好這門課的基礎。目前,《大氣污染控制工程》教材,主要有:高等教育出版社出版,郝吉明與馬廣大編著的《大氣污染控制工程》;化學工業出版社出版,郭靜與阮宜綸主編的《大氣污染控制工程》;化學工業出版社出版,姜安璽等編著的《空氣污染控制》,前兩本教材的體系基本相同,后一本內容較為寬泛,教材的編寫是依據大氣污染源進行,除了煙塵、SOX、NOX等常規大氣污染物外,還涉及有二惡英、惡臭、室內空氣污染與控制內容。通過比較,作者認為郝吉明與馬廣大編著的《大氣污染控制工程》更適合我校環境工程專業選做教材,另兩本書可作為指定參考書,供學生課后閱讀,擴大知識面。
②教學內容的取舍。在選定了適合的教材之后,教師切忌照本宣科,講授過程中應做到有重點、有概括、有啟發。如有關大氣環境質量標準的內容,應及時查找新標準,并把《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)作為講解重點,其他相關標準可提供網址,讓學生自己查閱;除塵裝置部分應以火電廠主要應用的電除塵器和袋式除塵器為重點講解內容,其他類型的除塵器作一概述,提出問題讓學生通過自學來解答;關于火電廠燃煤煙氣脫硫(FGD),由于該項技術是火力發電廠目前采用的主要的脫硫技術,而且該項技術發展非常迅猛,因此教師應及時跟蹤先進技術,傳授給學生最新、最實用的知識。另外,火力發電廠CO2排放問題也日益受到重視,關于它的生物處理方法也有很多的研究報道,可通過課堂教學引導學生關注這個領域的動態。
(2)采用先進的教學手段和多樣的教學方法,激發學生學習興趣和提高學習效率
利用網絡資源、已有的素材庫、PPT軟件制作《大氣污染控制工程》多媒體課件,實現該課程的多媒體教學。通過形象生動的圖片、動畫、視頻等形式激發學生的學習興趣,提高學習效率。
在課堂教學中要擯棄那種“滿堂灌”的教學方法,代之以討論式,啟發式的教學方法,通過采用“發現問題—提出問題—分析問題—解決問題—發現新問題”的教學模式,使學生從被動接受知識轉變為主動建立自己的知識和能力體系。教學過程中多給學生提出問題,引導思路,啟發思維,讓學生通過查閱參考書、資料及與教師討論獲取知識,使學生在探討中學習,享受到獲取知識的樂趣,并逐漸養成一個良好的學習習慣。
2.重視實踐教學環節建設,實現工程應用型人才的培養目標
實踐教學環節是學生由理論到實踐再認識的過程,是培養學生主動正確地運用理論知識解決復雜的實際問題的能力的重要環節,抓好這一環節是提高學生工程能力的關鍵,也為實現“工程應用型本科”的培養目標打下了堅實的基礎。《大氣污染控制工程》課程實踐教學環節包括認識實習、基礎實驗和課程設計三個環節。
(1)強化實習環節教學,培養學生的專業認同感
在學習《大氣污染控制工程》課程之前,學生要進行認識實習。認識實習是學生明確專業培養方向、服務行業狀況的重要一環,是培養學生的專業認同感的有效環節。對于認識實習應防止流于形式,在進入實習場地之前,對實習場地的相關情況,涉及到本課程內容的基本原理、設備、系統、流程做概括性的講解(最好采用多媒體手段進行),使學生進入實習場地后做到心中有數,把應該關注的內容篩選出來,對日后課程的學習是一個好的開端。
目前,我們主要以太原第一熱電廠為有關大氣污染控制內容的實習基地。在學生進入基地前,應將該廠電除塵裝置的布置位置、型式、基本原理、除塵效率、運行概況給同學做一講解;對該廠采用的高速平流簡易石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝做概括性的講解,并把相關脫硫技術也做一概括(要用圖片配合),通過這樣的積極準備,學生的認識實習一定會達到事半功倍的效果。(2)加強實驗室建設,為課程實驗提供保證
基礎實驗是《大氣污染控制工程》課程實踐教學環節的核心環節。要使實驗能夠滿足教學要求,應從實驗場地、實驗裝置、實驗指導教師的建設與培養等方面做起。《大氣污染控制工程》是一門實踐性很強的課程,需要加強實驗室建設。可采用購置實驗裝置、退役裝置,也可采用仿真手段進行實驗。內容應包括:袋式除塵器、電除塵器、吸收法脫硫、吸附法脫硫、燃燒中脫氮等。
隨著教學改革的深化,設計型實驗已受到了普遍的重視。《大氣污染控制工程》基礎實驗建設時就應考慮設計型實驗的實施。比如:給定某煙氣的組分及濃度,讓同學自己設計煙氣流程,使出口煙氣可實現達標排放且技術經濟合理。設計完后再通過將不同類型的除塵器與煙氣吸收實驗裝置進行組合進行效果驗證。通過這樣的實驗一方面增強了學生解決實際問題的能力,另一方面也提高了學生的學習興趣。
(3)重視課程設計指導工作,加強工程基本技能訓練《大氣污染控制工程》課程在專業教學計劃中設置了兩周的課程設計時間,分為除塵裝置設計和脫硫工藝設計兩塊內容。課程設計是學生對所學知識進行鞏固、提高的綜合性的重要環節,要使學生受到工程基本技能的訓練,包括工程計算、設備選型、流程設計、技術經濟分析、繪圖等,具體可從以下幾方面實施:
a.科學編寫《課程設計任務書》、《課程設計指導書》;
b.設計題目的選取應來源于火力發電廠大氣污染防治生產實際或具有一定應用價值的模擬題目;
c.設計過程中應采用“少講、多練、勤思維、多討論”的原則,放手讓學生自己去干,教師加強啟發指導;
d.考核過程中,教師只要把握學生是否掌握了正確的設計思想即可,應鼓勵學生交出多種設計方案,并針對不同方案進行點評。
3.結束語
課程建設是一項復雜的系統工程,特別是對于大氣污染控制工程這一類涉及面廣、內容多的專業課,更具有難度大、周期長的特點。隨著課程教學的進行,一定還會發現需要改進、完善的內容。我們將本著實現專業培養目標、體現專業特色、增強學生競爭力的思想,進一步探索《大氣污染控制工程》課程建設的新內容。
參考文獻:
[1]蔣展鵬.環境工程學[M].北京:高等教育出版社,1992.
本文針對供熱鍋爐中的脫硝技術的應用，闡述一些關于如何減少氮氧化物對大氣環境污染的方法。
關鍵詞：煙氣脫硝技術；SCR工藝技術；尿素熱解制氨技術
中圖分類號：TU995文獻標識碼： A 文章編號：
探討治理集中供熱排放煙氣中氮氧化物的意義
集中供熱系統在我國已經成為城市基礎設施的一種部分，集中供熱主要是通過分析熱負荷特點來建設區域性的鍋爐房，一方面能夠有效地減少分散采暖的各類污染物的排放數量，提高采暖熱效率，另一方面降低了區域內燃料消耗和建設投資，由于這些相對明顯的優越性，集中供熱已經成為我國北方主要地區優先考慮的供暖方式。
集中供熱鍋爐的煙氣脫硝技術的應用是以適應我國大氣污染的減排力度為要求的，將大型燃煤電廠的選擇性催化還原脫硝的技術和工藝應用在集中供熱領域當中。結合集中供熱自身的特點，在集中供熱鍋爐的煙氣脫硝的實施過程當中，必須解決SCR脫硝技術如何適應爐溫變化及持續穩定運行等一系列問題。
鍋爐本體二次設計在煙氣脫硝中的運用
改造鍋爐本體是有效實施集中供熱鍋爐煙氣脫硝技術的前提。鍋爐改造的主要方式是改進鍋爐的結構和鍋爐的受熱面的布置以保證SCR裝置系統的入口煙氣的溫度得以達到具體工作情況的需求，從而進一步實現SCR裝置的連續高效運行。
對于鍋爐本體結構的調整，在實施時必須重新對爐體受熱進行詳細的研究和計算，對鍋爐的低負荷進行明確說明，并且要把鍋爐的低負荷作為基本的標準，以保證SCR裝置在這種低負荷水平達標的范圍之內的煙氣的溫度達到正常的水平，所謂正常的水平就是是脫硝入口的排除煙氣溫度處在脫硝溫度的標準區間之間，這樣做的目的是保證脫硝工作的正常運行并且保證鍋爐出力和鍋爐的熱效率。
對集中供熱鍋爐煙氣脫硝技術中的SCR工藝技術進行優化
為保證SCR脫硝技術能夠適應集中供熱的特性，我們就一定要優化SCR工藝裝置，這樣才能保證SCR脫硝技術在集中供熱鍋爐當中發揮有效作用，從而實現煙氣脫硝的目的。
（一）SCR工藝技術的原理探討
SCR工藝作為目前應用范圍最廣泛并且效果最明顯的煙氣脫硝技術，主要采用的原理還是選擇性催化還原的化學方式進行脫硝作業的。在具體操作過程和反應過程當中，集中供熱鍋爐煙氣中含有的氮氧化物在催化劑的作用之下，自身作為還原劑，在進行離子交換的氧化還原反應之后產生不會污染大氣的氮氣和水。在這個反應的過程當中，作為還原劑的氮氧化物會有選擇性的和煙氣當中殘留的部分氧氣發生反應。根據上訴反應原理， SCR脫硝工藝又被稱作選擇性催化還原反應法。
在SCR脫硝工藝當中，對催化劑的適當選擇也是很關鍵的一個步驟，如果選擇的催化劑比較適當，這就能把煙氣脫硝反應的外部環境控制在一定的范圍內，而溫度對集中供熱鍋爐的煙氣脫硝效果也會產生很重要的影響。
（二）物料平衡在SCR脫硝工藝中作用
SCR工藝系統當中的物料平衡是作為SCR工藝技術的設計優化的一種可靠依據的，這也要求模擬和研究集中供熱鍋爐的整個脫硝的過程，在維持物質平衡，能量平衡以及化學平衡的虛構的工程模型的平臺基礎上，按照基本的設立條件和規定，計算裝置在不一樣的負荷以及工作狀況之下的消耗狀況以及系統物料平衡情況。
（三）優化SCR裝置以及進行SCR裝置的數值模擬
氮氧化物以及還原劑必須摻拌良好并且保持勻速進入供熱鍋爐才能保證集中供熱鍋爐煙氣脫硝的效果和效率，這種勻速混合也有利于保證催化劑體積的適量以及合理的選擇。保持煙氣中氮氧化物和還原劑的混合的本質就是要對各種符合條件下的煙氣流通速度以及氨的分布變化情況進行有效分析。要讓設定的目標在任何工作環境下都得以實現，就需要計算變負荷條件下的流暢數值可以促進煙道以及導流葉片的布置優化。
一般集中供熱鍋爐的SCR脫硝裝置都安裝在鍋爐尾部后，根據SCR工藝技術裝置的本身特點和影響，加上供熱鍋爐中過高的煙氣溫度，要實現高效率的脫硝，對整個脫硝過程中的速度、煙氣的氮氧化物與還原劑的混合，飛灰的負載分布等各個重要工藝步驟的要求都十分嚴格。因而要適應這種嚴格的環境，就要對SCR技術裝置進行優化，而要對SCR技術裝置進行優化，就必須改變傳統，改造出新的設計方法。
在工藝上，在繼承SCR反應器和與鍋爐連接煙道試驗調試的基礎之上，結合現場的測試結果，驗算以及修改一些計算的數值，從而建立出一套合理科學的SCR裝置的設計理論以及方法：
首先要運用有限體積法計算出 數值的模擬SCR反應器和鏈接煙道，從而采取一些改進煙道的布置、形狀，以及增設導流葉片的措施。
再者是要計算出數值，以獲得噴氨格柵上的每一個位置上的開孔噴出來的氨的流動軌跡和遷徙規律，然后對裝置進行開孔位置和大小的優化設計。
在一些符合標準不同的基礎之上，必須分析在不同工作環境下，過濾的煙氣的速度分布和氨擴散規律。
在分析飛灰在SCR裝置運動規律的時候，理論上可以確定可能發生積灰現象的位置，確定位置之后，可以有針對性地采取一些方法，例如振打裝置法，聲波吹灰法，增設灰斗等等一系列有效措施。
四、液體吸收法在集中供熱鍋爐煙氣脫硝中的應用
液體吸收法這種脫硝工藝中經常用的吸收劑主要有水、堿溶液、稀硝酸、濃硫酸等。按吸收劑的種類和凈化原理可將液體吸收法分為水吸收法、酸吸收法、堿吸收法、氧化-吸收法、吸收-還原法及液相配合法等。由于NO難溶于水和堿液，因而常采用氧化、還原或配合吸收的辦法以提高NO的凈化效率。工業上應用較多的是堿吸收法和氧化-吸收法。液體吸收法作為集中供熱鍋爐煙氣脫硝的后處理，也有一定的作用，不過購買化學吸收制劑的價格比較高，很難完全普及。
五、低溫等離子脫硝法在集中供熱鍋爐煙氣脫硝技術中的應用
根據電子束法的特點，提出用幾萬伏以上的脈沖電源代替電子加速器來產
生低溫等離子體，這就是脈沖電暈低溫等離子體法。低溫等離子體脫硝法作為繼干法、半干法、濕法等經典脫硝方法之后的一個全新的高科技脫硝( 脫硫) 方法，以其投資少、占地面積小、運行費用低、工藝過程為干式、沒有設備腐蝕、沒有二次污染等諸多特點，已經成為國際上公認的具有極大市場潛力和良好應用前景的煙氣脫硝( 脫硫) 新工藝。但是這種新工藝設備費用比較昂貴，前期的支出比較大，我國政府也沒有給供熱部門作出應有的指示和支持，因此還難以得到推廣。
因此可見，在我國目前最有潛力發展并推廣成為鍋爐煙氣脫硝技術的普及技術的是SCR脫硝工藝技術，這種技術既能降低投資和運行的成本，也能提高脫硝效率。因此，國家和相關部門企業應該大力支持對脫硝技術的研究，推動我國煙氣脫硝技術的發展，讓我國的環境保護政策得到更有效地實施。
參考文獻：
［1］國家環境保護部． 火電廠煙氣脫硝工程技術規范 － 選擇性催化還原法，HJ562 －2010，2010． 02．
［2］國家環境保護部． 火電廠煙氣脫硝工程技術規范 － 選擇性非催化還原法，HJ563 －2010，2010． 02．
［3］胡亞才，石玲，范利武，俞自濤． 煤的低 NOx燃燒技術及其發展［A］，可再生能源規模化發展國際研討會暨第三屆泛長三角能源科技論壇論文集［C］; 2006．
