1. 煙氣在線監測系統
摘 要:隨著我國經濟的發展、國際地位的不斷提升,環境問題也越發嚴重,環境監測成為了環境保護的必要保障。煙氣在線監測系統是根據特定的儀器進行環境參數的採集,並且對空氣中或者煙氣中的顆粒物、氮氧化物進行在線監測,因此面對日趨嚴重的環境問題,研究煙氣在線監測系統具有強烈的現實意義,本文將深入的探討在煙氣日常絕盯升在線監測工作中容易出現的問題,並根據長期的實踐,對煙氣在線系統的應用進行探討,以供相關從業人員借鑒學習。
關鍵詞:煙氣;監測系統;應用;異常分析
隨著我國進入二十一世紀以來經濟發展帶動各個領域的發展,工業領域也隨之發展起來,同時環境問題也成為了我國工業實現現代化的最大阻礙,空氣污染是環境污染中應該研究的首要問題,為了減少二氧化硫、氮氧化物的排放,為我國能夠在環保的前提下實現又好則埋又快發展,研究火電行業的煙氣監測問題責無旁貸,在採集到參數的基礎上進行污染管控是現代火電行業管理的首要問題。
一、煙氣在線檢測系統介紹
煙氣在線並老監測系統是利用特定的儀器對固定污染源顆粒物濃度和氣態污染物濃度以及污染物排放總量進行連續自動監測,同時各種相關的環保設備如脫硫、脫硝等裝置也依靠煙氣在線監測系統進行監控和管理,從而實現控制污染的情況。煙氣在線監測系統由氣態污染物檢測子系統(用於
2. 工業煙塵,粉塵采用什麼廢氣處理設備方法
常用的廢氣處理方法有吸附法、吸收法、催化燃燒法、熱力燃燒法等.選用廢氣處理方法時,應根據具體情況優先選用費用低、耗能少、無二次污染的方法,盡量做到化害為利,充分回收利用成分和余熱.多數情況下,石油化工業因排氣濃度高,採用冷凝、吸收、直接燃燒等方法;塗料施工、印刷等行業因排氣濃度低,採用吸附、催化燃燒等方法.
廢氣處理主要是指針對工業場所產生的工業廢氣諸如粉塵顆粒物、煙氣煙塵、異味氣體、有毒有害氣體進行治理的一種凈化手段.常見的廢氣處理有煙塵廢氣處理、粉塵廢氣處理、有機廢氣處理、廢氣異味處理、酸鹼廢氣處理等.
3. 窯爐臭氧脫硝中硝酸鹽是怎麼來的
引言隨著國家對大氣污染控制的要求日漸嚴格,限制排 放的污染物種類也在逐步增多,氮氧化物的排放治理 要求已經再次被明確化。如2004年發布的《水泥廠大氣 污染物排放標准》中對NO ;2011年7月發布的《火電廠大氣污染物排放標准》中對NO 排放要求為100mg/Nm 在工業窯爐的煙氣治理上,國家和地方政府的政策以及企業自身都要求推進脫硝裝置的配備與升級。大型 火電廠的煙氣脫硝技術使用較早,給工業窯爐的脫硝治 理提供了可借鑒的技術參考。工業窯爐煙氣脫硝技術的 應用,必將成為繼火電脫硝之後的重要環保舉措。 國內主要工業窯爐概況窯爐是用耐火材料砌成、用以煅燒物料或燒成製品 的設備。按煅燒的物料品種主要分為水泥窯、玻璃窯、 搪瓷窯、陶瓷窯、石灰窯等。根據現有環保標准,水泥 窯和玻璃窯已經有了對氮氧化物的排放要求。 2.1 水泥窯 2000年以來,新型干法水泥窯爐的大量推廣,改變 了原來以立窯為主的水泥生產格局,有力推動了節能 環保工作的開展。新型干法水泥技術是以懸浮預熱和預 分解技術裝備為核心,以先進的環保、熱工、粉磨、均 化、儲運、在線檢測、信息化等技術裝備為基礎;採用 新技術和新材料;節約資源和能源,充分利用廢料、廢 渣,促進循環經濟,實現人與自然和諧相處的現代化水 泥生產方法喊讓。 目前國內共有新型干法水泥生產線約1600條, 年水泥產量約20億噸,氮氧化物年排放量約220萬 噸(見圖1)。總體水泥窯爐氮氧化物原始排放值在 800~1000mg/Nm 於國家「十二五」發展規劃對氮氧化物的減排提出了明確要求,部分省市已將標准提高,如廣東省部分區 域新建線和現有線執行500mg/銀枝Nm 標准,福建省改造線執行550mg/Nm 標准,浙江省杭州水泥企業執行150mg/Nm 標准等。據悉,2012年國鄭搏局家將會再次調高水泥窯爐氮氧化物排放要求。 17 CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2012.11 EngineeringApplication 2.2 玻璃窯爐 隨著國內房地產行業的突飛猛進,帶動了建材行業 的產能快速增長,玻璃行業中以平板玻璃產量為最。 據相關統計數據表明,國內平板玻璃的生產線已超260 條,2011年全國浮法玻璃產量達7.38億重量箱,平板玻 璃氮氧化物年排放量約11萬噸(估算值)。對於現在玻 璃窯爐不同燃料的使用情況,氮氧化物原始排放濃度 基本在1800~2800mg/Nm ,對於部分採用純氧燃燒和富氧燃燒技術的窯爐,氮氧化物原始排放濃度基本可小於 700mg/Nm 目前,就國內工業窯爐的脫硝,國家尚未出台相關鼓勵政策,部分環保先行省份有各自不同的補助標准, 如江蘇科行公司承擔的陝西聲威、寧夏平羅恆達兩家水 泥企業的脫硝工程水泥企業都得到了當地政府50%的補 貼;杭州的補貼上限比例是70%。關於工業窯爐脫硝的 補助措施,仍會有一系列的爭論和探討。 脫硝技術應用工業窯爐位於我國氮氧化物排放貢獻率的第三名, 僅次於火電和機動車排放量,其中又以水泥行業的排放 量最高。「十二五」期間,在氮氧化物減排政策的總體 規劃和各級政府、環保部門的要求下,工業窯爐的脫硝 也將呈現出強大的市場需求。 3.1 主要脫硝技術及比較 煙氣中氮氧化物的處理階段一般分為燃料前期處 理、燃燒過程式控制制和後期煙氣脫硝。燃料前期處理即是 對燃料進行脫氮處理,暫無工業應用;燃燒過程式控制制主 要是改善燃燒狀態,控制過量空氣、降低燃燒溫度、煙 氣還原場等原理;而後期煙氣脫硝技術主要是選擇性 非催化還原反應(SNCR)技術、選擇性催化還原反應 (SCR)技術和聯合脫硝技術(SNCR+SCR)以及正在發 展的一體化脫硝技術。另外還有微生物法、電子束法、 活性炭吸附法等技術,但均因運行成本、操作難度等原 因未得到工程應用與推廣。 (1)低氮燃燒技術和低氮燃燒器 低氮燃燒技術只有初期的投資而沒有運行費用,是 一種比較經濟的控制氮氧化物的方法。它根據氮氧化物 的生成原理主要有燃料型、熱力型和瞬時型,低氮燃燒 技術主要是控制熱力型氮氧化物的生成量,分解已生成 的氮氧化物。設備上主要是採用低氮燃燒器,工藝上有 空氣、燃料分級技術、還原爐膛等技術,採用冷卻、循 環等方式控制燃燒溫度,減少空氣在高溫區的停留時間 等,從而達到低氮燃燒的目的。低氮燃燒器主要有混合 促進型、自身再循環型、多股燃燒型、階段燃燒型和噴 水燃燒型等,通過調整燃燒理論當量比、降低燃燒溫 度、降低空氣濃度等技術原理,達到控制氮氧化物產生 的目的。 (2)純氧、富氧燃燒 該技術與低氮燃燒技術的出發點相同,均是降低熱 力型氮氧化物的生成,此技術是直接降低進入燃燒區域 的氮氣含量,減少熱力型氮氧化物的氮氣來源。在燃燒 中,不但可做到降低氮氧化物生成量,還因燃燒煙氣量 的減少,降低了熱耗損失,其較高的燃燒效率,有較明 顯的節能效果。但在氧氣的制備設備和燃燒窯爐成本上 有所增加,是較有潛力的節能環保技術。 (3)選擇性非催化還原反應(SNCR)技術 SNCR原理是氨基還原劑在850~1050的溫度下, 與煙氣中的NO 反應生成無害的氮氣和水。無需專門的反應器,在煙道、允許的爐膛均可實施脫硝。噴入的還 原劑一般為液態,可採用的還原劑有氨水和尿素。主要 由還原劑制備系統(尿素溶液制備、存儲或是氨水的存 儲)、高流量循環模塊、稀釋計量模塊、分配模塊、稀 釋水系統、壓縮空氣系統組成。脫硝效率在30%~70%。 (4)選擇性催化還原反應(SCR)技術 SCR原理是在催化劑和合適的溫度條件下,促使噴 入的氨基還原劑與煙氣中的NO 反應生成無害的氮氣和水。這種技術需要有催化劑和專門的反應器,工藝布置 需要考慮整體布局。噴入的還原劑為氣態,可採用的還 原劑有氨水、尿素和液氨,以上還原劑原料需有各自的 氮氧化物貢獻比例圖18 中國環保產業 2012.11 EngineeringApplication 制備工藝。主要由還原劑存儲制備系統、計量稀釋組 件、噴氨組件和反應器(催化劑)組成。脫硝效率可達 90%及以上。 (5)SNCR+SCR聯合脫硝技術 該技術的誕生,可較好解決SCR一次投資過高及 SNCR無法達到現有環保要求的問題。採用投資少的 SNCR作為一次脫硝,再通過SCR完成二次脫硝,其中 採用的氨基還原劑可得到較好的連續利用,氨逃逸僅 為SCR水平,聯合脫硝中的SCR部分投資比僅採用SCR 的投資節省超過1/3,是較為經濟的組合脫硝技術。該 技術同時可為後期更嚴格的NO 減排要求預留能力。(6)一體化脫硝技術和活性炭脫硝技術 該技術可同時處理多種污染物,一直是環保行業的 重點研究方向,現多數技術都在研究和試驗中,但暫未 能工業化應用。活性炭作為一體化技術中的可行方案, 其可行性已經得到認可,其在低溫脫硝上也具有較強 的適應能力,因而活性炭脫硝技術會在今後有較大的 發展。 綜上,工業應用上較成熟的煙氣氮氧化物控制技術 主要是低氮燃燒、SNCR技術和SCR技術。 3.2 工業窯爐脫硝技術方案 平板玻璃窯爐和新型干法水泥窯是工業窯爐中典型 的兩類窯爐。其煙氣脫硝治理技術的研究和探索,具有 較強的現實意義。針對現有技術及應用情況,主要有以 下脫硝工藝方案。 玻璃窯爐玻璃窯爐中,現規模和產量最大的是平板玻璃。在 平板玻璃窯爐煙氣脫硝技術的選擇上,至少需要考慮如 下幾點: 1)脫硝效率要求。按現《平板玻璃工業大氣污染 物排放標准》要求,NO 現有窯爐煙氣初始氮氧化物排放濃度(不含純氧、富氧燃燒窯爐)為2200mg/Nm ,脫硝效率>70%,且須有達到更高要求的能力。 2)粉塵適應性。需能滿足玻璃窯爐具有黏性的超細 粉塵。某玻璃窯爐的粉塵粒徑分布情況見表1,玻璃窯爐 的灰分分析結果見表2。 3)鹼性氧化物的影響。從表1、表2可見,玻璃窯 爐爐灰中Na O佔有較大比例,若採用SCR脫硝技術,則必須考慮催化劑的耐受性和降低鹼性氧化物的措施。 4)合理脫硝溫度段的選擇。玻璃窯爐中,熔窯內溫 度約1600,主煙道出口400~550。 5)對玻璃窯爐的影響。對玻璃窯爐壓力、風量、 溫度的影響。 根據以上條件,可選擇高溫電除塵+SCR脫硝技術, 原因如下: 1)窯爐的溫度段,SNCR技術難以採用,且無法一 次達到脫硝要求。 2)通過與余熱鍋爐的結合,可有效解決窯爐的溫度 段問題,因而可採用SCR脫硝技術。 3)低氮燃燒技術無法一次達到脫硝要求,且對窯爐 生產有影響,可作為後期環保要求提高後的改造措施。 在SCR反應器前採用合理優化後高溫除塵予以收集粉塵,可減少鹼性氧化物對催化劑的損害。 玻璃窯爐脫硝工藝見圖2、圖3。 某玻璃窯爐的粉塵粒徑分布粉塵粒徑 5~1010~20 20~30 30~40 >40 分布(V%) 5.6 18.9 33.4 18.6 某玻璃窯爐灰分分析成分 Na CaOFe 42.8236.31 8.5 4.5 4.2 2.22 1.1 0.2 0.15 玻璃窯爐脫硝工藝目前國內玻璃窯爐的燃料主要為重油、石油焦、天 然氣、煤制氣等。因採用燃料的不同,煙氣成分也有差 異,在脫硝的選擇上也會有不同側重點。在工藝布置 19 CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY 2012.11 EngineeringApplication 上,根據窯爐灰分的具體情況,可選擇以上兩種工藝布 置。圖3中的玻璃窯爐脫硝工藝增加了煙氣調質功能, 起到了改善粉塵比電阻和降低粉塵黏性的作用,更適合 玻璃窯爐煙氣脫硝。 玻璃窯爐煙氣脫硝還原劑的選擇可採用液氨或氨 水。要根據廠區自身情況選擇,如部分廠內有液氨儲備, 則適合選擇液氨作為還原劑;對於附近有氨水供應的 玻璃廠來說,氨水將更適合,且在部分窯爐上可做到氨 水直噴,可減少氨水制備氨氣的設備投入和運行成本。 (2)水泥窯爐 新型干法水泥窯採用了窯外預分解和懸浮預熱技 術,其燃料的燃燒分為窯內燃燒和窯外預分解燃燒。其 中約60%的燃料在分解爐內燃燒,燃燒溫度在900范 圍,氮氧化物生成主要來自燃料燃燒,總生成量小;另 約40%的燃料於回轉窯內燃燒,燃燒溫度在1600以上, 此溫度下,除有燃料自身燃燒產生的氮氧化物外,還有 較多的熱力型氮氧化物生成。部分生產線採用的低氮燃 燒技術,整體排放濃度在800mg/Nm 左右。對於水泥窯煙氣脫硝,需至少考慮以下幾點: 1)可提升的脫硝效率要求。水泥窯爐現執行的是 2004年出台的《水泥廠大氣污染物排放標准》,其對氮 氧化物的要求已不太適應,今後標准必將會趨嚴。國家 已經在制定新的水泥大氣污染物排放標准,各省市為完 成氮氧化物的總量控制目標,也都制定了區域目標。 2)溫度適應性。從溫度上來說,工藝內具備SNCR 的脫硝條件。懸浮預熱器出口溫度約350,同時適應 SCR的脫硝溫度需求。 3)高濃度粉塵的影響。懸浮預熱器出口粉塵濃度高 達60g/Nm 以上。某水泥窯灰分分析結果見表3。部分省市,企業可直接採用低氮燃燒+SCR技術一步到 位滿足排放要求;對於氮氧化物排放標准要求不高的地 區,可採用低氮燃燒+SNCR技術,預留SCR。採用分步 實施,在環保要求提高後,再上SCR,最後達到低氮燃 燒+SNCR+SCR的脫硝工藝模式。對於現有水泥廠SCR脫 硝的工藝設計可按圖5所示的流程進行工藝布置。不同 技術對水泥窯爐的脫硝效果見表4。 某水泥窯灰分分析情況成分 Na CaOMgO 質量(%) 2.5 0.6 49.05 6.86 17.27 17.68 1.7 4)對水泥窯爐產量的影響。 根據以上條件,SCR技術和SNCR技術均可適應於 水泥窯爐脫硝(見圖4、圖5),低氮燃燒更在水泥窯爐 上有先導作用。其中考慮高粉塵對SCR催化劑的影響, 採用SCR脫硝進口高溫預除塵技術和調整催化劑抗磨性 等方式來適應。對於現已對氮氧化物排放要求較高的 不同技術對水泥窯爐的脫硝效果前段治理方法 適用窯型 減排效率(%)低氮燃燒器 所有窯型 5~20 燃料分級燃燒技術 預分解爐 5~20 空氣分級燃燒技術 預分解爐 5~20 SNCR 所有窯型 30~70 SCR 預分解爐 70~95 工程案例隨著工業窯爐脫硝工作的開展,國內也出現工業窯 爐的脫硝先驅者。在玻璃行業里有吳江南玻玻璃窯爐脫 硝工程、東莞南玻玻璃窯爐脫硝工程、福建旗濱玻璃窯 爐脫硝工程、江門華爾潤玻璃窯爐脫硝工程以及部分未 安裝項目;水泥行業里有寧夏平羅水泥窯爐脫硝工程、 20 中國環保產業 2012.11 EngineeringApplication 陝西聲威建材水泥窯爐脫硝工程等。 4.1 吳江南玻玻璃有限公司天然氣浮法玻璃煙氣脫硝 項目 該項目是國內第一個玻璃行業煙氣脫硝項目,項目 中包括一條600t/d和一條900t/d特種浮法玻璃生產線。項 目採用高溫除塵加SCR脫硝方式。設計要求為:出口氮氧 化物濃度小於700mg/Nm 。該項目中兩條生產線現均完成了試運,脫硝效率大於80%, 出口氮氧化物濃度可穩定控制在小於400mg/Nm ,粉塵濃度小於50mg/Nm ,達到設計要求。該項目為中國玻璃行業第一個煙氣脫硝項目、第一個玻璃高溫除塵項目,開 啟了國內浮法玻璃窯爐脫硝序幕。 4.2 陝西聲威建材集團有限公司1#2500t/d水泥新型干 法生產線脫硝項目 該項目是國內較早的水泥窯脫硝項目。項目採用 SNCR脫硝技術,還原劑可採用氨水或尿素。項目設計脫 硝效率不小於60%,出口氮氧化物濃度小於400mg/Nm 對窯爐產量影響小於5%,經環保監測驗證,效率穩定在60.6%,達到設計要求。控制系統接入水泥窯爐DCS 系統,並設置在線煙氣檢測系統,實時檢測煙氣排放。 結語「十二五」規劃提出的氮氧化物減排任務,對於工 業窯爐是較大的考驗。在環保技術上將進入整合和總體 控制階段,進一步改變以前較獨立的環保技術應用(如 單純的脫硫、除塵)。在煙氣治理上,需要從工藝流程 考慮,更要關注污染物的協同處理,促使多種技術創新 與融合。目前國內企業將已有的火電脫硝相關技術應用 經驗,結合各工業窯爐燃燒特點和煙氣的特點,予以創 新、引進和整合,必將能滿足國家的環保要求。隨著時 間的推移,脫硝技術也必將不斷發展,各工業窯爐的脫 硝工藝也將逐步成熟和完備。
4. 氧化鋯氧量分析儀的基本簡介
氧化鋯氧量分析儀(Zirconia Oxygen Analyzer),又稱氧化鋯氧分析儀、氧化鋯分析儀、氧化鋯氧量計、氧化鋯氧量表,主要用於測量燃燒過程中煙氣的含氧濃度,同樣液李也適用於非燃燒氣體氧濃度測量。在感測器內溫度恆定的電化學電池產生一個毫伏電勢,這個電勢直接反應出煙氣中含氧濃度值。 將此分析儀應用於燃燒監視與控制,將有助於充分燃燒,減少CO2、SOx及NOx的排放,從而為防止全球變暖及空氣污染做出貢獻。同時,氧化鋯氧量分析儀還可用於氣氛控制,精確控制工藝生產過程;採用兩只探頭測出干氧、濕氧可以換算出水分含量。
氧化鋯氧量分析儀廣泛應用於多種行業的燃燒監視與控制過程,並且幫助各行業領域取得了相當可觀的節能效果。應用領域包此蔽括能耗行業,如鋼鐵業、電子電力業、石油化工業、制陶業、造紙業、食品業、紡織品業,還包括各種燃燒設備,如焚燒爐、中小型鍋爐等。 供給加熱爐、鍋爐等加熱設備的燃料燃燒熱並不是全部被利用了。以軋鋼加熱爐或鍋爐為例,有效熱是為了使物料加熱或熔化(以及工藝過程的進行)所必須傳入的熱量,爐子煙氣帶走的物理熱是熱損失中主要部分。當鼓風量過大時(即空燃比α偏大),雖然能使燃料充分燃燒,但煙氣中過剩空氣量偏大,表現為煙氣中O2含量高,過剩空氣帶走的熱損失Q1值增大,導致熱效率η偏低。與此同時,過量的氧氣會與燃料中的S、煙氣中的N2反應生成SO2、NOX等有害物質。而對於軋鋼加熱爐,煙氣中氧含量過高還會導致鋼坯氧化鐵皮增厚,增加氧化燒損。
當鼓風量偏低時(即空燃比α減小),表現為煙氣中O2含量低,CO含量高,雖說排煙熱損失小,但燃料沒有完全燃燒,熱損失Q2增大,熱效率η也將降低。另外,煙囪也會冒黑煙而污染環境。
所謂提高燃燒效率,就是要適量的燃料與適量的空氣組成最佳比例進行燃燒。熱效率與煙氣中的CO、O2、CO2含量以及排煙溫度、供熱負荷、霧化條件等因素有關。因此,可通過測量並控制煙道氣體中CO、O2、CO2的含量來調節空氣消耗系數λ,來達到最高燃燒效率。
燃燒效率控制由來已久,上世紀60年代,曾廣泛採用CO2分析儀監測煙道氣體中CO2含量來控制空氣消耗系數λ以達到最佳,但CO2含量受燃料品種影響較大。70年代後,逐漸採用煙氣中O2含量或O2含量和CO含量相結合的方法來控制燃燒效率。
提高燃燒效率最直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀、燃燒效率測定儀、氧化鋯氧含量檢測儀)連續監測煙道氣體成分,分析煙氣中O2含量和CO含量,調節助燃空氣和燃料的流量,確定最佳的空氣消耗系數。
測量煙氣中含氧量的儀表稱為氧分析儀(氧量計)。森埋州常用的氧分析儀主要有熱磁式和氧化鋯式兩種。 其原理是利用煙氣組分中氧氣的磁化率特別高這一物理特性來測定煙氣中含氧量。氧氣為順磁性氣體(氣體能被磁場所吸引的稱為順磁性氣體),在不均勻磁場中受到吸引而流向磁場較強處。在該處設有加熱絲,使此處氧的溫度升高而磁化率下降,因而磁場吸引力減小,受後面磁化率較高的未被加熱的氧氣分子推擠而排出磁場,由此造成熱磁對流或磁風現象。在一定的氣樣壓力、溫度和流量下,通過測量磁風大小就可測得氣樣中氧氣含量。由於熱敏元件(鉑絲)既作為不平衡電橋的兩個橋臂電阻,又作為加熱電阻絲,在磁風的作用下出現溫度梯度,即進氣側橋臂的溫度低於出氣側橋臂的溫度。不平衡電橋將隨著氣樣中氧氣含量的不同,輸出相應的電壓值。
熱磁式氧分析儀雖然具有結構簡單、便於製造和調整等優點,但由於其反應速度慢、測量誤差大、容易發生測量環室堵塞和熱敏元件腐蝕嚴重等缺點,已逐漸被氧化鋯氧分析儀所取代。 氧化鋯(ZrO2)是一種陶瓷,一種具有離子導電性質的固體。在常溫下為單斜晶體,當溫度升高到1150℃時,晶型轉變為立方晶體,同時約有7%的體積收縮;當溫度降低時,又變為單斜晶體。若反復加熱與冷卻,ZrO2就會破裂。因此,純凈的ZrO2不能用作測量元件。如果在ZrO2中加入一定量的氧化鈣(CaO)或氧化釔(Y2O3)作穩定劑,再經過高溫焙燒,則變為穩定的氧化鋯材料,這時,四價的鋯被二價的鈣或三價的釔置換,同時產生氧離子空穴,所以ZrO2屬於陰離子固體電解質。ZrO2主要通過空穴的運動而導電,當溫度達到600℃以上時,ZrO2就變為良好的氧離子導體。 在氧化鋯電解質的兩面各燒結一個鉑電極,當氧化鋯兩側的氧分壓不同時,氧分壓高的一側的氧以離子形式向氧分壓低的一側遷移,結果使氧分壓高的一側鉑電極失去電子顯正電,而氧分壓低的一側鉑電極得到電子顯負電,因而在兩鉑電極之間產生氧濃差電勢。此電勢在溫度一定時只與兩側氣體中氧氣含量的差(氧濃差)有關。若一側氧氣含量已知(如空氣中氧氣含量為常數),則另一側氧氣含量(如煙氣中氧氣含量)就可用氧濃差電勢表示,測出氧濃差電勢,便可知道煙氣中氧氣含量。
氧化鋯氧分析儀具有結構和采樣預處理系統較簡單、靈敏度和解析度高、測量范圍寬、響應速度較快等優點。
煙氣分析儀器應用領域十分廣泛,例如:
熱電廠循環流化床鍋爐用於燃燒控制室的煙道氣體監測; 鋼鐵廠軋鋼加熱爐用於解決降低氧化燒損或脫碳層厚度時的爐氣氣氛檢測; 全氫熱處理爐用於檢測輻射管是否燒穿漏氣; 研製新型燃燒器(蓄熱式、低NOX式、輻射管式)時用於燃燒器結構尺寸的設計研究; 汽車尾氣排放檢測;食品行業水分測定; 其他工業窯爐及垃圾焚燒爐煙氣監測。
5. 我們有一個環評項目,需要一些煙氣的環保監測設備和系統,請問有什麼好推薦的嗎
為規范、引導再生鉛行業健康發展,根據國家有關法律法規、產業政策及《重金屬污染綜合防治「十二五」規劃》、《再生有色金屬產業發展推進計劃》(工信部聯節〔2011〕51號)等規定和要求,制定再生鉛行業准入條件。 項目建設條件和企業生產布局 (一)新建或者改、擴建再生鉛項目必須符合國家產業政策和規劃要求,符合本地區城鄉建設規劃、生態環境規劃、土壤環境保護規劃、土地利用總體規劃和主體功能區規劃等要求。各省(自治區、直轄市)根據資源、能源狀況和市場需求情況,要依據產業布局和國家相關規劃嚴格審批再生鉛項目,抑制盲目擴張。 (二)在國家法律、法規、規章及規劃確定或縣級以上人民政府批準的自然保護區、生態功能保護區、風景名勝區、飲用水水源保護區等需要特殊保護的地區,大中城市及世彎隱其近郊,居民集中區、療養地、醫院,以及食品、葯品等對環境條件要求高的企業周邊1公里內,在《重金屬污染綜合防治「十二五」規劃》劃定的重點區域和因鉛污染導致環境質量不能穩定達標區域內不得新建再生鉛項目。已在上述區域內生產運營的再生鉛企業要根據該區域有關規劃,依法通過搬遷、轉停產等方式逐步退出。 (三)再生鉛企業廠址選擇應符合本地區大氣污染防治、水資源保護、自然生態保護的要求。 生產規模、工藝和裝備 (一)新建再生鉛項目必須在5萬噸/年以上(單系列生產能力,下同)。淘汰1萬噸/年以下再生鉛生產能力,以及坩堝熔煉、直接燃煤的反射爐等工藝及設備。鼓勵企業實施5萬噸/年以上改擴建再生鉛項目,到2013年底以前淘汰3萬噸/年以下的再生鉛生產能力。 (二)再搜廳生鉛企業必須整隻回收廢鉛蓄電池,執行《危險廢物貯存污染控制標准》(GB18597)中的有關要求,禁止對廢鉛蓄電池進行人工破碎和露天環境下破碎作業,嚴禁直接排放鉛蓄電池破碎產生的廢酸液。企業應採用機械化破碎分選處置廢鉛蓄電池的工藝、技術和設備,預處理過程中採用水力分選的,必須做到水閉路循環使用不外泄。對分選出的鉛膏必須進行脫硫預處理或送硫化鉛精礦冶煉廠合並處理,脫硫母液必須進行處理並回收副產品。 (三)再生鉛企業不得直接熔煉帶殼廢鉛蓄電池,不得利用坩堝爐熔煉再生鉛,應採用密閉熔煉、低溫連續熔煉、新型節能環保熔煉爐等先進工藝及設備,並在負壓條件下生產,防止廢氣逸出。同時應具備完整的廢水、廢氣凈化設施、報警系統和應急處理等裝置。企業應嚴格執行《廢鉛酸蓄電池處理污染控制技術規范》(HJ 519),確保廢水、廢氣等排放符合國家相關環保標准。 能源消耗及資源綜合利用 (一)利用原生礦合並處理含鉛廢料的企業能源消耗及資源綜合利用指標,應參照《鉛鋅行業准入條件》( 2007年第13號公告)有關要求執行。 (二)單獨處理含鉛廢料的新建、改建、擴建再生鉛項目綜合能耗應低於130千克標准煤/噸鉛,鉛的總回收率大於98%,廢水實現全部循環利用。 (三)現有再生鉛企業綜合能耗應低於185千克標准煤/噸鉛,鉛的總回收率大於96%,冶煉棄渣中鉛含量小於2%,廢水循環利用率應大於98%。現有再生鉛企業綜合能耗指標應在2013年底前達到新建項目標准。 環境保護 (一)新建和改擴建項目應嚴格執行《環境影響評價法》,未通過環境影響評價審批的項目一律不準開工建設。按照環境保護「三同時」的要求,建設項目配套環境保護設施並依法申請項目竣工環境保護驗收,驗收合格後方可投入生產運行。現有企業應按照《清潔生產促進法》定期開展強制性清潔生產審核,並通過評估驗收,兩次審核的時間間隔不得超過兩年,位於《重金屬污染綜合防治「十二五」規劃》中重點區域的重點企業及環境風險較大的再生鉛企業應當購買環境污染責任保險。現有熔煉設施的生產過程中,應採取有效措施去除原料中含氯物質及切削油等有機物。鼓勵企業封閉鬧前化生產。 (二)從事涉鉛危險廢物收集、貯存、利用和處置廢鉛蓄電池的經營單位應按照《危險廢物經營許可證管理辦法》的有關規定向省級環保部門申請領取危險廢物經營許可證,並符合《廢鉛酸蓄電池處理污染控制技術規范》(HJ 519)的相關要求。禁止無經營許可證或者不按照經營許可證規定從事廢鉛蓄電池收集、貯存、利用和處置的經營活動。廢鉛蓄電池外殼應經過徹底清洗後,滿足環保標准《廢塑料回收與再生利用污染控制技術規范》(HJ/T 364)的要求後方可再生使用。 (三)再生鉛企業要制定完善的環保規章制度和重金屬環境污染應急預案,具備相應的應急設施和裝備,定期開展環境應急培訓和演練。生產廢水、廢氣排放符合國家規定的環保標准要求,工人洗衣、洗浴、車間沖洗廢水等應單獨收集處理。再生鉛企業生產的廢渣、燃煤爐渣等必須進行無害化處理。要規范物料堆放場、廢渣場、排污口的管理,新建、改擴建再生鉛項目要同步建設配套在線監測設施並與當地環保部門聯網,現有再生鉛企業應在2013年底前完成。再生鉛企業必須具有完善的自行監測能力,要建立自行監測制度,按照要求制定方案,對所有排放的污染物定期開展監測,特別是要建立鉛污染物的日監測制度,每日向公眾發布自行監測結果,每月向當地環境保護行政主管部門報告。排放二惡英的企業和單位應至少每年開展一次二惡英排放監測,並將數據上報地方環保部門備案。 (四)廢氣中鉛塵應採用自動清灰的布袋除塵技術、靜電除塵技術、濕法除塵技術等進行處理,生產車間必須有良好的排風系統,應建有通風除塵系統對車間內含鉛煙氣進行收集處理,鼓勵企業將收塵灰返回熔煉系統處理。廢水、廢氣等排放要符合國家規定的環保標准要求。再生鉛企業產生的廢棄渣,廢水處理系統產生的泥渣,除塵系統凈化回收的含鉛煙塵(灰),防塵系統中廢棄的吸附材料、燃煤爐渣等必須進行無害化處理。鼓勵企業將沉澱泥進行無害化處理。對於沒有處置能力的再生鉛企業,要求其產生的廢渣及污泥等危險廢物必須委託持有危險廢物經營許可證的單位進行安全處置,嚴格執行危險廢物轉移聯單制度。含鉛量大於2%的水處理泥渣、鉛煙塵(灰)必須要經過二次處理。生產過程中的廢棄勞動保護用品應按照危險廢物進行管理。 (五)廠界雜訊符合《工業企業廠界環境雜訊排放標准》(GB12348)。 安全、衛生與職業病防治 (一)新建、改建、擴建項目安全設施和職業危害防治設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產和使用;企業應當遵守《安全生產法》、《職業病防治法》等法律法規,執行保障安全生產的國家標准或行業標准。再生鉛企業的作業環境必須滿足《工業企業設計衛生標准》(GBZ1)和《工作場所有害因素職業接觸限值》(GBZ2.1)的要求。 (二)企業應當有健全的安全生產和職業衛生組織管理體系,建立完善職業病危害檢測與評價、職業健康監護、職業病危害警示與告知、培訓、檢查等職業衛生管理制度。 (三)企業應當有職業病危害防治措施,對重大危險源有檢測、評估、監控措施和應急預案,並配備必要的器材和設備。鉛冶煉作業場所達到國家衛生標准。 (四)對再生鉛企業關鍵生產環節推行崗位技能培訓,實行持證上崗制度,主要包括廢酸水處理、含鉛廢棄物處理、廢棄物清除、空氣污染防治、職業災害急救、鉛作業技術等關鍵崗位。要求2013年底前,再生鉛企業關鍵崗位技術人員經過培訓並取得人力資源和社會保障部頒發的相關工種職業技能鑒定等級證書資質的比例不低於企業總人數的10%。 (五)企業用工制度要符合《勞動合同法》規定。 監督與管理 (一)工業和信息化部、環境保護部按照本准入條件,組織對再生鉛生產企業進行核查。未列入環境保護部環保核查公告名單的企業,不予通過准入條件審查。對符合準入條件的生產企業以聯合公告的形式定期向社會發布。 (二)對不符合規劃布局、生產規模、工藝裝備、資源利用、環境保護、安全衛生等要求的再生鉛項目,有關部門不予核准或備案,國土資源管理、環境保護、質檢、安監等部門不得辦理有關手續,金融機構不得提供貸款和其它形式的授信支持。 (三)各省(自治區、直轄市)工業主管部門負責對本地再生鉛生產企業執行准入條件情況進行監督檢查。有關行業協會等中介機構要協助做好本准入條件的實施工作,加強行業協調和自律管理。 附 則 (一)再生鉛是指以含鉛廢料為原料,主要是廢鉛蓄電池金屬態鉛廢料等經過冶煉加工工藝而生產出再生鉛產品的生產經營活動。再生鉛行業包括廢鉛蓄電池等含鉛廢料的回收利用。 (二)本准入條件適用於中華人民共和國境內(台灣、香港、澳門地區除外)所有類型的再生鉛企業和項目。 (三)本准入條件涉及的法律法規、國家標准和行業政策若進行修訂,按修訂後的規定執行。 (四)本准入條件自發布之日起實施,並根據行業發展情況和宏觀調控要求適時進行修訂。[1]
6. 工業窯爐的熱效率控制及煙氣防燃爆治理
在工業窯爐的燃氣、燃油、燃煤等燃燒過程中,空氣量不足則會出現不能充分燃燒的狀況。過剩空氣量太多時,又會使煙道氣大量增加,從窯內帶走大量熱量,使熱損失增大,窯爐燃燒溫度下降,大大降低工業窯爐的熱效率,增加了能源消耗。此外,在工業窯爐的冶煉、焙燒、燃燒及其他反應過程中,往往會產生一些可燃性物質,這些物質進入煙氣凈化系統後,有可能歷態會產生燃爆現象。因此,工業窯爐的熱效率控制及煙氣防燃爆治理是當前工業企業普遍需要解決的問題。
一、熱效率的控制
燃燒過程是燃料和氧發生化學反應的過程。在實際生產中,隱答燃料燃燒所需的氧一般都取自空氣。燃料完全燃燒而又無剩餘氧產生所需要的空氣量,稱為理論空氣量。所謂完全燃燒,指的是燃料內的可燃成分,如H₂在燃燒後最終生成水蒸汽,CO燃燒後,最終生成CO₂,各種碳氫化合物燃燒後生成水蒸汽和CO₂,硫燃燒後生成SO₂等等。
1、天然氣燃燒時所需的理論空氣量
天然氣的主要成分是甲烷(CH₄),含量約為95%~98%,其燃燒反應方程為:CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O(g)+Q,按上式計算,燃燒1公斤甲烷需17.24公斤空氣,燃燒1標米3天然氣(按含CH495%計算)約需9.07標米3空氣,或燃燒1公斤天然氣需要17.24×95%=16.37公斤空氣。
2、重油燃燒時所需理論空氣量
重油的成分比較復雜,主要含有碳、氫、氧、氮、硫及其他有機物,如取含碳85%,氫12%(全看作有效成分)的油品,其他可燃成分忽略不計。現按1kg重油完全燃燒進行計算。反應式是:C+O₂=CO₂+8100大卡/公斤;H₂+1/2O₂=H₂O(g)+28600大卡/公斤,上兩式表明,1公斤重油燃燒所需的總氧量為3.253公斤或2.277標米3,所需的理論空氣量為3.253×4.31=14.02(公斤)或2.277×4.76=10.84(標米3)。
一般來說,天然氣、煤氣等氣體燃料正常燃燒的過剩空氣系數取1.02~1.20;重油等燃料正常燃燒的過剩空氣系數取1.10~1.30;固體燃料正常燃燒的過剩空氣系數取1.30~1.70。精確的系數需根據具體的窯爐進行試驗計算,然後對照一般數據確定該窯爐正常燃燒的合理過剩空氣量。此外,把過高的過剩空氣系數降下來,合理控制過剩空氣量,是節約能源、提高工業窯爐熱效率的有效措施。
二、工業窯爐煙氣燃爆
1、燃爆產生的條件
①可燃氣體和空氣或氧氣的混合比在燃燒爆炸極限范圍內;
②需要有足夠能量的火種。
以上兩個條件必須同時存在才有可能發生爆炸。為此高溫煙氣的治理,應防止兩個條件同時產生,或設有一定的防爆、泄爆措施。
2、燃爆產生的原因
凈化系統燃爆事故的發生,大多是由於工業窯爐工藝不穩定,使煙氣中可燃性物質濃度超過標准所造成的。主要是風肢攜源、煤、料的配合不符合配料規范,物料化學成分不穩定,窯的熱工制度發生較大的變化,使燃料燃燒不完全。
以水泥廠回轉窯尾氣電除塵器發生極板灼傷變形事故為例,即是由於熱工制度不穩定,使得大量未完全燃燒的煤粉和過量的CO進入電除塵器而造成的。在窯爐運行異常的情況下,未完全燃燒的煤粉和過量的CO進入煙氣凈化系統中也是造成燃爆事故發生的原因之一。此外,窯尾溫度過高也會引發燃爆事故,當窯尾溫度過高時,不僅會造成窯爐熱工制度波動,而且還會對煙氣凈化系統未完全燃燒的煤粉和過量CO起引爆作用。
三、工業窯爐安全、高效生產解決方案
為保證工業窯爐的燃燒效率、避免燃爆事故的發生,可採用在線 煙氣分析儀 對爐內和煙道氣中CO、O₂和CO₂的氣體成分含量進行連續在線實時監測。可同時在線測量煙氣成分中SO₂、NO、CO、O₂、CO₂等氣體的體積濃度,
通過 煙氣分析儀 實時檢測CO、O₂、CO₂的含量,可折算出過量空氣系數,合理控制空氣量和排放風,減少煙氣中過量空氣帶走的熱量損失,及過量燃燒供給量,提高工業窯爐的熱效率;當煙氣中O₂和CO濃度超過規定值時,可發出警報指導閥門切換,將氣體排散,避免爆炸事故發生,保證工藝系統的安全。此外,工業窯爐煙氣中還會有SO₂、NOx等氣體成分的存在,煙氣分析儀也可進行實時監測分析,有效減少污染物的排放,具有良好的環保效益。
節能、高效、安全的生產是新一代工業企業能否取得長足發展的關鍵因素之一,因此,工業窯爐的燃燒效率的控制以及煙氣燃燒事故的控制需要嚴格把關,以保證企業工藝系統的正常運行。
7. 鍋,窯爐實測煙塵,煙氣濃度要用什麼折算
備註:1、煙塵濃度(mg/m3)=(濾筒終重-濾筒初重)×空氣系數×1000000/標准空氣系數/采樣體積2、煙塵排放量(kg/h)=煙塵濃度×標況煙量×標准空氣系數/空氣系數/10000003、(折算)二氧化硫濃度(mg/m3)=二氧化硫×空氣系數/標准空氣系數4、二氧化硫排放量(kg/h)=二氧化硫×標況煙量/10000005、(折算)氮氧化物濃度(mg/m3)=氮氧化物×空氣系數/標准空氣系數6、氮氧化物排放量(kg/h)=氮氧化物×標況煙量/100000
8. 工業爐煙氣造成環境污染的主要成分相對應的治理措施有哪些
1、工業爐緩凳煙氣造成環境污染的主要成分,擾臘旅包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等;
2、相對應的治理措施有:設置除塵設備、吸收有害氣體二氧化硫、氧化一氧化碳氣體為二氧化局友碳。
9. 煙氣成分分析常用方法有哪些
煙氣成分分析常用方法有哪沖改森些
煙氣脫硫(FGD)是工業行業大規模應用的、有效的脫硫方法。按照硫化物吸收劑散畝及副產品的形態,脫硫技術可分為干法、半干法和濕法三種。干法脫硫工藝主要是利用固體吸收劑去除煙氣中的SO2,一般把石灰石細粉噴入爐膛中,使其受熱分解成CaO,吸收煙氣中的SO2,生成CaSO3,與飛灰一起在除塵器收集或經煙囪排出。濕法煙氣脫硫是採用液體吸殲啟收劑在離子條件下的氣液反應,進而去除煙氣中的SO2,系統所用設備簡單, 運行穩定可靠,脫硫效率高。干法脫硫的最大優點是治理中無廢水、廢酸的排出,減少了二次污染;缺點是脫硫效率低,設備龐大。濕法脫硫採用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2,所用設備比較簡單,操作容易,脫硫效率高;但脫硫後煙氣溫度較低,設備的腐蝕較干法嚴重。[1]
石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝
石灰石(石灰)濕法脫硫技術由於吸收劑價廉易得,在濕法FGD領域得到廣泛的應用。
以石灰石為吸收劑反應機理為:
吸收:SO2(g)→ SO2(L)+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32-
溶解:CaCO3(s)+H+ → Ca2++HCO3-
中和:HCO3- +H+ →CO2(g)+H2O
氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO32- +1/2O2→SO42-
結晶:Ca2++SO42- +1/2H2O →CaSO4·1/2H2O(s)
10. 、燃煤鍋爐所產生實際煙氣中成分有哪些並給出煙氣氧量的正常范圍值
燃用煤的工業分析
煤的化學成分決定了煤的常規特性,可以作為分析煤的著火、燃燒性質和對鍋爐工作影響的依據。在分析煤的常規特性對鍋爐工作的影響時,通常依據工業分析結果,主要包括煤的揮發分、水分、硫分以及灰渣熔融性等幾個方面。
煤的揮發分由各種硫氫化合物和一氧化碳等可燃氣體、二氧化碳和氮等不可燃氣體絕猜以及少量的氧氣所組成。揮發分是煤的重要成分特性,它可作為煤分類的主要依據,對煤的著火、燃燒有很大的影響。不同揮發分煤種的發熱量差別很大,從17000kJ/kg到71000kJ/ kg。燃煤中水分含量對鍋爐運行的影響也很大。煤中水分吸熱變成水蒸氣並隨煙氣排出爐外,增加煙氣量而使排煙熱損失增大,降低鍋爐熱效率,同時使引風機電耗增大,也為低溫受熱面的悔冊積灰、腐蝕創造了條件。
灰分是燃煤中的有害成分。灰分含量增加,煤中的可燃成分便相對減少,降低了發熱量,而且還由排渣帶走大量的物理顯熱。灰分多,鍋爐燃燒也不穩定,灰粒隨煙氣流過受熱面,流速高時會磨損受熱面;流速低時將導致受熱面積灰,降低傳熱效果,並使排煙溫度升高。灰分是飛灰的主要來源。大中型燃煤鍋爐都採用煤粉懸浮燃燒方式,煤中灰分的85%~90%成為飛灰。小型的熱電廠通常採用層燃方式的鏈條爐,煤中的灰分有20%成為飛灰。
燃煤中的可燃硫在燃煤過程中會被氧化成SO2和少量的SO3。硫酸鹽也會受熱分解出數量更少的自由SO3。煙氣中的SO2對金屬的腐蝕和沾污一般沒有明顯的影響。SO3含量雖然很少,但易與煙氣中的水蒸氣化合生成硫酸蒸氣,將顯著提高煙氣碧宏宏的酸露點溫度,從而在低溫的金屬表面凝結,造成酸腐蝕和沾污。
發電廠用煤的質量等級是根據對鍋爐設計、運行等方面影響較大的煤質常規特性制定的。這些特性包括乾燥無灰基揮發分Vdaf、乾燥基灰分Ad、收到基水分Mar、乾燥基硫分Sar<1%(第一級)時,酸露點溫度較低;而當Sar>3%(超過第二級)時,酸露點溫度急劇上升,容易使硫酸蒸氣凝結在低金屬面上造成腐蝕。我國煤種多屬於中硫煤,含硫0.5%~1.5%。