净化处理装置

净化处理装置（精选十篇）

净化处理装置 篇1

1 净化装置及工艺流程简介

净化装置主要由反应器、搅拌机、压滤机、加药装置、pH调节槽、油槽、工具清洗箱、药泵、螺杆泵、溶气泵、废水提升泵、加药流量计等部分组成。装置及工艺流程简图见图1。

2 废液处理工艺

2.1 含油污水的处理

根据气浮、沉淀、过滤、氧化等物理、化学方法进行处理。首先通过溶气泵向工具清洗箱中通入空气,使含油废水中产生无数微小的上升气泡,带动、吸附分散油,使其上浮变为浮油,在含油废水液面上形成油膜或油层。通过人工注水的方法,在油层达到正好淹没简易撇油器(集油管)时,打开简易撇油器(集油管)阀门,将浮油排入油槽。这样,废水中大部分油类得到了去除。经过处理后的含油废水及沉淀在清洗箱底部的泥浆,通过螺杆泵打入压滤机进行泥水分离。油泥留在压滤机内,定期清除。压滤机出水可流入地沟进入20 m3废水储池,与三元混合液一起提升到反应器中进行处理,也可先流入反应器中进行单独处理。

因废水中还残留有溶解油未去除,为了进一步去除这些油类,确保含油废水达标排放,向反应器中加入氧化剂(双氧水)。进行氧化反应1 h后,经药泵向反应器里投加硫酸,调节废水pH值至7.5～9,再通过另一台药泵,向反应器里投加硫酸亚铁,进行混凝沉淀后打开反应器排水阀门,上清液可直接外排,而沉淀渣液通过螺杆泵抽入压滤机,进行渣液分离。

2.2 单一PAM废液、三元废液及其两者与含油废水的混合液的处理

无论是单一品种废液还是混合液,均可先排入20m3废水储池。废液(废水)经废水提升泵提升至反应器,通过化学法进行处理。首先向反应器里投加氧化剂(双氧水)进行氧化反应,反应3～5h后,经药泵向反应器里投加浓硫酸,调废水pH值至7.5～9,再通过另一台药泵,向反应器里投加硫酸亚铁进行混凝沉淀,之后打开反应器排水阀门,上清液即可直接外排,而沉淀渣液则通过螺杆泵抽入压滤机进行渣液分离。

3 主要技术参数和操作要点

3.1 单一含油废水处理

单一含油废水处理分物理方法和化学方法两步进行。

物理方法:向工具清洗箱中的含油废水中通入空气0.5～1h后,静止沉淀20min,再反复多次注水排浮油至液面几乎不见浮油。除油后的废水及箱底部的泥渣,一并通过压滤机进行泥水分离至泥水近乎抽干,但不能使螺杆泵空转。压滤机出水进入反应器,压滤机滴水回流至20m3废水储池。

化学方法:向反应器里加入一定量的双氧水进行氧化反应至废水CODcr、石油类、pH值,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中规定的二级排放标准[1]。见表1。

3.2 单一PAM废液处理

向反应器中投加氧化剂、投酸调pH值、投加混凝剂,来完成一系列的复杂的氧化反应,使废液中的有机高分子氧化分解,从而降低废液的CODcr,使处理后的废液达标排放。见表2。

3.3 三元废液处理

方法与单一PAM废液的处理方法相同,只是用量不同。见表3。

3.4 含油废水、地面冲洗水和三元废液的混合废液(废水)处理

方法与单一PAM废液的处理方法相同,只是用量不同。见表4。

以上四种情况处理废液,污染物(油、CODcr)浓度越高,消耗的处理药剂就越多,则反应时间越长。一般情况下,由于含油废水污染程度较轻,则CODcr值较低,故不需要调整。

4 结论

实验室排放的三元混合液为高浓度有机废液(废水),属于不定期排放,且时间间隔较长,所以生化处理不可行。因为生化处理必须每天有废液(废水)供微生物生长繁殖,否则微生物活力下降,甚至死亡,将无法分解有机物。处理这种不定期排放的高浓度有机废液(废水),目前国内还没有行之有效的方法。我们经过大量的科学实验研究,寻求物理+化学氧化法的处理途径,最终采用了投加浓流酸+双氧水+硫酸亚铁的方法。经多次实践证明,该方法对不定期排放的高浓度有机废液(废水)的处理十分有效,经处理后达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中规定的二级排放标准,达到环保治理的目标。

参考文献

空气净化装置，你会选了吗？ 篇2

污染的空气中有什么需要净化的？

污染的空气中，需要处理的污染物大体可以分成四类。

1.各种固体悬浮物、颗粒微尘，直径小于100微米。2.各种细菌微生物、病毒：细菌的直径大约在0.5微米以上，病毒的直径则是纳米级的。3.挥发性气体，包括各种有毒有害的气体，如甲荃、醛、苯等，它们的分子直径在纳米级。4.烟气类，微粒直径在0.1微米左右。

从空气处理的角度来说，这四类物质同样重要。我们常说的PM2.5并不特指某一类空气污染物，而是所有微粒直径在2.5微米以下的颗粒。另外，细菌、病毒也会吸附于PM2.5颗粒上，损害人体健康。

PM2.5并不包括挥发性气体和烟气，但是挥发性气体和烟气对人体的伤害并不比PM2.5小。粉尘、落灰之类直径较大的颗粒，反倒是最容易清除的，最简单的普通过滤网就能搞定，家用分体式空调机就装有这类滤网。

了解空气净化原理

从原理上来说，目前的空气净化器/净化系统中常见的活性炭过滤、静电除尘及活氧技术（Bio-Oxygen Process）各有优缺点。

HEPA（High Efficiency Particulate Arresters，高效率空气过滤器）

HEPA在目前的家用市场比较流行，多数是使用纤维（无纺布之类）制成。HEPA网的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。高效率的过滤器对直径为0.3微米（头发直径的1/200）以上的微粒去除效率可达到99.97%以上。

不过HEPA只是指代过滤器的过滤效率，不是指代某种具体材料，所以在购买空气净化器时只要问一下他们的滤网过滤效率到底达到了什么标准即可。

活性碳过滤

活性碳也是常用的空气净化材料。活性碳有很多微孔，悬浮物通过时会被阻截下来。一般来说，滤过孔径在0.3～50微米之间不等。活性碳另一大好处是可以通过吸附作用去除有毒有害气体。活性碳也有很多种不同的吸附孔径，最小的可以吸附纳米级的可挥发性气体。

静电除尘/除油烟装置

这种装置的原理是当空气经过高压电场时，发生电离，电离出来的气体正离子被阴极电板吸收，而负离子则会被阴极排斥，附在污染物分子上使它带上负电荷，因此带负电荷的污染物分子会被吸附在阳极电板上。

静电除尘装置处理的物质已到分子级别，其能去除的微粒直径最小可到达0.01微米。在商业上，用它来去除厨房排放的油烟，PM2.5更是不在话下。

这种装置最大的好处在于不用更换滤网，因为吸附污染物的电板会把脏东西抖到隔网上，定期清洗一下滤网就可以。

需要注意的是，静电除尘装置使用时一定要通风，因为高压电场会产生臭氧。虽说低浓度的臭氧可以杀菌，但浓度高时会对人体有危害。为了达到更好的效果，建议和活性碳过滤器配套使用，可以延长使用寿命，达到更好的过滤效果。

Bio-Oxygen技术

我们赖以生存的氧气，是唯一一种顺磁性的气体。氧分子有16个电子，当它获得多一些电子的时候，就会变得带有磁性，氧分子就会聚集在一起。Bio-Oxygen的过程就是往氧分子里加电子，使它变成一团团的氧分子团。这种氧分子团化学性质非常活泼，很容易和空气中的各种挥发性气体、烟气、细菌、病毒等反应，从而去除它们，这个过程平均反应时间不超过15秒。这种氧化反应在大气中天天都在发生，这也是大气具有自净能力的原因之一。

虽然这种技术去除烟气和挥发性气体的能力非常强，但对直径在0.1微米以上的颗粒却无能为力。另外这项技术目前尚未应用于家用设备。

总体来说，如果清除PM2.5的需求强烈，建议购买HEPA过滤器或静电除尘装置。新装修的家庭，静电除尘器更适合。

风量也是重要考量

市售的空气净化器，已经都在内部配置了风机。对于普通的公寓住户来说，选择时需要根据自家居住情况，考虑空气净化器的风量是否够。

即使在门窗紧闭时，家庭内部环境也不是密闭的，外界空气仍可通过缝隙渗入室内，按ASHRAE 8升/秒/人的新风量标准（人对于室内空气流通体感舒适的最低要求，小于这个数值，人会出现一系列不舒服的症状）估算，当房间内有2个人的时候，渗入量至少为57.6立方米/小时（实际渗入量可能远大于这个数值，因为可能4个人待在房间内也不会觉得不舒服）。如果房间内本来空气质量良好，为了对付室外进入的脏空气，那空气净化装置的风量最小也要大于57.6立方米/小时。

如果房间空气质量差，需要提前打开机器，等它工作一段时间后再进入此房间，至于等待时间，用房间体积除以机器的风量即可。

（文章选自《果壳网》）

净化处理装置 篇3

1项目概况

内蒙古伊泰煤制油项目建于内蒙古准格尔旗大路开发区内,一期工程设计生产规模16万t/a,投资约21.76亿元。2006年经内蒙古自治区发改委核准,一期工程年产16万t煤基合成油品示范生产线开工建设,2008年年底竣工,2009年3月试生产,于2009年3月27日顺利产出我国煤间接液化工业化第一桶合格成品油。内蒙古伊泰煤制油有限责任公司的300 m3/h外排污水净化回用项目为设计、采购、施工(EPC)总承包工程;项目将原污水处理装置排水、循环水系统排水和原化学水站排出的浓盐水处理成为回用水。 该项目于2012年12月与某公司签订EPC合同, 之后开展详勘、现场勘测、设计等工作, 2013年10月动工建设,2014年10月建成并进行调试, 2014年11月正式投运。

2技术改造

2.1工程现状

内蒙古伊泰煤制油有限责任公司原设置有设计能力100 m3/h的污水处理系统、化水站、循环水系统等,目前污水总量约为210 m3/h,其中污水处理系统回用水站污水100 m3/h、循环水排污水50 m3/h、反渗透浓水60 m3/h。

2.2技改方案选择

回用水的水质成分比较复杂,污水含盐量较高,又含有对换热器管材有腐蚀作用的氯离子和氨,污水中的有机类污染物、菌藻类、胶体物质等,可以在系统中生长、繁殖,聚集后形成有机黏泥,对金属直接产生腐蚀或分解后产生腐蚀物质等。这些物质以溶解的或不溶解的胶体、悬浮状颗粒形态存在于水中。此时,水中的悬浮物已不是一般概念的悬浮物,要去除这些有机类悬浮物难度比较大,处理效果也不容易稳定,而且水质总是在变化着的。所以,为确保回用水的安全运行,内蒙古伊泰煤制油有限责任公司设计时, 预处理系统能力按进水300 m3/h设计,膜法处理系统处理能力按进水300 m3/h设计。

2.3流程简述

2.3.1预处理工序

废水首先进入项目原水池。由于该来水水质不均匀,冲击负荷大,原水池不仅可以均衡水质,也可以调节水量,保护废水处理工程后续构筑物免受过大冲击负荷。

原水池出水首先经过加热器,使废水温度稳定在35℃,然后进入澄清池。处理过程中,先后向澄清池中加入石灰粉、助凝剂、凝聚剂、镁剂,使废水中污染物产生絮凝、沉降效果,同时降低水的硬度。

通过投加石灰粉控制出水p H为10.3~10.5, 产生大量各种形态的Ca CO3结晶,降低了水的总硬度,生成的结晶核心还可以对其它杂质起凝聚、吸附作用,而且石灰乳引起的p H的升高也为氨氮和磷酸盐的去除创造了条件。为了提高工艺的沉淀效果,一般在处理过程中投加适量的凝聚剂与助凝剂,通过压缩双电层作用,使分散的悬浮物、Ca CO3结晶、有机物、有机黏泥、胶状物等带电体失稳,在机械混合搅拌和高分子助凝剂架桥与网捕作用下,颗粒物质相互碰撞结合长大,使污染物变得容易沉降。

废水经上述药剂处理后,加入浓硫酸,调节石灰粉加入造成的p H升高,并且能够将石灰粉没有去除的碳酸盐硬度转化为溶解度较大的非碳酸盐硬度。

澄清池出水由泵送入变孔隙过滤器进行处理,过滤器中的介质会将污水中的微小悬浮物过滤掉,使污水水质达到后续膜处理工序的进水水质要求。变孔隙过滤器处理后的废水经水泵送入膜过滤器,通过次生膜的过滤作用将废水中各类悬浮固体颗粒物、胶体、微生物以及细菌等杂质有效截留。过滤器使用一段时间后,膜表面会沉积污染物,为保证系统正常运营及产水水质,需对系统进行冲洗。冲洗水使用膜过滤器产水。

2.3.2反渗透工序

预处理工序产水从压力容器一端的给水管路进入膜元件。在膜元件内,一部分给水穿过膜表面形成低含盐量的产品水,剩余部分浓水继续沿给水管路向前流动而进入下一膜元件。产品水进入反渗透水箱,浓缩盐水全部进入大路新区污水处理厂浓盐水处理站。

项目设置两级反渗透装置,以强化反渗透作用。反渗透是一个脱盐、浓缩过程,浓水侧极易沉积沉淀物,堵塞反渗透膜。为此,进水在进入反渗透系统前,通过阻垢剂加药装置加入阻垢剂。

由于原水中含有氧化性金属离子,为避免对膜的氧化和污堵,在进水中加入还原剂,控制反渗透装置进水的氧化性、膜的堵塞和氧化。每级反渗透系统进口处设保安过滤器1台,截留进水中大于5 μm的颗粒物,防止其进入反渗透系统。 当反渗透系统运行一段时间后,膜片之间的水处于3~4倍的浓缩状态,部分离子处于过饱和状态, 在水流静止的情况下,容易在反渗透膜进水侧或浓水侧结垢,造成膜组件的污染。反渗透系统中设自动冲洗装置,可自动冲洗膜元件表面,将膜元件表面高浓度水换成净化水,保证反渗透系统的正常运行。

2.3.3污泥处理工序

由于项目污泥成分主要为无机盐类,有机物含量小,因此污泥无需消化处理,直接进行浓缩、压滤。澄清池产生的浮渣及滤料过滤器产生的废过滤介质进入污泥浓缩池,经污泥浓缩后由污泥螺杆泵送至带式压滤机进行压滤脱水,浓缩。压滤过程中产生的废水返回澄清池处理。脱水后的泥饼送大路新区灰渣填埋场填埋。

2.4工艺流程

本项目采用“预处理 + 反渗透工艺”处理内蒙古伊泰煤制油有限责任公司16万t/a煤制油项目的污水处理装置排水、循环水系统排水及化学水站排水。废水处理工艺流程如图1。

3项目建设及投资

项目位于准格尔旗大路新区内蒙古伊泰煤制油有限责任公司煤制油项目厂区内,项目选址中心地理坐标为北纬40°02′57.63″,东经111 °15 ′15.51″。 项目总投 资2 300万元, 其中环保投资2 300万元,环保投资占项目总投资的100%。占地为内蒙古伊泰煤制油有限责任公司煤制油项目厂区预留用地,总占地面积7 000 m2,绿化面积为200 m2,绿化率为2.9%。 项目建设水处理车间、原水池、污泥浓缩池、澄清池和污泥脱水间等主体工程及设备基础等辅助工程。项目主要建设内容见表1。

4项目运行状况及数据分析

4.1进水水质

本项目处理伊泰煤制油项目原有污水处理装置排水、循环水系统排水及化学水站排水,处理后的清洁中水回用于伊泰煤制油项目,项目进水水质见表2。

4.2原辅材料及能源消耗

项目主要原辅材料及能源消耗见表3。

4.3主要生产设备

该项目主要生产设备见表4。

4.4运行参数与数据分析

伊泰煤制油公司经过一段时间的运行,总结出该装置相关的主要操作条件如下:一级反渗透、二级反渗透的产水率分别为75%、80%,一级反渗透清洗周期约一个月一次,其装置的混合进水、出水及浓盐水水质如表5~7。

该工程进水水质主要为伊泰煤制油公司污水处理装置排水、循环水系统排水及化学水站排水混合后的水质,通过表6中数据可看出:工程产水符合《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/ T 19923— 2005)中的工艺与产品用水标准要求, 可回用于伊泰煤制油公司循环水系统;外排浓盐水符合《污水综合排放标准》GB 8978—1996的二级标准,可排污大路工业园区蒸发塘。

5结论

通过以上分析可知,本项目的技改是非常必要且有重要意义的。外排污水净化回用项目技改后,该系统的出水符合回用水标准,大部分回用,只有少量高浓盐水外排,且浓盐水水质指标符合《污水综合排放标准》GB 8978—1996的二级标准,减少了新鲜水的用量和外排污水水量。 既解决了伊泰煤制油工程用水紧张的局面,又保护了地表水资源和生态环境。

摘要：伊泰煤制油有限责任公司对外排污水净化回用项目进行技术改造,系统出水负荷回用水标准,少量外排的高浓盐水也达到国家二级标准,减少了清水用量,缓解了企业用水紧张局面。

浅析天然气净化脱硫装置节能措施 篇4

【关键词】天然气；脱硫装置；节能

在天然气净化工作中的开展节能措施工作，能够有效的降低能源消耗和生产成本，是天然气企业生产工作中的重中之重，而在天然气净化工程中脱硫单元的能耗占到整个生产过程中能耗的90%以上，所以做好脱硫装置的节能降耗工作对整体节能降耗工作有着非常重要的意义。

1.脱硫原理及工艺流程

1.1原理

原料气被分离掉其中的绝大部分杂质和游离水后，进入脱硫装置脱除其所含的H2S和部分CO2，从脱硫装置出来的湿天然气送至脱水装置进行脱水处理，脱水后的干净化天然气即产品天然气经输气管道外输至用户。与其它脱硫方法相比，甲基二乙醇胺（MDEA）脱硫法具有选择性好、解吸温度低、能耗低、腐蚀性弱、溶剂蒸汽压低、气相损失小、溶剂稳定性好等优点，是目前天然气工业中普遍采用的脱硫方法。但MDEA溶液的再生过程能耗较大，再生塔重沸器消耗了净化厂全厂蒸汽消耗总量的90%以上。因此，对脱硫工艺过程本身的能量进行合理而高效的回收利用是天然气脱硫工艺节能的重要途径。

1.2工艺流程

MDEA法脱硫工艺原料天然气在约20℃、4～7MPa条件下进入脱硫装置，在塔内 40～50℃、4～7MPa的低温高压条件下进行脱硫脱碳反应；吸收了酸气的富胺液（40～50℃、4～6MPa）从吸收塔底部抽出，经液位控制后压力降至约0.6MPa进入闪蒸罐；经液位控制从闪蒸罐底部抽出的富液经贫/富液换热器与从再生塔底来的贫液换热，温度升至约90℃后进入再生塔。再生塔顶酸气出口含有大量的潜在热能，温度为100～110℃，其中水蒸气含量约为70%。典型MDEA脱硫工艺使用风冷、水冷将其冷却至约40℃，冷却后酸气送至硫磺回收装置，液体部分回流至再生塔顶进行循环。在此过程中，水蒸汽的潜热不仅没有被有效回收利用，而且消耗了电能及大量循环冷却水。

2.换热器在MDEA脱硫单元中的应用

板式换热器在MDEA脱硫单元中的应用在天然气净化装置中，主要设备除吸收塔、再生塔外，贫富液换热设备也是保证脱硫工艺正常进行的重要环节。经液位控制从闪蒸罐底部抽出的富液经贫/富液换热器与从再生塔底来的120～130℃贫液换热，温度升至约90℃后进入再生塔。在典型工艺流程中，所有换热器均采用管壳式换热器或蛇管换热器，由于其传热系数较低，故各换热器的换热面积相对较大，因而装置占地面积较大。若能以传热效率高的换热器取代传统的低效换热器，无论是从投资角度还是从能耗角度考虑，对天然气净化装置都十分有利。由于板式换热器的散热量极少，热效率通常在90%以上，反映不出有太多的能量损失。高效板式换热器替代在役套管换热器是一种较为经济、合理的优化方案。

3.节能措施

3.1采用先进节能工艺

3.1.1应根据天然气的组成、压力和对产品气质量的要求，选用能耗低、经济效益好的脱硫工艺方法。采用溶剂吸收法脱硫时，宜选用溶液酸气负荷高的溶剂，以降低溶液循环量。对含二氧化碳与硫化氢比例高的原料气，在二氧化碳含量已符合产品气要求时，宜选用对硫化氢具有选择性的溶剂，如甲基二乙醇胺（MDEA）及配方溶液。溶液循环量少，则贫胺液增压的电力消耗、冷却贫胺液耗用的循环冷却水量及再生胺液的蒸气消耗量均较低。同时，酸气量少，酸气浓度高，硫磺回收装置过程气量少，过程气再热等过程能耗低。另外，进入尾气处理装置的尾气量少，则尾气处理装置在线炉加热消耗的燃料气小，溶液循环量小，溶液循环泵消耗的电能低。再则进入焚烧炉的尾气量少，焚烧炉消耗的燃料气小，节能效果明显。

3.1.2适当降低硫磺回收装置的配风量，提高硫磺回收装置出口尾气中还原气量，确保尾气中的还原气量能满足尾气处理装置加氢反应的需要，在线炉仅起进加氢反应器前尾气的再热作用，燃料气采用等当量燃烧，减少尾气处理装置在线炉的燃料气消耗。

3.1.3根据全厂蒸气量的平衡，中压、低压蒸气宜实现梯级利用，合理利用装置自产蒸气，溶液循环泵、主风机、中压锅炉给水泵、循环水泵宜采用背压式气轮机驱动。汽轮机排出的背压蒸气经减温后进入低压蒸气系统，向重沸器及其他需热点供热，将大大节约电量。

3.2选用先进节能设备

①脱硫装置的贫/富液换热器采用板式换热器，大大提高了热量回收率，减少了循环冷却水用量和富液再生蒸气耗量，降低了工厂能耗。②蒸气凝结水回收采用凝结水回收器，提高凝结水回收压力，减少凝结水二次蒸发损失，提高了回收率。③选用效率高的锅炉，热效率达90%。

3.3回收可利用能源

①将脱硫装置和脱水装置的闪蒸气回收用作燃料气，以降低燃料气消耗。②甘醇吸收法脱水工艺中，若汽提气用量较大，应根据将含水汽提气回收利用。③脱水装置在贫液循环泵前设置贫/富液换热器，有效地回收了部分热量，减少了贫液冷却的循环冷却水用量和富液再生的燃料气耗量，降低了工厂能耗。④根据尾气焚烧炉出口尾气量大、温度高、可回收热量大的实际情况，将该热量回收产生过热蒸气供装置使用。⑤将酸水汽提后的汽提水用作循环水装置的补充水，减少新鲜水用量，降低取水及水处理系统规模，降低能耗。

4.结语

高含硫天然气净化厂因H2S含量高，溶液循环量大，公用工程负荷大，需要的能量大，同时，因酸气量大，硫磺回收装置工艺过程将产生大量可回收利用的热能，节能的潜力巨大。优化工艺方案，尽量回收能量，合理利用热量，将大大降低工厂能耗，提高工厂经济效益是非常明显的。

参考文献

[1]王正权，王瑶，席红志，王毅，匡国柱.MDEA吸收法天然气脱硫过程节能途径探讨[J].天然气技术，2010（02）

甲醇装置净化系统设计思路 篇5

在甲醇装置的生产中,净化系统是甲醇合成的前工段,也是为合成甲醇服务的,合成甲醇不仅要求合适的新鲜气组分,更要求去除原料气中的毒物成分,为甲醇合成创造良好的条件。因此,甲醇净化系统的正常稳定连续高效运行,就成为甲醇生产的关键。现就我公司甲醇净化的设计思路作一阐述。

1 甲醇净化设计原则

(1)首先要从节约能源、降低消耗的大局出发进行工艺设计。

(2)要考虑甲醇合成的要求。甲醇净化归根结底是为甲醇合成服务的,因而净化的工艺路线就要围绕着甲醇合成展开。不仅要求甲醇净化出口新鲜气组成达到合成甲醇的要求,更要求新鲜气中毒物组分总硫在0.1×10-6以下,才能保证甲醇合成催化剂的安全,以及生产出有品质保证的粗甲醇产品。

(3)要保证甲醇合成所需组分在工艺指标范围之内。甲醇合成反应如下:

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从甲醇合成反应不难看出,净化出口新鲜气中要有H2、CO、CO2的成分,其组成要符合undefined的要求。

(4)原料气中各组分的百分含量决定了工艺路线的选择。甲醇系统的原料气来自德士古水煤浆加压气化装置,其气体组成如下:

我公司与甲醇装置配套的是德士古水煤浆加压气化装置,该装置所产的水煤气中CO+H2含量在80%左右,其中的CO要转化掉一部分;而总硫接近0.05%,必须按要求脱除掉。其中,有机硫的百分含量仅占0.005%,但有机硫的脱除很难,要先转化为无机硫,再脱除。

2 甲醇净化路线的选择

2.1 CO变换工艺

甲醇净化的设计原则明确以后,对组分调整和脱除气体中毒物成分的先后顺序要作一选择。我公司选择了CO变换作为本装置的第一道工序,并选用了当前甲醇净化应用较多的耐硫变换催化流程。此流程中先经过中变废锅降低汽气比,然后用耐硫变换催化剂把CO转变为CO2(转化率达50%即可达到要求),使工艺气中的CO含量降为19.6%。耐硫变换流程有以下优点。

(1)通过废热锅炉,降低汽气比的同时,产生低压蒸汽,有效利用热量,节约能源。

(2)耐硫变换催化剂可以在高硫浓度下催化,不影响催化剂活性。

(3)不至于发生反硫化现象,与德士古气化顺利衔接。

(4)在进行变换反应的同时,还有有机硫转化为无机硫的反应。原料气中的有机硫转化为无机硫后,可以很方便地处理掉,从而有利于下一步脱硫工序吸收,保证脱硫效果。

(5)变换炉设有跨炉副线,其出口CO含量通过跨炉副线的开度,可以很方便地调节。

2.2 中温水解转化工艺

在耐硫变换过程中,有部分原料气不通过催化床层,直接进入后部工序,其中的有机硫因没有通过催化剂仍以有机硫的形式存在。有机硫直接用湿法脱硫的方式消除,很难达到甲醇合成催化剂对硫含量的要求。因而在耐硫变换之后设置了中温水解转化过程,其主要催化成分为活性TiO2,活性温度在150～200 ℃之间,其对有机硫的转化率在98%以上。反应方程式为:

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经过水解转化后,COS、CS2等有机硫转化为可以很容易处理的H2S,在后部工序中消除。

2.3 湿法脱硫

我公司脱除大部分H2S是通过湿法脱硫来实现的。原料气在经过了中温水解转化以后,COS和CS2含量降为5×10-6以下,H2S则由0.028%增长为0.0594%,也就是说,其中98%以上的有机硫都已经转化为H2S。湿法脱硫工序是真正脱除H2S的第一道工序,在此前的工艺处理过程中,只是把有机硫转化为无机硫。我公司采用Na2CO3溶液作为吸收剂,用高效的888脱硫剂作为催化剂,脱硫的富液采用氧化再生。经过湿法脱硫以后,气体中的绝大部分H2S和部分有机硫被脱除掉,气体中的总硫降为10×10-6以下,送入脱碳工序。

2.4 热钾碱法脱碳

原料气经过湿法脱硫以后,进入脱碳工序,这也是调整气体组分的最后一道工序。我公司采用热钾碱法脱碳,为两脱碳塔并联吸收,一塔再生的运行方式。吸收液为含有氨基乙酸的K2CO3溶液,吸收了CO2的富液采用热再生。再生采用在再生塔底再沸器加入间接蒸汽加热的方式。再生后的贫液重新具备了吸收功能,如此循环往复,完成脱碳过程。在此过程中,工艺气中的CO2含量调节手段较多,可通过对富液再生的程度来调节;也可通过加入贫液的量来控制。通过这些调节手段可以顺利地完成CO2的吸收并且精确地进行组分的调整。脱碳后的气体进入精脱硫工序。

脱碳后的工艺气中CO2在2%～4%,CO控制在27%左右,H2控制在68%左右。

2.5 精脱硫工序

经过湿法脱硫以后,气体中毒物成分有机硫和无机硫含量大大降低,在10×10-6以下。但是还没有达到甲醇合成的要求(<0.1×10-6),必须进行精脱硫。我公司采用了常温水解法转化有机硫,配合氧化锌脱硫剂脱除硫化氢的干法脱硫方式。其中,常温水解脱硫剂的活性温度为50～110 ℃;氧化锌脱硫剂采取了硫容相同的两炉脱硫剂串联的运行方式,之所以这样,是为了最大限度地保证脱硫效果,达到总硫在0.1×10-6以下,保护甲醇合成催化剂,同时延长脱硫剂使用寿命的目的。其中,常温水解转化的原理与中温水解相同。

精脱硫出口新鲜气中设有有效成分H2、CO、CO2的在线分析仪,操作时可根据即时的在线分析数据调整气体组分。从精脱硫出来的新鲜气已经完成了组分调整和毒物硫的清除任务,从净化界区出工段,进入甲醇合成装置。

2.6 设计流程

至此,甲醇净化装置的设计思路就清晰了,把它连贯起来可以用图1表示出来。

3 甲醇净化装置运行总结

本装置在经历了13个月的建设期以后,于2006年8月进入设备试车阶段,并于2006年10月底投料运行,2006年11月打通全流程,顺利生产出合格的精甲醇产品。装置试车及投料都进行得非常顺利,2008年10月通过负荷测试,月产精甲醇10 kt以上,达到了设计产能。

根据装置的总体设计,并结合几个周期的实际生产运行以后,现将装置的特点总结如下。

(1)节约能源,降低消耗。

原料气通过中变废锅副产低压蒸汽,小时产蒸汽达26 t,除了可供脱碳再生塔再沸器使用(小时消耗蒸汽18 t)外,还有富余。合理利用热量,真正做到了节能降耗。

(2)与德士古气化装置匹配连贯,合理顺畅。

德士古气化装置出口水煤气具有有效气成分含量高,汽气比适中,无机硫含量较高,同时CO含量高的特点,因而我公司采用部分气耐硫变换的方法,首先把部分CO转化为CO2,并将大部分有机硫转化为无机硫。与德士古气化装置顺利衔接。最终达到新鲜气进入甲醇合成装置的组分和毒物硫的浓度符合要求。

(3)调整组分迅速及时。

在本装置中,CO的含量可通过中变炉的跨炉副线,很方便地进行调节,必要时还可以通过调节中变炉的热点温度控制CO的含量。而CO2的含量则可通过脱碳再生塔加入间接蒸汽的量来调节。组分调整很快,给后部工序的正常生产提供有利条件。

(4)毒物成分脱除彻底。

在本装置中,对毒物硫的脱除可以说做到了“除之务尽”、“游刃有余”。首先是在中变炉把有机硫转变为无机硫,其转化率可达到98%以上,而通过跨炉副线的原料气中的有机硫则通过中温水解进行转化。通过两步转化后,进入脱硫塔进行脱除,因为甲醇合成装置对硫的要求是10-7数量级,在湿法脱硫的基础上,后面又进行了常温有机硫水解转化,把极其微量的有机硫转化为无机硫,并用两台氧化锌炉子串联吸收。从而确保了送入合成装置的新鲜气硫含量在0.1×10-6以下,使合成催化剂免受伤害。

(5)系统加减负荷快捷。

装置在加减负荷时,脱硫脱碳系统都可通过加减溶液循环量或切除一台吸收塔的方式,使工艺气体顺利通过,从而给前后工序加减量和稳定运行带来方便。

4 结 语

车载空气净化装置的储能结构研究 篇6

在分析和对比大量储能数据之后, 选择了具有独特优势的超级电容作为车载空气净化装置的储能结构。 储能结构分为四部分, 即检测模块、驱动模块、主电路和控制模块。 储能结构的系统框图如图1所示。 系统以PIC单片机为核心, 通过协调各模块, 可以实现超级电容组的电压均衡。

超级电容器具有超大容量, 较高能量密度, 较大的放电电流和长时间的循环使用寿命, 因此具有很广泛的应用前景。 由于超级电容器单体之间在等效电阻和容量等方面存在一定差异, 当超级电容器串联的时候, 超级电容单体之间会存在电压不均衡现象, 超级电容组将处于不健康的状态。

超级电容的均压分为能量消耗型和非能量消耗型两种。能量消耗型均压通过电路中电阻等元器件消耗多余的能量来达到均压的效果。 所以按其均压的性质可以分为:能量转移式和能量转换式。 常见的几种消耗能量的均压电路有并联电阻法、稳压管法和开关电阻法。

由表1可知, 在考虑到超级电容器数量, 均压时转移电容的数量, 电容的重量、电容的体积、均压控制系统的难易程度, 以及均压的速度、均压的精度和均压的效率之后, 决定采用改进的多飞渡电容法进行超级电容器储能均压电路设计与研究。

1.传统多飞渡电容法电压均衡原理

多飞渡电容均压的工作原理就是在n个超级电容之间放置n-1个飞渡电容, 通过开关矩阵实现能量转移, 达到均压的目的。多飞渡电容均压法的拓扑电路如图2所示。

飞渡电容均压法的等效电路图如图3所示, 飞渡电容用等效模型电容Cfm代替, 假设Cm的初始电压比Cm+1的电压高, 开关Km闭合, Cm开始向Cfm放电。

a.工作模式1 (T0≤t≤Ton;T0为开关Km闭合起始时刻, Ton为开关Km断开且Km+1闭合时刻)

设Cfm的初始电压为Uf2, 工作t时间后Cfm的电压为Uf1 (t) , 初始电压与t时刻的电压之间的关系如式1所示。 由于Cm的容量比Cfm的大很多, 时间很短的一段工作期间内, 暂时将超级电容看成是一个电电源源, , 此此时时电电路路工工作作的的等等效效电电路路图图如如图图3所示。

式 (1) 和式 (2) 为充电电流、电压与时间的关系式, 其中τ=RZ×Cfm, RZ是放电回路中等效串联电阻。

b.工作模式2 (Ton≤t≤T)

在t=Ton时刻, 开关Km+1闭合, 飞渡电容Cfm向超级电容Cm+放电, 充电t时间后, Cfm电压值用Uf2表示。 此时电路工作的等效电路图如图5所示。 Cfm放电时候的电流、电压与放电时间的关系如式 (3) 和式 (4) 所示:

2.改进的多飞渡电容均压控制

为提高能量转移的效率, 在原来的均压电路的基础上, 对原有的多飞渡电容均压法进行了改进, 改进后的拓扑结构图如图6所示。 其工作原理与原先的多飞渡均压的工作原理类似。

3.飞渡电容仿真分析

利用PSIM软件对由3支超级电容器串联组成的储能模块进行充电过程的仿真分析。 超级电容器以KAMCAP为研究对象, 其容量为16F, 额定电压为16V, 最大充电电流11A, 由于内阻与漏电流对电路的影响较小, 此处可以忽略不计。

设定3支超级电容器C1、C2、C3容量及初始电压分别为14.4F/0V, 16F/0V, 20.8F/0V。 图7给出在恒定10A电流充电情况下, 普通充电模式下, 单体电压值、总电压值及充电电流与时间关系的曲线。 从图7中可以明显看到分散性对3支超级电容器充电的影响, 当C1充满时, C2、C3并未达到额定值, 若继续对电容充电, 则C1会过充, 将严重影响其使用寿命, 反之, 则会影响整个系统能量的利用率。经过23.08s充电结束, 各单体电压、总电压不再上升, 恒流源停止充电, 充电时长与理论计算值一致。

图8是均压充电模式下各单体电压值、总电压值、充电电流与时间的曲线。 在充电33.35s之后, 各个单体电压值达到一致, 完成均压, 过程并没过压。 当C1达到额定值, 系统将其剔除停止充电, 此时总电压下降, 充电电流产生一定波动;当C2达到额定值, 系统也将其剔除, 此时总电压继续下降, 充电电流又产生一次波动; 最终, C3达到额定值, 3支超级电容器都充满, 系统停止工作, 总电压将为0, 实现均压。

图9是多飞渡电容电压均衡效果图。 仿真参数设置如上, 其超级电容器初始值同上。 可见, 改进后多飞度电容均压充电效率和利用率都得到提升。

将3支超级电容器, 分别通过普通充电、改进前多飞渡电容法、改进后多飞渡电容法进行充电, 对比仿真结果。 普通充电所需时间最短, 但其利用率较低。 改进前多飞渡电容法, 利用多个飞渡电容, 通过控制开关管的反复通断, 从而实现相邻单体间能量转移, 以达到均压的目的, 利用率有所提高, 但依然存在利用效率低的缺点。 通过图8和图9的对比, 可以看出改进后的多飞度电容均压法更能有效地提高利用效率。

结语

由于单个的超级电容之间在等效电阻和容量等方面存在一定差异, 在给电容器充电的过程中, 电压不均衡将影响超级电容的使用寿命和储能效率。 通过对比分析各种超级电容均压方法, 确定了多飞渡电容均压方案, 在分析其工作原理的基础上, 提出了改进方案, 有效提高了均压的效率和均压误差。最后通过PSIM仿真软件验证, 仿真结果表明了所提方案的有效性。

摘要：储能结构是实现车载空气净化装置能量自给管理的重要单元, 在分析和对比大量储能数据的基础上, 选择了具有独特优势的超级电容作为储能结构。但是由于超级电容器单体之间在等效电阻和容量等方面存在一定差异, 影响超级电容的使用寿命和储能效率。因此, 需要对串联的超级电容组采取措施使得电压均衡。通过对比现有的几种超级电容的均压方法, 选择了多飞渡电容均压方案, 在研究和分析其工作原理之后, 提出改进方案, 该方法能够有效提高均压的效率和均压误差。最后通过PSIM仿真软件的仿真验证, 通过仿真结果得知该改进方案的可行性。

关键词：储能结构,超级电容器,多飞渡电容,均压PSIM

参考文献

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推土机原地试车尾气净化装置设计 篇7

关键词：净化尾气,活性炭介质,湿干两级处理法

原地试车工艺是保证推土机各种性能指标检测、安全运行和技术状态调整的必要手段, 发动机运转时柴油燃烧所产生的大量烟尘在厂房内积聚, 按照每台推土机原地试车时间为30 m计算, 将产生2 000 m3烟尘量, 空气质量迅速恶化, 特别是冬季, 厂房密封保温条件下排烟难题更加突出, 对职工健康造成很大危害。推土机柴油燃烧产物中对人体产生危害作用的主要物质是固体颗粒物及酸性气体, 而污染大气的主要为CO, THC (PM2.5以上细颗粒烟尘) , NOX及SO2, 其余成分为CO2[1,2]。2010年公司生产规模达到200台/年, 由于北方冬季严寒低温, 厂房必须密封保温, 如果多台整机同时试车, 烟尘无法及时排散, 厂房内能见度会迅速降低, 严重影响作业环境和作业人员的身心健康, 因此如何解决排烟和除尘等问题就显得尤为重要。

1 常用净化装置的使用现状及工作原理

目前国内外工程机械生产企业大部分投入巨资建造排烟终端除尘设备来改善厂房工作环境, 提高空气质量, 主要针对厂房整体进行净化治理, 属于机械排烟范围[3]。基础建设及运营管理成本的投入对企业经营发展造成了极大的资金压力。

少数企业在烟尘产生初始即进行烟尘处理, 采用的技术手段一般分为单纯的物理法或化学法[4]。物理法是将烟尘通过干式或湿式装置进行过滤, 期间不发生显著化学反应, 特点是成本低廉, 但效果比较单一, 仅能吸收部分有害颗粒物及有毒气体 (基本为SO2) 。化学法是使被吸收的气体组分与吸收液组分 (或固体吸收剂) 发生化学反应, 并借助催化剂作用, 适当利用贵金属或稀土元素等优良深度催化剂, 能使反应进行彻底, 可除去尾气中CO等毒气。而铑 (或铂) 是提高NOX净化效果不可缺少的元素, 此种方法成本偏高, 但效果较好[5,6]。

从经济角度考虑出发, 笔者的设计选择物理化学相结合的方法处理烟尘, 通过采用湿干两级处理, 达到既经济又高效地处理尾气。此法首先在尾气源头 (排烟筒部位) , 使尾气通过碱性溶液, 将尾气中固体颗粒物基本吸收清除, 有毒的酸性气体 (SO2, NOX) 大部分得到中和, 其中SO2的吸收效果最为明显, 吸收率达到99%;从碱液中逸出的剩余气体通过固体吸收剂 (选择干式活性炭做为吸收基质) , 借助催化剂的氧化、还原催化作用, 实现CO, THC, NOX等的基本无害化转化, 即CO, THC转化成CO2和H2O, NOX则转化为N2后进行排放[7]。

2 改进型净化装置的结构设计

如何做到投资少、处理效果好、结构简单、易于安装、携带方便是此次设计的核心内容。根据推土机的结构特点, 该设计在排烟筒上安装可拆卸托架, 将储有碱性溶液的环形容器放置在托架上, 利用推土机发动机涡轮增压器产生的排烟压力先将烟尘压入碱性石灰溶液, 起到对粗颗粒烟尘进行过滤, 对酸性气体 (SO2) 进行中和的效果, 烟尘经过上述过滤后基本消除。为防止气体冲击碱液产生飞溅外溢, 设计增加防浪板和烟尘缓冲结构。干式净化采用活性炭介质蜂窝过滤装置 (添加少量贵金属铑、钯作为催化剂) , 由于碱性溶液和活性炭是辅料消耗品且价格低廉, 所以可以大量使用。该设计将采用浸渍法制成活性炭蜂窝做载体[8]。

该净化处理装置结构简单, 装置中辅料消耗失效后可以随时更换, 烟尘产生的正压在密封集气罩中被强制压入溶液进行过滤, 为实现上述功能在排烟管上特别安装了柔性密封套, 防止烟尘外泄, 见图1。考虑到发动机启动瞬间排烟管内可能产生负压, 为防止碱液被吸入排烟管损害发动机, 设计中容器液面与排烟管高度有足够落差, 既使液面瞬间因负压而升高, 也可保证发动机运行不受影响。

1—推土机排烟筒;2—碱溶液不锈钢容器;3—防浪板;4—活性炭蜂窝过滤装置;5—过滤烟尘出口

3 实验结果与讨论

3.1 碱性溶液初次过滤的性能分析

实验表明, 碱性溶液对废气中PM10及以上颗粒物有较强的过滤效果, 防浪板可有效防止废气压力对碱性溶液造成冲击。溶液容积设计为5 L, 便于实现安装操作。

排烟压力克服溶液阻力, 将烟尘压入溶液, 随着温度的升高, 溶液过滤性能增强, 过滤效果好。随着溶液中烟尘含量的增加, 过滤效果将逐渐下降, 超过5台后 (按照工艺要求, 原地试车时间为每台30 min) , 溶液性能逐渐丧失, 应更换碱液, 见图2。

通过碱性溶液过滤, 尾气中固体颗粒物的吸收率达到90%, 酸性气体SO2的中和率达到99%, NOX的吸收率达到55%。

3.2 活性炭吸附及催化剂过滤的性能分析

3.2.1 催化剂的活性组分分析

考虑到经济原因及贵金属的协同效应问题, 活性组分按一定配比浸渍;另外还需考虑到催化剂活性组分的抗毒能力问题, 活性组分按一定的次序浸渍, 以此提高催化剂的热稳定性, 从而延长催化剂的寿命[9]。

3.2.2 活性炭混合催化剂的A/F特性试验

将已还原活化的催化剂封装起来, 在空速40 000 h-1, 入口温度530℃条件下, 做催化剂老化前空气/燃料油 (A/F) 特性试验。试验结果显示, 在A/F为14.65的条件下, CO的转化率为97.9%, THC的转化率为92.7%, NOX的转化率为99.1%。在A/F的理论值为14.7, 但在不同车型上, 对催化剂催化效果最好的最佳空燃比略有差异, 大体上是围绕理论值上下波动。目前, 国内高品质尾气净化器的初始最高转化率分别是CO 97.3%, THC89.6%, NOX96.3%。该设计研制的净化转化催化剂初始最高转化率与其相比, 在空燃比适宜的情况下, 催化效果更好, 尾气中有害气体的转化更彻底。

3.2.3 活性炭混合催化剂起燃温度特性试验

用封装好的催化剂, 在空速40 000 h-1, 空燃比14.65的条件下, 做催化剂起燃温度特性试验。试验结果见第62页图3。

在400℃条件下, 使用0号柴油, 柴油机尾气中有害气体转化率分别为:CO 93%, THC 89%, NOX98%, 完全达到JB 8891—1999中小功率柴油机排气污染物排放限值、DB 11/184—2013在用非道路柴油机械烟度排放限值及测量方法等相关尾气排放标准的规定。

在转化率达到50%的情况下, 起燃温度分别为:CO 322℃, THC 325℃, NOX321℃, 与目前国内高品质的推土机尾气净化器相比, 略微偏高。分析其原因为尾气中有害气体的催化反应温度不能人为控制, 完全决定于推土机尾气的自身温度, 推土机尾气的温度又不恒定, 启动时的温度低, 加速时温度高, 有时甚至高达1 000℃[10]。另外, 在做活性评价试验时, 由于进气口气密性不是很好, 这样就导致测温仪上的温度比实际催化剂中实际气体的温度高。因此, 催化剂既要能耐高温, 又要有良好的低温活性。起燃温度越低, 催化剂活性越好, 由图3可看出, 催化剂的起燃温度范围是320~325℃。为使催化剂可以尽快发挥作用, 在装置安装时, 要尽可能使催化剂靠近发动机的位置, 这样利用尾气较高的温度可以缩短起活时间, 减少污染气体排放。

4 结束语

笔者在同行业中首次提出在厂房空间内使用湿干两级处理法处理柴油机尾气, 该设计巧妙运用气压过滤烟尘原理, 通过理化、湿干两级处理法的综合运用, 实现了尾气中固体颗粒物及有害气体的基本净化, 效果明显。该套装置具有投资小、结构简单、易于安装等特点, 且具有一定的推广应用价值。

参考文献

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机动车尾气催化净化装置技术进展 篇8

我国的汽车化进程在不断的加快发展着, 目前人们在出行时最主要的交通方式就是汽车。虽然汽车对于出行很方便, 但与此同时, 汽车排放的尾气如NOX、CO、HC等不仅极大的污染了大气环境, 也在很大程度上危害着我们身体的健康。目前, 尽量减少汽车尾气的排放已是十分重要的问题。现实生活中, 减少尾气排放的措施主要有:机前措施、机内措施、机后措施等。其中机后措施是公认的对汽车尾气排放进行有效控制的措施。

机后措施主要是将尾气催化净化器 (即三元催化器) 安装在汽车上, 对尾气进行净化, 以便于可以减少废气的排放。文本中对汽车尾气净化的载体发展进行了介绍, 即由传统的金属载体发展到新型的多孔陶瓷催化剂载体, 还说明了几种载体的特性, 最后指出了其发展中存在的问题并提出了建议。

2 汽车尾气净化用到的机理和须达到的条件

2.1 催化净化器用到的净化机理

主要使用机外净化的装置作为汽车尾气的催化净化器, 一般在汽油机上面使用, 其主要组成为壳体、载体和催化剂等。载体表面的催化剂可以氧化和还原汽车排出废气中的污染物如NOX、CO、HC等, 将这些污染物转化为H2O、CO2和N2等, 而这些物质是无害的, 从而使尾气得到净化。目前对于降低汽车尾气排放最主要的手段之一就是三元催化器加电喷系统, 它所削减的排放物超过了90%。将燃油质量和发动机性能的提高作为基础, 再用催化净化加以辅助, 则就能最大程度的对汽车污染进行控制。

2.2 载体必须达到的条件

载体要符合一定的配比、研磨、温度以及焙烧等条件, 其中添加活性炭的物质比例为12%, 该物质有吸附功能。拟薄水铝石在研磨过程中, 颗粒直径在0.4mm~0.8mm之间, 保证研磨物质呈细粉状。高岭土灼烧温度控制在150℃, 使得催化剂具有复合金属氧化特性。氧化锆在转化率必须达到80%以上, 这样有利于控制反应中各种物质的p H。其次高强度薄片载体表面积一般要高于600m2/g, 以便于在后期获得更大的表面积。

3 传统的催化净化器载体

目前, 在净化催化剂载体的研究中, 主要以金属和多孔陶瓷等为主, 其中应用最多的就是多孔陶瓷中的堇青石蜂窝陶瓷。

3.1 金属载体

金属载体所具有的优势是:较大的比表面积, 比较薄的壁, 比较高的机械强度, 排气的阻力比较小等。金属载体在汽车进行冷启动时净化效果较好, 但因为其成型工艺比较繁琐复杂, 生产成本也比较高, 且抗热冲击性不及堇青石蜂窝陶瓷, 因此它的发展在很大程度上就受到了限制。

3.2 堇青石蜂窝陶瓷载体

堇青石蜂窝载体所具有的优势是:较大的比表面积, 较小的气体阻力比, 比较均匀的气氛流畅, 比较高的机械强度, 催化活性涂层比较薄等。且堇青石原材料容易得到, 价格比较便宜, 因此得到较为广泛的使用。

4 新型的多孔陶瓷催化剂载体

汽车排放的有害物质中有60%~80%是由于冷启动前的60s燃料燃烧的不充分而排放出的, 所以降低冷启动后1min~3min内的尾气排放物是关键的问题。新型催化剂载体的研发如纤维多孔陶瓷和Si C泡沫陶瓷等, 就在一定程度上解决了这一问题。

4.1 纤维多孔陶瓷

纤维多孔陶瓷主要是利用陶瓷纤维为原料制备出的, 常用的制备工艺是真空抽滤法。这种陶瓷结构大都以开口气孔为主, 其孔隙率在90%以上。但受长度和编制性能的影响, 其成本比较高, 因此在很大程度上就限制了其发展。

4.2 导电型的Si C多孔陶瓷

Si C多孔陶瓷的优点:耐热和耐腐蚀性较好, 热导率较高, 且抗震性能比堇青石蜂窝载体还要好, 因此就比较适合在温度变化剧烈的场合中使用。而利用导电型载体进行电预热, 就可以在很短的时间内对催化剂进行起燃, 对冷启动前几分钟内有害物质的排放就可以有效的进行减少。

5 存在的问题和发展方向

目前环保要求都是比较高的, 因此对汽车尾气的净化就更是非常必要的, 所以对多孔陶瓷载体进行研究的意义是十分重要的。站在未来发展的角度来看, 今后的重点问题是下面几个: (1) 在制备工艺上要采用新的材料, 要提高气孔率和力学特性, 使制出的载体可以更好的满足需求 (2) 对快速导热能力要进行提高, 使冷启动时的废气排放得到减少 (3) 对重复使用性要进行提高, 以免造成资源浪费 (4) 要加强技术的研究, 使其产业水平得到提高。

其次在三效催化剂制备流程中也需进行改进, 按铜、锰、钾、铈和锆摩尔比1:0.2~0.8:0.1~0.3:1~3:1~3的比例取水溶性铜盐、水溶性锰盐、水溶性钾盐、水溶性亚铈盐和水溶性锆盐, 加水溶解, 加入按转化成柠檬酸铜、柠檬酸锰、柠檬酸钾、柠檬酸亚铈和柠檬酸锆的化学计量的1~1.1倍的柠檬酸和柠檬酸重量5%~20%的聚乙二醇, 完全溶解后蒸发除去水得到凝胶, 将凝胶在80℃~120℃干燥至含水量小于5%, 300℃~400℃焙烧0.5h~3 h后, 600℃~700℃焙烧1h~5 h, 冷却, 得到三效催化剂。这种配比关系能够改善环保的目前形势, 有利于新形势的发展。

参考文献

[1]周逸潇, 许庆峰, 杨丽, 等.汽车尾气污染的净化处理技术[J].天津化工, 2009, 32 (6) .

净化处理装置 篇9

关键词：医疗废物；焚烧；废气污染物

中图分类号 X799.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）16-0074-02

Abstract：It will produce a lot of waste gas during the incineration of medical wastes，and cause air pollution without correctly handle. Taking the medical waste disposal center as an example，this article disscuses how to handle the waste gas pollution using semi-dry process.

Key words：Medical wastes；Incineration；Waste gas pollution

滁州市医疗废物处置中心是一家专门从事医疗废物收集和无害化处置的企业，医疗废物经连续热解焚烧炉处置后，炉渣运往垃圾填埋厂处置，产生的高温烟气（≥1 100℃）中含有重金属、烟尘、NOx、HCl、二噁英等污染物。本文探讨了采用“水冷+风冷+喷碱液急冷﹢袋滤收尘器﹢活性炭吸附床”的半干法工艺路线处理废气污染物的效果，为该类型废气的处理提供参考。

1 医疗废物成分分析及焚烧要求

1.1 医疗废物成分分析 医疗废物的物理组成：有机物（棉签、织物、纸张、脏器、塑料）约占80%；无机物（金属和玻璃等）约占10%；其他约占10%。医疗废物的化学组成见表1。

1.2 医疗废物焚烧要求 医疗废物的热值一般大于

3 000kJ/kg，超过焚烧处置生活垃圾最低热值要求。医疗废物在热解焚烧炉中与助燃空气充分混合后，经高温燃烧（≥1 100℃）二噁英类有毒有害物质得到有效分解，炉渣运往填埋场处置，产生高温烟气进入后续烟气净化系统。

2 工艺流程

2.1 工艺流程示意图 医疗废物焚烧处置烟气净化工艺流程示意图1。

2.2 工艺流程简介

2.2.1 热解炉高温焚烧 热解炉包括一燃室和二燃室两部分，医疗废物在一燃室内完成物料的烘干与热解过程，产生的炉渣落入一燃室下部的炉排上，温度>850℃，产生的热解气与充足的风冷段热风混合后进入二燃室，二燃室温度控制在900～1 100℃，并使烟气在二燃室内停留时间>2s，此过程可使二噁英类物质得到有效分解，有毒有害物质的分解破坏率>99.99%。

2.2.2 水冷换热 使用软化水对高温烟气进行冷却，烟气进口温度达1 100℃，经水冷后烟气出口温度达800℃，同时进行余热利用，水冷换热产生的热水供生活使用。

2.2.3 风冷换热 使用鼓风机将冷空气送入净化系统，对高温烟气进行冷却，冷却后产生的热风温度达到200～300℃，进入二燃室与热解气充分混合燃烧，以提高焚烧效率，风冷后烟气出口温度达610℃。

2.2.4 烟气急冷 采用换热效率较高的绝热换热方式——喷含碱水溶液急冷法，即通过高效雾化喷嘴将含碱水（NaOH）溶液雾化成极小的雾滴与烟气直接进行热交换而快速变成水蒸气，在很短的时间内（≤1s）即可快速将烟气温度冷却到200～160℃，以遏制在中温段（200～600℃）“飞灰”发生异相催化反应，其中的某些物质再次转化成为二噁英类物质，同时中和大部分酸性物质。

2.2.5 袋滤器收尘 经急冷的烟气进入袋滤器之前，喷入一定量的活性炭和消石灰粉，以进一步吸附烟气中的烟尘、重金属、二噁英类物质和脱酸。而后进入袋滤器过滤烟气中的烟尘和喷入的活性炭，并通过定时敲打震落布袋上捕吸的烟尘和活性炭，收集后送有危险废物处置资质的单位处置，使袋滤器保持良好的收尘效果。

2.2.6 活性炭吸附床 经袋滤器处理后的烟气温度约150℃，再经活性碳吸床（材质为不锈钢），进一步吸附烟尘、重金属及二噁英类污染物，尾气经引风机抽风后，通过30m高排气筒排入大气环境。

3 处理效果分析

表2是设施正常运转时，省环境监测站连续2d测得数据均值，监测点位于焚烧炉烟气出口。监测结果表明，焚烧炉出口烟气中污染物浓度均符合《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484—2001）标准规定限值。表3是设施正常运转时，国家环境分析测试中心在焚烧炉烟气出口处，3次取样对二噁英类物质进行监测，监测结果均符合《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484—2001）标准规定限值。

4 结论和建议

4.1 结论 采用该废气处理工艺，对处理二噁英类物质、重金属和酸性气体等污染物效果好，运行成本低，操作简单，设施运行稳定，烟气能稳定达标排放，可以推广使用。

4.2 建议 （1）袋滤器收集的飞灰属于危险废物，要妥善贮存，定期交有资质单位处理。（2）袋滤器定期检修更换布袋，防止烟尘和活性炭堵塞布袋，降低效率。（3）活性炭吸附床定期维护，保证活性炭较高的吸附效率。

参考文献

[1]国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局，国家发展和改革委员会医疗废物焚烧炉技术要求（GB19128-003）[S].2003.

[2]周丰，刘永，郭怀成.医疗废物焚烧处置过程中关键参数研究[J].环境科学研究，2005，18（03）：24-28.

[3]陈扬，邵春岩，丁琼.医疗废物优化处置技术及应用[M].上海：上海科学技术出版社，2015.

净化水在延迟焦化装置的回收利用 篇10

1 净化水在延迟焦化装置的回收利用

1.1 净化水代替凝结水对焦炭塔大吹汽

净化水代替凝结水和1.0 MPa蒸汽混合后对焦炭塔进行大吹汽, 节约凝结水消耗。焦炭塔在生焦完毕后, 需要进行小吹汽—大吹汽的操作, 对焦炭进行冷却, 然后才能进行除焦。焦炭塔大吹汽的作用主要是去除未结焦的油及降低焦炭塔的温度, 将焦炭塔内焦炭温度从430℃左右降低至380℃左右, 为后续给水冷却创造条件;同时还可以最大限度汽提出焦炭内重质油, 增加延迟焦化装置液体收率, 降低焦炭挥发份含量[1,2]。焦炭塔大吹汽的主要目的是对焦炭进行吹油及冷却, 对水质的要求并不高, 净化水可以作为焦炭塔大吹汽的用水。

目前, 洛阳石化延迟焦化装置采用的大吹汽节能操作系统是以1.0 M蒸汽和凝结水混合后进入焦炭塔对焦炭进行吹扫冷却。该工艺采用PLC控制系统, 对整个大吹汽自动控制。在大吹汽时, 根据焦炭塔塔顶压力和塔壁温降速率, 调节1.0 MPa蒸汽量和代替蒸汽凝结水, 将焦炭塔塔壁温降速率以及焦炭塔塔顶压力控制在工艺要求范围内。对装置进行改造后, 用含硫净化水代替凝结水与1.0 MPa蒸汽混合后进焦炭塔对焦炭进行吹扫冷却。

注:红色部分为改造内容

如图1所示, 在凝结水管线上增加净化水线, 为了避免30℃的净化水与1.0 MPa蒸汽混合后发生水击, 将净化水和出装置的重蜡油换热后, 再与1.0 MPa蒸汽进行混合, 此时净化水的温度升至100℃左右。净化水代替凝结水给焦炭塔进行大吹汽不仅可以降低装置的能耗, 而且还可以减少1.0 MPa蒸汽的使用, 减缓了因1.0 MPa蒸汽使用量变化对全厂蒸汽管网的影响。装置自2016年3月进行了净化水代替凝结水对焦炭塔进行冷却的实验, 对改造前后焦炭质量进行对比发现, 改造前后焦炭的质量比较接近, 符合国家和企业的标准。基于工艺的要求, 装置每天进行大吹汽2次, 消耗净化水16 t, 节约凝结水消耗16 t, 节约能耗0.56 kg Eo/t。

1.2 净化水代替分馏塔顶循除油除盐系统的除盐水

净化水代替分馏塔顶循除油除盐系统的除盐水, 节约除盐水消耗。分馏塔顶循环油结盐及腐蚀是延迟焦化生产中的一个难题。油品中的硫、氯等多种杂质的存在, 导致在后续的顶循环过程中, 造成分馏塔顶循换热器的腐蚀, 从而致使换热器泄漏、失效, 同时也加剧了循环泵和循环管线的腐蚀, 多次切换检修, 给生产带来诸多困难。究其原因, 管外壁是H2S-HCL-NH-H2O型全面腐蚀, 管内壁是氯离子引起的点蚀, 其中所含的氯离子在腐蚀的过程中是主要的诱因[3]。需要通过一定的手段来除去顶循环油中的氯离子, 以达到消除结盐及腐蚀堵塞设备, 提高装置的高效运行周期、减少环境污染的目的。

目前洛阳石化延迟焦化装置采用微旋流萃取-分离与一般水洗耦合的工艺技术来解决分馏塔顶循结盐的问题。该工艺中, 萃取-旋流工艺过程分混合预萃取与旋流微萃取及分离两步完成。首先将萃取液 (除盐水) , 在周向湍旋混合器中与循环油进行充分混合, 使液循环油中的盐萃取转移到萃取剂中, 完成预萃取过程;经过预萃取的物料再经微旋流萃取-分离器进行二次微萃取及分离, 净化后的循环油返回分馏塔, 酸性水 (脱盐水) 去污水汽提。在顶循油中注入一定量的除盐水, 增加水滴的密度使水滴更易聚结。注入除盐水还可以溶解悬浮定损中的盐, 使之与水脱除, 增加水的注入量, 破坏顶循油乳化液的稳定性, 对脱盐有利[4]。除盐水在顶循油除盐中主要发挥的是洗涤的作用, 并且锦西石化已经采用净化水代替除盐水对液化气进行水洗, 净化水可以作为顶循油除盐的注水。

注:红色部分为改造内容

装置自2015年检修以后, 开始用净化水代替除盐水作为顶循油的注水, 用净化水代替除盐水后顶循环油的除盐效果良好, 改造后, 每天节约除盐水36 t, 消耗净化水36 t, 节约能耗0.16 kg Eo/t。

1.3 净化水代切焦水系统及水封罐的新鲜水

净化水代替部分新鲜水作冷、切焦水的补水, 节约新鲜水的消耗。焦化装置在每个生焦周期中有200 t左右的冷、切焦水的损失, 需要定期补充一定量的新鲜水以保持系统的正常运行。目前装置冷、切焦水系统水损失的主要原因有三个:焦炭塔除焦过程中产生大量的水蒸气;焦炭在装车的过程中会携带一部分的水;冷焦水在沉淀池中会有部分水蒸发掉。通过对净化水水质的化验, 净化水的水质优于冷、切焦水, 可以替代新鲜水作为冷、切焦水的补水。在冷焦水缓冲罐V402的新鲜水补水线上增加净化水的补水线, 在冷、切焦水不足时, 用净化水代替新鲜水给V402补水。每个生焦周期节约新鲜水200 t, 节约能耗0.12 kg Eo/t。

净化水代替新鲜水为水封罐补水, 节约新鲜水消耗。焦化装置共设有3个水封罐:氮气水封罐V1303、水封灌V1407、水封罐V2102, 其作用是分别保护溶剂储罐V1301、冷焦水缓冲罐V1401和冷焦水沉降罐V1403A/B和含硫污水罐V2101, 防止抽负压。3个水封罐的用水为新鲜水, 根据水封的原理, 水封罐对水质的要求并不高, 净化水完全可以替代新鲜水作为水封罐的水封用水。在各个水封罐的补水线上增加净化水线, 将净化水引入焦化装置代替新鲜水给水封罐补水, 可以有效降低装置的新鲜水消耗。预计每小时节约新鲜水2 t/h, 合计节约能耗0.04kg Eo/t。

2 结论

针对洛阳石化净化水利用率不足的现状, 通过对延迟焦化装置焦炭塔大吹汽、分馏塔顶循除盐、冷切焦水补水及水封罐水封用水原理的分析, 分别用四联合的净化水代替了装置的凝结水、除盐水及新鲜水, 节约能耗0.88 kg Eo/t, 每天减少污水排放300 t, 产生经济效益35万元/a。这些措施不仅节约了装置高附加值水的消耗, 节省了污水处理的费用, 而且缓解了污水处理系统的负荷, 效果明显。

参考文献

[1]吴振华.延迟焦化焦炭塔大吹汽节能改造[J].炼油技术与工程, 2013, 43 (4) :48-50.

[2]张文钟.焦炭塔给水冷焦过程的研究[D].北京:中国石油大学, 2009.

[3]袁红星.分馏塔顶循环油换热器管束失效原因分析[J].石油化工腐蚀与防护, 2006, 23 (4) :10-14.