燃煤鍋爐房脫硫技術(shù)方案研究

李慶陽

摘要： ?自“氣十條”發(fā)布及新環(huán)保法執(zhí)行以來，環(huán)保要求愈來愈嚴(yán)，鍋爐煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)也是逐步提高。鍋爐煙氣常規(guī)脫硫方法有石灰法、氧化鎂法、雙堿法、石灰石法，近幾年，相較于傳統(tǒng)脫硫方法，又出現(xiàn)了各種新型的脫硫方法，如： 有機(jī)催化煙氣綜合清潔技術(shù)、噴射文丘里濕氣洗滌系統(tǒng)（WGS）技術(shù)等。本文對(duì)鍋爐煙氣常規(guī)脫硫方法以及近年來推出并經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)證的脫硫方法進(jìn)行了綜合論述及比較，比選出適用不同工況的脫硫方案。

關(guān)鍵詞： ?脫硫;濕法脫硫;OCT脫硫;WGS脫硫

0 ?引言

自“氣十條”發(fā)布及新環(huán)保法執(zhí)行以來，各地區(qū)出臺(tái)了一系列的環(huán)保政策，供熱鍋爐房煙氣排放指標(biāo)逐步提高，各種鍋爐煙氣處理改造項(xiàng)目接踵而來，而已有的鍋爐煙氣處理技術(shù)繁多，環(huán)保廠家技術(shù)水平參差不齊，導(dǎo)致煙氣處理效果差異較大。在煙氣脫硫方面，《鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》（HJ462-2009）給出了石灰法、氧化鎂法、雙堿法、石灰石法4種常用的煙氣脫硫方法。本文擬對(duì)傳統(tǒng)脫硫方法以及一些筆者調(diào)研過的新的脫硫方法進(jìn)行論述對(duì)比。

2 ?脫硫技術(shù)路線

2.1.1 傳統(tǒng)濕法脫硫技術(shù)

工業(yè)鍋爐濕法煙氣脫硫方式包括：石灰法、氧化鎂法、石灰石法和鈉鈣雙堿法。濕法煙氣脫硫就是利用大量的脫硫劑漿液對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，在洗滌過程中，脫硫劑和SO2進(jìn)行反應(yīng)，清除煙氣中的SO2。

2.2.2 ?傳統(tǒng)濕法脫硫?qū)Ρ?/p>

石灰法及石灰石法由于液氣比大，投資較高，鈉鈣雙堿法由于鈉堿的價(jià)格較高，運(yùn)行費(fèi)用高。在盛產(chǎn)氧化鎂的遼寧地區(qū)，采用氧化鎂作為脫硫劑無論在投資還是在運(yùn)行費(fèi)用方面，要較采用其他脫硫劑好的多。

2.2 ?新型濕法脫硫技術(shù)

2.2.1 ?有機(jī)催化煙氣綜合清潔技術(shù)（OCT一體化脫硫脫硝技術(shù)）

OCT一體化脫硫脫硝技術(shù)是利用有機(jī)催化劑獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到高效脫硫脫硝的目的。

有機(jī)催化煙氣綜合清潔技術(shù)是在傳統(tǒng)濕法工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，并采用了一種有機(jī)催化劑，它是一種有機(jī)物與水結(jié)合而成的穩(wěn)定的乳化液，可以從鍋爐煙氣中除去酸性氣體（SO2、NOX）。

工藝原理：

有機(jī)催化煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)是使用有機(jī)催化劑獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)，從濕法反應(yīng)的源頭有效解決了H2SO3的不穩(wěn)定問題。有機(jī)催化劑在反應(yīng)過程中，促進(jìn)SO2、水和O2的反應(yīng)向正方向進(jìn)行，生成穩(wěn)定的H2SO4，H2SO4再與脫硫劑發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鹽，排至脫硫系統(tǒng)之外。這樣，帶來了兩大優(yōu)勢：

a）有效解決了氧化問題，先氧化后酸堿中和，阻礙亞硫酸逆向分解;

b）相比于煙氣中的SO2量，催化劑具有大量的富裕量，確保有足夠高的脫硫效率。

有機(jī)催化技術(shù)脫硝原理與脫硫原理相類似，在催化劑的作用下，氮氧化物被持續(xù)氧化成穩(wěn)定HNO3，再通過酸堿中和反應(yīng)，消除煙氣中的HNO3。

OCT技術(shù)用的催化劑為某公司獨(dú)家擁有的專利技術(shù)。該技術(shù)要求進(jìn)入脫硫塔的煙氣顆粒物含量必須<100mg/m?，如果要達(dá)到最佳工作狀態(tài)，煙氣顆粒物含量應(yīng)<50mg/m?。

工藝流程

本方案采用有機(jī)催化煙氣脫硫脫硝技術(shù)，脫除催化煙氣中的SO2和NOx。整個(gè)工藝系統(tǒng)與其他的濕式脫硫系統(tǒng)基本一致，只是采用其專用的催化劑，加強(qiáng)了SO2和NOx的吸收。

在需要同時(shí)脫硫和脫硝的鍋爐房，有機(jī)催化煙氣綜合清潔技術(shù)具有較大的優(yōu)勢。

2.2.2 ?噴射文丘里濕氣洗滌系統(tǒng)（WGS）技術(shù)

WGS 技術(shù)是20世紀(jì)70年代年由美國Exxon-Mobil 公司研發(fā)一種先進(jìn)的濕法脫硫工

藝，其利用文丘里的抽吸作用，通過循環(huán)堿噴入文丘里洗滌器，對(duì)煙氣進(jìn)行抽吸、洗滌，在脫硫彎頭處脫除固體顆粒和二氧化硫，然后干凈的煙氣經(jīng)過煙囪塔盤、破沫網(wǎng)，分離水分后排放至大氣，凈化煙氣中剩余的固體顆粒和二氧化硫遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定的限度，WGS系統(tǒng)需要連續(xù)或間斷補(bǔ)充水和堿液，WGS系統(tǒng)排出一小股廢液需要進(jìn)入廢液處理系統(tǒng)（PTU）。

該技術(shù)為引進(jìn)技術(shù)，目前已經(jīng)成功在國內(nèi)脫硫項(xiàng)目上得到應(yīng)用，其脫硫除塵效果好，能夠滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，運(yùn)行情況穩(wěn)定良好。

該技術(shù)的特點(diǎn)是：

①由于文丘里的抽吸作用，可以保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)無壓降，非常適合改造項(xiàng)目。

②除塵脫硫效果明顯。

③結(jié)構(gòu)簡單，耐腐蝕，耐磨損，操作簡單。

④通過切向進(jìn)料、塔盤、填料三級(jí)除水可將游離水含水率控制在低于0.01%，降低水用量。

⑤脫硫劑循環(huán)泵的耗電量較大。

WGS 脫硫系統(tǒng)流程簡單，主要設(shè)備包括脫硫塔及（含塔筒體、煙囪、文丘里噴射器）循環(huán)泵等，塔內(nèi)件為大孔徑的塔盤和格柵填料。

工藝流程

脫硫塔部分工藝流程：各爐來的煙氣匯總后引入脫硫除塵系統(tǒng)。脫硫塔按需求設(shè)置文丘里噴射器數(shù)量，每臺(tái)文丘里噴射器前分別設(shè)置擋板，根據(jù)煙氣負(fù)荷，開關(guān)文丘里噴射器，保證運(yùn)行的文丘里噴射器中煙氣流速。

脫硫塔塔底的脫硫劑溶液經(jīng)脫硫循環(huán)泵增壓后，輸送至文丘里頂部的噴射器入口，由噴射器噴射脫硫劑溶液，而煙氣則由水平方向進(jìn)入。在噴射的脫硫劑溶液的抽吸作用下，脫硫劑溶液與煙氣在文丘里喉徑處發(fā)生劇烈的混合?；旌虾?，氣液混合物經(jīng)擴(kuò)散段后進(jìn)入彎頭處，在彎頭處脫除SO2和粉塵。煙氣經(jīng)脫硫塔內(nèi)的塔盤和填料分液后排入大氣。含硫和粉塵的脫硫液則落入塔底，參與下一次循環(huán)或被排出系統(tǒng)。

據(jù)了解，WGS煙氣處理技術(shù)是在燃油鍋爐煙氣處理上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)。

2.2.3 ?氧化鎂法與新型濕法脫硫技術(shù)對(duì)比

以某5×29MW燃煤鍋爐房改造為例進(jìn)行對(duì)比，其對(duì)比結(jié)果如圖1。

3 ?結(jié)論

根據(jù)以上論述，在氧化鎂產(chǎn)地附近的供熱鍋爐房氧化鎂法脫硫具有較高的性價(jià)比;對(duì)于需要同時(shí)脫硫脫硝的鍋爐房，采用有機(jī)催化煙氣綜合清潔技術(shù)（OCT一體化脫硫脫硝技術(shù)）具有較大的優(yōu)勢;對(duì)于燃油鍋爐房，可以嘗試采用噴射文丘里濕氣洗滌系統(tǒng)（WGS）技術(shù)進(jìn)行煙氣處理。

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