CN109740104A - 钢厂煤气燃烧烟气中so2排放浓度简化计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法，通过采用理论干烟气量和烟气含氧量直接求解实际干烟气量，然后结合煤气中的硫含量，求解得到烟气中SO₂排放浓度。该简化计算方法仅需输入煤气热值、烟气含氧量、煤气全硫含量即可得到具有较高精度的燃烧烟气中SO₂排放浓度。该方法尤其适用于缺少煤气成分数据，只有煤气热值的情况。

Description

钢厂煤气燃烧烟气中SO2排放浓度简化计算方法

技术领域

本发明是涉及燃烧污染物排放监控技术领域，具体的说是钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放 浓度简化计算方法。

背景技术

钢铁企业在冶炼过程中产生了大量的副产煤气，包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气等。 上述副产煤气是钢厂最重要的气体燃料，其高效利用是钢厂降本增效、提高市场竞争力的重 要途径。但是另一方面，由于煤气中含有硫化物，燃烧会产生二氧化硫，造成大气污染，为 此，国家环保部门也专门制定了钢铁工业大气污染物排放标准，对各生产工序和设施的污染 物排放指标均作了限定。因此，钢厂在制定煤气利用方案时，烟气中SO₂排放浓度是否达标 是必须考虑的问题。

在项目前期方案设计时，需要结合煤气燃烧产生的烟气中的SO₂排放浓度来进行烟气脱 硫系统的设计，从严格意义上来说，烟气中SO₂排放浓度要根据详细的煤气成分和烟气成分 计算，然而，由于条件所限，工程上经常会出现业主无法提供详细的煤气成分数据，只能提 供煤气热值波动范围的情况。此时，如何根据局限条件，构建出一个具有较高精度的燃烧烟 气中SO₂排放浓度简化计算方法，是相关技术人员较为关心的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法，其特征在于：其具体步骤如下：

步骤1，获取计算所需的原始数据；

步骤2，根据步骤1获得的数据，求解煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度，具体包括以下步 骤：

步骤2.1，根据煤气热值计算单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量

步骤2.2，根据烟气含氧量和理论干烟气量计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量V_gy；

步骤2.3，根据煤气全硫含量和实际干烟气量V_gy计算干烟气中SO₂排放浓度

步骤1中获取的原始数据包括煤气干基热值，所述的步骤2.1中单位体积煤气燃烧产生 的理论干烟气量向计算公式如下：

其中，为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量；Qd为煤气干基热值；a、b为理论 干烟气量计算系数。

步骤1中获取的原始数据包括烟气含氧量，所述的步骤2.2中单位体积煤气燃烧产生的 实际干烟气量的计算公式如下：

其中，V_gy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量；O₂为干烟气含氧量；为单位体 积煤气燃烧产生的理论干烟气量。

所述的步骤1中获取的原始数据包括煤气含硫量，所述的步骤2.3中干烟气中SO₂排放 浓度的计算公式如下：

其中，为干烟气中SO₂排放浓度；k为煤气中S元素燃烧生成SO₂的份额；S为煤气中的全硫含量；V_gy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量。

本发明钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法的有益效果是：

第一，常规方法中，进行煤气燃烧产物中SO₂排放浓度计算时需要已知煤气成分和烟气 成分，以用于求解烟气量。显然，常规方法对于缺少详细煤气成分数据的情况并不适用，为 此，本专利构建出一种基于煤气热值的SO₂排放浓度简化计算方法，具有很好的工程实用价 值。

第二，本发明提供了一种高精度的理论干烟气量简化计算方法，该方法基于理论干烟气 量与煤气热值之间的内在关系，通过严密推导得到，计算公式与现有的通过样本数据拟合得 出的公式相比，精度更高，结果更加可靠。

第三，在求解实际干烟气量时，本发明通过严密推导，提出采用理论干烟气量和烟气含 氧量直接求解实际干烟气量，与常规方法通过理论干烟气量、理论干空气量和过量空气系数 计算的方式，即采用钢厂煤气燃烧过量空气系数结合煤气成分和烟气成分进行求解的计算方 法相比，计算精度并未降低，但是求解过程却大为简化。

具体实施方式

现在对本发明作进一步详细的说明。

本实施例中，钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法的具体步骤如下：

步骤1，获取原始数据；获取到的原始数据包括但不限于：煤气含硫量、烟气含氧量、 煤气热值。

进一步的，本实施例中，煤气含硫量为煤气中的全硫含量，烟气含氧量为干烟气中的含 氧量，煤气热值为煤气干基低位热值。

步骤1，根据步骤1获得的数据，求解煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度，具体包括以下步 骤：

步骤2.1，单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式如下：

单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式如下：

其中，为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³；Q_d，net为煤气干基低位热值， kJ/m³；

对于高炉煤气，a＝1.470×10^-4，b＝1.000；对于转炉煤气，a＝1.449×10^-4，b＝1.000；对于焦 炉煤气，a＝1.607×10^-4，b＝1.000。

步骤2.2，烟气含氧量计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量V_gy的计算公式如下：

其中，V_gy，为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量，m³/m³；O₂为干烟气含氧量，％；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量，m³/m³。

步骤2.3，干烟气中SO₂排放浓度的计算公式如下：

其中，为干烟气中SO₂排放浓度，mg/m³；k为煤气中S元素燃烧生成SO₂的份额； S为煤气中的全硫含量，mg/m³；V_gy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量，m³/m³。

本实施例中，煤气热值采用煤气干基低位热值进行求解。在具体实施过程中，煤气热值 也可采用煤气干基高位热值进行求解，只是各公式的相关系数要做相应调整。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于 本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法，其特征在于：其具体步骤如下：

步骤1，获取计算所需的原始数据；

步骤2，根据步骤1获得的数据，求解煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度，具体包括以下步骤：

步骤2.1，根据煤气热值计算单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量

步骤2.2，根据烟气含氧量和理论干烟气量计算单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量V_gy；

步骤2.3，根据煤气全硫含量和实际干烟气量V_gy计算干烟气中SO₂排放浓度

2.如权利要求1所述的钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法，其特征在于：步骤1中获取的原始数据包括煤气干基热值，所述的步骤2.1中单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式如下：

其中，为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量；Q_d为煤气干基热值；a、b为理论干烟气量计算系数。

3.如权利要求2所述的钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法，其特征在于：步骤1中获取的原始数据包括烟气含氧量，所述的步骤2.2中单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量的计算公式如下：

其中，V_gy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量；O₂为干烟气含氧量；为单位体积煤气燃烧产生的理论干烟气量。

4.如权利要求3所述的钢厂煤气燃烧烟气中SO₂排放浓度简化计算方法，其特征在于：所述的步骤1中获取的原始数据包括煤气含硫量，所述的步骤2.3中干烟气中SO₂排放浓度的计算公式如下：

其中，为干烟气中SO₂排放浓度；k为煤气中S元素燃烧生成SO₂的份额；S为煤气中的全硫含量；V_gy为单位体积煤气燃烧产生的实际干烟气量。