CN113421618B - 一种预测高炉煤气中硫含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种预测高炉煤气中硫含量的方法,包括采集数据,利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量:采用本发明所述方法,无需在线采样,不通过气相色谱法,就可以迅速对高炉煤气中的硫元素含量进行预测计算,简单易行,精确率高,能够有效减少企业的生产及运行成本,提高检测效率。

Description

一种预测高炉煤气中硫含量的方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域,尤其涉及一种预测高炉煤气中硫含量的方法。
背景技术
目前,我国明确要求热风炉、轧钢热处理炉、自备电厂的燃气锅炉等工业炉中的二氧化硫排放不超过35~50mg/m3;这些工业炉普遍使用高炉煤气或者混合煤气作为燃料,而二氧化硫的含量与燃料中的硫元素直接相关。高炉煤气中除含有硫化氢以外,还含有二硫化碳、羰基硫、甲硫醇等有机硫,这些有机硫在燃烧后也能生成二氧化硫,且高炉煤气中有机硫含量占主导地位,但是行业内普遍不具备针对有机硫的检测手段及脱硫手段。
公开号为CN110554136A的中国专利申请公开了“一种高炉煤气中硫含量的检测方法”,主要解决现有高炉煤气中硫含量无法准确检测的技术问题。其包括以下步骤:取样;燃烧试样,将高炉煤气试样转移至燃烧管中进行燃烧,控制燃烧管的温度为800-900℃高炉煤气燃烧过程中,向燃烧管内同时通入氧气和氢气,氧气流量为1.0-2.0L/min,氢气流量为2.0-3.0L/min;检测试样中硫的荧光积分响应值;计算高炉煤气中硫的质量含量。该技术方案主要实现高炉煤气中硫含量准确测定,操作简便,检测成本低,适用于高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气中硫含量的检测。
公开号为CN110849984A的中国专利申请公开了“一种工业煤气中硫化物的检测方法”,首先用微量进样器抽取工业煤气中的样气并排空,如此重复2-3次后,抽取含有硫化物的100-200ml待检气体,再使用自动进样器等速进样;在此过程中利用高纯氮气作为载气,携带含有硫化物的待检气体,在一定色谱条件下通过装有固定相的色谱柱经色谱柱分离后,由火焰光度检测器测定,通过计算机记录火焰光度检测器得到的相应气相色谱,以色谱峰的保留时间进行定性分析,以色谱峰的面积进行定量分析。可以准确地检测出工业煤气中的硫化物的成分和含量,从而可通过不断地监测和改进,实现节能减排的目的。该技术方案可以将煤气中的全硫进行分析,其主要办法是将煤气在高纯氢中燃烧,燃烧后硫化物全部生产硫化氢,然后通过色谱法对硫化氢进行检测。
公开号为CN108490148A的中国专利申请公开了“一种燃料用煤气中全硫含量的在线检测装置及检测方法”,其在线检测装置包括燃烧反应炉、在线煤气烟气检测系统和数据采集处理系统;能够准确、及时的指导煤气脱硫工艺生产,指导燃料生产控制。该技术方案主要是将一定量焦炉煤气在燃烧反应炉中氧化燃烧,通过生成的二氧化硫的量来计算煤气中全硫的含量。
可见,若想检测出有机硫含量,目前常用的方法是将煤气在氢气条件下燃烧生成硫化氢,通过色谱对硫化氢进行检测。或者是将煤气在氧气下燃烧,检测生成的二氧化硫的量。但是,采用气相色谱法检测高炉煤气中的硫元素速度慢,操作复杂。对现场工人来说,操作难度大,效率低。对有多个高炉的企业来说,无法将每个高炉煤气中的硫元素含量检测纳入日常检测。并且气相色谱仪器的价格昂贵,对企业来说无疑会增加生产及运营成本。因此,开发一种能够迅捷、简便的检测煤气中硫含量的方法势在必行。
发明内容
本发明提供了一种预测高炉煤气中硫含量的方法,无需在线采样,不通过气相色谱法,就可以迅速对高炉煤气中的硫元素含量进行预测计算,简单易行,准确率高,能够有效减少企业的生产及运行成本,提高检测效率。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种预测高炉煤气中硫含量的方法,包括:采集数据,利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量:
式中:W:入炉焦的重量,t;
S:入炉焦中的硫含量,%;
W喷煤:入炉喷煤的重量,t;
S喷煤:入炉喷煤中的硫含量,%;
W:入炉矿的重量,t;
S:入炉矿中的硫含量,%;
W:出炉渣的重量,t;
S:出炉渣中的硫含量,%;
W铁水:出炉铁水的重量,t;
S铁水:出炉铁水中的硫含量,%;
k1:高炉渣校正系数,取值为0.86~1.15;
k2:高炉灰校正系数,取值为0.59~1.48;
W:高炉灰的重量,t;
S:高炉灰中的硫含量,%;
V高炉煤气:高炉煤气体积,m3
S:高炉煤气中的硫含量,mg/m3
所述入炉矿包括烧结矿、球团矿及块矿。
所述高炉灰包括出矿槽灰、炉前灰、炉顶除尘灰、瓦斯灰及高炉煤气干法除尘灰。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)本发明所述方法应用于高炉生产中,只需利用高炉各种原料的日常检测数据,通过计算机就可以快速估算出高炉煤气中的硫含量,简单易行;
2)采用本发明所述方法可以避免由于工况波动,实际测量某一时间点的硫含量成分数据存在偏差的问题,所预测的硫含量数据准确,足以指导日常生产;
3)无需购买昂贵的气相色谱仪,减少了生产及运营成本;
4)通过预测高炉煤气中的硫含量,对下游用户使用高炉煤气时实现达标排放具有一定的指导意义。
附图说明
图1是本发明所述一种预测高炉煤气中硫含量的方法的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明:
本发明所述一种预测高炉煤气中硫含量的方法,包括:采集数据,利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量:
式中:W:入炉焦的重量,t;
S:入炉焦中的硫含量,%;
W喷煤:入炉喷煤的重量,t;
S喷煤:入炉喷煤中的硫含量,%;
W:入炉矿的重量,t;
S:入炉矿中的硫含量,%;
W:出炉渣的重量,t;
S:出炉渣中的硫含量,%;
W铁水:出炉铁水的重量,t;
S铁水:出炉铁水中的硫含量,%;
k1:高炉渣校正系数,取值为0.86~1.15;
k2:高炉灰校正系数,取值为0.59~1.48;
W:高炉灰的重量,t;
S:高炉灰中的硫含量,%;
V高炉煤气:高炉煤气体积,m3
S:高炉煤气中的硫含量,mg/m3
所述入炉矿包括烧结矿、球团矿及块矿。
所述高炉灰包括出矿槽灰、炉前灰、炉顶除尘灰、瓦斯灰及高炉煤气干法除尘灰。
如图1所示,本发明所述一种预测高炉煤气中硫含量的方法的原理是,用焦炭数据(包括焦的质量、焦中硫含量)、喷煤的数据、入炉矿的数据、高炉渣的数据、高炉灰的数据以及产生高炉煤气的量,为基础参考数据,将上述数据汇集到计算机内,通过预设的公式进行高炉煤气中硫含量的预测。
本发明所采用的数据可以当天采集,也可以每周或者在其他设定周期内采集的数据,采集数据的周期越短,其预测的硫含量数值越准确。
对于同一座高炉,在工艺参数不变的条件下,k1,k2在一段时期内可以取定值。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【实施例1】
本实施例中,以某钢铁厂3200m3高炉为例。
1.1高炉入炉焦组成,详见表1.1。
表1.1高炉入炉焦组成
1.2喷煤的指标,详见表1.2。
表1.2喷煤的指标
1.3矿石的数据,详见表1.3。
表1.3矿石数据
1.4灰及渣的指标,详见表1.4。
表1.4生成的高炉渣及灰指标
1.5铁水的指标,详见表1.5。
表1.5铁水指标
1.6高炉煤气的指标,详见表1.6。
表1.6生成的高炉煤气
1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值,详见表1.7。
表1.7预测的高炉煤气与检测值
【实施例2】
本实施例中,以某钢铁厂3200m3高炉为例。
1.1高炉入炉焦组成,详见表2.1。
表2.1高炉入炉焦组成
1.2喷煤的指标,详见表2.2。
表2.2喷煤的指标
1.3矿石的数据,详见表2.3。
表2.3矿石数据
1.4灰及渣的指标,详见表2.4。
表2.4生成的高炉渣及灰指标
1.5铁水的指标,详见表2.5。
表2.5铁水指标
1.6高炉煤气的指标,详见表2.6。
表2.6生成的高炉煤气
1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值,详见表2.7。
表2.7预测的高炉煤气与检测值
【实施例3】
本实施例,以某钢铁厂3200m3高炉为例。
1.1高炉入炉焦组成,详见表3.1。
表3.1高炉入炉焦组成
1.2喷煤的指标,详见表3.2。
表3.2喷煤的指标
1.3矿石的数据,详见表3.3。
表3.3矿石数据
1.4灰及渣的指标,详见表3.4。
表3.4生成的高炉渣及灰指标
1.5铁水的指标,详见表3.5。
表3.5铁水指标
1.6高炉煤气的指标,详见表3.6。
表3.6生成的高炉煤气
1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值,详见表3.7。
表3.7预测的高炉煤气与检测值
【实施例4】
本实施例中,以某钢铁厂2580m3高炉为例。
1.1高炉入炉焦组成,详见表4.1。
表4.1高炉入炉焦组成
1.2喷煤的指标,详见表4.2。
表4.2喷煤的指标
1.3矿石的数据,详见表4.3。
表4.3矿石数据
1.4灰及渣的指标,详见表4.4。
表4.4生成的高炉渣及灰指标
1.5铁水的指标,详见表4.5。
表4.5铁水指标
1.6高炉煤气的指标,详见表4.6。
表4.6生成的高炉煤气
1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值,详见表4.7。
表4.7预测的高炉煤气与检测值
【实施例5】
本实施例中,以某钢铁厂2580m3高炉为例。
1.1高炉入炉焦组成,详见表5.1。
表5.1高炉入炉焦组成
1.2喷煤的指标,详见表5.2。
表5.2喷煤的指标
1.3矿石的数据,详见表5.3。
表5.3矿石数据
1.4灰及渣的指标,详见表5.4。
表5.4生成的高炉渣及灰指标
1.5铁水的指标,详见表5.5。
表5.5铁水指标
1.6高炉煤气的指标,详见表5.6。
表5.6生成的高炉煤气
1.7预测的高炉煤气中的硫元素含量与检测值,详见表5.7。
表5.7预测的高炉煤气与检测值
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种预测高炉煤气中硫含量的方法,其特征在于,包括:在设定周期内采集高炉的日常检测数据,利用如下公式计算高炉煤气中的硫含量:
式中:W:入炉焦的重量,t;
S:入炉焦中的硫含量,%;
W喷煤:入炉喷煤的重量,t;
S喷煤:入炉喷煤中的硫含量,%;
W:入炉矿的重量,t;
S:入炉矿中的硫含量,%;
W:出炉渣的重量,t;
S:出炉渣中的硫含量,%;
W铁水:出炉铁水的重量,t;
S铁水:出炉铁水中的硫含量,%;
k1:高炉渣校正系数,取值为0.86~1.15;
k2:高炉灰校正系数,取值为0.59~1.48;
W:高炉灰的重量,t;
S:高炉灰中的硫含量,%;
V高炉煤气:高炉煤气体积,m3
S:高炉煤气中的硫含量,mg/m3
2.根据权利要求1所述的一种预测高炉煤气中硫含量的方法,其特征在于,所述入炉矿包括烧结矿、球团矿及块矿。
3.根据权利要求1所述的一种预测高炉煤气中硫含量的方法,其特征在于,所述高炉灰包括出矿槽灰、炉前灰、炉顶除尘灰、瓦斯灰及高炉煤气干法除尘灰。
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