国内外脱硫除尘一体化技术研究
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脱硫除尘技术综述报告谢晓欣(航大环化学院,南昌 330063)摘要:主要对我国目前工业上使用的部分湿法烟气脱硫技术的应用现状进行了分析比较,也对国内外主流除尘工艺技术现状进行了分析关键词:烟气脱硫; SO2 污染;脱硫技术前言我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭在中国能源结构中的比例高达 75% 以上,我国排放的 SO 2 90%均来自于燃煤。
近几年,我国虽然采取了排污收费政策,但每年的 SO 2 排放量仍超过 2000万 t,酸雨污染面积迅速扩大,对我国农作物、森林和人体健康等方面造成巨大损害,也成为制约我国经济、社会可持续发展的重要因素,因此 SO 2 排放的控制已势在必行。
我国脱硫技术研究较多,但大多停留在小试、中试阶段。
20 世纪 80 年代以来,引进一些国外先进脱硫技术装备。
其中湿法脱硫主要是日本技术,干法脱硫以引进欧美技术为主。
近年来国内开发的改进的新氨法烟气脱硫技术、脉冲电晕放电烟气脱硫技术、活性焦可资源化烟气脱硫技术、超重力技术烟气脱硫技术较有发展前景。
1.部分国内外湿式除尘脱硫工艺简介及分析比较燃烧后脱硫技术即对锅炉烟气进行脱硫,这是我国及世界上目前脱硫的主要方法。
电厂锅炉烟气的脱硫技术由于投资高,工艺复杂,不适合中小型锅炉烟气的治理。
近年来,我国科技人员针对中小型锅炉烟气的脱硫技术进行了研究,以下例举几种湿式除尘法:1.1湿式冲旋脱硫除尘技术基本原理是利用冲激、旋风二级除尘机制,在除尘器内部设置了冲激室和旋风室。
烟气由锅炉进入冲旋室后,自上而下冲激水面,进行初次除尘,润湿烟尘,增大细微尘粒的重量。
然后烟气自下而上,在除尘器上部经由导板组成的通道进入旋风室。
在旋风室内自上而下沿室壁作螺旋运动,利用离心力进行二次除尘,然后由轴线向上经出口排出。
在除尘过程中,烟气中的二氧化硫溶解于水,生成亚硫酸微滴,并与尘粒一起从烟气中分离出来。
主要技术指标:S02去除率80%,烟尘去除率95%,阻力1100Pa。
科技成果——玻璃窑烟气脱硫脱硝及除尘一体化技术适用范围玻璃窑炉行业烟气治理技术原理该技术以高温电除尘器、SCR脱硝、干式脱硫除尘一体化等烟气脱硫脱硝除尘一体化工艺,对烟气中的SOx、NOx等酸性有害气体以及烟尘进行净化,从而实现玻璃窑烟气的一体化治理。
工艺流程玻璃窑烟气脱硫脱硝及除尘一体化技术工艺流程图工艺流程为:从玻璃窑出来的高温烟气通过余热锅炉的高温余热利用后,进入高温电除尘器进行除尘和SCR进行脱硝,然后返回到余热锅炉进一步余热利用到烟气温度降低至150℃左右,之后从底部进入循环流化床吸收塔,在塔内,烟气、喷入的降温湿润水、高浓度颗粒之间激烈地湍动与混合,发生气-固-液三相的离子型反应,烟气中SO2、NOx及其它酸性气体与吸收剂Ca(OH)2反应而被脱除。
同时,喷入的水分被充分蒸发,干燥含尘烟气从吸收塔顶部排出进入下游的布袋除尘器收集脱硫副产物,除尘器收集的副产物大多循环回吸收塔进行高倍率循环反应利用,少量脱硫副产物通过输送设备外排,最终净化后的烟气经过引风机、烟囱外排。
关键技术针对玻璃窑烟气高粘性、尘细的工况特点而开发的高温防粘电除尘器及SCR脱硝技术,实现烟气中的NOx达标排放;开发玻璃窑烟气循环流化床吸收反应器及布袋除尘器,在高效脱硫除尘的同时也可协同深度脱硝,实现脱硫脱硝除尘一体化的净化治理;整个系统运行温度高于露点以上15-25℃,排烟透明,没有视觉污染;采用智能化上位机操作,提高智能自动控制水平,改善操作人员工作环境。
典型规模该系统单套处理规模为1500t/d玻璃生产线。
应用情况该技术已在旗滨玻璃、华尔润玻璃、南宁玻璃等20多条500-1500t/d玻璃生产线得到应用,脱硫效率大于95%,脱硝效率大于80%,颗粒物排放小于20mg/Nm3。
典型案例(一)项目概况绍兴旗滨玻璃有限公司位于环保要求严格的浙江省绍兴市,该公司的2×600t/d熔窑烟气脱硫脱硝除尘处理项目,设计处理烟气量2×130000Nm3/h,烟气来源于玻璃熔窑排出的高温烟气,2013年8月开工建设,于2014年1月完成调试并建成投产。
半干法烟气脱硫除尘一体化技术摘要: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;烟气脱硫袋式除尘目前环境保护已成全球化趋势,尤其对于火力发电行业,低排放、超净排放,会受到越来越多国家和业主的关注,此技术能同时满足烟尘和二氧化硫的排放标准,势必成为日后火电厂的首选设备.本文就半干法脱硫除尘一体化的系统构成及调试要点进行了简要论述。
一、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烧后烟气脱硫(FGD)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。
二、半干法脱硫除尘一体化技术1.半干法脱硫除尘一体化技术原理该技术利用低温烟气进入脱硫塔后,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。
玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术分析摘要:在玻璃生产过程中,玻璃窑炉烟气中会由于所选择的燃料而产生不同程度的粉尘和硫硝污染物。
为了使烟气达到排放标准,符合绿化环保的生产要求,采取烟气脱硫脱硝除尘一体化技术对玻璃窑炉烟气进行治理是十分必要的。
对此,本文分析了玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘现状,分别从不同方面具体研究了玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术,希望有所帮助。
关键词:玻璃窑炉;烟气;脱硫脱硝除尘;一体化技术引言:在国民经济不断发展,现代化建设的进程不断推进的环境下,玻璃作为工业的重要原材料,其生产规模越来越大。
在电子信息、房地产、汽车等相关行业发展中,玻璃行业也得到了快速的发展,玻璃产量不断加大。
而在玻璃生产的过程中,由于其生产使用的燃料会对空气环境产生严重的污染,为了确保玻璃行业的持续化发展,加强对玻璃窑炉烟气的治理势在必行。
1.玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘现状目前,我国玻璃的生产规模较大,生产线较多。
在玻璃生产当,有超过半数的生产使用燃料为石油焦粉,其余的生产所用燃料中重油和天然气、煤制气等各占一半左右。
玻璃生产过程中所使用的燃料不同,其产生的烟气污染情况也有所不同,比如使用石油焦粉作为燃料的生产过程中,产生的烟气污染物中粉尘浓度更高、硝类污染物的浓度与其他两种燃料相差不多,硫类污染物的浓度相对较高,但小于重油产生的污染物浓度。
就目前烟气污染物处理现状来看,我国大多数的玻璃生产企业都安装了相应的烟气处理措施,但也存在部分烟气未经过窑炉脱硫脱硝除尘处理就直接排放的问题,就整个行业而言,对玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘工作仍需进一步完善。
1.玻璃窑炉烟气脱硫脱硝除尘一体化技术在传统的玻璃生产脱硫脱硝除尘技术中,对各类污染物单独去除,需要涉及到很多的设备和工艺,不仅需要消耗大量的成本其去除效果也并不可观。
采用脱硫脱硝除尘一体化技术能够有效节约设备的占地面积并节省成本投资,在一体化技术作用下,还能够实现对各类污染物同时高效去除的效果,为玻璃窑炉烟气治理工作带来了新的方式。
第26卷第4期电站系统工程V ol.26 No.4 2010年7月Power System Engineering 1 文章编号:1005-006X(2010)04-0001-02国内外烟气脱硫技术综述Summary of Domestic and Abroad FGD Technology嫩江县海信热电有限责任公司张秀云 郑继成近年来,世界各发达国家在烟气脱硫(FGD)方面均取得了很大的进展,美国、德国、日本等发达工业国家计划在2000年前完成200610 MW的FGD处理容量。
目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有:①湿法脱硫技术,占85%左右,其中石灰石石膏法约占36.7%;②雾干燥脱硫技术,约占8.4%;③吸收剂再生脱硫法,约占3.4%;④炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法,约占1.9%;⑤海水脱硫技术;⑥电子束脱硫技术;⑦脉冲等离子体脱硫技术;⑧烟气循环流化床脱硫技术。
1 主要烟气脱硫技术1.1 湿法脱硫技术湿法脱硫工艺应用最多,占脱硫总装机容量85%。
而其中占主导地位的石灰石-石膏法是目前技术上最成熟、实用业绩最多、运行状况最稳定的脱硫工艺,已有近30年的运行经验,其脱硫效率在90%以上,副产品石膏可回收利用,也可抛弃处置。
20世纪70年代末,石灰石-石膏法FGD技术在美国、德国和英国基本过关,开始大规模推向市场,到80年代中期,这些国家的FGD市场渐趋饱和。
各供应商在完成项目的过程中不断积累经验,形成了各自的特点,但从总体上看,还是大同小异,共性大于个性。
值得一提是德国的SHU 公司(全称黑尔环境工程公司)的工艺,在吸收剂石灰石浆液中加入少量甲酸(HCOOH即蚁酸),效果很好;脱硫反应中间生成物不是难溶的CaSO3而是易溶的Ca(HSO3)2,避免了一般石灰石/石灰-石膏法操作不当时出现CaSO3结垢和堵塞现象;石灰石的溶解度增加80~1000倍,可使液气比减少25%~75%。
脱硫脱硝一体化的研究现状随着环保意识的不断增强和环境法规的不断完善,脱硫脱硝技术的应用广泛,成为大气污染治理的重要手段。
但是,传统的脱硫脱硝工艺存在一些问题,如投资成本高、能耗大、废水排放等,因此,研究脱硫脱硝一体化技术成为了环保工程领域的热点之一。
脱硫脱硝一体化技术是将脱硫和脱硝工艺进行整合和优化,实现两种污染物一起减排的技术。
脱硫脱硝一体化技术有以下优势:1.节能减排:采用脱硫脱硝一体化技术能够有效地降低能耗,减少废水排放。
同时,由于降低了能耗,也就降低了二氧化碳、氮氧化物等温室气体的排放量,达到了节能减排的效果。
2.提高效率:脱硫脱硝一体化技术具有高效率的特点,不仅可以同时去除二氧化硫和氮氧化物,而且操作简单、稳定可靠。
并且,脱硫脱硝一体化技术的处理效率比传统工艺高,而且节约了工艺空间。
3.节约投资:针对传统的脱硫、脱硝工艺,需要建设两套不同的工艺设备,需要大量人力、物力、财力的投入,而脱硫脱硝一体化技术则是通过一套不同于传统的设备流程,节省了大量的投资。
目前,国际上研究脱硫脱硝一体化技术的重点在于优化催化剂材料和工艺流程。
主要的研究方向有以下几种:1.催化剂材料的优化:传统的脱硫剂和脱硝剂使用氨水或尿素等化学试剂,而催化剂则可以无需化学试剂,通过吸附、同步催化等方法来实现脱硫脱硝。
目前国际上已经研究出一系列优良的催化剂,如铂基催化剂、硫酸盐挂载型催化剂、ZSM-5基催化剂等,这些催化剂能够降低脱硫脱硝的温度和催化反应活性。
2.工艺流程的优化:传统的脱硫脱硝工艺一般需要大量的吸收剂和降温系统等辅助设施,而脱硫脱硝一体化技术能够通过改变反应流程,使得过程变得更加简单,设备更加紧凑。
国内外研究者已经尝试了多种脱硫脱硝一体化工艺流程,如一氧化氮还原、尿素选择性催化还原、脱硝-氧化等。
三、中国脱硫脱硝一体化技术的发展状况中国的脱硫脱硝一体化技术起步较晚,但是取得了显著的进展。
近年来,我国环保工程领域不断推进技术创新,通过技术升级和引进国外领先技术,逐步建立了一整套完善的脱硫脱硝一体化技术。
国内外脱硫除尘一体化技术研究
【摘要】工业排出的烟气污染物成分主要是SO2和粉尘,对大气环境及人类造成了严重的危害。
对烟气的净化是环境保护的基本要求,烟气脱硫除尘一体化技术能在一体化工艺过程中,将脱硫和除尘两个操作单元结合起来,效率高、投资少、无二次水污染,推广脱硫除尘一体化技术对改善居民生活环境、提高经济效益与区域的空气质量的改善有着重要的意义。
【关键词】工业烟气;烟气净化;环境保护
0.引言
二氧化硫具有强烈刺激性气味的气体,给人类带来的最大问题是它在大气中经催化氧化等过程形成的酸沉降,对环境的危害更大。
酸雨对水体、土壤、森林、农作物等生态系统的影响是积累性的,已成为制约经济社会可持续发展的主要因素之一。
粉尘的危害不仅取决于它的暴露浓度,还很大程度上取决于它的组成成分、理化性质、粒径和生物活性等。
粉尘进入呼吸道后对呼吸道产生刺激,有毒有害的粉尘吸入身体后甚至会导致中毒死亡,这对人体健康产生了严重的影响。
另外粉尘也影响着大气质量,它会引起大气能见度降低,太阳直接辐射减少,对气候及人类的正常生产生活带来严重的危害。
因此很有必要对烟气中的SO2和粉尘进行控制和治理。
1.国内外脱硫除尘一体化技术
在常规工艺中,脱硫和除尘作为独立的单元操作分别在各自的装置中完成,而在一体化工艺过程中,将脱硫和除尘两个操作单元结合起来,即在一个操作单元中既达到除尘的目的又满足脱硫的要求。
脱硫除尘一体化操作可以简化工艺流程,节约设备投资。
因而,开发适合于烟气脱硫除尘一体化的设备具有重要意义。
目前国内外所研发的脱硫除尘一体化装置分为干法和湿法装置两大类。
1.1干法烟气除尘脱硫一体化装置
主要是在干法、半干法脱硫技术的基础上,增加除尘装置来实现,目前应用的主要有以下一些:
1.1.1吸附过滤法
吸附过滤法是应用气体吸附和过滤除尘的机理实现联合脱硫除尘,利用可循环再生的固定吸附材料,除去烟气中的SO2、NOX和粉尘,水洗再生。
这种装置具有很高的脱硫除尘效率,SO2去除率大于90%,净化气粉尘浓度小于10mg/m3,烟气温降少,无二次污染,可回收副产品的优点。
1.1.2喷雾干燥法一体化装置
炉内喷钙脱硫是一种投资很低的技术,但效率一般在30%左右。
喷钙后烟气中粉尘量增加,电阻提高,增加了电除尘器的负荷,为提高脱硫率及钙的利用率,可在炉内喷钙后,电除尘之前,采用烟气喷钙增湿活化技术,对烟气喷钙及对脱硫剂进行活么降低钙基脱硫剂的比电阻,提高收尘率及硫的转化率。
1.1.3排烟循环流化床脱硫除尘装置
排烟通过固体吸收剂流化床,固体吸收剂与SO2充分接触,且强烈进行传质传热。
运行温度降至露点附近,仍不会在反应器壁面结垢。
由此带来极大益处是脱硫剂的高利用率和高脱硫率。
对高硫煤也能达到80%~90%脱硫率,其后接电除尘或袋式除尘器,除尘效果可以保证。
该装置占地大,运行可靠,投资大,运行费用适中。
1.2湿法烟气脱硫一体化装置
1.2.1喷雾除尘脱硫装置
喷雾除尘脱硫装置是一种非常典型的脱硫除尘一体化装置,具有结构简单、压力损失小、操作稳定脱硫除尘效率商等优点,但是需要严格控制喷嘴的雾化效果,并且在使用某些脱硫剂(如石灰)时容易发生堵塞现象。
根据气液相对运动的不同,喷雾除尘脱硫装置可以分为逆流型和错流型。
逆流型是烟气向上运动,雾滴由喷嘴喷出向下运动,使气液得以充分棍合,完成除尘脱硫过程;错流型是雾滴由喷嘴向下喷出,而烟气水平流动,此外,在一些喷雾脱硫塔中,还有采用顺流型的,即烟气向上运动,雾滴由喷嘴向上喷出,与烟气同向流动,来增加气液接触时间,提高传质效果,同时与逆流布置相比可以减小压力损失,但是在应用中还是以逆流型更为常见。
1.2.2文丘里除尘脱硫装置
文丘里除尘脱硫装置由收缩管、喉管和扩散管组成。
当烟气由进气管道进入收缩管后,流速逐渐增大气体的压力能逐渐转变为动能,在喉管入口处气流速度达到最大,沿喉管周边布置的喷嘴喷出的液滴被高速气体雾化和加速,气液充分混合,在扩散管中,气流速度减小,而压力回升,使尘粒凝聚速度加快,增加了对细微粉尘的捕集效果,在此过程中同时完成脱硫过程。
该装置具有投资省、占地少、工艺简单、运行费用低等优点,但是脱硫除尘效率较低,而且耗电量大。
常与其他除尘脱硫装置配合使用,很少单独使用。
1.2.3旋风水膜除尘脱硫装置
由于旋风水膜除尘脱硫装置通常采用麻石作为壳体,所以又称为麻石水膜除尘脱硫装置,其基本原理是:烟气切向高速进入装置内部,旋转上升,依靠离心作用,将尘粒甩到装置的湿内壁上,然后被溢流堰上流下的碱液洗涤下来。
除尘效果不错,但是脱硫效率较低。
1.2.4旋流塔板除尘脱硫装置
旋流塔板除尘脱硫装置是在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上演变而来:在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上,增加1-6层旋流塔板,对气体的旋转起“接力作用”,盲板布水结构也加强了装置的除尘脱硫性能。
与前者相比,除尘和脱硫效率都有很大的提高。
用溶液作为脱硫剂时,其脱硫效率可达70%~84%,己成功应用于220t/h锅炉的烟除尘脱硫,是目前我国自行研制的处理量最大的除尘脱硫装置。
2.结论
针对烟气治理通常采用干法或湿式脱硫除尘一体化装置,如CFBFGD系统、喷雾干燥法一体化装置、喷雾除尘脱硫装置、旋风水膜除尘脱硫装置、旋流塔板除尘脱硫装置、文丘里除尘脱硫装置、喷淋塔除尘脱硫装置等。
目前世界上烟气脱硫除尘技术虽有上百种,但具有实用价值的工艺仅十几种,我国虽然也在实际生产中用到以上方法,但是由于我国脱硫除尘的设备较落后,技术不成熟,技术人员的科技水平有限,使得脱硫除尘的效果一直不显著。
所以在资源约束和环境压力下,开发新型、高效、低投资、稳定可行的SO2和粉尘污染控制技术,对解决工业大气污染具有重要意义。
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【参考文献】
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