包巴圖
摘 要:控制二氧化硫的排放量,有助于改善我國的大氣污染。因此,我國需要制定嚴(yán)格的控制二氧化硫排放的法律法規(guī),并且需要限制高硫煤的開采,積極發(fā)展硫技術(shù),加強(qiáng)對(duì)排污費(fèi)用的征收管理。本文將主要圍繞燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的實(shí)踐展開論述。
關(guān)鍵詞:燃煤鍋爐;煙氣脫硫技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;問題與措施
根據(jù)我國目前燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行探討,介紹幾種比較典型的煙氣脫硫方法。對(duì)鍋爐煙氣脫硫存在的問題進(jìn)行分析,進(jìn)而提出一些改進(jìn)的措施。
一、我國煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
站在工藝特性的角度上,可以將煙氣脫硫技術(shù)分為濕法、干法以及半干法三種類型。雖然煙氣脫硫的方法多種多樣,但是具有實(shí)用性的比較少,基本只有十幾種左右,這十幾種方式比較可靠有效,其中應(yīng)用最廣泛的是石灰石,石灰漿液吸收法以及一些濕法煙氣洗滌脫硫工藝,基本占到了世界現(xiàn)有煙氣脫硫裝置的85%左右,噴霧干燥法大約占到了8.4%左右,而干法煙氣脫硫占到的比例是最小的。站在煙氣脫硫的副產(chǎn)品處置方式的角度上分析,可以將煙氣脫硫技術(shù)分為回收法和拋棄法兩種類型。
(一)石灰石,石灰漿液濕法脫硫
利用石灰石或者是石灰漿液吸收塔內(nèi)的煙氣中存在的二氧化硫,產(chǎn)生亞硫酸鈣以及硫酸鈣等物質(zhì);有時(shí)可以從二氧化硫中回收石膏,或者是拋棄生成物,但是有可能造成二次污染。這種脫硫方式比較容易操作,原料易得,并且脫硫率相對(duì)比較高,脫硫達(dá)到75%,--95%。吸收塔常用型式多種多樣,比如,湍球塔、篩扳塔、洗滌塔文丘里以及噴霧洗滌塔等類型。在實(shí)際的操作中出現(xiàn)了一些問題:首先,由于吸收劑以及生成物都呈現(xiàn)固體狀態(tài),因此,在進(jìn)行煙氣脫硫時(shí),各個(gè)機(jī)械設(shè)備以及管道內(nèi)容易出現(xiàn)堵塞和結(jié)垢等情況,一般需要使用添加劑才能有效地緩解這一狀況,但是效果不甚理想;二是對(duì)固體生成物的處理。對(duì)于一些中小型的工業(yè)鍋爐而言,一般不采用回收注,而是用水力旋流器對(duì)吸收塔排出的漿液進(jìn)行增稠濃縮處理,緊接著將其輸送到排渣場(chǎng)拋棄。為了有效地防止出現(xiàn)二次污染,需要采用閉式廢液循環(huán)系統(tǒng)。對(duì)于這類的煙氣脫硫設(shè)備而言,是否能夠長期地使用,主要是根據(jù)這兩個(gè)問題是否得到有效地解決以及系統(tǒng)是否得到完善決定的。對(duì)于大型的電站燃煤鍋爐而言,一般可以采用石灰石,利用石膏回收法的煙氣脫硫裝置,但是投資相對(duì)比較大。比如,重慶的珞璜電廠的煙氣脫硫示范工程的外匯部分的投資已經(jīng)高達(dá)3460萬美元。
(二)雙堿法
雙減法也可以稱為鈉堿法,在一般情況下,主要是利用鈉化臺(tái)物溶液吸收煙氣中存在的二氧化硫,然后用石材石灰石漿液促使吸收液的再生,最終生成固體生產(chǎn)物亞硫酸鈣或者是硫酸鈣物質(zhì)。這種煙氣脫硫方式的一個(gè)顯著特征是吸收塔內(nèi)的鈉化臺(tái)物水溶液之后,不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢,并且脫硫率非常高,高達(dá)95%以上。
(三)半干法煙氣脫硫
半干法煙氣脫硫法主要是將濕法和干法有機(jī)結(jié)合起來。濕法的缺點(diǎn)是不容易處理脫硫廢液,增濕降溫之后,不容易將煙氣排放出去。干法的缺點(diǎn)是固體的吸收劑以及低濃度的二氧化硫氣體不容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。而半干法煙氣脫硫則有效地避免了這兩種方法的缺點(diǎn),結(jié)合了這兩種方式的優(yōu)點(diǎn)。旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法是一種使用比較廣泛的半干法。旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法主要是將氫氧化鈣或者是碳酸鈉物質(zhì)制作成漿液,利用高速旋轉(zhuǎn)霧化器將漿液放入大干燥反應(yīng)器中,當(dāng)煙氣通過時(shí),其中的堿性液滴能夠吸收二氧化硫,由于受到煙氣熱量的影響,水分會(huì)逐漸蒸發(fā),此時(shí)在干燥反應(yīng)器的出口處,形成了一些固體顆粒,其中包括一些反應(yīng)生成物、未發(fā)生反應(yīng)的原材料以及飛灰等物質(zhì)。然后再用袋式除塵器收集固體顆粒,分離除去。爐內(nèi)噴鈣增濕活化脫硫法也是屬于半干法煙氣脫硫法的一種。在一般情況下,噴霧干燥法脫硫率為75%~90%。噴霧干燥法的顯著特征是操作方便簡單、使用設(shè)備較少,耗能以及耗水量比較低,因此投資成本以及運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)比較低。同時(shí),其生成的固體廢棄物的體積比較小,處理方便,不存在設(shè)備結(jié)垢的問題,由于出口處的煙氣溫度偏高,可以直接進(jìn)行排放。山東的黃島電廠引進(jìn)的簡易噴霧干燥法煙氣脫硫以及重慶的長壽化工總廠引進(jìn)的JBR 法脫硫等都屬于半干法,并且都已經(jīng)開始運(yùn)行,其實(shí)際脫硫率基本為70%一75%。
二、鍋爐煙氣脫硫存在的問題
(一)煙氣脫硫廢液處理困難
堿液在煙氣中吸收二氧化硫之后,容易形成煙塵、硫酸鹽廢液以及亞硫酸鹽廢液等廢棄物,如果處理不當(dāng),則容易產(chǎn)生二次污染。因此,需要合理地處理廢液,加強(qiáng)廢液中的硫酸鹽類的回收和再利用,將廢液資源化。目前,有的中小型的鍋爐煙氣脫硫的廢液處理的過程中,由于資金有限,副產(chǎn)品產(chǎn)生量比較少,檔次比較低,銷量比較差等問題,導(dǎo)致脫硫廢液處理的工作難度比較大。
(二)腐蝕嚴(yán)重,脫硫設(shè)備壽命短
煤炭在燃燒時(shí),不僅產(chǎn)生二氧化硫物質(zhì),同時(shí)還會(huì)生成一氧化硫。由于煙氣中含有水成分,生成的一氧化硫容易形成硫酸霧。當(dāng)溫度比較低時(shí),硫酸霧則會(huì)凝結(jié),依附在機(jī)械設(shè)備的內(nèi)壁上,有的溶解在洗滌液中,導(dǎo)致濕法脫硫設(shè)備遭到腐蝕,大大地減少了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。因此,需要積極采取有效的措施進(jìn)行防腐??梢岳貌讳P鋼、硬聚氯乙烯以及陶瓷等制造吸收塔或者是其他的相關(guān)的機(jī)械設(shè)備,在設(shè)備的內(nèi)壁上需要噴灑一些防腐材料。
(三)結(jié)垢和堵塞,致使脫硫設(shè)備無法正常運(yùn)行
造成設(shè)備結(jié)垢和堵塞的主要原因是煙氣中的氧氣將CaSO氧化成為石膏,并且促使石膏達(dá)到飽和狀態(tài)。在管道、吸收塔、除霧器等部位容易出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象。這種現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在自然氧化的濕法系統(tǒng)中,控制措施為強(qiáng)制氧化以及抑制氧化。
三、改進(jìn)現(xiàn)有除塵系統(tǒng)進(jìn)行脫硫技術(shù)的建議
在中小型的燃煤鍋爐中,基本都設(shè)置了除塵系統(tǒng),比較常見的除塵設(shè)備是旋風(fēng)除塵器以及水膜除塵器兩種。在改進(jìn)現(xiàn)有除塵系統(tǒng)進(jìn)行脫硫時(shí),需要充分地利用現(xiàn)有的條件,選擇合適的脫硫工藝,盡量達(dá)到投資少、效果好的目的。對(duì)于已經(jīng)安裝了高效多管除塵器系統(tǒng)的燃煤鍋爐而言,一般是采用噴霧干式煙氣脫硫,同時(shí)利用高效多管除塵器的工藝。在除塵器前安裝噴霧干燥塔煙氣脫硫,可以利用除塵器捕集粉末和煙塵,使用現(xiàn)有的除塵器處理生成的硫酸鹽干。對(duì)于已經(jīng)裝置了文丘里水膜或者是麻石水膜除塵器系統(tǒng)的而言,可以利用煙道噴霧脫硫,同時(shí)加上水膜除塵器的工藝,改造現(xiàn)有的水膜除塵器。在水膜除塵器的進(jìn)口處安裝高效噴霧裝置,因此,噴出的吸收劑漿液可以與煙道中的煙氣混合在一起。另外,粉塵和煙塵可以被吸收劑潤濕以及凝聚。煙氣進(jìn)入除塵器之后,除塵器立即可以捕集吸收液霧滴、脫硫產(chǎn)物以及煙塵等物質(zhì),經(jīng)過除霧處理之后,煙氣可以由煙囪排出。
四、總結(jié)語
綜上所述,我國雖然引進(jìn)了許多先進(jìn)的煙氣脫硫設(shè)備,但是由于投資成本比較高,導(dǎo)致這些先進(jìn)的技術(shù)很難在我國進(jìn)行大面積地推廣。因此,我國 需要加大自主研發(fā)符合我國國情的煙氣脫硫裝置,開發(fā)操作方便并且實(shí)用性較強(qiáng)的煙氣脫硫裝置,從而有效地推動(dòng)我國煙氣脫硫技術(shù)的快速發(fā)展。
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