SO_2是大氣主要污染物之一,也是形成酸雨的主要成分之一,而焦化行業(yè)產(chǎn)生的煙氣中含有較高濃度的SO_2。因此,焦?fàn)t煙氣中SO_2的治理任務(wù)刻不容緩。目前,我國焦化企業(yè)多數(shù)采用“脫”硫的方法處理焦?fàn)t煙氣,即使用脫硫劑吸收煙氣中的SO_2,該類工藝具有裝置占地面積大、成本高、副產(chǎn)品不易處理以及二次污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。本文在結(jié)合實(shí)際課題的基礎(chǔ)上,分析焦?fàn)t煙氣SO_2的來源,提出對焦?fàn)t煙氣SO_2濃度進(jìn)行“控制”的研究。通過對焦?fàn)t煙氣中SO_2的來源分析發(fā)現(xiàn),煙氣中SO_2約30%來源于含有硫成分的加熱煤氣,約70%來源于炭化室荒煤氣的竄漏(荒煤氣中的硫成分濃度較高)。因此,控制炭化室荒煤氣的竄漏是控制煙氣SO_2濃度的關(guān)鍵。本文在此基礎(chǔ)上建立焦?fàn)t煙氣控硫方案,方案根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程及工藝控制要求,分別對焦?fàn)t炭化室壓力及焦?fàn)t燃燒室壓力進(jìn)行控制,減小并穩(wěn)定二者之間在結(jié)焦過程中的壓差,從而控制焦?fàn)t荒煤氣的竄漏,降低焦?fàn)t煙氣SO_2濃度。對于焦?fàn)t炭化室壓力的控制,針對傳統(tǒng)集氣管壓力控制的不足,設(shè)計(jì)出單炭化室壓力控制系統(tǒng)。根據(jù)炭化室結(jié)焦特性采集不同結(jié)焦時(shí)期數(shù)據(jù)并分別辨識(shí)模型,使用模糊PID控制算法對其進(jìn)行控制,并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其有效性。而對于焦?fàn)t燃燒室壓力的控制,采用PID算法實(shí)時(shí)改變?nèi)紵曳譄煹婪彘_度,從而調(diào)節(jié)焦?fàn)t分煙道吸力,保證燃燒室壓力的穩(wěn)定。最終將本文設(shè)計(jì)的煙氣SO_2控制方案在西門子PLC中實(shí)現(xiàn),在系統(tǒng)調(diào)試后使用OPTIMA7煙氣分析儀對焦?fàn)t煙氣中SO_2濃度進(jìn)行檢測,驗(yàn)證焦?fàn)t煙氣控硫方案的可行性。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X784
【部分圖文】：

體結(jié)構(gòu)及煉焦工藝爐體結(jié)構(gòu)內(nèi)大部分焦化企業(yè)使用的焦?fàn)t爐型為鞍山耐焦院研發(fā)的 J的是日本研發(fā)出的 M 型焦?fàn)t。本課題所研究的焦?fàn)t爐體結(jié)體結(jié)構(gòu)圖可以看出，焦?fàn)t爐體是由炭化室、燃燒室、蓄熱頂?shù)炔糠纸M成[21]。炭化室是煤炭在隔絕空氣條件下進(jìn)行高與燃燒室間隔排列，中間僅隔一面爐墻。燃燒室中設(shè)有大量氣在立火道中燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量通過爐墻向炭化室傳間，爐墻墻面的平均溫度能夠高達(dá) 1300℃左右。在焦?fàn)t爐蓄熱室將廢氣的熱量回收，回收的熱量繼而對焦?fàn)t加熱煤燒室與蓄熱室的結(jié)構(gòu)為焦?fàn)t斜道區(qū)，由于焦?fàn)t斜道區(qū)存在之間的距離較近，當(dāng)不同壓力的氣流流過時(shí)，容易導(dǎo)致爐，由于通道中堆積的灰塵容易造成堵塞。因此，斜道區(qū)必度需大于 30°。

.1.2 焦?fàn)t煉焦工藝過程焦?fàn)t焦化過程是由洗煤、配煤、裝煤、高溫干餾、出焦和熄焦等工藝流程，具體工藝流程如圖 2.2 所示。首先利用物理法、化學(xué)法或生物法將煤表面塵等成分清洗，然后在配煤車間按照一定的比例配煤并將其破碎，破碎后的至煤塔處并用搗鼓機(jī)搗實(shí)成煤餅，最后使用裝煤車將煤餅從焦?fàn)t機(jī)側(cè)運(yùn)裝入室內(nèi)進(jìn)行高溫干餾。煤餅在隔絕空氣以及溫度在 1000±50℃左右的條件下干個(gè)結(jié)焦周期，最后便形成成熟的焦炭。在煤高溫干餾結(jié)束后，接收到啟動(dòng)命推焦車將炭化室內(nèi)成熟的焦炭推送到熄焦車內(nèi)，熄焦車再將成熟的焦炭運(yùn)送焦塔中，在熄焦塔內(nèi)使用冷水噴灑成熟的焦炭，使其快速降溫。最后將已經(jīng)處理的成熟焦炭通過刮板機(jī)送至篩焦樓進(jìn)行分類儲(chǔ)存。由于不同焦化廠、不爐的生產(chǎn)要求不同，導(dǎo)致焦化結(jié)焦時(shí)間從 21 小時(shí)至 25 小時(shí)不等，本課題研焦化廠焦?fàn)t生產(chǎn)周期平均為 24 小時(shí)。根據(jù)煉焦煤以及荒煤氣發(fā)生量的變化，一般將焦化周期分為三個(gè)時(shí)間段進(jìn)行研究，即結(jié)焦前期、結(jié)焦中期、結(jié)焦，每個(gè)階段的結(jié)焦時(shí)間為結(jié)焦周期的三分之一。

含有一定量硫化物的焦在日常的焦化生產(chǎn)過程中，由于焦腐蝕等作用，導(dǎo)致焦?fàn)t爐體出現(xiàn)裂度有機(jī)硫和無機(jī)硫的荒煤氣難免會(huì)荒煤氣在焦?fàn)t燃燒室內(nèi)燃燒生成 S及焦?fàn)t爐體竄漏對焦?fàn)t煙氣 SO2濃氣對焦?fàn)t煙氣中 SO2濃度的影響中存在各種形態(tài)的硫化物，硫含量，煤在高溫干餾過程中，大約 15達(dá) 95%以上的硫元素以 H2S 形式存焦?fàn)t焦化所使用的燃料是通過焦?fàn)t H2S 的含量根據(jù)脫硫工藝的不同大機(jī)硫的質(zhì)量濃度為 170 mg/m3~250m無機(jī)硫等成分的焦?fàn)t煤氣當(dāng)作燃料SO2。如圖 2.3 所示為焦?fàn)t加熱煤氣在
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本文編號(hào)：2854213