李尹

摘 要：TRIZ是重要的問題解決創(chuàng)新方法，以燒結(jié)脫硫廢水處理和煤氣輸送系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題為例，采用TRIZ中的多種分析方法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，形成方案并獲得成功應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：TRIZ；創(chuàng)新；案例

1引言

TRIZ（發(fā)明問題的解決理論）是創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新工具和哲學(xué)的綜合體，作為一套成熟的理論和方法體系，已在全世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。

TRIZ對(duì)問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，能全面地發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)，打破思維定勢(shì)，形成了容易被掌握的發(fā)明問題解決理論[2]。本課題借助TRIZ工具，解決了燒結(jié)脫硫廢水處理和煤氣輸送系統(tǒng)運(yùn)行中的實(shí)際問題。

2 案例一 優(yōu)化燒結(jié)脫硫廢水處理效能

2.1問題描述

濕法脫硫技術(shù)以其高效脫硫率得到廣泛應(yīng)用，但產(chǎn)生的脫硫廢水是其中的一個(gè)難點(diǎn)。燒結(jié)脫硫廢水成分復(fù)雜，在行業(yè)內(nèi)尚無有效的直接處理方式，基本以綜合排放為主。面對(duì)越來越嚴(yán)格的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，必須加緊研究經(jīng)濟(jì)可靠的處理方式和綜合利用技術(shù)。

目前系統(tǒng)采用“絮凝沉淀+沖渣”方式處理。脫硫廢水經(jīng)絮凝沉淀預(yù)處理后，出水仍含有大量COD、SS、氯離子，氨氮，以及微量重金屬離子，后續(xù)進(jìn)入高爐渣池消納。考慮到后期會(huì)新建脫硫設(shè)施，而目前的沖渣點(diǎn)已經(jīng)飽和，不能消納更多的廢水，當(dāng)前的處理方式急待改進(jìn)。

2.2 TRIZ分析方法

2.2.1 物場(chǎng)分析

物場(chǎng)分析是從物質(zhì)和場(chǎng)的角度來分析與構(gòu)造最小技術(shù)系統(tǒng)。廢水處理裝置對(duì)廢水中有害因子處理能力不足，考慮再引入化學(xué)場(chǎng)，加強(qiáng)對(duì)有害因子處理。脫硫廢水中的主要表現(xiàn)為還原性物質(zhì)，可加入次氯酸鈉等，通過氧化作用降低COD ；通過吹脫或化學(xué)氧化法進(jìn)一步去除氨氮；加入氫氧化物和有機(jī)硫化物，降低重金屬含量；加入絮凝劑和助劑，沉降懸浮物。

通過水質(zhì)的進(jìn)一步提高，找尋綜合利用途徑。

2.2.2 進(jìn)化分析

采用“向超系統(tǒng)進(jìn)化路線：?jiǎn)蜗到y(tǒng)→雙系統(tǒng)→多系統(tǒng)→擴(kuò)大系統(tǒng)→去掉一些組件→系統(tǒng)部分簡(jiǎn)化→完全簡(jiǎn)化”。

當(dāng)前脫硫廢水采用絮凝沉淀單系統(tǒng)處理方法，可進(jìn)化為多系統(tǒng)（增加曝氣氧化和硫化物沉淀處理）；后還可進(jìn)化到系統(tǒng)完全簡(jiǎn)化，采用鹽水濃縮結(jié)晶處理裝置，直接對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理。廢水經(jīng)濃縮、蒸發(fā)，形成相當(dāng)稠重的結(jié)晶漿液和母液，再進(jìn)行霧化干燥，得到鹽粉，填埋處理。此方法可實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放，可作為應(yīng)對(duì)越來越嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)備技術(shù)。

2.3 最終方案

經(jīng)驗(yàn)證后采用“中和沉淀+硫化物沉淀+絮凝沉淀+澄清濃縮”的處理方式，提高出水水質(zhì)，擴(kuò)大利用范圍。出水可用到現(xiàn)有的半干法脫硫工藝的冷卻水系統(tǒng)，代替氯化鈣用于燒結(jié)礦噴淋，渣線中和強(qiáng)堿性渣池水，電除塵器入口煙道或其他處置系統(tǒng)，進(jìn)行多渠道綜合消納[3]。此方案可實(shí)現(xiàn)資源最大化利用，經(jīng)濟(jì)合理，可實(shí)施性強(qiáng)。

3 案例二 改善煤氣輸送系統(tǒng)運(yùn)行效率

3.1 問題描述

當(dāng)前氫站煤氣流量為15，000Nm3/Hr，由于管網(wǎng)焦?fàn)t煤氣含有100mg/m3以上的焦油、大量的萘和硫化物，造成羅茨風(fēng)機(jī)在短時(shí)間停運(yùn)后無法再次啟動(dòng)，必須解體清洗后才能重新運(yùn)行。

焦?fàn)t煤氣中含有多種有機(jī)物和無機(jī)物雜質(zhì)，如粉塵、焦油、萘、HCN、氨、H2S、水等，易在輸送系統(tǒng)或設(shè)備內(nèi)造成沉積和腐蝕問題，造成設(shè)備使用壽命縮短，維修和備件成本增加，影響生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。國(guó)內(nèi)一般采用高壓水沖洗或機(jī)械清除，但清除效果不理想，同時(shí)需要生產(chǎn)停機(jī)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。

3.2 TRIZ分析方法

3.2.1 物場(chǎng)分析

對(duì)堵塞風(fēng)機(jī)或管道進(jìn)行人工機(jī)械清洗時(shí)，由于歷史沉積物和雜質(zhì)粘附作用較大，操作起來費(fèi)時(shí)耗力，可考慮引入化學(xué)場(chǎng)，采用能溶解附著物的化學(xué)藥劑，松動(dòng)管道內(nèi)沉積的焦油、萘等有機(jī)物和無機(jī)物，使之易于清除。

機(jī)械場(chǎng)機(jī)械場(chǎng) 化學(xué)場(chǎng)

3.2.2 因果分析

造成系統(tǒng)堵塞和腐蝕的原因有煤氣中攜帶的焦油、大量的萘和硫化物，結(jié)合資源分析，可在煤氣凈化系統(tǒng)中脫硫、脫氰工段，提高脫除效率，盡量降低煤氣中H2S，HCN含量；提高電捕焦油器開工率及捕集效率；合理控制洗苯塔操作溫度，盡量減少凈煤氣含油。

3.3 最終方案

經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，形成了以下方案：采用含有獨(dú)特的有機(jī)分散劑和成膜緩蝕劑的化學(xué)藥劑，在風(fēng)機(jī)前連續(xù)投加，防止有機(jī)污垢的沉積和管道堵塞，同時(shí)松動(dòng)歷史沉積物；通過特制設(shè)備將藥劑直接注入需要處理的管道和設(shè)備內(nèi)。

添加裝置主要包括添加泵、安全閥、量筒計(jì)量器、儲(chǔ)液罐、過濾器、噴嘴等部件。

3.4 創(chuàng)新點(diǎn)

煤氣系統(tǒng)化學(xué)處理集成技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

采用自動(dòng)控制加藥設(shè)備和專利化學(xué)品，添加劑以分散霧化形式進(jìn)入煤氣管道或需要處理的設(shè)備處，滲透并液化萘、焦油等有機(jī)物沉積；同時(shí)松動(dòng)堅(jiān)硬的沉積物，改善歷史沉積問題，減少管道及設(shè)備的腐蝕，減少風(fēng)機(jī)震動(dòng)。

操作簡(jiǎn)便，可連續(xù)或停機(jī)運(yùn)行；酸性和堿性條件下均穩(wěn)定有效；減少煤氣管道清理工作，降低設(shè)備維修或更換費(fèi)用。

4 結(jié)論

以工程實(shí)際問題為例，演示了應(yīng)用TRIZ中物場(chǎng)，因果和進(jìn)化分析等分析方法解決實(shí)際問題的步驟，最終得到成功應(yīng)用。燒結(jié)脫硫廢水通過綜合利用得到有效處置，煤氣輸送系統(tǒng)堵塞、腐蝕問題得到有效解決。

應(yīng)用案例證實(shí)了TRIZ在技術(shù)工藝問題解決中的可行性，并為其他類似的工藝改進(jìn)提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1].覃方.技術(shù)創(chuàng)新方法TRIZ的推廣應(yīng)用研究[D].廣東：廣東省社會(huì)科學(xué)院，2014

[2].檀潤(rùn)華，王慶禹.發(fā)明問題解決理論：TRIZ[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2001，7（7）：7-11