Natrio hidroksidas (NaOH) atlieka pagrindinį vaidmenį dūmų dujų valymo procese, naudojamame plieno gamyboje deguonies krosnyse. Šiose sistemose NaOH veikia kaip absorbentas, efektyviai neutralizuojantis rūgštines dujas, tokias kaip sieros dioksidas (SO₂), azoto oksidai (NOx) ir anglies dioksidas (CO₂). Optimalios NaOH koncentracijos palaikymasšveitimo skystisyra būtinas efektyviems dūmų dujų valymo metodams ir yra plieno gamyklose diegiamų dūmų dujų valymo technologijų kertinis akmuo.
Tikslus NaOH koncentracijos matavimas ir kontrolė tiesiogiai veikia tiek proceso efektyvumą, tiek išmetamųjų teršalų kontrolę. Kai šarmo dozė yra per maža, rūgščių dujų šalinimo greitis sumažėja, o tai kelia pavojų atitikčiai reglamentams ir padidina išmetamųjų teršalų koncentraciją. NaOH perteklius ne tik eikvoja chemines medžiagas, bet ir sukuria nereikalingus šalutinius produktus, todėl padidėja tiek sąnaudos, tiek aplinkosaugos valdymo atsakomybė. Veikimo tyrimai parodė, kad, pavyzdžiui, 5 % NaOH tirpalas dviejų pakopų purškimo bokštuose pasiekia iki 92 % SO₂ pašalinimą, o proceso patobulinimai, tokie kaip natrio hipochlorito pridėjimas, dar labiau pagerina teršalų surinkimo greitį.
Pagrindinis deguonies krosnies plieno gamybos procesas: žingsniai ir kontekstas
Bazinės deguonies krosnies (BOF) proceso apžvalga
Pagrindinis deguonies krosnies plieno gamybos procesas apima greitą išlydyto ketaus ir plieno laužo pavertimą aukštos kokybės plienu. Procesas pradedamas į deguoninės krosnies baką įpilant išlydyto ketaus, pagaminto aukštakrosnėje lydant geležies rūdą naudojant koksą ir kalkakmenį, ir iki 30 % svorio plieno laužo. Atliekos padeda kontroliuoti temperatūrą ir perdirbti sistemoje.
Pagrindinis deguonies plieno gamybos metodas
*
Vandeniu aušinama ietis į karštą metalą įpurškia labai gryno deguonies. Šis deguonis tiesiogiai reaguoja su anglimi ir kitomis priemaišomis, jas oksiduodamas. Pagrindinės reakcijos apima C + O₂, sudarant CO ir CO₂, Si + O₂, sudarant SiO₂, Mn + O₂, iš kurio susidaro MnO, ir P + O₂, iš kurio susidaro P₂O₅. Šiems oksidams surinkti pridedama kalkių arba dolomito fliusų, susidarant baziniam šlakui. Šlakas plūduriuoja virš išlydyto plieno, palengvindamas teršalų atskyrimą ir pašalinimą.
Pūtimo fazės metu įkrova greitai įkaitinama; laužas išsilydo ir kruopščiai sumaišomas, užtikrinant vienodą sudėtį. Paprastai šis procesas trunka 30–45 minutes, o šiuolaikiniuose įrenginiuose iš vienos partijos pagaminama iki 350 tonų plieno.
Po pūtimo antrinio rafinavimo įrenginiuose dažnai atliekami plieno cheminės sudėties pakeitimai, siekiant atitikti tikslias specifikacijas. Tada plienas pilamas į nepertraukiamo liejimo mašinas, kad būtų pagaminti plokštės, ruošiniai arba bliumai. Vėlesnis karštas ir šaltas valcavimas formuoja šiuos gaminius, kad jie būtų pritaikyti naudoti tokiuose sektoriuose kaip automobilių ir statybos. Svarbus šalutinis produktas yra šlakas, naudojamas cemento ir infrastruktūros gamyboje.
Poveikis aplinkai ir išmetamieji teršalai
Kovakinių konverterių plieno gamyba yra energijos imli ir gamina didelį kiekį dūmų dujų ir kietųjų dalelių. Pagrindinės išmetamųjų teršalų rūšys susidaro oksiduojant anglį (CO₂), mechaniškai maišant ir garuojant medžiagai pūtimo metu.
CO₂yra pagrindinės šiltnamio efektą sukeliančios dujos, susidarančios dekarbiarizacijos reakcijų metu. Išmetamo CO₂ kiekis priklauso nuo išlydyto metalo anglies kiekio, pridėto metalo laužo dalies ir eksploatacinės temperatūros. Naudojant daugiau perdirbto metalo laužo, galima sumažinti CO₂ išeigą, tačiau gali reikėti atlikti pakeitimus, kad būtų išlaikyta plieno kokybė ir proceso šilumos balansas.
Kietųjų dalelių išmetimasapima smulkius metalų oksidus, fliuso likučius ir dulkes, susidarančias įkrovimo ar išpylimo metu. Šioms dalelėms taikoma griežta reguliavimo kontrolė, reikalaujanti nuolatinio stebėjimo ir mažinimo technologijų.
Sieros dioksidas (SO₂)daugiausia kyla iš sieros išlydytame ketuje. Kontrolės tirpaluose turi būti atsižvelgta į ribotą šalinimo efektyvumą pirminiuose proceso etapuose ir galimą rūgštaus lietaus susidarymą, jei jis išleidžiamas neapdorotas.
Šiuolaikinėse konverterių gamybos mašinose taikomi integruoti išmetamųjų teršalų kontrolės sprendimai:
- Dūmtakių dujų valymo sistemos (pvz., šlapias kalkakmenio oksidavimas, pusiau sausas kalkių purškiamasis džiovinimas) yra skirtos SO₂ pašalinimui ir pavertimui naudingais šalutiniais produktais, tokiais kaip gipsas.
- Pažangios dūmų dujų valymo technologijos, audekliniai filtrai ir sauso sorbento įpurškimas mažina kietųjų dalelių išmetimą.
- Vis dažniau svarstomos CO₂ surinkimo ir izoliacijos galimybės, o tokios technologijos kaip aminų šveitimas ir membraninis atskyrimas yra vertinamos dėl jų ekonomiškumo.
Veiksmingi dūmų dujų valymo metodai remiasi stebėjimu realiuoju laiku ir procesų koregavimu. Internetinių šarmų koncentracijos stebėjimo įrankių diegimas, įskaitantkaustinės sodos koncentracijos matuokliai...o internetiniai koncentracijos matuokliai, tokie kaip „Lonnmeter“, užtikrina efektyvų dūmų dujų valymą ir atitiktį išmetamųjų teršalų standartams. Naudodami šias technologijas, konverterinių dujų degimo įrenginių gamyklos gali pasiekti daugiau nei 69 % SO₂ ir kietųjų dalelių išmetimo sumažinimą, taip užtikrindamos atitiktį norminiams dokumentams ir aplinkosaugą.
Dūmtakių dujų valymas pagrindiniame deguonies krosnies procese
Dūmtakių dujų valymo tikslas ir pagrindai
Dūmtakių dujų valymas – tai sistemos ir metodai, skirti sieros dioksidui (SO₂) ir kitiems rūgštiniams komponentams pašalinti iš išmetamųjų dujų, susidarančių bazinės deguonies krosnies (BOF) plieno gamybos proceso metu. Pagrindinis tikslas – sumažinti atmosferos taršą ir laikytis sieros bei kitų išmetamųjų teršalų kiekio norminių reikalavimų. Plieno gamyboje šie valymo procesai padeda sumažinti išlydytos geležies ir įvairių fliusų oksidacijos metu išsiskiriančių ore esančių teršalų poveikį aplinkai.
Dūmtakių dujų valymo cheminis principas yra dujinio SO₂ pavertimas nekenksmingais arba lengvai valdomais junginiais, dujoms reaguojant su šarminiais sorbentais vandeninėje arba kietoje fazėje. Pagrindinė NaOH pagrindu atliekamo šlapiojo valymo reakcija yra:
- SO₂ (dujos) ištirpsta vandenyje ir sudaro sieros rūgštį (H₂SO₃).
- Tada sieros rūgštis reaguoja su natrio hidroksidu (NaOH) ir susidaro natrio sulfitas (Na₂SO₃) ir vanduo.
- SO₂ (g) + H₂O → H₂SO₃ (aq)
- H2SO3 (vandens) + 2 NaOH (vandens) → Na2SO3 (vandens) + 2 H2O
Ši greita, labai egzoterminė neutralizacija suteikia NaOH sistemoms didelį šalinimo efektyvumą. Valant kalkakmeniu arba kalkėmis vyrauja šios reakcijos:
- CaCO₃ arba Ca(OH)₂ reaguoja su SO₂, sudarydamas kalcio sulfitą, o priverstinės oksidacijos metu – kalcio sulfatą (gipsą).
- CaCO₃ + SO₂ → CaSO₃
- CaSO₃ + ½O2 + 2H2O → CaSO₄·2H2O
Šių šveitimo reakcijų efektyvumas priklauso nuo sorbento koncentracijos, dujų ir skysčio sąlyčio, temperatūros ir specifinių degiklinio konverterio dūmų dujų srauto savybių.
Dūmtakių dujų valymo strategijų tipai plieno gamyboje
Šlapio šveitimo sistemos, naudojančios kaustinę sodą (NaOH) ir kalkių/kalkių srutas, yra pagrindiniai konverterių dūmų dujų valymo metodų standartai. NaOH yra mėgstamas dėl stipraus šarmingumo ir greitos reakcijos kinetikos, leidžiančios kontroliuojamomis sąlygomis beveik visiškai pašalinti SO₂. Tačiau, palyginti su kalkėmis ar kalkakmeniu, jis yra brangus. Šios tradicinės kalcio pagrindu veikiančios sistemos išlieka standartinės ir paprastai pasiekia 90–98 % efektyvumą, optimizavus proceso parametrus.
Šlapio šveitimo metu su kalkakmeniu arba kalkėmis sistemoje paprastai dujos teka aukštyn per užpildytus arba purškimo bokštus, o suspensija cirkuliuoja, kad būtų užtikrintas tinkamas dujų ir skysčio kontaktas. Gautas sulfitas arba sulfatas pašalinamas iš proceso, o gipsas yra pagrindinis šalutinis produktas kalkių/klintis sistemose.
Purškiamasis sausas šveitimas naudoja atomizuotus suspensijos lašelius arba sausą sorbento įpurškimą (DSI), kad dujos būtų tiesiogiai apdorojamos pusiau sausomis sąlygomis. Dažniausiai naudojami sorbentai yra trona, hidratuotos kalkės ir klintis. Iš jų trona pasiekia didžiausią SO₂ šalinimo rodiklį (iki 94 %), tačiau kalkės ir klintis yra patikimos ir ekonomiškos alternatyvos daugumai plieno gamyklų. Purškiamo sauso šveitimo sistemos pasižymi mažesniu vandens sunaudojimu, lengvesniu modernizavimu ir lankstumu šalinant daugelį teršalų, įskaitant kietąsias daleles ir gyvsidabrį.
Mechaniškai NaOH pagrindu veikiantis šveitimas veikia skystosios fazės chemijos principu, išvengiant kietųjų šalutinių produktų susidarymo ir palengvinant paprastesnį nuotekų valymą. Priešingai, kalkių/klinčių sistemos naudoja suspensijos absorbciją, todėl susidaro gipsas, kurį reikia toliau tvarkyti arba šalinti. Purškiamasis sausas šveitimas sujungia dujų ir skystosios fazės absorbciją, o džiovinti reakcijos produktai surenkami kaip smulkios kietos medžiagos.
Palyginimui, NaOH siūlo:
- Puikus reaktyvumas ir proceso kontrolė.
- Jokių kietųjų atliekų, todėl aplinkos tvarkymas supaprastinamas.
- Didesnės reagentų kainos, todėl jis mažiau patrauklus didelio masto taikymams, tačiau idealiai tinka ten, kur reikia maksimaliai pašalinti SO₂ arba kai kietų šalutinių produktų šalinimas yra problemiškas.
Klinčių/kalkių metodai:
- Mažesnės reagentų sąnaudos.
- Gerai veikianti sistema, lengva integracija su gipso vertės didinimu.
- Reikalingos tvirtos srutų ir šalutinių produktų tvarkymo sistemos.
Purškiamos sausos ir sausos sorbento sistemos:
- Veiklos lankstumas.
- Potencialiai didesnis efektyvumas naudojant „trona“, nors kaina ir tiekimas gali riboti praktinį pritaikymą.
NaOH skruberio integravimas į konverterio veikimą
NaOH šveitimo įrenginiai integruojami pasroviui nuo pagrindinių degimo konverterio išmetamųjų dujų surinkimo taškų, dažnai po preliminarių dulkių šalinimo etapų, tokių kaip elektrostatiniai nusodintuvai arba maišiniai filtrai. Dūmtakių dujos aušinamos prieš patenkant į šveitimo bokštą, kur jos kontaktuoja su cirkuliuojančiu NaOH tirpalu. Nuotekose nuolat stebima šarmų koncentracija, naudojant tokius įrankius kaip internetinis koncentracijos matuoklis, kaustinės sodos koncentracijos matuoklis ir sistemos, skirtos internetiniam šarmų koncentracijos stebėjimui, pavyzdžiui, „Lonnmeter“, užtikrinant optimalų reagentų naudojimą ir SO₂ surinkimo efektyvumą.
NaOH šveitimo bokšto vieta yra labai svarbi; šveitimo bokštas turi būti pastatytas taip, kad galėtų apdoroti maksimalų dujų srautą ir palaikyti pakankamą sąlyčio laiką. Nuotekos iš šveitiklio paprastai siunčiamos į neutralizavimo arba regeneravimo sistemą, taip sumažinant aplinkosauginę riziką ir palengvinant galimą vandens pakartotinį naudojimą.
NaOH šveitimo integravimas į pagrindinį deguonies krosnies procesą pagerina bendrą proceso efektyvumą:
- Žymiai sumažinant SO₂ išmetimą.
- Kietųjų atliekų šalinimas valant dūmų dujas, dūmų dujų valymo technologijų ir naujų reglamentų laikymosi supaprastinimas.
- Leidžiama koreguoti procesą realiuoju laiku naudojant internetinius NaOH koncentracijos matavimus, užtikrinant, kad procesas išlaikytų nustatytas SO₂ šalinimo vertes.
Ši integracija palaiko išsamų dūmų dujų desulfuravimo procesą. Ji išsprendžia išmetamųjų teršalų problemas, būdingas pagrindinei deguonies krosnies plieno gamybai, užtikrindama patikimus, pritaikomus dūmų dujų valymo metodus, puikiai atitinkančius šiuolaikinius reguliavimo ir eksploatavimo reikalavimus. Pažangaus internetinio šarmų koncentracijos stebėjimo įdiegimas dar labiau optimizuoja NaOH naudojimą, apsaugo nuo per didelio cheminių medžiagų dozavimo ir užtikrina, kad išmetamųjų teršalų kontrolės sistema veiktų neviršydama griežtų nustatytų ribų.
NaOH koncentracijos matavimas: svarba ir metodai
Svarbus NaOH koncentracijos stebėjimo vaidmuo
TikslusNaOH koncentracijos matavimasyra gyvybiškai svarbus bazinio deguonies krosnies (BOF) procese, ypač dūmų dujų valymo procese. Efektyvus NaOH dozavimo valdymas tiesiogiai veikia SO₂ šalinimo efektyvumą. Jei kaustinės sodos tirpalas yra per silpnas, SO₂ surinkimas sumažėja, todėl padidėja kamino išmetamųjų teršalų kiekis ir kyla pavojus nesilaikyti aplinkosaugos taisyklių. Kita vertus, per didelis NaOH dozavimas padidina reagentų sąnaudas ir sukuria eksploatacines atliekas, taip padidindamas nuotekų valymo ir medžiagų tvarkymo naštą.
Neteisinga NaOH koncentracija kenkia visam dūmų dujų valymo procesui. Nepakankama koncentracija sukelia proveržius, kai SO₂ praeina per skruberį neapdorotas. Per didelė koncentracija eikvoja išteklius ir susidaro išvengiami natrio sulfato ir karbonato šalutiniai produktai, o tai apsunkina tolesnį atliekų apdorojimą. Abu scenarijai gali pakenkti oro kokybės ribinių verčių laikymuisi ir padidinti plieno gamyklos eksploatavimo išlaidas.
Internetinė koncentracijos matuoklio technologija
Internetiniai koncentracijos matuokliai, įskaitant „Lonnmeter“ kaustinės sodos koncentracijos matuoklį, keičia dūmų dujų valymo metodus, užtikrindami nuolatinį stebėjimą realiuoju laiku. Šie prietaisai veikia matuodami pH, laidumą arba abu; kiekvienas metodas turi skirtingų privalumų.
Internetiniai jutikliai montuojami tiesiai recirkuliacinio skysčio linijose arba talpyklose. Svarbiausi integravimo taškai:
- pH elektrodai (stikliniai arba kietojo kūno) tiesioginiam šarmingumo sekimui.
- Laidumo zondai (nerūdijančio plieno arba korozijai atsparaus lydinio elektrodai) platesniam jonų kiekio matavimui.
- Signalo išvesties laidai arba tinklo jungtys integravimui į gamyklos paskirstytą valdymo sistemą, leidžiančią automatizuoti dozavimą.
Internetinio NaOH koncentracijos matavimo privalumai:
- Nuolatinis, nenutrūkstamas duomenų rinkimas.
- Nedelsiamas NaOH išeikvojimo arba perdozavimo nustatymas.
- Sumažintas rankinio mėginių ėmimo dažnumas ir darbo sąnaudos.
- Patobulinta proceso kontrolė, nes realaus laiko duomenys leidžia dinamiškai koreguoti šarmo dozavimą pagal faktinius poreikius.
Pramoninė praktika rodo, kad abiejų tipų jutiklių derinimas „Lonnmeter“ įrenginyje arba panašiose daugiajutiklių platformose padidina internetinio šarmų koncentracijos stebėjimo patikimumą. Šis integruotas metodas dabar yra esminis šiuolaikinėse dūmų dujų valymo technologijose, ypač didelio masto ir didelio kintamumo operacijose, tokiose kaip pagrindinis deguonies krosnies plieno gamybos procesas.
Geriausia NaOH koncentracijos stebėjimo ir palaikymo praktika
Tinkamas kalibravimas ir priežiūra yra būtini norint tiksliai matuoti internetu. Jutiklius reikia reguliariai kalibruoti – pH matuoklius reikia kalibruoti dviejuose ar daugiau atskaitos taškų, naudojant sertifikuotus buferinius tirpalus, kurie atitinka numatomą pH diapazoną. Laidumo matuokliai turi būti kalibruojami pagal standartinius tirpalus, kurių joninė stiprybė žinoma.
Praktinis techninės priežiūros grafikas apima:
- Reguliarūs vizualiniai patikrinimai ir valymas, siekiant išvengti užsiteršimo ar nusodinimo natrio karbonatu ar sulfatu.
- Elektroninio atsako patikrinimas ir pakartotinis kalibravimas po bet kokio cheminio ar fizinio trikdžio.
- Planinis jutiklių elementų keitimas gamintojo rekomenduojamais intervalais, atsižvelgiant į tipinį susidėvėjimą dėl labai ėsdinančios aplinkos.
Dažniausiai pasitaikančių problemų šalinimas:
- Jutiklio poslinkis dažnai atsiranda dėl kaupiamojo užterštumo arba su amžiumi susijusio degradacijos; pakartotinis kalibravimas paprastai gali atkurti tikslumą.
- Užterštumas nuo proceso šalutinių produktų, tokių kaip natrio sulfatas, reikalauja cheminio valymo arba mechaninio pašalinimo.
- Kitų ištirpusių druskų keliami trukdžiai, galintys klaidingai padidinti laidumą, kontroliuojami periodiškai atliekant laboratorinius kryžminius patikrinimus ir parenkant tinkamus kompensavimo algoritmus matuoklyje.
Norint užtikrinti nuoseklią reagentų kokybę, reikia stebėti gaunamo NaOH grynumą ir laikymo sąlygas, kad būtų išvengta CO₂ absorbcijos (kuri sudaro natrio karbonatą ir sumažina efektyvų šarminį stiprumą). Reguliarūs tiekimo patikrinimai ir dokumentavimas užtikrina, kad procese visada būtų naudojami reagentai pagal specifikacijas, taip užtikrinant tiek proceso našumą, tiek atitiktį reglamentams.
Šie metodai užtikrina patikimą NaOH koncentracijos matavimą ir ilgalaikį veikimą sudėtinguose dūmų dujų desulfuravimo procesuose, kurie yra pagrindiniai deguonies krosnies plieno gamybos proceso etapai.
Bazinė deguonies krosnis
*
Dūmtakių dujų valymo NaOH optimizavimas plieno gamyboje
Procesų valdymo strategijos
Pramoniniai dūmų dujų valymo procesai, vykstantys gaminant plieną deguoninėse krosnyse, priklauso nuo tikslaus NaOH dozavimo, siekiant efektyviai pašalinti sieros dioksidą (SO₂) ir azoto oksidus (NOₓ). Automatinės dozavimo sistemos integruoja realaus laiko duomenis iš internetinių koncentracijos matuoklių, tokių kaip „Lonnmeter“, ir leidžia nuolat stebėti šarmų koncentraciją. Šios sistemos akimirksniu reguliuoja NaOH įpurškimo greitį, palaikydamos tikslines koncentracijas, kad optimizuotų dujų neutralizavimą ir sumažintų cheminių medžiagų švaistymą.
Aplinkosauginė nauda
Griežtai kontroliuojamas šlapias šveitimas su NaOH, naudojant 5 % NaOH tirpalą, pasiekiama iki 92 % SOx pašalinimo, kaip įrodyta lyginamaisiais gamykliniais tyrimais. Ši technologija dažnai derinama su NaOCl, todėl padidėja daugelio teršalų pašalinimo rodiklis, o kai kurios sistemos pasiekia 99,6 % SOx efektyvumą ir reikšmingą NOx kiekio sumažinimą. Toks našumas atitinka plieno sektoriaus įsipareigojimus klimato kaitos srityje pagal Paryžiaus susitarimo tikslus, palengvindamas trečiųjų šalių atliekamą patikrą ir atitikties sertifikavimą plieno gamintojams. Stebėjimas realiuoju laiku ir automatinis dozavimas taip pat padeda greitai aptikti ir ištaisyti neatitinkančias specifikacijų dujų valymo problemas, užkertant kelią reguliavimo pažeidimams ir didelėms baudoms.
Sąnaudų ir veiklos efektyvumas
Tikslus NaOH koncentracijos matavimas naudojant internetinius šarmų koncentracijos stebėjimo prietaisus, tokius kaip „Lonnmeter“ kaustinės sodos koncentracijos matuokliai, žymiai padidina sąnaudų ir eksploatavimo efektyvumą pagrindiniame deguonies krosnies procese. Automatinės dozavimo sistemos tiksliai sureguliuoja reagentų naudojimą, tiesiogiai sumažindamos cheminių medžiagų sąnaudas, išvengdamos per didelio arba per mažo dozavimo. Pramonės atvejų tyrimai nuolat rodo, kad cheminių medžiagų sutaupymas siekia iki 45 %, kai dozavimas reguliuojamas realiuoju laiku atliekant matavimus.
Šios veiklos strategijos taip pat sumažina įrangos nusidėvėjimą ir sutrumpina prastovas. Nuolatinio stebėjimo įgalinama nuspėjamoji priežiūra suteikia ankstyvą įspėjimą apie nukrypimus ir proceso anomalijas, leidžiančią suplanuoti priežiūros darbus prieš įvykstant įrangos gedimui. Tokie metodai kaip termografinis bandymas ir vibracijos analizė pailgina įrangos tarnavimo laiką. Gamyklos praneša apie 8–12 % priežiūros išlaidų sutaupymą, palyginti su prevenciniais metodais, ir iki 40 %, palyginti su reagavimo į taisymą. Dėl to pagrindiniai deguonies krosnies plieno gamybos proceso etapai tampa tvaresni, sumažėja neplanuotų prastovų rizika, pagerėja sauga ir patikimas atitikimas norminiams dokumentams. Šių proceso valdymo ir dūmų dujų valymo metodų taikymas leidžia plieno gamintojams veiksmingai suderinti aplinkosaugos ir ekonominius tikslus.
Dažniausi NaOH koncentracijos matavimo iššūkiai ir sprendimai
Tikslus NaOH koncentracijos matavimas pagrindiniame deguonies krosnies procese yra labai svarbus efektyviam dūmų dujų valymui, proceso valdymui ir plieno kokybės standartų laikymuisi. Trys nuolatiniai iššūkiai yra kitų cheminių medžiagų keliami trukdžiai, jutiklių užsiteršimas ir poreikis sumažinti rankinio mėginių ėmimo užduotis.
Kitų cheminių medžiagų dūmų dujose sukeliamų trukdžių valdymas
Dūmtakių dujų valymo procese rūgštiniams teršalams neutralizuoti dažniausiai naudojamas NaOH. Tačiau kitų jonų, tokių kaip sulfatai, chloridai ir karbonatai, buvimas gali pakeisti valymo skysčio fizikines savybes ir apsunkinti koncentracijos nustatymą.
- Fizinis trukdis:Šie joniniai teršalai gali pakeisti tirpalo tankį arba klampumą, o tai tiesiogiai veikia matavimus, gautus naudojant tankio pagrindu veikiančius internetinius koncentracijos matuoklius, tokius kaip „Lonnmeter“. Pavyzdžiui, padidėjęs ištirpusio SO₂ kiekis gali reaguoti ir susidaryti natrio sulfitas, iškreipiantis NaOH koncentracijos rodmenis, nebent matuokliai būtų kalibruoti arba kompensuoti daugiakomponenčių tirpalų atveju.
- Sprendimas:Šiuolaikiniai „Lonnmeter“ prietaisai apima pažangius tankio diferenciacijos algoritmus ir temperatūros kompensavimą, kurie sumažina paklaidą dėl trukdančių medžiagų buvimo. Reguliarus kalibravimas pagal žinomus standartus su panašiais priemaišų profiliais dar labiau pagerina matavimo tikslumą konvertavimo kuro bako proceso etapuose, kuriuose dalyvauja chemiškai sudėtingi dūmų dujų srautai. Kelių cheminių jutiklių integravimas taip pat padeda izoliuoti NaOH rodmenis, kad būtų galima tiksliai valdyti reagentus.
Jutiklių užsiteršimo šalinimas ir matavimo tikslumo palaikymas
Užsiteršimas atsiranda, kai ant jutiklių paviršių kaupiasi kietosios dalelės, nuosėdos arba reakcijos šalutiniai produktai. Griežtomis degimo konverterio dūmų dujų valymo sąlygomis jutikliai yra veikiami kietųjų dalelių, druskų apnašų ir klampių likučių – visa tai lemia klaidingus rodmenis ir techninės priežiūros problemas.
- Tipiniai užterštumo šaltiniai:Nuosėdos, tokios kaip kalcio karbonatas ir geležies oksidai, gali padengti vibruojantį jutiklio elementą, slopindamos jo rezonansinį atsaką ir sukeldamos žemus arba dreifuojančius rodmenis. Lipnių šarminių nuosėdų kaupimasis dar labiau pablogina signalo stabilumą.
- Sprendimas:„Lonnmeter“ koncentracijos matuokliai sukurti su lygiais, korozijai atspariais paviršiais ir turi diegiamus valymo protokolus, tokius kaip skalavimas vietoje ir ultragarsinis maišymas, siekiant išvengti apnašų kaupimosi. Suplanuotus automatinius valymo ciklus galima programuoti naudojant valdymo sistemos logiką, taip žymiai pailginant jutiklio tarnavimo laiką ir užtikrinant ilgalaikį tikslumą. Integruota diagnostika įspėja operatorius apie kalibravimo poslinkį ar užsiteršimą, suaktyvindama prevencinę priežiūrą, nereikalaujant dažnų rankinių patikrinimų.
Rankinio mėginių ėmimo ir analizės darbo sumažinimas
Tradicinis NaOH koncentracijos matavimas dažnai remiasi rankiniu mėginių ėmimu ir laboratoriniu titravimu. Šis metodas užima daug laiko, yra jautrus klaidoms ir sukelia ataskaitų teikimo vėlavimus, kurie trukdo atlikti realaus laiko proceso koregavimus, reikalingus svarbių plieno gamybos proceso etapų metu.
- Rankinio mėginių ėmimo trūkumai:Mėginių ėmimo kampanijos sutrikdo darbo eigą, kelia pavojų susidurti su pavojingomis cheminėmis medžiagomis ir pateikia duomenis su dideliu laiko skirtumu, o tai kenkia griežtai dūmų dujų valymo metodų kontrolei.
- Sprendimas:„Lonnmeter“ internetinio šarmų koncentracijos stebėjimo integravimas tiesiai į PLC arba paskirstytas valdymo sistemas (DCS) leidžia gauti grįžtamąjį ryšį realiuoju laiku automatiniam reagentų dozavimui ir galinių taškų nustatymui. Šie kaustinės sodos koncentracijos matuokliai nuolat perduoda duomenų žurnalus į valdymo patalpą, pašalindami įprastą darbą ir leisdami operatoriams sutelkti dėmesį į strateginę priežiūrą. Proceso dokumentacija patvirtina, kad tokios internetinės koncentracijos matuoklio sistemos sumažina mėginių ėmimo darbo krūvį daugiau nei 80 %, kartu palaikydamos dūmų dujų valymo technologijas, kad būtų išlaikytas atitikimas reikalavimams ir produkto vienodumas.
Realiose plieno gamyklose, kuriose veikia modernūs konverterio kuro reaktoriai (VKM), dabar naudojami pažangūs matavimo sprendimai, įskaitant „Lonnmeter“ prietaisus, siekiant išspręsti šiuos iššūkius, palaikyti patikimą dūmų dujų desulfuravimą ir optimizuoti šarmų naudojimą.
Integracijos patarimai sklandžiam procesų valdymui ir duomenų valdymui
Sėkmingas NaOH koncentracijos matavimas internetu priklauso nuo tvirtos integracijos su proceso valdikliais. Prijunkite koncentracijos matuoklius prie DCS, PLC arba SCADA sistemų, kad būtų galima centralizuotai stebėti ir valdyti. Prieš naudodami jutiklių signalus procesų automatizavime arba signalizacijos valdyme, įsitikinkite, kad jie yra tinkamai skaluoti ir patvirtinti. Sukonfigūruokite didelės/mažos koncentracijos signalizacijas, kad operatorius būtų paragintas imtis veiksmų, jei nukryptų nuo kaustinės sodos dozavimo dūmų dujų valymo technologijose.
Siekiant užtikrinti duomenų patikimumą:
- Taikykite periodines kalibravimo procedūras naudodami sertifikuotus etaloninius tirpalus.
- Įdiegti automatizuotą duomenų registravimą tendencijų analizei ir reguliavimo peržiūrai.
- Naudokite perteklių ten, kur tai yra labai svarbu procesui; įrenkite atsarginius jutiklius arba dvigubus signalų kanalus.
- Perduoti duomenis iš internetinio koncentracijos matuoklio tiesiai į procesų istorijos sistemas, kad būtų galima atlikti išsamią peržiūrą trikčių šalinimo ar procesų auditų metu.
Siekdami maksimalaus efektyvumo, integravimo metodus pritaikykite prie gamyklos masto – didelio masto, nepertraukiamoms koncentratorių perkrovoms naudokite DCS; arba modulinėms arba bandomosioms sistemoms, kurioms reikalinga greita konfigūracija, – PLC/SCADA. Planuodami integraciją, įtraukite inžinierių komandas į sąsajų testavimą ir patvirtinimą, kad išvengtumėte ryšio klaidų ir duomenų praradimo.
Išvada
Efektyvus NaOH koncentracijos matavimas yra gyvybiškai svarbus dūmų dujų valymo proceso veikimui ir patikimumui gaminant plieną deguonies krosnyje. Tikslus NaOH stebėjimas realiuoju laiku užtikrina, kad SO₂ ir NOx būtų efektyviai pašalinti, o tai tiesiogiai palaiko tiek veiklos efektyvumą, tiek griežtus norminių aktų reikalavimus. Tinkamos NaOH koncentracijos palaikymas leidžia optimaliai efektyviai valyti dulkes, sumažinti šalutinių produktų susidarymą ir nereikalingą reagentų sunaudojimą, taip pat išvengti eksploatacinių problemų, tokių kaip kalkių nuosėdos ir korozija sistemoje.
Pažangių internetinių šarmų koncentracijos stebėjimo sistemų, tokių kaip daugiaparametris laidumo, druskingumo ir šarmų aptikimas, diegimas tapo pramonės etalonu. Įdiegę patikimas technologijas, tokias kaip internetiniai koncentracijos matuokliai ir specialūs kaustinės sodos koncentracijos matuokliai, operatoriai nuolat gauna informaciją apie proceso sąlygas. Šios sistemos palengvina dinaminį proceso valdymą ir leidžia atlikti korekcinius pakeitimus, atsižvelgiant į besikeičiančią apkrovą ar dujų sudėtį, todėl įmonės gali tiksliai pritaikyti pagrindinius deguonies krosnies plieno gamybos proceso etapus.
Proceso optimizavimas sustiprinamas integruojant tikslius matavimo įrankius su grįžtamojo ryšio valdymo strategijomis, leidžiančiomis iš anksto koreguoti NaOH dozavimą. Tai ne tik palaiko didžiausią šalinimo efektyvumą dūmų dujų valymo procese, bet ir sumažina su per dideliu arba per mažu dozavimu susijusias aplinkosaugos bei finansines išlaidas. Patikimas NaOH stebėjimas užtikrina, kad pagrindinis deguonies krosnies procesas nuolat atitiktų itin mažo išmetamųjų teršalų kiekio tikslus, šiuo metu vyraujančius pramonės reglamentuose, ir atitiktų geriausius prieinamus dūmų dujų valymo metodus bei valymo technologijas.
Reguliavimo aplinkoje, kurioje reikalaujama griežtos išmetamųjų teršalų kontrolės, patikima matavimo infrastruktūra yra ne tik techninis reikalavimas, bet ir verslo būtinybė. Koncentracijos matuoklių, tokių kaip „Lonnmeter“, diegimas suteikia plieno gamykloms galimybę užtikrintai pasiekti reguliavimo institucijų nustatytus teršalų kiekio tikslus, o tai yra nuolatinio procesų tobulinimo iniciatyvų ir atitikties dokumentacijos reikalavimų pagrindas. Tai leidžia tiksliam NaOH koncentracijos matavimui tapti efektyvios procesų inžinerijos ir tvarios plieno gamybos veiklos pagrindu.
Dažnai užduodami klausimai
Kas yra dūmų dujų valymas ir kodėl jis būtinas pagrindiniame deguonies krosnies procese?
Dūmtakių dujų valymas yra išmetamųjų teršalų kontrolės metodas, naudojamas pavojingoms dujoms, tokioms kaip sieros dioksidas (SO₂), pašalinti iš išmetamųjų dujų, susidarančių bazinės deguonies krosnies (BOF) plieno gamybos proceso metu. Šis apdorojimas apsaugo aplinką, sumažindamas rūgščių dujų ir kietųjų dalelių išmetimą, todėl plieno gamyklos gali laikytis oro kokybės ir išmetamųjų teršalų standartų. BOF proceso metu išsiskiria dideli anglies dioksido, anglies monoksido ir sieros turinčių dujų kiekiai, todėl reikalingas griežtas dujų valymas, siekiant sumažinti poveikį aplinkai ir reguliavimo reikalavimams.
Kaip plieno gamyboje veikia dūmų dujų valymo procesas?
Kovakinių dujų degimo aparatų plieno gamyklose dūmų dujų valymas priklauso nuo cheminės absorbcijos, siekiant pašalinti rūgštines dujas iš proceso išmetamųjų teršalų. Paprastai tai reiškia, kad dūmų dujos praleidžiamos per kontaktorių, kuriame absorbentas – dažnai natrio hidroksidas (NaOH, dar žinomas kaip kaustinė soda) arba kalkakmenio suspensija – reaguoja su sieros dioksidu ir kitomis rūgštinėmis medžiagomis. Pavyzdžiui, kai naudojamas NaOH, SO₂ reaguoja ir sudaro tirpų natrio sulfitą arba sulfatą, neutralizuodamas dujas. Valymo tirpalas sugeria teršalus, o išvalytos dujos išleidžiamos. Efektyvus valymas priklauso nuo tikslaus valymo cheminių medžiagų valdymo ir stebėjimo viso šio proceso metu.
Kokie yra pagrindinio deguonies krosnies plieno gamybos proceso etapai?
Koferinio konverterio plieno gamybos procesas susideda iš atskirų, atidžiai stebimų etapų:
- Pagrindinės deguonies krosnies įkrovimas karšta, išlydyta geležimi (dažniausiai gaunama iš aukštakrosnių), metalo laužu ir fliusais, tokiais kaip kalkakmenis.
- Pučiant didelio grynumo deguonį per išlydytą metalą, greitai oksiduojamos priemaišos (ypač anglis, silicis ir fosforas), kurios išsiskiria kaip dujos, tokios kaip CO₂ ir CO.
- Šlako (kuriame yra oksiduotų priemaišų) atskyrimas nuo norimo išlydyto plieno.
- Tolesnis rafinavimas reguliuojant lydinio kiekį ir liejant plieno gaminį.
Šių etapų metu susidaro dideli teršalų kiekiai, kuriems reikalingas dūmų dujų valymas, ypač deguonies pūtimo ir rafinavimo metu.
Kodėl internetinis koncentracijos matuoklis yra labai svarbus matuojant NaOH koncentraciją?
Internetiniai koncentracijos matuokliai užtikrina nuolatinį, realaus laiko NaOH koncentracijos matavimą šveitimo tirpaluose. Tai labai svarbu norint efektyviai pašalinti sieros dioksidą, sumažinti cheminių medžiagų atliekas ir palaikyti proceso stabilumą – be rankinio mėginių ėmimo ar laboratorinių tyrimų neefektyvumo. Automatizuota stebėsena leidžia greitai reaguoti į proceso svyravimus, apsaugo nuo cheminių medžiagų perteklinio suvartojimo ir sumažina su nepakankamu arba per dideliu NaOH dozavimu susijusią riziką aplinkai. Tokie įrankiai kaip „Lonnmeter“ teikia nuolatinį grįžtamąjį ryšį, leisdami operatoriams optimizuoti našumą ir užtikrinti, kad būtų pasiekti išmetamųjų teršalų kiekio tikslai, o tai tiesiogiai veikia sąnaudas ir atitiktį reikalavimams.
Kokie metodai naudojami NaOH koncentracijai matuoti dūmų dujų valymo sistemose?
NaOH koncentraciją galima išmatuoti:
- Titravimas:Rankinis mėginių ėmimas ir laboratorinis titravimas druskos rūgštimi. Nors šis metodas tikslus, jis yra daug darbo reikalaujantis, lėtas ir linkęs vėluoti koreguojant procesą.
- Internetiniai koncentracijos matuokliai:Tokie prietaisai kaip Lonnmeter naudoja fizikines savybes (pvz., laidumą, garso greitį) arba pažangius optinius metodus (pvz., artimojo infraraudonojo spektro fotometriją), kad būtų galima atlikti momentinius matavimus.
Laidumo jutikliai yra plačiai naudojami, tačiau juos gali paveikti trukdančios druskos. NIR daugiabangė fotometrija gali būti nukreipta į šarmus, net jei yra ir kitų reakcijos šalutinių produktų. Naujesni įrankiai sujungia įvairius matavimo principus, kad būtų galima patikimai ir realiuoju laiku stebėti šarmus atšiauriomis sąlygomis, būdingomis plieno gamyklų šveitimo sistemoms.
Šie metodai užtikrina, kad kaustinės sodos koncentracija būtų palaikoma optimaliose ribose, palaikant veiksmingas ir efektyvias dūmų dujų valymo technologijas.
Įrašo laikas: 2025 m. lapkričio 27 d.
