半干法烟气脱硫除尘一体化技术2

文章编号:100428774(2004)06232203半干法烟气脱硫除尘一体化技术收稿日期:2004204219章勤华,王小东,万　松(江西江联能源环保股份有限公司,南昌330001)H alf2dryness Desulf urization and Dust R emovalDouble2cleaning T echnoloy for SmokeZHAN G Qin2hua,WAN G Xiao2dong,WAN Song(JiangXi Jiang Lian Pu Kai Power Environmental Engineering CO.,L TD,Nanchang330001,China)摘　要:文章对半干法烟气脱硫除尘一体化技术作了总体的介绍,提出了烟气脱硫除尘一体化技术应着重解决的问题,可供新上烟气脱硫除尘项目借鉴。

关键词:脱硫除尘一体化;半干法;烟气脱硫袋式除尘中图分类号:T K223127 文献标识码:B1　二氧化硫的排放及其污染状况煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧会产生二氧化硫等污染物的排放,其中以煤燃烧产生的污染最为严重。

我国的原煤中灰分、硫分含量比较高,大部分煤的灰分在25%～28%,硫分含量变化范围比较大,从0.1%～10%不等。

我国商品煤的平均含硫量约为1.13%。

煤中硫可分为可燃硫和不可燃硫,可燃硫及其化合物在高温下与氧发生反应,生成SO2。

我国的SO2排放量与煤消耗量有密切关系, 1983～1991年两者的相关系数达到0.96。

随着燃煤量的增加,燃煤排放的SO2也不断增长,早在1995年我国SO2排放就达到2370万t,已超过欧洲和美国。

近几年排放量虽有下降,但仍居世界第一位。

表1为我国近些年的SO2排放量。

表1　我国1986～1999年的SO2排放量年份19861987198819891990199119921993199419951996199719981999排放量/Mt12.514.515.215.115.816.516.818.418.423.723.022.421.118.5 大气中的SO2的沉降有干式和湿式两种。

干式沉降时,附着在颗粒物上的SO2,经转化后生成的硫酸盐借重力作用回地面、水域、植被表面和建筑物上,其中细微粒子可能经呼吸道、皮肤进入人体,对整个大自然造成了很大危害。

湿式沉降就是通常所说的酸雨(p H<5.6)。

湿式沉降形成酸雨有三条途径:(1)SO2经液相氧化反应生成SO42-,被降水洗脱带到地面;(2)SO2经气相氧化并与水气反应生成SO42-,被降水洗脱降到地面;(3)气态的SO2被降水吸收,生成HSO3-降到地面。

酸雨对水生态系统、农业生态系统、森林生态系统、建筑物和材料以及人体健康等方面都有危害。

在“1990～1995年联合国系统中期环境方案”中,酸雨被列为“重大攸关问题”之一。

酸雨对水生生物的危害主要是:对水质的酸化,使水域环境中食物链受到破坏,造成物种灭绝或减少;对水质的酸化使水中的金属离子浓度增加,对水生生物毒性增加。

酸雨对森林生态系统的危害引起森林树木叶片黄化、落叶,甚至死亡。

酸雨对农业生态系统的危害主要表现为引起农作物的减产。

可以加速建筑物和材料的腐蚀,从而破坏各种材料、建筑物和人工制品。

对人体健康的影响是间接的和潜在性的。

2　烟气脱硫技术的分类及其特点(1)烟气脱硫技术的分类煤燃后烟气脱硫(F G D)是目前居世界上大规模商业化应用的脱硫技术之一。

按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫可分为湿法、干法23 工　业　锅　炉 2004年第6期(总第88期)和半干法脱硫除尘一体化三类工艺。

(2)各类烟气脱硫技术的特点①湿法脱硫技术湿法脱硫技术成熟,效率高,Ca/S 比低,运行可靠,操作简单,但脱硫产物的处理比较麻烦,烟温降低不利于扩散,传统湿法的工艺较复杂,占地面积和投资较大。

②干法脱硫技术干法的脱硫产物为干粉状,处理容易,工艺简单,投资也低于传统湿法,但石灰(石灰石)作为脱硫剂(粉末状)的干法脱硫,脱硫效率和脱硫剂的利用率均较低。

③半干法脱硫除尘一体化技术半干法脱硫除尘一体化技术,既有干法脱硫的优点,又有湿法的优点。

它的脱硫产物为干粉状,处理容易,工艺简单,投资也低。

脱硫剂利用率高,脱硫效率比传统的干法、半干法要高10～15个百分点,达到了湿法的脱硫效率,采用石灰石为脱硫剂的半干法脱硫除尘一体化技术,多采用旋转喷雾器,脱硫效率80%～90%,投资比湿法低。

目前在中国、德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典等国应用较多。

3　半干法脱硫除尘一体化技术3.1　该技术利用换热器将烟气温度降低后进入脱硫塔,烟气中的二氧化硫与高速喷入的浆液细雾滴进行充分的混合反应,之后再与喷入的水雾混合进一步降低温度至露点以下,以达到高效脱硫的效果,因为温度越接近露点脱硫反应速率越高。

进入分离器后,分离的颗粒从分离器落下循环回到脱硫塔继续参与脱硫反应,以提高脱硫剂的利用率,置换的热量用来加热脱硫后的低温烟气,不但使烟气温度达到了袋式除尘器进气温度范围,也使得水分充分蒸发,不至于烟气温度低于其露点温度而导致袋式除尘器清灰困难。

烟气进入袋式除尘器后,粉尘和没有充分反应的脱硫剂被滤袋捕集下来,继续与二氧化硫发生反应,因此,袋式除尘器成了捕集粉尘、脱硫剂和提供脱硫反应场所等功能的装置,更好地提高了脱硫效率和脱硫剂的利用率。

3.2　半干法脱硫除尘一体化技术工艺过程半干法脱硫除尘一体化技术的工艺过程包括:脱硫剂的制备、脱硫剂的浆液雾化、雾粒与烟气的接触混合、烟气降温和升温、液滴蒸发与SO 2吸收、灰渣排出、灰渣再循环、烟气进入袋式除尘器。

图1是半干法脱硫除尘系统示意图。

图1　半干法脱硫除尘系统示意图3.3　半干法脱硫化学反应机理生石灰制浆:CaO +H 2O →Ca (OH )2SO 2被液滴吸收:SO 2+H 2O →H 2SO 3吸收剂与SO 2的反应:Ca (OH )2+H 2SO 3→CaSO 3+2H 2O 液滴中CaSO 3过饱和沉淀析出:CaSO 3(aq )→CaSO 3(s )部分CaSO 3(aq )被溶于液滴中的氧气所氧化生成CaSO 4(aq ):CaSO 3(aq )+1/2O 2→CaSO 4(aq )部分CaSO 4难溶于水,便会迅速沉淀析出固态CaSO 4:CaSO 4(aq )→CaSO 4(s )烟气中的其他酸性气体为SO 3、HCl 等也会同时与Ca (OH )2反应,而且SO 3和HCl 的脱除率高达95%,远大于湿法脱硫工艺中SO 3和HCl 的脱除率。

3.4　半干法脱硫一体化各部分介绍(1)脱硫剂制备系统半干法脱硫除尘一体化技术大多采用CaO 含量尽可能高的石灰作脱硫剂。

脱硫剂通过浆液池变成高浓度浆液(里面配有过滤器清除大颗粒杂质),以备旋转喷雾器高速喷射。

(2)换热系统换热器在整个系统中是比较关键的设备。

首先烟气通过换热器降低温度再进入脱硫塔和经旋转喷雾器高速喷射的浆液充分反应。

再就是从分离器出来的烟气又要通过换热器来加热增温进入除尘器进行再循环脱硫除尘。

(3)灰渣及再循环系统从分离器出来的灰渣中含有相当数量反应剩余的氧化钙,大多数煤飞灰也含有一定碱性物质。

为33・环保技术・ 半干法烟气脱硫除尘一体化技术 了减少新鲜脱硫剂的耗量,提高脱硫剂的利用率,将部分脱硫灰渣再循环利用是必要的。

脱硫灰渣再循环可使系统脱硫率提高10～15个百分点。

同时灰渣的再循环改善了传质条件,有利于雾粒干燥,从而改善了脱硫塔塔壁结垢的趋势。

(4)分离系统分离器在整个技术系统中也起到了很关键的作用,从脱硫塔中出来的烟气通过分离器把大的颗粒分离出来,然后从分离器下面再进入脱硫塔继续参于脱硫反应,从而提高脱硫剂的利用率。

(5)除尘系统从分离器出来的烟气中含有没有充分反应的脱硫剂被袋式除尘器的滤袋捕集后又可以与SO2反应,这样就增加了脱硫剂的利用率。

另外,袋式除尘器的除尘效率高,在目前环保要求越来越严格的情况下,袋式除尘器是最为理想的除尘设备。

3.5　半干法脱硫一体化技术特点(1)技术先进;(2)脱硫效率高;(3)Ca/S比低;(4)投资省;(5)占地小;(6)耗水量低;(7)脱硫产物容易处理,无二次污染;(8)自动控制水平高。

4　总结从以上的分析介绍来看,传统的湿法脱硫因投资高、运行费用昂贵、占地面积大、存在二次污染等因素受到一定的制约,干法脱硫又有脱硫效果欠佳(50%～70%)等因素。

而半干法脱硫一体化技术综合了湿法和干法脱硫的优点,可以肯定,半干法脱硫除尘一体化技术的应用前景将会越来越广阔。

参考文献[1]毛健雄,毛健全,赵树民.煤的清洁燃烧[M].北京:科学出版社,1998,3.(上接第31页)炉停止运行,系统缺水时,补水泵照常工作直到恒压点为270kPa为止。

由于补入采暖系统的水是锅炉房蓄水池的常温水,当锅炉运行时,采暖系统的水受热而膨胀,当循环水泵吸入口回水总管恒压点压力高于270kPa以上20kPa时,电磁阀5自动开启泄压至270mH2O(通过控制柜面板键盘手动输入的参数)关闭。

当电磁阀5出现故障而不能泄水,而系统压力继续升高达到恒压292kPa时(高于电磁阀5的开启压力2kPa),电磁阀6自动开启泄压,同时警铃9动作发出警示声响,以提示锅炉房工作人员电磁阀5出现故障应及时维修。

当电磁阀6也出现故障不能开启,而系统压力继续升高达到压力294kPa 时,安全阀4开启泄压,通过三项技术措施以确保系统不超压。

3　全自动补水定压装置的应用2000年笔者在单位进行了锅炉房扩容改造,并在锅炉内安装了锅内不锈钢波纹管换热器,使集中供热热水锅炉变成无压自然循环蒸汽锅炉,通过锅内换热器将蒸汽的汽化潜热转换为波纹管内热水的热量用于采暖。

锅炉不渗漏,则锅炉不需补水,保证了锅炉不结垢不爆管,每年节约锅炉维修费20余万元[1]。

同时供暖系统安装了笔者研制的全自动补水定压装置,使得单位的供暖发生了质的变化,系统内再也无水流声响。

2000年底的寒冷期,室外达到-39℃,使全部用户达到了供暖设计要求。

全自动补水定压设备的运行不受人为因素干扰,已经安全运行三年,保证了该单位的正常供暖。

4　结语供暖事业涉及到千家万户,且北方寒冷季节较长,从事供暖的专业技术人员一定要精通业务,忠于职守,选用优质产品,既要满足当前供热的需要,又要尽可能地满足将来负荷变化的需要。

该全自动补水定压装置既给我们解决了寒冷冬季的供暖温暖问题,又带来了经济效益。

参考文献[1]张雅杰1单、双锅筒热水锅炉爆管问题研究[J].工业锅炉,2002,(3):52-54.提高能源利用　加强环境保护43 工　业　锅　炉 2004年第6期(总第88期)。