第一篇:摄影术-湿版法与干版法简介
湿版法与干版法简介
一、湿版法
(一)什么叫“湿版法”
所谓湿版法,其实就是玻璃底板必须趁其上的化学涂料还湿时显影的一种方法。火棉胶法亦叫“湿版法”。
(二)“湿版法”的历史
1.最初的假设
人们想得到的是既像达盖尔法拍摄的照片那样具有清晰的影像、细致的影纹,又像卡罗法那样能便宜、迅速地印出许多的照片,于是,有人提出了用透明片基代替纸基制作负像片的设想。
2.“蛋清玻璃”摄影法
19世纪时,制作透明片只有玻璃可用。然而,感光药品怎样才能附着在玻璃上呢?人们开始寻找一种透明的粘合济,它既可以将感光化学材料附着于玻璃板上,又能经得住显影、定影的冲洗。人们首先想到了用蛋清作粘合剂。
1847年,尼埃普斯的侄子圣-维克多(Saint-Victor)首先取得了“蛋清玻璃”摄影法的专利权。然而,混合于蛋清之中的感光药品极有限,曝光约需5至15分种,不适于拍摄照片。但是,它对于制作“蛋清相纸”并用于洗相片和制幻灯片还是很适宜的。
3.火棉胶(湿版)摄影法
1851年,英国伦敦的一位雕塑家阿切尔发现将硝化棉溶于乙醚和酒精的火棉胶,再把碘化钾溶于火棉胶后马上涂布在干净的玻璃上,装入照相机曝光,经显影、定影后得到一张玻璃底片。火棉胶调制后须立刻使用,干了以后就不再感光,所以这种摄影方法称为“湿版法”。湿版法操作虽然麻烦,但成本低,仅为银版法的十二分之一,曝光比银版法快,影像清晰度也高,玻璃底片又可以大量印制照片。
该工艺兼具达盖尔法的精细和卡罗法的方便复制,这项技术在摄影行业中独领风骚三十余年(1850-1880)。在此期间,肖像摄影艺术迅猛发展。19世纪70年代,火棉胶湿版法受到了玻璃干版的竞争,并在1880年前后被工业生产的溴化银干片取代。
(三)“湿版法”的发展
1.安布罗版照片
当显影好的底版被衬以一块黑布或黑纸时,底版上的影像就以正确的方式呈现。这种火棉胶正像法被称为安布罗版照片(ambrotype)。
2.锡版照片
火棉胶被倒在上了清漆的铁片上显影所得的影像锡版照片。
3.立体照片
二、干版法
(一)干版法的发明
1.人们期望一种涂布能“干”用的材料,在商店里可以买到,并可以随时装入照相机拍照。
1868年,W.H.哈里森提出了使用胶棉明胶来替代胶棉乳剂的设想。
2.1871年9月,英国的一位医生马多克斯(Maddox)在《英国摄影》杂志上介绍了自已的研究成果:以糊状的明胶为材料的溴化银乳剂,趁热涂在玻璃上,干燥时,不会像火棉胶那样发生结晶现象。其他人在试验马多克斯的方法时,又发现在配制乳剂过程中,延长加热时间,可使乳剂光敏度大大提高。用这种方法制作出来的干版拍照影像质量好,性能稳定,感光度强,在室外曝光时只需要1/25秒,且不一定要用三角架,外拍时便于携带,也不必再带上“暗室”、帐篷和药品等一大堆笨重的物品了。
(二)干版法的原理
1.溴化银(AgBr)是干版法的主要原材料。有感光性,遇光分解,形成极小颗粒银核,含银核的AgBr易被还原剂还原为金属银而呈黑色。用于制摄影胶卷和感光纸。
2.印相纸上一般涂一簿层含有细小溴化银的明胶。
3.摄影时强弱不同的光线射到底片上时就引起底片上AgBr不同程度的分解。
4.分解产物溴与明胶化合。
5.银成为极细小的银核核析出底片上。
6.哪部分感光强AgBr分解就越多那部分就越黑。
2AgBr==光照==2Ag+Br
2(三)干版法的发展与演变
然而,人们还是不满足,越来越多的摄影者希望能够有连续拍摄而不必来回更换干版的新摄影材料,同时,强感光度干版的出现也促使了新型手持照相机的问世。美国一家银行的一位24岁记帐员、业余摄影爱好者伊斯曼(Eastman)发明了一个干版涂布机,并于1880年开设了“伊斯曼干版公司”。
摄影要普及必须具备轻便、价廉、操作简易的照相机和感光片。经过几年的奋斗,他于1888年6月成功地制造了第一架“柯达”(Kodak)照相机,次年生产了成卷的软质胶片。“柯达”照相机的体积小,便于携带,能拿在手中拍摄。照相机内装有一卷6米长的软片,能拍摄100张直经2英寸半的底片,曝光速度为1/25秒,固定焦距,光圈为F9,2.5米以外的景物都能拍摄清晰。上好弦后,摄影者只要取景按快门就行了。软片胶卷是事先装在照相机里的。当摄影者拍完100张底片后,即可将照相机寄回柯达公司,由柯达公司将胶卷取出冲印成照片,再将照相机装上新软片,连同照片寄还本人,而且价格好比较合适。1891年,伊斯曼公司又制造出摄影者自己能装卸的胶卷。
溴化银底片可以工业化生产,方便了摄影,加上新出现的小型手提相机,吸引了众多业余爱好者。在即将进入20世纪时,电影和其他动态摄影也都依靠溴化银快照技术。溴化银乳剂终于使我们捕捉到了瞬间动作。
第二篇:湿法除尘与干法除尘优缺点
湿法除尘与干法除尘区别
在转炉锤炼过程中产生约1400-1500度高温废气,主要成分是CO、CO2、O2、N2和SO2,CO含量达70%以上,含大量粉尘,粉尘浓度度可达150-200mg/m3,吨钢可产生10-30kg的粉尘,所以转炉烟气具有高温,有毒,易燃易爆,粉尘量高的特点,同时转炉煤气具有较高的利用价值。烟气粉尘含有50%以上的全铁,可循环利用。转炉生产是一种间歇性生产,所以转炉煤气也是间断产生的,使得烟气处理控制系统也变的更加复杂。
水除尘存在问题:
1. 一文,二文需要的除尘水量很大
2. 蒸汽和湿粉尘粘到引凤风机叶片造成转子不平衡,风机震动大二损坏,故障率高影响系
统正常运行
3. 系统结垢导致除尘能力下降,集尘效果和净化效果变差,炉口烟尘外溢,放散烟筒冒黄
烟
4. 系统阻力大,能耗高
5. 污泥处理工序复杂,造价高,而且容易造成二次污染
干法除尘存在一些问题
1.干法除尘设备造价较高,但自动化程度较高
2.采用机构、设备较多,结构复杂,故障率高,维修时间长
3.由于蒸发冷喷淋水造成烟气含有较高水分,已结霜,影响在蒸发冷却器内部结构堵塞管
道,影响极板间带电压稳定,还用一影响赎回系统设备的使用寿命,为此蒸发冷谁压控制有严格要求
4.蒸发冷却器器壁结垢问题还没有很好的解决
5.鞋包频繁,影响电除尘内部部件的寿命和除尘效果
6.除尘煤气温度较高,还需要专门的煤气冷却系统进行冷却才能被回收
两者相比较:干法除尘排放的烟气粉尘量小于10mg/n·m3,达到国家目前排放标准水平,具有显著的环保效益,且回收煤气含尘量少,可以直接使用,转炉除尘风机的维修周期可以延长,降低工人劳动强度和备件损耗,从而节约维修成本。冷却水消耗量叫湿法除尘减少50%,从而减少水消耗。由于干法除尘系统阻力只有湿法的30%,因此在处理相同烟气量的情况下,鞥及所需额定功率只有湿法的50%,价值采用变频调速,除尘的电耗可降低50%,具有显著的节能效益。
炼钢厂
张艳
第三篇:干法、半干法与湿法脱硫技术的综合比较
干法、半干法与湿法脱硫技术的综合比较
摘要:大气SO2污染状况日益严重,治理技术亟待解决,其中烟气脱硫技术是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式。比较成熟的烟气脱硫技术主要有湿法、干法、半干法烟气脱硫技术。本文主要综述了脱除烟气中SO2的一些主要技术,包括干法、半干法、湿法烟气脱硫的原理、反应系统、技术比较以及它们的优缺点,其中湿法烟气脱硫应用最为广泛,干法、半干法烟气脱硫技术也有了较多的应用。
关键字:烟气脱硫,湿法,干法,半干法
引言
煤炭在我国的能源结构占主导地位的状况已持续了几十年,近年来随着石油天然气和水能开发量的增加,煤炭在能源结构中的比例有所减少,但其主导地位仍未改变,其消费量占一次能源总消费量的70%左右,这种局面在今后相当长时间内不会改变,目前燃煤SO2排放量占SO2总排放量的90%以上,我国超过美国成为世界SO2排放第一大国。烟气中的SO2是大气污染的主要成份,也是形成酸雨的主要物质。酸雨不仅严重腐蚀建筑物和公共设施,而且毁坏大面积的森林和农作物。如何经济有效地控制燃煤中SO2的排放是我国乃至世界能源和环保领域亟待解决的关键性问题。
从世界上烟气脱硫技术的发展来看主要经历了以下3个阶段: a)20世纪70年代,以石灰石湿法为代表第一代烟气脱硫。
b)20世纪80年代,以干法、半干法为代表的第二代烟气脱硫。主要有喷雾干燥法、炉内喷钙加炉后增湿活化(LIFAC)、烟气循环流化床(CFB)、循环半干法脱硫工艺(NID)等。这些脱硫技术基本上都采用钙基吸收剂,如石灰或消石灰等。随着对工艺的不断改良和发展,设备可靠性提高,系统可用率达到97%,脱硫率一般为70%~95%,适合燃用中低硫煤的中小型锅炉。c)20世纪90年代,以湿法、半干法和干法脱硫工艺同步发展的第三代烟气脱硫。
2.1 湿法脱硫技术
湿法烟气脱硫(WFGD)技术是使用液体碱性吸收剂洗涤烟气以除去二氧化硫。该技术的特点是整个脱硫系统位于燃煤锅炉的除尘系统之后、烟囱之前,脱硫过程在溶液中进行,脱硫剂和脱硫生成物均为湿态,其脱硫过程的反应温度低于露点,反应速度快,脱硫效率高,技术比较成熟,生产运行安全可靠,因此在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位。但该工艺系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。运用比较广泛的工艺有:石灰石—石膏法、氧化镁法、氨法、海水法、钠碱法、双碱法等。
以石灰石-石膏法来说明其技术原理:
湿法石灰石一烟气脱硫技术采用石灰石浆液作脱硫吸收剂,将石灰石破碎后与水混合,磨细成粉状制成吸收浆液。在吸收塔内烟气中的SO2与浆液中的CaCO3以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成二水石膏,从而除去烟气中的SO2。主要工艺流程为:烟气经除尘器除去粉尘后进入吸收塔,从塔底向上流动,石灰石或石灰浆液从塔顶向下喷淋,烟气中SO2与吸收剂充分接触反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙沉淀物,落入沉淀池。干净烟气通过换热器加热后经烟囱向排入大气。主耍的化反应机理为:
SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
这种半水亚硫酸钙含水率40%-50%,不易脱水且难济于水,但易引起板结。其中部分亚硫酸钙与烟气中的氧反应生成石膏。这种亚硫酸钙与硫酸钙组成的副产物无法利用,只有抛弃。为使脱硫副产品能够回收利川,大多采用强制氧化方式,即向吸收塔下部循环氧化槽内鼓入空气,使亚硫酸钙充分氧化生成石膏,氧化率高达99%。这样得到的脱硫副产品是石膏,可以回收利用。这种脱硫工艺的优点是:技术成熟、脱硫效率高可以应用于大容量机组,对煤种的适应性强,设备性能可靠,脱硫吸收剂资源丰富、价格低廉,副产品容易回收利用。但这种脱硫工艺也有明显的缺点:初始投资大,运行费用较高,耗水量大,占地面积比其它工艺大,需要较大的脱硫场地,如果电厂没有预留脱硫场地,釆用这种工艺有一定的困难。2.2 半干法脱硫技术
半干法脱硫技术是把石灰浆液直接喷入烟气,或把石灰粉和烟尘增湿混合后喷入烟道,生成亚硫酸钙、硫酸钙干粉和烟尘的混合物。该技术运用较广泛的工艺有:旋转喷雾干燥法(SDA)、循环流化床烟气脱硫技术(CFB、RCFB)、增湿灰循环脱硫技术(NID)等。半干法脱硫技术是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法,其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间,该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。这种技术的特点是:投资少、运行费用低,脱硫率虽低于湿法脱硫技术,但仍可达到70%,并且腐蚀性小、占地面积少,工艺可靠,具有很好的发展前景。
半干法烟气脱硫机理:
固定和脱除烟气中SO2的基本原理是最简单的酸碱反应。采用在湿状态下脱硫,是因为干燥条件下碱性吸收剂几乎不与SO2发生反应,必须有水的存在脱硫反应才能进行。而干状态下处理脱硫产物主要是在酸碱反应进行的同时利用烟气自身的热量蒸发吸收液的水分,使最终产物呈现为“干态”。半干法烟气脱硫的过程是一个包括了传质、传热以及化学反应的综合过程,主要由以下几步组成:
(1)SO2由气相向吸收剂颗粒表面的扩散;
(2)SO2在吸收剂颗粒表面的吸附、溶解及离解反应;
SO2(g)→SO2(aq)SO2(aq)+ H2O→H2SO3 H2SO3→HSO3-+H+→SO32-+2 H+
(3)碱性吸收剂颗粒在液相中溶解:
Ca(OH)2→Ca2++2OH-(4)酸碱反应中以固定和脱除硫离子: Ca2++ SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O(5)脱硫产物水分蒸发,最终以“干态”形式排出。一般说来脱硫反应总的化学表达式可表示为:
SO2+ Ca(OH)2→CaSO3·1/2H2O+ 1/2H2O 产物CaSO3·1/2H2O又有可能被水汽中的O氧化,生成CaSO4·2H2O反应式为
CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O 出现较早(20世纪70年代)且有代表性的半干法脱硫工艺是喷雾干燥法。该工艺将石灰浆液通过高速旋转的喷雾装置雾化成很细的液滴,在吸收塔内与烟气进行混合与反应,同时雾化后的石灰浆液受热蒸发,形成干粉状脱硫产物与气体一起排出该方法的优点是脱硫剂液滴细小均匀、雾化增湿效果均匀,脱硫动力学条件好,但由于脱硫剂在反应器内的停留时间短,脱硫效率和脱硫剂的利用率均难以提高。为了提高脱硫率和脱硫剂的利用率,后来出现了基于循环技术的CFB工艺。二者的共同特点是在反应器的喉部安装一个固体物料的内循环系统,可将部分脱硫产物与新添加的脱硫剂一起循环返回到反应器内,使产物中未充分反应的脱硫剂再次与烟气接触,大大延长了烟气与脱硫剂的反应时间,提高了脱硫剂的利用率。2.3 干法脱硫技术
干法脱硫技术是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。无论加入的脱硫剂是干态的还是湿态的,脱硫的最终反应物都是干态的。比较成熟的干法脱硫工艺有:炉内喷钙尾部增湿法(LIFAC)、电子束法(EBA)、脉冲电晕法等。这些技术具有系统简单、投资省、占地面积小、运行费用低等优点。但干法脱硫工艺吸收剂的利用率低,脱硫效率较低,飞灰与脱硫产物相混,严重影响着副产物的综合利用,并且对干燥过程自动控制要求很高。
以CFB干法脱硫工艺来说明:
含尘烟气从锅炉尾部空气预热器出来后先通过一级电除尘器除去95%左右的飞灰,然后从底部进入脱硫塔。在脱硫塔内高温烟气与加入的吸收剂、循环灰充分混合进行脱硫反应,去除烟气中SO2。脱硫后的含尘烟气从脱硫塔顶部侧向排出,进入脱硫后除尘器进行气固分离,其中净烟气通过引风机排入烟囱。经除尘器捕集下来的含有吸收剂的固体颗粒,通过除尘器下的脱硫灰再循环系统,返回脱硫塔继续参加反应。多余的脱硫灰渣通过气力输送至脱硫灰库内,再通过罐车或二级输送设备外排。
工艺原理是:在CFB脱硫塔中,高温烟气在底部先与吸收剂、循环脱硫灰充分预混合,进行初步的脱硫反应,主要完成吸收剂与HCl、HF的反应。随后通过脱硫塔下部的文丘里管向上加速,进入CFB床体。在CFB内气、固两相由于气流的作用产生激烈的湍动与混合充分接触。脱硫剂颗粒在烟气携带上升的过程中由气、固二相物形成的絮状物在床内气流激烈湍动中不断形成,又不断解体固体颗粒在床内下落、提升过程随时发生使得气、固间的滑移速度大大提高。脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回,从而提高了塔内床层颗粒的密度和延长吸收剂的反应时间。在床内的钙硫比高达50以上,使SO2充分反应。这种CFB内气、固两相流机制,极大地强化了气、固间的传质与传热,为实现高脱硫率提供了根本的保证。其主要化学反应方程式如下:
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2 H2O+1/2 H2O Ca(OH)2+SO3→CaSO4·1/2 H2O+1/2 H2O CaSO3·1/2 H2O+1/2O2→CaSO4·1/2 H2O Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O Ca(OH)2+2HCl →CaCl2·2H2O 2Ca(OH)2+2HCl →CaCl2·Ca(OH)2·2H2O(>120℃)Ca(OH)2+2HF→ CaF2+2H2O SO2与Ca(OH)2的颗粒在CFB中的反应过程是一个外扩散控制的反应过程。其反应速度主要取决于SO2在Ca(OH)2颗粒表面的扩散阻力,或者说是Ca(OH)2表面气膜厚度。当脱硫剂颗粒与含SO2烟气之间的滑移速度或颗粒的雷诺数增加时,Ca(OH)2颗粒表面的气膜厚度减小,SO2进入Ca(OH)2的传质阻力减小,传质速率加快从而加快SO2与Ca(OH)2颗粒的反应。
系统组成:
典型的干法脱硫除尘系统主要是由预静电除尘器、脱硫塔系统、脱硫后除尘器、脱硫灰循环系统、吸收剂制备及供应系统、烟气系统、工艺水系统、流化风系统等组成。脱硫塔是脱硫系统的核心设备,主要由进口段、下部方圆节、文丘里段、锥形段、直管段、上部方圆节、顶部方形段和出口扩大段组成,塔内没有任何运动部件和支撑杆件。由于流化床中气、固间良好的传热、传质效果,SO3全部得以去除。加上排烟温度通过设置在文丘里段上部的喷水装置始终控制在高于露点温度20℃以上,因此不需烟气加热,更无须任何的防腐处理。脱硫后除尘器不仅需要除去烟气中的飞灰,而且还需要实现脱硫粉尘的收集分类及脱硫灰的循环,因此除尘器对脱硫最终效率有着重要的影响。灰循环的目的是建立稳定的流化床、床料层,反复利用未能充分进行反应而被烟气带出流化床的脱硫剂颗粒,降低吸收剂消耗量。结论:
湿式石灰石石膏法脱硫技术在工业上应用较早,具有技术成熟,运行可靠,脱硫效率高,适用煤种广等优点,特别适用于大型机组和脱硫效率要求高的脱硫,是我国目前应用最多的脱硫技术。但该法多为重复引进的国外技术,设备国产化低。产生的副产物石膏销路不畅、系统复杂、投资多、占地面积大、运行费用高等问题日益显现。
干法烟气脱硫技术具有工艺流程简单,占地面积小,投资和运行费用较低等优点,在脱硫市场上占有一定份额。缺点是脱硫效率较低,钙硫比高,副产物不能商品化,且需增加除尘负荷等,在某些场合限制了其应用。
半干法工艺脱硫效率较高,建设投资较省,占地面积较少,在能满足高品位石灰供应并妥善处理脱硫灰的条件下,具有较好的发展前景,主要适用于中小机组和老机组的脱硫改造。
第四篇:层析柱的干法湿法填充和相关知识
月的。否则有可能产 生高额流量费。慢慢 演唱者:张学友 所属专辑:黑与白新歌+精选1985-2004
心慢慢疼慢慢冷 慢慢等不到爱人
付出一生收回几成
情不能分不能恨 不能太轻易信任 真爱一回尽是伤痕
泪慢慢流慢慢收 慢慢变成了朋友
寂寞的夜独自承受
爱不能久不能够 不能太容易拥有 伤人的爱不堪回首 慢慢慢慢没有感觉 慢慢慢慢我被忽略 你何忍看我憔悴 没有一点点安慰 慢慢慢慢心变成铁 慢慢慢慢我被拒绝
你何忍远走高飞 要我如何收拾这爱的 残缺
泪慢慢流慢慢收 慢慢变成了朋友 寂寞的夜独自承受
爱不能久不能够
不能太容易拥有 伤人的爱不堪回首 慢慢慢慢没有感觉 慢慢慢慢我被忽略 你何忍看我憔悴
没有一点点安慰 慢慢慢慢心变成铁 慢慢慢慢我被拒绝 你何忍远走高飞 要我如何收拾这爱的 残缺
慢慢慢慢没有感觉 慢慢慢慢我被忽略0毫克的样品,用2cm×20cm的柱子);如果相差不到0.1,就要加大柱子,我觉得可以增加柱子的直径,比如用3cm的,也可以减小淋洗剂的极性等等。
3、关于无水无氧柱,适用于对氧,水敏感,易分解的产品
可以湿柱,也可以干柱。不过在样品之前至少要用溶剂把柱子饱和一次,因为溶剂和硅胶饱和时放出的热量有可能是产品分解,毕竟要分离的是敏感的东东,小心不为过。也是因为分离的东西比较敏感,所以接收瓶一定要用可密封的,遵循schlenk操作。至于是加压、常压、减压,随需而定。因为是schlenk操作,所以点板是个问题,如果样品是显色的,恭喜了,不用点板,直接看柱子上的色带就行了。如果样品无色,只好准备几十个schlenk瓶,一瓶一瓶的点,不过几次之后就知道样品在哪,也就可以省些了。像我以前过一根无水无氧柱,需要六个schlenk,现在只一个就能把所要的全收集到。无水无氧柱中用的比较多的是用氧化铝作固定相。因为硅胶中有大量的羟基裸露在外,很容易是样品分解,特别是金属有机化合物和含磷化合物。而氧化铝可以做成碱性、中性和酸性的,选择余地比较大,但是比硅胶要贵些。听说有个方法,就是用石英做柱子,然后用HF254做固定相,这样在柱子外面用紫外灯一照就知道产品在哪里了,没有验证过。哪位做过可以提出来大家参详参详。
4、关于湿法、干法上样
湿法省事,一般用淋洗剂溶解样品,也可以用二氯甲烷、乙酸乙酯等,但溶剂越少越好,不然溶剂就成了淋洗剂了。很多样品在上柱前是粘乎乎的,一般没关系。可是有的上样后在硅胶上又会析出,这一般都是比较大量的样品才会出现,是因为硅胶对样品的吸附饱和,而样品本身又是比较好的固体才会发生,这就应该先重结晶,得到大部分的产品后再柱分,如果不能重结晶那就不管它了,直接过就是了,样品随着淋洗剂流动会溶解的。有些样品溶解性差,能溶解的溶剂又不能上柱(比如DMF,DMSO等,会随着溶剂一起走,显色是一个很长的脱尾),这时就必须用干法上柱了。样品和硅胶的量有一种说法是1:1,我觉得是越少越好,但是要保证在旋干后,不能看到明显的固体颗粒(那说明有的样品没有吸附在硅胶上)。溶剂的选择。当然是最便宜,最安全,最环保的了。所以大多选用石油醚,乙酸乙酯。文献中有写用正己烷的,太贵了,除非特别需要不要用不
然银子哗哗的,流的比淋洗剂还快,不过因为极性很小,有时还是非它不可。乙醚也可以用,但是就是容易睡觉,注意保持清醒别让溶剂流干了,那样柱子也就不爽了。二氯甲烷也有用的,但是要知道,它和硅胶的吸附是一个放热过程,所以夏天的时候经常会在柱子里产生气泡,天气冷的时候会好一些。甲醇,据说能溶解部分的硅胶,所以产品如果想过元素分析的话要留神,应该经过后继处理,比如说重结晶等。其他的溶剂用的相对较少,要依个人的不同需要选择了。由于某些原因,用到的淋洗剂多是大包装的(便宜嘛),我们这里是用10升或25升的塑料桶装的,就要注意这些工业品的纯度是较低的。经常能够从送来的大桶底部看见有色的杂质,其他的杂质就可想而知了,所以在比较严格的柱分时就要对溶剂重蒸。当然过原料时就可以免去这一步了,反正下面还有提纯的方法。另外溶剂在过柱子后最好也回收使用,一方面环保,另一方面也能节省部分经费,缺点是要消耗一定的人工。这里要注意的是,一般在过柱同时进行的是减压旋蒸,石油醚和乙酸乙酯的比例由于挥发度的不同会导致极性的变化,一般会使得极性变大,在梯度淋洗时比较合适,正好极性越来越大了。在过完柱子后,溶剂最后回收要采用常压,因为在减压旋蒸时会有部分低沸点的杂质一起出来,常压时就会减少这种现象,如果杂质和你下面要过的样品有反应那就惨了。
5、关于操作问题。5.1 装柱。
柱子下面的活塞一定不要涂润滑剂,会被淋洗剂带到产品中的,可以采用四氟节门的。干法和湿法装柱觉得没什么区别,只要能把柱子装实就行。装完的柱子应该要适度的紧密(太密了淋洗剂走的太慢),一定要均匀(不然样品就会从一侧斜着下来)。书中写的都是不能见到气泡,我觉得在大多数情况下有些小气泡没太大的影响,一加压气泡就全下来了。当然如果你装的柱子总是有气泡就说明需要多练习了。但是柱子更忌讳的是开裂,甭管竖的还是横的,都会影响分离效果,甚至作废!
5.1.1硅胶的预处理
浓盐酸浸泡硅胶14小时,然后用蒸馏水洗涤硅胶4次后,将起进行减压抽滤,后不断加蒸馏水冲洗。在1小时之后,抽滤的水呈中性,但仍然含有氯离子。经过4小时不断的冲洗才使得抽滤液中基本不含氯离子。晾干一周后,在110℃
烘箱中活化2小时。
活化后的硅胶加石油醚浸泡并搅拌均匀。在装柱时,宜使用口径较大的玻璃漏斗置于 层析柱上部,注入1/2高的石油醚,打开下部活塞,然后尽量均匀地将硅胶倾入漏斗,这样可以防止层析柱中形成断层(这一步是实验的关键步骤)。
5.1.2添硅胶
装柱子(添硅胶)时,有两种方法:即湿法装柱和干法装柱,二者各有优劣。不论干法还是湿法,硅胶(固定相)的上表面一定要平整,并且硅胶(固定相)的高度一般为15cm左右,太短了可能分离效果不好,太长了也会由于扩散或拖尾导致分离效果不好。
湿法装柱是先把硅胶用适当的溶剂拌匀后,再填入柱子中,然后再加压用淋洗剂“走柱子”,本法最大的优点是一般柱子装的比较结实,没有气泡。
干法装柱则是直接往柱子里填入硅胶,然后再轻轻敲打柱子两侧,至硅胶界面不再下降为止,然后再填入硅胶至合适高度,最后再用油泵直接抽,这样就会使得柱子装的很结实。接着是用淋洗剂“走柱子”,一般淋洗剂是采用TLC分析得到的展开剂的比例再稀释一倍后的溶剂。通常上面加压,下面再用油泵抽,这样可以加快速度。干法装柱较方便,但最大的缺陷在于“走柱子”时,由于溶剂和硅胶之间的吸附放热(可以用手摸柱子明显感觉到),容易产生气泡,这一点在使用低沸点的淋洗剂时如乙醚,二氯甲烷更为明显。虽然产生的气泡在加压的情况下不易察觉,但是,一旦撤去压力,如在上样、加溶剂等操作的时候,气泡就会释放出来,严重时,整个柱子变花,样品不可能平整地通过,当然也就谈不上分离了。解决的办法是:第一、硅胶一定要添结实;第二、一定要用较多的溶剂“走柱子”,一定要到柱子的下端不再发烫,恢复到室温后再撤去压力。
也有介绍在硅胶的最上层填上一小层石英砂,防止添加溶剂的时候,使得样品层不再整齐。但我的感觉是如果小心上样,添加溶剂,则没有这个必要。
PS:干法装硅胶柱经验(带口罩在通风厨进行)
一边装一边两边均匀用力拍打,或者装完后用真空泵抽一下。我们用干法
装柱都是,把硅胶装进去之后,拿洗耳球稍微敲打几下后,拿水泵抽紧,边抽边用洗耳球敲柱,这样可以把柱子装的非常紧凑,尽量排空空气,这样上洗脱剂的时候就不会那么容易断开。装柱子下面的活塞一定要打开。干法装柱子下面的活塞一定要打开 干法装柱先保证柱子清洗干净,玻璃柱内壁光滑(水洗后不挂珠),柱底安装了砂漏或者以脱脂棉替代,活塞打开保证空气流通。
将经过预先计算、秤量好的硅胶一次性沿漏斗倒入柱内。如果不是预先计算秤量好硅胶,则在装柱时犹豫不决,容易被柱内暴腾的硅胶粉迷惑,不能确认已经装到了多高的柱高度。两次甚至三次、多次补加硅胶容易导致装柱断层。
一次装柱后,在柱下端左右手同时用胶块等物(柔和又有一定硬度的即可)敲打柱子。不断敲打,同时观察硅胶上端表面的变化,保证硅胶面平行下降,直到硅胶面落实不再有气体在硅胶面“冒泡”为止。
样品溶液用一定体积硅胶(硅胶粒度可小于装柱硅胶)拌匀后,凉干。均匀铺盖在柱子上表面(一般2cm左右,也要根据柱高、柱直径来确定),稍微敲打柱壁使上样硅胶踏实。
基本装柱完成了。
5.2 上样。
用少量的溶剂溶样品加样,加完后将下面的活塞打开,待溶剂层下降至石英砂面时,再加少量的低极性溶剂,然后再打开活塞,如此两三次,一般石英砂就基本是白色的了。加入淋洗剂,一开始不要加压,等溶样品的溶剂和样品层有一段距离(2~4cm就够了),再加压,这样避免了溶剂(如二氯甲烷等)夹带样品快速下行。
上样也有干法和湿法之分: 5.2.1干法上样
就是把待分离的样品用少量溶剂溶解后,在加入少量硅胶,拌匀后再旋去溶剂。如此得到的粉末再小心加到柱子的顶层。干法上样较麻烦,但可以保证样品层很平整。
5.2.2湿法上样
就是用少量溶剂(最好就是展开剂,如果展开剂的溶解度不好,则可以用一
极性较大的溶剂,但必须少量)将样品溶解后,再用胶头滴管转移得到的溶液,沿着层析柱内壁均匀加入。然后用少量 芗 洗涤后,再加入。湿法较方便,熟手一般采用此法。
5.3 淋洗剂的选择。
感觉上要使所需点在rf0.2~0.3左右的比较好。不要认为在板上爬高了分的比较开,过柱子就用那种极性,如果rf在0.6,即使相差0.2也不容易在柱子上分开,因为柱子是一个多次爬板的状态,可以通过公式的比较:0.6/0.8一次的分离度,肯定不如(0.2/0.3)的三次方或四次方大。5.4 样品的收集。
用硅胶作固定相过柱子的原理是一个吸附与解吸的平衡。所以如果样品与硅胶的吸附比较强的话,就不容易流出。这样就会发生,后面的点先出,而前面的点后出。这时可以采用氧化铝作固定相。
另外,收集的试管大小要以样品量而定,特别是小量样品,如果用大试管,可能一根就收到了三个样品,wuwu。如果都用小试管那工作量又太大。5.5 最后的处理。
柱分后的产品,由于使用了大量的溶剂,其中的杂质也会累积到产品中,所以如果想送分析,最好用少量的溶剂洗涤一下,因为大部分的杂质是溶在溶剂里的,一洗基本就没了,必要时进行重结晶。
另外,再过柱的时候,有时会出现气泡,一是和使用的溶剂有关,如果是易挥发的溶剂,如乙醚、二氯甲烷等,在室温稍高的情况下,很容易出现这种现象,因此,在室温高的时候,可以选择沸点较高,挥发相对小的溶剂。还有,使用混合溶剂时,使用的两种溶剂的沸点应该相差不大,如:乙酸乙酯和石油醚(60~90),而乙醚却要选择30-60的石油醚。二是:不论是用带砂板的还是塞棉花的,在装柱之前,都要将空气用加压的方法将空气排干,这样就可避免柱中有空气!过柱子需要耐心,不要着急。
第五篇:关于燃煤机组湿法和干法脱硫工艺比较分析
关于燃煤机组湿法和干法脱硫工艺比较分析
[摘 要]目前在国内外300MW机组有运行实例,且脱硫效率达到90%及以上的脱硫工艺有石灰石-石膏湿法、循环流化床干法脱硫(CFB-FGD)工艺、海水脱硫、氨法四种。而其中,只有石灰石-石膏湿法脱硫和循环流化床干法脱硫两种脱硫工艺对厂址条件、反应剂和产物等条件要求较低,适用于各种情况下的燃煤电厂烟气脱硫。因此,本文主要针对循环流化床干法脱硫和石灰石-石膏湿法脱硫这两种工艺进行比较。
[关键词]燃煤机组;循环流化床干法脱硫;石灰石-石膏湿法脱硫;
中图分类号:S336 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)26-0359-01
循环流化床干法脱硫和石灰石-石膏湿法脱硫是当前300MW级火力发电机组常用的两种脱硫工艺,本文简单介绍了两种脱硫方法的工艺原理和流程,并以新建2×300MW机组为例,对两种脱硫工艺的技术特点和投资运行费用进行比较。
一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺
石灰石-石膏湿法脱硫技术特点石灰石-石膏脱硫工艺采用Ca(OH)2或者CaCO3粉末的料浆来除去SO2,因为这种方法脱硫效率高、稳定性好、投资也比较低。为了改进其工艺对SO2的吸附效果,许多学者对钙基吸附剂进行改性,从而对其吸附效果进行了改进。Lee等把硫酸钙、氧化钙和粉煤灰通过水合作用合成活性比较高的烟气脱硫吸附剂。通过两种人工智能算法(神经网络和遗传运算法则),给出了吸附剂合成的完整模型和最优化方法,使其吸附剂的吸附容量达到62.2m2/g。Lee等采用钙基的吸附剂,使其在不同实验条件下进行烟气脱硫实验,并说明了烟气中氮氧化物和氧气在烟气脱硫过程中所产生的协同作用。Dahlan等采用RHA将CaO改性,并研究了采用RHA改性后的吸附剂对脱硫活性的影响因素。研究结果表明,在吸附剂的制备过程中,RHA的量、CaO的量、两者量的比及水合阶段是影响吸附剂脱硫活性的关键因素。除此之外,吸附剂的物理性质如孔径分布和表面形态也是影响脱硫活性的重要因素。IrvanDahlan等分别采用NaOH、CaCl2、LiCl、NaHCO3、NaBr、BaCl2、KOH、K2HPO4、FeCl3和MgCl2作为RHA/CaO吸附剂的填加剂,来提高RHA/CaO对SO2的吸附量,实验结果表明,大多数的填加剂都可以提高RHA/CaO吸附剂的吸附效率,其中以NaOH处理后的吸附剂的吸附容量最大。石灰石-石膏湿法的原理脱硫系统中发生的主要化学反应是:
吸附剂:SO2+H2O→H2SO3
CaCO3+2H2SO3→Ca(HSO3)2+CO2(g)+H2O
反应器:Ca(HCO3)2+O2+2H2O→CaSO4?2H2O(s)+H2SO4
CaCO3+H2SO4+H2O→CaSO4+2H2O+CO2(g)
脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴,加热器加热后排放。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆的循环利用,脱硫吸收剂的利用率高。此法Ca/S低(一般不超过1.03),脱硫效率高(可达到95%以上),适用于任何煤种的烟气脱硫。脱硫产生的副产品为二水硫酸钙(石膏),能作为水泥缓凝剂,亦可用于生产纸面石膏板,粉刷石膏,石膏砌块等。根据300MW级机组特点及目前湿法脱硫发展趋势,湿法脱硫系统按取消增压风机和GGH考虑,其工艺系统主要由烟气系统、吸收塔系统、制浆系统、工艺水系统及脱水系统等组成。
二、循环流化床干法脱硫(CFB-FGD)工艺
循环流化床脱硫工艺采用干态的消石灰作为吸收剂,通过二氧化硫与粉状消石灰氢氧化钙在Turbosorp反应器内发生反应,去除烟气中的SO2,通过吸收剂的多次再循环,延长吸收剂与烟气的接触时间,提高烟气脱硫效率。锅炉炉膛燃烧后的烟气通过空气预热器出口,进入静电除尘器ESP预除尘。经过静电除尘预除尘之后,烟气从锅炉引风机后的主烟道上引出从底部进入Turbo反应器并从上部离开。烟气和氢氧化钙以及返回产品气流,在通过反应器下部文丘里管时,受到气流的加速而悬浮起来,形成流化床,烟气和颗粒之间不断摩擦、碰撞,强化了气固之间的传热、传质反应。通过向反应器内喷水,使烟气温度冷却并控制在70℃左右,达到最佳的反应温度与脱硫效率。与烟气接触发生化学反应剩下的烟尘和烟气一起离开反应器并进入下游的布袋除尘器。经过布袋除尘器净化后的烟气经增压风机和出口挡板门后排入210m高度烟囱。国内干法脱硫工艺多运用在脱硫效率不超过95%的300MW及以下容量机组上。
三、投资及运行费用比较
近几年来,湿法脱硫工艺得到快速发展,工艺流程简化,设备不断国产化,价格大大降低。目前湿法脱硫设备投资费用与干法脱硫已基本持平,甚至还略低于干法脱硫。有关资料显示,循环流化床干法脱硫,投资总额约为13020万元;石灰石-石膏湿法脱硫,投资总额约为13480万元。运行费用比较:循环流化床干法脱硫,年运行成本为1058.2万元;石灰石-石膏湿法脱硫,投资总额1358.3万元。但若将与脱硫工艺相关的设备(引风机和烟囱)费用计入,干法脱硫可比湿法脱硫节省投资约为460万元,运行费用干法脱硫比湿法脱硫每年可节省约300万元。
四、工艺参数和技术特点比较
以某电厂新建2×300MW级机组为例,方案一采用循环流化床干法脱硫,吸收剂采用生石灰消化制得;方案二采用石灰石-石膏湿法脱硫,吸收剂采用石灰石粉,不设增加风机和GGH。脱硫效率均为90%,脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉BMCR工况时的100%烟气量,采用一炉一塔。除尘器入口主要烟气参数如下:(1)烟气温度:123.7℃;(2)烟气量:1205927Nm3/h(标态,干基,α=1.403);(3)烟气SO2浓度:1110mg/Nm3。湿法脱硫约占电厂脱硫装机总容量的80%以上,由于其工艺成熟,脱硫效率高,运行可靠,吸收剂易获得,副?a品石膏综合利用好,对电厂燃煤含硫量变化具有良好的适应性。干法脱硫系统简单,无脱硫废水产生,适用于缺水或取水受限制地区,但吸收剂要求较高,较难获得,副产品脱硫灰难以得到综合利用。
五、结论
第一,新建2×300MW机组,干法脱硫可比湿法脱硫节省投资约460万元,干法脱硫比湿法脱硫每年可节省运行费用约300万元。
第二,湿法脱硫工艺技术成熟,脱硫效率高,运行可靠,吸收剂易获得,副产品石膏综合利用好,对电厂燃煤含硫量变化具有良好的适应性,适合大、中、小各类机组的烟气脱硫治理,尤其适合大容量、大机组的烟气脱硫治理。
第三,干法脱硫系统简单,无脱硫废水产生,适用于缺水或取水受限制地区,但吸收剂要求较高,较难获得,副产品脱硫灰难以得到综合利用,适合中低硫煤、300MW及以下机组、老机组脱硫改造。
第四,在满足环保要求的前提下,湿法脱硫和干法脱硫均为可行的300MW级燃煤机组烟气脱硫方案,各电厂可根据自身的实际状况和条件,从实际出发,因地制宜地进行治理,将总投资、运行费用、占地面积、脱硫率、副产物的处置和可利用性等方面进行综合和全面考虑。
参考文献
[1] 宋海民.对于循环流化床锅炉技术的应用推广的探讨[J].科技创业家,2014(04).[2] 彭皓等,《循环流化床干法烟气脱硫技术在临沂电厂的应用》,能源工程,2008(1).