1. 锅炉节能改造
锅炉节能改造方法有很多,现在改造比较多的有“煤改气”和“煤改生物质”。
煤改生物质方案:
把原来进燃料用的煤斗改制作成密闭式料斗,安装1个生物质颗粒燃料输送储料斗,安装1套螺旋式生物质颗粒燃料上料机,并在螺旋式上料机最上端与密闭式料斗连结的输料管最上端位置开一个检查孔,并安装一个行程开关对螺旋式上料机电动机的启动、停止进行自动控制。
参考资料:http://www.ranmeiguolu.net/news/company-news/413.html锅炉改造
2. 流化床如何进行排渣
学学。 锅炉结渣原因的分析 一般来讲,锅炉结渣的发生是由锅炉结构、燃料特性和运行方式这3个因素互相作用的结果。 3.1锅炉循环流化床结构特点 1)风帽及布风板。CPC循环流化床锅炉的炉膛截面积大,高温床料携带燃料在床上逆时针方向一边搅动旋转、一边燃烧并向上运行。保证了燃料在炉内停留时间长,保证燃尽率。床料及燃料的运行是靠平板定向风帽的定向射风组合而成的结果,这种风帽与国内常见的立式风帽不同,其形式如图4所示。风帽下部与一次风室相通。由许多个不同射风方向的风帽组成的布风板在炉内形成了按设计者意向的空气动力场,从而形成CPC炉特有的配风方式。 2)排渣方式。排渣口设在给料口左面的一端,见图3,以保持煤和石灰石在炉内有较长的流动路线,达到完全燃烧和脱硫反应。排渣口排出的渣,经冷渣器冷却后排掉。 3)高效旋风分离器及直接回料。CPC的高效旋风分离器布置在炉顶,回料管直接插入炉膛密相区,不设“L”或“U”型阀,在回料管内形成与炉膛上下部之间压差相平衡的物料高度,在锅炉运行中自动维持物料的被分离并返回炉膛密相区内,形成炉内物料的循环。循环流化床锅炉的循环倍率:计算值为14.6,实测可达20以上。 这种循环流化床锅炉炉床面积大,存储物料量多,燃料在炉内行进的路线长,停留时间长。对于这种炉型的炉子,要保证燃烧均匀,则必须燃烧布风均匀,物料流动均匀,没有死区。这样就要求风帽的射风角度及方向设计合理、风帽射风组合方向即其形成的空气动力场合理、风帽制造和安装的精度高。尤其对于床上的排渣点、旋风分离器回灰点、温度测点以及炉膛四角等处应着重考虑风帽射风方向,避免空气动力场死点,从而避免物料循环的死区。 3.2燃料特性 3号窑余热电站补燃锅炉燃料为煤矸石。电站煤制备为二级环锤破碎,经破碎后的燃料设计粒径小于8mm。在电站运行初期,煤制备基本合格。但随着运行时间的增长,锤头磨损严重,直接影响了破碎合格率。在锅炉结渣运行期间,进行了一次煤样筛分。 当地气候湿润多雨。连下几天雨后,煤中的水分远不止3%。在上述取煤样进行筛分时明显感到煤中水分偏高。 锅炉结渣停炉后,对床料也进行了取样分析。是考虑该位置介于结渣区和非结渣区之间,其粒径分布亦应该介于二者之间,具有一定的平均性。取样装置内径为边长155mm的方筒。在从取样方筒中向外掏床料时,明显感到上面的灰渣或床料粒径小,下面的灰渣或床料粒径粗。对灰样进行了筛分, 1)入炉煤>8mm的颗粒所占比例太大,远高于锅炉规范要求。相应的床料中大颗粒所占比例也偏大。 2)虽然煤矸石在炉内燃烧时热爆性很差,但毕竟它在600~900℃的高温下还会爆一些,也就是说,入炉煤在炉内有变细的趋势。但从筛分结果看,灰渣中大颗粒(>8mm)所占比例(16.62%)高于煤中的大颗粒比例(12.8%)。因此可以得到如下结论:锅炉进煤大颗粒比例明显偏大,并且在运行中床料细灰流失量相对于粗渣排放量比例偏大。 3.3运行 按锅炉厂要求,锅炉运行应使床料厚度保持在600mm左右。但在实际运行时,因起炉初始阶段料层高度始终没有达到600mm,床料循环调负荷系统始终没有投运、一次鼓风机振动严重不敢加大风压风量即风机始终没有达到额定出力等原因,锅炉料层厚度一直在450mm以下,平均在380mm左右。由于料层厚度小,因此浓相区粒子浓度低于正常值。 在锅炉结渣停炉冷却后,重新添入床料,作冷态流化试验。此时床料高度360mm,床料由原床料经筛分合格的部分及新的合格河沙组成。此条件下,理论计算其流化压力应为5535Pa,最小流化速度为0.28m/s,最小流化风量为34500m3/h。 表3为冷态流化试验结果。床上压力测点距离床底有一定高度,因此其测得的压力值基本正常。但实际流化风量比计算值偏大。这是因为:对于这种形式的循环流化床锅炉,能够满足其流化过程中要求的流化压力及流化流量的一次鼓风机选型实在困难。几乎找不到与其压力-流量曲线相吻合的风机。但在实际运行中,仍参照了此冷态流化试验结果。 在上述锅炉结构、燃料特性及粒径等条件下,由于风量大,造成大量的细灰被吹走,相应的大块煤渣留在床底。随着抛煤量增多,大块煤渣也越来越多,并且大块煤渣下沉导致流化不好,最后导致大量大块煤渣停留在空气动力场的弱区并堆积。此时抛进的煤也流化不好,形成堆积,最后发生结渣和渣块板结现象。 在锅炉发生结渣时,运行人员加大风量,试图吹散渣块。但这种做法更吹散了细灰,加快了结渣速度。因此,锅炉发生结渣后不久就不能维持运行了。 4改进措施及效果 4.1煤制备系统的改进 煤的破碎不合格,大颗粒比例偏大,这是造成锅炉结渣最基本的原因。因此在煤制备车间的二级环锤破碎机后增加了一筛孔直径为8mm滚筒筛,把不合格的大煤粒重新入破碎机破碎。大大提高了煤制备的合格率。与此同时,严格控制入厂煤的质量,禁止水分含量大的煤进厂。 4.2改进运行参数 由于入炉煤大颗粒减少,粒径分布更加均匀。因此可参照冷态流化试验结果,适当减小风量,这样细灰得以保持,炉内载体多,流化均匀。 4.3锅炉排渣控制 锅炉结渣的最直接原因是炉内大渣粒堆积,如何排掉大渣粒而保持细灰是解决问题的又一关键因素。因此在锅炉排渣口增加了反吹风装置,利用适量的压缩空气逆向吹进,把细灰吹回炉内,大渣粒掉下排走。事实证明这是一个简单而有效的办法。 4.4改进效果 改进前,锅炉不能连续运行,如在1999年12月31日及2000年1月7日两次点火,到1月2日及1月8日因锅炉结渣均被迫停炉。经改进后,于2000年1月19日及1月25日锅炉两次点火(第一次因辅机故障于1月23日停炉),锅炉没有发生结渣现象。 5结论 1)实践证明,CPC循环流化床是一种性能较好的炉型,它适用于水泥窑的这一特殊的余热电站。 2)CPC循环流化床锅炉能够燃烧煤矸石等劣质煤。 3)保证煤制备合格率,调整锅炉运行参数,可避免锅炉结渣。
3. 求有关二氧化硫的信息和资料。。(生产生活中的) 很急的!!!
二氧化硫(化学式:SO2)是最常见的硫氧化物。无色气体,有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中,会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2进一步氧化,通常在催化剂如二氧化氮的存在下,便会生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。
中文名称: 二氧化硫
化学式: SO2
相对分子质量: 64.06
化学品类别: 酸性气体
是否管制: 否
目录
化学品简介管制信息
名称
编码信息
结构物理性质
化学性质
其它性质
危险性概述危险性类别
侵入途径
健康危害
急性中毒
环境危害
燃爆危险
急救措施皮肤接触
眼睛接触
吸入
食入
消防措施危险特性
灭火方法
泄漏应急处理
操作处置与储存操作注意事项
储存注意事项
接触控制/个体防护职业接触限值
监测方法
工程控制
眼睛防护
身体防护
手防护
其他防护
理化特性
稳定性和反应活性
毒理学资料
生态学资料
废弃处置
运输信息
法规信息
大气中的形成
二氧化硫制取三氧化硫
对工人危害及防范措施1、SO2 对人体的危害
2、防治措施
3、结论
实验室制法化学品简介 管制信息
名称
编码信息
结构 物理性质
化学性质
其它性质
危险性概述 危险性类别
侵入途径
健康危害
急性中毒
环境危害
燃爆危险
急救措施 皮肤接触
眼睛接触
吸入
食入
消防措施 危险特性
灭火方法
泄漏应急处理
操作处置与储存 操作注意事项
储存注意事项
接触控制/个体防护 职业接触限值
监测方法
工程控制
眼睛防护
身体防护
手防护
其他防护
理化特性稳定性和反应活性毒理学资料生态学资料废弃处置运输信息法规信息大气中的形成二氧化硫制取三氧化硫对工人危害及防范措施
1、SO2 对人体的危害 2、防治措施 3、结论实验室制法展开 编辑本段化学品简介
管制信息
该品不受管制
名称
中文名称:二氧化硫 中文别名:亚硫酸酐 英文别名:Sulfur Dioxide
编码信息
技术说明书编码:41 CAS No.:7446-09-5 EINECS号:231-195-2 InChI:InChI=1/O2S/c1-3-2
编辑本段结构
SO2是一个弯曲的分子,其对称点群为C2v。硫原子的氧化态为+4,形式电荷为0,被5个电子对包围着,因此可以描述为超价分子。从分子轨道理论的观点来看,可以认为这些价电子大部分都参与形成S-O键。 二氧化硫的三种共振结构
SO2中的S-O键长(143.1 pm)要比一氧化硫中的S-O键长(148.1 pm)短,而O3中的O-O键长(127.8 pm)则比氧气O2中的O-O键长(120.7 pm)长。SO2的平均键能(548 kJ mol)要大于SO的平均键能(524 kJ mol),而O3的平均键能(297 kJ mol)则小于O2的平均键能(490 kJ mol)。这些证据使化学家得出结论:二氧化硫中的S-O键的键级至少为2,与臭氧中的O-O键不同,臭氧中的O-O键的键级为1.5。 分子结构与极性:V形分子,极性分子。
物理性质
无色,常温下为无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(约为1:40)密度2.551g/L,(气体,标准状况下) 熔点:-72.4℃(200.75K) 沸点:-10℃(263K) 溶解度: 22 g/100mL(0℃) 15 g/100mL(10℃)
11 g/100mL(20℃) 9.4 g/100mL(25 ℃)
8 g/100mL(30℃) 6.5 g/100mL(40 ℃)
5 g/100mL(50℃) 4 g/100mL(60℃)
3.5 g/100mL(70 ℃) 3.4 g/100mL(80 ℃)
3.5 g/100mL(90 ℃) 3.7 g/100mL(100℃)
化学性质
二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成 S(s) +O2(g) =点燃= SO2(g) 硫化氢可以燃烧生成二氧化硫 2H2S(g) + 3O2(g) ==点燃= 2H2O(g) + 2SO2(g) 加热硫铁矿,闪锌矿,硫化汞,可以生成二氧化硫 二氧化硫漂白品红溶液
4FeS2(s) + 11O2(g) === 2Fe2O3(s) + 8SO2(g) 2ZnS(s) + 3O2(g) === 2ZnO(s) + 2SO2(g) HgS(s) + O2(g) === Hg(g) + SO2(g) 应用:用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂、漂白剂和还原剂。在大气中,二氧化硫会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶,是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响;在1~3ppm时多数人开始感到刺激;在400~500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫与大气 实验步骤
中的烟尘有协同作用。当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm,烟尘浓度大于0.3mg/lL,可使呼吸道疾病发病率增高,慢性病患者的病情迅速恶化。如伦敦烟雾事件、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件,都是这种协同作用造成的危害。 按照Claude Ribbe在《拿破仑的罪行》一书中的记载,二氧化硫在19世纪早期被一些在海地的君主当作一种毒药来镇压奴隶的反抗。 二氧化硫对食品有漂白和防腐作用,使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果,是食品加工中常用的漂白剂和防腐剂,但必须严格按照国家有关范围和标准使用,否则,会影响人体健康。国内工商部门和质量监督部门曾多次查出部分地方的个体商贩或有些食品生产企业,为了追求其产品具有良好的外观色泽,或延长食品包装期限,或为掩盖劣质食品,在食品中违规使用或超量使用二氧化硫类添加剂[1]。
其它性质
SO2可以自偶电离:2SO2===(可逆)SO2++SO32- 2SO2+O2 === 2SO3(加热,五氧化二钒做催化剂,可逆) 2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O SO2+Cl2+2H2O === 2HCl+H2SO4 SO2+2NaOH === Na2SO3+H2O(SO2少量) SO2+NaOH === NaHSO3(SO2过量) Na2SO3+SO2+H2O === 2NaHSO3 CaO+SO2====CaSO3 2CaSO3+O2====2CaSO4(加热) SO2可以使品红溶液褪色,加热后颜色还原,因为SO2的漂白原理是SO2与被漂白物反应生成无色的不稳定的化合物,加热时,该化合物分解,恢复原来颜色。
编辑本段危险性概述
危险性类别
三星级
侵入途径
通过呼吸系统
健康危害
易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸 实验步骤
入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。
急性中毒
轻度中毒时,发生流泪、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛等;严重中毒可在数小时内发生肺水肿;极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响:长期低浓度接触,可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症[2]。
环境危害
对大气可造成严重污染。
燃爆危险
该品不自燃,有毒,具强刺激性。
编辑本段急救措施
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
提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。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
用水漱口,饮牛奶或生蛋清。就医。
编辑本段消防措施
危险特性
不燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。 二氧化硫检测仪
有害燃烧产物:氧化硫。
灭火方法
该品不燃。消防人员必须佩戴过滤式防毒面(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。切断气源。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳。
编辑本段泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即进行隔离,小泄漏时隔离150m,大泄漏时隔离 生成二氧化硫
450m,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,用一捉捕器使气体通过次氯酸钠溶液。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
编辑本段操作处置与储存
操作注意事项
严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。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毒面具(全面罩),穿聚乙烯防毒服,戴橡胶手套。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。
储存注意事项
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物、氧化剂、还原剂、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。
编辑本段接触控制/个体防护
职业接触限值
中国MAC(mg/?):15 前苏联MAC(mg/?):10 TLVTN:OSHA 5PPM,13mg/?,ACGIH 2PPM,5.2mg/? TLVWN:ACGIH 5PPM,13mg/?
监测方法
盐酸副玫瑰苯胺比色法;甲醛缓冲液-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法
工程控制
严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。提供安全淋浴和洗眼设备。 呼吸系统防护:空气中浓度超标时,佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴正压自给式呼吸器。
眼睛防护
呼吸系统防护中已作防护。
身体防护
穿聚乙烯防毒服。
手防护
戴橡胶手套。
其他防护
工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。
编辑本段理化特性
主要成分:含量:工业级 一级≥99.9%;二级≥99.0%。 外观与性状:无色气体,有刺激性气味。 pH:2/3的二氧化硫溶于水生成亚硫酸(H2SO3),溶液的pH值变成2或3 方程式:SO2+H2O ←→ H2SO3 熔点(℃):-75.5 沸点(℃):-10 相对密度(水=1):1.43 相对蒸气密度(空气=1):2.26 饱和蒸气压(kPa):338.42(21.1℃) 燃烧热(kJ/mol):无意义 临界温度(℃):157.8 临界压力(MPa):7.87 闪点(℃):无意义 引燃温度(℃):无意义 爆炸上限%(V/V):无意义 爆炸下限%(V/V):无意义 溶解性:溶于水、乙醇。 溶解度:1:40 (溶于水) 主要用途:用于制造硫酸和保险粉等。
编辑本段稳定性和反应活性
禁配物:强还原剂、强氧化剂、易燃或可燃物 褪色原理:SO2与品红结合生成一种不稳定的无色或浅色物质,可逆且褪色效果差;加热后可变回红色 氯水:漂白(氧化)不可逆 过氧化钠:与水反应生成双氧水,漂白(氧化)不可逆 活性炭:疏松多孔结构,吸附性。
编辑本段毒理学资料
急性毒性:LD50:无资料 LC50:6600mg/Kg,1小时(大鼠吸入) 亚急性和慢性毒性: 刺激性:家兔经眼:6PPM/4小时/32 天,轻度刺激。
编辑本段生态学资料
其它有害作用:燃烧煤可生成二氧化碳和二氧化硫等物质,二氧化硫 酸雨腐蚀后的森林
可严重污染大气,由其形成的酸雨对植物的危害尤为严重。
编辑本段废弃处置
把废气通入纯碱溶液中,加次氯酸钙中和,然后用水冲入废水系统。
编辑本段运输信息
危险货物编号:23013 UN编号:1079 包装标志: 包装类别:O52 包装方法:钢质气瓶;安瓿瓶外普通木箱。 运输注意事项:该品铁路运输时限使用耐压液化气企业自备罐车装运,装运前需报有关部门批准。铁路运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。钢瓶一般平放,并应将瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超过车辆的防护栏板,并用三角木垫卡牢,防止滚动。严禁与易燃物或可燃物、氧化剂、还原剂、食用化学品等混装混运。夏季应早晚运输,防止日光曝晒。公路运输时要按规定路线行驶,禁止在居民区和人口稠密区停留。铁路运输时要禁止溜放。 能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
编辑本段法规信息
化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布),化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号),工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规,针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定;常用危险化学品的分类及标志 (GB 13690-92)将该物质划为第2.3 类有毒气体;剧毒物品分级、分类与品名编号(GA 57-93)中,该物质的液化或压缩品被划为第一类 A级无机剧毒品。 二氧化硫具有酸性,可与空气中的其他物质反应,生成微小的亚硫酸盐和硫酸盐颗粒。当这些颗粒被吸入时,它们将聚集于肺部,是呼吸系统症状和疾病、呼吸困难,以及过早死亡的一个原因。如果与水混合,再与皮肤接触,便有可能发生冻伤。与眼睛接触时,会造成红肿和疼痛。 二氧化硫是大气中主要污染物之一,是衡量大气是否遭到污染的重要标志。世界上有很多城市发生过二氧化硫危害的严重事件,使很多人中毒或死亡。在中国的一些城镇,大气中二氧化硫的危害较为普遍而又严重。 二氧化硫进入呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道,在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,使刺激作用增强。上呼吸道的平滑肌因有末梢神经感受器,遇刺激就会产生窄缩反应,使气管和支气管的管腔缩小,气道阻力增加。上呼吸道对二氧化硫的这种阻留作用,在一定程度上可减轻二氧化硫对肺部的刺激。但进入血液的二氧化硫仍可通过血液循环抵达肺部产生刺激作用。 二氧化硫可被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶的活力,从而明显地影响碳水化合物及蛋白质的代谢,对肝脏有一定的损害。动物试验证明,二氧化硫慢性中毒后,机体的免疫受到明显抑制。 二氧化硫浓度为10~15ppm时,呼吸道纤毛运动和粘膜的分泌功能均能受到抑制。浓度达20ppm时,引起咳嗽并刺激眼睛。若每天吸入浓度为100ppm8小时,支气管和肺部出现明显的刺激症状,使肺组织受损。浓度达400ppm时可使人产生呼吸困难。二氧化硫与飘尘一起被吸入,飘尘气溶胶微粒可把二氧化硫带到肺部使毒性增加3~4倍。若飘尘表面吸附金属微粒,在其催化作用下,使二氧化硫氧化为硫酸雾,其刺激作用比二氧化硫增强约1倍。长期生活在大气污染的环境中,由于二氧化硫和飘尘的联合作用,可促使肺泡纤维增生。如果增生范围波及广泛,形成纤维性病变,发展下去可使纤维断裂形成肺气肿。二氧化硫可以加强致癌物苯并(a)芘的致癌作用。据动物试验,在二氧化硫和苯并(a)芘的联合作用下,动物肺癌的发病率高于单个因子的发病率,在短期内即可诱发肺部扁平细胞癌。
编辑本段大气中的形成
二氧化硫主要来源于煤和石油的燃烧,浓度高时使人呼吸困难,甚至死亡。 分析方法:烟气中可以使用烟气分析仪,如ecom J2KN. 过程装置中使用SIGNAL 7000 GFC NDIR技术方法
编辑本段二氧化硫制取三氧化硫
先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体。将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键,其反应为: 2SO2+O2→H2SO3(可逆) 这个反应在室温和没有催化剂存在时,实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同,制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂,把二氧化硫氧化成三氧化硫: SO2+N2O4+H2O→H2SO4+2NO 根据所采用设备的不同,硝化法又分为铅室法和塔式法,现在铅室法已被淘汰;塔式法生产的硫酸浓度只有76%;而接触法可以生产浓度98%以上的硫酸;采用最多。 接触法生产工艺:接触法的基本原理是应用固体催化剂,以空气中的氧直接氧化二氧化硫。其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分。 二氧化硫的制备和净化: 以硫铁矿等其他原料制成的原料气,含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质,需经过净化,使原料气质量符合转化的要求。为此,经回收余热的原料气,先通过干式净化设备(旋风除尘器、静电除尘器)除去绝大部分矿尘,然后再由湿法净化系统进行净化。 经过净化的原料气,被水蒸气所饱和,通过喷淋93%硫酸的填料干燥塔,将其中水分含量降至0.1g/?以下。 二氧化硫的转化:二氧化硫于转化器中,在钒催化剂存在下进行催化氧化: SO2+(1/2)O2 === SO3 ΔH=-99.0kJ 钒催化剂是典型的液相负载型催化剂,它以五氧化二钒为主要活性组分,碱金属氧化物为助催化剂,硅藻土为催化剂载体,有时还加入某些金属或非金属氧化物,以满足强度和活性的特殊需要。通常制成直径4~6mm、长5~15mm柱状颗粒。近年来,丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂,以降低催化床阻力,减少能耗。 钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用,此温度称为起燃温度,通常略高于400℃。近年来,研制成功的低温活性型钒催化剂,其起燃温度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫转化率。转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上,通常为410~440℃。 由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右,所以必须通过换热器,以转化反应后的热气体间接加热至反应所需温度,再进入转化器。二氧化硫经氧化反应放出的热量,使催化剂层温度升高,二氧化硫平衡转化率随之降低,如温度超过650℃,将使催化剂损坏。为此,将转化器分成3~5层,层间进行间接或直接冷却,使每一催化剂层保持适宜反应温度,以同时获得较高的转化率和较快的反应速度。 现代硫酸生产用的两次转化工艺,是使经过两层或三层催化剂的气体,先进入中间吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,余气再次加热后,通过后面的催化剂层,进行第二次转化,然后进入最终吸收塔再次吸收。由于中间吸收移除了反应生成物,提高了第二次转化的转化率,故其总转化率可达99.5%以上,部分老厂仍采用传统的一次转化工艺,即气体一次通过全部催化剂层,其总转化率最高仅为98%左右。 三氧化硫的吸收:转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收。吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合,即: SO3+H2O→H2SO4ΔH=-132.5kJ 但不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾。工业上采用98.3%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高,须向98.3%硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸,以保持各塔酸浓度恒定。成品酸由各塔循环系统引出。 吸收塔和干燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器,以除去气流中夹带的硫酸雾沫,保护设备,防止环境污染。两次转化工艺的最终吸收塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6,尾气可直接排入大气;而一次转化工艺的吸收塔尾气中的二氧化硫浓度高达2000×10-6~3000×10-6,故须设置尾气处理工序,以使排气符合环境保护法规。氨水吸收法是应用最广的尾气处理方法。
编辑本段对工人危害及防范措施
1、SO2 对人体的危害
SO2 被人体吸入呼吸道后,因易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道。在湿润的粘膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸,一部分进而氧化为硫酸,使刺激作用增强,如果人体每天吸入浓度为100 ppm的SO2,8 h 后支气管和肺部将出现明显的刺激症状,使肺组织受到伤害。有色金属冶炼过程中不但产生SO2 气体,还会产生大量的粉尘。SO2 和粉尘的联合作用,对产业工人的身体健康造成了重大的损害。因为SO2 随飘尘气溶胶微粒进入人体肺部深层,毒性将增加3~4 倍,导致肺泡壁纤维增生。如果增生范围波及广泛,形成肺纤维性变,发展下去可使肺纤维断裂形成肺气肿。据某冶炼厂统计,300 名接触SO2 的职工,有30 %的人患有不同程度的支气管疾病。 SO2 还可被人体吸收进入血液,对全身产生毒性作用,它能破坏酶的活力,影响人体新陈代谢,对肝脏造成一定的损害。慢性毒性试验显示,SO2 有全身性毒性作用。兔吸入18~22 mg/ m3 浓度的SO2,每日2 h,经半年左右,对伤寒病的免疫反应明显下降。小鼠吸入5124 mg/ m3 低浓度SO2,经半年亦能出现免疫反应受抑制的现象。故长期接触者可能会有呼吸道疾病发病率增加或感冒后不易痊愈,除由于SO2 的直接刺激作用外,尚可能与免疫反应受抑制有关。 曾经对长期接触平均浓度在50 mg/ m3 的SO2 的人员进行调查,发现慢性鼻炎的患病率较高,主要表现为鼻粘膜肥厚或萎缩,鼻甲肥大,或嗅觉迟钝等;其次患牙齿酸蚀症;脑通气功能明显改变,时间肺活量及最大通气量的均值降低;肝功能检查与正常组比较有显著差异。 SO2 还具有促癌性。动物试验结果表明10mg/ m3 的SO2 可以加强苯并(a) 芘致癌作用,这种联合作用的结果,使癌症发病率高于单致癌因子的发病率。
2、防治措施
2.1个人防护 首先,应加强劳动保护及安全生产的教育。操作工人可以将数层纱布用饱和碳酸钠溶液及%甘油湿润后夹在纱布口罩中以吸收SO2。工作前后应当用2 %碳酸钠溶液嗽口。 2.2常规处理SO2 方法 在注意工人个人防护的同时,应采取有效措施处理SO2 烟气。从五十年代开始,中国对有色冶炼烟气中低浓度SO2 的回收利用开展了一系列的试验研究工作,并取得了一定的进展。 亚铵法:采用亚铵法处理SO2 是用氨水吸收SO2,副产品亚铵。虽然亚铵法技术较成熟,但产生的副产品是液体状态的亚铵,产品的贮存运输都较困难,只适用于有氨源的小型冶炼厂。 亚硫酸钠法:中小型的冶炼厂可采用亚硫酸钠法进行烟气脱硫。亚硫酸钠法是利用烧碱或纯碱吸收SO2,同时产生副产品亚硫酸钠。例如,上海冶炼厂就采用此法处理烟气。亚硫酸钠法工艺简单,操作方便,系统阻力小,投资和操作费用低。脱硫效率高达95 %左右。但需消耗纯碱和烧碱,每吨无水亚硫酸钠消耗纯碱0. 8 t,烧碱0. 1 t。副产品亚硫酸钠用途有限,因此不能普遍采用。 氧化锌法:对于铅锌冶炼厂可采用氧化锌法处理SO2。如湖南水口山矿务局第四冶炼厂就是采用此法。氧化锌法是以氧化锌为吸收剂,生成的亚硫酸锌渣全部返回锌精矿沸腾炉焙烧,分解出SO2 气体可用于制取浓SO2。 V2O5 氧化法:有色金属冶炼过程中产生的SO2 浓度一般低于315 %,不适合直接回收制造SO2。沈阳冶炼厂为了实现SO2 的治理。对生产工艺进行了改革,采用密闭式鼓风炉,同时改造了排烟系统,严格控制炉口和烟道的负压,降低了漏风率,从而提高了SO2 的浓度(4 %~5 %),达到了制酸的要求。利用V2O5 作催化剂,使SO2 氧化为SO3,利用稀硫酸吸收SO3,制造H2SO4,反应如下: 2SO2 + O2——SO3 SO3 + H2O——H2SO4 由于烟气中含有As2O3,致使催化剂中毒,降低了SO2 的转化率。 2.3活性炭吸咐法处理SO2 针对以上处理方法存在的问题,系统地研究了利用活性碳吸附法处理有色金属冶炼过程中产生的SO2,克服了以上治理方法的缺点和局限性。 当含SO2 的废气与活性炭接触时,SO2 即被吸附,当有O2 和水蒸汽存在时,伴随着物理吸附同时发生化学吸附,具体反应如下: 物理吸附:SO2 ——SO2 O2——O2 H2O——H2O 化学吸附:2SO2 + O2——2SO3 SO3 + H2O——H2SO4 H2SO4——H2SO4 当活性炭上吸附了一定量的H2SO4 后,用水洗法再生活性炭,并得到副产品H2SO4。 SO2 转化为SO3 是在活性炭的催化作用下完成的,传统的活性炭吸附法只是利用了活性炭本身的催化剂性能,催化活性低,反应速度缓慢,设备庞大。而此种活性炭处理法是利用活性炭是催化剂载体的特性,在活性炭上载有某种活性成分,构成了更高活性的活性炭催化剂,使SO2 转化为SO3 的反应速度大大加快,在此基础又研究了影响活性炭吸附法处理SO2 的其它影响因素。 从实验结果看, 在25 ℃时脱硫效果最好,100 ℃次之。虽然25 ℃脱硫效率最高,但脱硫后的烟气温度较低,烟气的热浮力降低,不利于烟气扩散,烟气易返回地面,造成附近地面污染。若采用100 ℃时脱硫,虽然脱硫效果不如25 ℃的好,但脱硫效率已经达到较高的数值,并且脱硫后,烟气温度较高,易于排烟,因此,应采用100 ℃温度下脱硫。 影响脱硫效率的各种因素相互制约,当脱硫温度取100 ℃时,H2O/ SO2 = 1~2,O2/ SO2 = 10~14,空速为3 600 h - 1时,脱硫效率可达96 %。
3、结论
在有色金属冶炼过程中产生的SOx,是对操作工人身体健康影响最大的有毒气体,必须采取有效的防治措施,以保证工人的身体健康。 用活性炭处理有色金属冶炼过程中产生的SO2,具有脱硫效率高、工艺简单、操作易控制、活性炭可再生重复利用、无二次污染等特点,克服了亚铵法,亚硫酸钠法和氧化锌法在应用上的局限性和缺点,也避免了用V2O5 氧化法的催化剂中毒问题,是一种行之有效且应用前景广泛的方法。
编辑本段实验室制法
二氧化硫实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2(g)+H2O 或用铜与浓硫酸加热反应 Cu+2H2SO4=△=CuSO4+SO2(g)+2H2O 尾气处理:通入氢氧化钠溶液 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
4. 蒙华铁路的蒙华铁路简介
蒙华铁路一般指浩吉铁路,是当前世界在建最长的铁路项目,国家“北煤南运”新的战略大通道,北起内蒙古浩勒报吉站,终点至江西吉安站,全长1837公里,设计时速120公里,规划输送能力超过2亿吨/年,途经内蒙古、陕西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7省区。
浩吉铁路是纳入国家“十二五”发展规划、“十三五”《发展规划纲要》和《中长期铁路网规划》的重大项目,被列为首批基础设施等领域鼓励社会投资的80个示范项目之首。
(4)沸腾氯化炉密闭式自动排渣装置扩展阅读
蒙华铁路纵贯我国中西部7省区,蒙华铁路所经过地区,大部分是中西部欠发达地区,因而蒙华铁路开通运营后,将会为沿线地区脱贫致富奔小康拓宽渠道,也为西部大开发战略实施增加着力点。
蒙华铁路开通后,能够促进沿线城镇化发展,在投融资环境改善情况下,促进沿线地区产业结构升级。另外在旅客列车开行中,畅通沿线地区与外部进一步联系,从而带动旅游业快速发展,带动土特产品升级和销售。
5. 沸腾床和流化床区别
近年来我国推出的流化床锅炉结构类型已有若干种,从受热面布置来说,有密相床带埋管的,有不带埋管的;流化速度有的低至3-4米/秒,有的高至5-6米/秒;分离器的种类更多,如高温旋风分离器;中温旋风分离器、卧式旋风分离器、平面流百叶窗、槽形钢分离器等型式,都称之为循环流化床锅炉。但从机理看,是否属于CFBB还有待商椎。
众所周知,流化床锅炉分为两大类:鼓泡流化床锅炉(BFBB)和循环流化床锅炉(CF-BB)。到目前为止,二者之间尚无明确而权威的分类法,有人主张以流化速度来分类,但从气固两相动力学来看,风速相对于颗粒粒径、密度才有意义,还有人主张以密相区是鼓泡还是湍动床或快速来区分,但锅炉使用的是宽筛力燃料,以煤灰为床料的锅炉往密相床是鼓床,故此分法仍欠全面。还有人以是否有灰的循环为标准等等,都有些顾此失彼。以作者之见,我们不妨从燃烧的机理上来分。鼓泡床锅炉的燃烧主要发生在炉膛下部的密相区,如我国编制的《工业锅炉技术手册(第二册)》推荐,对于一般的矸石烟煤、贫煤和无烟煤密相区份额高达75%-95%,燃烧需要的空气也主要以一次风送入床层.循环流化锅炉的一次风份额一般为50%-60%。密相床的燃烧份额受流化速度、燃料粒径及性质、床层高度、床温等影响在上述数值的上下波动。其余的燃料则在炉膛上部的稀相区悬浮燃烧,所以在燃烧的机理上,BFBB接近于层燃炉,而CFBB更接近于室燃炉,二者在这一方面存在着极大的差异,所以以此划分似乎更为合理。
鼓泡流化床锅炉密相床的燃烧份额大,需布置埋管受热面以吸收燃烧释放。埋管的传热系数高达220-270KW/MC比CFBB炉膛受热面的100-500kw/m2℃离得多尽管BFBB稀相区内的传热系数比要低,但因在稀相层内的吸热量所占份额较小,总的来说,对于容量较小的锅炉BFBB结构受热面的钢耗量要少小些,BFBB的燃烧主要在相床给煤的平均粒径偏大,煤破碎设备较为简单,电耗也底流化速度低,细煤粒在悬浮断停留时间长,炉膛也做的低。虽埋管有磨损,但如防磨损失处理得好,一般横埋管可用五年,竖埋管可用…….采用尾部飞灰再循环,BFBB的燃烧效率可达97%,如在炉膛出口安装分离器实现热态飞灰再循环,则可高达98-99%,但此时装设分离器的目的主要是为了提高燃烧效率而不是象CFBB主要上为了改变炉内的燃烧传热机理。
CFBB的截面热负荷是BFBB的2-3倍(从上至下加起来的热负荷,而不是一层),利于大型化,炉膛内温度均匀,大气污染物排放低,燃烧效率高(可达99%以上)是在BFBB技术上的进步,具有更优越的性能,但因分离器不能捕集到细小煤粒,就需要较高炉膛,对煤的破碎粒度及操作控制等都要求较高,投资大且技术复杂,所以CFBB炉型对中小容量锅炉并无明显优势,因而国外一些研究者认为,BFBB适用于50t/h以下容量,CFBB适用于220t/h以上容量,在50-220t/h容量范围内二者共存。
我国在过去许多年中,建造了近3000台沸腾炉(即BFBB)虽然其在燃烧劣质煤方面发挥了极大的作用,但上于一直在低水平上运行,飞灰量大,含炭高,锅炉效率低下,再加上除尘方面投资不足,烟尘治理没得到很好解决,致使沸腾炉有点声名不佳。CFBB出现之后,人们便纷纷打出循环流化床锅炉的牌子,推出了不少炉型,如清华大推出的低携带率循环床锅炉,哈工大与北锅开发的带埋管和槽型分离器的循环床锅炉等,实际上都是BFBB。但它们是改进了的沸腾炉,把沸腾炉技术提高到了较高的水平,这些炉型在工业锅炉和热电联供锅炉范围内有着极强的生命力,所以我们应当为BFBB的新成绩欢呼,正其位,恢复其名誉,并在一定的锅炉容量范围内发展这种BFBB。
我国的BFBB数量居世界之首,有着长期的运行经验,故改进的BFBB技术的成熟程度较高。而CFBB技术尚有待完善和提高,在众多炉型的选择上,首先应分清其属于BFBB还是CFBB,然后再考虑其它技术指标及可靠程度,本文以下的章节则主要是针对CFBB而言,对一些二者通用的技术,则皆适用。
流化速度
流化速度对CFBB最直接最主要的影响是其对循环物料扬折夹带的作用。随着V的增加,夹带量以增长的速度快速增加.早期国外的CFBB如Lurgi技术等,V高达8-12M/S,随着高流速带来磨损及能耗等问题,逐渐降至目前的6M/S左右,我国CFBB技术开发较晚,初期因担心上述问题,有些炉子曾设计的V较低(4-5M/S)运行中发现循环物料不足,将风速提高后,状况大为改观,现也提高到5.5-6M/S,与国外炉子比较接近。
煤的粒径与煤质分折
CFBB的流化速度很高,床料粒径大亦可流化起来,如文献中可见,入炉煤粒范围可达0-12,0-20,0-25MM等,随厂家和煤种不同而给出的允许范围不同,比BFBB允许燃料粒度范围要宽,最大允许粒径也大。但根据我们的研究和国外的一些文献报导,实际上CFBB使用的燃料平均粒径比BFBB的要小得多。BFBB的平均燃料粒径达1-2MM,CFBB的平均粒径只有300-400UM,严格地说,CFBB要求燃料中有较大比例的终端速度小于流化速度的细颗粒,以使得这些细煤粒一旦入炉后能被吹到悬浮段空间去燃烧,并且同时起到增加循环物料量的作用。燃料粒径的影响主要表现在其对密相床燃烧份额和物料平衡的影响上,燃料细粒多,密相床燃烧份额小,循环物料量大。
CFBB入炉燃料粒度分布的确定与选择,与流化速度的选取有关,可见粒径对二者的影响是很大的,选定的粒度分布,应能保证在已确定的流化速度条件下,有足够细煤粒吹入悬浮段,以保证上部的燃烧份额,以及能形成足够的床料,保持物料的平衡。
影响入炉燃料粒度的主要因素还有煤的热爆性质和挥发份含量,热爆强的煤就可选择粒度较大,大煤粒入炉后受热爆裂可形成份额增加,此时入炉煤的粒度分布可放宽。
一、 二次风配比
把燃烧需要的空气分成一、二次风从不同位置分别送入流化床燃烧室,在密相床内形成还原性气氛,实现分段燃烧,可大大降低热力型NOX的形成,这是CFBB的主要优点之一,但分成一、二次风的目的还不仅仅如此,一次风比(一次风量占总风量的份额)直接决定着密相床的燃烧份额,同样的条件下,一次风比大,必然导致高的密相床燃烧份额,此时就要求有较多的温度低的循环物料返回密相床,带走燃烧释放热量,以维持密相床温度,如循环物料量不够,就会导致流化床温度过高,无法多加煤,负荷上不去,这一用来冷却床层的物料可能来自分离器搜集下来的经过冷却的循环灰,或来自沿炉膛周围膜式壁落下的循环灰,灰在下落过程中与膜式壁接触受到冷却。
从密相床的燃烧和热平衡上看,一次风比越小,对循环灰的物料平衡要求越低,但实际上一次风比的选取还受燃料粒度及性质等因素的制约,一次风比小,要求燃料中不能被吹起进入悬浮段燃烧的大颗粒比例也要小,否则大颗粒因得不到充足的氧气燃烧不完全,排放的床灰中含炭量极高,一次风比一般选择在50%左右,对无烟煤则可达60%以上。
二次风一般在密相床的上面喷入炉膛,一是补充燃烧需要的空气,再者可起到扰动作用,加强气固两相的混合,CFBB炉膛的下部多设计成渐缩型,二次风可分成几股风从不同高度送入,以保持炉内烟气流速的相对均匀。二次风口的位置亦有很大影响,如设置在密相床上面过渡区灰浓度较大的地方,就可将较多的碳粒和物料吹入空间,增大上部的燃料份额和物料浓度。
分离器
分离器对CFBB的重要作用是任何人都不会怀疑的,没有分离器也就没有CFBB。正因为如此,国内外都把相当多的注意力放到了分离器的研究开上。分离器的型式与结构形成了CFBB流派之间的区别标志之一。
CFBB分离器的主要性能指标仍是分离效率,它必须具有足够高的效率,一是提供足够的循环物料,二是收集细碳粒送回炉膛再燃烧,提高燃烧效率。CFBB循环物料的主体是200-300WM的颗粒,设计的分离器不但对此粒径有极高的分离效率(>99%),d50还应尽量小于提高碳的燃烬率。CFBB飞灰含碳量分折发现,含碳量在某一料径时达到峰值,随后又下降,这一峰值对应粒径与分离器的效率是密切相关的。
目前CFBB使用的分离器主要分为两大数,旋风分离器和惯性分离器,一般说来,旋风分离器效率较高,体积大,而惯性类分离器效率稍为逊色,但尺寸小,使锅炉结构较为紧凑。
在使用的条件上,分离器又可分为两大类,高温分离和中温分离,从对锅炉性能的影响上看,高温分离较为优越,原因是CFBB炉膛内的固体物料浓度较高,造成炉内混合较差,CO浓度较高,高温分离器内的二次燃烧可降低CO浓度,二次燃烧造成的升温有利于N2O的还原,降低N2O排放浓度。
在分离器选取上还应考虑到锅炉的容量范围,作技术经济的比较,如小型工业炉选用旋风分离器,考虑到旋风筒和料腿都需要有一定的高度,与之相匹配,炉膛也必须足够高,否则压低旋风筒及料腿的高度,势必影响其性能。此时应作出技术经济的综合分折。
回灰装置
CFBB灰循环系统中的回灰控制装置除少数为机械阀(如Luirgl的锥形阀)外,一般都采用排机械阀,如J型阀、L型阀、V型阀等,非机械阀没有活动部件,阀的开启与关闭是由给风控制的,其优越性不言而明。
非机械阀分为自平衡的和可调的两大类,J阀、V阀、LOOP seal seal port 等均属于自平衡式的,即流出量根据进入量自动调节,阀本身调流量的功能较弱,L-阀是调节型的,即可根据需要调节流量大小,作者从自己的实践中体会到,L阀运行中的最大问题是阀垂直段中料位的测量问题,因垂直段中料位太低,松动风就可能不是携带灰从水平段流出,而是从垂直段向上吹,既起不到阀的密封作用,还有可能导致结焦,这一问题应给与注意。
在非机械阀的设计中,一是注意选择合适的灰流截面,二是若回灰是高温灰,还应计算阀内的热平衡即松动风中的氧与灰中的碳接触而燃烧,释放的热量部分转化成热烟气的焓,其余的热量则加热循环灰,变为灰的显热。应控制灰的温升,防止灰温过高而结焦,这也是近年来国外发展水冷料脚的部分原因。
受热面磨损
BFBB密相床内布置有埋管受热面,受处于流化状态的床料的冲刷,金属表面一直在经受着一定程度的磨损。BFBB的磨损主要集中发生在过埋管部位,CFBB密相床内不布置埋管爱热面,磨损问题也并未因此而解决,设计时考虑稍有不周,在炉膛和灰系统的任何部位都有可能发生严重磨损。
在机理上,金属的磨损可分为两类:一是金属表面在固体颗料的冲刷下,因磨擦而导致的金属部件的逐渐失重,另一类是在金属表面形成一层氧化膜,膜的硬度很高,但较脆,在物料颗粒的冲刷下,氧化膜出现极小徽快的剥落,在剥落掉的金属表面上再形成新的氧化膜层,磨损就在这一过程中在进行。下表给出了氧化层与其它一些物质的硬度的比较(3): 表1 物料硬度表 (20℃时)
物料 石灰石硅酸盐 钢 镀层 氧化膜
硬度(HV) 140-160 800 130-250 500-1800 600-1800
可见氧化膜的硬度极高,如能在管子表面形成氧化膜,对减少磨损是极其有利的。氧气膜的形成速率很重要,若其小于磨损速率,金属表面就形成不了氧化膜。实验发现管壁温度在300多摄氏度以上时,较易形成氧化膜。
CFBB的密相床一般处于还原性气氛,对于在金属表面形成氧化膜是不利的,可用耐磨材料覆盖管子以避免严重的磨损。在还原与氧化气氛交界处,由于这一界面会上下波动,也会导致磨损加重,应与还原区同样处理。
在炉膛下部壁面垂直段与渐缩段交界处、炉顶及炉膛出口等处,都是易发生严重磨损部位,在设计时应在结构上给以考虑或加防磨措施。尾部对流受热面的磨损亦是一个必须认真对待的问题,我国先期投运的若干台CFBB已出现磨损现象。有些人认为CFBB安装有分离器,尾部烟道的飞灰浓度比BFBB低,这种认识是不全面的,安装了分离器,将其收集的灰送回炉膛,导致了炉膛内灰浓度的增加,人们针对这一高的灰浓度来设计分离器,为了能维持正常运行所需的灰循环,分离效率往高达99%以上,尽管如此之高,但由于炉内的高浓度分离器未能收集而排出灰量的绝对值可能仍很高,尾部如此之高,但由于炉内的高浓度仍很大。在尾部烟道烟气是向下流,颗粒一边随烟气流动,一边受重力作用,颗粒的绝对速度是烟气速度加上颗粒粒度又大,导致省煤器等尾部的受热面磨损严重。在省煤器等尾部受热面管束的弯头与壁面之间如间隙较大,形成烟气走廊,磨损将加速。金属壁面的磨损速率与速度呈3-3.5次方的关系,与灰颗粒直径为平方的关系。在尾部烟道设计时应充分考虑上述因素,选择合适风速,设计合理结构,避免受热面的严重磨损。
6. 钛的 冶炼
TiCl4 + 4Na=高温熔融=4NaCl + Ti 在无水、有惰性保护气的条件下反应。
7. 碟式分离机的排渣方式
利用环状活门启、闭排渣口进行间歇排渣,又称自动排渣碟式分离机。整体结构与人工排渣碟式分离机相似,特点是转鼓(图4)内有活门排渣装置,可不停机卸除转鼓内的沉渣。操作时,由转鼓中心加料管加入悬浮液进行分离,活门下面的密封水总压力大于悬浮液作用在活门上面的总压力,活门位置在上,关闭排渣口(图左边的分离状态)。排渣时,停止加料并由转鼓底部加入操作水,开启转鼓周边的密封水泄压阀,排出密封水,活门受转鼓内悬浮液压力的作用迅速下降,开启排渣口(图右边的状态) 。排尽转鼓内的沉渣和液体后,停止供给操作水,泄压阀闭合,密封水压升高,活门上升关闭排渣口,完成一次工作循环。自动控制活门排渣的方法有:①用时间继电器按预定操作周期控制排渣;②用光电管监控分离液澄清度控制排渣;③根据转鼓内沉渣聚积程度,由压力信号或渣面信号控制排渣。排渣时间一般为1~2秒。部分排渣的转鼓可控制更短的排渣时间,仅排出转鼓内沉渣的一部分,不排出液体,排渣时可不停止进料,连续分离,提高了处理能力。这种分离机最大处理量可达60米3/小时,适用于处理固体颗粒直径为0.001~0.5毫米,固液相密度差大于0.01千克/分米3固相浓度小于10%的悬浮液和乳浊液。
8. 沸腾炉和循环流化床锅炉的区别
近年来我国推出的流化床锅炉结构类型已有若干种,从受热面布置来说,有密相床带埋管的,有不带埋管的;流化速度有的低至3-4米/秒,有的高至5-6米/秒;分离器的种类更多,如高温旋风分离器;中温旋风分离器、卧式旋风分离器、平面流百叶窗、槽形钢分离器等型式,都称之为循环流化床锅炉。但从机理看,是否属于CFBB还有待商椎。
众所周知,流化床锅炉分为两大类:鼓泡流化床锅炉(BFBB)和循环流化床锅炉(CF-BB)。到目前为止,二者之间尚无明确而权威的分类法,有人主张以流化速度来分类,但从气固两相动力学来看,风速相对于颗粒粒径、密度才有意义,还有人主张以密相区是鼓泡还是湍动床或快速来区分,但锅炉使用的是宽筛力燃料,以煤灰为床料的锅炉往密相床是鼓床,故此分法仍欠全面。还有人以是否有灰的循环为标准等等,都有些顾此失彼。以作者之见,我们不妨从燃烧的机理上来分。鼓泡床锅炉的燃烧主要发生在炉膛下部的密相区,如我国编制的《工业锅炉技术手册(第二册)》推荐,对于一般的矸石烟煤、贫煤和无烟煤密相区份额高达75%-95%,燃烧需要的空气也主要以一次风送入床层.循环流化锅炉的一次风份额一般为50%-60%。密相床的燃烧份额受流化速度、燃料粒径及性质、床层高度、床温等影响在上述数值的上下波动。其余的燃料则在炉膛上部的稀相区悬浮燃烧,所以在燃烧的机理上,BFBB接近于层燃炉,而CFBB更接近于室燃炉,二者在这一方面存在着极大的差异,所以以此划分似乎更为合理。
鼓泡流化床锅炉密相床的燃烧份额大,需布置埋管受热面以吸收燃烧释放。埋管的传热系数高达220-270KW/MC比CFBB炉膛受热面的100-500kw/m2℃离得多尽管BFBB稀相区内的传热系数比要低,但因在稀相层内的吸热量所占份额较小,总的来说,对于容量较小的锅炉BFBB结构受热面的钢耗量要少小些,BFBB的燃烧主要在相床给煤的平均粒径偏大,煤破碎设备较为简单,电耗也底流化速度低,细煤粒在悬浮断停留时间长,炉膛也做的低。虽埋管有磨损,但如防磨损失处理得好,一般横埋管可用五年,竖埋管可用…….采用尾部飞灰再循环,BFBB的燃烧效率可达97%,如在炉膛出口安装分离器实现热态飞灰再循环,则可高达98-99%,但此时装设分离器的目的主要是为了提高燃烧效率而不是象CFBB主要上为了改变炉内的燃烧传热机理。
CFBB的截面热负荷是BFBB的2-3倍(从上至下加起来的热负荷,而不是一层),利于大型化,炉膛内温度均匀,大气污染物排放低,燃烧效率高(可达99%以上)是在BFBB技术上的进步,具有更优越的性能,但因分离器不能捕集到细小煤粒,就需要较高炉膛,对煤的破碎粒度及操作控制等都要求较高,投资大且技术复杂,所以CFBB炉型对中小容量锅炉并无明显优势,因而国外一些研究者认为,BFBB适用于50t/h以下容量,CFBB适用于220t/h以上容量,在50-220t/h容量范围内二者共存。
我国在过去许多年中,建造了近3000台沸腾炉(即BFBB)虽然其在燃烧劣质煤方面发挥了极大的作用,但上于一直在低水平上运行,飞灰量大,含炭高,锅炉效率低下,再加上除尘方面投资不足,烟尘治理没得到很好解决,致使沸腾炉有点声名不佳。CFBB出现之后,人们便纷纷打出循环流化床锅炉的牌子,推出了不少炉型,如清华大推出的低携带率循环床锅炉,哈工大与北锅开发的带埋管和槽型分离器的循环床锅炉等,实际上都是BFBB。但它们是改进了的沸腾炉,把沸腾炉技术提高到了较高的水平,这些炉型在工业锅炉和热电联供锅炉范围内有着极强的生命力,所以我们应当为BFBB的新成绩欢呼,正其位,恢复其名誉,并在一定的锅炉容量范围内发展这种BFBB。
我国的BFBB数量居世界之首,有着长期的运行经验,故改进的BFBB技术的成熟程度较高。而CFBB技术尚有待完善和提高,在众多炉型的选择上,首先应分清其属于BFBB还是CFBB,然后再考虑其它技术指标及可靠程度,本文以下的章节则主要是针对CFBB而言,对一些二者通用的技术,则皆适用。
流化速度
流化速度对CFBB最直接最主要的影响是其对循环物料扬折夹带的作用。随着V的增加,夹带量以增长的速度快速增加.早期国外的CFBB如Lurgi技术等,V高达8-12M/S,随着高流速带来磨损及能耗等问题,逐渐降至目前的6M/S左右,我国CFBB技术开发较晚,初期因担心上述问题,有些炉子曾设计的V较低(4-5M/S)运行中发现循环物料不足,将风速提高后,状况大为改观,现也提高到5.5-6M/S,与国外炉子比较接近。
煤的粒径与煤质分折
CFBB的流化速度很高,床料粒径大亦可流化起来,如文献中可见,入炉煤粒范围可达0-12,0-20,0-25MM等,随厂家和煤种不同而给出的允许范围不同,比BFBB允许燃料粒度范围要宽,最大允许粒径也大。但根据我们的研究和国外的一些文献报导,实际上CFBB使用的燃料平均粒径比BFBB的要小得多。BFBB的平均燃料粒径达1-2MM,CFBB的平均粒径只有300-400UM,严格地说,CFBB要求燃料中有较大比例的终端速度小于流化速度的细颗粒,以使得这些细煤粒一旦入炉后能被吹到悬浮段空间去燃烧,并且同时起到增加循环物料量的作用。燃料粒径的影响主要表现在其对密相床燃烧份额和物料平衡的影响上,燃料细粒多,密相床燃烧份额小,循环物料量大。
CFBB入炉燃料粒度分布的确定与选择,与流化速度的选取有关,可见粒径对二者的影响是很大的,选定的粒度分布,应能保证在已确定的流化速度条件下,有足够细煤粒吹入悬浮段,以保证上部的燃烧份额,以及能形成足够的床料,保持物料的平衡。
影响入炉燃料粒度的主要因素还有煤的热爆性质和挥发份含量,热爆强的煤就可选择粒度较大,大煤粒入炉后受热爆裂可形成份额增加,此时入炉煤的粒度分布可放宽。
一、 二次风配比
把燃烧需要的空气分成一、二次风从不同位置分别送入流化床燃烧室,在密相床内形成还原性气氛,实现分段燃烧,可大大降低热力型NOX的形成,这是CFBB的主要优点之一,但分成一、二次风的目的还不仅仅如此,一次风比(一次风量占总风量的份额)直接决定着密相床的燃烧份额,同样的条件下,一次风比大,必然导致高的密相床燃烧份额,此时就要求有较多的温度低的循环物料返回密相床,带走燃烧释放热量,以维持密相床温度,如循环物料量不够,就会导致流化床温度过高,无法多加煤,负荷上不去,这一用来冷却床层的物料可能来自分离器搜集下来的经过冷却的循环灰,或来自沿炉膛周围膜式壁落下的循环灰,灰在下落过程中与膜式壁接触受到冷却。
从密相床的燃烧和热平衡上看,一次风比越小,对循环灰的物料平衡要求越低,但实际上一次风比的选取还受燃料粒度及性质等因素的制约,一次风比小,要求燃料中不能被吹起进入悬浮段燃烧的大颗粒比例也要小,否则大颗粒因得不到充足的氧气燃烧不完全,排放的床灰中含炭量极高,一次风比一般选择在50%左右,对无烟煤则可达60%以上。
二次风一般在密相床的上面喷入炉膛,一是补充燃烧需要的空气,再者可起到扰动作用,加强气固两相的混合,CFBB炉膛的下部多设计成渐缩型,二次风可分成几股风从不同高度送入,以保持炉内烟气流速的相对均匀。二次风口的位置亦有很大影响,如设置在密相床上面过渡区灰浓度较大的地方,就可将较多的碳粒和物料吹入空间,增大上部的燃料份额和物料浓度。
分离器
分离器对CFBB的重要作用是任何人都不会怀疑的,没有分离器也就没有CFBB。正因为如此,国内外都把相当多的注意力放到了分离器的研究开上。分离器的型式与结构形成了CFBB流派之间的区别标志之一。
CFBB分离器的主要性能指标仍是分离效率,它必须具有足够高的效率,一是提供足够的循环物料,二是收集细碳粒送回炉膛再燃烧,提高燃烧效率。CFBB循环物料的主体是200-300WM的颗粒,设计的分离器不但对此粒径有极高的分离效率(>99%),d50还应尽量小于提高碳的燃烬率。CFBB飞灰含碳量分折发现,含碳量在某一料径时达到峰值,随后又下降,这一峰值对应粒径与分离器的效率是密切相关的。
目前CFBB使用的分离器主要分为两大数,旋风分离器和惯性分离器,一般说来,旋风分离器效率较高,体积大,而惯性类分离器效率稍为逊色,但尺寸小,使锅炉结构较为紧凑。
在使用的条件上,分离器又可分为两大类,高温分离和中温分离,从对锅炉性能的影响上看,高温分离较为优越,原因是CFBB炉膛内的固体物料浓度较高,造成炉内混合较差,CO浓度较高,高温分离器内的二次燃烧可降低CO浓度,二次燃烧造成的升温有利于N2O的还原,降低N2O排放浓度。
在分离器选取上还应考虑到锅炉的容量范围,作技术经济的比较,如小型工业炉选用旋风分离器,考虑到旋风筒和料腿都需要有一定的高度,与之相匹配,炉膛也必须足够高,否则压低旋风筒及料腿的高度,势必影响其性能。此时应作出技术经济的综合分折。
回灰装置
CFBB灰循环系统中的回灰控制装置除少数为机械阀(如Luirgl的锥形阀)外,一般都采用排机械阀,如J型阀、L型阀、V型阀等,非机械阀没有活动部件,阀的开启与关闭是由给风控制的,其优越性不言而明。
非机械阀分为自平衡的和可调的两大类,J阀、V阀、LOOP seal seal port 等均属于自平衡式的,即流出量根据进入量自动调节,阀本身调流量的功能较弱,L-阀是调节型的,即可根据需要调节流量大小,作者从自己的实践中体会到,L阀运行中的最大问题是阀垂直段中料位的测量问题,因垂直段中料位太低,松动风就可能不是携带灰从水平段流出,而是从垂直段向上吹,既起不到阀的密封作用,还有可能导致结焦,这一问题应给与注意。
在非机械阀的设计中,一是注意选择合适的灰流截面,二是若回灰是高温灰,还应计算阀内的热平衡即松动风中的氧与灰中的碳接触而燃烧,释放的热量部分转化成热烟气的焓,其余的热量则加热循环灰,变为灰的显热。应控制灰的温升,防止灰温过高而结焦,这也是近年来国外发展水冷料脚的部分原因。
受热面磨损
BFBB密相床内布置有埋管受热面,受处于流化状态的床料的冲刷,金属表面一直在经受着一定程度的磨损。BFBB的磨损主要集中发生在过埋管部位,CFBB密相床内不布置埋管爱热面,磨损问题也并未因此而解决,设计时考虑稍有不周,在炉膛和灰系统的任何部位都有可能发生严重磨损。
在机理上,金属的磨损可分为两类:一是金属表面在固体颗料的冲刷下,因磨擦而导致的金属部件的逐渐失重,另一类是在金属表面形成一层氧化膜,膜的硬度很高,但较脆,在物料颗粒的冲刷下,氧化膜出现极小徽快的剥落,在剥落掉的金属表面上再形成新的氧化膜层,磨损就在这一过程中在进行。下表给出了氧化层与其它一些物质的硬度的比较(3): 表1 物料硬度表 (20℃时)
物料 石灰石硅酸盐 钢 镀层 氧化膜
硬度(HV) 140-160 800 130-250 500-1800 600-1800
可见氧化膜的硬度极高,如能在管子表面形成氧化膜,对减少磨损是极其有利的。氧气膜的形成速率很重要,若其小于磨损速率,金属表面就形成不了氧化膜。实验发现管壁温度在300多摄氏度以上时,较易形成氧化膜。
CFBB的密相床一般处于还原性气氛,对于在金属表面形成氧化膜是不利的,可用耐磨材料覆盖管子以避免严重的磨损。在还原与氧化气氛交界处,由于这一界面会上下波动,也会导致磨损加重,应与还原区同样处理。
在炉膛下部壁面垂直段与渐缩段交界处、炉顶及炉膛出口等处,都是易发生严重磨损部位,在设计时应在结构上给以考虑或加防磨措施。尾部对流受热面的磨损亦是一个必须认真对待的问题,我国先期投运的若干台CFBB已出现磨损现象。有些人认为CFBB安装有分离器,尾部烟道的飞灰浓度比BFBB低,这种认识是不全面的,安装了分离器,将其收集的灰送回炉膛,导致了炉膛内灰浓度的增加,人们针对这一高的灰浓度来设计分离器,为了能维持正常运行所需的灰循环,分离效率往高达99%以上,尽管如此之高,但由于炉内的高浓度分离器未能收集而排出灰量的绝对值可能仍很高,尾部如此之高,但由于炉内的高浓度仍很大。在尾部烟道烟气是向下流,颗粒一边随烟气流动,一边受重力作用,颗粒的绝对速度是烟气速度加上颗粒粒度又大,导致省煤器等尾部的受热面磨损严重。在省煤器等尾部受热面管束的弯头与壁面之间如间隙较大,形成烟气走廊,磨损将加速。金属壁面的磨损速率与速度呈3-3.5次方的关系,与灰颗粒直径为平方的关系。在尾部烟道设计时应充分考虑上述因素,选择合适风速,设计合理结构,避免受热面的严重磨损。
9. 垃圾焚烧炉都有哪几种工作原理是什么
垃圾焚烧炉有6种,分别是:流化床焚烧炉、机械炉排焚烧炉、回转式焚烧炉、气化熔融焚烧炉、脉冲抛式炉排焚烧炉、CAO焚烧炉。
1、流化床焚烧炉
工作原理:
炉体是由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂,将石英砂加热到600℃以上,并在炉底鼓入200℃以上的热风,使热砂沸腾起来,再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾,垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧,燃尽的垃圾比重较大,落到炉底,经过水冷后,用分选设备将粗渣、细渣送到厂外,少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。
特点:
可回收垃圾中的有用物质,焚烧炉焚烧的是分类后的有机垃圾,发热量高,生成一氧化碳等可燃气体多,发电量高。但在我国,实际生活垃圾分类相当少,CAO炉不太适宜我国的垃圾焚烧。
10. 佳木斯海绵钛
一个海绵肽工厂对周边有危害,有重金属污染。伤害人的神经系统,和大脑系统,又是对血液也有伤害,你们要到环保部门查证他们的审批手续,有一些有害的项目,他们知道明着办批不下来,就来个先斩后奏,你去查了,如果没有就举报他们,上边对环保问题查得很严。快去,别让他们得手了。
虽然我不是佳木斯的,但我支持你!