水泥工业是我国国民经济的重要组成部分,从1985年起我国水泥实际产量已连续25年位居世界第一,而水泥工业作为第三大氮氧化物排放大户,却严重影响大气环境质量以及人们的身体健康。将煤粉分级燃烧技术应用到水泥预分解炉当中,不仅可以有效降低分解炉自身煤粉燃烧导致的氮氧化物生成,还可以在窑尾的烟气上升通道内,形成强还原区(脱氮区),还原网转窑废气中的NOx,从而整体上降低水泥熟料烧成系统的NOx排放。本文以回转窑废气NOx脱除为研究重点,分别运用实验和数值模拟的方法对还原区及预分解炉主体开展了深入系统的研究,提出了一种适合于进行旧生产线技术改造,同时又非常有利于在当前我国新型干法水泥技术水平的基础上进行大范围推广应用的煤粉分级NOx控制技术。本文的研究成果主要有以下几个方面:通过搭建煤粉分级燃烧降低NOx试验平台,开展了回转窑尾废气NOx脱除的相关研究,考察了化学当量比,停留时间,煤种,温度,生料存在等因素对脱除回转窑窑尾烟气中的影响。研究发现,№还原率强烈地依赖于还原区的化学当量比,随着还原区化学当量比的减小而增大,同时回转窑燃烧区的化学当量比也会对还原区NO的还原产生影响,如果需要得到较高的NO还原率(大于80%),还原区还原煤粉比例应该接近50%。此外,通过实验还发现,在一定条件下,烟煤对窑尾烟气中NOx的脱除效率要高于无烟煤,且还原区温度,氧化钙的存在也会对NO还原率产生影响。在考察烟气成分随还原区停留时间变化情况时,发现NO的还原率随着停留时间的增加而逐渐增大,而还原区化学当量比对NO还原反应时间的也有影响。通过对分解炉内流动,传热,燃烧,分解,NO生成和还原模型的分析和研究,建立分解炉煤粉燃烧,碳酸钙分解以及氮氧化物生成和转化的数学模型和相应的数值模拟方法。并对实际运行某5000t/d水泥生产线预分解炉进行数值分析,其中NO排放最数值计算结果为936。75mg/Nm3,实际现场测量结果为955。7mg/Nm3,计算结果与现场测量数值有较高的吻合度,表面所建立的模型对实际生产有一点的指导作用。在此基础上进一步开展了煤粉分级燃烧低NOx预分解炉的数值验算和NOx排放预测分析,获得了不同分级燃烧方案下炉内状况参数,为现场实施煤粉分级燃烧提供指导和借鉴。通过对某水泥厂5000 t/d喷旋管道式在线型预分解炉实施煤粉分级燃烧降低NOx技术改造,进行相关煤粉分级燃烧试验,掌握了实施分级燃烧前后烧成系统的部分生产参数的变化情况,获得一系列的实验数据,验证这套预分解炉煤粉分级燃烧技术方案的可行性,为煤粉分级燃烧降低NOx技术在新型干法水泥生产线上的推广和应用提供依据。试验结果表明,实施煤粉分级燃烧前该生产线C1出口的NOx标准排放量平均值达到了955。7mg/Nm3,远超过国家标准(≤800 mg/Nm3)的要求,而实施煤粉分级燃烧技术后,还原煤粉比例为7。5%,12%,25%时,生产线C1出口的NOx排放量平均约为840。21mg/Nm3,754。98mg,/Nm3,682。06 mg/Nm3,还原煤粉比例25%降低NOx排放量达到最大,减少排放比例约为25。3796。

随着工业发展到4。0阶段,碳达峰,碳中和加速,工业危险在悄悄靠近,保障人民生命财产变得愈发重要。工业活动产生的废气大多有毒有害,甚至易燃易爆,同时在日常生活中,天然气需求也逐渐增大,这也存在一定的安全隐患。因此,燃气的有效检测成为预防爆炸,减少伤亡,保护人民财产的最佳手段。近几十年来,随着激光技术的快速发展,光纤传感技术凭借其高传输速度,高灵敏度,安全防爆等优点逐渐在气体检测领域崭露头角,特别是可调谐二极管激光吸收光谱技术(TDLAS)凭借其非接触,高精度,样品无损,可在线实时监测等优点在气体传感领域后来居上。 对于气体检测行业,痕量,高精度,高分辨率一直作为衡量检测方案的标准,国内外学者们已经做了大量探索工作。在实际应用中,TDLAS不仅要满足检测浓度下限足够低,还要满足检测浓度范围足够宽,即精准检测高浓度,宽范围气体浓度。例如,在隧道工程或采矿作业中,存在某些气体的浓度范围从百万分之一(ppm)到100%的爆炸下限(LEL),对于高浓度的气体检测需要特别考虑拟合的非线性;并且直接吸收光谱(DAS)检测高浓度气体时,不可避免的出现吸收饱和,溢出线性区,甚至出现光学厚(吸光度)触底饱和观象,这导致获取吸收峰值解调浓度这一方案直接无效。因此,高浓度,大量程的气体检测手段及产品研究势在必行。 本文中,首先利用双对数解调电路从透射信号源头获得了完备的解调信号,消除了拟合非线性区,直接标定全浓度范围。其次,将人工神经网络模型算法应用在透射光谱中以实现对气体浓度解调,这是一种利用多个数据点解调浓度的手段。最后,以甲烷传感器为例实现了气体检测的产品化设计,并测试了相关性能指标。 本文的主要研究内容如下: 1。针对高浓度气体检测,提出了一种基于双对数运算放大器硬件解调的方法,成功修正了差分解调的非线性拟合问题。阐述了双对数放大器解调的理论基础,以高浓度乙炔为例验证该方案,详细介绍了系统的具体参数与性能。利用双光束平衡非吸收基线,这种解调方法可使吸收信号增大一倍,而噪声不变,实际解调的峰值与模拟吸收峰值误差仅1。18%。在1atm,300K的条件下,光学厚(吸光度)范围从0。0252到2。5335(L=300cm,80-8100ppm),检测峰值与浓度具有良好的线性度(R2=0。9989)。 2。基于卷积神经网络(CNN)和全连接反向传播(BP)网络构建了CNN-BP模型,并以模拟数据作为训练样本,成功实现了大量程的浓度反演。特别是解决了高浓度气体吸收,光学厚完全饱和触底后峰值无法解调的问题,实现了气室长度为300cm,CH4浓度大于5000ppm时,相对误差不超过2%。 3。以甲烷气体检测为例买现严品化,具体包括电源转换模块,温控及驱动模块,探测与触发模块,基于STM32及外设构成的自动化处理模块,再经过采集透射数据,归一化,滤波及标定得到最终浓度。对产品样机进行了参量调试与性能测试:当环境温度从-8℃变化到50℃变化时,激光器温度变化为0。3875℃,波长漂移最大仅约为31pm;当激光器温度改变了1。63℃时,归一化峰值依然保持近似不变,最大相对误差仅为1。4%;当环境温度从-20℃变化到60℃时,经修正后,将相同气体浓度对应的吸收峰值的检测误差从61%降低至7。5%;对两套不同设备共12个通道进行标定,得到一组具有极好的归一化峰值与浓度映射参数(R2=0。9998);并进行48小时长期稳定性测试,10000ppm的CH4检测误差最大仅为3。12%。

新疆庆华5000t/d熟料新型干法综合利用废渣生产水泥项目E和P部分由中国机械工业建设集团有限公司本部负责实施,C部分由中国机械工业第五建设有限公司现场全面负责实施,其中土建部分由马鞍山中机诚建建筑工程有限公司具体施工。土建总承包范围:①一条5000t/d熟料新型干法水泥生产线(红线范围内从原料进厂,石灰石的预均化,石灰石破碎占到水泥产品包装出厂的一条完整的水泥生产线)的EPC总承包;②一套配套9MW纯低温余热发电工程(包括一套PH余热锅炉,一套AQC余热锅炉,一套汽轮发电机组,余热发电循环水池及泵房,锅炉水处理等)项目的EPC总承包。其中属于大体积砼基础的子项有原料粉末及废气处理立磨基础,生料均化库大圆环基础,水泥库6个大圆柱体基础等,下面就原料粉末及废气处理中的立磨大体积钢筋混凝土基础施工技术与各位交流分享。

随着我国城镇化和工业化的快速发展,能源,工业,交通等人类活动向大气中排放了大量的污染物。除了常规的大气污染物,挥发性有机化合物(VOCs)的排放越来越受到人们的关注。VOCs是大气臭氧和二次有机气溶胶污染的关键前体物,是雾霾和光化学烟雾形成的重要诱因;除了影响环境,VOCs还具有高危的生物毒性,对人类健康和植物生长都具有潜在危害。在众多的排放源中工业排放是环境中VOCs污染的重要来源,因此控制工业源VOCs排放将有利于降低PM_(2。5)和O_3的浓度,对区域大气环境的改善非常重要。我国现有的VOCs废气处理模式为"一企一策",即每个企业负责对自己排放的废气进行处理。然而对于一些规模较小,排放VOCs成分及浓度不规律的企业来说,由于其技术及经济能力有限且缺乏有效的监管,其废气处理效果不能得到保证。如果能将企业排放的VOCs废气集中起来进行统一处理,既可以减轻企业的经济负担,又方便对处理效果进行监管。基于此,本论文将从技术,环境和经济可行性为切入点对工业集中区大风量,低浓度VOCs废气的集中处理模式进行分析:首先,通过实验室模拟对吸附-催化燃烧和吸附-冷凝回收两种集成技术的性能进行了详细的分析;接下来,通过生命周期分析法(LCA)对不同技术,材料组合的VOCs处理系统进行环境影响评价;最后,利用成本效益分析法(CBA)对工业VOCs集中化处理模式的经济性能进行评价。本论文基于不同处理技术和运行模式进行建模和模拟,从技术,环境和经济多重视角对VOCs集中处理模式进行全面研究,研究结论可以从环境与经济的可持续发展角度为工业集中区VOCs废气末端处理的技术选择,辅助材料选择以及集中化处理方案的可行性提供一定的理论支持,为工业VOCs集中控制减排提供科学依据,具有重要的社会效益和经济效益。论文主要包含以下四个内容:1,根据对我国工业VOCs排放源的调查研究,选择甲苯,乙酸乙酯和丙酮三种常见的有机化合物作为典型挥发性有机物的代表。为了模拟大风量,低浓度VOCs废气,将VOCs的总浓度设定为350 mg/m3,污染源排放量分别为50000m3/h,8000 m3/h,5000 m3/h和3000 m3/h。综合分析VOCs废气的排放量,组成,性质,温度和压力等条件选择吸附-催化燃烧和吸附-冷凝回收两种集成技术作为VOCs处理系统的技术方案,在吸附阶段选择活性炭和分子筛作为吸附剂,催化燃烧阶段选择CuO作为催化剂。根据国家相关法规和技术指南,对处理工艺各阶段的设备部件进行选择与设计,构建VOCs处理模型。2,为了得到可对比的平行数据,对不同技术,材料组合的VOCs处理系统进行实验室建模,并对VOCs处理效果进行模拟,VOCs集成处理过程的实验室模拟分为以下单元:VOCs生成单元,吸附浓缩单元,催化燃烧单元,冷凝回收单元。其中吸附浓缩单元包括VOCs吸附-脱附过程和两种吸附剂(活性炭,分子筛)生产过程;催化燃烧单元包括VOCs分解过程及催化剂生产过程。对四种不同处理系统的技术性能进行了详细的分析,总结了四种处理系统的物质流及能量流具体数据,为生命周期清单编制提供数据支持。3,利用实验模拟数据以及Eco-invent数据库,采用LCA软件SimaPro8。0对模拟的四套VOCs处理系统进行数据分析,并使用ReCiPe midpsoint(H)V1。09/World Recipe H方法对研究结果进行了环境影响评价,同时通过能量平衡计算对各系统能量消耗情况进行了评价。在LCA的分类阶段,根据污染物排放情况确定VOCs处理系统的3大类,8种环境影响类别:能源相关影响(气候变化,化石能源消耗),健康相关影响(人类毒性,颗粒物形成,陆地生态毒性,淡水生态毒性)和其他影响(酸化,淡水富营养化)。研究结果表明:VOCs集成处理技术的环境影响主要体现在人类毒性潜势,颗粒物形成和化石能源消耗上。在所有影响类别中,人类毒性在四种情景都展现出了最严重的影响,其占总环境影响分别为63。9%,68。2%,67。5%和71。8%。电力消耗,废物/副产物以及材料生产对气候变化,化石能源消耗,人类毒性,颗粒物形成,陆地生态毒性,淡水生态毒性的影响最大,陆地酸化主要受材料生产,废物/副产物和设备制造的影响,而淡水富营养化的主要影响因素是设备制造和材料生产。研究结果表明,就能源消耗和环境影响方面来看,吸附-冷凝回收工艺优于吸附-催化燃烧,分子筛吸附剂优于活性炭吸附剂。4,在生命周期环境影响评价的基础上探索工业集中区进行VOCs集中化处理的技术经济可行性。设计直接集中和"一拖多"集中两种运行模式,并在选定的技术条件下建立基于集中化和分散化的VOCs处理情景:基准情景(BS),能量循环情景(ERS)和有机物回收情景(MRS)。对每种情景的成本进行核算,然后利用成本效益法对各情景的经济性能进行对比分析。通过对ERS情景下两种废气集中模式进行对比发现,"一拖多"运行模式优化了VOCs废气集中输送模式,降低了废气输送的电力成本,其运行成本是直接集中运行模式的69%,经济性能更优;在ERS情景和BS情景的对比中,ERS"一拖多"集中模式的运营成本比BS情景降低了11。8%,更具成本优势。在将预期收入计入时,BS情景总成本分别高于ERS和MRS"一拖多"集中化情景17。6%和24%,"一拖多"模式下MRS情景的总运营成本低于ERS情景5。9%,表明冷凝回收技术的成本效益更优。在对各情景下的VOCs处理工艺成本分解分析中发现,在BS和ERS情景中吸附单元的运行成本最高,主要来自于吸附剂更换与电力消耗的贡献;其次是集气单元,主要来自更换过滤棉的费用。在MRS情景中,运行成本主要来自吸附单元和脱附单元。

在含氧率极低的情况下,DBD主要作用是诱导NO还原成N2,NO的降解率随着电压,功率,并联级数的的升高而升高,流速,湿度,初始浓度的升高而下降。温度在120℃以内对排级式的设备基本没有很大影响。在0。31%,10000V电压,2℃湿度,流量为20L/min的情况下,单层排级式DBD能对初始浓度为310ppm的NO达到71%的降解率,可见用DBD诱导NO还原具有技术上的可行性。在实际工业应用中,可以根据含氧率的多少判断排级式DBD等离子体体系中发生的主要反应。5000V下排级式DBD产生的电子能量约为7。39-11。05eV,足够其发生大部分NO的还原和氧化反应。套管式的脱硝能力要强于排级式。在不同电压下,套管式工作功率高于排级式,在相同时间内,套管式消耗的电能高于排级式,但处理每1m3NOx气体所消耗的能量更低,能源利用效率高,更具经济性。套管式有效放电区域更大,气体停留时间更长。排级式结构更为简单,紧凑,适应性更强,可多级连用,突破了反应管与电源一一对应的形式,降低了装机体积和占地面积。而且风阻小,放电强度高,这些都是套管式不具有的优点。