第一篇：工業硅冶煉電爐煙氣凈化技術

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工業硅冶煉電爐煙氣凈化技術

內容提要：工業硅冶煉電爐煙氣凈化技術難度大，治理困難，對工業硅電爐煙氣凈化技術進行研究刻不容緩。本文介紹了工業硅電爐冶煉煙氣的性質和特點，煙氣治理的設備工藝和技術方法。進入濾袋前的煙氣降溫是工業硅冶煉煙氣治理技術的關鍵問題。

關鍵詞：工業硅冶煉煙氣凈化

一、前言

工業硅又稱結晶硅或金屬硅。工業硅是一種高耗能，高污染的冶煉產品。我國目前工業硅生產技術大多采用蘇聯50年代工藝技術，產品質量低，消耗高、污染嚴重，市場無競爭能力。近年來，各級政府認真貫徹國家宏觀調控政策，牢固樹立科學的發展觀，對于浪費資源，污染環境的企業進行清理整治，促進了工業硅冶煉企業進行環保治理工作。但是，近兩年筆者到過國內近百家企業進行考察，大都沒有采取環保治理措施，有的企業被政府環保部門下令停產治理，促進了部分企業進行煙氣凈化治理，在治理過程中，由于對工業硅煙氣治理技術缺乏系統研究，使得工業硅煙氣治理技術效果不佳，有的廠家6300KVA電爐投資200多萬元搞煙氣凈化，經生產實踐無法達到排放標準，且投資大，設備維修困難，耗電量大，造成資源的極大浪費。因此，對工業硅電爐煙氣治理回收進行經濟技術研究工作刻不容緩。筆者對工業硅煙氣的性質進行分析，認真對國內外治理技術進行比較，請教在國外的老師，引用其他行業的先進技術原理，研究出一套較適合我國的中小型工業硅廠家的投資少，設備簡單，耗電少，操作維修方便，凈化效果好的電爐煙氣溫度，采用大布袋除塵器。6300KVA電爐煙氣粒，降低煙氣溫度，采用大布袋除塵器。6300KVA電爐煙氣凈化投資，一般投資60～80萬元，可以完全達到排放標準。

二、工業硅冶煉原理

工業硅冶煉是用硅石和炭質原料在電弧爐中靠電弧放電作用，把電能轉變成熱能，供給加熱熔煉物料所需的熱生產的，煉硅的過程是無渣過程。在工業硅冶煉過程中，應嚴格保持爐料中碳與二氧化硅的分子比等于2。這樣在冶煉過程中就不會出現剩余SiC和SiO2，可保證冶煉過程中有高的硅產出率。正確的配料是保證爐況穩定的先決條件。爐料配比應根據化學成分、粒度、含水量及爐況經計算及經驗而定。電爐生產工業硅時，爐況容易被動，較難控制。因此，必須正確判斷，及時處理。爐況正常的標志是：電極深而穩地插入爐料，電流電壓穩定，爐內電弧聲響低而穩，冒火區域大而均勻，爐料透氣性好，料面松軟而有一定的燒結性，各處爐料燒空程度相差不大，燜燒時間穩定，基本上無刺火踏料現象，電爐煙氣量小，消耗低。出硅時，爐眼好開，流頭開始較大，然后均勻變小，產品質量穩定，經濟效果較佳。

三、電爐煙氣產生的原因

還原電爐是工業硅的主要冶煉設備，其主要原料是硅礦石和炭質還原劑。原料入爐后，在礦熱爐高達攝氏2000多度的高溫下，呈還原反應，工業硅冶煉產生煙氣是必然的。冶煉過程中的煙氣其主要參數有煙氣量、溫度、含塵量、化學成分等。參數值的波動主要受冶煉

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爐況和半封閉煙罩操作門開閉狀況的影響。當出現刺火和踏料時，煙氣量將大幅度上升，煙氣溫度可上升到600～900℃。電爐煙氣量還與采用的還原劑種類有關。工業硅煙氣的主要部分由無定形二氧化硅組成。有關資料表明，大部分粉塵的直徑為0.25um，并由球形微粒和這些微粒的球團組成，氣流中的部分粉塵尺寸小于1um，平均直徑為0.4um～0.5um。粉塵的化學組成（％）為；SiO2占90.6～94.1；MgO占0.18～0.34；CaO占0.37～1.34；Fe2O3占0.14～0.30；Al2O3占0.11～1.00；P2O3占0.11～0.20；Na2O占0.06～0.14；C總占6.17～

6.50。當爐料中有木炭（特別是木屑）時，未燃盡的小炭塊和小木片會從爐面逸出并在煙氣流中燃燒。煙塵的濕潤性布好，電阻系數高，容易結團。由于煙塵的分散性高容易堵住過濾材料的孔，降低其透氣性，過濾材料的表面會形成流體阻力很高的厚而致密的煙塵層。

工業硅電爐煙塵混合物的組成和物理化學性質決定著它的過濾性。氣相的主要組分是空氣，它是經過爐罩上的開口被吸入路面上熱對流中去的。煙氣中含有少量爐料中碳質物燃燒的產物：CO2低于2％，CO約10mg/m3。氣體中SO2的含量不大于5mg/m3。煙塵混合物的溫度為100～250℃。電爐煙氣溫度取決于爐子的容量、爐料組成、路面狀態和加料周期。煙塵混合物的溫度在很大程度上決定了風機的排氣量。

四、工業硅電爐煙氣的凈化技術

工業硅電爐煙氣凈化，『挪威』埃爾肯姆公司從1950年就從事研究，并與1966年購買一臺靜電除塵器，除塵效率低，由于二氧化硅粉電阻系數大，不能采用靜電除塵器。經20多年的研究實踐，從1975年開始設計埃爾肯姆袋室除塵器。除塵器是正壓式，分成許多隔室。布袋的清洗用反吹風方法進行。其特點是投資大，工藝復雜，耗電量大，維護保養困難。我國民和鎂廠，4臺6300KVA工業硅電爐于1994年12月采用了正壓大布袋除塵器，取得了較好的效果。2001年吉林翔豪實業股份公司由沈陽鋁鎂設計院引進挪威埃爾肯姆公司的凈化技術進行設計，四臺6300KVA礦熱爐煙氣凈化投資高達2600萬元，于2002年12月12日建成運行。貴州某廠2臺6300KVA的工業硅電爐投資220萬元，進行凈化處理未達到排放標準。目前，我國工業硅廠家大多以小公司或個人投資為主，現在主要以6300KVA工業硅冶煉爐居多，工廠規模小，生產分散。如都采用埃爾肯姆公司的技術方法，投資大，維修困難，采用其它方法效果差。結合我國目前工業硅廠家的實際情況，從經濟技術效益的角度，根據工業硅冶煉煙氣的特性，研究出投資少，設備簡單，操作維修方便，凈化效果豪的煙氣凈化技術，具有現實意義。

1、工業硅電爐煙氣的特點

一是煙氣量和熱含量大，煙氣帶走的熱量約為輸入能量的33％；二是煙塵極細，小于1um的占90％左右，且煙塵容量較輕，僅為200kg/m3；三是煙塵的主要成分為SiO2。

2、煙氣凈化回收工藝

電爐的除塵裝置系統為：將來自工業硅生產電爐的煙氣，在離心式主風機的抽吸作用下，煙氣由半封閉式電爐內引出，沿著煙道首先進入一個二次燃燒室及預除塵器；把粗粒和火星分離開來，使其煙塵充分燃燒，燃燒后的煙氣進入一個熱交換器降低煙氣溫度，然后用風機送入袋式除塵器，粉塵滯留在濾袋里，凈化的煙氣經除塵器頂部排入大氣，灰斗下的微粉由人工或機械入袋輸出。其工藝流程圖如下：

3、煙氣凈化技術

工業硅電爐的煙氣治理，目前各級政府高度重視，各廠家急需解決的首要問題。一談到煙氣治理，大家就想到先進的治理技術和投資，如何去治理的問題。根據多年的生產實踐經驗證明，煙氣量產生的大小與廠家的技術和管理關系很大。生產技術穩定、管理先進的企業，產品質量高，消耗低，除塵效果好，排放達標。技術管理差的企業，產品質量差，消耗高，污染嚴重。在生產過程中，除設備結構影響外，生產操作技術的控制直接影響電爐煙氣量的大小。目前研究回收一噸硅微粉價值的人多，研究在爐內變成一噸硅價值多少的人少。要解決工業硅廠家的經濟技術問題，徹底治理煙氣，提高經濟社會效率，其措施是：

（1）減少煙氣量，提高生產操作技術水平。操作技術不當是造成煙氣量增大的主要原因。大多廠家存在的問題是電爐結構參數不匹配，高電壓、高產量、超負荷錯誤用電造成了嚴重刺火，配比不嚴格，冶煉方法不當造成嚴重的刺火。工業硅熔煉是在電爐埋弧狀態下連續進行的。操作中要做到閉弧操作，適時加料和搗爐，調整爐料電阻和電流電壓的比值。閉弧操作的優點是：爐內料層結構能形成一個完整的體系，爐料依次下沉；弧光不外露，保持高爐溫；電極消耗平衡穩定，避免發生電極折斷；料面溫度較低，提高電爐設備的利用率；粉塵量較少，可使電爐操作有一個較好的環境。無論電爐容量大小，都能做到閉弧操作，這是減少煙氣量，提高硅回收率，降低消耗，解決操作和煙塵凈化之間惡性循環的重要措施。

（2）煙氣凈化設備的選擇。熔煉一噸工業硅約產生2000－2600M3的煙氣，經爐口燃燒后混入大量冷空氣，硅微粉在空氣中停留時間長，不易沉降，比電阻大，硅粉帶油性，粘度隨溫度的增高而增大。因此，要凈化收集硅微粉，就要必須對煙氣進行二次燃燒降溫和預除塵等一系列處理。6300KVA電爐的二次燃燒室選擇25－30M3；預除塵器采用二級旋風除塵器；熱交換器采用循環給水控制；風機功率選用180－250KVA；除塵器采用正壓大布袋除塵器，設備根據實際情況，大多采用非標準件。

（3）凈化原理。采用火花捕集裝置進行充分燃燒，將未燃盡帶有火花的炭粒收集下來，消除了火花燒壞濾袋的可能性，在旋風除塵器中將一些粗大顆粒分離出來，減少粉塵量；通過熱交換器進行降溫，降低硅塵粘度，然后用風機送入袋式除塵器，硅塵在布袋內過濾，濾后的純凈氣體排空。

（4）投資估算：總的投資費用包括鋼制煙道、二次燃燒室、換熱器、濾袋室、濾袋、輔助設備和土建工程。以6300KVA工業硅爐為例，一般投資只需60萬元左右，設備主要有一臺高溫引風機1臺，180－250KVA功率電機。其他設施根據現場實際，采用磚混結構和非標準鋼制，建設周期2個月－3個月。8000KVA工業硅電爐需投資在80萬元左右。

五、結語

根據工業硅冶煉產生的煙氣性質和特點，工業硅生產煙氣的凈化主要考慮兩方面的因素：一是提高工業硅冶煉的操作技術，穩定爐況，減少氣體量；二是選擇合理的煙氣凈化工藝和設備。它可以減少煙塵量，提高除塵效率。為了顯著減少煙氣量，要采用閉弧冶煉操作技術，爐子必須密封，煙氣凈化進入布袋前必須冷卻煙氣，這是工業硅煙氣治理技術的關鍵問題。

第二篇：工業硅電爐煙氣除塵凈化系統技術方案

30000KV硅錳電爐煙氣除塵凈化系統技術及工藝方案

一、概述

工業硅錳電爐在冶煉過程中產生大量含塵煙氣，其煙塵主要成份為SiO2，煙氣粒徑大部分小于1um—0.05um，對周邊環境造成很大的污染。而這種污染物硅微粉，越來越廣泛地應用于水利電力工程、耐火材料、公路工程、橋梁隧道、化工橡膠、陶瓷等工業領域，市場上供不應求。因此，投資建設工業硅錳電爐除塵回收系統，不僅具有巨大的社會效益、環保效益，更具有良好的投資效益。

我公司致力于開發環保創新技術、生產性能優越的除塵設備及系統配置，并可介入環保設備的運營管理，為客戶培訓技術人員，以提高設備的運轉率，實現最大的經濟效益。本著以最少的投入達到最理想效果的原則，特制定本方案。

二、設計依據

2.1 本設計根據中華人民共和國冶金工業局《鋼鐵工業煙氣凈化技術政策規定》第七章鐵合金電爐煙氣凈化之規定而設計的。

2.2 本方案排放標準執行GB9078—1996《工業窯爐大氣污染物排放標準》表2第1序號“鐵合金熔煉爐”一類地區排放標準：≤100mg/Nm3。

三、工業硅礦熱電爐廢氣工藝參數：

3.1 30000KV工業硅爐廢氣參數：

爐氣量：350000Nm3/h

煙氣溫度：600℃

含塵濃度：4-6g/Nm3

煙氣成份：% N2 O2 CO H2O

76.6 16.67 4.44 2.29

煙塵成份：% SiO2 Fe2O3 MgO CaO C

92.45 0.08 0.076 0.33 0.36

煙塵粒度：um ＞1 1~0.04 0.04~0.01

% 10 30 60

煙塵堆比重：0.2t/m3

3.2廢氣特征及廢氣主要工藝參數的確定

每生產1t工業硅大約生成1700~2300m3爐氣(標態)，相比硅鐵電爐, 工業硅錳電爐的爐氣量要大30%左右,其煙氣主要成份CO，含量約60~80%，其次是N2和H2O，發熱值約10000~12000KJ/m3（標態），冶煉時爐氣穿過料層進入煙罩，與空氣接觸的CO燃燒后生成煙氣，煙氣量的大小及溫度的高低與混入空氣量的大小有直接關系。

根據上述廢氣特征，需對工業硅礦熱電爐設置適應其廢氣特征的除塵系統，除塵系統可分為余熱回收型和非熱能回收型，考慮到余熱回收型投資太高，其投資的性價比也不經濟，但可以采集熱能進行其它的利用，如烘干物料或生產生活熱水。因此，本方案對工業硅錳電爐的除塵系統工程按非熱能回收型考慮，選型參數為： 溫度：100—200℃（前置U型冷卻器，并附設混風閥）根據計算，工況煙氣量：450000m3/h

四、除塵非熱能回收系統工藝流程根據上述廢氣特點，結合國內相同爐型除塵系統業已成功的范例，本方案認為：除塵系統可使用目前國內最先進的除塵技術，即采用新型長袋離線脈沖袋式除塵器。該系統具有鋼耗量 少，自動化程度高，維護管理方便，其工藝流程是：

本系統的特點是：

4.1工藝流程簡單實用。

4.2為保證溫度不超過過濾袋使用溫度（瞬時230℃），設置事故閥、系統閥、混風溫控閥及U形冷卻器，將溫度降至200℃以下，但溫度控制不得低于100℃。低于100℃會引起結露，粘連濾袋。

4.3本系統為全系統PLC程序控制，可根據工業硅礦熱電爐煙氣變化，確定整個系統的運行參數，確保除塵系統安全可靠的運行。

4.4風機作為除塵系統的關鍵設備，應具有耐磨和抗風葉不平衡功能裝置。4.5風管流速：18m/s，主要管徑為Ф2980mm。

4.6袋式除塵器過濾風速取0.75~1.0m/min。濾袋材質為諾氟美斯高溫濾布，耐溫200℃，瞬間230℃。

4.7除塵器設置定時噴吹裝置，除塵器運行中，周期性進行反吹，清灰機構將自動（或手動）啟動工作，對布袋濾室進行反吹清灰，清灰時間可任意調整。4.8除塵器下部設置星型卸灰閥，同時設置螺旋輸送機二臺 4.9集中出灰，包裝外運。

4.10在電爐煙囪上設置的事故放散閥，若煙氣凈化系統發生故障停止運行時，煙氣經煙囪放散排出，系統閥關閉，電爐繼續生產。

4.11選用負壓長袋離線脈沖袋式除塵器的負壓除塵器的技術特點

①整體結構形式獨特，過濾室內部空間寬敞。氣流在除塵器內處于最優化的運行排放狀態。

②提升閥、清灰閥設計形式獨特，密封性好，切換準確，免維護。（一般盤式三通閥密封靠耐熱橡膠密封圈，存在易老化，維修工作量大，影響除塵器正常運行等問題）。

③下部單室進氣管設計獨具優勢，能充分減少氣流對濾袋的沖擊，延長濾袋使用壽命。

④獨特的出風設計，使凈化氣體排放時充分利用熱氣流原理，氣流順暢，不受外部氣流影響，有效降低設備阻力。

五、主要設備選型及技術參數

5.1可調式預處理器（2臺）

工業硅電爐冶煉煙氣經過除塵后粉塵具有經濟回收價值，冶煉工藝、原料配比確定后、硅粉中雜質、粗顆粒的分離，爐子刺火時的火花捕集，均靠離心可調式離心預除塵器來完成。本方案采用可調式離心預處理器，其設備具有很好的除去大顆粒粉塵的性能，能達到預除塵器效果。

型號規格：2×∮4600 設備重量：2×24000kg

5.2 2300m2U型冷卻器：八組組合，四組設置四個電動蝶閥，控制其冷卻面積，達到控制溫度的目的。

重量：2×95980kg 5.2 風機（2臺）：Y6-51-28D 流量：450000m3/h 全壓：5400Pa 功率：1250Kw 10kv 轉速: 730r/min

5.3 LCDM-9100大型長袋離線脈沖袋式除塵器（1臺）

型號：LCDM-9100 處理風量：430000-478000m3/h 過濾面積：9100m2

過濾風速：0.8~1.0m/min 濾袋室數：2×10室=20室 濾袋數量：20×154=3080條

濾袋尺寸：Ф160×5900 mm 濾袋材質：諾氟美斯高溫濾部7布 使用溫度：≤200℃ 入口濃度：＜6g/m3

除塵效率：99.95% 設備重量：273000kg

5.7 管道流速取18m/s，管道直徑Ф2980mm，長度按現場測量計算

5.8 螺旋輸送系統GX300。長度2×25m

5.9 按現場確定支架,管道膨脹節的數量。

5.10 2.5~3.5m3/min的壓縮空氣氣源機組及相應氣路元件,如油霧器、油水分離器、干燥器。

5.11 照明系統一套

六、除塵系統設備投資30000KVA工業硅電爐正壓式煙氣凈化系統設備報價:

人民幣:壹仟叁佰貳拾捌萬元(13280000元)

七、投資效益(按國內資料計算)

7.1 30000KVA硅鐵礦熱電爐煙氣量為；450000Nm3/h

煙塵在煙氣中的含量: 4g/ m3

30000KVA硅微粉回收量為:

450000Nm3/h×4 g/m 3×10-3×0.995×24h =42984kg/天

每年生產硅微粉總產量為(以生產330天計)

42984kg/天×330天＝14184.72t 7.2 硅微粉市值

14184.72t×1800元/t=2553.25萬元(含稅價)

7.3 硅微粉生產成本 1398.97元/t×14184.72t =1984.40萬元

其中 電費=1250kW×330×24小時×1.2(線損)×0.55元/kw.h=653.4萬元 1398.97元/t×14184.72t

=1984.40萬元

包裝費=200元/t×14184.72=283.69萬元 換袋費=1300×550元/條=71.5萬元 人工工資=13人(每班3人、一名班長、按三班四運轉)×1600元/人(平均人工資)×12月=24.96萬元

7.4 年利潤 2553.25－1984.40=568.85萬元

7.5 投資回報年限 1328÷568.85萬元=2.33(年)

可見,上述計算結果表明,投資工業硅爐除塵系統，具有良好的經濟效益，同時，更具有巨大的“保護環境、造福于子孫后代”社會效益。

八、服務承諾

本公司是一個具有獨立法人地位的有限責任公司、具有較強的加工能力，對待客戶有著全新的信念：合作——意味著服務。如果我們雙方在技術上共同交流，達成共識，從而建立合作關系后，我們慎重承諾： 8.1提供的技術是切實可靠的、先進的；并保證硅微粉92%,活性C低于3%硬指標水平。8.2保證工期.8.3提供的產品嚴格執行國家相關標準； 8.4商務合同完成后，提供有關技術資料,培訓操作人員； 8.5提供質量可靠的易損件,免除客戶后顧之憂；

九、商務條件

9.1本方案經認可后，可進行商務談判，并進行商務考察，雙方應本著各取所需原則，以技術、質量、付款方式、項目實施等諸多具體事項，進行友好協商，并取得一致。9.2雙方在條件成熟的情況下，簽訂正式的商務合同。9.3雙方法人資格是平等的，其商務條件，須符合雙方要求，明確雙方的責任、權益和義務。

十、本方案技術可行，客戶可就近考察除塵器用戶。

十一、方案說明

本方案按照非余熱回收型設計。若采用余熱回收型時，可以去掉U型冷卻器，加裝余熱蒸汽鍋爐。產生的低壓蒸汽用于發電。

根據計算：

總輸入視在功率為30000KVA

有功功率為30000KVA×0.8=24000kw

硅電爐廢煙氣所占的熱能占總能量的40%～50%左右,按照有效回收60%計算,可以回收的熱量為:

24000kw×45%×60%=6480kw

此能量為可以用來發電的有效能量,低壓蒸汽余熱發電的效率為20%左右,因此實際可以發出的有用電功率約為: 6480kw×20%=1296kw

按照24小時計算,日發電量為:1296kw×24h=31104kwh

第三篇：關于工業硅冶煉高產,低耗,高質個人總結

關于工業硅冶煉高產、低耗、高質

個人總結

要達到大煤大焦工業硅冶煉高產、低耗、高質的冶煉效果，個人認為是受多方面因素影響的，如設備自身參數及生產工藝操作對高產、低耗有著決定性的作用，原材料性質(主要化學成分)對工業硅高質起著源頭控制作用。現我從從設備自身參數和冶煉操作工藝兩個大的方面做一個分析總結。

一、設備自身參數

爐臺設備自身參數會影響爐臺生產消耗，搭配合理的設備參數有利于生產發揮到極致。工業硅冶煉是高能耗冶煉作業，主要的能量來源是電能。通過變壓器輸出電能，經過短網，導電夾，三相電極對爐底爐料引弧放電，再利用高溫電弧提供熱量還原SiO2，完成工業硅冶煉。

1、變壓器

變壓器自身的額定功率，直接制約著爐臺生產負荷的配送，如我公司變壓器額定功率9000KVA工業硅爐，正常操作的每小時可配送9000Kwh，但是從以往生產數據來看，我公司爐臺爐膛和電極參數設定是按超額定負荷設定的，為此要從生產體現出變壓器的性能，必須摸索一個合理的配電制度，保證變壓器工作達到最佳狀態，從而提高產量，降低消耗。

2、短網物理尺寸

短網是傳輸電能主要的設備，短網銅管的質量優劣直接影響電能傳輸質量，如我公司短網橫截面直徑在60mm，那么按9000KVA負荷，則通過的電流密度是非常大的，若短網質量差，短網上電能線損將會更多，所以如何保證短網的物理直徑和質量對增產降耗有著很實際的現實意義，只有合理的短網參數才能夠有效的降低爐臺生產消耗，提高生產產量。

3、爐膛參數及極心圓

爐膛參數包括爐膛直徑和爐膛深度，由于爐臺生產時間長，設備均出現移位現象，導致原來設定參數變化等，比如我公司3#爐一周期極心圓過大，導致中心三角區不化料，特別生產時間的延續，坩堝逐漸縮小，直致三角區形成死料，阻礙三相電極坩堝連通。所以新開爐應復核爐膛參數，主要是極心圓大小，確保開爐后爐臺正常運行，提高產量，降低消耗。

二、操作冶煉工藝

正確的操作冶煉工藝可以提高電極工作端的工作效率，并能深而穩的埋入爐料中，保持爐況穩定等。只有穩住電極才能提高產量降低消耗。電極能否深而穩的插入爐料中，規范正確冶煉操作是必不可少的。

1、合理料比

料比即硅石與其輔助原材料的配比情況，首先要調整石油焦和洗煤的配入量，按生產經驗若硅石200Kg，油焦57～64Kg，洗煤40～50Kg，木塊27Kg的配比較為合理，只有合適的料比，電極才能深而穩的插入爐料中并穩定的做功，爐內溫度才得以提高，為SiO2還原提供一個良好的溫度環境。但有時會因原材料的性質差異，碳在冶煉過程中會有很大的燒損，長時間生產后，會引起爐底缺碳，這時候可定期處理爐況并向爐底補碳，確保爐內碳量，確保電極做功穩定。

2、配料、搗爐加料

配料工在配料時，嚴格施行平鋪配料方式，即批次硅石平鋪在爐面上，再平鋪上石油焦，洗煤，木材等。這樣可避免加料過程中出現過分偏加料，而引起冶煉過程中亂塌料的情況，導致爐料燒不透，爐內溫度提不起來，結果產量低，消耗高。

3、配電工藝

配電是爐臺冶煉消耗控制的核心部分，配電操作直接影響爐臺生產消耗，所以配電操作是增產降耗的主要操作環節，因此對配電操作要求注重細節操作。

①配電操作

正常生產下，配送電量應達到電爐的設計容量，或允許一定的超負荷，但不宜超過太多。但是操作過程中有幾點比

較細節的地方是很重要的，首先，配電應根據三電極周圍料面的透氣情況，適當的對三相電極進行相應的提升或壓放，切忌出現三相中一相或兩相失相的現象。再次，應該分清三相電極的強弱相，保證爐內三相電極能夠做功平衡，功率因素達0.85以上。最后，新爐前期可以適當的提高負荷，視一次電壓情況可適當提高檔送電，保證電弧能夠有效打開，擴大反應坩堝，減少二次電流，提高產量。但后期由于爐底上漲，電極埋深淺，坩堝縮小，應低檔位低負荷配電，減少刺火，保護設備，進而穩定產量降低消耗。

②出爐時電極操作

出爐前可適當提升電極，利于電極工作端弧光拉長，提高爐底溫度，保證出爐順暢，出爐后再壓放電極，下放過程中切記電極工作端觸死，保證電極工作端與工作端底部料距離30cm左右，使得電極做功良好，才有利于控制爐臺消耗。

4、出爐操作

出爐是工業硅冶煉的一個重要的環節，現部分爐臺冶煉工認為出爐時間等同與產量，往往習慣性的認為長時間出爐有利于提高產量，降低消耗。從今年爐臺生產情況來看，爐嘴的使用壽命已是引起爐臺生產周期縮短的一個重要因素。我認為出爐時間應根據爐況和爐齡而定，特別是爐齡在前三個月的，因為爐內坩堝大小及化料速度差不多，可以根實際情況延后或縮短出爐時間，打開爐眼后，待流量減少到需加溫時，可以堵爐。這樣可以縮短對爐嘴持續加溫的時間，進

而減少出爐用電，同時可以延長爐嘴使用壽命和降低噸硅消耗。若出爐時間過長，加溫時間也會增加，持續加溫對爐嘴的損傷也是非常大的，嚴重時會制約爐臺生產周期。比如一生產班正常出爐4小時，按燒穿器功率500Kw計算，一生產班出爐4小時，用電約2000Kwh，若出爐時間縮短為3小時，可節約500Kwh，假如班產7噸，那么噸硅可節約70Kwh。

三、原輔材料

工業硅冶煉屬于無渣冶煉，冶煉的工業硅成品含有的鐵是屬于操作帶入，其他雜質(鋁、鈣等)是原料自身帶入，所以只有從源頭控制原材料品位及夾雜，對提升產品質量等級達到高質生產是非常重要的。

1、原材料入爐前精選。礦石入爐前必須把雜石及夾雜物清洗干凈，可通過其他方式把含鐵量高的油焦進行出鐵，減少因原料帶入的雜質，提高產品品味，實現高質生產。

2、主要原材料的選擇。從2010山礦試燒結果分析，山礦的熔點較河礦低，品味較河礦高，冶煉過程可以節約電量。所以選擇品位高，熔點低的山礦和品位高的河礦用于生產，可以一定程度降低冶煉電耗，保證產品質量。

3、輔助原材料。洗煤要保證有足夠的燒結性能，油焦揮發分要高，只有爐料有好的燒結性，才能有效提升爐溫，增加反應速度，增加產量，降低消耗。如我公司2010年2月至6月份使用的都是六盤水洗煤，煤的燒結性好，爐臺周期月產量基本穩定在630噸左右，周期消耗均能低于12000Kwh/t，但是由于六盤水洗煤的含鋁量高，導致產品含

鋁量超標，產品質量差。可以通過原材料來控制產品雜質含量，或通氧二次精煉。

四、結論

通過以上分析我認為工業硅要達到高產、低耗、高質首先，必須調整設備各參數達到理想狀態，為生產提供保障。其次，生產中嚴格規范生產操作工藝，特別配電和出爐的操作。最后，嚴格控制原材料質量(包括洗煤燒結性，化學成分、油焦的揮發性、礦石的品位及夾雜等)，盡量減少雜質的帶入，提高產品質量，最終實現高質生產。只有在保證原材料的前提下，爐子各設備參數合理，生產運行正常，工藝操作規范才能實現高產穩產、低耗、高質的工業硅冶煉生產。

第四篇：碳素焙燒爐瀝青煙氣高壓靜電凈化技術

碳素焙燒爐瀝青煙氣高壓靜電凈化技術

簡

介

該技術采用電除塵器對焙燒爐排出的高溫煙氣進行粉塵預處理，再經自動全霧化噴淋冷卻裝置進行降溫、調質，然后進入電捕焦油器。電除塵器采用2×2MV串列靜電加速器，電捕焦油器采用寬間距（2b＞400mm）、高電壓等級（80～100KV）。設備處理煙氣量可達96100Nm3/h。使用該技術后，粉塵去除率達到99%以上，瀝青焦油95%以上，排放濃度≤30 mg/Nm3。該技術適用于石墨電極、碳素制品、冶金、建材、電力、硅鐵等多種行業工業爐窯的粉塵治理。

第五篇：TS型火電廠煙氣脫硫、脫氮 除塵凈化三位一體技術

TS型火電廠煙氣脫硫、脫氮 除塵凈化三位一體技術

一.概述

21世紀是可持續發展的世紀。作為可持續發展重要內容的環保工作，更成為新世紀人們關注的焦點。環保不僅關系人們生活質量，更關系人類的生存和發展。

煤炭是我國的主要能源，與之伴生的二氧化硫（SO2）和酸雨污染問題將更加突出。一個相當有效的控制方法是電廠煙氣脫硫。我國政府對此已給予足夠重視，開展了多項自主技術攻關，引進10套發達國家的煙氣脫硫裝置，與發達國家開展多項技術合作研究。但是，現有技術投資大，成本高，電力脫硫很難有恰當的選擇，我國能源與環境的矛盾亟待妥善解決。

那么，如何解決能源與環境的矛盾呢，很顯然，與追求經濟效益的領域不同，在追求環境和社會效益的能源環保領域，我國不能走發達國家已走過的先污染后治理的老路，中國必須尋找適合國情的能源環保技術。我國在煙氣脫硫領域開展了長期的工作，提出了適合國情的專利技術，脫硫脫氮除塵三位一體技術被國家列為重點科技攻關項目。它以我國龐大的化肥工業為基礎，將火電廠清潔煙氣中的SO2回收，生產高效化肥，化害為利，變廢為寶，一舉多得，同時促進我國煤炭，電力和化肥工業的可持續發展。

二.國情決定技術戰略

“環境與發展”的關系是由一個國家的經濟實力和發展階段決定的，“要錢不要命”通常是落后地區的做法，“要命不要錢”通常是發達地區的行為。因此，理性的，當然也是發展中國家的原則應該是，既要“發展”，又要“環境”，即可持續發展，又對我國的能源環保工作有指導意義。煙氣脫硫的原理是堿性物質吸收并固定酸性的二氧化硫，主要有兩種，一是石灰石（碳酸鈣），即鈣法，二是氨，即氨法：盡管鈣法投資大，運行成本高，在美國，德國，日本等發達國家中，它占據90%以上的市場。這是由其國情決定的，這些國家煤在其能源結構中所占的比重不大。在美國和德國，煤在一次能源中約占20%：而在日本，煤在其能源結構中只占15%。日本是一個島國，石灰石資源豐富，但缺乏天然石膏資源。鈣法雖然投資大，成本高，但脫硫產品為石膏，正好彌補其緊缺的石膏資源。長期以來，我國燃煤火力發電在電力中所占比重保持在75-80%之間，煙氣脫硫的任務將異艱巨和沉重。如果選擇鈣法勢必帶來巨大的投資和運行負擔，將致使財力難支。我國不僅具有豐富的石灰石資源，天然石膏資源也是世界第一，品質又高。我國龐大的化肥工業每年副產石膏將超過4000萬噸，而我國年用量僅為1200萬噸。致使脫硫石膏難以利用。選擇鈣法，勢必造成大量廢渣并副產溫室廢氣二氧化碳，帶來二次污染和新的生態破壞。

因此，我們必須理性地思考現實問題，對煙氣脫硫以石灰石鈣法為主的作法，該作必要的調整時應當機立斷。我國是人口、糧食和化肥大國，合成氨生產能力和需求量非常巨大，年用量超過3000萬噸，為我國煙氣脫硫事業大力發展氨法提供了強有力的資源保障。如果我國火電廠全部采用氨法，每年所需合成氨約600萬噸，不到總量的20%。氨源供應相當方便：我國中小型合成氨廠很多，幾乎遍布縣市，在幾乎所有的電廠周圍，都容易找到配套的合成氨廠。而且，氨運輸技術成熟可靠。氨法的原料來自化肥，脫硫產品為硫氨、磷氨和硫酸，又回到化肥，不消耗額外的自然資源，也不產生二次污染和新的生態環境問題。燃煤煙氣可提供巨大的硫資源。化肥生產需要大量硫酸。近年來，我國每年進口硫磺200-300萬噸，等于進口二氧化硫400-600萬噸，我國火電行業的SO2排放量近2000萬噸，因此，氨法適合我國國情。

三.專業的煙氣脫硫技術

電力、物理、環境、化學，代表四個不同的學科領域，即代表四個不同學派。不同學派必然生出不同的技術，不同的技術勢必有不同之技術經濟指標：投資和運行成本。哪個學派更接近本質或真理呢，咋看，答案似乎很難，但是，普遍接受的是，煙氣脫硫是一個典型的化工過程。因此，化學界能夠看到SO2的本質。電力界只看熱能和發電效率，漠視 SO2之存在。

環境界中，SO2是有害的污染源，是造成酸雨的禍首。

化學界中 SO2是物質，用則有利，棄則有害。

物理界中，SO2是一個頑固不化的“敵人”，只有通過“導彈”才能予以徹底摧毀。

至于物理，原本與煙氣脫硫無關。它源于日本荏原公司對高能電子加速器用于煙氣脫硫的研究。

化學處理SO2方法很多，無需“導彈”。脫硫脫氮除塵三位一體技術結合了化工領域的最新技術成果，也就是將一個中型的化工廠搬到電廠來，確保了技術的高度可靠性，以及很低的建設投資和很低的運行成本。

根據化學化工原理的脫硫脫氮除塵三位一體技術與其他學派的技術相比，具有突出的優越性，投資僅為1/4-1/5，運行成本僅為1/3-1/4。

四.電力與煤炭和化肥工業協調發展

在我國，由東向西，由北向南，煤炭含硫量逐漸增加，四川和貴州煤含硫3%-5%，廣西煤高達5%-7%。然而，為降低電廠SO2排放量，當地火電廠燃用北方煤，比如山西煤，增加的運輸成本每噸近100元，占原料成本的40%，對當地經濟無疑是巨大的額外負擔。采用脫硫脫氮除塵三位一體

技術，火電廠燃煤含硫量不受任何限制，甚至含硫量越高，SO2回收價值越大。因此，脫硫脫氮除塵三位一體技術不僅能夠促進當地煤炭工業的發展，也使當地電力工業輕裝上陣，還能促進當地合成氨及化肥工業的發展。

某電廠是坑口電站，燃用當地煤，總機組容量為430MW，年排放SO2超過20萬噸，折合硫酸30萬噸，價值1.5億元。如果該廠的技術治理方案是改用山西煤，并采用石灰石鈣法，既限制了當地煤礦的發展，又浪費了寶貴的硫資源，還增加了發電成本。事實上，成本增加等同于能耗增加和污染增加。若采用脫硫脫氮除塵三位一體技術，可形成一個年產40萬噸的化肥裝置，年產值超過2.5億元，年利潤可超過4000萬元。它具有一舉多得的優勢：

（1）可促進當地煤炭工業的發展，燃用當地煤礦的煤炭，可以解決礦務局2萬多人的就業和發展問題，促進了當地經濟的發展。

（2）電廠采用當地煤，原料成本降低，其430MW機組，年耗煤以120萬噸計，每噸運費按50元計，每年可節約發電成本6000余萬元，這個效益是非常明顯的。

（3）廣西硫資源較缺，當地化肥廠年需硫酸40萬噸，原料由廣東提供。而且，廣西、廣東、海南和福建等南方省份的土壤缺硫，需要硫氨化肥。因此，充分利用自身的高硫煤，可以促進當地化肥工業的發展。與廣西情況相似的省份還有云南、重慶、四川和貴州。重慶的華能珞磺電廠和重慶電廠，分別具有4臺360MW和3臺200MW機組，燃用重慶松藻煤，年總排放SO2為20-30萬噸，相當于硫酸30-45萬噸，價值1.5-2.25億元。遺憾的是，這些電廠都花巨資引進國外的石灰石鈣法，不僅浪費了寶貴的資源，產生二次污染，還使發電成本增加，在貴州省實施火電廠煙氣脫硫，采用脫硫脫氮除塵三位一體技術具有不可估量的意義，國家實施西部大開發戰略，西電東送，在貴州省則是黔電送粵。貴州省是SO2和酸雨控制區，特別是省會貴陽市。在貴陽市有兩個嚴重的污染源，一是市區的貴陽發電廠，二是距市區25公里的清鎮發電廠，年排放SO2：25萬余噸。在兩個電廠間，貴州化肥廠生產合成氨16萬噸，因此，采用脫硫脫氮除塵三位一體技術具有很好的條件。采用脫硫脫氮除塵三位一體技術，兩個電廠的總投資2億元，可年產化肥50萬噸，產值3-4億元，年效益近1億元。在貴州省實施這個技術，可以形成年產150-200萬噸的火電廠化肥規模，年產值超過10億元。而如果貴陽發電廠的煙氣脫硫采用電子束技術，2臺200MW機組的投資近4億元。

由此可見，將我國化肥工業與電力工業相結合，形成一個具有綜合優勢的火電廠化肥產業，其意義十分顯著。它為我國煤炭、電力和化肥工業的可持續和協同發展提供了強有力的支撐，國家從戰略的高度發展并扶植這個產業是十分必要的。

五.脫硫需要政府大力支持

火電廠煙氣脫硫是我國實施清潔能源計劃的關鍵技術，受到各級政府部門的高度重視，多次被列入國家重大和重點科技計劃，以及與發達國家政府間的首腦級科技合作計劃。因此，我國的這項工作具有較強的政府行為。這就更需要我們做深入細致的調查，多比較相關技術的技術性能，經濟指標，多結合國情考慮問題。

某發電廠2臺200MW機組，燃用含硫為0.8%的山西煤，建設煙氣脫硫裝置。對幾乎所有的煙氣脫硫技術進行了調研。采用國外技術的投資為4-5.5億元，發電成本每度將增加5分錢，勢必成為該廠的一個沉重的經濟負擔。一旦決策失誤，企業將陷入困境，甚至由于無法竟價上網而關閉。脫硫脫氮除塵三位一體技術通過國家科技部門組織的鑒定驗收，被評價為國際領先水平，在電力界引起了較大反響。與國外技術相比，脫硫脫氮除塵三位一體技術具有相當明顯的技術和經濟優勢，總投資減少70-80%，運行成本減少70%以上，電耗減少40-60%。這樣，該廠決定采用脫硫脫氮除塵三位一體技術。并列入國家重點科技項目.目前，讓煙氣脫硫界注目的另一項目在中石化集團公司某自備熱電廠6臺100MW（410蒸噸/h）鍋爐。令人興奮的是、參與競爭的技術高達10余家之多，大家希望得到公平競爭機會。該公司原來燃用當地煤，為降低SO2排放量，改用山西煤，年耗煤將超過200萬噸，運費按每噸30元計，增加成本6000萬元，該公司具有年產30萬噸的合成氨裝置，而且脫硫產品具有很好的市場，因此脫硫脫氮除塵三位一體技術符合石化公司的具體情況。根據可行性研究報告，石化公司6臺鍋爐年排放SO2可達8萬噸，生產化肥17萬噸，產值1億元，具有明顯的經濟效益。在競爭的方法中，脫硫脫氮除塵三位一體技術的投資和成本都是最低的，而且還有利可圖，得到了該公司的充分肯定。

現在，電力工業的煙氣脫硫工作是“誰污染誰治理”，治理需要投資。經濟效益差而污染大的企業沒錢投資，只接受象征性罰款，受損害的是大氣。按目前的石灰石鈣法建設煙氣脫硫裝置，發電成本每度將增加2-3分錢，以一臺300MW機組年運行5000小時計，脫硫成本每年3000-4500萬元。燃用低硫煤，年排放SO2:為1.5萬噸，相當于每噸SO2為2000-3000元，燃用高硫煤，SO2排放量每年為4.5萬噸，相當于每噸SO2為1000元左右。但是，酸雨和SO2污染造成的損失每噸SO2超過5000元。因此，煙氣脫硫對于促進國家的利益是非常明顯的。為促進企業治理SO2污染，國家環保總局制定了新的煙氣SO2排污收費標準，對于高硫煤地區每噸SO2為600元，低硫煤地區每噸1000元，北京市為每噸1200元，基本上為脫硫成本的一半。這個費用目前是上交地方環保局的，并有較大比例的返回，以便企業用于建設脫硫裝置，脫硫電廠和單位將具有兩個主要和可靠的收入來源：

1、電力企業的環保服務費（等于原來的排污上交費）；

2、脫硫裝置產生的化肥利潤。脫硫脫氮除塵三位一體技術的效益非常好。

首先其建設投資比其他方法低，而且能耗低，產品具有很大的市場，還可以出口創匯。

六.TS型煙氣脫硫、脫氮除塵技術

該技術于一九九三年十月通過了國家部級鑒定，其中結論一綜合技術經濟性能處于國內外領先水平，具有廣闊的推廣應用價值。并于同年獲得兩項專利。該技術運用LS噴霧吸收法，以氨水、堿液、廢氨水為吸收劑，經加藥裝置加壓，把吸收劑經噴嘴霧化后的氨水產生氣-汽的瞬時化學反應，生成硫銨排出。

該技術具有以下特點：

1.先進的反應原理，使設備小巧、鋼耗低、占地面積小；

2.該系統適應煤的含硫量1%-7%；

3.具有多種功能，脫硫、脫氮、除塵，甚至可以處理污水；

4.吸收劑來源豐富，價格便宜；

5.一次投入只有國外設備價格的1/10-1/20；

6.選用廢氨水、廢堿液作脫硫劑，可使運行費用降到最低；

7.采用噴霧干燥方式；

8.該系統加裝了先進的氣水分離裝置風機不帶水；

9.煙氣不需加裝換熱設備；

10.該設備及系統內部均涂以耐高溫特種防腐涂料，設備不腐蝕，不 磨損、不堵塞；

11.系統設備阻力小，可以不用更換引風機；

12.可以提高系統的除塵效率4%-12%；

13.脫硫效率95%以上；

14.脫氮率50%，加“觸媒劑”系統80%以上。

該技術的研究始于80年代，在收集、考察國內外同類技術文獻資料的基礎上，進行了大量的技術、經濟方案的分析對比工作。從中發現普遍感到困擾的不僅僅是技術上的問題，而更嚴重阻撓的是經濟問題，一次投入大，運行費用高。即是該技術目前居于領先地位的國、日本也不例外；他們在成為世界控制SO2排放最有效的國家的同時，也為此付出了巨大的經濟代價。各國企業界面對煙氣脫硫裝置的巨大投資及運行費用，無不咋舌。因為脫硫裝置投資占電廠總投資的比例很大。巨額的投入對我國企業界是望而生畏。環保設備的投入企業界認為：“這種資金只有投入，沒有產出，是一種負擔”。

因此研究者必須首先考慮的是一次投資運行費用，使企業能夠接受的產品，占地面積小，專用設備少，工藝簡單，操作、管理、控制、維修方便，各項技術參數領先的脫硫技術，因此必須結合我國國情，走國產化的道路。

國外研究過的脫硫技術已逾近百種，真正在工業上運用過的30多種，但具有商業價值的不過十來種，無論采用那種方法，都必須考慮以下基本條件：

1.具有較高的吸收性能的吸收劑和吸收方法；

2.裝置有較高的可靠性，能保證長期穩定運行；

3.易操作和維修；

4.無二次污染，抗腐蝕；

5.建設費用及運行費用便宜，能耗小，裝置占地面積小；

6.吸收劑來源廣泛，價格便宜，易貯運；

針對上述要求，列出了攻關課題：

1.通過試驗室試驗，尋找出先進的反應速率高的原理；

2.結合我國情況選出來源廣泛價格便宜的反應劑；

3.使用什么樣的抗腐蝕材料；

4.終止物的綜合利用，防止二次污染；

以上課題通過有關專家的論證審定工作，確定運用LS噴霧吸收法，隨即開展了小試、中試及工業性應用試驗，經過近百次的試驗，獲得了大量的數據，通過對試驗點的監測和運行考驗，均取得了滿意的結果。

（一）脫硫原理：

近半個世紀以來，國外脫硫技術迅速發展，但真正在工業應用上發揮作用的不外十來種。其中包括石灰法、石灰石法、石灰石膏法、噴霧干燥法、氧化鎂法，以上我們把它歸類于氣-固反應。WL法、雙堿法、碳酸鈉法、氫氧化鈉法，此類我們稱之為氣-液反應。LS噴霧吸收法是氣-汽反應是反應率最高，屬于瞬時反應。

氨的性質決定氨極容易溶于水，是由水分子和氨分子通過氫鍵互相結合形成氨的水化物的緣故。

氨在水中的溶解度大于其它氣體，在0℃時，1體積水吸收1200體積的氨；在20℃時約吸收700體積。過去認為氨溶于水生成OH－的過程是分兩部分進行的。首先是大部分氨和水結合生成所謂氫氧化銨（NH4OH）然后氫氧化銨在溶液中電離成銨離子（NH4+）和氫氧根離子（OH-）。現在已經確認：氫氧化銨中的銨離子，無論從它的半徑大小或者從它的化合物性質來看，它都和K+離子非常相似，它在水中應當全部電離，不可能有NH4OH分子存在，已確知，氨水溶液中并不含有NH4OH而是有氨的水分子NH3·H2O。NH3·H2O和NH4OH不同，NH3·H2O是氨分子通過氫鍵的結合，而NH4OH則為離子化合物。由（NH4+）和（OH-）新組成。氣態氨和酸（揮發性）的蒸汽作用生成銨鹽。

2NH3（氣）+H2O（蒸汽）+SO2（氣）=（NH4）2SO3 由此看來，煙氣中加入吸收劑NH3·H2O與SO2等酸性氣體可進行氣-汽反應。即氨和酸性氣體可以直接生成鹽類。這種化合物作用通常伴隨著大量的熱放出，通過試驗發現在無水的情況下，這種反應并不進行，即使微量的水的條件下也能反應出這種特性，因此這就是和其它吸收劑不同之處的主要原因。另外氨還和煙氣中的氮起反應：煙氣中的氮氧化物通常用NOX表示NO在空氣中可氧化成NO2易溶于水，生成亞硝酸和硝酸。

2NO+O2=2NO2

2NO2+H2O=HNO3+HNO2

當氨與HNO3或HNO2產生以下反應

NH3·H2O+ HNO3=NH4NO3+H2O NH3·H2O+ HNO2=NH4NO2+H2O

此反應在氣-汽反應中產量很少，因硝酸銨與亞硝酸銨在一定溫度下易于分解，而在液相中

（NH4）SO3和NH4HSO3為還原劑，NOX被還原為N2，其反應為：

2NO2+4（NH4）2SO3=4（NH4）2SO4+N2↑（NH4）2SO3+NO2=（NH4）2SO4+NO↑ 2（NH4）2SO3+2NO=2（NH4）2SO4+N2↑

為此使用氨-亞硫酸氨的氮方法，能除去一定量的NOX

（二）脫氮原理

煙氣中往往同時含有NOx與SO2,如果用一種方法同時除去這兩種有害氣體，豈不是一件非常有前途的事。前面脫硫的論述中，脫硫后的終止物就是（NH4）2SO3和（NH4）2SO4（少量）和一部分（NH4）HSO3溶液。這些物質又是吸收NOX的吸收劑。在生產硫酸同時又生產硝酸的行業中，多數都是利用處理硫氧化物而得到的（NH4）2SO3和（NH4）HSO3溶液來吸收硝酸生產中的NOX。其原理是利用亞硝酸銨溶液作為吸收劑和NOx反應，使NOx還原為N2：

4（NH4）2SO3+2NO2→4（NH4）2SO4+N2 ↑

4（NH4）HSO3+2NO2→4（NH4）HSO4+N2↑

4(NH4)HSO3+2NO2→4(NH4)HSO4+N2↑

4（NH4）2SO3+NO+NO2+3H2O→2N(OH)(NH4SO3)2+4NH4OH

4（NH4）HSO3+NO+NO2→2N(OH)(NH4SO3)2+ H2O

2(NH4)OH+NO+ NO2→2NH4NO2+H2O

按照排放濃度達標要求，脫氮效率達到72%就可以了，所以只要控制住吸收液的濃度，一般在180-200g/L,最后得到的溶液一部分重復循環使用，多余的部分進行下道工序，處理后溶液還可以再生，以節省大量的運行費用。煙氣中NO含量占90%以上，因此脫除的主要是NO。如果煤的含硫量比較低和氨反應產生的亞硫酸銨不足以滿足脫氮氧化物的需要，或者因為爐膛燃燒溫度高，產生的氮氧化物量較大。此時可以采取連續加入氨與NOX繼續反應，但這種反應應在催化劑（或稱觸媒劑）的作用下才可完成，使脫氮效率大大提高，這種方法稱之為“氨的選擇性催化還原法”。

4NH3+4NO+O2+4N2↑+6H2O

8NH3+6NO2+7N2+12H2O

把氮還給大自然，水回收再循環使用。

以上各式反應都是在同一個介質---氨，共一套設備，同時氨與SOx、NOx瞬時交叉進行的，這就是脫硫、脫氮一體化工藝。

（三）除塵原理

煙塵進入文氏管反應器，會產生多種效應，除了氨與SOx、NOx發生化學反應以外，粉塵經過文氏管的漸縮段濃縮，產生碰撞、凝聚、增大，使塵的表面由原來的氣包圍界面，被經噴霧所產生的液-固界面所代替，粉塵表面的水膜代替氣膜產生吸附、凝聚，并使離子間形成液橋，使塵粒增大。塵粒通過高速撞擊霧滴而粘附其上。

由于微粒的擴散作用易于霧滴接觸。由于微粒的煙氣增濕，使塵粒增大了浸潤性，塵粒間互相產生凝聚。因蒸汽以塵粒為核心的凝結而形成水滴。

因此本技術在結構設計上采用如下措施：

1.煙氣攜帶的粉塵，高速通過文氏管霧區，沖向液膜；

2.然后氣體切向運動而產生離心力，改變增大后的粉塵運動方向；

3.噴出的霧滴作旋轉運動，驅使粉塵靠內外壁貼向水膜；

4.增加水霧封鎖線，使逃逸的亞微米粉塵及亞微米硫銨晶體捕集下來；

采用高強磁化器，把循環水磁化，非但提高了脫硫效率，尤其對增水性的亞微米細粉塵，提高除塵效率更為明顯。

（四）使用范圍：

TS型系列脫硫脫氮除塵三位一體技術裝置，為工業鍋爐及電站鍋爐配套排煙脫硫工程應用而設計的系列產品。并可擴大應用在處理冶金焦化剩余氨水，造紙廠的廢堿液及紡織印染堿性廢水以及鍋爐排污水、爐渣水等。該設備即是脫硫器，又可作為污水處理器。

一套裝置適應多種類型的脫硫劑，又是這一裝置的一大特點，為適應我國的特定條件，用戶就近弄到什么脫硫劑就用什么脫硫劑以降低運行費用，以廢治廢。

（五）系統設備組成的特點：

系統設備組成，有文丘里噴霧反應器，自動加藥及動力泵、貯液、調液箱所組成。以及自動控制自動監測系統。文丘里噴霧反應器的結構設計，顯示出其獨到之處，通常人們稱之謂文丘里效應，但它具有什么效應，應該說它有多種效應。一是很好的反應作用：使兩種以上的介質，在反應段進行充分的混合、接觸、攪動，促使在較短的時間里進行瞬時反應。二是很好的除塵作用：帶粉塵的氣體通過漸縮段，細小的粉塵在碰撞、凝聚、粘結、增大，把粉塵撲集下來。三是很好的熱交換作用：利用

煙氣的余熱，把噴成霧狀的液體迅速干燥、蒸發、固液分離，起到污水處理的作用。由于設計獨特，此套裝置的阻力僅有300-400Pa，對于原有的鍋爐房設備改造，可以不用更換引風機。重力與旋流雙級脫水除霧，其結構的設計不會產生堵塞和腐蝕現象，而且一器兩種用途，它不但有效的脫除水霧而且使煙氣流呈旋轉上升，延長了反應時間和流程，提高了反應效率。

（六）變廢為寶，綜合利用：

當前國內外所采用的各種脫硫技術，多數都存在著二次污染，物質雖然經過轉化，但加進的物料與經過處理后的終止物終究是平衡的。對于如何處理這些終止物，怎樣綜合利用，這個總是普遍感到頭痛的較大難題。

TS型脫硫脫氮除塵三位一體技術如果在大的火電廠大量推廣應用后，所產生的硫銨，可以制成與傳統化肥完全不同的新型高效肥料，這種高科技產品是具有磁性效應的磁性化肥，利用火電廠排出粉煤灰（約占30%~40%），根據不同土壤和農作物加入適量的鉀、磷，經過強磁場磁化后制成的，這種原料將隨著TS型脫硫脫氮除塵三位一體技術的推廣而取之不盡。

磁化肥使用在十二種農作物如紅薯、蔬菜、煙葉、玉米、棉花、水稻、小麥、水果等，均收到了廣泛的社會效益和可觀的經濟效益，使得TS型脫硫脫氮除塵三位一體技術在電廠應用中形成一套工業鏈，廢“制”肥，變廢為寶，化害為利，適應我國國情的環保與綜合利用一大長。防止二次污染。

（七）保障該設備安全穩定正常行動措施：

在腐蝕及磨損嚴重的部位，采取襯貼鑄石板的措施。如果用戶在經濟條件許可情況下，采取

鋼板噴涂陶瓷的復合材料。僅是有腐蝕的部位采用2520不銹鋼材料。腐蝕不太嚴重的部位，采取滾刷耐溫、防腐特種涂料。關鍵外協件、外購件、其中有些附件，如噴嘴、過濾器，采用美國制造，供液系統選用丹麥生產的，自動控制和監測儀器選用日本或其他國家的。

先進的工藝，先進的設備，先進的材料，再加上低的建設投資及運行費用，構成了該技術的高和新。

（八）670t/h鍋爐脫硫、脫氮、除塵及綜合利用方案經濟分析。

1．運行費用

⑴ 已知數據

鍋爐蒸發量： 670t/h

鍋爐煙氣排量： 120萬m3/h 鍋爐燃煤量： 150t/h

鍋爐運行時間： 312.5天/年（7500h/年）

燃煤含硫量： 1%

⑵ SO2產生量

燃煤含硫量： 150t/h×1%=1.5t/h 燃煤中的硫與氧的反應：S+O2=SO2 SO2產生量：1.5t/h×80%×64/32 =2.4t/h 式中：32為S的分子量。

64為SO2的分子量。

80%為煤燃燒時硫的轉化率。經實測統計為80%～85%，本處取80%。

⑶ 需氨量

一般脫硫效率達95%，煙氣即可達標排放。從（NH4）2SO4分子式中看出：NH3與SO2化合比

例 為2：1，故需氨量為：2.4t/h×95%×17×2/64=1.2t/h 式中：17為NH3的分子量。

64為SO2的分子量。

年需氨量為：1.2t/h×7500h/年=9000t/年

⑷ 運行費用

用氨水做吸收劑的回收方案，整個裝置的運行費用主要為消耗氨水的費用（此項費用占總運行費用的95%以上）。根據上述計算結果，年需要氨量9000噸，按純氨水售價1700元/噸計，則全年運行費用為：9000t/年×1700元/t=1530萬元/年

2．生成物的綜合利用及經濟效益

根據計算結果，670t/h燃煤鍋爐每年脫硫設備的運行費用為1530萬元，這是用戶難以接受的。顯而易見，這種方法必須立足于生成物綜合利用的基礎上，否則就不能成立。也就是說，只有用生成物綜合利用產生的經濟效益去抵消脫硫設備的運行費用，才是這種方法生命力所在。

⑴ 硫銨產生量

從（NH4）2SO4分子式可看出，硫銨產出量為：9000t/年×132/17×2=34941t/年

式中：17為NH3分子量

132為（NH4）2SO4的分子量。

⑵ 硫銨的綜合利用及經濟效益

硫銨是硫酸銨的簡稱，分子式為（NH4）2SO4，含氮量20.6%，為白色或微帶顏色的結晶，易溶于水，是最早生產的氮肥品種。隨著化肥工業的發展，新的氮肥品種的出現，使硫銨與碳銨一樣漸成被淘汰的氮肥品種。這是由于除養分低外，其最大缺點是長期施用硫銨會造成土壤板結，故不宜直接施用。要對其進行改性，其方法是加入部分粉煤灰制成的復合肥并磁化。粉煤灰可疏松土壤，磁性的引入亦可疏松土壤，促進土壤團粒結構的形成，這已是業內人士的共識。我們通過大量的工業試驗，找出了利用硫銨生產磁性復合肥的最佳工藝配方及工藝條件，產品經過有關部門的檢測，完全合格。其主要配比為：硫銨60%左右，其他輔料（粉煤灰、磷肥、鉀肥等）40%左右。根據硫銨年產34941噸的實際情況，可上一套年產6萬噸左右的綜合利用設備（磁化復合肥生產線）。按現行市場原料價、產品銷售價及有關費用支出估算：

原材料成本：250元/噸

綜合成本： 350元/噸（包括一切費用在內）

銷售價： 650元/噸

利 潤： 300元/噸

按年產6萬噸磁性復合肥計，綜合利用設備每年可創利潤1800萬元，減去脫硫設備每年運行費用1530萬元，則采用此方法，除可抵消脫硫設備的運行費用（使運行費用為0）外，每年還可以為企業創造200多萬元的利潤。

目前該技術設計除工業鍋爐八個規格系列配套外，現已擴大到電站系列配35T、75T、130T、220T、420T、530T、670T、1000T/h、2000T/h。當前國際及國內有些研究單位正在試用的電子束氨法和等離子氨法，均向以氨為脫硫劑探索，顯然氣－汽反應脫硫脫氮除塵三位一體技術當前處于領先地位。一種結構形式，具有多種用途：

（1）它既是一個很好的反應器，能夠進行充分的化合接觸攪動。促使在很短的時間里進行充分的化學反應；

（2）它又是一個很好的二次除塵器、前置的麻石除塵器或靜電除塵器，除不掉的細微粉塵在碰撞、凝聚、粘結、增大、把粉塵捕集下來。

（3）它又是一個很好的熱交換器，利用煙氣的余熱，把噴霧狀的液體迅速干燥蒸發、反應時間、反應速度、反應物質、接觸面積，反應效率是最高的，屬于瞬時反應，煙氣不會降溫。

（4）它又是一個工業廢水零排放的污水處理器裝置，能將各種工業有毒廢水，污水成千上萬噸迅速干燥，蒸發，達到污水處理的作用。

該技術脫硫效率高，并具有較高的脫氮功能50%，加“觸媒劑”系統80%以上。今后一旦國家環保標準要求脫氮同樣一套設備可以既能脫硫、又可脫氮。還能提高除塵效率。該技術對已建電廠為了滿足除塵的需要改造電除塵，將鍋爐尾部煙道位置都幾乎占滿、有些脫硫工藝的反應塔和再加熱熱交換器等無法擺下，場地面積小等，是用戶特別適用和首選的選擇。

以氨做吸收劑的回收法方案，具有脫硫、脫氮、除塵效率高，并可達到三個“零排放”、無廢渣排放，無廢水排放、無廢氣排放、而且由于生成物的綜合利用，不僅使其運行成本費用為零，還可為企業帶來可觀的經濟效益，氨源供應方便。我國中小型合成氨廠很多，幾乎遍布縣市、若在有廢氨水的地方、廢堿液、造紙廢水、印刷廢水、洗毛廢水、焦化廠廢水、海水、更可大大節省脫硫劑費用，經濟效益將更加可觀。