脱硫除尘器

关键词： 烟尘 排放 浓度 脱硫

脱硫除尘器（精选十篇）

脱硫除尘器 篇1

随着国家对环境保护要求的不断提高, 对锅炉除尘器的要求也随之提高, 尤其在锅炉的烟尘排放浓度及二氧化硫的排放浓度上。烟尘排放浓度由以前的300-400mg/Nm3降低到200-300 mg/Nm3, 二氧化硫也由原来不收费到收费, 这就对除尘器的除尘脱硫一体化和除尘脱硫效率的要求越来越高。目前我国锅炉除尘器种类繁多, 多以自激式湿式脱硫除尘器为主, 在铁煤集团公司内部6蒸吨以上锅炉基本上都采用了SCG型湿式脱硫除尘器。

2 SCG型湿式脱硫除尘器的原理及特点

2.1 工作原理

当含有烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害气体的锅炉烟气以高速通过除尘器内的“S”形通道时, 冲击洗涤槽水面, 激起大量泡沫和液珠, 较大的尘粒在与液珠的碰撞拦截过程中被凝聚粘附成球状水灰尘混合物, 当其重量超过气流的浮力时, 即被从气流中分离出来而沉降洗涤槽中, 较细尘粒经由“S”形通道时, 在急剧弯向高度紊流的状态下, 气液充分接触碰撞, 烟尘又一次被捕集分离。与此同时烟气中二氧化硫反应生成亚硫酸或与碱性石灰水反应生成亚硫酸钙结晶与灰尘一起沉降而随水流入渣槽中。

2.2 特点

SCG型湿式脱硫除尘器与其他除尘器相比, 具有阻力小 (<1200Pa) 、除尘脱硫效率高 (除尘效率芏95%、脱硫效率芏65%) 、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、占地面积小、用水量少、操作维护简单、运行费用低等特点。

3 铁煤集团使用SCG型湿式脱硫除尘器的状况和存在的问题

3.1 SCG型湿式脱硫除尘器的使用现状

在铁煤集团拥有的78台672.6蒸吨的锅炉中, 使用SCG型湿式脱硫除尘器的有54台566.5蒸吨, 尤其各大矿井几乎全部使用了该种除尘器, 但在管理和使用效果上, 却各有不同。在此仅以小青矿为例, 小青矿共5台10吨沸腾炉, 是全公司最落后的须淘汰炉型, 而在2004年铁岭市环保监测站年检测试中合格率达到了100%, 这就足以说明无论何种炉型, 有了先进的除尘设施, 还必须在最佳的锅炉运行状态和严格正确除尘器操作管理等相配合下, 才能取得理想的除尘效果。小青矿几年来之所以除尘器的使用效果始终保持在良好状态, 总结经验主要有以下几方面:

思想重视, 环保意识强。小青矿上至矿长、总工程师, 中层干部到环保科长、水暖队长, 下至技术人员、司炉工, 都树立了很强的环保意识, 时时关注环保, 一旦发现不正常排烟, 即会马上报告, 立即解决。

建立严格的规章制度, 并坚决执行。小青矿水暖队结合本矿实际情况和锅炉特点, 建立了严格可行的锅炉及除尘器运行管理制度, 责任明确, 保证除尘器始终保持良好的运行状态。

加强日常技术管理, 责任到人。小青矿严格执行司炉工持证上岗制度, 并定期进行操作技术培训和考核。除正常设技术人员主抓锅炉运行外, 还每小班设一专人负责除尘器的放灰、加水等工作, 做到定时定量, 保证水位控制, 杜绝了“干烧”现象, 确保了除尘器的正常运行。

3.2 目前除尘器使用存在的共性问题

领导重视不够, 环保意识不强。各单位虽然建立了锅炉及除尘器管理制度, 但没有真正抓好司炉工的环保意识, 使得工人只认为烧好炉即可, 没有意识到环保的要求以及除尘器管理的重要性, 且未做到责任分明, 使得管理制度流于形式。

除尘器日常管理不到位。具体表现为:一是操作工缺乏责任心, 未严格按照操作规程执行, 排灰不定时, 上水不及时, 造成除尘器干烧。二是操作工不掌握除尘器原理和使用方法, 没有水位高低概念, 只认为有水即可, 造成水位偏低, 出现干烧现象;或水量过大, 使风机带水, 炉膛正压燃烧, 会出现呛咽现象。三是酸碱度掌控不准确, 有时懒于加碱, 使设备处于酸性状态, 容易腐蚀。四是排污不及时, 除尘器堵塞, 操作工会用重物敲击除尘器, 造成内部防腐层脱落, 加剧堵塞, 并缩短使用寿命。

3.3 除尘器“干烧”现象造成的危害

目前SCG型湿式脱硫除尘器运行过程中最突出的不利现象是除尘器“干烧”, 经常如此, 会对除尘器的除尘效果及使用寿命造成很大危害, 主要表现在:

降低除尘器效率。除尘器除尘效率高低与除尘器水位有直接关系, 水量充足, 与烟气结合越充分, 除尘效率越高。反之, 水位低于标准水位100mm左右, 除尘效率就会下降10-20%, 若低于200mm以下, 则完全失去除尘作用, 只能充当烟道使用。

造成防腐层脱落。因烟气接触不到水, 烟气温度可达200℃, 高温烟气长时间烘烤除尘器内部, 使防腐层过热而干裂, 再加水后, 酸性水即会渗入, 侵蚀钢板, 造成除尘器锈蚀、破漏。

4 建议保证除尘器达到最佳效果的基本条件

保证锅炉达到最佳燃烧状态, 在炉体和除尘器不漏风的状况下, 使烟道内氧含量最低, 保证“a”空气过剩系数最低, 最后确保修正后的污染物浓度达到最小值。

保证水位, 绝对禁止干烧。在确保正常燃烧的情况下, 水位越高越好, 炉膛负压保持在30-50Pa即可。

保证水的最佳酸碱度。做到随时检测, 及时调整, 确保水的酸碱度可高不可低, 一般在PH值在8-12。

半干法烟气脱硫袋式除尘器设计初探 篇2

半干法烟气脱硫袋式除尘器设计初探

摘要：介绍了半干法烟气脱硫工艺及脱硫后烟尘的`特点,针对半干法脱硫后烟尘的特点,袋式除尘器设计时采取了一系列的技术措施,从而保证了脱硫系统的正常运行.作 者：许广林 XU Guang-lin 作者单位：南京龙源环保有限公司,江苏,南京,210012期 刊：电力科技与环保 Journal：ELECTRIC POWER ENVIRONMENTAL PROTECTION年，卷(期)：2010,26(3)分类号：X701.2关键词：半干法脱硫 烟尘 特性 袋式除尘器

脱硫除尘器 篇3

关键词：除尘脱硫；改造；解析

在隨着工业化的步伐加快，我国不同行业都有了很大的发展和进步，但是在大力发展经济的同时，对环境也造成了一定的污染。因此，为了尽量避免对环境的污染，我们应该制定一些有效的管理措施，把工业化过程中对环境的污染降到最低。下面我们就生产中除尘脱硫中的问题和技术进行讨论。

一、初步认识脱硫除尘的技术

长久以来，在实际的生产中，我国的除尘脱硫的技术比较少。因此，生产中的许多烟尘没有经过任何的处理便直接流到空气中去，对环境造成了严重的不良影响。在大气中，污染最严重的便是二氧化硫，具体的形式就是以烟尘的形式吸入人的肺泡内，对人体造成比较大的伤害。

脱硫除尘技术涉及的内容很多，包括反应化学、流体力学、材料学、建筑学等不同的方面，同时，脱硫除尘又是一种比较系统的学科，包括脱硫除尘和脱硫除尘设备等一些不同方面。因此，在实际生产中，当我们选择工艺或者系统的时候应该用一种比较科学的态度，结合该企业的实际情况，选择最佳的方法。

二、除尘脱硫工艺技术探析

我们知道，燃烧必然会产生一些烟尘，对环境造成一定的不良影响，同时，对人体也会造成一定的不良影响。因此，在实际生产的过程中，我们需要从不同的方面运用一些脱硫除尘的技术。下面，我们就国内应用一些比较广泛的脱硫技术进行介绍。目前，随着经济发展水平的不同，国内和国外应用的一些技术也不同，下面，我们就国内普遍使用的一些技术进行简要分析。

1、石灰石-石膏法脱硫技术

无论在国外还是在国内，石灰石-石膏法脱硫技术应用的最为广泛。下面我们就石灰石-石膏法脱硫技术进行简答的介绍。石灰石-石膏法的工作原理是石灰加入一些水，然后制成浆液，然后用浆液制成吸收剂，用泵打入吸收塔和塔底的烟气充分进行混合，接着烟气中的二氧化硫便和浆液中的碳酸钙，还包括塔顶鼓入的一些空气便进行化学反应，然后形成碳酸钙。当碳酸钙达到饱和的时候，就会结晶形成二水石膏。最后，经过吸收塔排出的浆液经过浓缩和脱水，使其浆液的含水量低于10，然后我们用输送机运到石膏的仓库进行储存。然后，脱硫后的烟气便经过除雾器除去一些雾滴。最后，经过换热器加热后，经过烟囱排到大气中去。在吸收塔的设计中，由于吸收剂浆液中可以通过循环泵不断进行循环，这样一来便可以反复和烟气进行接触，在循环的过程中，吸收剂运用的次数比较多，同时，钙硫的含量也比较低。和一些其他的方法而言，该技术的操作方法比较简单，而且在运行的时候，能源消耗的比较小。在除尘脱硫过程中，没有废水等，因此，应用得比较广泛。

2、碱液湿式除尘脱硫技术

碱液湿式除尘脱硫技术的工作原理为，首先，烟尘会进入脱硫塔，然后我们就利用机械进行喷雾，这样一来水便形成了一些大小不同的水滴，接着分散到含尘的气流中，同时与空气中的尘粒相互进行撞击。在这样的过程中，补集尘粒的同时，水中的碱性物质便会和空气中的二氧化硫发生化学反应，二氧化硫和碳酸氢钠反应生成硫酸钠和水，经过这个过程中，就除去了二氧化硫。其次，经过拖过硫的烟尘再次进入除尘塔中，一些气体经过气水分离室，实现脱水，然后液滴的烟尘会沿着器壁返回到下漩涡式，净化后的烟气在引风机的作用下排出。

3、双碱法

在烟气中，二氧化碳的吸收有两种，一种是物理吸附，另一种是化学吸附。所谓的物理吸附，指的是二氧化硫被水吸收。但是在实际的生产中，水的温度升高，吸收的气体量会不断的减少。其实，物理吸收量的多少，取决于气体和液体的平衡，在吸收的过程中，只要气相中本吸收的分压比液相中的分压要大即可，那么吸收过程就能完成。因为物理的吸收量比较小，因此，吸收的速度就会减慢。因此，在除尘器中，吸收的概率比较低，但是化学方法吸收率却比较高，因为两者的原理不同。具体的吸收过程是这样的，吸收的二氧化硫和吸收液中的氢氧化钠发生反应，这样一来，氢氧化钠液体便和二氧化硫的组分发生一定的变化，氢氧化钠溶液表面的分压降低，就增加率吸收的动力。因此，化学的吸收率比较高。

在碱液法运用的过程中，吸收二氧化硫的关键因素就是碱的浓度。碱液的浓度对化学吸收中的传质速度有着比较大的影响。一般来说，当碱液的浓度比较低的时候，化学传质的速度就会降低。但是，碱液浓度过高或者过低都不行，需要在一个固定的区间内。碱液法脱硫的效率比较高，氢氧化钠的吸收能力比较强，而且，操作比较简单。就装置而言，整套的装置结构比较简单，实用性很强，不会结垢或者堵塞。

4、氧化镁法

在化学中，氧化镁属于中性的矿物质，就化学反应活性来说，氧化镁的速度要比钙基脱硫剂，同时，氧化镁的分子量比氧化钙等都要小。因此，在同样的条件下，氧化镁的反应速度更快，需要的液气也比较低。首先，氧化镁需要加水然后生成氢氧化镁的浆液，然后就能吸收烟气中的二氧化硫气体，接着生成亚硫酸镁。反应的机理是，二氧化硫和水发生反应，生成亚硫酸，然后亚硫酸和循环液中的亚硫酸镁发生反应，生成了亚硫酸氢镁。最后，氢氧化镁和亚硫酸氢镁发生反应，最后生成亚硫酸镁，经过空气氧化后就形成了硫酸镁。

氧化镁法除硫的效率比较高，装置也比较简单，对煤种的适应性比较强。

三、除尘脱硫技术未来的发展

我国的除尘脱硫技术有着很大的发展前景，展望为三点：一、积极引进先进的技术和设计，由于我国除尘脱硫的技术起步比较晚，在我国，一部分公司通过合作的方式积极引国际上技术水平比较高的技术和设备，促进我国除尘脱硫的技术的发展。经过和国际企业的合作，我国的除尘脱硫行业有了一定的发展和进步。二、建立示范性企业为了提高企业的除尘脱硫的一些技术，在积极引进技术和设计的同时，国家积极建设一批起到示范性作用的企业和项目。三、国产化水平提高，为了促进我国除尘脱硫技术的不断发展，我们在引进一些技术的同时，不断进行创新。在我国，一些骨干的企业甚至承接了一些脱硫技术的设计。我们可以从项目设计到项目的施工建设到项目的运行。这样一来，工程造价有了明显的下降，同时也带动了我国相关机械设备的发展，促进形成了我国新的产业链，促进了我国经济的发展。

结语：

随着经济和技术的不断发展，除尘脱硫的技术有了新的发展和变化。不同的企业在选择一些方案的时候，要结合企业的实际情况，选择最佳的方案。在大力进行经济建设的时候，我们还要注重对环境的保护。

参考文献：

[1]齐祥明，鲍满腔锅炉除尘脱硫控制系统设计[J]长江大学学报（自然科学版），2011（07）

[2]李涛热电厂除尘脱硫设施改造的设想[J]新疆有色金属，2012（01）

锅炉烟气脱硫除尘技术研究 篇4

近几年我国SO2年排放量连年超过2000万吨, 列世界第一位。中小型工业燃煤锅炉是我国SO2排放的主要来源之一, 其排硫量已占总量的1/3。我国工业锅炉数量有50万台之多, 且分布广, 污染治理较难。虽然我国新建工业锅炉大都配备烟尘治理装置, 但一般都是简单的旋风除尘装置, 没有脱硫功能。目前, 我国锅炉比较常用的烟气治理技术主要有旋风除尘、袋式除尘、湿式除尘等。

2 锅炉烟气脱硫常用技术

目前国内外关于锅炉烟气脱硫除尘的方法很多, 其中脱硫除尘一体化装置效果较好。这类装置可分为湿式、干湿结合和干式3类。

2.1 湿式双旋脱硫除尘技术

该装置采用喷淋、水膜、水帘进行除尘脱硫。烟气首先经引风机防腐装置加热, 提升排烟温度, 并减少烟气对引风机的腐蚀;再令烟气进入除尘器顶部, 经进口旋流板作用, 从上到下旋流经除尘器内筒。内筒顶部有除尘水喷淋头, 喷淋方向与烟气方向相同。在喷淋过程中, 烟气中的SQ2被碱液吸收, 在离心作用下, 尘与水一起被甩向内壁形成水膜, 产生水膜除尘效果。气流到达内筒下端, 穿过水帘, 气流经旋流进板进入外筒脱水, 然后进入引风机防腐装置, 提升温度后进入引风机。这种装置主要用于小型的35t/h及更小型的锅炉。在运行中, 由于烟气带水问题未能解决, 除尘器底部及引风机叶片容易积灰, 需3个月左右清灰1次。该装置除尘效率在95%左右, 脱硫效率在使用脱硫剂时可达70%左右。

2.2 干式吸附过滤技术

利用可循环再生的固定吸附材料, 除去烟气中的SO2和烟尘, 水洗再生。该装置一般由预除尘器和吸附塔组成。这种装置具有很高的脱硫除尘效率, 除尘效率大于95%, 脱硫效率大于80%, 烟气温度低, 无二次污染, 可回收副产品。但吸附塔入口烟气含尘要求小于150mg/m3, 否则易堵塞和引起吸附剂中毒。吸附剂需经常进行再生, 比较麻烦, 且一次投资大。等离子体锅炉烟气脱硫除尘, 这种装置是近几年发展的新技术装置, 烟气中N2、O2及水蒸气等在经过电子束照射后, 吸收大部分能量, 生成大量的反应活性极强的自由基, 如;OH、O、HO2等, 这些自由基与烟气中SO2反应生成硫酸, 然后与氨中和生成硫酸铵。此方法无设备污染及结垢现象, 不产生废水废渣, 副产品还可以作为肥料使用, 无二次污染物产生, 脱硫率大于90%, 而且设备简单, 适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子加速器产生高能电子, 对于一般的大型企业来说, 需大功率的电子枪, 对人体有害, 故还需要防辐射屏蔽, 所以运行和维护要求高。

2.3 干湿结合式锅炉烟气脱硫除尘技术

脱硫除尘装置的主体设备为一立式塔, 塔内兼用了干、湿结合的结构形式, 其下部为旋风除尘段, 中部为吸收段, 装有筛板, 上部是脱水段。烟气首先进入下部的旋风除尘段, 除去较大颗粒后进入吸收段, 经过布满吸收液的筛板时, 烟气与吸收液充分接触, 发生传质吸收, 脱除SO2并除去微细粉尘。经过除尘脱硫的烟气, 在脱水段内脱水除雾, 防止烟气带水, 然后经出口排至烟囱。该装置的主要特点是液气比小 (0.3-0.5L/m3) , 塔内持液量大, 气液接触充分, 除尘效率可达95%以上, 脱硫效率可达70%, 特别适用于6 t/h以下小型燃煤锅炉, 但是整个装置成本较高。

3 锅炉比较常用的烟气治理技术

3.1 常用的烟气治理技术

目前, 我国锅炉比较常用的烟气治理技术主要有旋风除尘、袋式除尘、湿式除尘:

3.1.1 旋风除尘。

旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力, 将粉尘从气流中分离出来的一种干式气-固分离装置。该类分离设备结构简单、制造容易、造价和运行费用较低, 对于捕集分离5~10μm以上的较粗颗粒粉尘, 净化效率很高, 但对于5~10μm以下的较细颗粒粉尘净化效率较低, 所以旋风除尘器通常用于较粗颗粒粉尘的净化, 或多用于多级净化时的初步处理。

3.1.2 袋式除尘。

袋式除尘器是一种利用有机纤维或无机纤维过滤布将含尘气体中的固体粉尘因过滤 (捕集) 而分离出来的一种高效除尘设备。该类设备结构简单、除尘效率高、适应性强, 但滤料需定期更换, 从而增加了设备的运行维护费用, 劳动条件也差。

3.1.3 湿式除尘。

以某种液体 (通常为水) 为媒介物, 借助于惯性碰撞、扩散等机理, 将粉尘从含尘气流中予以捕集的设备称为湿式除尘器。该类设备在消耗同等能量的情况下, 除尘效率要比干式的高;湿式除尘器适用与处理高温、高湿的烟气以及黏性大的粉尘, 适用于非纤维性的、能受冷且与水不发生化学反应的含尘气体, 还可净化很多有害气体。它的结构简单, 一次性投资低, 占地面积少, 方法简单、有效。主要有喷淋塔、填充式洗涤塔、泡沫除尘器、旋风水膜除尘器、文丘里除尘器等。

3.2 钠钙双碱法

3.2.1 钠钙双碱法介绍

钠钙双碱法是湿法中一种非常重要的工艺, 尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说, 具有脱硫除尘效率高, 投资少, 占地面积小, 运行费用低等优点, 非常适合我国的国情。钠钙双碱法—多极喷雾强旋流脱硫除尘工艺结合喷淋塔、喷雾旋风除尘器、旋转喷雾法脱硫的技术特性, 兼容湿法和干法的优点, 增加了脱硫剂和烟气的接触面积, 使反应更加迅速更加充分, 以达到最小的能耗和最大的脱硫除尘效率。

钠钙双碱法—多极喷雾强旋流脱硫除尘工艺的主体部分是洗涤吸收塔。首先迫使烟气以一定的速度切向进入塔体, 并使其螺旋下降, 而脱硫剂液则以雾化状态同向喷入, 并形成多道强劲的环形水雾区域, 当锅炉烟气强旋流通过时, 就能和水雾充分混合接触, 并发生一系列的物理化学反应, 大部分硫化物和烟尘在离心力和重力的双重作用下从筒壁四周流下, 经出灰口到沉淀池, 灰渣沉淀后清理外运, 灰水则循环使用, 烟气则进入内筒进一步净化后, 经风机进入烟囱排入空中。

该法使用Na2CO3或Na OH液吸收废气中的SO2, 生成HSO3-、SO32-与SO42-, 再用Ca O再生, 化学反应方程式如下;

3.2.2 在钠钙双碱法基础改造

决定将钠钙双碱法改为烧碱法 (采用Na0H溶液脱硫, 兼作除尘液和冲渣液) , 不考虑脱硫产物的回收, 对原设计进行修改。

3.2.2. 1 文丘里除尘器

原有文丘里除尘器喉部尺寸较大, 烟气流速较低, 将喉部尺寸改造为350mmx800mm以提高烟气流速。为降低阻力, 在文丘里除尘器喉部后端的底部敷设抛光大理石。取消文丘里除尘器喉部前端的水箱, 改为在文丘里除尘器喉部中间安装1个喷嘴, 喷淋水管规格为DN50mm。从喷嘴喷出的脱硫除尘液在高速烟气作用下形成细小水滴充分与烟气接触, 起到初步除尘、脱硫作用。

3.2.2. 2 水膜除尘器

保留水膜除尘器的塔体, 在塔体内部 (烟气进口上方) 布置3层直径为1950mm的不锈钢旋流板, 并在塔体顶部布置一层直径为1950mm的不锈钢除雾板, 旋流板叶片的旋转方向与烟气进人塔体的方向一致。烟气经文丘里除尘器后以高速进人塔体, 通过旋流板时将脱硫除尘液吹成很小的雾滴, 尘粒与雾滴充分接触并吸收水分后质量不断增大。在旋流板的导向作用下, 烟气旋转运动加剧, 使尘粒与烟气分离。尘粒在重力的作用落人塔底, 实现除尘。取消水膜除尘器顶部的溢水槽, 在每层旋流板和除雾板上方各安装1根DN50mm的喷淋管。喷洒在旋流板上的脱硫除尘液在旋流板叶片的导向和烟气自身的旋转运动共同作用下, 被吹散、雾化, 大幅增加了脱硫除尘液与烟气的接触面积, 使烟气中的S02与Na0H充分反应, 保证烟气中的S02被脱硫除尘液充分吸收。与除尘液主管相连接的支管改为内衬胶的钢管, 阀门使用弹性座封闸阀, 以减少管道结垢现象。

3.2.2. 3 脱硫除尘液配制及反馈自控系统

在除尘、冲渣液系统中增设容积为5耐的储碱液罐2台及其相应的管道和阀门, 碱液直接加到系统的回水总管。增加在线p H值计及反馈自控装置一套, 通过安装在渣浆泵吸水井旁的在线p H值计检测脱硫除尘液的p H值并反馈到自控装置, 自动调节脱硫除尘液p H值。

摘要：为保证烟气排放达标, 实际应用中经常将锅炉原除尘系统改造成脱硫除尘系统。本文研究了国内外关于锅炉烟气脱硫除尘的方法, 比较常用的烟气治理技术。最后, 深入探讨了钠钙双碱法以及对这种方法的改造措施。

关键词：烟气,钠钙双碱法,锅炉烟气脱硫

参考文献

[1]胡满银, 赵毅, 刘忠.除尘技术.北京;化学工业出版社, 2006.

脱硫除尘器 篇5

摘要：循环流化床半干法烟气脱硫除尘一体化工艺(DSDFP)是对半干法脱硫工艺的`改进.该工艺的特点是在脱硫塔的前后分别设置一台电场静电除尘器和一台低压脉冲袋式除尘器,电场静电除尘器对烟气进行预除尘,袋式除尘器对脱硫塔出口的高含尘烟气进行除尘.银川热电厂150t/h燃煤锅炉应用了DSDFP系统并进行了运行试验.运行试验结果表明,当进料钙硫比(Ca,S)为1.3、近绝热饱和温度(△T)为15℃时.系统的脱硫效率可达85%,烟尘排放浓度小于50mg/m3,满足目前的环保要求.针对DSDFP系统在经过一段时间运行后出现的布袋除尘器压差增大、锅炉负压不换稳定、脱硫塔壁面结垢、塔内喷嘴堵塞等问题,经分析采用控制喷水量、优化水喷嘴布置、严格控制雾化角和喷射距离、在脱硫塔内采用双流体喷嘴、合理设计塔内烟气流场等措施进行解决.作 者：童莉    韩毅    赵旭东    Tong Li    Han Yi    Zhao Xudong 作者单位：童莉,Tong Li(环境保护部环境工程评估中心,北京,100012)

韩毅,赵旭东,Han Yi,Zhao Xudong(清华同方环境有限责任公司,北京,100083)

集中供热脱硫除尘降硝新技术的实践 篇6

我国是产煤大国，燃煤供热成本是燃气供热成本的三分之一。但是，日益严重的空气污染问题困扰着国人。为了解决灰霾，继北京拆除燃煤供热锅炉，“煤改气”后，2012年煤都乌鲁木齐市也宣布“煤改气”，全国很多大城市都计划采用燃气供热。对于“煤改气”，中华环保联合会能源环境专业委员会副会长兼专家组组长王雅珍教授有着自己不同的见解，她深知“煤改气”有很多不利因素，其最主要和最重要的一点是环保问题。由于燃气热值高，燃烧时炉温大于1000℃，空气中大于78%的氮气和21%的氧气在炉温大于1000℃时自然产生氮氧化合物（燃煤锅炉的炉温一般在850℃～950℃），也就是硝。脱硝比脱硫要难，费用极高，是致癌物之一，对人类健康有着一定的危害。

一、脱硫除尘降硝技术从理论到实践的跨越

王教授1995～1998年与上海交通大学合作研究半干法脱硫除尘（可降硝50%以上），设备虽好，但不适用于供热采暖锅炉。随着灰霾日益严重，王教授从2005年开始研究适用于北方供热采暖系统的脱硫除尘装置。至2008年YZ型旋流混合式脱硫除尘塔的构思和设计基本完成，但是找不到实验单位。因为YZ型旋流混合式脱硫除尘塔脱硫除尘效率高，在室外温度≥-4℃时基本看不到锅炉冒烟冒气，在寒冷天气冒少量白水汽，不需要建高烟囱。但是，不建高烟囱一般环保局不批准投建，过不了环评。经过几次碰壁，2013年4月，王雅珍教授各项技术申请成功获批在齐齐哈尔市成立“齐齐哈尔昱峰供热有限公司”，她自主研发的五项科技成果将有可能全部应用在齐齐哈尔市，但是，齐齐哈尔环保局不批准建没有烟囱的锅炉房，要求建45m以上的烟囱。无奈之下，王教授决定自筹资金在供热烟尘肆虐的黑龙江省清河林业局建立集中供热，实现保护碧水蓝天的环保理想。

清河林业局原有6座供热锅炉房，地暖和挂暖混供，根本无法保证挂暖的供热质量。王雅珍教授废弃了全部旧锅炉，投建了拥有2台46MW热水锅炉的集中供热热源厂（供热面积可覆盖180万平方米），投建4000m×2一次管网，改进新增了2300m×2的二次管网，投建7个换热站，站内将地暖和挂暖分开，拥有5套挂暖水系统和7套地暖水系统。由于挂暖和地暖分家，新增和改造2400m×2的二次管网。

二、以数据说话

经过一个采暖期的运行，王教授研发的五项技术得到成功验证，并获得了清河镇百姓的认可。同时王教授在实际应用过程中发现脱硫除尘塔在耐磨、防酸腐蚀上存在一些问题，必须采用高耐酸腐蚀、耐高温和高耐冲击磨擦的特殊材质制作脱硫除尘塔，以及采用高耐酸腐蚀和高耐冲击磨擦的特殊涂料保护脱硫除尘塔。

1.湿法运行时YZ-65旋流混合式脱硫除尘塔测试结果

王教授设计的脱硫除尘降硝塔设计除尘率≥98%，除尘后烟尘浓度<30mg/L，脱硫率>90%，降硝率>70%。该技术设备通过哈尔滨市通河县清河林区昱真供热公司两台46MW（相当于65t/h的蒸汽锅炉）热水锅炉2013～2014年采暖年度的实践检验，除尘率≥94.5%，脱硫率≥85.3%，降硝率≥70.4%。黑龙江省环科院检测中心2014年4月4日测试结果见表1。

测试结果说明：空气预热器出口烟温75℃，烟气流量150 000m3/H。

（1）由于冬季周边城镇石灰窑从10月份停产，购买的脱硫剂生石灰含量<30%，影响脱硫和降硝效果，如果生石灰含量≥80%，则脱硫率≥90%以上。

（2）测试除尘率≥94.5%，此数值远低于实际除尘率。设计除尘率≥98%，烟尘浓度应该≤30mg/m3。但是，由于工期短，天气冷，制作的脱水板不硬化，故没有安装脱水板，2014年夏季要安装特制脱水板，由于没有脱水板，在烟囱测试处烟气中含有微小水珠，而水珠含尘，故测试值偏高。待安装好脱水板后烟尘浓度应该≤30mg/m3。在室外-4℃以上温度时，看不见锅炉冒烟和冒气。

2.干法运行时YZ-65旋流混合式脱硫除尘塔测试结果

对黑龙江省环科院检测中心测试的编号HRAES-14-015检测报告的分析：HRAES-14-015检测报告是昱真供热公司一号锅炉的YZ型旋流混合式脱硫除尘塔放净塔内水后，在无水和不投加脱硫剂的情况下测试的除尘、脱硫、脱硝结果，见表2。

如果锅炉运行采用低硫煤，锅炉燃烧炉温<1000℃，在保证锅炉二氧化硫和氮氧化合物排放合格的前提下，可以采用干法除尘，实践证明除尘效果很好，在除尘脱硫零运行费用的情况下，除尘率达到91.56%，脱硫率达到20.99%。

实践证明，在室外温度为-4℃以上时，采用干法除尘，基本上观察不到锅炉冒烟和冒气，排放达标。

三、讲经济也要讲环保指标

目前全国供热锅炉房基本采用水膜除尘和双碱法脱硫，室内或室外设有循环水池，脱硫除尘废水浓缩到一定程度排放到市政废水系统，对地下水和地表水形成二次污染，导致人类患高血压、心脏病、肾结石、胆结石及诱发癌症。由于冬季水池结冰，水池和脱硫塔的维修量大。

昱真供热公司2013年购买的是低硫煤，含硫量≤0.2%。昱真公司从2013年10月24日至2014年2月7日采用纯自来水做脱硫降硝剂，没有投加生石灰，脱硫率约在70%，降硝率约在50%，将pH值6.0的酸性脱硫除尘降硝水每隔40分钟排放到渣槽，与渣槽中pH值≥9的碱性水中和，将渣槽水的pH值控制在7.0左右，防止除渣链条发生腐蚀。锅炉和一次供热管网每日补水量仅为2～8吨。YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝塔内的废水全部排放到渣槽，锅炉排污水、除尘器冲灰水、冲地废水等也全部收集到锅炉渣槽内，进行再利用。废水在渣槽中浓缩析出以硫酸钙、碳酸钙为主体的固体盐，固体盐和炉渣用于烧砖。废水、污水实现零排放。由于锅炉排污水中含有残留YZ型防腐阻垢剂，固体废物不会在渣槽内结块。

YZ型旋流混合式脱硫除尘塔具有非常大的环保意义。可应用于供热采暖的燃煤链条炉和往复炉排。可应用于全国蒸发量≤130t/H的蒸汽锅炉。该设备投资少、操作简便、运行费用极低（与国内其他脱硫除尘方法相比较而言）、占地少。可以代替燃气锅炉，防止发生灰霭。

YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝塔的优点具体体现在以下几方面：

1.设备造价低。烟气从锅炉出来进入多管除尘器，除掉大颗粒尘，再进入YZ型旋流混合式脱硫除尘降硝塔，除掉微小灰尘、二氧化硫和氮氧化合物。

2.运行费用全国最低。采用低硫煤时可以不使用脱硫剂和降硝剂，用自来水就能完成脱硫除尘降硝工作，废水做渣槽补充水，做到真正的零运行费用。当采用高硫煤时，由于渣槽水是碱性水，可以在渣槽内进行酸碱中和，大幅度节约脱硫剂和降硝剂（以生石灰做脱硫剂和降硝剂），大幅度降低运行成本。

3.全国锅炉房首例废水零排放，废水全部利用。

4.做到锅炉烟囱基本看不见冒烟和冒气，或仅有少量白水汽。

5.运行操作简单，是傻瓜型的，适用于供热企业。

6.烟尘、二氧化硫、氮氧化合物排放合格。

7.设备维护费用低。

备注：上海昱真水处理科技有限公司安装在黑龙江农垦总局九三农场热力公司46MW（相当于蒸发量65t/H）热水锅炉上的YZ-65旋流混合式脱硫除尘塔通过验收。

催化裂化烟气湿式脱硫除尘技术分析 篇7

关键词：催化裂化,烟气脱硫除尘,二氧化硫,湿式静电除尘

随着我国国民经济的高速增长,对能源需求的增加,燃煤、燃油及炼油等过程形成的SO2、粉尘排放量日益增加,严重危害居民健康,破环生态环境[1]。

《石油炼制工业污染物排放标准》中明确规定:催化裂化催化剂再生烟气的大气污染物排放限值:SO2≯100 mg/Nm3,颗粒物≯50 mg/Nm3。在国土开发密度已经较高,环境承载能力开始减弱,或大气环境容量较小,生态环境脆弱,容易发生严重大气环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区,应严格控制企业的污染排放行为,执行大气污染物特别排放限值:SO2≯50 mg/Nm3,颗粒物≯30 mg/Nm3[2]。

在工业生产中,选用技术先进、工艺成熟、运行可靠的烟气脱硫除尘工艺技术,对国家实现可持续发展,建设创新环保友好型企业具有重要意义。

1 催化烟气特点

1)催化烟气中SO2浓度与燃煤的电厂锅炉和金属冶炼厂排放的烟气相比要低,形成的硫化物本身因量小没有回收价值;

2)烟气中催化剂粉尘含量高,尤其当余热锅炉系统吹灰时,粉尘含量短时会更高;

3)烟气中催化剂粉尘硬度大,设备需耐磨且易堵塞管道;

4)烟气压力低。

2 催化烟气湿式脱硫除尘技术简介

湿法脱硫工艺主要是以NaOH、Mg(OH)2、Na2CO3、石灰等水溶液作为吸收剂对催化烟气进行洗涤,吸收脱除烟气中的SO2,与SO2反应生成亚硫酸盐、硫酸盐,吸收剂不进行再生[3]。

溶解吸收:

此类工艺具有流程简单、占地面积小、投资省、公用工程消耗少和可靠性高等优点,脱硫效率达到95%以上;缺点是吸收剂不可再生,化学药剂消耗量较大,有二次废弃物产生,并需进一步处理。在催化裂化湿式烟气脱硫除尘应用上,最具代表性的有以下三种技术:

1)逆流洗涤+湿式静电除尘(WESP)技术;

2)文丘里湿式洗涤技术;

3)EDV湿式洗涤技术。

其共同的特点是通过循环液洗涤,分述如下:

2.1 逆流洗涤+湿式静电除尘(WESP)技术特点

2.1.1 湿式静电除尘器(WESP),实现SO3悬浮液、粉尘、水滴的最大去除

WESP位于洗涤器上方,在同一壳体内(图1),烟气通过气体分布板自下而上通过WESP,每根除尘器管的垂直轴线方向悬吊放电电极。通过施加高电压,产生的电场为尘埃和SO3气体颗粒充电(与颗粒大小无关),负电荷粒子被正电极收集。从气流中分离出来的颗粒随冷凝液一并落入下方的洗涤区。微米和亚微米级的微粒,需要小于0.2 kPa的压力降。可以设冲洗系统用于定期清洗,在收集管上方安装喷嘴,清洁水被泵送至喷嘴,随后流入到滤液池作为补充水。

WESP结构与常规电除尘器结构基本类似,所不同的是WESP取消了传统的振打清灰方式,采用一套喷淋系统取代振打系统用以清灰,除尘效率比袋式除尘器还高,烟尘出口浓度可控制在1 mg/m3以下,对PM 2.5脱除效率可达95%以上。这一高效综合控制多种污染物的技术,与常规电除尘器和袋式除尘器相比较,具有无二次扬尘,可捕集微细、潮湿、黏性或高比电阻烟尘,可控制PM 2.5和SO3酸雾,脱除铅、汞等重金属及多种有害污染物,可工作于烟气露点温度以下,压力损失小、无运动部件、维护费用低,结构紧凑、占地面积小等优点[3]。

2016年开始实施的《环境空气质量标准》对环境空气中的铅(Pb)年均限值为0.5μg/m3[4],WESP将在其治理中发挥重要作用。国外经验表明:WESP能有效减少烟气中多种污染物排放,尤其对PM2.5、酸雾、石膏液滴、汞以及铅等有毒重金属有良好的脱除效果[5]。

2.1.2 浆液塔内氧化,无需另设氧化罐,最大限度节省空间

为实现低COD排放,设一条旁路管线,从滤液池到外部氧化系统再返回滤液池。该系统由空气喷射器和高压泵组成,液体通过喷嘴扩散成液滴,液滴夹带空气离开。气液混合是密集的,以使亚硫酸溶解在洗涤液中,与空气中的氧反应。喷射阶段后,包含空气泡的洗涤液回到洗涤槽,当气泡上升至表面时,剩余氧气可继续进行反应。此外,洗涤槽内的亚硫酸盐在液体循环中持续被氧化;因此氧化停留时间是单一喷淋系统的叠加。该系统是“敞开的”,空气传输过程不需封闭。

2.1.3 低压降,无需增压风机或压力控制系统

2.2 文丘里湿式烟气洗涤技术特点

2.2.1 文丘里洗涤器——高效率的气液接触方式

烟气进入文丘里洗涤器,烟气和液体在这里进行充分接触,从而除去粉尘、硫氧化物以及烟气中其他溶于水的杂质。

气液之间的混合可按过程分为惯性碰撞和引射碰撞两种。由于惯性碰撞时液滴粒径远比引射扩散时的液滴粒径要大得多,且因惯性碰撞难免会有很多空档,只有引射扩散比较均匀,所以两种方式的混合效果大不一样。一般湿法洗涤器,其气液混合过程都是以惯性碰撞为主,只有文丘里管洗涤器才能做到以引射扩散为主,并达到比常规的湿法洗涤器具有更佳的气液之间的混合效果[5]。

一个典型的喷射式文丘里洗涤器由以下几部分组成:喷射式文丘里喷嘴、收缩段、喉管、扩散段(图2)。

喷射式文丘里喷嘴是文丘里洗涤器的核心部分,它利用流体动能形成液滴,与其他的单一流体雾化喷嘴类似,液体性质(如速率、表面张力、黏度)以及喷嘴的几何形状是影响雾化效果的主要因素。

收缩段特殊的几何形状具有以下几个特点:

1)保证洗涤液的均衡和完全覆盖;

2)通过优化液滴分布,在保证压力恢复最大化的同时加强粉尘颗粒物和SO2的去除。

喉管在保持稳定性的同时保证气液接触良好。无论气体还是液体均需要通过喉部到达扩散段。

文丘里装置的扩散段可以达到两个目的:

1)压力得到恢复,在保证洗涤效率的前提下降低整个系统的压降。

2)液滴进行聚合,增大液滴的尺寸,利于接下来的气液分离。

联接弯头将向下流的气—液混合物输送到烟气洗涤塔。此联接弯头有助于液滴的凝结和合并,可以作为液滴撞击的“缓冲”。

2.2.2 烟气洗涤塔特殊的气—液分离结构

首先,联接弯头进入分离桶的入口开在切线方向上,当气—液混合物通过时,离心力促进了分离过程,通过优化入口速率,既可以保证良好的分离效率,又能最小化浆液的腐蚀作用。

其次,烟气洗涤塔中部安装气液分离器,使旋转而上的气流和液体进一步分离,并消除了气体的气旋。

最后,塔上部安装除雾格栅,气液在此最终完成分离。

2.3 EDV湿式洗涤技术特点

2.3.1 独特的喷嘴

塔内有多层喷射喷嘴和急冷喷嘴,独特设计的喷嘴是该系统的关键,具有不堵塞、耐磨、耐腐蚀,能处理高浓度液浆的特点。

2.3.2 滤清模块

饱和气体离开吸收区后直接进入滤清模块,通过饱和、冷凝和过滤除去细小颗粒。滤清模块从进口到出口管径逐渐变大,气体进入滤清模块时气流逐渐加快,饱和的气体开始加速并做热膨胀,迫使水气以细微粉尘为核心凝结,实现对细微催化剂粉尘和酸雾的脱除[7]。

颗粒尺寸急剧增大,大大降低除去这两类物质需要的能量和复杂性。文丘里管内装有向下喷射的喷嘴,捕集细小颗粒和酸雾,其优点是在一定的压降下,除去细小颗粒,同时对气体流量的变化不敏感。

2.3.3 液滴分离器

为保证烟气进入烟囱不含液滴,设置液滴分离器用于进一步将烟气中的细微液脱除,分离器为空心结构,内有螺旋导向片,引导气体作螺旋状流动,当气体沿向下流动时,在离心力作用下被甩至器壁,从而与气体分离。该设备没有易堵部件,但压降会有所增加。

滤清模块和液滴分离器的设计造成了EDV湿法洗涤脱硫系统运行阻力较高,由于背压的提高会使烟机做功下降,锅炉风机出口及炉膛压力提高,因此需要对锅炉及烟机进行核算[6]。

3 催化烟气脱硫除尘技术对比分析

湿式烟气净化技术对比见表1。

4 结论

综上所述,脱硫除尘效率三种技术各有所长。当为计划新建的催化裂化装置配套烟气脱硫除尘装置时,占地不作为首要的参考因素,可按投资、占地、压降综合考虑;当为现有的催化裂化装置配套烟气脱硫除尘装置时,工艺选择及设备布置则需充分考虑现场条件,尽可能充分利用现有场地,减少占地,则装置的占地成为主要考虑因素;同时,为确保系统投用时不影响锅炉的正常运行,烟气脱硫系统的压降要求尽量低。

考虑到日益严格的环保要求,烟气净化装置的SO2、SO3、粉尘的脱除能力应考虑一定的弹性,实现装置各工况运行(如正常运行、烟机停运、余热锅炉故障等)与烟气净化设施安全操作时控制、联锁的紧密结合。

参考文献

[1]尚纪兵,白芳芳,周志航.催化烟气脱硫脱硝除尘技术选择[J].化工管理,2014(21):75-76.

[2]GB31570—2015石油炼制工业污染物排放标准[S].北京:中国标准出版社,2015.

[3]尹连庆,唐志鹏,刘佳.湿式电除尘器技术分析[J].电力科技与环保,2015,31(03):18-20.

[4]GB3095-2012环境空气质量标准[S].北京:中国环境科学出版社,2012.

[5]褚嘉铭,江智贤,周建新,等.多管文丘里烟气除尘脱硫装置[J].环境工程,2006(1):38-41.

[6]刘发强,齐国庆,刘光利.国内引进催化裂化再生烟气脱硫装置存在问题及对策[J].工业安全与环保,2012,38(6):25-27.

浅谈燃煤锅炉的脱硫除尘 篇8

我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国, 随着经济发展不断加快, 我国能源消费总量不断增长, 造成的粉尘和二氧化硫污染也进一步加重, 已成为制约社会经济发展的重要环境因素, 控制烟尘和二氧化硫的排放, 进行燃煤锅炉的脱硫除尘, 已经成为我国环境保护的重中之重。

一、我国燃煤锅炉脱硫除尘的市场现状

就行业而言, 二氧化硫和粉尘的排放量具有非常明显的行业特征。二氧化硫的排放上, 火力发电业的二氧化硫排放量占据总行业的49%, 水泥制造和化工业以8%和6%的份额紧随其后;在粉尘的排放量上, 水泥制造业的粉尘排放量, 占全国重点工业粉尘排放量的64%;而在二氧化硫去除率中, 火电厂占到10%。

从燃煤锅炉脱硫除尘技术的发展过程来看, 我国火电厂烟气脱硫技术始发于60年代, 进入70年代, 取得阶段性成果, 但因经济、技术等因素所限, 未能得到实际应用。近年来, 随着经济的加速发展以及环境标准的日益严苛, 火电厂烟气脱硫技术取得了长足发展:出现多个烟气脱硫工程公司, 培养了一批骨干技术力量, 带动国内相关机电产品的生产和开发, 初步形成新的产业链。

随着相关标准的细化及落地实施, 燃煤工业锅炉脱硫除尘技术发展迅速, 在整个环保产业中处于逐步成长和成熟的阶段, 而我国逐步实行控制二氧化硫污染的减排政策, 也为脱硫除尘技术和行业的发展提供了巨大市场。燃煤工业锅炉、湿式脱硫除尘技术经过“八五”“九五”攻关项目, 有力地推动了我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的进一步发展。

二、目前我国燃煤锅炉脱硫除尘的主要技术

在脱硫技术的选择上, 在经济条件尚不充足的情况下, 应该选择脱硫率适当投资又少的工艺。目前我国燃煤锅炉脱硫技术主要有以下三种:

1湿法处理技术

湿法处理技术, 相较于其他技术, 具有设备简单、占地少、易操作、运行费用较低等特点, 在老工业锅炉中非常有推广价值。从具体的脱硫法工艺上看, 湿法脱硫技术应用在麻石水膜脱硫除尘工艺、海水脱硫、石灰石-石膏法、废碱液吸收法、亚钠循环吸收法、氧化铝法等方面。

麻石水膜脱硫除尘工艺一般采用耐腐蚀的麻石砌筑反应池, 利用水来吸附二氧化硫, 但这种工艺一般只适应于含硫量较低的煤的烟气;海水脱硫主要利用海水的弱碱性来脱硫, 特别适用于沿海工业脱硫, 成本较低, 前景良好;石灰石-石膏法主要是利用石灰石和石灰浆液与二氧化硫发生化学反应, 脱硫效率高, 是目前使用最广泛的脱硫技术;废碱液吸收法主要利用碱液和二氧化硫发生反应, 在一些化工企业中应用比较多;亚钠循环吸收法利用硫酸钠吸收二氧化硫生成硫酸氢钠, 在化工和冶炼厂中应用较多;氧化铝法是利用氧化镁的浆液吸收二氧化硫, 循环脱硫, 但是对于技术要求比较高, 目前在我国还没有实现大范围应用。

湿法处理技术反应过程和反应速度较快, 吸收效果较好, 但因为是化学反应居多, 整个过程是气液反应过程, 设备易堵塞、易腐蚀, 并且会产生反应废弃物, 易造成二次污染, 后期处理需要的运行费用也较高。

2干法处理技术

干法处理技术主要有荷电干粉喷射脱硫、掺烧含钙物质炉内脱硫、电化学方法脱硫等。掺烧含钙物质炉内脱硫主要是通过向锅炉内添加含钙物质, 与二氧化硫反应生成硫酸钙, 在除尘器中将硫酸钙收集起来, 这种技术投资少, 占地面积小, 但是脱硫效率较低;荷电干粉喷射脱硫主要是将荷电石灰干粉喷射到烟气中, 利用荷电干粉同性相斥的原则, 增加与二氧化硫发生反应的机会, 提高脱硫效率, 但是在我国目前还未得到实际应用;电化学方法脱硫主要是利用氧化反应, 将二氧化硫分子激活或者分离, 生成自由基, 再与其他物质发生反应。

干法处理技术设备简单, 不存在腐蚀问题, 但是因为相关技术尚处于研究阶段, 脱硫效率比较低, 在我国尚未得到大范围应用。

3半干半湿法处理技术

半干半湿法处理技术一般有旋转喷雾和炉内喷钙尾部增温方法, 整个过程既有干法处理又有湿法处理, 投资少、占地少、无腐蚀状况。目前在国内应用也较少。

四、我国燃煤锅炉脱硫除尘技术未来发展方向

根据目前主要运用的技术来看, 不管是湿法还是干法, 都存在着一定的问题, 而且脱硫除尘效率有待提高。我国燃煤锅炉脱硫除尘技术以湿法处理技术为主, 因此在很长一段时间内, 在湿法处理技术的基础上, 进行改进, 解决设备的腐蚀问题, 解决二次污染问题, 将是主要的发展方向。

1在管理环节上, 减少二氧化硫的产生, 这是从源头上解决相关问题的关键, 相关企业要开展节能低耗的研究, 减少煤的耗用量, 增加优质煤, 特别是低硫煤的使用比例, 加快转变生产模式, 提高燃煤效率, 从而从源头上减少二氧化硫的排放量。

2加大对煤炭前期脱硫技术的研究和应用。简而言之, 就是减少原煤中的含硫量, 对煤炭实行前期化学脱硫、微生物脱硫等, 在燃煤前就将二氧化硫的排放量控制住, 非常有效。

3加大对燃煤中脱硫技术的研究, 加大对高效燃煤的技术的研发力度, 加大对烟气中微生物脱硫技术的研究, 减少处理成本, 实现废物再次循环利用, 实现燃煤锅炉脱硫除尘技术上先进, 费用上经济。

结语

我国燃煤锅炉脱硫除尘进行时间较长, 相关技术方法较多, 在各个领域均有所应用, 并且在实际生产实践中, 也得到重视。但是因为技术所限, 存在诸多问题, 脱硫效率也需要进一步提高, 需要从煤炭生产、燃煤中、燃煤后等各个环节加大相关技术的研究力度。

摘要：由于经济水平所限, 在现在乃至今后很长一段时间内, 我国的能源结构都将以燃煤为主, 燃煤产生大量粉尘和二氧化硫, 对空气造成污染, 因此对于燃煤锅炉的脱硫除尘研究非常重要。本文主要阐述了目前我国燃煤锅炉脱硫除尘的市场现状、相关技术和未来的发展方向。

关键词：燃煤锅炉,脱硫,除尘

参考文献

[1]李霖, 季毕军, 耿捷.湿式脱硫除尘工艺技术的应用效果分析[J].石油石化节能与减排, 2013 (05) :23-26.

[2]马威, 李沈生, 贾玉鹤.沈阳市燃煤锅炉脱硫除尘设施存在问题及对策研究[J].环境保护与循环经济, 2010 (07) :48-51.

[3]徐小方, 王华.石灰石法与双碱法脱硫除尘应用对比分析[J].科技和产业, 2013 (02) :126-129.

催化烟气脱硫脱硝除尘技术选择 篇9

一、国内外催化烟气脱硫脱硝除尘技术介绍

1. 催化烟气脱硫技术

世界各国研究开发的烟气脱硫技术有许多种, 其脱硫原理基本相同, 就是利用具有碱性的吸收剂与燃料燃烧过程中生成的酸性SOx反应, 生成一种稳定的化合物存在于固相或液相中, 从而实现烟气脱硫。烟气脱硫技术按脱硫剂的类型可以分为干法、半干法和湿法脱硫, 其中湿法脱硫约占85%左右[2]。

(1) 美国BELCO公司的EDV®工艺

EDV®技术的基本原理是采用碱性溶液 (一般为Na OH) 作为脱硫吸收剂, 与进入反应塔的烟气接触混合, 烟气中SO2与Na OH反应, 生成亚硫酸钠, 亚硫酸钠经曝气进行氧化反应, 生成硫酸钠。脱硫反应方程式如下:

整套EDV®湿法洗涤系统包括单系列的烟气净化系统, 一套排液处理单元 (PTU) 。EDV®湿法洗涤系统的工艺采用分层式的烟气净化处理程序。利用洗涤水喷射出来的能量来净化烟气 (而不是靠烟气的压降能) , 是一套低压降的系统。EDV®技术流程短, 占地小, 操作简单, 脱硫率高达95%以上, 该技术成熟可靠, 国内外有大于80套稳定运行的业绩, 技术指标达到国际先进水平。

(2) 双循环新型湍冲文丘里除尘脱硫技术

该技术是中石化自主知识产权的催化裂化除尘脱硫技术, 采用具有专利技术的文丘里组件和湍冲组件, 以高效双塔双循环烟气脱硫系统为核心, 形成烟气分级处理、吸收液分级配置的烟气除尘脱硫工艺。具有脱硫效率高、装置规模小、系统压降小、抗粉尘冲击能力强等特点。

(3) 循环流化床 (半) 干法技术

循环流化床脱硫工艺技术是较为先进的运用广泛的烟气脱硫技术。该法以循环流化床原理为基础, 主要采用干态的消石灰粉作为吸收剂, 通过吸收剂的多次再循环, 延长吸收剂与烟气的接触时间, 以达到高效脱硫的目的, 其脱硫效率可根据业主要求从60%到95%[3]。该技术成熟, 国内外有140多套的业绩, 是目前具有较好发展前景的烟气脱硫技术。

(4) 有机催化剂综合清洁技术

该技术是目前一种较新的湿法脱硫工艺, 实质与氨法脱硫相似。技术的核心是采用了有机催化剂--一种专利生产的含有亚硫酰基 (>S=O) 官能团的一类稳定乳状液有机化合物, 可循环利用, 设计年损耗率为5%, 脱硫率能达到90%以上。在催化剂的反应下, SO2、NOx通过一系列反应分别形成H2SO4、HNO3, 加入氨水后, 最终反应生成硫酸铵与硝酸铵[4]。

2. 催化烟气脱硝技术

(1) 选择性催化还原反应 (SCR)

SCR烟气脱硝技术[5]是把还原剂氨气喷入锅炉下游300~400℃的烟道内, 在催化剂作用下, 将烟气中NOx还原成无害的N2和H2O。SCR技术需要的反应温度窗口为300℃~400℃。在反应温度较高时, 催化剂会产生烧结及 (或) 结晶现象;在反应温度较低时, 催化剂的活性会因为硫酸铵在催化剂表面凝结堵塞催化剂的微孔而降低。

(2) 臭氧氧化Lo TOxTM

Lo TOxTM烟气脱硝技术[6]是美国BOC Gases (空气化工产品有限公司) 的专利技术, 臭氧将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物, 然后在洗涤塔内将氮氧化物和二氧化硫同时吸收转化为溶于水的物质, 达到脱除二氧化硫和氮氧化物的目的。Lo TOx-EDV系统可使NOx排放减少到10μg/g以下, 可满足最严格的减排要求, 并且不会使SO2转化为SO3。

3. 催化烟气除尘技术

(1) HAMON静电除尘技术

HAMON静电除尘技术是用电极, 产生高压电, 在电场的作用下, 使催化剂颗粒带电, 利用“+、-”电荷相互吸引的原理, 吸附催化剂细小颗粒, 然后集中回收, 灰斗带有藏量显示、电加热系统, 可将收集的废催化剂回收至罐车拉走。

(2) PALL的气固分离系统

PALL的气固分离系统为传统的物理分离技术, 主要为具有适当孔径大小的多孔过滤介质, 在其表面收集固体, 事先确定过滤的压降, 到达此压降, 利用工业风等反冲洗过滤器, 将粘附的固体卸除, 通过灰斗回收, 循环往复, 完成气固的分离。

二、二催化工艺生产特点

中石化洛阳分公司二催化装置规模140万吨/年, 原料为70%闪蒸塔底油+30%的加氢蜡油, 混合原料中硫含量约0.45%, 反应再生为两器同轴、外提升管、单器单段逆流完全再生的工艺技术。由于设计原因, 实际运行工况下, 烟气轮机做功均小于主风机的耗功。为使主风机组进入发电工况, 将约300~400Nm3/min的空压风补入再生系统, 进而造成再生烟气氧含量高8%。

三、二催化烟气脱硫脱硝工艺方案选择

1. 烟气脱硫方案选择

双循环新型湍冲文丘里除尘脱硫技术虽具有脱硫效率高、装置规模小、系统压降小、抗粉尘冲击能力强等特点, 但其建设投资及运行费用较高, 配套的SCR脱硝技术不适合洛阳分公司二催化烟气脱硝, 因此未采用该技术。

循环流化床 (半) 干法工艺一方面烟气入口温度一般140℃左右, 催化装置经余热锅炉后排烟温度一般180-200℃, 同时受余热炉激波吹灰器运行情况制约, 排烟温度会有所上升, 需要喷入大量降温水, 吸收塔后设置布袋除尘器, 催化剂颗粒较坚固, 运行工况差时, 对布袋除尘器磨损或堵塞的可能性较大。另一方面该工艺在催化裂化装置上未有工业应用, 因此未采用该技术。

有机催化剂综合清洁技术也不适合洛阳分公司二催化装置。第一, 该设计前为布袋除尘器, 催化装置上前设布袋除尘器不合适, 主要烟气温度高, 且不确定因素多, 可能烧坏布袋除尘器 (设计不超230℃) , 因此催化装置前面只能设置静电除尘器, 例如HAMON静电除尘器。第二, 生产胺肥可能性较小。第三, 有机催化剂较为昂贵。

美国BELCO公司的EDV®工艺脱硫效率在95%以上, 脱硫后烟气中的SO2大部分被脱除, 且颗粒物浓度大幅度降低。该技术成熟可靠, 工程经验丰富, 关键设备工艺计算准确, 运行可靠性高。EDV®工艺脱硫技术对原料硫含量变化的适应性强, 无论是含硫量大于4%的催化进料, 还是含硫量低于1%的催化进料, 该工艺均可适应。吸收剂Na OH易得且系统设备不易堵塞, 系统稳定、耐冲击。因此EDV®工艺脱硫技术适用于洛阳分公司二催化烟气脱硫。

2. 烟气脱硝方案选择

中石化洛阳分公司二催化再生方式为单器单段逆流完全再生, 再生烟气中氧含量高达8%左右, 不易采用中温SCR脱硝技术, 主要因为再生烟气中约87.8%为SO3, 三氧化硫与氨气及水的作用下, 会生成鼻涕状硫酸氢氨, 在催化剂粉尘的共同作用下, 易在SCR后部炉管结垢, 腐蚀炉管、降低传热效率。

LOTOXTM低温氧化法, 将一氧化氮氧化成高价氮, 同时结合湿法EDV脱硫技术, 用Na OH溶液, 生成可溶性硝酸盐。LoTOx-EDV系统可使NOx排放减少到10μg/g以下, 可满足最严格的减排要求, 并且不会使SO2转化为SO3。

采用LOTOXTM技术可得到较高的NOx脱除率, 典型的脱除范围为70~90%, 甚至可达到95%, 并且可在不同的NOx浓度和NO、NO2的比例下保持高效率;因为未与NOx反应的臭氧 (O3) 会在洗涤器内被除去, 所以不存在类似SCR氨 (NH3) 逃逸一样的臭氧 (O3) 泄漏问题;该技术应用中SO2和CO的存在不影响NOx的去除, 而Lo TOx也不影响其他污染物控制技术。Lo TOx技术与EDV技术结合形成一体化的脱硝脱硫系统, 用于废气治理, 经氧化后生成的N2O5通过EDV洗涤器很容易与烟气中水分发生反应生成HNO3, 然后再同洗涤剂生成盐类, 最后通过氧化处理后排出系统外。

3. 烟气除尘方案选择

对HAMON静电除尘技术和PALL的气固分离系统除尘技术的优缺点进行了比较, 得出洛阳分公司二催化装置烟气除尘易选用HAMON静电除尘技术。

PALL的气固分离系统除尘技术需要更换三旋和四旋, 更换三旋将耗费4000万美元, 更换四旋, 将耗费350万美元。依据目前国内大多三旋的效率, 若四旋更换为PALL的气固分离系统, 也较难达到烟尘浓度50mg/m3的要求。压降达5000Pa, 影响烟机的发电工况, 能耗上升明显。设备成型, 过滤精度较难提高, 反冲洗过滤器在国内催化的应用上空白, 实际运行效果有待验证。HAMON静电除尘技术能够除掉再生烟气中大于0.25um的粉尘颗粒, 对于入口500~1000mg/m3的粉尘浓度, 经过静电除尘后, 能够达到5~15mg/m3, 除尘能力强, 除尘效率99%以上。

四、结论

经过以上分析比较, 洛阳分公司二催化裂化装置烟气脱硫应采用在炼油厂催化烟气脱硫方面有较多经验的BELCO公司的EDV®工艺 (碱洗法) , 同时为了保证催化装置长周期平稳运行, 烟气脱硝采用Lo TOxTM工艺, 使烟气脱硫脱硝在一个设备中一起完成, 烟气除尘采用HAMON静电除尘技术。

参考文献

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[2]李昕泠.干法、半干法烟气脱硫技术脱硫渣的综合利用[J].锅炉制造, 2005, (4) :41-42.

[3]吴国勋、余绍华、傅伟根、杨锋.循环流化床半干法脱硫工艺流化床的建立及稳床措施[D].

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[5]陈美军、李朝杰.燃煤电厂SCR法烟气脱硝技术简介及选型思路[J].贵州电力技术, 2012, 15 (7) :19-21.

中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术分析 篇10

1.1 技术应用少, 技术创新难

随着现代科技的不断发展, 电力能源逐渐代替了煤化石燃料在生产生活中的地位, 因此在一些发达国家, 中小燃煤锅炉已经逐渐退出了历史舞台。这使得世界上大多数国家忽视了中小燃煤锅炉烟气的处理问题, 造成中小燃煤锅炉的烟气脱硫除尘技术一直难以得到有效的发展。与其他发达国家相比, 中小型燃煤锅炉在我国还有着一定的应用空间, 因此国际上烟气脱硫除尘技术发展不足, 直接导致我国目前中小燃煤锅炉烟气处理水平难以提升。同时, 由于我国对大气污染问题认识较晚, 因此在中小燃煤锅炉烟气处理的过程中, 仅对烟气的除尘问题产生了重视, 而忽视了烟气的脱硫, 使得中小燃煤锅炉烟气中的含硫量一直难以控制。

1.2 脱硫效率低, 除尘效果差

从目前我国中小燃煤锅炉烟气处理情况来看, 我国大多数企业将中小燃煤锅炉烟气处理分为三个阶段。第一阶段是燃料处理阶段。所谓燃料处理阶段, 就是在煤化石燃料在进行燃烧之前, 有关企业应先对其进行脱硫处理, 以降低化石燃料燃烧后硫化物的产生量。但是, 由于我国在化石燃料脱硫技术方面还存在弊端, 并且由于应用条件受限, 因此一些高效的脱硫技术难以进行普及, 造成我国中小燃煤锅炉燃料处理阶段脱硫工作一直不理想。第二阶段, 化石燃料的应用阶段。化石燃料在经过焚烧后会产生大量的烟气, 这些烟气中含有大量的粉尘以及硫化物等有害物质。因此在燃烧过程中对化石燃料进行脱硫, 是控制中小燃煤炉烟尘排放的关键。但是通过对燃烧阶段的除硫效果进行研究, 我们可以发现我国中小燃煤锅炉燃烧阶段除硫效率一直不高, 基本徘徊在50%以下, 难以达到国际标准。第三阶段, 直接处理阶段。直接处理阶段是指在化石燃料燃烧后, 对其产生的烟气进行直接的处理。烟气的直接处理, 虽然可以有效地对烟气中的硫化物以及粉尘进行控制, 但是由于受到技术的限制, 在应用过程中需要大量的配套设备予以支持, 因此大部分应用中小燃煤锅炉的企业难以满足技术方面的需要, 无法对烟尘进行直接脱硫除尘。

1.3 资金投入少, 设备防腐差

技术的应用离不开设备, 场地等多个方面的支持。在对中小燃煤锅炉烟气进行脱硫除尘技术应用的过程中, 有关企业应对技术应用过程中的相关设备、厂房等给予满足。但是由于我国企业在进行生产的过程中, 大部分资金都投入到了生产经营中, 因此在实际的工作过程中, 可以投入到烟气处理中的资金相对较少, 造成中小燃煤锅炉烟气脱硫技术应用上的困难。

2 中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术应用分析

2.1 湿法脱硫除尘

脱硫除尘技术有很多种, 但是主要涉及到的原理只有三种, 就是湿法脱硫、干法脱硫以及干湿结合脱硫。就湿法脱硫而言日常工作中比较常见的方法是湿式双旋脱硫除尘技术。该技术在应用的过程中, 主要是利用硫化物与粉尘易与除尘液相结合并反应的特点对烟气进行脱硫除尘处理。具体来说湿法脱硫除尘技术主要有以下几个步骤: (1) 加热。加热是进行烟气脱硫的首要步骤, 对烟尘加热主要的工具是引风机。 (2) 引流。加热后的烟气向上进入除尘器内并上升至除尘器顶端, 并通过旋流板对烟尘进行引流使其可以顺利进入到除尘筒中。 (3) 脱硫除尘。在除尘筒中安装有喷淋装置。烟尘中的硫化物与粉尘在其中与除尘液进行结合并反应最终从烟气中脱离出来。 (4) 脱水排放。经脱硫除尘处理后的烟气已经达到排放标准, 因此烟气流向外筒经过脱水进行排放。

2.2 干法脱硫除尘

湿法除尘脱硫在应用的过程中充分地将物理与化学结合在一起, 通过物化反应的方式达到除尘脱硫的目的。干法脱硫与湿法脱硫相同, 其在应用的过程中也采取了物化反应的方式对烟气进行脱硫除尘处理。干法除硫主要由两部分组成, 一是除尘器, 二是吸附塔。随着现代科技的进一步发展, 干法脱硫法也进行了逐渐的完善, 一些专家将高能电子应用到了干法脱硫当中, 这种方法在应用的过程中, 具有操作简单, 除硫效率高等诸多优点。但是由于技术发展还不够成熟, 在应用的过程中工作人员极易受到电磁波的辐射, 对工作人员的身体健康产生影响。

2.3 干湿结合脱硫除尘

干湿结合脱硫除尘法是一种将干法与湿法相结合的方法, 在应用的过程中主要是在立式塔内部建立了干湿两种不同的脱硫除尘方式, 通过干湿搭配的方法提升脱硫除尘的效果。通过实践证明, 干湿结合脱硫除尘法在中小燃煤锅炉烟气处理工作中具有较好的使用空间, 适用于我国大多数小型燃煤锅炉的烟气处理。但是, 由于该方法是将干湿两种方法相结合, 因此在立式塔建立的过程中, 投入的资金相对较多, 这对一般企业来说是一个不小的负担。

3 中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术应用过程中应注意的问题

3.1 加强技术管理, 丰富技术应用

鉴于我国目前仍有大量中小型燃煤锅炉正在使用中, 因此我国有关部门应有针对性地对中小燃煤锅炉的烟气脱硫除尘技术进行研发, 弥补中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术中的不足。首先, 有关工作人员应加强技术的管理, 对现有的技术进行完善与发展, 针对技术中的不足进行积极弥补。其次, 工作人员应对脱硫除尘技术进行丰富。就目前来看, 我国大多数脱硫除尘技术在应用的过程中效率均难以达到理想水平。因此, 有关人员应针对中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术过少的问题进行研究, 从中小燃煤锅炉的实际情况出发, 研发出适合中小燃煤锅炉应用的烟气脱硫除尘技术。

3.2 加大研发力度, 重视设备防腐

设备的防腐问题一直是中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术应用过程中的核心问题, 我国政府部门以及相关企业一直在对如何提高脱硫除尘技术应用设备的防腐性能进行研究。经过多年的研究实践证明, 要想对设备的防腐性能进行提升, 首先应加强设备应用材料的防腐性。因此有关单位应加大力度对防腐材料进行研发, 通过在材料表面增加有机涂层, 应用玻璃钢材料等方式, 对设备的防腐性能进行提升。

3.3 提高资金投入, 强化技术推广

上文我们已经提到资金是促进中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术应用与发展的主要动力之一。因此在今后的工作过程中, 有关企业应肩负起社会责任, 对企业的烟气处理问题产生重视。积极地对企业内部工作重心进行调整, 加大对中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术应用的资金投入, 建立起完善的配套设施满足烟气脱硫除尘技术的需要, 加强技术的推广与使用。

4 结语

综上所述, 中小燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术的发展一直受到多方面的局限, 对中小燃煤锅炉烟气处理造成严重的影响。因此在今后的工作过程中, 我国政府以及相关企业应打破思维定式, 树立环保理念, 对烟气脱硫除尘技术进行研究, 减少烟气排放对大气环境的污染。

参考文献

[1]张志刚, 张艳红.燃煤锅炉新型高效烟气脱硫除尘技术[J].油气田地面工程, 2013, 3 (4) :12-15.

[2]王永峰.铁路燃煤锅炉脱硫除尘机节能技术研究[J].中国高新技术企业 (中旬刊) , 2014, 11 (2) :34-36.