骆垚+1108020217 实习报告

1、第 10 页 贵州大学本科毕业论文（实习报告） 第1章 实习目的 一般来说，学校的生活环境和社会的工作环境存在很大的差距，学校主要专注于培养学生的学习能力和专业技能，社会主要专注于员工的专业知识和业务能力。对于我理论知识掌握不多来说是一个好的方面，我可以迅速的了解掌握理论知识，进而进行实践，可以使理论知识掌握的更加深刻，本次毕业实习的目的在于：1、 了解软锰矿浆烟气脱硫工艺、现场观察脱硫设备及其运行情况，为毕业论文的撰写提供更充分、更现实的依据。2、 加深巩固所学的冶金知识，使之更系统化，进一步提高认识问题、分析问题及解决问题的能力。并建立对生产工艺的基本认识。3、 通过毕业实习，更广泛的直接

2、接触社会，了解社会需要，加深对社会的认识，增强对社会的适应性，将自己融合到社会中去，培养自己的实践能力，缩短我们从一名大学生到一名工作人员之间的思想与业务距离。为以后进一步走向社会打下坚实的基础。第二章 大龙红星锰厂双碱法脱硫工艺简介大龙红星锰厂前期锅炉烟气、硫化氢烟气、碳酸钡转炉烟气脱硫设施均采用普遍应用的麻石水膜除尘器，其烟气中的二氧化硫采用双碱法吸收，其处理效果基本能达到国家要求的处理标准。2.1 双碱脱硫法技术特点    双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成

3、的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素，钙法脱硫工艺大都需要配备相应的强制氧化系统（曝气系统），从而增加初投资及运行费用，用廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题，单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理，二者矛盾相互凸现，双碱法烟气脱硫工艺应运而生，该工艺较好的解决了上述矛盾问题。     2.2 工艺基本原理    双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基

4、脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造的脱硫除尘器。    双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。     除尘设备的脱硫工艺主要包括5个部分： 

5、   (1) 吸收剂制备与补充；     (2)吸收剂浆液喷淋； (3)塔内雾滴与烟气接触混合；     (4)再生池浆液还原钠基碱；     (5)石膏脱水处理。   双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H+和HSO3- SO2(g)= SO2(aq)  （1）  SO2(aq)+

6、H2O(l)=H+HSO3-=2H+SO32-；（2）  式（1）为慢反应，是速度控制过程之一。 然后H+与溶液中的OH-中和反应，生成盐和水，促进 SO2 不断被吸收溶解。  具体反应方程式如下：     2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O      Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3    脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是 Ca(OH)2 进行再生，再生反应过程如

7、下：     Ca(OH)2+Na2SO3=2NaOH+CaSO3  Ca(OH)2+2NaHSO3=Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+1/2H2O    存在氧气的条件下，还会发生以下反应：      Ca(OH)2+Na2SO3+1/2O2+2H2O=2NaOH+CaSO4·H2O    脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的NaO

8、H可以循环使用。     2.3 工艺流程2.3.1 工艺流程概括   来自锅炉的烟气先经过除尘器除尘，然后烟气经烟道从塔底进入脱硫塔。在脱硫塔内布置若干层（根据具体情况定）旋流板的方式，旋流板塔具有良好的气液接触条件，从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得烟气中的 SO2与喷淋的碱液充分吸收、反应。经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后进入换热器，升温后的烟气经引风机通过烟囱排入大气。    最初的双碱法一般只有一个循环水池，NaOH、石灰和脱硫过程中捕集的飞灰同在一个循环池内混合。在

9、清除循环池内的灰渣时，烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未反应的石灰同时被清除，清出的混合物不易综合利用而成为废渣。为克服传统双碱法的缺点，对其进行了改进。主要工艺过程是，清水池一次性加入氢氧化钠制成脱硫液，用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水，在脱硫过程中，烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集，从吸收塔排出的循环浆液流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除，可回收利用，如制砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除。  2.3.2双碱法脱硫除尘系统  &

10、#160;   双碱法脱硫除尘器主要包括吸收剂制备和补充系统，烟气系统，SO2吸收系统，脱硫石膏脱水处理系统和电气与控制系统五部分组成。     （1）吸收剂制备及补充系统    脱硫装置启动时用氢氧化钠作为吸收剂，氢氧化钠干粉料加入碱液罐中，加水配制成氢氧化钠碱液，碱液被打入返料水池中，由泵打入脱硫塔内进行脱硫，为了将用钠基脱硫剂脱硫后的脱硫产物进行再生还原，需用一个制浆罐。制浆罐中加入的是石灰粉，加水后配成石灰浆液，将石灰浆液打到再生池内，与亚硫酸钠、硫酸钠发生反应。在整个运行过程中，脱硫产

11、生的很多固体残渣等颗粒物经渣浆泵打入石膏脱水处理系统。由于排走的残渣中会损失部分氢氧化钠，所以，在碱液罐中可以定期进行氢氧化钠的补充，以保证整个脱硫系统的正常运行及烟气的达标排放。为避免再生生成的亚硫酸钙、硫酸钙也被打入脱硫塔内容易造成管道及塔内发生结垢、堵塞现象，可以加装瀑气装置进行强制氧化或特将水池做大，再生后的脱硫剂溶液经三级沉淀池充分沉淀保证大的颗粒物不被打回塔体。另外，还可在循环泵前加装过滤器，过滤掉大颗粒物质和液体杂质。     （2）烟气系统    锅炉烟气经烟道进入除尘器进行除尘后进入脱硫塔，洗涤脱

12、硫后的低温烟气经两级除雾器除去雾滴后进入主烟道，经过烟气再热后由烟囱排入大气。当脱硫系统出现故障或检修停运时，系统关闭进出口挡板门，烟气经锅炉原烟道旁路进入烟囱排放。     （3）SO2吸收系统    烟气进入吸收塔内向上流动，与向下喷淋的石灰石浆液以逆流方式洗涤，气液充分接触。脱硫塔采用内置若干层旋流板的方式，塔内最上层脱硫旋流板上布置一根喷管。喷淋的氢氧化钠溶液通过喷浆层喷射到旋流板中轴的布水器上，然后碱液均匀布开，在旋流板的导流作用下，烟气旋转上升，与均匀布在旋流板上的碱液相切，进一步将碱液雾化，充分吸收S

13、O2、SO3、HCl和HF等酸性气体，生成NaSO3、NaHSO3，同时消耗了作为吸收剂的氢氧化钠。用作补给而添加的氢氧化钠碱液进入返料水池与被石灰再生过的氢氧化钠溶液一起经循环泵打入吸收塔循环吸收SO2。   在吸收塔出口处装有两级旋流板（或折流板）除雾器，用来除去烟气在洗涤过程中带出的水雾。在此过程中，烟气携带的烟尘和其它固体颗粒也被除雾器捕获，两级除雾器都设有水冲洗喷嘴，定时对其进行冲洗，避免除雾器堵塞。     （4）脱硫产物处理系统    脱硫系统的最终脱硫产物仍然是石膏浆(

14、固体含量约20),具体成分为CaSO3、CaSO4，还有部分被氧化后的钠盐NaSO4。从沉淀池底部排浆管排出，由排浆泵送入水力旋流器。由于固体产物中掺杂有各种灰分及NaSO4，严重影响了石膏品质，所以一般以抛弃为主。在水力旋流器内，石膏浆被浓缩(固体含量约40)之后用泵打到渣处理场，溢流液回流入再生池内。     （5）电气与控制系统   脱硫装置动力电源自电厂配电盘引出，经高压动力电缆接入脱硫电气控制室配电盘。在脱硫电气控制室，电源分为两路，一回经由配电盘、控制开关柜直接与高压电机 ( 浆液循环泵

15、60;) 相连接。另一回接脱硫变压器，其输出端经配电盘、控制开关柜与低压电器相连接，低压配电采用动力中心电动机控制中心供电方式。   系统配备有低压直流电源为电动控制部分提供电源。   脱硫系统的脱硫剂加料设备和旋流分离器实行现场控制，其它实行控制室内脱硫控制盘集中控制，亦可实现就地手动操作。    正常运行时，由立式控制盘自动控制各个调节阀，控制脱硫系统石灰供应量和氢氧化钠补给量，要在锅炉负荷变动时能自动予以调节。烟气量的控制是根据锅炉排烟量，由引风机入口挡板通过锅炉负荷信号转换为烟气量与实际引入脱硫装置的烟气量

16、反馈信号控制。吸收剂浆液流量的控制是通过进入脱硫装置的SO2量以及循环浆池中浆液的PH值来控制的。副产品浆液供给量通过吸收剂浆液的流量来控制。除雾装置清洗水的流量、吸收室入口冲洗水的压力以及脱水机排出液流量单独控制。脱硫塔底部的液位亦属于单独控制，即通过补给水量来控制。吸收剂浆池浓度的控制由补给水量调节给料器的转速以控制石灰加入量，继而达到控制浓度的目的。吸收室出口除雾器的清洗是按一定的时间间隔开关喷水阀用补充给水进行冲洗。     2.4 双碱法脱硫的工艺特点    与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法原则上有

17、以下优点：    （1）用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；    （2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率；    （3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上；    （4）对脱硫除尘一体化技术而言，可提高石灰的

18、利用率。    缺点是：NaSO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外，Na2SO4的存在也将降低石膏的质量.2.5 二次污染的解决问题 采用氢氧化钠作为脱硫剂，在脱硫塔内吸收二氧化硫反应速率快，脱硫效率高，但脱硫的产物Na2SO4很难进行处理，极易造成严重的二次污染问题。采用双碱法烟气脱硫工艺，用氢氧化钠吸收二氧化硫后的产物用石灰来再生，只有少量的Na2SO4被带入石膏浆液中，这些掺杂了少量Na2SO4的石膏浆液用泵打入旋流分离器中进行固液分离，分离的大量的含水率较低的固体残渣被打到渣场进行堆放，

19、溶液流回再生池继续使用，因此不会造成二次污染。 大龙红星锰厂在使用双碱法吸收SO2的时候，其处理效果基本能达到国家要求的处理标准，但随着锰工业的发展，区域内建材厂家对脱硫副产物硫酸钙的需求量逐渐减少，该厂区内的硫酸钙堆积得越来越多，在此情况下，贵州红星发展大龙锰业有限公司自主开发了软锰矿烟气脱硫技术。第三章 大龙红星锰厂软锰矿烟气脱硫技术3.1 软锰矿的性能介绍锰位于周期表第4周期第7副族，原子系数25，在矿物中多以+2、+3、+4三种化合价存在。软锰矿是一种四方系、具有金红石结构的矿物，其主要成分是MnO2、SiO2、Fe2O3等，软锰矿作为锰的高价氧化物存在，是最稳定和丰富的锰矿

20、石矿物。软锰矿是一种良好的环境矿物材料，具有防治环境污染和修复环境的功能，对环境有自净作用，它具有良好的表面吸附作用和层间离子交换作用等基本性能。加之我国锰矿资源丰富，而且价廉易得，因此在环境污染治理方面具有广阔的应用前景。软锰矿之所以具有防治污染和修复环境的功能，是由其自身结构构造、物理化学性质、化学成分所决定的，软锰矿的净化功能主要体现在矿物的高吸附性、孔道效应、纳米效应、离子交换性和氧化还原性等。（1）高吸附性软锰矿被称作无机界的“活性物质”，由于其矿物颗粒大部分属于微米级和纳米级，结晶程度差，且具孔道结构，因此，它们的内、外比表面积较大，在净化污染物方面起着重要的固着和吸附作用。当用软

21、锰矿脱除烟气中的二氧化硫时，由于其具有较好的表面吸附作用，SO2极易吸附在软锰矿的表面，有利于其化学反应的进行。（2） 孔道效应由于软锰矿的孔道直径较小，使其具有较大的内表面积，由Mn-O八面体构建的良好通道，以及孔道内存在金属阳离子的矿物特征，使其起到了离子筛、分子筛的作用，阻碍半径大于孔道半径的有害离子或分支进入孔道，同时孔道中的金属阳离子可与溶液中电荷数、电负性和离子半径相近的有毒有害离子之间互相替代，从而达到去除污染体系中有毒有害离子。（3） 氧化还原作用软锰矿中的锰元素是一种变价金属，但其与污染物分子或离子发生氧化还原反应时，易得电子，被还原为Mn2+，而污染物分子或离子则被氧化，从

22、而达到削弱污染物体系中有毒有害离子或分子的作用，以达到净化环境的目的。（4） 纳米效应粒径的大小对于化学吸附的影响至关重要，其粒径越小，比表面积越大，表面活性点就越多，反应进行得越快。使用纳米级的软锰矿，其物理化学性质较宏观的矿粒有显著的差异，如表面吸附作用等。3.2 软锰矿烧结烟气脱硫反应原理3.2.1 软锰矿浆烟气脱硫的热力学分析 软锰矿浆烟气脱硫的反应机理为： SO2+H2O=H2SO3 （1） MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O （2）（1） +（2）得： SO2+MnO2=MnSO4 （3）由热力学数据手册可计算反应（3）的吉布斯自由能G= -193.953 kJ/mol<

23、;0，反应平衡常数K=3.42×1034。由此可见，在室温下，MnO2与SO2在水溶液中能够发生比较完全的氧化还原反应。3.2.2 软锰矿浆烟气脱硫的动力学分析从动力学的观点来看，软锰矿浆吸收烟气中SO2的反应系统是在气、液、固三相内进行的，由于脱硫吸收塔内加入了大量的填料，使气液两相间的接触面积增大，接触良好，从而使MnO2与SO2得反应具有较好的热力学条件。软锰矿的主要成分是MnO2，MnO2是一种强氧化剂，在酸性溶液中具有较强的氧化性，使用软锰矿浆脱除烟气中的SO2时，由于SO2在水溶液中具有较强的还原性，MnO2与SO2会发生比较完全的氧化还原反应，生成硫酸锰，即SO2+Mn

24、O2MnSO4，从而达到脱除烧结烟气中SO2的目的。3.3 软锰矿烟气脱硫工艺流程 该工艺流程主要包括吸收工序、净化工序、结晶和干燥工序。矿浆通过循环与烟气中的SO2在填料吸收塔内发生反应，生成的硫酸锰溶液及渣等组成的混合物，经过过滤、净化、结晶、离心分离、干燥后得到硫酸锰产品。其工艺流程如图所示。结晶后液硫酸锰溶液循环吸收硫酸锰矿浆槽渣回收利用H2O填料吸收塔过 滤净化除杂热结晶MnSO4· H2O烘 干浆 化SO2废气软锰矿 3.4 软锰矿浆烟气脱硫的特点自从软锰矿浆烟气脱硫技术实施运行后，不仅可以净化污染物，改善生态环境，提高环境综合治理能力，而且还创造利润，产生较好的经济效益

25、，为我国丰富的锰矿资源开辟一条性的应用途径。优点：贵州省贫锰矿资源丰富，易就地取材。脱硫能力强，脱硫效率高，可达90%以上。实现了资源的综合利用化。脱硫副产物硫酸锰液价值高，前景广阔。缺点：低品位软锰矿中CaO、Al2O3、Fe2O3等杂质含量高，它们会减少MnO2与SO2的接触机会而降低其间的反应速率，从而使脱硫效率降低。有副产物MnS2O6生成，它的存在会降低MnSO4的质量，同时结晶时会分解放出SO2，造成二次污染。脱硫过程会生成硫酸，使浆液的PH降低，SO2的溶解度下降，脱硫率降低，同时，酸性增强会使设备受到腐蚀，严重影响设备的正常运行。为解决用软锰矿脱硫过程中会产生硫酸的问题，国内研究人员进行了相当多的研究，为了抑制硫酸的生成，主要采用两种方法：一是在吸收过程中加入石灰水，