半干法设计（精选12篇）
半干法设计 篇1
1. 赤泥堆场的排洪技术现状
传统的赤泥堆场是一种特殊的尾矿库，其排洪系统的构造与普通尾矿库较为相似。目前赤泥堆场使用的排洪技术主要有以下几种及其组合：竖井——排洪管系统;斜槽——排洪管系统;浮船——排洪管系统;溢洪管系统;截洪沟和坝坡排水沟;表面排洪等。
1.1 竖井——排洪管系统
竖井——排洪管系统是最为常见的尾矿库排洪方式，也是赤泥堆场普遍采用的排洪方式。该方式是在赤泥堆场中部设置一座或多座竖井，底部连接隐蔽的排洪管道，排洪与回水合二为一，排洪管道接出库外后进入回水泵房，超过回水池容量的雨水溢流进入环境。
该方式中竖井可采用钢制或钢筋砼结构，竖井上沿竖直方向开设若干排水孔或采用框架式构造。当赤泥面上升到某一排孔口或框架时，用小船载人进入到竖井附近用木塞或砼块封堵。该方式的优点是管理方便，由于积水区位于堆场中部，便于控制堆场的干滩长度。其缺点也很明显，由于排洪管道长达数百乃至上千米，对管道基础的处理要求较高，任何一段排洪管的沉降断裂都可能导致排洪系统失效甚至引发安全事故且难以补救。所以部分大型企业以排洪廊道代替排洪管，平时可以进人检修维护，可靠性较高，投资也较高。
1.2 斜槽——排洪管系统
国内赤泥堆场中仅贵州分公司赤泥堆场1355～1370m湿法增容工程时按照专家要求设置了斜槽——排洪管。斜槽——排洪管系统对地形地质条件有一定要求，斜槽盖板封堵方便，可靠性较高。
1.3 浮船——排洪管系统
早期建设的赤泥堆场，由于先天不足，未设置自流排洪系统，只得采用浮船——管道系统排洪。如山东铝厂1、2、3号赤泥堆场，山西铝厂一期赤泥堆场、第三赤泥堆场，贵州铝厂5、6号赤泥库等均采用了浮船——管道系统来排洪兼回水。该排洪方式是在湿法堆场内设置浮船，船上安装若干台排水泵，正常回水时开小泵，洪水时开大泵，抽取堆场上清液加压返回厂区。其优点是节约了井管系统投资，但依赖供电，可靠性较差，与现行安全规程有一定差距，新建的赤泥堆场已较少采用。
1.4 溢洪管系统
溢洪管系统作为早期建设的赤泥堆场未设置专门排洪系统的一种补救措施，在部分赤泥堆场有所使用，一般用于弥补浮船排洪可靠性不足而增加，也有部分堆场单独使用。如平果铝厂一期赤泥堆场原未设置排洪系统，影响赤泥层干固，生产中增加了部分溢洪管。
溢洪管系统是在每级子坝构筑前先埋设一定长度的穿坝管，竖管则在子坝使用过程中不断加高。溢洪管系统的缺点是管道基础坐落在赤泥层上，在上覆赤泥荷载作用下易产生沉降变形，可靠性较差，使用时间有限，只能作为一种补充或补救措施。
1.5 截洪沟和坝坡排水沟
堆场周边设置截洪沟作为一种清污分流措施，有助于减少进入堆场的雨水量。截洪沟若管理不善易被杂物堵塞，需要经常清理，可靠性较差，除极少数小型干法堆场将截洪沟作为主排洪系统外，一般均只作为辅助排洪设施，计算汇水面积时一般不考虑其作用。坝坡排水沟的设置有助于减少雨水对坝体的冲刷，也是较为常见的辅助排洪设施。
1.6 表面排洪方式
目前国内少数采用干法滤饼堆存工艺的非铝企业尾矿库，以及少数干法堆存的小型赤泥库，库内不设置专门的排洪系统，将滤饼首先布放在库尾，堆积面形成坡向坝前的单坡，降雨时场内雨水沿堆积面流向坝前和两侧，再通过两侧排洪沟或坝前溢洪管排出库外。这种方式节约投资，排洪系统简单，其缺点是运行经验还不多，坝前积水对坝体稳定性的影响有待研究，与现行尾矿库相关规程的要求也有一定差距。若今后尾矿库设计规范修订后有具体设计要求，则不失为一种较为经济的排洪方式。赤泥堆场一般库容较大，等别较高，一旦失事将对周边环境的安全和环境保护构成威胁，大型氧化铝厂采用时应进行专门研究，慎重采用。
2. 规程规范对于赤泥堆场排洪系统的要求
无论采用何种堆存工艺，均应执行现行的《选矿厂尾矿设施设计规范》和《尾矿库安全技术规程》的规定。规范中涉及排洪系统的相关要求主要有以下几点。
(1)尾矿库必须设置排洪设施，并满足防洪要求。
(2)尾矿库排洪方式，应根据地形、地质条件、洪水量总量、调洪能力、回水方式、操作条件与使用年限等因素，经过技术比较确定。尾矿库宜采用排水井——排水管排洪系统，有条件时也可采用溢洪道或截洪沟等排洪设施。
(3)设计洪水的降雨历时应采用24h计算。
(4)当24小时洪水总量小于调洪库容时，洪水排出时间不宜超过72小时。
(5)尾矿库排水构筑物的型式与尺寸应根据水力计算及调洪计算确定。尾矿库排洪构筑物宜控制常年洪水不产生无压与有压流交替工作状态。
(6)排水构筑物的基础应避免设置在工程地质条件不良或需要填方的地段。无法避开时，应进行地基处理设计。
(7)上游式尾矿坝沉积滩顶至最高洪水位的高差不得小于规定的最小安全超高值，同时，滩顶至设计最高洪水位边线距离不得小于规定的最小滩长值。
3. 干法赤泥堆场调洪方式的创新
湿法赤泥堆场的排洪方式，一般是在堆场中部设置窗口式排洪竖井，竖井上布设若干排窗口，赤泥浆用管道送到堆场后，在堤坝上放料，赤泥浆中的固体颗粒从堤坝边沿开始沉积，形成从四周坡向竖井的沉积滩，澄清后的水则沿滩面流向竖井，从窗口进入竖井，再通过排洪管道排出库外。竖井附近的赤泥滩面上升到即将淹没竖井上的窗口时，用船载人进入堆场用木塞或砼块封堵窗口。
赤泥堆场作为尾矿库的一个类别，需遵循《尾矿库安全技术规程》的有关规定。澄清水的表面标高称为正常水位h1。降雨时，部分洪水通过竖井的窗口外排，其余洪水暂存在堆场内。堆场内水域面积将会扩大，水位会上涨。洪水在堆场暂存形成的水面标高称为最高洪水位H2。正常水位与最高洪水位两者的差值称为调洪高度H1，两者之间的库容称为调洪库容。最高洪水位与堤坝顶标高H0的差值称为最小安全超高H2，最高洪水位与沉积滩的交线与堤坝外缘的最小距离称为最小干滩长度L。湿法堆场排洪时的剖面如图所示。《尾矿库安全技术规程》规定了不同等级的尾矿库所必须具有的最小干滩长度L和最小安全超高H2。当赤泥堆场随着堤坝的加高面积逐渐缩小到安全超高和干滩长度不能满足技术规程的要求时，堆场停止使用并闭库，以免发生洪水漫坝和溃坝事故。
干法赤泥堆场若仍沿用湿法堆场的排洪方式，即将表面平整出坡向竖井的赤泥滩面，使堆场遭遇降雨时具有相应的调洪库容和安全超高、干滩长度，则不能充分利用干法堆存的优点，降雨时积水面积较大，堆场能保持符合规程要求的干滩长度的使用时间较短，且竖井窗口封堵后完全失去作用。
为了解决上述技术问题，本文提出一种湿法堆场干法增容后的排洪结构，包括设置在堆场中部的排洪竖井，排洪竖井的井壁上开设有若干排窗口，在排洪竖井的底部连接有排洪管道，该排洪结构还包括以排洪竖井为中心的调洪池，整个调洪区域为柱盆形，每个窗口配备有封堵用的堵板。
图中的窗口为排洪竖井上开设的外大内小的孔洞。窗口的截面形状为圆形、椭圆形或方形。堵板的形状与窗口的截面形状相同，尺寸介于窗口的内外尺寸之间。堵板的骨架用钢筋焊制，内外各包一层土工布。
本文提出的赤泥堆场干法增容后的排洪结构，克服了现有技术的不足，限定堆场调洪区域在一个较小范围，从而增加了干滩长度，当堆场逐级加高时，干滩长度减小到规程规定的最小值的时间将会延长，干堆存高度和库容将比采用传统排洪方式的堆场更大，从而在一定面积的堆场上堆存更多的赤泥，节约新建堆场的投资和占地，取得较好的经济效益和社会效益。同时，采用新型的窗口及其堵板结构，使窗口在封堵后仍能起到一定的排渗作用，加快了竖井附近赤泥的固结，有利于堆场的安全稳定性。
4. 结语
竖井——排洪管系统是赤泥堆场普遍采用的排洪方式。在湿法、半干法、干法堆存工艺中都广泛使用;干法赤泥堆场排洪系统的设置仍应符合现行的《选矿厂尾矿设施设计规范》和《尾矿库安全技术规程》的相关规定;干法赤泥堆场的调洪方式应从靠放料沉积形成倒锥形调洪库容改变为人工在库区中部设置圆台形调洪池，在满足规程要求的干滩长度和安全超高的前提下，尽量延长堆场的使用时间。
半干法设计 篇2
喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaS03，烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂呈干燥颗粒状，随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。
喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围（8%)。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑[9]。烟气循环流化床脱硫工艺
该工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对SO2有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。
未经处理的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床，在喷人均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的SO2反应生成CaSO3和CaSO4。
脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进人再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。
此工艺的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、CaS03、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在100-200 MW等级机组。由于其占地面积少，投资省，尤其适合于老机组烟气脱硫。
炉内喷钙脱硫技术
炉内喷钙、尾部增湿脱硫工艺主要有LIFAC、LIMB和LIDS三种。
LIFAC脱硫技术（炉内喷钙尾部增湿脱硫技术）是由芬兰的Tempella公司和IVO公司首先开发成功并投人商业应用的，该技术是将石灰石于锅炉的850-1150℃部位喷入起到部分固硫作用[10]。在尾部烟道的适当部位(一般在空气预热器和除尘器之间)装设增湿活化反应器，使炉内未反应的CaO和水反应生成Ca(OH)2，进一步吸收二氧化硫，提高脱硫率。
LIFAC工艺主要包括以下三步:(1)炉内喷钙系统
将磨细到325目左右的石灰石粉用气流输送方法喷射到炉膛上部温度为900-1150℃的区域，CaC03立即分解并与烟气中SO2和少量S03反应生成CaSO3和CaS04。可使炉内喷钙的脱硫率达到75 %，投资占整个脱硫系统投资的10%左右。
(2)炉后增湿活化
在安装于锅炉与电除尘器之间的增湿活化器中完成，在活化器内，炉膛中未反应的Ca0与喷人的水反应生成Ca(OH)2, SO2与生成的新鲜Ca(OH)2快速反应生成CaS03，接着又部分被氧化为CaS04。烟气经过加水增湿活化，可使系统的总脱硫率达到75%以上，而其投资约占整个系统投资的85 %。
(3)灰浆或干灰再循环
将电除尘器捕集的部分物料加水制成灰浆喷入活化器增湿活化，可使系统总脱硫率提高到85 %，占整个系统投资的5%[11]。
电子束法脱硫工艺
该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的喷入、电子束照射和辐产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气，经过除尘器的粗滤处理后进人冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度(约70 ℃)。烟气的露点通常约为50℃，被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发，因此，不产生废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将氨水、压缩空气和软水混合喷人，加氨量取决于SOX和NOX浓度，经过电子束照射后，SOX和NOX在自由基作用下生成中间生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒(硫酸氨与硝酸氨的混合粉体)。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部，通过输送机排出，其余被副产品除尘器所分离和捕集，经过造粒处理被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。
活性炭吸附法
活性炭具有较大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团、高效的原位脱氧能力，同时有负载性能和还原性能，所以既可作载体制得高分散的催化体系，又可作还原剂参与反应提供一个还原环境，降低反应温度。SO2、O2与H2O被吸附剂吸附，发生下述总反应:
2SO2+2O2+2H2O→2H2SO4
活性炭吸收SO2和NOX后生成的物质存在于活性炭表面的微孔中，降低了活性炭的吸附能力，因此对吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生，先用水洗，得到稀硫酸溶液，然后对活性炭进行十燥。对吸附SO2的活性炭加热，硫酸在炭的作用下还原为SO2得到富集，可用于生产硫酸或硫磺，但要消耗一部分活性炭[12]。气相催化氧化法
半干法设计 篇3
干法、半干法脱硫副产物是燃煤所产生一种新的固体废物。性质和成分与普通粉煤灰有很大差别。脱硫副产物含水率低（一般在2%以内）、粒径细（一般中粒径约为10μm~30μm），比粉煤灰更细。化学成分较复杂，硫和钙的含量高于粉煤灰，含硫矿物主要成分是半水亚硫酸钙，不同于石灰石湿法脱硫副产物含硫矿物成分为二水硫酸钙。干法、半干法脱硫副产物成分和性质受烟气来源、脱硫流程和运作的影响，目前缺乏有系统的研发。另外，由于亚硫酸钙的存在，副产物的稳定性也常被质疑。虽然如此，干法、半干法脱硫副产物在国内外己被利用。本文就副产物特性（性质和成分）与应用范围的关系，副产物利用现况及未来发展方向作如下的讨论。
一、讨论
干法、半干法脱硫是利用消石灰在高湿度吸收塔与烟气中二氧化硫反应脱硫，主要工艺有循环流化床烟气脱硫、旋转喷雾烟气脱硫和新一代干法烟气脱硫。应用范围包括火力发电厂、钢铁厂烧结机、循环流化床锅炉再脱硫及工业窑炉等。由于应用流程不同，副产物特性和利用也有所差异。副产物利用包括产业化及达到大规模中试已近产业化。
1.脱硫副产物特性与利用现况
火力发电厂
干法、半干法脱硫工艺在国内从21世纪初期开始应用于大小型发电厂（高达660兆瓦）烟气脱硫。脱硫吸收塔前多有预除尘设备。副产物主要元素成分是硅、铝、铁、钙、硫，主要矿物成分是半水亚硫酸钙、碳酸钙和粉煤灰(SiO2，3Al2O3·2SiO2)，次要矿物成分是消石灰 (Ca(OH)2) 和二水硫酸钙。粉煤灰含量与预除尘器有无和效率有关。副产物具有火山灰胶凝性，胶凝性与粉煤灰和消石灰含量有关。副产物粒径细，一般中位粒径低于30微米。
火力发电厂干法、半干法脱硫副产物在国内外己被广泛利用，利用范围包括筑路应用、矿区复垦、结
所含少量消石灰有关。建筑材料已有用在蒸压砖和加气混凝土制备，多与粉煤灰、矿渣或钢渣等配料混合使用。硅酸盐水泥缓凝剂与副产物亚硫酸钙含量有关。循环流化床锅炉再脱硫
干法、半干法脱硫工艺在国内从2007年开始应用于循环流化床锅炉烟气再脱硫。主要工艺是循环流化床烟气脱硫。脱硫吸收塔前多无预除尘设备，副产物中粉煤灰含量高，特别是煤矸石循环流化床锅炉。副产物主要元素成分是硅、铝、铁、钙、硫。矿物成分受循环流化床锅炉脱硫运作影响。主要矿物成分是氧化钙、无水硫酸钙和石英，次要矿物成分是消石灰、半水亚硫酸钙。副产物自身具有火山灰胶凝性。如含大量氧化钙，需要适当水化减少膨胀性。
循环流化床锅炉再脱硫副产物在国内外已被利用。利用范围包括矿区复垦，建筑材料，废物固化，硅酸盐水泥添加剂，硫铝酸盐水泥制造，陶粒生产和干粉砂浆等。矿区复垦，废物固化，陶粒生产和干粉砂浆与副产物自身胶凝性有关。硫铝酸盐水泥制造与副产物成分含铝、硫和钙有关。硅酸盐水泥添加剂与副产物含粉煤灰和硫有关。
针对国内有部分业主对干法脱硫副产物稳定性及微量重金属浸出性的质疑，干法脱硫副产物及其制品的稳定性及微量重金属浸出性，需要作更多深入的检讨。因为国外干法、半干法烟气脱硫工艺应用较早，副产物特性研发及利用资料较为充分，这方面资料可作借鉴及参考。
干法、半工法脱硫副产物综合利用示范项目，作为新技术市场推广难度大，新产品标准急需制定。这些工作需要投入大量的人力、物力和财力，需要国家相关部门提供更多的资金扶持和政策引导。国家对湿法脱硫石膏的利用有积极的扶持政策，但对干法、半干法脱硫副产物，没有相关明确政策扶持。
二、龙净发展及推动干法脱硫副产物利用
植物纤维干法热压成型机的设计 篇4
1 结构设计
KCJ-160型干法热压成型机采用集成式结构，完成定量送料、热压成型及脱模移走等功能。以植物纤维为主要原料，根据生产的实际需要，可以实现多台成型机并成一个工作单元，简化控制程序，节约占地。其工艺流程如图1所示。
成型机属于周期性作业机械，在作业过程中需要不断更换工位，本机同面水平往复式工位转换型式。两次加压时间为标准循环周期，各个工位机构工作循环如表1所示。
2 主要功能机构设计
2.1 供料部件
如图2、3所示，分隔板将给料机分成3个功能区：受料区、取料区和容积计量区。物料在受料区搅拌叶片的转动下粉体层能够整体分割，达到整体流的效果。物料进入取料区，得到充分疏松，从而抵消容重变化影响计量精度。计量区为容积式，可调式量杯均匀排列在接料盘上。可调式量杯保证容积一致(量杯采用联动机构，确保每个量杯的容积一致)，通过螺杆机构可精确调整量杯容积进行给料量调节。在控制系统的指今下，定容量杯中定量过的物料放入送料器皿中，通过无杆汽缸实现往复直线运动，按规定的行程，将物料放入下模中，进行热压成型。
植物纤维餐饮具的质量要求，对超过40.5 g的餐饮具可以实现多次给料，一次完成给模具送料。
2.2 加压成型部件
加压成型部件主要由下模及其定位机构，上模及其定位机构，加压液压缸，上模移动导轨及上、下模加热等装置组成，采用了模具的定位、热量平衡、快速液压缸组合和集成等技术，将各装置有效组合，使各装置达到最佳状态。
2.2.1 加压成型液压缸
采用组合液压缸方式(如图4)，主液压缸嵌套快速小液压缸，快进时快速液压缸充油使滑台快速下移，由于真空的作用，主液压缸从副油箱中抽油充填腔体，当工进开始时，高压油泵对主液压缸进行供油，接触物料后形成高压，油压系统自动保压，油泵电机低负载运行，这样可以减少辅助时间，提高生产率，也能减少能耗。
2.2.2 热量平衡装置
温控系统是影响制品质量好坏的关键。模具加热系统采用加热上、下模具系统，上、下模具分别用加热板独立调节温度。通过热传递的方式实现热量从加热板向模具的传输，热量能否在10 s补给是能否连续成型的关键，经测算每个成型模需要一个1 kW的电热盘，考虑到冬季气温的变化，在实际应用上配置了2 kW模具(如图5)。
通过实测加温历程试验，得到温度时间历程曲线，如图6。从图6中可以看出，温度的上升先快后缓，这一特点基本能保证植物纤维混合物料在150～200℃之间稳定热压成型。设定热压温度后，在一定时间内，温度误差不会影响热压成型制品的质量。
2.2.3 模具定位装置
采用4柱导向保证组合液压缸在上下运动时上滑台与工作台面的平行度和垂直度一致，同时模具采用模架安装结构，利用模架的导柱精度来保证模具的对中性，如图7所示。
分别将动、定模各安装4根导向柱，其中定模导向柱兼型腔限位的作用，而动模导向柱则起导向、定位、承受加压成型时产生的侧压力和支承推件板滑动顶出压制原料的作用。
2.4 液压系统
成型机的成型缸下压行程载荷非常大，快退时载荷比较小，不同阶段进油和回油的流量相差比较悬殊，同时满足高负载压下和快速回退的工艺要求困难。在该液压系统内设计一个副油箱，当快速液压缸推动主液压缸活塞向下运动时，在主液压缸内形成负压，驱使充液阀打开，从副油箱内吸入大量液压油瞬时回填主液压缸。当主液压缸活塞回程时，上腔内的大量液压油通过充液阀回流到副液压缸内贮存，若超过预定液位，多余的油将回流到主油箱。
本机液压系统由油泵电机、主缸集成阀、充液阀、压力表、压力继电器及油箱通过管道连成一个完整的液压控制系统。各液压元件在PLC控制系统指令下，完成机器预定的工艺成型动作，见图8。
2.5 PLC控制系统
成型机属于周期性作业机械，需要取各个机构的运行时间为控制量。PLC系统能实现各工序单步、连续动作、点动，实现工步状态(第几步)指示，可靠性高、柔性强，便于扩充功能与更新系统，与其他设备集成为一个统一的生产线，实现全线自动化生产。据成型机工步循环功能上的要求，控制面板如图9所示。
2.5.1 PLC控制系统资源分配设计
资源的分配主要涉及到输入和输出点的确定、对应的功能按钮以及功能的描述等，具体参见表2。为了更加清楚的描述资源的分配，表2中同时列出了PLC的一些内部资源的分配，包括时间继电器和中间继电器。
2.5.2 PLC控制系统硬件线路和软件设计
根据资源表对PLC的外部接线进行设计，如图10所示。从图中可知，控制程序主要有3个分支，即点动、自动和单步执行。
3 结论
控制程序采用PFSOFT开发工具，把PFSOFT软件安装在PC机上，PC机与PLC相连，编写PLC控制梯形图程序，采用步进指令+高级指令的程序结构，使得程序结构更加明晰，程序长度大大缩短，程序的扫描时间达到控制的要求。
研发的KCJ-160型植物纤维热压成型机(见图11)，基于PLC系统控制的成型机整体制造方案，重点研究了定量给料技术、模具的定位技术、热量平衡技术和快速液压缸组合技术等。经过试验与测试，成型机各项性能指标达到设计要求，其性能指标如表3。
摘要：本文介绍一种热压成型机, 集机、电、气、液于一体, 由定量送料、压制成型、制品取出3个主要功能部件组成, 通过更换成型模具的方法可以生产出各种形状的餐具, 采用可编程控制器 (PLC) 实现全自动控制整机各个动作以完成餐饮具的成型, 在一定程度上提升了我国植物纤维加工餐饮具的技术装备力量。
关键词：植物纤维,热压,成型机
参考文献
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半干法脱硫在大型化工厂的应用 篇5
河南龙宇煤化工有限公司陈 磊
内容摘要：主要介绍半干法脱硫系统的工作原理及在化工系统中的应用，选用依据和工艺流程，使用后的优良效果。
关键词：半干法脱硫化学反应、物理消耗、技术应用 效率
前言
水泵提供，供气由独立贮气罐供给，水泵用水由水箱供随着我国环保质量的要求越来越严格，化工及电站锅炉烟气脱硫所产生的废气的排放也越来越受到严格限制，特别是化工系统中的硫化氢经过硫回收处理后的尾气，仍然达不到排放标准，仍需要进一步进行脱硫，才能有效的保证废气排放达标。河南龙宇煤化工一期工程为年产50万吨甲醇，二期为年产40万吨醋酸，自备有3x130T/h和3x220T/h循环流化床锅炉，分别有唐山信德锅炉集团和武汉特种锅炉集团承建，燃烧煤种为永城产本地无烟煤，甲醇装置和醋酸装置的硫回收的硫回收尾气全部排入锅炉进行掺烧处理，原来的脱硫工艺采用的通过在炉内加入石灰石的方法进行脱硫，二氧化硫的排放在400mg/ Nm，但根据最新的环境保护法，单位仍然要支付大量的排污费用，同时对大气的污染仍然得不到根本解决，通过多方论证和技术比较，为彻底解决这一问题我公司决定采用了循环悬浮式半干法烟气净化装置技术。
给，水箱供水由工业水源提供。一台水泵分别为两只喷嘴供水，另一台水泵备用。反应塔的总阻力约为100~1500Pa。
同时部分较大颗粒的烟尘沉降在反应塔底部排出；大部分烟尘经连接烟道进入布袋除尘系统除尘，经过布袋捕集后外排，从而达到除尘的目的。除尘后的洁净烟气经引风机从烟囱排出。
工艺流程图如下图所示：（见附图）
2.脱硫原理
该技术主要是根据循环流化床理论和喷雾干燥原理，采用悬浮方式，使吸收剂在吸收塔内悬浮、反复循环，与烟气中的SO2充分接触、反应来实现脱硫的一种方法。烟气脱硫工艺分7个步骤：⑴吸收剂存储和输送；⑵烟气雾化增湿调温；⑶脱硫剂与含湿烟气雾化颗粒充分接触混合；⑷二氧化硫吸收；⑸增湿活化；⑹灰循环；⑺灰渣排除。⑵、⑶、⑷、⑸四个步骤均在吸收塔中进行，其化学、物理过程如下所述。
A．化学过程：
当雾化水经过双流体雾化喷嘴在吸收塔中雾化，并与烟气充分接触，烟气冷却并增湿，氢氧化钙粉颗粒同H2O、SO2、H2SO3反应生成干粉产物，整个反应分为气相、液相和固相三种状态反应，反应步骤及方程式如下：
⑴SO2被液滴吸收； SO2(气)+H2O→H2SO3(液)
⑵H2SO3溶液同吸收剂反应生成亚硫酸钙； Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O
1.工艺流程
整个系统包括吸收塔系统、电袋除尘器系统、工艺水系统、压缩空气系统以及输灰系统改造等。脱硫系统是本套装置的核心部分。锅炉出口烟气由反应塔底部进 入反应塔。工业水由双流体雾化喷嘴雾化后喷入反应塔，以很高的传质速率在反应塔中与烟气混合，起到活化反应离子的作用，同时降低反应塔内温度，促进反应进行。活化后的氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3等反应产物。这些干态产物小部分从反应塔塔底排灰口排出，绝大部分随烟气进入布袋除尘器。双流体喷嘴的供水由
Ca(OH)2(固)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O ⑶液滴中CaSO3达到饱和后，即开始结晶析出； CaSO3(液)→CaSO3(固)
⑷部分溶液中的CaSO3与溶于液滴中的氧反应，氧化成硫酸钙
CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)⑸CaSO4(液)溶解度低，从而结晶析出 CaSO4(液)→CaSO4(固)
⑹对未来得及反应的Ca(OH)2(固)，以及包含在CaSO3(固)、CaSO4(固)内的CaO(固)进行增湿雾化。Ca(OH)2(固)→Ca(OH)2(液)SO2(气)+H2O→H2SO3(液)
Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O CaSO3(液)→CaSO3(固)CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)CaSO4(液)→CaSO4(固)
⑺布袋除尘器脱除的烟灰中的未反应的Ca(OH)2(固)，以及包含在CaSO3(固)、CaSO4(固)内的Ca(OH)2(固)循环至吸收塔内继续反应。Ca(OH)2(固)→Ca(OH)2(液)SO2(气)+H2O→H2SO3(液)
Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O CaSO3(液)→CaSO3(固)
CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)CaSO4(液)→CaSO4(固)B．物理过程：
物理过程系指液滴的蒸发干燥及烟气冷却增湿过程，液滴从蒸发开始到干燥所需的时间，对吸收塔的设计和脱硫率都非常重要。影响液滴干燥时间的因素有液滴大小、液滴含水量以及趋近绝热饱和的温度值。液滴的干燥大致分为两个阶段：第一阶段由于浆料液滴中固体含量不大，基本上属于液滴表面水的自由蒸发，蒸发速度快而相对恒定。随着水分蒸发，液滴中固体含量增加，当液滴表面出现显著固态物质时，便进入第二阶段。由于蒸发表面积变小，水分必须穿过固体物质从颗粒内部向外扩散，干燥速率降低，液滴温度升高并接近烟气温度，最后由于其中水分蒸发殆尽形成固态颗粒而从烟气中分离。
反应塔内反应灰的高倍率循环使循环灰颗粒之间发生激烈碰撞，使颗粒表面生成物的固形物外壳被破坏，里面未反应的新鲜颗粒暴露出来继续参加反应。客观上起到了加快反应速度、干燥速度以及大幅度提高吸收剂利用率的作用。另外由于高浓度密相循环的形成，反应塔内传热、传质过程被强化，反应效率、反应速度都被大幅度提高。而且反应灰中含有大量未反应吸收剂，所以反应塔内实际钙硫比远远大于表观钙硫比。
在反应塔内设置有两级增湿活化装置。经过增湿活化后原来位于反应物产物层内部的Ca(OH)2 从颗粒内部向表面发生迁移，并形成亚微米级细粒，沉积在颗粒表面或与表层产物层相互夹杂。迁移还改变了当地的孔隙结构。这些综合效果使反应剂重新获得反应活性。
3.技术特点
循环悬浮式半干法烟气净化技术它是在锅炉尾部利用循环流化床技术进行烟气净化，脱除烟气中的大部分酸性气体、重金属、细颗粒，使烟气中的有害成分达到排放要求。该技术具有如下特点：
主要以锅炉飞灰和熟石灰作循环物料，反应塔内固体颗粒浓度均匀，循环强烈，气固混合、接触良好，气固间传热、传质十分理想。
在反应塔内喷入雾化液滴增湿，使循环物料生成一定大小带有一定量水分的颗粒，这样在反应塔中由于颗粒的水分蒸发与水分吸附、固体颗粒之间的强烈接触摩擦，造成反应塔中气、固、液三相之间极大的反应活性和反应表面积，可有效去除SO2、HCl、二噁英与其它有害物质，达到理想的净化效果。
烟气中的固体颗粒经袋式除尘器收集，大部分被回送至反应塔，使未反应的熟石灰反复循环，延长在反应塔内停留时间，提高净化效率和脱除剂的利用率，降低运行成本。
4.结论
采用本技术尾气脱硫效率高，完全可以达到90%以上，出口烟尘排放浓度≤50mg/Nm3，并且一次性投资小、脱硫除尘效率高、运行费用低、操作使用简单方便等优点。
参考文献：
[1]徐长香，傅国光．LPC烟气脱硝一体化技术．《江
南技术》 2004
[2]北京博奇环保设计技术资料
[3]袁莉莉半干法烟气脱硫技术研究进展《山东化工》2009年第8期 19-22
从干法到玩法 篇6
可以预期的是，papi酱的贴片广告一定会造成极大的影响（标的的数额越大，影响越大），但同时销售转化率一定不会太高（标的数额越大，亏损越大）。
近来，网红papi酱的人气一飞冲天，可谓是集万千关注于一身。真格资本、罗辑思维等对其投资1200万元，占股10%，直接将其估值推到了1亿元的高度。随后，罗辑思维创始人罗振宇亲自站台，为papi酱主办了一场号称要打造“新媒体广告标王”的“广告招标沟通会”。
罗振宇在这次沟通会上多次提到的“玩法”这个词引发了我的兴趣，其原因并不仅仅是巧合。
随着互联网风卷残云般的迅猛发展，草根大众在被赋予了前所未有的话语权后，全盘娱乐化的趋势势不可挡，对于商业运营的理念与实践造成了不可逆的巨大影响。我在两年前对这一趋势进行深入观察研究后，提出了“玩具思维”正在取代“工具思维”成为新的主流趋势的判断，并写成一系列专栏文章发表在《销售与市场》上，并随后进一步提炼充实，写成了《玩具思维》一书，引发了业界的关注与响应。一位铁杆书友（买齐了我所有的书），同时也是罗辑思维的粉丝，还专门写了一个策划方案，将《玩具思维》这本书推荐给罗辑思维，希望罗胖能够在节目中解读这本书。更为巧合的是，我刚刚应邀在另一家媒体上开设了一个叫作“玩法”的专栏，旨在帮助创业者学会如何运用“玩具思维”来因应时代的挑战。
在我的思维框架中，“干法”是属于“工具思维”的，重点关注如何满足消费者的基本功能性需求，以性价比衡量产品的价值。而“玩法”则是属于“玩具思维”的，重点关注如何超越产品的基本功能性需求，赋予消费者以特别的感官刺激、情感享受，以玩娱性衡量产品的价值。或者我们也可以说，玩法就是好玩的干法。如果还是以前干巴巴的干法，一定没法吸引顾客的注意力，更不用说创造后续的销售了。
罗振宇反复提及“玩法”，显然也是出于对最新的商业主流趋势的判断。而papi酱的自媒体之所以能够赢得粉丝的追捧，并进而赢得罗辑思维等的关注，也正得益于papi酱采用了“玩法”而不是传统媒体的“干法”，来生产发布内容产品（包括微博、微信公众号、短视频等），并形成自己的特色。
截至目前，papi酱个人微信公众号拥有粉丝2479513人，微博粉丝超过760万人，优酷、爱奇艺、腾讯视频、B站总播放量超过2.9亿次，每集平均播放量 753 万次。其中，点击最高的一集视频《有些人一谈恋爱就招人讨厌》，全网播放量达 2093 万次。这还只是 papi 酱个人账号的数据，不包括其他账号转发的情况。其微信公众号保持每周一更新的频率，单篇阅读最高220万次，平均阅读量80万次。
显然，在“玩具思维”的时代，只有顺应大趋势的玩法才能乘势而上，借势而盛。罗胖主导的以打造“新媒体标王”为目标的系列活动，实际上也是“玩法”的体现。
这次预热的招标沟通会，就一反常规，给出了种种限制。首先，参与的企业注册资金必须超过300万元，而烟草、白酒、P2P金融、药品、保健食品、医疗器械等行业企业及医疗机构被拒之门外，不列入招标范围。其次，沟通会的门票售价8000元一张，限定100张。
拒绝是最好的营销，也是最好玩的营销。越是拒绝，越是有人想来玩。100张8000元的拍卖前沟通会门票，3天就全部卖完了。这也让罗振宇底气十足地预测，这次广告招标最终成交价肯定会在1000万元以上（广告将于4月21日在阿里拍卖平台上进行明标竞投）。
但引发质疑的是，这次通过拍卖方式进行招标的标的是再传统不过的视频贴片广告。我们不妨细看一下标的的详细描述：
内容：papi酱视频贴片广告
发布时间：2016年5月21日后任意一周的星期一
时长：可商议
发布次数：一次
此外，中标者还可以得到的附加回报有：
1. papi酱微信公众号第二条位置推送一次，发布时间与广告贴片发布时间一致；
2. papi酱个人微博转发一次，发布时间与广告贴片发布时间一致；
3. 罗辑思维微信公众号多次推送，其中包括罗振宇60秒语音口播2次，公众号图文第一条位置露出1次，公众号图文位置露出1次；
4. 如有需要，罗辑思维可应邀对合作进行全程监制。
罗振宇非常自信，这次招标将开创新媒体的广告标王。仅从影响力和传播力来看，最终的成交额在1000万元以上并非不可能。但这也只能算是papi酱和罗辑思维这两个自媒体内容生产商影响力变现的成功。而我们更加关注的是，投标的企业能否借助papi酱和罗辑思维的影响力，将它们的粉丝成功地转化为自己的顾客，获取超过广告费的收益呢？
这是两个截然不同的问题。
贴片广告显然是属于“干法”范畴的，这一方法就是传统媒体最熟悉的套路。而papi酱的特长及特色是“玩法”范畴的。以“玩法”带动“干法”，其成功概率到底如何呢？
我们不妨来分析一下。
正如前述，作为“玩具思维”的落地实施方法，玩法就是好玩的干法。玩法就是要致力于做一件好玩的事。无论是罗辑思维还是papi酱，都是因为做了一件好玩的事而取得成功的。参与投标的企业希望沾染papi酱旺盛的“玩气”而成功，则可以视为好玩地做事。
做好玩的事与好玩地做事，存在着根本性的区别。做好玩的事，重点是改变“事”的本身，从不好玩到好玩。而好玩地做事，重点并不在于改变“事”的本身，而只是改变做事的方式。
企业在papi酱短视频上做贴片广告，只是一个营销环节，只是把投放在其他媒体或其他渠道的广告预算转到了papi酱的渠道，并不涉及产品本身的改变。这当然会起到一定的作用，但我们必须看到，当下的消费者，不但乐于见到好玩的广告，更乐于见到好玩的产品。如果企业的产品本身俗不可耐，毫无“玩气”，papi酱又有多大的把握，能够将自己的粉丝转化为投放广告企业的产品的用户呢？
一位沟通会的参与者说：“我们希望的是更深度的合作，单纯的一次广告贴片曝光量太小，也容易受其他因素影响。我们认为papi酱更大的价值在于创作能力而非传播能力。如果只是考量单次传播能力的话，微信上的咪蒙、微博上的回忆小马甲等新媒体传播力量更大，价格上也不会有特别大的差距。”
为了缓解这些质疑，罗振宇反复强调说，papi酱的这次广告拍卖，跟传统广告最不一样的是四个字：不确定性。传统广告招标有固定的播出时间、播出时长和内容限制，但此次广告时长不确定，播放的具体日期不确定，最终达成的创意也需要跟他和papi酱一起商讨创作才能决定，因此也不确定。他还说，整个papi酱拍卖是一个故事，这个故事有悬念、有角色、有冲突，还有力量惊人的诸多细节。拿下了第一次自媒体广告拍卖的标王，意味着传统媒体将交出广告定价权的皇冠和权杖，而你的品牌和形象，都将加入这个故事。
最后，他将其定义为“这就是新媒体的玩法”，并声称最后的中标者很可能是“只有在玩法上和组织架构上完全互联网化的公司以及抱着创业心态的公司”。
总之，一句话，罗振宇和papi酱并没有给出具体的玩法，他们需要的是企业拿出自己的玩法。可是，这些习惯了“干法”的企业，真的能拿出价值1000万元以上的“玩法”吗？
我们应该看到，广告作为传统“干法”的重要内容，早已被互联网彻底改变了。在前互联网时代，央视的标王确实能起到立竿见影的销售拉动作用。这一方面是因为消费者尚未成熟，很容易受广告的影响（当时也是广告模式的黄金时代），另一方面，央视至高无上的官方性质，具备极大的公信力，而且垄断地位也确保了黄金时间段的稀缺性。而所谓的新媒体标王，在上述两点均不能同日而语。那种仅仅靠广告就能拉动市场的日子早已一去不复返了。所以，可以预期的是，papi酱的贴片广告一定会造成极大的影响（标的的数额越大，影响越大），但同时，销售转化率一定不会太高（标的数额越大，亏损越大）。
对于企业来说，从干法到玩法，最急迫的是思维模式的改变。玩法，完全可以是低成本的，仅靠砸大量的真金白银，未必能找到真正适合自己的玩法。
编辑：
上 尉 358902172@qq.com
半干法设计 篇7
关键词：熟料,配料,三率值,强度
水泥的质量主要决定于熟料的质量,优质的熟料应该具有合适的矿物组成和岩相结构(即不仅要控制熟料中各氧化物的含量,还应控制各氧化物之间的比例关系),因此控制熟料的化学成分是水泥生产的中心环节之一。而配料工作是新型干法窑生产优质熟料的基础,只有根据自己企业生产环境和各种物料成分特点,选择出最适当的配料方案,才能生产出合格的熟料,而投产调试阶段的配料工作也是系统顺利达产达标的关键。我公司2 500 t/d熟料生产线自点火升温,进入投产调试阶段以来,两个月基本实现了达产达标,目前运行良好,生产正常。现将投产调试阶段每次配料方案的调整对熟料质量的影响结果和工作中的一些心得总结如下,有不妥之处,请各位指正。
1 配料方案的初步设计
1.1 根据原燃材料进厂前的取样检验确定配料方案
质量控制工作必须从源头开始抓起,应该说物料进厂前,各矿点的取样检验至关重要。化验人员通过钻孔及开采面多点取样检验,并附以经常性的抽检,确保物料达到设计规范要求,为系统调试工作的顺利进行打下良好的基础,对我们而言这样可以对矿山的整体情况进行了解,确切掌握矿山基本状况,为我们生产中调整配料方案是非常有利的。
我公司设计采用当地资源较丰富的石灰石、砂岩、铜矿渣、黏土四组分进行配料。通过招标从中筛选出最合适的矿点后,我们多次从各供货矿点进行了取样检验,各物料主要成分见表1。
烟煤工业分析结果如表2所示。
根据以上检验数据,三率值按KH=0.9,n=2.6,P=1.6,热耗按4 180 kJ/kg计算,各物料配比:石灰石81%、砂岩7%、黏土10.3%、铜矿渣1.7%。
1.2 根据原燃材料进厂后的取样检验确定配料方案
点火之前,各种原燃材料陆续进厂,由于采场剥离程度及铲运过程中夹带杂土等因素影响,我们断定进厂后的原燃材料分析结果与进厂前矿点取样结果可能不一致,之间应存在着一定的误差。由于原材料成分的变化势必会造成我们第一次配料方案的不合理,我们必须以进厂后物料实际分析结果重新进行计算,重新进行配料方案的设计。经化验人员多次堆场取样,确定经预均化后的各种物料化学成分如表3所示。
烟煤工业分析结果如表4所示。
重新计算的各物料配比:石灰石85.5%、砂岩10.7%、黏土1.4%、铜矿渣2.4%。
2 实际生产中配料方案的检验和调整
以上方案经投料后实际运作,我们发现由于设备安装等各方面因素的影响,系统无法连续运转,即使短期连续运转也会由于系统漏风等因素造成煤耗过大。频繁的止料、投料,点火升温及过高的煤耗,造成煤灰粉的过多掺入,熟料KH非常低,KH值过低时,熟料强度发展缓慢,早期强度持续偏低。我公司最早一批熟料的KH只有0.76(与我们初期设计的0.9相比,差距较大),3 d抗压强度仅为17.2 MPa,熟料外观致密,呈死烧块状。
1)为了改善这种局面,以达到提高熟料强度为目的,经研究后我们调整了配料方案,提高KH值和n值,减小了P值。确定调试期间熟料按KH=0.92,n=2.80,P=1.50进行配料设计,并用于生产控制。试运行期间,烧制的熟料KH在0.88～0.90之间,外观质量良好,3 d抗压强度在28 MPa左右,比之前的配料方案有了很大的改善。
2)为验证配料方案是否可行,通过对出窑熟料的定期检验,经过近一个月的调试,系统进入持续正常运转后,我们发现窑头飞砂增多,熟料烧成困难,回转窑产量、质量均有一定程度的下降。这说明KH偏大,水泥具备了快硬高强度的特点,但要求煅烧温度较高。于是我们又调整配料方案,遂慢慢将配料方案调整到KH=0.90,n=2.70,P=1.60。此后,熟料3 d抗压强度稳定在30 MPa左右,28 d抗压强度稳定在58 MPa,达到了我们预期的要求。
3 理论分析
通过前期不断的调整配料方案工作,我们总结出用三率值控制法能够作为我厂生产控制的一个指标,并获得我厂最佳的配料方案。随即我们组织相关专业人员,就我厂现有生产条件,对三率值的变动是如何影响生产做了详细理论研究。
3.1 石灰饱和系数KH值
我厂新型干法生产应控制在0.88～0.92之间较为合适。KH值大,水泥虽具有快硬高强度的特点,但要求煅烧温度较高,煅烧不充分时熟料中将含有较多的游离氧化钙,影响熟料的安定性,熟料质量反而下降。KH值过低时,C3S过少,熟料强度发展缓慢、强度低,达不到熟料的质量要求。
3.2硅酸率SM值
硅酸率表征熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的相对含量,我厂一般控制在2.6～2.8范围内较为合适。SM过大时,硅酸盐矿物多,对水泥熟料的强度有利,但煅烧时液相量少,意味着熔剂矿物较少,不易挂窑皮,熟料较难烧成。SM过小时,煅烧时熔剂矿物过多,窑内易结圈或大块,不仅不利于煅烧,对熟料强度也不利。
3.3铝氧率IM值
铝氧率表征熟料中铝酸三钙与铁铝酸四钙的相对含量,我厂控制在1.5～1.7之间较为合适。IM值过大时,意味着C3A量多,C4AF量少,液相粘度大,不利于游离氧化钙的吸收,C3S形成较困难且熟料的后期强度、耐磨性等均受到影响;IM值过小时,C3A量少,液相粘度降低,窑内烧结范围窄,不易操作。
4 结语
1)原燃材料进厂前后的取样检验是确定配料方案的基础,是生产出优质熟料的前提。2)调试阶段由于煤灰粉的过多掺入,熟料KH,n控制应比正常生产时偏高,等生产稳定之后再根据实际情况进行不断调整、总结,摸索出本厂最佳的配料方案。3)从三个率值方面入手进行配料方案的适当调整具有很强的现实意义,完全可以用于指导生产。
几个月来,通过理论指导实践、实践检验理论再到理论分析总结这么一个过程,我们对水泥生产工艺有了更加深刻的认识,比较全面地掌握了该项技术,生产中碰到原材料成分波动造成熟料强度或外观变化的问题,我们都有了解决问题的理论基础和实践经验,这些实践经验的积累与理论研究成果的结合,为今后很好的服务、指导生产奠定了更坚实的基础。
参考文献
[1]水泥配方优化设计[M].北京:北方工业出版社,2007.
[2]水泥新型干法生产精细操作与管理[M].北京:化学工业出版社,2006.
半干法设计 篇8
UF6干法转化生产线在生产过程中由于生产工艺的原因会产生大量含有较高浓度HF气体和微量铀化合物 (UO2F2) 粉尘的尾气。由于HF气体及其水溶液具有剧毒性、强腐蚀性和强刺激性, 对人体的呼吸系统和粘膜有较强的腐蚀作用, 过量接触会对人体长生严重危害。同时, 铀及其化合物均具有较强的化学毒性和辐射危害, 可通过呼吸系统进入体内, 引起重金属中毒和内照射。因此需采用相应的设计方案对有害尾气进行处理, 确保生产操作人员的职业卫生安全。本文结合UF6化工转化特点, 对目前采用的尾气回收和处理的工艺设计方案进行描述, 并就设计中重点关注事项行了分析和探讨, 以期对今后的工程设计提供借鉴。
1 尾气处理主要危险源项
1.1 HF气体及其水溶液
HF属高毒类物质, 其对人体的危害为:嗅觉阈值0.03mg/m3;在25mg/m3时已感到刺激;26mg/m3时耐受数分钟;在50mg/m3时引起眼和鼻黏膜刺激症状, 皮肤刺痛;100mg/m3浓度下只能耐受1min;400~430mg/m3浓度下, 急性中毒致死。工作场所F离子的职业接触限值为2mg/m3 (按F计) [1]。
HF气体在较低温度下会和水蒸气共同冷凝生成氢氟酸。氢氟酸有剧毒, 吸入高浓度的氢氟酸酸雾会引起支气管炎和出血性肺水肿。氢氟酸还对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性, 可经皮肤吸收而引起严重中毒。
因此, 在尾气处理工序中必须采取措施保证HF气体冷凝回收装置的安全性和有效性, 避免泄漏造成设施和人员伤害。
1.2 铀化合物粉尘和含铀气溶胶
干法化工生产线转化反应化学方程式为:UF6+H2O→UO2F2+HF, UO2F2为羽状固体化合物, 可能以粉尘形式进入尾气造成污染[2]。
摄入可溶性铀化合物会对肾脏造成急性化学损伤, 超过限值会使人骨骼畸形, 同时α射线会对人造成内照射, 诱发血淋巴染色体畸变及各种肿瘤。吸入可溶性铀0.03mg U/kg不会对人体健康造成影响;吸入0.058mg U/kg可能造成短暂肾脏伤害或影响;0.3mg U/kg是造成持久肾脏伤害的最低量;而半致命量为1.63mg U/kg (以上数值均为相对于生物体的重量) 。
1.3 H2气体
干法转化过程中使用H2气还原UO2F2生成UO2。过量的H2气与其他气体一起进入尾气处理系统。由于氢气的易燃易爆性质, 在尾气处理中必须采取措施清除未完全反应的H2, 保证系统和人员安全。
2 尾气处理设计方案分析
2.1 设计要求及目标
原料UF6与水蒸气在气相状态下反应生成UO2F2羽状粉末, 按照UF6流量约为50kg/h保守计算, 非挥发性粉尘释放因子为0.01, 尾气中铀粉尘产生率约为338.1g U/h[3]。微孔管过滤器过滤效率取99% (一般>99%) , 则转化炉尾气铀排放速率最大约为3.4g U/h。
HF作为剧毒气体, 依照其性质采取冷凝回收处理方法, 并通过水喷射泵进行吸收洗涤, 保证处理后含量达到安全阈值以下, 达标排放。H2气体为易燃易爆气体, 为防止其在车间内可能的积聚, 在尾气处理工序中设置点火装置, 将H2点燃以达到去除的目的。并在室内设置H2气检测装置, 当检测到浓度超标时打开事故排风机组进行强制换气。
尾气中含有的微量UO2F2粉尘主要通过水喷射机组进行洗涤吸收。
2.2 设计方案
由反应室出来的工艺尾气, 通过蒙乃尔合金管道 (沿流体流向1%坡度) 进入尾气处理间, 进气温度约为165℃, 尾气中含有HF、N2气体、水蒸汽、H2气以及微量铀化合物粉尘。尾气首先经过预冷器冷却降温, 产生少量HF酸凝结液, 沿坡向冷凝器的尾气管道与未凝及不可凝气体一起进入石墨增强聚丙烯冷凝器。冷凝器进气温度约为120℃, 使用进水温度≤7℃的低温水作冷媒再次冷凝, 将大部分水蒸汽和HF气体转化为浓度40%左右的氢氟酸, 并收集在氢氟酸冷凝液收集槽中;冷凝器中低温冷却水经过换热后出水温度约为12℃, 作为预冷器冷却水后回制冷机组循环使用。冷凝液收集槽内液体温度为20℃, 当收集到一定量后, 槽中氢氟酸会通过溢流和虹吸作用通过管道进入氢氟酸贮槽暂存, 并定期通过氢氟酸泵和转运槽车转移到氢氟酸库。
经过石墨冷凝器处理后的不凝气体通过尾气管道进入水喷射机组进行吸收洗涤。尾气洗涤装置设为两级, 可并行和串行操作, 便于工作人员根据工况对系统进行调整。循环槽中洗涤液循环使用, 在槽体底部设置取样口, 通过定时取样分析, 监测洗涤液中F离子含量≤3g/L, U离子含量≤300mg/L, 在限定浓度内定期更换, 送相关工序处理。经过水吸收后的尾气基本上仅含有N2气和H2气, 而HF气体和铀气溶胶含量甚微, 排放后不会对环境造成危害。尾气经点火装置燃尽H2气后排入局部排风系统。
由于氢氟酸具有强腐蚀性, 需要选择耐腐蚀的管道和相关阀件以保证系统密闭性和完整性。传统设计采用钢衬聚四氟乙烯作为管道材料, 但是由于该种管材制作和安装繁琐, 且易出现腐蚀, 目前尝试采用聚偏二氟乙烯管道作为常温氢氟酸输送管道[4]。管道敷设及连接部位设置管道井, 以保证事故情况下泄露的氢氟酸被密封在较小的范围内。
2.3 设计重点关注事项
尾气处理系统安全重要设备有:冷凝器、冷凝液槽、低温水系统、水喷射机组、氢氟酸储槽, 点火装置等。其安全保障措施如下:
石墨冷凝器作为HF气体冷凝回收的关键设备, 计算换热面积为18.53m2, 设计采用30m2换热面积, 以保证在操作过程中的换热余量。冷凝液槽作为氢氟酸冷凝液的收集容器, 其密封性和安全性至关重要, 因此在管道设计上采用溢流和虹吸方式出液, 出液后槽内保持一定高度的液位, 确保系统的气密性不被破坏;并设置上液位监测系统, 防止冒槽。同时在冷凝液槽上设置取样口, 通过控制分析室检测确保氢氟酸浓度合格以及铀离子浓度≤3ppm。
低温冷却水系统是HF气体冷凝回收的重要保证。在冷凝器的进口和出口处均设置温度监测点, 确保进水温度<7℃, 温升为5℃。同时设置入口流量和压力监测, 当超出设定值时报警并启用应急冷却系统。
水喷射器和循环槽可以将未冷凝的HF气体和铀化合物粉尘洗涤吸收, 保证排气的安全。该系统设置两级水喷射吸收装置, 并各设两台循环泵, 一备一用。一方面保证发生单一操作错误或设备故障时不会导致大量放射性物质和化学危险物质释放, 另一方面通过转炉内的压力信号控制水喷射器吸气口进口压力并实现自动调节, 保证炉压稳定。在循环槽上设置取样口, 通过检测循环液中F离子和U离子浓度保证临界安全和洗涤效果。
氢氟酸储槽统一放置在氢氟酸暂存间内, 通过实体墙与外部环境隔离。暂存间设有HF探测报警装置, 信号传输至控制室, 一旦发生HF泄漏, 将在操作岗位和控制室报警, 保证操作人员及时发现并进行处理。在氢氟酸暂存间入口处设置气衣间和洗眼器, 所有进入暂存间的操作人员都必须穿戴防护装备, 以最大限度减少氢氟酸对操作人员的影响。同时, 在氢氟酸暂存间出口处设置30cm高围堰, 确保氢氟酸储槽泄漏时酸液全部被封闭在暂存间内。
在尾气处理系统中使用的所有液体贮槽, 均设置液位监测装置, 确保出现事故时及时发现和处理。
点火装置通过点燃尾气中的H2气以消除意外聚集的可能。点火装置上设有火焰监测报警系统和连续点火装置, 熄火时能自动点燃, 并在点火装置进气管道上设置阻火器。同时为确保厂房和人员安全, 根据《建筑设计防火规范》 (GB 50016-2006) 和《爆炸和火灾环境电力装置设计规范》 (GB 50058-92) 的相关规定, 结合实际运行经验, 将氢气和天然气浓度检测报警装置的报警控制值设为爆炸下限的10%。
3 尾气处理设计展望
干法化工转化尾气处理设计要同时满足生产和安全需要, 并不断提高完善化、合理化、自动化水平。
当前工艺中氢氟酸浓度及U离子浓度均采用现场取样控制室分析的方法进行检测, 不适合连续生产监测, 无法及时发现并消除生产异常情况, 产品质量控制难以保障。后续设计中, 将以连续在线检测为重点, 当氢氟酸产品参数异常时报警并自动进行管道切换, 将不合格产品导入事故储槽进行处理。
现有设计方案通常只设置一条氢氟酸管道, 一旦发生管道泄漏, 在检修过程中不可避免会对操作人员身体健康产生威胁。如果可以通过实际运行取得管材的使用寿命, 在生产运行期内预留数根管线, 当所用管道发生问题时只需切换到预留管道, 则可以有效减少操作量和接触时间。
4 结论
本文对铀化工转化干法生产线尾气处理以及HF回收系统设计方案进行分析, 阐明了尾气处理工序中需要关注的细节和重点, 并就个人设计经验对未来该系统的发展方向和目标提出了意见和看法。
摘要：本文结合UF6转化干法生产线特点, 对含有较高浓度HF气体和铀化合物粉尘的尾气处理以及HF回收系统设计进行论述和分析, 并对如何提高该系统有效性和安全性等重点关注事项进行了探讨。
关键词：干法线,尾气处理,HF回收
参考文献
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[3]Air Sampling in the Workplace, NUREG-1400[S].
玻璃熔窑烟气半干法脱硫技术 篇9
关键词：玻璃熔窑烟气,脱硫工艺,R-SDA
半干法烟气脱硫技术利用吸收剂浆液与烟气中的SO2反应生成亚硫酸盐等,同时烟气将热量传递给吸收剂,使之干燥,脱硫后产物为干粉状。目前成熟的半干法烟气脱硫技术主要有:喷雾干燥吸收技术(Spray Drying Absorptiong,简称SDA)和新型一体化脱硫技术(New Integrated Desulfurization,简称NID)。
1 半干法烟气脱硫技术简介
1.1 NID技术
NID技术是在传统干法/半干法(CFB)脱硫技术的基础上研究开发出的新一代干法烟气脱硫技术,其工艺流程如图1所示,包括Ca(OH)2粉消化器、混合器、吸收反应器、除尘器等。粉状Ca(OH)2消化器将CaO和水制成的粉状Ca(OH)2与从除尘器分离出的循环灰相混合进入混合器,并加水增湿混合灰,然后以流化风为动力进入脱硫反应器,反应后的脱硫产物和烟气直接进入除尘器,处理达标的烟气外排。
1.2 SDA技术
根据喷雾方式的不同,SDA技术分为旋转喷雾干燥吸收(R-SDA)和两相流喷雾干燥吸收(TPF-SDA)。
R-SDA脱硫工艺流程如图2所示,包括吸收剂浆液制备系统、旋转喷雾吸收塔、布袋除尘器或电除尘器等。未处理的热烟气通过气体分布器进入旋转喷雾干燥吸收塔,与细小的石灰浆液(液滴平均直径约50 μm)接触,烟气中的酸性组分迅速被细小的碱性液滴中和,同时,水分蒸发,液滴在接触旋转喷雾干燥吸收塔塔壁之前被干燥。一部分干燥产物,包括飞灰和反应产物,落入吸收塔底部,进入粉尘输送系统;另一部分随脱硫后的烟气进入布袋除尘器或电除尘器,固体颗粒被收集下来,从除尘器出来的烟气通过引风机送入烟囱排放。
TPF-SDA(两相流喷雾干燥吸收)与R-SDA(旋转喷雾干燥吸收)的脱硫剂雾化方式和吸收剂种类不同,导致反应温度要求、脱硫效果等方面的不同。
1.3 工艺比较
几种半干法脱硫工艺的技术经济性比较,见表1。
从表1可知,R-SDA脱硫工艺在脱硫效率、占地面积、运行费用等方面都具有显著优势,对烟气负荷变化的适应性好,操作简单,系统运行稳定性好,能适应玻璃熔窑烟气负荷变化大、窑压控制要求高的特点。因此,R-SDA脱硫技术是最适合玻璃熔窑烟气净化的半干法脱硫技术。
2 R-SDA工艺原理
R-SDA脱硫技术的工艺原理是利用碱性的石灰浆液作为脱硫剂,与烟气中的酸性组分(SO2、SO3、HCl和HF等)发生反应,去除烟气中的酸性组分。由于在紧邻雾化器喷嘴的区域具有最适宜的传热和传质条件,反应主要发生在该区域。主要反应为
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一小部分SO2会进行如下反应
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同时,烟气中的其他酸性气体SO3、HCl等也会与Ca(OH)2发生反应,且对SO3、HCl的去除效率可达95%。SO2和其它酸性组分的吸收反应主要发生在浆液雾滴还未被干燥之前的气-液两相之间,但干燥之后的气-固两相接触仍然会发生吸收反应,即SO2与烟气中悬浮的喷淋干燥后的多孔颗粒进行反应,气-固反应在下游的除尘器中还在进行,特别是布袋除尘器,吸收反应更为剧烈。
3 R-SDA技术的主要设备
3.1 旋转雾化器
R-SDA工艺的核心是旋转雾化器。脱硫剂浆液经雾化器雾化成小液滴,液滴的大小直接影响脱硫效率,要确保脱硫效率必须保证雾化喷洒的质量。同时,要求雾化器耐磨,运行极度稳定,可以全天候不间断运行,并且需要维护较少。旋转雾化器可以在不对雾化液的液滴大小分布显著改变的情况下调节雾化液流量。因此,随着废气流量,反应器中的温度和条件变化所引起的反应剂供给的变化不会导致雾化喷洒的质量变化(即雾滴大小)。
3.2 气体分布器
气体分布器是R-SDA工艺的重要部件,对吸收塔内部流场的分布起决定性作用,可明显提高吸收塔内烟气流场分布的均匀程度,消除烟气在塔内形成的死区,增加SO2与脱硫剂浆液的碰撞几率,提高脱硫效率。在烟气分布器下方增设导流板有利于提高烟气流场的稳定程度,对优化吸收塔内部设备具有重要作用。
3.3 除尘器
除尘器布置于吸收塔后,用来收集经脱硫产生的固体颗粒产物和烟气中的灰分,吸收塔中未完全发生中和反应的SO2在此发生二次反应,可进一步脱硫,具有二级吸收的作用。吸收塔下游的收集器通常采用布袋除尘器或电除尘器。
当对SO2脱除效率要求较高时,采用布袋除尘器是必要的,但设计时应偏重考虑厚灰层和低过滤速度。通常在R-SDA/布袋除尘器的工艺系统中,有10%～20%的SO2脱除率是在布袋除尘器内实现的。在采用电除尘器作为R-SDA工艺中的下游除尘器时,进一步的吸收反应能力与布袋除尘器有相当的差距,但仍可获得10%左右附加的SO2脱除率。
4 R-SDA技术系统的优势
由于R-SDA系统相对简单得多,因此其运行、维护和维修相对NID或石灰石-石膏湿法脱硫简单得多。系统运行稳定,不会影响熔窑窑压的稳定性。系统容易实现启/停操作,能在1～2 h内实现启/停而不发生任何问题。
系统灵活性好,能承受负荷的快速变化,负荷适应能力大于(8%)/min,系统能在烟气量20%～120%负荷下安全运行。可控制吸收塔出口烟气温度,确保生成干态易流动的产物,并对系统设备无腐蚀性。可根据烟气中SO2浓度来调节供给雾化器的新鲜吸收剂浆液量,脱硫剂利用率高。
R-SDA工艺的核心设备为旋转雾化器,经过多年的开发、实际运行考验,证明该雾化器具有可靠、连续工作、最少维护量的特性和优势。旋转雾化器使用寿命可达30年以上,其中需要定期检查或更换的是雾化器喷嘴。一般来说,在雾化器连续运行4 000 h左右时,需要对喷嘴进行检查,如发现喷嘴磨损达到一定程度,需要将喷嘴转动90°,以便另一侧面接触浆液。这样转动3次之后才需要将喷嘴更换下来,因此喷嘴的寿命一般可达20 000 h之多。喷嘴的检查或更换一般需要2个人操作,时间约30 min,期间不影响脱硫系统运行。
参考文献
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半干法烧结烟气脱硫主要仪表选型 篇10
1 工艺流程
烧结机排出的含SO2和其他酸性成分的烟气从烧结主风机排出,进入反应塔,在塔内与脱硫浆液、循环物料混合反应,达到脱硫目的。脱硫后的烟气进入后部的袋式除尘器除尘后经增压风机排出。袋式除尘器灰斗中的脱硫副产物经气力输送
系统返回回料装置。回料装置中的循环颗粒重新返回反应塔,其中的残留脱硫剂与烟气中的酸性物继续反应,最大程度地提高脱硫剂利用率。多余的脱硫副产物通过回料装置溢流螺旋从系统中排出,进入储灰仓,最后由车辆外运处理。半干法烧结烟气脱硫如图1所示。
2 主要仪表选型
根据工艺要求,半干法脱硫中使用的主要仪表有石灰浆液密度计、各介质压力仪表、各介质流量仪表、各介质物位仪表、烟气排放连续监测系统(CEMS)等,下面对主要仪表进行介绍。
2.1 石灰浆液密度计
半干法烟气脱硫工艺设置密度计的目的主要是通过测量石灰浆液密度,控制石灰给料和进入熟化机水量的配比,保持浆液浓度在20%～25%的范围内。目前测量石灰浆液密度的方法主要有3种:差压法、射线放射法、科氏力质量流量计法。
2.1.1 差压法
通过差压变送器测量固定高度浆液之间的压差,根据ρ=ΔP /gH (其中,ρ为浆液密度;ΔP为测量差压;g为重力常数;H为测量孔间距)计算出浆液密度[1]。该方法的主要优点是差压变送器价格便宜和安装方便。需要注意的是,此方法中的差压变送器应选用隔膜密封式差压变送器,以避免常规变送器取样管长期接触浆液而造成堵塞。安装位置可以是在浆液罐侧壁或垂直的浆液管道,为避免浆液罐内搅拌机造成的压力波动影响测量精度,最好装于垂直的管道上。另外,变送器膜片长期接触浆液,石灰凝结在膜片上会造成测量误差,因此需定期用清水冲洗膜片,最好设计定期自动冲洗管路[1]。
2.1.2 射线放射法
射线放射法的原理是射线(通常为γ射线)穿过不同密度的介质,其能量衰减程度不同,在已知核辐射源射出的射线强度和介质吸收系数的情况下,只要通过射线接收器检测透过后的射线强度,就可以检测出流经管道的浆液密度。放射性密度计的主要优点是非接触测量、安装方便、无需维护。但放射性密度计价格昂贵且需要放射性物质使用证(每年还需年审),另外若管壁结晶会影响测量精度。因此,放射性密度计应用较少。
2.1.3 科氏力质量流量计法
科氏力质量流量计是根据科氏力原理来测量流体的质量流量,同时由于该流量计的结构形式与振动管密度计的结构形式类似,因此也可用于测量流体密度。测量时测量管以一定的共振频率连续振动,因共振频率是流体密度的函数,当不同密度的流体充满振动管时,其振动管的振动频率也将发生改变,因此只要测量出振动管的频率变化就完成了密度的测量。科氏力质量流量计法是目前石灰浆液密度的主流测量方法,主要优点是测量精确可靠,适应浆液密度范围宽。实际应用时应注意以下几点:
(1)流量计直接接触石灰浆液,选型时内壁一定要选择防腐且耐磨的材料,如钛合金。
(2)科氏力质量流量计应垂直安装在浆液泵的出口处,考虑到流量计价格随口径增大而迅速增加,因此一般选用小口径流量计(如DN40 mm),安装于旁通管,并设置手动阀,通过阀门防止流量过大而影响流量计寿命。介质流向自下向上,以防流体中出现气泡导致测量误差和保护其不受固体残渣积存的影响。
(3)长时间使用难免会造成石灰粘壁或者堵塞,应定期冲洗测量管,最好设计定期自动冲洗管路。
(4)为防止材料堆积、磨损及腐蚀等使测量管机械结构发生变化从而造成仪表共振频率发生改变,须对科氏力质量流量计进行定期校验调节。
2.2 介质压力仪表
半干法烟气脱硫工艺中需要测量的主要压力参数有:石灰浆液管道、水管和压缩空气管压力,脱硫塔入口、出口压力和脱硫塔差压,除尘器入口和出口压力等。测量水或压缩空气等常规介质可选用普通压力变送器;测量石灰浆液介质应选用隔膜密封式压力变送器,安装时取压点应选在水平管道上方开孔处并焊接短管,并应使膜片法兰与短管连接,以避免浆液长期接触并冲刷膜片造成测量误差甚至损坏膜片;测量烟气介质时为了防止粉尘堵塞,可选用隔膜密封式变送器或带吹扫的常规普通压力变送器。另外,由于现场灰尘较多,变送器应设保护箱,北方地区还需根据介质情况对取压管路进行保温伴热。
2.3 介质流量仪表
半干法烟气脱硫工艺中需要测量的主要流量参数有:石灰浆液管道、水管、压缩空气管流量。测量压缩空气等常规气体介质流量可选用节流件(如孔板)+差压变送器,安装时注意保证直管段;测量石灰浆液流量时,因浆液具有腐蚀性、磨损性,最好选用电磁流量计,选型时注意衬里材料为橡胶,电极材料为哈氏合金,安装时注意保证直管段(一般前5D后2D)。
2.4 介质物位仪表
半干法烟气脱硫工艺中需要测量的主要物位参数有:水箱和石灰浆液罐液位以及石灰仓和储灰仓料位。常用的物位计有超声波和雷达式,超声波是一种机械波,易受环境干扰,如在粉尘及蒸汽环境下影响很大,而雷达抗干扰能力较强,能在粉尘和蒸汽环境下正常工作,但雷达物位计价格却高于超声波物位计。测量水箱液位时可选用超声波液位计;测量石灰浆液罐液位时,因石灰浆液温度较高(60 ℃左右),会产生大量蒸汽,超声波液位计无法正常工作,此时应选用雷达液位计。对于石灰仓及储灰仓料位测量,若需连续料位测量,因粉尘较多应选用雷达料位计,若需高低料位测量,可选用振动式、射频导纳式或者阻旋式料位开关。超声波或雷达物位计安装时应注意避开进料口,并注意与容器内壁的距离。料位开关安装在侧壁时,若介质有较大冲击力(如块状石灰),应设保护挡板以避免探头受到冲击。
2.5 烟气排放连续监测系统
半干法烟气脱硫工艺中,需要对脱硫前后的烟气进行在线分析,以便实时监测烟气各项参数,并判断脱硫后的烟气是否达到排放标准。烟气排放连续监测系统(CEMS)是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到相关系统的装置。CEMS是一套完整的系统,可监测烟气温度、压力、流量、湿度、粉尘含量、SO2含量、NOX含量、O2含量等参数。本文实际工程中采用的是上海优科伽瓦自动化工程有限公司生产的CW3000型CEMS,系统主机厂商为日本横河。该CEMS采用直接抽取法伴热取样,主要由烟气取样单元、烟气预处理单元、烟气分析单元、烟气参数监测单元、数据处理单元组成。系统结构如图2所示。
CEMS在电厂烟气脱硫中应用非常普遍,而烧结烟气与电厂烟气相比,具有烟气量大,含尘浓度高,SO2浓度低,含有HF、HCI、重金属、二恶英等多种污染物成分,烟气量和SO2含量波动很大等特点[2],给CEMS的正常稳定运行带来一定困难,因此,日常维护对于CEMS的正常运行非常重要,特别是预处理系统的清理及维护。作者在实际工程中曾遇到过测量结果异常的情况,经故障排查,发现是探头滤芯失效,导致大量粉尘随取样管进入取样泵内,造成系统故障,后经更换探头滤芯和取样泵,清理管道,使CEMS恢复正常。所以为了使CEMS正常运行,必须重视日常维护的重要性,最好请厂家针对自身产品特点进行专门的培训。
3 结束语
现有的主要烧结烟气脱硫工艺有湿法[3]、干法、半干法3种,半干法烧结烟气脱硫与其他烟气脱硫工艺相比,有其自身的特点,为了使检测仪表正常可靠运行,必须熟悉半干法烧结烟气脱硫工艺特点,充分考虑仪表的测量对象和使用环境,合理选择和使用各类仪表,才能发挥好检测仪表在整个工艺中的重要作用。
摘要：针对半干法烟气脱硫技术中测量仪表选型的特殊性,结合实际经验给出了密度、压力、流量、物位、烟气分析等仪表的选型方案以及安装和使用注意事项,为类似工程提供参考。
关键词：烧结烟气脱硫,半干法,仪表选型
参考文献
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半干法设计 篇11
关键词：混合均匀度 干法生产 婴幼儿配方乳粉
中图分类号：TS2 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）10-0055-02
引言
婴幼儿配方乳粉指的是以乳类或乳蛋白制品为主要原料，加入适量的维生素、矿物质和/或其他辅料，仅使用物理方法加工制成的、能满足婴幼儿营养需要的粉状产品。目前，婴幼儿配方乳粉生产包括三种工艺，即湿法工艺、干法工艺及干湿法复合生产。对于干法生产和干湿法复合生产，其加工过程都包括粉粒体混合工序。所谓粉粒体混合，是指把两种或两种以上不同成分组成的粉粒体，依靠外加的适当操作，尽量使各成分的浓度分布达到均匀化的一种操作。混合均匀度是评价混合加工质量优劣的重要指标，也是生产厂家定期检测加工设备运转性能和磨损程度、确定最佳加工混合时间和修正工艺流程的依据之一。湿法生产更有利于终产品各成分的均匀性，但是对于一些热敏性物质的添加，如生物活性蛋白、益生菌等，采用干混工艺才能保证其不被破坏。在我国，婴幼儿配方乳粉以干法生产和干湿法复合生产为主，本文主要介绍婴幼儿配方乳粉干法生产工的混合工艺，以供同行参考。
1 粉粒体混合的机理
因粉粒体具有宏观上的连续性和微观上的离散性，所以其混合机理涉及到流体力学、工程学、物理学等诸多学科，目前普遍认可三类混合机理：（1）对流混合：粉粒体在混合机内移动较大的距离，形成循环流，类似流体的对流，属于较大的宏观混合；（2）剪切混合：物料中的粉粒相互间形成剪切面的滑移和冲撞作用，带动局部混合，属于准微观混合；（3）扩散混合：分离的粒子分散到不断展现的粉面上，相互参和、渗透而得到均匀的混合。实际的粉粒体混合是以上三种混合机理共同作用的结果。
2 婴幼儿乳粉干法混合的现状
食品中的干混生产一般采用逐级放大混合形式，婴幼儿配方乳粉干法混合常采用二级混合，即部分营养素的预混合和所有物料的干混，也有少部分生产厂家采用三级混合。预混合可使用二维运动混合机或三维运动混合机。二维运动混合机工作时，如EYH-600型，电动机通过皮带轮带动减速机，然后再通过连杆组件摇动上机架，使料筒作一定角度摆动使物料混合。三维混合机如SYH-200型，由空间呈交叉，又相互垂直，且分别由Y型方向节连接的主、从动轴支撑混合桶，当主动轴转动时，混合桶即进行自转，同时又作上下、左右、前后摆动，被混合的物料在频繁和迅速翻动作用下，进行物料间扩散、流动与剪切混合。二维运动混合机料筒较大，混合时间较长，一般需要15分钟或更长时间；三维运动混合机，料筒较小，混合时间较短，一般10分钟以内。干混的设备料筒比较大，单轴搅拌叶高速转动混合，短时间内可使物料达到均匀状态。
3 干法混合均匀度验证
案例：验证二维运动混合机混合时间及装料量
（1）验证混合机型号：EYH-600型。
（2）混合机额定技术参数（如表1）。
设备厂家建议配方乳粉的预混料混合时间为15min。
（3）物料组成：婴儿配方基粉57.2kg，二十二碳六烯酸（DHA）53.5kg，二十碳四烯酸（ARA）39.3kg。
（4）验证目的：a.测试EYH-600型二维运动混合机混合15min时能否满足工艺要求；b.测试不同装料量的混合均匀度，寻求符合实际生产需要的装料范围。
（5）验证混合时间的取样方法：按（3）中的配比混合总重量为150kg的物料，混合时间为15min，混合完成后，从下料口将物料卸出，每15kg取一个样，首尾两个样分别在开始出料和最后尾粉时取样，每个样取60g。
（6）试验情况（如表2）。
（7）小结：设备混合运行15min时，物料中的DHA和ARA的混合变异系数均小于5%，符合工艺要求。
（8）验证不同装料量取样方法：按婴儿配方基粉：二十二碳六烯酸（DHA）：二十碳四烯酸（ARA）=5.0：4.7：3.4比例分别混合90kg，125kg，160kg共3料，混合15min，混合完成后从下料口均匀取10个样品，首尾两个样分别在开始出料和最后尾料取样，每个样取60g。
（9）不同装料量的试验情况（如表3）。
（10）结论：设备混合15min、装料量在90～160kg时，DHA及ARA的混合变异系数均小于5%，符合生产工艺要求。在实际生产中，基于成本等方面考虑，优先选择混合160kg预混料，当生产未足160kg时，可根据实际需求选用90～160kg之间某重量进项预混。
4 干法混合影响因素
婴幼儿配方乳粉干法混合是涉及到物理学、工程学、流体力学等诸多学科的复杂过程，在实际生产中其混合均匀性受到多方面因素的影响，包括配料中粉体的粒径、形状、密度、水分含量、表面光滑度和静电效应等。其中，粉体的粒径因个体之间的差异倍数大而对混合均匀度的影响最大。
参考文献
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半干法烧结烟气脱硫工艺技术分析 篇12
一、烧结烟气脱硫工艺技术的发展阶段与发展趋势
到目前为止, 世界上的烟气脱硫工艺技术经历了3个发展阶段:
第一个阶段:上世纪70年代, 石灰石湿法脱硫工艺技术为第一代脱硫工艺
第二个阶段:到80年代, 出现了干法与半干法的第二代脱硫工艺, 其中的各种工艺技术大多使用以石灰、消石灰为主的钙基吸收剂。随着工艺技术的不断改进与完善, 烧结烟气脱硫设备的使用率逐步提升, 可高达97%, 脱硫率可达到70%~95%, 比较适合工业生产中的中小锅炉。
第三个阶段:到90年代, 逐渐发展为湿法、干法与半干法等工艺同步发展的第三代烧结烟气脱硫工艺技术。
随着工艺技术的不断进步, 烧结烟气脱硫工艺技术呈现“湿法脱硫逐渐被干法脱硫所取代”发展趋势。以石灰石作为代表的传统湿法脱硫工艺正在被半干法、干法技术或新的湿法技术所取代。
编者通过对不同的烧结烟气脱硫工艺技术进行分析研究, 发现: (1) 湿法脱硫的工艺技术占地面积比较大, 而大部分已建烧机器的工厂或企业在规划中并没有预留脱硫的场地, 所以该技术不适合已有烧结机的工厂与企业。同时湿法脱硫设备的成本与维护费用较高, 耗水量比干法工艺大出20%以上, 这极其不利于降低脱硫成本与钢铁生产中的吨钢耗水。再有, 湿法工艺也会在运行中出现废水废气, 必须要有相应的处理设备, 这又会增加企业的场地与运营成本。 (2) 除却投资与运营费用以外, 活性炭是较为理想的一种的烧结烟气脱硫工艺技术的材料, 但是巨大的投资与运营成本, 使其不适合当前我国大型铁厂烧结烟气脱硫工艺的现状。根据对国外的相关发展历程来看, 我国在未来15年内不太可能大规模实施该技术。 (3) 干法、半干法的脱硫工艺克服了上述两点中的投资与运营成本大、占地广的缺点, 极其适合已有烧结机的工业企业, 同时又有节能减排的潜力, 符合我国当前脱硫工艺技术与工业企业发展的现状。
二、半干法烧结烟气脱硫工艺技术的基本流程
工业企业在烧结中产生的烟气要先通过大烟道进行电除尘, 并从烧结机的主抽风机排出, 然后将烟气抽入到脱硫塔中, 酸性烟气与相应的脱硫材料与试剂进行反应, 脱去烟气中的硫化物。在酸性气体与脱硫材料进行反映时, 由于烟气的高温作用, 使其中的水分蒸发, 并产生干态的副产物, 使脱硫塔内壁保持清洁且没有沉积物, 为避免出口使烟气的温度太低, 而造成硫塔内的固态循环物发生粘合, 所以通过调节喷水量来控制最佳出口烟温, 保证在达到脱硫效果的同时, 使设备正常安全运行。经过脱硫的烟气进入脱硫塔后部的除尘器进行除尘, 然后再利用出口挡板与增压风机将脱硫剂的副产物截留、烟气排除, 并通过相应设备将处理后脱硫副产物送回脱硫塔再次参与脱硫工序, 最大限度的利用脱硫剂与相关材料, 同时将多余的脱硫副产物排除脱硫系统, 等待外运进行专业处理。
三、半干法烧结烟气脱硫操作的改良建议
当前工业企业现有的脱硫工艺技术出现的主要问题表现在运行的脱硫系统无法适应烧结生产中的变化与波动, 造成运营成本高、脱硫后烟温不稳定、烟灰输送系统堵塞、脱硫效率低下等情况, 所以在日后的改进方向就是调整与改善烧结机的生产过程, 使其与脱硫系统形成有效的衔接与配合。编者认为应该下述几个方面进行改进工作:
(1) 对烧结机抽风系统进行持续的漏风率治理, 降低烟气的含氧量, 尽可能的改善脱硫系统的效率与保证系统安全有效的运行。
(2) 采取先进的工艺技术提高烟气量与烟温的稳定性, 有效降低烟气量与烟温波动, 将烟温波动尽可能控制在10℃以内, 将烟气量小时波动值尽可能的控制在100km2以内。
(3) 要对烧结材料的配比研究实验, 进行长期的原料规划设计, 提高烧结原料中硫含量的稳定性, 尽可能的将其控制在工业企业的相关设计范围内。
(4) 改良生产操作过程, 稳定生产工艺, 尽可能的减少外围各工序波动对脱硫系统的影响。
(5) 进行烧结烟气的除尘工艺研究, 提高除尘效率与净化程度, 降低系统的复合, 保证系统的安全有效运行。
(6) 进行烧结抽风机的变频调速技术更新, 降低系统烟气处理量, 有效的降低系统的运行成本。
(7) 加大对职能系统的研究与开发, 实现烧结生产与烟气脱硫的智能联动, 提高系统的运行效率, 提升烟气脱硫效果。
结语
半干法烧结烟气脱硫工艺技术正在不断的改进与成熟, 一方面需要相关工作者从实际的工作中得到灵感, 进行相应的技术研发与革新, 尽快实现脱硫工艺与烧结生产的最佳配合;另一方面还需要国家给予相应的政策支持, 鼓励企业与相关人员进行制度与技术的大胆创新。同时, 还应该进行跨行业的技术交流, 推动材料的的循环开发利用, 实现污染物的零排放。只有这样才会使相关工业企业的脱硫项目实现成效, 才能保障生态环境的改善与国家可持续发展理念的落实。
参考文献
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