Натриевият хидроксид (NaOH) играе централна роля в процеса на пречистване на димните газове, използван при производството на стомана в кислородни пещи. В тези системи NaOH действа като абсорбент, като ефективно неутрализира киселинни газове като серен диоксид (SO₂), азотни оксиди (NOx) и въглероден диоксид (CO₂). Поддържането на оптимална концентрация на NaOH в...течност за почистванее от съществено значение за ефективните методи за пречистване на димни газове и е крайъгълен камък на технологиите за пречистване на димни газове, използвани в стоманодобивните заводи.
Прецизното измерване и контрол на концентрацията на NaOH влияят пряко както върху ефективността на процеса, така и върху контрола на емисиите. Когато дозата на каустика е твърде ниска, скоростта на отстраняване на киселинни газове намалява, което рискува спазването на регулаторните изисквания и увеличава концентрациите на емисиите. Излишният NaOH не само води до разхищение на химикали, но и генерира ненужни странични продукти, което повишава както разходите, така и отговорността за управление на околната среда. Проучванията на производителността показват, че например 5% разтвор на NaOH в двустепенни разпръскващи кули постига до 92% отстраняване на SO₂, докато подобренията на процеса, като добавянето на натриев хипохлорит, допълнително подобряват скоростта на улавяне на замърсителите.
Основен процес на производство на стомана в кислородна пещ: стъпки и контекст
Преглед на процеса в основна кислородна пещ (BOF)
Основният процес на производство на стомана в кислородна пещ включва бързото превръщане на разтопен чугун и стоманен скрап във висококачествена стомана. Процесът започва със зареждане на кислородния резервоар (BOF) с разтопен чугун – произведен в доменна пещ чрез топене на желязна руда с помощта на кокс и варовик – и до 30% стоманен скрап по тегло. Скрапът спомага за контрола на температурата и рециклирането в системата.
Основно кислородно производство на стомана
*
Водноохлаждаема тръба инжектира високочист кислород в горещия метал. Този кислород реагира директно с въглерод и други примеси, окислявайки ги. Основните реакции включват C + O₂, образуващи CO и CO₂, Si + O₂, образуващи SiO₂, Mn + O₂, образуващи MnO, и P + O₂, образуващи P₂O₅. Добавят се варови или доломитови флюси, за да се уловят тези оксиди, създавайки основна шлака. Шлаката се носи над разтопената стомана, улеснявайки отделянето и отстраняването на замърсителите.
Фазата на продухване нагрява шихтата бързо; скрапът се топи и смесва добре, осигурявайки еднороден състав. Обикновено този процес продължава 30–45 минути, произвеждайки до 350 тона стомана на партида в съвременните съоръжения.
След продухване, често се извършват корекции в химичния състав на стоманата в инсталациите за вторично рафиниране, за да се спазят точни спецификации. След това стоманата се излива в машини за непрекъснато леене, за да се произведат плочи, заготовки или блуми. Последващото горещо и студено валцуване оформя тези продукти за приложения в сектори като автомобилостроенето и строителството. Забележителен страничен продукт е шлаката, използвана в цимент и инфраструктура.
Последици върху околната среда и емисии
Производството на стомана в кислороден конвертор е енергоемко и генерира значителни количества димни газове и частици. Основните емисии произтичат от окислението на въглерод (CO₂), механичното разбъркване и изпаряването на материала по време на продухването на кислород.
CO₂е основният парников газ, произвеждан от реакциите на обезвъглеродяване. Количеството отделен CO₂ зависи от съдържанието на въглерод в горещия метал, дела на добавения скрап и работната температура. Използването на повече рециклиран скрап може да ограничи отделянето на CO₂, но може да изисква корекции за поддържане на качеството на стоманата и топлинния баланс на процеса.
Емисии на твърди частицивключват фини метални оксиди, остатъци от флюс и прах от операции по зареждане или нарязване на резба. Тези частици са обект на строг регулаторен контрол, изискващ непрекъснато наблюдение и технологии за намаляване на емисиите.
Серен диоксид (SO₂)произхожда главно от сяра в разтопения чугун. Контролните решения трябва да са насочени към ограничената ефективност на отстраняване в първичните етапи на процеса и потенциалното образуване на киселинни дъждове, ако се изпуснат необработени.
Съвременните операции с кислородни горива (BOF) използват интегрирани решения за контрол на емисиите:
- Системите за пречистване на димни газове (напр. мокро окисление на варовик, полусухо сушене с вар чрез пулверизиране) са насочени към отстраняване на SO₂ и позволяват превръщането му в полезни странични продукти като гипс.
- Усъвършенстваните технологии за пречистване на димни газове, тъканните филтри и впръскването на сух сорбент намаляват емисиите на частици.
- Все по-често се разглеждат варианти за улавяне и секвестиране на CO₂, като технологии – като аминово пречистване и мембранно разделяне – се оценяват за рентабилност.
Ефективните методи за третиране на димни газове разчитат на мониторинг в реално време и корекции на процеса. Внедряване на онлайн инструменти за мониторинг на концентрацията на алкали, включителноизмерватели на концентрация на сода каустики онлайн измерватели на концентрация, като Lonnmeter, осигуряват ефективно пречистване на димните газове и спазване на емисионните стандарти. Чрез използването на тези технологии, BOF инсталациите могат да постигнат намаление на емисиите на SO₂ и твърди частици с над 69%, което подпомага спазването на регулаторните изисквания и опазването на околната среда.
Пречистване на димни газове в процеса на основна кислородна пещ
Цел и основи на пречистването на димните газове
Пречистването на димни газове се отнася до системи и техники, предназначени за отстраняване на серен диоксид (SO₂) и други киселинни компоненти от отработените газове, произведени по време на етапите на производството на стомана в кислородна пещ (BOF). Основната цел е да се намали замърсяването на атмосферата и да се спазят регулаторните ограничения за сяра и други емисии. В производството на стомана тези процеси на пречистване спомагат за минимизиране на въздействието върху околната среда от замърсителите във въздуха, отделяни по време на окисляването на разтопено желязо и различни флюси.
Химичният принцип на пречистването на димните газове е превръщането на газообразния SO₂ в доброкачествени или управляеми съединения чрез реакция на газа с алкални сорбенти във водна или твърда фаза. Основната реакция при мокрото пречистване на базата на NaOH е:
- SO₂ (газ) се разтваря във вода, за да образува сярна киселина (H₂SO₃).
- След това сярната киселина реагира с натриев хидроксид (NaOH), при което се получават натриев сулфит (Na₂SO₃) и вода.
- SO₂ (гр) + H₂O → H₂SO₃ (вод)
- H₂SO₃ (воден) + 2 NaOH (воден) → Na2SO₃ (воден) + 2 H2O
Тази бърза, силно екзотермична неутрализация осигурява на NaOH системите тяхната висока ефективност на отстраняване. При пречистване на основата на варовик или вар преобладават следните реакции:
- CaCO₃ или Ca(OH)₂ реагира със SO₂, образувайки калциев сулфит и, при принудително окисление, калциев сулфат (гипс).
- CaCO₃ + SO₂ → CaSO₃
- CaSO₃ + ½O₂ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O
Ефективността на тези реакции на скрубиране зависи от концентрацията на сорбента, контакта газ-течност, температурата и специфичните характеристики на потока от димни газове на кислородния конвертор.
Видове стратегии за пречистване на димни газове в производството на стомана
Системите за мокро скрубиране, използващи сода каустик (NaOH) и варовикова/варова суспензия, са еталоните за методите за третиране на димни газове в кислородни конвертори. NaOH е предпочитан заради силната си алкалност и бързата кинетика на реакция, постигайки почти пълно отстраняване на SO₂ при контролирани условия. Той обаче е скъп в сравнение с вар или варовик. Тези традиционни системи на калциева основа остават стандартни, като обикновено достигат ефективност от 90–98%, когато параметрите на процеса са оптимизирани.
При мокрото пречистване с варовик или вар, системата обикновено включва газ, протичащ нагоре през пълнителни или разпръскващи кули, докато циркулира суспензия, за да се осигури адекватен контакт газ-течност. Полученият сулфит или сулфат се отстранява от процеса, като гипсът е основен страничен продукт във варово-варовиковите системи.
Спрей-сухото скрубиране използва атомизирани капчици от суспензия или инжектиране на сух сорбент (DSI) за директно третиране на газове в полусухи условия. Trona, хидратирана вар и варовик са често използвани сорбенти. Trona постига най-високата степен на отстраняване на SO₂ сред тях (до 94%), но варта и варовикът осигуряват надеждни и икономични алтернативи за повечето стоманодобивни инсталации. Спрей-сухите системи се отличават с по-ниска консумация на вода, по-лесно преоборудване и гъвкавост за отстраняване на множество замърсители, включително частици и живак.
Механично, скруберът на базата на NaOH работи чрез течнофазна химия, като избягва образуването на твърди странични продукти и улеснява по-лесното третиране на отпадъчните води. За разлика от тях, варовиковите системи разчитат на абсорбция от суспензия, което води до гипс, който се нуждае от допълнителна обработка или обезвреждане. Сухото скрубериране чрез разпръскване съчетава абсорбция от газова и течна фаза, като изсушените реакционни продукти се събират като фини твърди частици.
За сравнение, NaOH предлага:
- Превъзходна реактивност и контрол на процеса.
- Без твърди отпадъци, което опростява управлението на околната среда.
- По-високи разходи за реагенти, което ги прави по-малко привлекателни за мащабни приложения, но са идеални там, където е необходимо максимално отстраняване на SO₂ или обезвреждането на твърди странични продукти е проблематично.
Методи с варовик/вар:
- По-ниски разходи за реагенти.
- Добре установена работа, лесна интеграция с валоризация на гипс.
- Изискват се надеждни системи за обработка на течен тор и странични продукти.
Системи за сушене чрез пулверизиране и сухи сорбенти:
- Оперативна гъвкавост.
- Потенциално по-висока ефективност с trona, въпреки че цената и предлагането могат да ограничат практическото приложение.
Интегриране на скрубиране с NaOH в BOF операциите
Скруберните агрегати за NaOH са интегрирани след основните точки за събиране на отпадъчни газове от кислородния конвертор, често след предварителни етапи на отстраняване на прах, като например електростатични филтри или ръкавни филтри. Димните газове се охлаждат, преди да попаднат в скруберната кула, където влизат в контакт с циркулиращия разтвор на NaOH. Отпадъчните води се следят непрекъснато за концентрация на алкали, като се използват инструменти като онлайн концентратор, концентратор на сода каустик и системи, проектирани за онлайн мониторинг на концентрацията на алкали – например Lonnmeter – осигуряващи оптимално използване на реагенти и ефективност на улавяне на SO₂.
Разположението на скрубера с NaOH е от решаващо значение; скруберната кула трябва да бъде позиционирана така, че да се справя с максималния газов поток и да поддържа достатъчно време за контакт. Отпадъчните води от скрубера обикновено се изпращат към система за неутрализация или регенерация, което минимизира екологичните вредни последици и улеснява потенциалната повторна употреба на водата.
Интегрирането на скрубер с NaOH в основния процес на кислородна пещ подобрява цялостната ефективност на процеса чрез:
- Значително намаляване на емисиите на SO₂.
- Премахване на твърди отпадъци от пречистването на димни газове, рационализиране на спазването на технологиите за пречистване на димни газове и новите разпоредби.
- Позволява корекции на процеса в реално време чрез онлайн измерване на концентрацията на NaOH, гарантирайки, че процесът поддържа зададени стойности за отстраняване на SO₂.
Тази интеграция поддържа цялостен процес на десулфуризация на димните газове. Тя решава предизвикателствата, свързани с емисиите, присъщи на производството на стомана в кислородни пещи, като предоставя надеждни и адаптивни методи за третиране на димните газове, добре съобразени със съвременните регулаторни и оперативни изисквания. Въвеждането на усъвършенстван онлайн мониторинг на концентрацията на алкали допълнително оптимизира използването на NaOH, предотвратява прекомерното дозиране на химикали и гарантира, че системата за контрол на емисиите работи в рамките на строги определени граници.
Измерване на концентрацията на NaOH: значение и методи
Критична роля на мониторинга на концентрацията на NaOH
ТоченИзмерване на концентрацията на NaOHе жизненоважен в процеса на кислородна пещ (BOF), особено за процеса на скрубериране на димни газове. Ефективният контрол на дозирането на NaOH влияе пряко върху ефективността на отстраняване на SO₂. Ако разтворът на сода каустик е твърде слаб, улавянето на SO₂ намалява, което води до по-високи емисии от комина и рискува неспазване на екологичните разпоредби. От друга страна, прекомерното дозиране на NaOH увеличава разходите за реагенти и създава оперативни отпадъци, което допълнително увеличава тежестта на пречистването на отпадъчните води и обработката на материалите.
Неправилната концентрация на NaOH подкопава целия процес на пречистване на димните газове. Недостатъчната концентрация причинява пробивни събития, при които SO₂ преминава през скрубера необработен. Прекомерната концентрация разхищава ресурси и генерира предотвратими странични продукти от натриев сулфат и карбонат, което усложнява последващото третиране на отпадъците. И двата сценария могат да компрометират спазването на ограниченията за качеството на въздуха и да увеличат оперативните разходи за стоманодобивния завод.
Технология за онлайн измерване на концентрация
Онлайн измервателите на концентрация, включително измервателят на концентрация на сода каустик Lonnmeter, трансформират методите за третиране на димни газове, като осигуряват непрекъснат мониторинг в реално време. Тези инструменти функционират чрез измерване на pH, проводимост или и двете; всеки метод предлага различни предимства.
Онлайн сензорите се инсталират директно в рециркулиращи линии или резервоари за алкохол. Ключовите точки на интеграция включват:
- pH електроди (стъклени или твърдотелни) за директно проследяване на алкалността.
- Сонди за проводимост (електроди от неръждаема стомана или устойчиви на корозия сплави) за по-широкообхватно измерване на йонно съдържание.
- Окабеляване на сигнални изходи или мрежови връзки за интегриране в разпределената система за управление на инсталацията, позволяващи автоматизирано дозиране.
Предимствата на онлайн измерването на концентрацията на NaOH включват:
- Непрекъснато, непрекъснато събиране на данни.
- Незабавно откриване на изчерпване на NaOH или предозиране.
- Намалена честота на ръчно вземане на проби и трудоемкост.
- Подобрен контрол на процеса, тъй като данните в реално време позволяват динамично регулиране на дозирането на каустик въз основа на реалните нужди.
Индустриалната практика показва, че комбинирането на двата типа сензори в рамките на Lonnmeter или подобни мултисензорни платформи повишава надеждността на онлайн мониторинга на концентрацията на алкали. Този интегриран подход е от основно значение за съвременните технологии за пречистване на димни газове, особено в мащабни и високовариабилни операции, като например основния процес на производство на стомана в кислородна пещ.
Най-добри практики за наблюдение и поддържане на концентрацията на NaOH
Правилното калибриране и поддръжка са от съществено значение за точното онлайн измерване. Сензорите изискват редовно калибриране – pH-метрите трябва да се калибрират в две или повече референтни точки, като се използват сертифицирани буферни разтвори, които обхващат очаквания диапазон на pH. Измервателите на проводимост трябва да се калибрират спрямо стандартни разтвори с известна йонна сила.
Практическият график за поддръжка включва:
- Рутинни визуални проверки и почистване, за да се предотврати замърсяване или утаяване от натриев карбонат или сулфат.
- Проверка на електронния отговор и повторно калибриране след всяко химическо или физическо смущение.
- Планирана подмяна на сензорните елементи на интервали, препоръчани от производителя, като се отчита типичното износване от силно агресивната среда.
Отстраняване на често срещани проблеми:
- Дрейфът на сензора често е резултат от кумулативно замърсяване или свързано с възрастта влошаване на качеството; повторното калибриране обикновено може да възстанови точността.
- Замърсяването от странични продукти от процеса, като натриев сулфат, изисква химическо почистване или механично отстраняване.
- Интерференцията от други разтворени соли, която може да доведе до фалшиво повишаване на проводимостта, се контролира чрез периодични лабораторни кръстосани проверки и избиране на подходящи алгоритми за компенсация в измервателния уред.
Осигуряването на постоянно качество на реагентите означава наблюдение на чистотата и условията на съхранение на входящия NaOH, за да се предотврати абсорбцията на CO₂ (който образува натриев карбонат и намалява ефективната каустична сила). Редовните проверки на доставките и документацията гарантират, че процесът винаги използва реагенти в рамките на спецификациите, което подпомага както производителността на процеса, така и съответствието с регулаторните изисквания.
Тези подходи са в основата на надеждното измерване на концентрацията на NaOH и устойчивата работа при взискателни процеси на десулфуризация на димни газове, които са от основно значение за основните етапи на процеса на производство на стомана в кислородна пещ.
Основна кислородна пещ
*
Оптимизация на пречистването на димни газове с NaOH при производството на стомана
Стратегии за контрол на процесите
Промишлените процеси за пречистване на димни газове в производството на стомана в кислородни пещи зависят от прецизното дозиране на NaOH за ефективно отстраняване на серен диоксид (SO₂) и азотни оксиди (NOₓ). Автоматизираните дозиращи системи интегрират данни в реално време от онлайн измерватели на концентрация, като например Lonnmeter, което позволява непрекъснато наблюдение на концентрацията на алкали. Тези системи регулират скоростта на инжектиране на NaOH мигновено, поддържайки целевите концентрации, за да оптимизират неутрализацията на газа и да сведат до минимум загубите на химикали.
Ползи за околната среда
Мокрото скруберно пречистване с NaOH, когато е строго контролирано, постига до 92% отстраняване на SOx с 5% разтвор на NaOH, както е доказано в сравнителни проучвания в мащаб на инсталации. Тази технология често се комбинира с NaOCl, което повишава степента на отстраняване на множество замърсители, като някои системи достигат 99,6% ефективност за SOx и значително намаляване на NOx. Подобна производителност е в съответствие с ангажиментите на стоманодобивния сектор по отношение на климата съгласно целите на Парижкото споразумение, улеснявайки проверката от трети страни и сертифицирането за съответствие за производителите на стомана. Мониторингът в реално време и автоматизираното дозиране също така подпомагат бързото откриване и коригиране на нестандартното третиране на газ, предотвратявайки нарушения на регулаторните изисквания и скъпоструващи глоби.
Разходна и оперативна ефективност
Точното измерване на концентрацията на NaOH с помощта на онлайн устройства за наблюдение на концентрацията на алкали, като например измервателни уреди за концентрация на сода каустик Lonnmeter, води до значително повишаване на разходите и оперативната ефективност в основния процес на кислородна пещ. Автоматизираните дозиращи системи фино настройват употребата на реагенти, като директно намаляват разходите за химикали, като избягват предозиране или недостатъчно дозиране. Проучванията в индустрията постоянно показват икономии на химикали до 45%, когато дозирането се регулира чрез измервания в реално време.
Тези оперативни стратегии също така минимизират износването на оборудването и намаляват времето на престой. Прогнозната поддръжка, осигурена от непрекъснат мониторинг, осигурява ранно предупреждение за отклонения и аномалии в процеса, което позволява планирането на дейности по поддръжка преди възникване на повреда на оборудването. Техники като термографско изпитване и вибрационен анализ удължават живота на оборудването. Заводите отчитат 8–12% икономии на разходи за поддръжка в сравнение с превантивните подходи и до 40% в сравнение с реактивните решения. В резултат на това основните стъпки от процеса на производство на стомана в кислородна пещ стават по-устойчиви, с намален риск от непланирани спирания, подобрена безопасност и надеждно съответствие с регулаторните изисквания. Използването на тези методи за контрол на процесите и третиране на димните газове позволява на производителите на стомана ефективно да балансират екологичните и икономическите цели.
Често срещани предизвикателства и решения при измерване на концентрацията на NaOH
Точното измерване на концентрацията на NaOH в основния процес на кислородна пещ е от решаващо значение за ефективното пречистване на димните газове, контрола на процеса и спазването на стандартите за качество на стоманата. Три постоянни предизвикателства са смущенията от други химикали, замърсяването на сензорите и необходимостта от намаляване на задачите за ръчно вземане на проби.
Управление на смущенията от други химикали в димните газове
Процесът на пречистване на димни газове обикновено използва NaOH за неутрализиране на киселинни замърсители. Въпреки това, наличието на други йони – като сулфати, хлориди и карбонати – може да промени физичните свойства на пречистващата течност и да усложни определянето на концентрацията.
- Физическа намеса:Тези йонни замърсители могат да променят плътността или вискозитета на разтвора, което пряко влияе върху измерванията от онлайн измерватели на концентрация, базирани на плътност, като Lonnmeter. Например, повишените нива на разтворен SO₂ могат да реагират, за да произведат натриев сулфит, нарушавайки отчитането на концентрацията на NaOH, освен ако измервателните уреди не са калибрирани или компенсирани за многокомпонентни разтвори.
- Решение:Съвременните устройства Lonnmeter включват усъвършенствани алгоритми за дискриминация по плътност и температурна компенсация, които минимизират грешките, дължащи се на едновременното съществуване на смущаващи вещества. Редовното калибриране спрямо известни стандарти с подобни профили на примеси допълнително подобрява точността на измерване за етапите на BOF процеса, включващи химически сложни потоци от димни газове. Интегрирането на множество химични сензори също помага за изолиране на показанията на NaOH за прецизен контрол на реагентите.
Справяне със замърсяването на сензорите и поддържане на точността на измерването
Замърсяването се получава, когато частици, утайки или странични продукти от реакцията се натрупват върху повърхностите на сензорите. В тежките условия на почистване на димни газове в кислороден конвертор, сензорите са изложени на частици, отлагания от соли и вискозни остатъци – всяко от които допринася за грешни показания и проблеми с поддръжката.
- Типични източници на замърсяване:Утайки като калциев карбонат и железни оксиди могат да покрият вибриращия елемент на сензора, намалявайки резонансния му отговор и водещи до ниски или колебаещи се показания. Натрупването на лепкава каустична утайка допълнително възпрепятства стабилността на сигнала.
- Решение:Концентрационните измерватели Lonnmeter са проектирани с гладки, устойчиви на корозия повърхности и гъвкави протоколи за почистване, като например изплакване на място и ултразвуково разбъркване, за да се предотврати натрупването. Планираните автоматизирани цикли на почистване могат да бъдат програмирани с помощта на логиката на системата за управление, което драстично подобрява живота на сензора и осигурява постоянна точност. Вградената диагностика предупреждава операторите за отклонение в калибрирането или замърсяване, задействайки проактивна поддръжка, без да е необходимо често ръчно проверяване.
Намаляване на труда за ръчно вземане на проби и анализ
Традиционното измерване на концентрацията на NaOH често разчита на ръчно вземане на проби и лабораторно титруване. Този подход е времеемък, податлив на грешки и въвежда забавяния при отчитането, които възпрепятстват корекциите в процеса в реално време, необходими по време на критични етапи от процеса на производство на стомана.
- Недостатъци на ръчното вземане на проби:Кампаниите за вземане на проби нарушават работния процес, крият риск от излагане на опасни химикали и предоставят данни със значително забавяне във времето, подкопавайки строгия контрол върху методите за пречистване на димните газове.
- Решение:Интегрирането на онлайн мониторинга на концентрацията на алкали от Lonnmeter директно в PLC или разпределени системи за управление (DCS) позволява обратна връзка в реално време за автоматично дозиране на реагенти и откриване на крайни точки. Тези измерватели на концентрация на сода каустик непрекъснато предават данни към контролната зала, елиминирайки рутинния труд и позволявайки на операторите да се съсредоточат върху стратегическия надзор. Документацията на процеса потвърждава, че такива онлайн системи за измерване на концентрация намаляват труда за вземане на проби с над 80%, като същевременно поддържат технологии за почистване на димни газове, за да се поддържа съответствие и еднородност на продукта.
Реалните стоманодобивни заводи, работещи с модерни BOF операции, сега разчитат на усъвършенствани решения за измерване, включително устройства за измерване на лонометри, за да се справят с тези предизвикателства, поддържайки надеждна десулфуризация на димните газове и оптимизирайки използването на алкали.
Съвети за интеграция за безпроблемен контрол на процесите и управление на данни
Успешното онлайн измерване на концентрацията на NaOH зависи от надеждната интеграция с процесните контролери. Свържете измервателните уреди за концентрация към DCS, PLC или SCADA системи за централизирано наблюдение и контрол. Уверете се, че сигналите от сензорите са правилно мащабирани и валидирани преди употреба в автоматизация на процесите или управление на аларми. Конфигурирайте аларми за висока/ниска концентрация, за да подтикнете оператора към действие по време на отклонения в дозирането на сода каустик за технологии за почистване на димни газове.
За да се гарантира надеждността на данните:
- Прилагайте периодични процедури за калибриране, използвайки сертифицирани референтни разтвори.
- Внедрете автоматизирано регистриране на данни за анализ на тенденциите и регулаторен преглед.
- Използвайте резервиране, където е критично за процеса; внедрете резервни сензори или двойни сигнални канали.
- Прехвърляйте данни от онлайн измервателя на концентрация директно в системи за архивиране на процеси, за да позволите задълбочен преглед по време на отстраняване на неизправности или одити на процеси.
За максимална ефективност, съобразете подходите за интеграция с мащаба на предприятието – разчитайки на DCS за големи, непрекъснати операции с BOF; или PLC/SCADA за модулни или пилотни системи, изискващи бърза реконфигурация. По време на планирането на интеграцията, включете инженерни екипи в тестването и валидирането на интерфейса, за да избегнете комуникационни грешки и загуба на данни.
Заключение
Ефективното измерване на концентрацията на NaOH е жизненоважно за производителността и надеждността на процеса на пречистване на димните газове при производството на стомана в кислородна пещ. Точното наблюдение на NaOH в реално време гарантира, че SO₂ и NOx се отстраняват ефективно, което пряко подпомага както оперативната ефективност, така и строгите изисквания за съответствие с регулаторните органи. Поддържането на правилната концентрация на NaOH позволява оптимална ефективност на пречистването, минимизиране на образуването на странични продукти и ненужната консумация на реагенти, като същевременно се избягват оперативни проблеми като котлен камък и корозия в системата.
Внедряването на усъвършенствани онлайн системи за мониторинг на концентрацията на алкали – като тези, използващи многопараметрична проводимост, соленост и откриване на алкали – се превърна в индустриален стандарт. Чрез внедряването на надеждни технологии като онлайн измерватели на концентрация и специализирани измерватели на концентрация на сода каустик, операторите получават непрекъсната информация за условията на процеса. Тези системи улесняват динамичния контрол на процеса и позволяват коригиращи настройки в отговор на променящото се натоварване или състав на газа, което позволява на съоръженията да адаптират прецизно основните си стъпки от процеса на производство на стомана в кислородна пещ.
Оптимизацията на процеса се подсилва чрез интегриране на точни инструменти за измерване със стратегии за контрол с обратна връзка, което позволява проактивни корекции на дозирането на NaOH. Това не само поддържа максимална ефективност на отстраняване в процеса на пречистване на димните газове, но също така намалява екологичните и финансовите разходи, свързани с предозиране или недостатъчно дозиране. Надеждният мониторинг на NaOH гарантира, че основният процес на кислородна пещ постоянно отговаря на целите за ултраниски емисии, които сега са преобладаващи в индустриалните разпоредби, и е в съответствие с най-добрите налични методи за третиране на димните газове и технологии за почистване.
В регулаторен пейзаж, който изисква строг контрол на емисиите, надеждната инфраструктура за измерване не е просто техническо изискване, а бизнес императив. Въвеждането на измервателни уреди за концентрация – като тези, предоставяни от Lonnmeter – дава възможност на стоманодобивните заводи да постигат с увереност зададените от регулаторните органи цели за замърсяване, като по този начин подкрепя както инициативите за непрекъснато подобряване на процесите, така и изискванията за документация за съответствие. Това поставя точното измерване на концентрацията на NaOH в основата на ефективното технологично инженерство и устойчивите операции в производството на стомана.
Често задавани въпроси
Какво е пречистване на димни газове и защо е необходимо в основния процес на кислородна пещ?
Пречистването на димни газове е техника за контрол на емисиите, използвана за отстраняване на опасни газове като серен диоксид (SO₂) от отработените газове, получени по време на процеса на производство на стомана в кислородна пещ (BOF). Тази обработка защитава околната среда, като намалява емисиите на киселинни газове и отделянето на частици, което позволява на стоманодобивните заводи да спазват стандартите за качество на въздуха и емисиите. Процесът BOF отделя значителни количества въглероден диоксид, въглероден оксид и съдържащи сяра газове, което изисква щателно пречистване на газовете, за да се минимизират въздействията върху околната среда и регулаторните въздействия.
Как работи процесът на пречистване на димните газове при производството на стомана?
В стоманодобивните инсталации BOF, пречистването на димните газове разчита на химическа абсорбция за отстраняване на киселинните газове от технологичните емисии. Обикновено това включва преминаване на димните газове през контактор, където абсорбент – често натриев хидроксид (NaOH, известен също като сода каустик) или варовикова суспензия – реагира със серен диоксид и други киселинни съединения. Например, когато се приложи NaOH, SO₂ реагира, за да образува разтворим натриев сулфит или сулфат, неутрализирайки газа. Пречистващият разтвор абсорбира замърсителите и пречистеният газ се вентилира. Ефективното пречистване зависи от точния контрол и мониторинг на пречистващите химикали по време на целия процес.
Какви са стъпките на основния процес на производство на стомана в кислородна пещ?
Процесът на производство на стомана в BOF се състои от отделни, внимателно наблюдавани стъпки:
- Зареждане на кислородната пещ с горещо, разтопено желязо (обикновено доставено от доменни пещи), скрап и флюси като варовик.
- Продухване на високочист кислород през разтопения метал, бързо окислявайки примесите (особено въглерод, силиций и фосфор), които се отделят като газове като CO₂ и CO.
- Отделяне на шлака (съдържаща окислени примеси) от желаната разтопена стомана.
- Допълнително рафиниране чрез регулиране на съдържанието на сплав и леене на стоманения продукт.
По време на тези стъпки се генерират значителни емисии, изискващи пречистване на димните газове, особено по време на кислородно продухване и рафиниране.
Защо онлайн концентраторът е от решаващо значение за измерване на концентрацията на NaOH?
Онлайн измервателите на концентрация осигуряват непрекъснато измерване в реално време на концентрацията на NaOH в скруберните разтвори. Това е от решаващо значение за ефективното отстраняване на серен диоксид, минимизиране на химическите отпадъци и поддържане на стабилност на процеса – без неефективността на ръчното вземане на проби или лабораторните тестове. Автоматизираното наблюдение позволява бърза реакция на колебанията в процеса, предотвратява прекомерното разходване на химикали и намалява екологичните рискове, свързани с недостатъчно или предозиране на NaOH. Инструменти като Lonnmeter осигуряват постоянна обратна връзка, позволявайки на операторите да оптимизират производителността и да гарантират, че целите за емисиите са изпълнени, с пряко въздействие върху разходите и съответствието.
Какви методи се използват за измерване на концентрацията на NaOH в системи за пречистване на димни газове?
Концентрацията на NaOH може да се измери чрез:
- Титруване:Ръчно вземане на проби и лабораторно титруване със солна киселина. Макар и прецизен, този метод е трудоемък, бавен и склонен към забавяния при настройката на процеса.
- Онлайн измерватели на концентрация:Инструменти като Lonnmeter използват физични свойства (напр. проводимост, скорост на звука) или усъвършенствани оптични техники (като фотометрия в близката инфрачервена област) за незабавно, линейно измерване.
Сензорите за проводимост се използват широко, но могат да бъдат повлияни от смущаващи соли. Многовълновата фотометрия в NIR може да се насочи специално към каустик, дори когато присъстват други странични продукти от реакцията. По-нови инструменти комбинират различни принципи на измерване за надеждно наблюдение на алкали в реално време при тежки условия, срещани в системите за пречистване на стоманодобивни заводи.
Тези методи гарантират, че концентрацията на сода каустик се поддържа в оптимални граници, подпомагайки ефективни и ефикасни технологии за пречистване на димни газове.
Време на публикуване: 27 ноември 2025 г.
