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1、打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活陕西北元化工集团有限公司SHAANXI BEIYUAN CHEMICAL INDUSTRY GROUP CO.,LTD.打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活陕西北元集团水泥有限公司CEMS专题培训二一二一六六年年五五月月打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活一、污染物基本概念及其控制措施二、污染物监测三、维护四、数据范围及异常处理目录目录打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活一、污染物概念极其控制措施一、污染物概念极其控制措施打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活1.颗粒物水泥工业排放的大气颗粒物有两种:粉尘和烟尘。一种是由破碎、粉磨、或粉状物料倒运等纯
2、物理过程产生的大气颗粒物,称为:粉尘;另一种是由于燃烧、化学反应参与的热工过程所产生的大气颗粒物,称为:烟尘。2.二氧化硫二氧化硫(化学式:SO2)是最常见的硫氧化物。无色气体,有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中,会形成硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2进一步氧化,通常在催化剂如二氧化氮的存在下,便会生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活3.氮氧化物氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物
3、。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO,无色)、二氧化氮(NO2,红棕色)、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等,其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。(1)原、燃料NOx水泥生产使用的原燃料均来自于自然界,其中不可避免的会含有一定量有机物和低分子含氮化合物,由该部分氮元素直接转化的NOx称为原、燃NOx。原料中的氮主要来源于矿石沉积的含氮化合物,其含氮量一般在20100ppm。相对于热力氮和燃料氮,原料中氮含量对水泥生产过程中总NOx的产生量可忽略不计。燃料中的氮主要为有机氮,属于胺族(N-H和N-C链)或氰化物族
4、(C=N链)等,其含量一般在0.5%2.5%。打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活(2)热力型Nox 热力型NOx由空气中的氮气和氧气在高温下发生化学反应而来,其生成速度与温度的关系是由捷里道维奇提出来的,因此称为捷里道维奇机理。当燃烧温度低于1500时,几乎观测不到NOx的生成,当温度高于1500时,温度每升高100,反应速率将增大67倍。因此,热力型NOx主要在燃烧的高温区产生,燃烧温度对其产生量具有决定性的影响。此外,热力型NOx的产生浓度还与N2、O2浓度及停留时间有关。(3)快速型Nox 在欠氧环境下,燃料中的碳氢化合物燃烧分解生成CH、CH2以及C2等基团,它们与氮分子,以及O、
5、OH等原子基团反应而在很短的时间内大量产生NOx,称为快速型NOx。快速型NOx对温度的依赖性很弱,它的生成量一般总NOx生成量的5%以下。打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活 新型干法水泥生产系统:生料经悬浮预热器预热后,进入分解炉内发生分解反应,然后从窑尾进入回转窑中,在回转窑内完成烧成过程,最终形成熟料并从窑头卸入冷却机。煤粉在回转窑窑头及分解炉两处燃烧。新型干法水泥窑系统中NOx主要的产生区域在回转窑和分解炉两处。分解炉内温度较低(小于1200),主要以燃料型NOx为主;回转窑内除产生燃料型NOx外,其内最高气体温度可达2200,会生成大量的热力型NOx。打造一流盐化工企业 奉献低碳
6、多彩新生活脱硝(SNCR)选择性非催化还原是指无催化剂的作用下,在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原 NOx。还原剂只和烟气中的 NOx反应,一般不与氧反应,该技术不采用催化剂,所以这种方法被称为选择性非催化还原法(SNCR)。用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为 850 1100 的区域,迅速热分解成 NH3,与烟气中的NOx反应生成N2和水。采用NH3作为还原剂,在温度为9001100的范围内,还原NOx的化学反应方程式主要为:4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O4NH3
7、+2NO+2O2 3N2+6H2O8NH3+6NO2 7N2+12H2O打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活二、污染物监测二、污染物监测打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活2015年7月1日起排放标准 打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活u烟气污染物主要是指烟尘颗粒物、SO2和NOXuCEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写,即烟气排放连续监测系统。u抽取式采样系统是将烟气从烟道中抽取出来(真空隔膜泵抽取)然后传送到分析仪加以测量的系统。u根据使用需要的不同,可以选择不同的测量参数;(如:SO2、NO、CO、O2、温度、颗粒物、湿度、
8、压力等)u 配套的SMC-900数据采集系统(DAS),可对数据进行处理、运算、存储、生成数据报表、数据传输等功能,还可以通过调制解调器(Modem、GPRS、CDMA)将数据传送至环保行政主管部门,使用单位也可以进行远程的监测或接入DCS系统1.系统组成简介打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活SMC-9021工作原理工作原理采用抽取气体进行分析的方法。烟道中的气体经过加热的取样探 头,伴热取样管路,进入到样气 预处理装置;在预处理装置中,样气经快速冷却除去水分,而后 进入红外分析仪进行分析。由于对样气采取了全程伴热、快 速冷凝脱水的方法,最大限度地 降低了SO2的损失,提高了分析 精度。红
9、外分析仪器采用不分光红外原 理,不同组分的气体分别吸收相 应波长的光线,根据气体吸收光 线强度的情况来测定气体组分的 含量。打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活u 烟气排放连续监测系统(CEMS)系统配置:取样探头、加热取样管线、样气预处理单元、分析仪表、PLC控制单元、数据采集及传输系统。其它参数包括烟尘浓度(浊度)、温度、压力、流速、湿度u主要特点:加热型取样探头,保证取样过程烟气不冷却 取样探头具备反吹功能,延长维护周期 输气管路伴热保温,输送样气过程中无冷凝 快速冷凝脱水,SO2损失小 可编程控制自动取样、自动反吹、自动排水、保证长期工作打造一流
10、盐化工企业 奉献低碳多彩新生活1.取样探头带过滤器取样探头的作用是除去烟气中的烟尘颗粒物,过滤器(滤芯)采用多孔陶瓷材料制成,并在在过滤器腔体采取了恒温加热措施,使过滤器和样品气的温度高于烟气中水分的露点温度。探头水平安装时法兰要上翘10-15度。法兰盘螺丝孔呈“十”子型打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活u逆时针旋转转轮,待挡杆松动后将挡杆旋到一侧拔出滤芯u更换陶瓷滤芯同时要检查密封“O”圈是否破损、老化,出现问题要及时更换,建议“O”圈上涂真空硅脂打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活2.取样管线u采样复合管是由2根耐腐四氟管和自限温伴热带组成,外加保温层、铝带,最后敷以阻燃聚烯烃保护外
11、套复合而成u运输安装时避免在地面拖拉或浸入水、油中,并防止重物坠落砸伤。u伴热带额定电压220V/AC,最高加热温度135电源应采用漏电保护开关,屏蔽层必须接地并加装直型接线盒。u自限温伴热带送电启动时会有“浪涌电流”现象,建议复合管长度20m时加装自动限流器。u复合管安装的最小转弯半径0.5m。u最大使用长度80m,特殊情况需说明u绑扎间距:垂直方向1.5m,水平方向2m。u线芯对屏蔽层的绝缘电阻检查,20M,湿度大的环境下可放宽到2M,小于2M要查清原因方可送电。u取样探头开始,复合气体取样管应以不小于1%的坡度向下倾斜(或倾斜5)至仪器室。最后进入到仪器室内。打造一流盐化工企业 奉献低碳
12、多彩新生活u自限温伴热带接线剥出线芯时应避免多股线芯断股,使导线截面变小,引起过热烧毁。u自限温伴热带的两条线芯严禁短路,末端要剪成斜口,一般情况下要用热缩套管密封,并加装防爆终端。防爆终端螺丝要拧紧,不致被外力拔脱自动限流器使用长度使用长度带漏电保护断路带漏电保护断路器器限流器限流器电源线线径电源线线径10米10A2.5mm210-20米16A2.5mm220-30米16A使用4mm230-40米20A使用4mm240-50米25A使用4mm250-60米32A使用6mm260-70米32A使用6mm270-80米40A使用6mm2附表:采样复合管电源线径选择直型接线盒打造一流盐化工企业 奉
13、献低碳多彩新生活3.预处理单元u烟气经过取样探头后,由加热的采样复合管(伴热至140左右)传送到预处理单元(位于机柜中)。u预处理单元承担着除尘、除水和温度、压力、流量调节等任务。u当样气含水量较大时对测量系统的危害样气中的水分会吸收红外辐射,给测量造成干扰水分冷凝在气室镜片上,会产生较大的测量误差水分的存在会增强样气中腐蚀性气体的腐蚀作用高含水的样气温度降至室温,过饱和的水析出后,样气中易溶于水的组分会部分溶解,造成该组分的浓度变化u预处理单元包含取样反吹阀、汽水分离器、样气泵、压缩冷凝器,安全过滤器、样气流量计后,送到红外气体分析仪。打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活u9021系统流程
14、简图打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活SICK MAIHAK Beijingu预处理部分常见故障处理故障现象故障现象可能的原因可能的原因原因判断处理方法原因判断处理方法SO2、NO测量值偏低;或O2偏高。一般判断为系统漏气蠕动泵泵管损坏,一般是泵管出现裂缝,蠕动泵旋转一周,样气流量计浮子波动一次。更换蠕动泵管安装不正确,拧开进(排)气管,向内按压泵管接头,会有后退现象重新安装气路负压部分的接头松动或损坏、取样探头接头松动、取样探头密封圈损坏对分析柜内的气路进行负压检漏,如不能通过,应该从取样/反吹阀到样气泵进口逐级负压检漏排查。如果柜内不漏,可能是复合管或探头处漏气,应检查探头处的接头和密
15、封圈,必要时更换取样反吹阀漏气,每次反吹后氧值下降比较慢调整或更换反吹阀湿度仪的射流泵堵塞,湿度仪处于反吹状态时氧值正常,湿度仪处于测量状态时氧值升高,并且周期性交替出现。清理湿度仪射流泵脱硝系统探头反吹电磁阀内有杂质,造成的电磁阀关闭不严,压缩空气进入探头打开电磁阀阀体清洁,必要时将反吹气源管放空,吹出气管内的杂质打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活故障现象故障现象可能的原因可能的原因原因判断和处理方法原因判断和处理方法样气流量低或为零分析系统处于故障状态,样气泵停止工作,样气流量为零分析仪故障、冷凝器温度(T10或T0)、露点报警只有这三个原因会使分析系统处于故障状态探头滤芯或采样复合管
16、线堵塞断开分析柜内的采样管线接头,样气流量可恢复至正常,说明是探头和管线部分的问题,大多时候是需要更换探头滤芯了样气泵电机能工作但抽力不足用手堵住样气泵进口或连接到样气泵进口的管线,感觉不到样气泵的吸力并且泵声音没有变大。泵抽力不足的原因是泵膜损坏(更换)、气门膜片脏(清洁)、泵体漏气泵出口至分析仪部分漏气或堵塞,如:接头松动、漏气手动校准阀处于校准气通状态放空阀开度太大过滤器堵塞流量计内密封圈损坏泵抽力正常,断开泵进气口的,流量也不能恢复至正常。回路调节阀开度太大打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活u样气泵拆解打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活uMAK10压缩冷凝器设备运行4500小时
17、而未进行维护操所。维护请求黄灯亮。同时按2和3键并持续2秒,报警将被复位,运行时间也同时归零。电源保险6.3A。TLO10度报警(红灯)亮风扇下部的冷凝器脏污会影响到冷凝器的制冷效果。蠕动泵泵管损坏需更换。冷凝器工作环境温度 5 TA45 打造一流盐化工企业 奉献低碳多彩新生活u红外气体仪的相关概念 红外线是一种看不见的光,其波长范围为0.781000微米。红外分析仪的原理是基于某些气体对红外线的选择性吸收。当某一波长红外辐射的能量恰好等于某种分子振动能级的能量之差时,才会被该种分子吸收,并产生相应的振动能级跃迁,这一波长便称为 该种分子的特征吸收波长。4.红外气体分析仪打造一流盐化工企业 奉
18、献低碳多彩新生活u红外气体分析仪原理使红外光通过装在一定长度容器内的被测气体,然后测定通过气体后的红外线辐射强度I根据朗伯-比尔定律:(1)I=I0 e-kclI0 原始的发射光强;I 经过被测组分后的光强;K 被测组分对光能的吸收系数;c 被测组分的摩尔百分浓度;l 光线通过被测气体的长度(气室长度);e-kcl可根据级数展开:(2)e-kcl=1+(-kcl)+(-kcl)2/2!+(-kcl)3/3!+当待测组分浓度很低时kcl远小于1,略去(-kcl)2/2!以后各项,简化为(3)e-kcl=1-kcl(4)c=(I0-I)/I0kl可以看出当cl很小时,辐射能量的衰减和浓度c呈线性关
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