烧结烟气氨法脱硫控制系统应用实例

[摘 要]：我国钢铁冶炼工序中烧结工艺产生的烟气含有大量二氧化硫,是大气的主要污染源.烧结烟气的治理成为钢铁工业SO2减排的重点.近年,国家环保对烧结机烟气排放要求也日益严格,烧结烟气脱硫是钢铁业减排S02的主要途径.氨法脱硫工艺是一种全新的烧结脱硫工艺,它不仅能有效地脱除烟气中的二氧化硫,而且符合国家节能减排的要求.而自动控制系统在氨法脱硫工艺中起到举足轻重的作用.接下来,本文将对烧结烟气氨法脱硫控制系统进行详细分析.

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氨法脱硫是节能减排思想在钢铁工业中的具体实施,它不仅能在脱硫工艺中发挥重要作用,又能极大地促进环保工作的有效进行.这一工艺被越来越多的钢铁厂所接受,如涟钢、武钢等大型钢铁公司.烧结烟气氨法脱硫工艺对保证钢铁工业的持续发展和国民经济的高速增长起到了关键性的作用.

1.烧结烟气氨法脱硫的原理以及工艺流程

1.1烟气氨法脱硫概述

烟气氨法脱硫是一种全新的湿式烟气脱硫工艺,它主要采用氨水作为吸收剂,以此来脱除烧结烟气中的二氧化硫.

1.2烟气氨法脱硫原理

在烟气氨法脱硫过程中,以水溶液中的NH3和SO2的反应为基础：

SO2+H2O+xNH3等于（NH4）xH2-XSO3（1）

得到亚硫酸铵中间产品,亚硫酸铵再进行氧化：

（NH4）XH2-XSO3+1/2O2+（2-x）NH3等于（NH4）2SO4（2）,

氧化后得到的硫酸铵溶液经蒸发、结晶后变为硫酸铵晶体,最后经过离心、干燥系统加工,得到硫铵成品.

1.3烟气氨法脱硫的工艺流程

整个脱硫工艺流程由脱硫剂供给系统、脱硫系统以及副产品处理系统三部分组成.其中,脱硫剂供给系统由工艺水罐、氨水罐、供氨泵等设备组成；脱硫系统的主要设备包括脱硫塔、吸收循环泵、氧化风机等；副产品设备系统主要有蒸发器、离心机、干燥机、包装机等设备.

具体的脱硫的工艺流程如下：烧结后产生的烟气经过增压风机升压后进入到预洗涤反应器内,烟气经过预洗涤反应器降温后进入脱硫塔,用氨化液循环吸收生产亚硫酸铵；脱硫后的烟气经除雾净化进入烟囱排放.吸收剂氨水与吸收液混合进入吸收塔,吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液,再将硫酸铵溶液泵入带式过滤机,除去溶液中的粉尘杂质后送入蒸发器.硫酸铵溶液在蒸发器中蒸发浓缩,生成的饱和溶液经降温结晶,结晶浆液经过离心机分离得到固体硫酸铵再进入干燥机,干燥后的成品入料仓进行包装,即可得到硫酸铵化肥.

2.烧结烟气氨法脱硫的技术要点

2.1吸收剂的选择

烟气氨法脱硫工艺主要采用氨基物质作为吸收剂,液氨和氨水都是不错的选择,钢铁企业在进行吸收剂的选择时,可以考虑利用焦炉煤气中的废氨水作为吸收剂,这样就既可以进行废物利用,又能达到脱硫的作用,完全符合可持续发展的生产理念.

2.2烟气粉尘处理技术

烧结烟气中含有许多粉尘,主要是一些不能完全燃烧的物质.在脱硫过程中,粉尘的存在极大地影响了系统运行的平稳性和污染环境,因此,进行粉尘处理十分必要.根据氨气脱硫工艺的特点,可将粉尘处理分为过滤和沉淀两种工艺,过滤是指将不完全燃烧的物质过滤在过滤介质上,使其形成薄层,最后通过除尘将其去除.沉淀工艺是利用烟尘具有自然沉淀的特性,让其自由沉淀,然后采用压滤机进行脱水处理,达到固液分离的效果.

2.3防腐处理

烧结烟气氨法脱硫工艺对烟气脱硫设备具有极大的腐蚀性,主要包括化学腐蚀、结晶腐蚀和高温腐蚀等不同形式的腐蚀.因此,在材料选择和工艺实施过程中,要本着尽可能减少腐蚀的原则,保证脱硫工艺的长远、稳定发展.

3.PLC在烟气脱硫控制系统中的应用

3.1主要功能设计

将PLC应用到烧结烟气氨法脱硫控制系统中,有效地实现了脱硫设备的集中和手动控制操作,使其能在监控画面中实现自由切换.至于关键工艺参数,该系统采用PID进行调节.在电源选取上,重要设备采用的是主电源和保安电源自动切换的方式,保证系统运行的安全性和可靠性.

3.2系统优势

该系统将脱硫调试、工艺试验和自动控制相结合,科学、完备的控制体系使整个脱硫程序能顺利进行.PID调节的使用为工艺的调试和更改提供了便利,系统抗干扰性的加强使得系统运行更加顺利和安全.除此之外,该系统符合国家“节能减排”政策的要求,不但有效较低了能源的消耗,还减少了二氧化硫等废弃物的排放,对降低环境污染程度、提高环境质量意义重大.

4.烧结烟气氨法脱硫控制系统应用实例

烧结烟气氨法脱硫控制系统在我国许多大型钢铁企业得到了广泛应用,作为我国大型钢铁企业的涟钢在脱硫工艺的选择上也偏爱于氨法脱硫.接下来,笔者将以涟钢为例,详细论述烧结烟气氨法脱硫控制系统的应用实例,帮助大家对氨法脱硫工艺控制系统有进一步的认识和了解.

涟钢烧结厂于2010年开始采用烧结烟气氨法脱硫工艺,自动化控制系统在应用的这几年里,取得了不错的效果.

自动化控制系统由硬件配置和软件配置两部分组成,这两部分完美地组合在一起使自动化控制系统能正常、平稳地运行.自动化控制系统的处理器采用的是双处理器结构,使该系统具有多任务处理能力.根据工艺的需要,钢厂控制网络选择的是双工业以太网.该控制程序由多个功能板块组成,各功能板块严格控制着程序段、操作画面和程序链接.其用户界面良好,操作十分方便.脱硫自动化控制系统是采用的PLC控制程序,通用性和实用性是该系统的主要特征.该系统通过怎么写作器与客户端的连接实现了数据通讯功能,由于钢厂控制网选择的是双工业以太网,因此它具有两个数据怎么写作器,以防出现数据丢失现象,极大地保证了数据安全.除此之外,该系统还具有两套自动烟气成分在线监测系统,烟气在线监测系统的作用在于监测烟气里含有的各种物质,如二氧化硫、氧气、粉尘以及一氧化碳等物质的含量,在启用烟气在线监测系统以后,系统会将监测的数据全部记录并存档,然后将数据通过网络传送到环保局污染物排放监测网站,保证脱硫系统烟气排放达标.

氨液是一种十分危险的物品,如果发生泄漏,将对人体造成严重伤害,在进行氨水配置时,一定要注意安全.由此观之,在氨水制备子系统中设置自动检测功能和自动报警功能是十分必要的.氨水供应子系统的功能在于将稀释后的氨水喷入脱硫塔中,保证脱硫的效率.

结束语

烧结烟气氨法脱硫工艺是烟气脱硫工艺史上的一次革新和进步,脱硫控制系统的自动化程度对脱硫工艺产生重大影响,烧结烟气氨法脱硫控制系统将PLC、PID等技术成功运用到系统运行中,自动化控制系统是烧结烟气氨法脱硫工艺的核心,它的硬件设备与软件设备的完美配合使该系统的功能更加完备.

除此之外,我们还应看到烧结烟气氨法脱硫工艺还处在发展阶段,还有许多需要进行完善和改进的地方,例如系统内的部分监测技术还不够完备、系统检测值不够精确.但是,我们完全有理由相信,只要通过不断地探索、不断地进行系统优化,烧结氨法脱硫工艺将会得到进一步发展.