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引 言
我國目前的經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件還不允許象發(fā)達(dá)國家那樣投入大量的人力和財力,并且在對二氧化硫的治理方面起步很晚,至今還處于摸索階段,國內(nèi)一些電廠的煙氣脫硫裝置大部分歐洲、美國、日本引進(jìn)的技術(shù),或者是試驗(yàn)性的,且設(shè)備處理的煙氣量很小,還不成熟。不過由于近幾年國家環(huán)保要求的嚴(yán)格,脫硫工程是所有新建電廠必須的建設(shè)的。因此我國開始逐步以國外的技術(shù)為基礎(chǔ)研制適合自己國家的脫硫技術(shù)。以下是國內(nèi)在用的脫硫技術(shù)中較為成熟的一些,由于資料有限只能列舉其中的一些供讀者閱讀。
一、大氣污染物的危害
對人體健康的危害
大氣污染物主要是通過呼吸道進(jìn)入人體對人體健康造成危害的。其中對人體健康易造成嚴(yán)重危害的污染物包括煙塵、二氧化硫、氮氧化物、CO以及氯氣,他們危害人的機(jī)理如下:
煙塵的危害主要是在呼吸系統(tǒng)各部位上沉積,這是構(gòu)成或加重人類呼吸疾病的重要原因。煙塵還是細(xì)菌等微生物依附之物 。二氧化硫易溶于水形成亞硫酸刺鼻粘膜和鼻粘膜,具有腐蝕性。對人的結(jié)膜和上呼吸道粘膜具有強(qiáng)烈刺激。常見的氮氧化物以NO和二氧化氮為主。他們都能刺激和損害呼吸系統(tǒng),氮氧化物侵入肺臟伸出的肺毛細(xì)血管,引起肺水腫等。NO還易與血紅蛋白結(jié)合,形成亞硝基血紅蛋白,使使血紅蛋白失去輸氧能力。吸入過量的CO會消弱血紅蛋白向人體各組織輸送氧的能力,導(dǎo)致缺氧氯氣對上呼吸道和眼睛會造成有害的影響,它會溶解在粘膜所含的水分里,生成次氯酸和鹽酸,次氯酸使組織受到強(qiáng)烈氧化,鹽酸刺激粘膜發(fā)生炎性腫脹,大量分泌粘液,造成呼吸困難。
二、煙氣脫硫技術(shù)
脫硫技術(shù)是將煤中的硫元素用鈣基等方法固定成為固體防止燃燒時生成SO2
燃燒后脫硫工藝
1.石膏脫硫法
石膏脫硫法的工作原理是:將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣,硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后,結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水,使其含水量小于10%,然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉堆放,脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴,再經(jīng)過換熱器加熱升溫后,由煙囪排入大氣。)由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸,吸收劑利用率很高,鈣硫比較低,脫硫效率可大于95% 。
2.氨水洗滌法脫硫工藝
該脫硫工藝以氨水為吸收劑,副產(chǎn)硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)換熱器冷卻至90~100℃,進(jìn)入預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去HCI和HF,洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進(jìn)入前置洗滌器中。在前置洗滌器中,氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣,煙氣中的SO2被洗滌吸收除去,經(jīng)洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴,進(jìn)入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進(jìn)一步被洗滌,經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除去霧滴,進(jìn)入脫硫洗滌器。再經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。
3.煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝
煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵 石灰 石膏法脫硫工藝流程器及控制系統(tǒng)等部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑,或者其它對二氧化硫有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。
由鍋爐排出的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進(jìn)入。(吸收塔底部為一個文丘里裝置,煙氣流經(jīng)文丘里管后速度加快,并在此與很細(xì)的吸收劑粉末互相混合,顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦,形成流化床,)。在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下,吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成CaSO3 和CaSO4。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出,進(jìn)入再循環(huán)除塵器,被分離出來的顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔,由于固體顆粒反復(fù)循環(huán)達(dá)百次之多,故吸收劑利用率較高。
此工藝所產(chǎn)生的副產(chǎn)物呈干粉狀,主要由飛灰、CaSO3、CaSO4和未反應(yīng)完的吸收劑Ca(OH)2等組成,適合作廢礦井回填、道路基礎(chǔ)等。
典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝,當(dāng)燃煤含硫量為2%左右,鈣硫比不大于1.3時,脫硫率可達(dá)90%以上,排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應(yīng)用在10~20萬千瓦等級機(jī)組。由于其占地面積少,投資較省,尤其適合于老機(jī)組煙氣脫硫。
(三)生物脫硫工藝
目前常用生物脫硫方法是浸出法和表面氧化法
1.生物浸出脫硫
生物浸出法就是利用微生物的氧化作用將黃鐵礦氧化分解成鐵離子和硫酸, 硫酸溶于水后將其從煤炭中排除的一種脫硫方法。
該法優(yōu)點(diǎn)是裝置簡單, 只需在煤堆上撒上含有微生物的水, 通過水浸透, 在煤中實(shí)現(xiàn)微生物脫硫, 生成的硫酸在煤堆底部收集, 從而達(dá)到脫硫的目的。由于是將煤中硫直接代謝轉(zhuǎn)化, 當(dāng)采用合適的微生物時, 還能同時處理煤中無機(jī)和有機(jī)硫。其缺點(diǎn)是處理時間較長(數(shù)周) 。
結(jié)論:
目前的經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件還不允許象發(fā)達(dá)國家那樣投入大量的人力和財力,并且在對二氧化硫的治理方面起步很晚,至今還處于摸索階段,國內(nèi)一些電廠的煙氣脫硫裝置大部分歐洲、美國、日本引進(jìn)的技術(shù),或者是試驗(yàn)性的,且設(shè)備處理的煙氣量很小,還不成熟。不過由于近幾年國家環(huán)保要求的嚴(yán)格,脫硫工程是所有新建電廠必須的建設(shè)的。因此我國開始逐步以國外的技術(shù)為基礎(chǔ)研制適合自己國家的脫硫技術(shù)。
參考文獻(xiàn):
[1] 林永波,于玉澤,趙新宇.微生物技術(shù)用于紅陽三礦煤脫硫的研究 [J] . 北方環(huán)境,2000 (4)
[2] 昔建威,楊洪英,恐恩普.煤中硫的賦存特征及微生物脫硫 [J] .選煤技術(shù), 2004,(1)
關(guān)鍵詞:催化;煙氣;脫硫脫硝;濕法洗滌工藝
隨著環(huán)境問題在全球范圍內(nèi)越來越突出,世界各國紛紛加大了環(huán)境治理的力度。我國也陸續(xù)制定并出臺了一系列法律法規(guī)、規(guī)劃、技術(shù)政策,為了實(shí)現(xiàn)"十二五"規(guī)劃的污染減排目標(biāo),近期即將實(shí)施《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。研究催化煙氣脫硫脫硝技術(shù)在此背景下便顯出一定的社會效益和環(huán)境效益。
1 煙氣脫硫脫硝的必要性
擬實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)中,SO2最高允許排放濃度為200mg/Nm3,NOx最高允許排放濃度為300mg/Nm3,而現(xiàn)有煉油廠催化裝置SO2、NOx實(shí)際排放濃度與指標(biāo)相差較大,因此,合理利用催化煙氣脫硫脫硝技術(shù),保證催化煙氣排放指標(biāo)達(dá)標(biāo)是勢在必行。
2 煙氣脫硫的技術(shù)方法
目前,國內(nèi)外常用催化煙氣脫硫除塵技術(shù)有很多,按照脫硫方式和產(chǎn)物的處理形式不同,可劃分為濕法、干法、半干三大類。目前,處理催化裂化再生器煙氣的技術(shù)主要以濕法為主。另外,濕法工藝又可分為可再生濕法和非可再生濕法兩種。以WGS濕法洗滌工藝、海水洗滌工藝和EDV濕法洗滌工藝為代表的非可再生濕法洗滌工藝和labsorb、cansolv可再生濕法洗滌工藝最具代表性。
(1)WGS濕法洗滌工藝
該工藝主要包括兩部分:濕法氣體洗滌裝置(WGSR)和凈化處理裝置(PTU)。WGSR主要包括JEV型文丘里洗滌器、分離塔、煙囪、循環(huán)泵等,脫除二氧化硫及固體顆粒物,生成亞硫酸鈉及硫酸鈉,SOx脫除率可達(dá)94%以上。PTU與BELCO洗滌液處理裝置流程基本相同。排出的洗滌液在澄清器中沉降,固體物運(yùn)出廠外填埋,澄清池分離的澄清液約含5%的可溶解鹽,排到后處理設(shè)施,經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)混合器、氧化塔,用空氣氧化法降低其COD,氧化處理后排液進(jìn)入污水處理場進(jìn)一步生化處理。該技術(shù)成熟可靠,在國外已有25套應(yīng)用。
(2)ALSTOM公司填料吸收塔海水脫硫技術(shù)
ALSTOM公司填料吸收塔海水脫硫技術(shù),利用海水的弱堿性,來洗滌煙氣中的二氧化硫,達(dá)到煙氣凈化的目的。海水采用一次通過的方式吸收煙氣中的SO2,煙氣中的SO2首先在吸收塔中被海水吸收,吸收塔排出的酸性海水依靠重力流入海水處理場。在海水處理場的曝氣池中鼓入大量的空氣,使海水中的pH值得以處理。ALSTOM公司的海水脫硫技術(shù)大多應(yīng)用于電廠煙氣脫硫,在煉油廠催化裝置業(yè)績較少。
(3)EDVR濕法洗滌工藝
EDVR濕法洗滌技術(shù)是先進(jìn)的控制煙氣中的顆粒物、SO2和NOX的技術(shù),由美國貝爾格(BELCO)技術(shù)公司開發(fā),包括煙氣洗滌系統(tǒng)和排液處理系統(tǒng)兩部分。煙氣進(jìn)入洗滌塔后,除去氣體中較大的顆粒、SO2,清潔氣體通過上部的煙囪排入大氣,為防止催化劑積累,裝置運(yùn)行中將排出部分洗滌液進(jìn)入排出液處理系統(tǒng)。排液處理系統(tǒng)的特點(diǎn)在于減少了排液化學(xué)需氧量(COD)和固體懸浮顆粒在排液中的含量,同時也除去所收集的固體懸浮顆粒物的水分。該技術(shù)成熟可靠,在國內(nèi)外應(yīng)用最廣,包含在建裝置國內(nèi)已有12套應(yīng)用,國外應(yīng)用80多套。
3 煙氣脫硝的技術(shù)方法
煙氣脫硝主要有兩種方式:一種在燃料基本燃燒完畢后通過還原劑把煙氣中的NOX還原成N2的一種技術(shù),另外一種是用氧化劑將NOX氧化成可用水吸收成酸類物質(zhì),再用堿中和的方法。在催化裂化煙氣脫硝中,還原法應(yīng)用較多的是SCR法脫硝技術(shù);氧化法最具有代表性的是臭氧氧化技術(shù)(LoTOxTM)。
(1)SCR法脫硝技術(shù)
選擇性催化還原法(SCR)是指在催化劑的作用下,利用還原劑(如NH3或尿素)"有選擇性"地與煙氣中的NOX反應(yīng)并生成無毒無污染的N2和H2O。選擇性催化還原系統(tǒng)中,一般由氨的儲存系統(tǒng)、氨和空氣的混和系統(tǒng)、氨噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)及監(jiān)測控制系統(tǒng)等組成,高溫SCR反應(yīng)器大多安裝在余熱鍋爐鍋爐蒸發(fā)段與省煤器之間,因?yàn)榇藚^(qū)間的煙溫剛好適合SCR脫硝還原反應(yīng)(350℃),氨則噴射于蒸發(fā)段與SCR反應(yīng)器之間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置,使其與煙氣混合后在反應(yīng)器內(nèi)與NOX反應(yīng)。
(2)LoTOxTM臭氧氧化技術(shù)
臭氧氧化法就是在煙氣進(jìn)入煙氣洗滌塔前,煙氣中注入臭氧把不可溶的NOX氧化成易溶于水的N2O5,在脫硫塔里N2O5溶于水形成硝酸,并與脫硫塔內(nèi)循環(huán)漿液中的堿性物質(zhì)反應(yīng)生成鹽類,從而達(dá)到脫硝的目的。采用臭氧氧化技術(shù)可得到較高的NOX脫除率,一般為70%~90%,并且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高NOX脫除率,臭氧可以在現(xiàn)場由臭氧發(fā)生器直接生成。因?yàn)榱_塔斯技術(shù)(LoTOxTM)是低溫處理技術(shù),故在流程中不需像SCR一樣需要合適的溫度。這個流程不使用氨,因此避免了在下游熱轉(zhuǎn)換階段出現(xiàn)硫酸銨/重硫酸銨的沉淀,但消耗堿產(chǎn)生了硝酸鹽。
4 結(jié)束語
在現(xiàn)階段催化裝置脫硫脫硝設(shè)計施工過程中,應(yīng)綜合考慮多方面指標(biāo),經(jīng)過方案比選和經(jīng)濟(jì)評價優(yōu)選出適合的脫硫脫硝方案,這樣既能達(dá)到國家要求的催化煙氣排放標(biāo)準(zhǔn),還能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前,我國近期即將實(shí)施《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,應(yīng)加深對催化裝置脫硫脫硝技術(shù)的引進(jìn)與開發(fā),加快相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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[2] Adewuyi Y, He X, Shaw H, et al. Simultaneous absorption and oxidation of NO and SO2 by aqueous solutions of sodium chlorite [J].Chemical engineering communications, 2006,(174):21-25.
關(guān)鍵詞 濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù);電廠;煙氣脫硫;應(yīng)用
中圖分類號 TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)161-0141-02
在世界范圍內(nèi),火力發(fā)電依然是主流的發(fā)電方式,電廠數(shù)量繁多,電廠煙氣污染是一個世界性問題。在電廠煙氣污染中,二氧化硫污染是一個突出問題,煙氣脫硫是電廠一項(xiàng)重要工作,在脫硫技術(shù)方面得到長足發(fā)展,其中,濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù)占據(jù)著重要地位,對其展開研究,有助于電廠煙氣脫硫水平的提升。
1 濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù)概述
2 濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù)在電廠煙氣脫硫中的應(yīng)用
2.1 工藝設(shè)計
在濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用中,其系統(tǒng)組成包括煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏預(yù)脫水系統(tǒng)、石灰石制備系統(tǒng)、排放系統(tǒng)以及廢水處理系統(tǒng)。對于濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù)的工藝設(shè)計,在設(shè)計前,需要先做好基本資料的收集,包括電廠位置、交通狀況、環(huán)境條件以及煙氣參數(shù)等,然后再選擇合適的石灰石與工藝水,以實(shí)現(xiàn)脫硫效果的最大化。
其中,煙氣系統(tǒng)主要組成設(shè)備包括增壓風(fēng)機(jī)、煙道、煙囪,承擔(dān)脫硫功能的是吸收塔,在應(yīng)用中,需要做好系統(tǒng)溫度、壓力、煙氣流量等參數(shù)的設(shè)計。
吸收系統(tǒng)的主要組成設(shè)備有吸收塔本體、漿液循環(huán)泵、漿液排出泵以及噴淋層,在FGD中,應(yīng)用最多的是噴淋塔;吸收塔包括多個功能區(qū),分別是漿液池、洗滌區(qū)與氣體區(qū),通過漿液池溶解石灰石得到硫酸鈣、石膏晶體,排出泵的脫水處理可以將石膏分離出來。在應(yīng)用中,吸收系統(tǒng)需要控制的設(shè)備參數(shù)有吸收塔氧化空氣壓力以及吸收塔液位、石膏漿液密度、石膏漿液PH值等。
石膏預(yù)脫水系統(tǒng),即脫水處理吸收塔石膏漿液的系統(tǒng),主要由排出泵、旋流站、脫水機(jī)以及溢流箱泵等設(shè)備組成。在應(yīng)用中,石膏預(yù)脫水系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)包括石膏排水泵壓力、流量以及石膏漿液PH值、密度等。
石灰石制備系統(tǒng)是以大塊石灰石為原料,通過濕式球磨機(jī)的處理,得到石灰石漿,并將其分離出來,通過專用泵,轉(zhuǎn)移到吸收塔中。在應(yīng)用中,石灰石制備系統(tǒng)需要做好磨機(jī)壓力、液位、流量以及漿液箱漿液密度等參數(shù)控制[ 2 ]。
2.2 應(yīng)用問題
在電廠煙氣脫硫中應(yīng)用濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù),常見的問題有:
一是當(dāng)煤硫含量偏高時,技術(shù)的脫硫效率、能耗不理想,在電廠實(shí)際運(yùn)行中,使用的煤種并不符合原設(shè)計要求,片面重視熱值、揮發(fā)分,對于硫含量重視不足,許多燃煤硫含量偏高,增大煙氣脫硫系統(tǒng)負(fù)荷,增大能耗;漿液PH值下降過快,石膏脫水系統(tǒng)運(yùn)行受阻,整個吸收塔反應(yīng)失去平衡,降低脫硫效率。
二是脫硫裝置結(jié)垢問題,造成能耗增加、脫硫效率降低,結(jié)垢容易發(fā)生的位置有接觸石灰石漿液、石膏漿液的管道。設(shè)備部件,例如吸收塔進(jìn)口、噴淋層、內(nèi)壁以及支撐結(jié)構(gòu)等,管道內(nèi)徑減小直至阻塞、腐蝕,系統(tǒng)運(yùn)行效率受到影響,也會使能耗增加。
三是脫硫煙氣換熱器(GGH)結(jié)垢,造成壓損和系統(tǒng)阻力增加,風(fēng)機(jī)能耗增大等,GGH結(jié)垢原因是多方面的,包括漿液從GGH通過后黏附在元件上,在煙氣冷熱交替過程中,會蒸發(fā)其水汽,黏附物形成固體,并逐漸加厚,直至將GGH堵塞;煙氣中粉塵粘附在潮濕的GGH元件表面,或者粉塵中活性物質(zhì)、煙氣三氧化硫與塔內(nèi)漿液出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生硅酸鹽,逐漸積累成結(jié)垢,引發(fā)堵塞;設(shè)計不當(dāng),比如GGH布置型式、換熱片類型或間距、吹灰器數(shù)量等,都可能導(dǎo)致GGH出現(xiàn)積灰、結(jié)垢。
解決措施:
首先,針對煤硫含量偏高導(dǎo)致的問題,其解決措施有:1)做好燃煤摻配比控制,根據(jù)入廠煤的實(shí)際情況,將硫含量高、低的煤以合適比例摻混使用,確保煤爐煙氣中硫含量接近設(shè)計值;在高、低負(fù)荷狀態(tài),分別應(yīng)用低硫煤、高硫煤,禁止長時間持續(xù)使用超標(biāo)的高硫煤;2)調(diào)整運(yùn)行參數(shù),通過將石灰漿液供應(yīng)量適當(dāng)增大、吸收漿液pH值適當(dāng)降低、吸收塔液位適當(dāng)提高等措施,使煙氣脫硫系統(tǒng)與煙氣硫含量情況更好地協(xié)調(diào),保證系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好;3)使用合適的添加劑,比如氨鹽、鈉鹽以及鎂鹽等,提高對煙氣中二氧化硫的吸收能力。
其次,針對脫硫裝置結(jié)垢問題,解決措施有:1)做好吸收塔漿液參數(shù)控制,確保其在實(shí)際范圍內(nèi)運(yùn)行,密度和PH值都要合理,預(yù)防出現(xiàn)PH值驟變情況,從而防止石膏大量析出或者亞硫酸鹽析出產(chǎn)生結(jié)垢;2)對電除塵器進(jìn)行調(diào)整,提高其除塵效率、可靠性,降低FGD入口煙塵濃度;3)做好設(shè)備維護(hù)與檢查,定期對與漿液有接觸的設(shè)備、管道進(jìn)行檢查,制定合適的停運(yùn)、清洗計劃,避免長時間運(yùn)行累積形成結(jié)垢[3]。
再次,針對GGH結(jié)垢問題,解決措施有:1)定期對GGH進(jìn)行吹灰處理,應(yīng)當(dāng)做到每班至少一次,吹灰可以使用蒸汽或者壓縮空氣,當(dāng)出現(xiàn)壓差增大情況時,可以適當(dāng)提高吹灰頻率;2)采取在線高壓水沖洗技術(shù),當(dāng)GGH出現(xiàn)高于正常值1.5倍壓差時,使用在線高壓沖水技術(shù)來對運(yùn)行的GGH進(jìn)行沖洗,將其上堆積物質(zhì)沖洗干凈;如果沖洗效果不理想,應(yīng)當(dāng)將脫硫系統(tǒng)停運(yùn),改用人工高壓沖水的方式,將換熱片積灰徹底清除,減輕系統(tǒng)運(yùn)行阻力;3)做好脫硫裝置檢修,建立相應(yīng)的檢修臺賬,在條件允許下,需將GGH納入檢查范圍,對于出現(xiàn)結(jié)垢的情況,可以將換熱元件取出,使用酸堿進(jìn)行清洗。
3 結(jié)論
綜上所述,在現(xiàn)代社會中,環(huán)保是社會發(fā)展的主流趨勢,火電廠作為大氣污染的主要來源,做好煙氣脫硫工作,是提高火電廠社會效益、保證火電廠長遠(yuǎn)發(fā)展的基本要求。因此,加強(qiáng)對濕式石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù)的研究,將其更好地應(yīng)用于實(shí)際中,有重要現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵字:旋渦撞擊法;脫硫;對比
Abstract:The paper describes system devices and processes of the sintering flue gas during vortex collision desulfurization proving that the skill is practical by comparing the efficiency of each skill.
Key words: vortex collision; sintering flue; comparison
中圖分類號: TF704 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
我國的環(huán)境污染越來越嚴(yán)重,SO2是主要污染源之一。而鋼鐵行業(yè)是SO2排放的主要行業(yè)之一,其中燒結(jié)過程的SO2排放量占鋼鐵企業(yè)SO2排放總量的40%~60%。因此控制燒結(jié)生產(chǎn)過程中的SO2排放是鋼鐵企業(yè)控制SO2污染的重點(diǎn),燒結(jié)脫硫已成為我國大氣污染控制領(lǐng)域最為緊迫的任務(wù)。
燒結(jié)煙氣具有流量大、SO2含量低、含塵高和溫度高等特點(diǎn),鋼廠一般沒有預(yù)留足夠的空間安裝濕法脫硫裝置,而干法和半干法脫硫效果又不理想,因而燒結(jié)煙氣的交貨很困難。目前,我國鋼鐵企業(yè)針對燒結(jié)機(jī)煙氣特性、特點(diǎn),采用了一種新的脫硫工藝技術(shù)——旋渦撞擊法燒結(jié)煙氣脫硫除塵一體化技術(shù)。
旋渦撞擊(石灰石-石膏法)燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)是公司在原有氣噴旋沖法基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新的脫硫技術(shù),和原有技術(shù)相比,除了具有原有技術(shù)的所有的優(yōu)點(diǎn)外,還具有除塵效果顯著、重金屬去除率高的顯著優(yōu)點(diǎn)。同時成本低、占地面積小。其主要特點(diǎn)如下:
1)建設(shè)時間6-8月,燒結(jié)機(jī)停機(jī)時間最短,對整個燒結(jié)工序影響最?。?/p>
2)系統(tǒng)負(fù)荷適應(yīng)性好,脫硫高效穩(wěn)定;
3)集除塵于一體,可實(shí)現(xiàn)低于50mg/Nm3排放,不需另行設(shè)置二級除塵系統(tǒng);
4)系統(tǒng)故障率低,節(jié)省運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用;
5)布置緊湊,占地面積小,尤其適應(yīng)改造需要。
旋渦撞擊流脫硫除塵裝置如圖1所示:
圖1 除塵裝置
系統(tǒng)包括貯漿池、均壓室、廢氣處理段。均壓室底部設(shè)有一環(huán)形均氣環(huán),均壓室中部設(shè)有一層預(yù)處理噴射層,在均壓室的上方設(shè)有一托盤,托盤上布有撞擊流元件,在托盤上方設(shè)有一層漿液噴射層,漿液噴射層上方設(shè)有兩級除霧器。旋渦撞擊燒結(jié)煙氣脫硫的工藝流程及除塵裝置如圖2所示:
圖2 工藝流程圖
首先,燒結(jié)煙氣經(jīng)過燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī),進(jìn)入脫硫增壓風(fēng)機(jī),增加壓頭以提供脫硫系統(tǒng)所需要的壓損,經(jīng)過增加風(fēng)機(jī)后的煙氣由吸收塔入口進(jìn)入均壓室,均氣環(huán)對氣體進(jìn)行均布處理,由預(yù)處理噴射層噴出的漿液對煙氣進(jìn)行處理,煙氣得到冷卻,粉塵初步凝聚,二氧化硫得到部分凈化,單質(zhì)汞得到氧化,然后煙氣進(jìn)入旋渦撞擊流元件,利用撞擊元件產(chǎn)生的旋渦,增加了摻混強(qiáng)度和漿液停留時間,進(jìn)一步強(qiáng)化傳質(zhì)過程,在此元件內(nèi),二氧化硫、粉塵、單質(zhì)汞,等重金屬得到充分的凈化,經(jīng)過凈化后的煙氣在經(jīng)除霧器除去霧滴,由吸收塔出口排出。
工藝采用價廉易得的石灰或石灰石粉料作脫硫劑。將90%通過的200目以上的石灰粉與水混合攪拌制成新鮮熟石灰漿液,新鮮熟石灰漿液經(jīng)供漿泵打入脫硫塔,漿液循環(huán)泵將塔內(nèi)的漿液提升至塔內(nèi)氣動脫硫單元,使?jié){液與煙氣充分接觸,使煙氣中的二氧化硫與漿液中的熟石灰進(jìn)行反應(yīng)生成硫酸鈣和部分亞硫酸鈣,從脫硫塔下部漿池鼓入氧化空氣使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣,硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后,結(jié)晶形成二水石膏。石膏漿液可脫水后用于綜合利用。
本文將不同脫硫技術(shù)下的脫硫效果進(jìn)行對比,對比結(jié)果如表1所示:
表1 不同脫硫技術(shù)下的處理煙氣量對比
綜上所述,旋渦撞擊法燒結(jié)煙氣脫硫除塵一體化技術(shù)是一種有效的脫硫技術(shù),脫硫效率高,系統(tǒng)運(yùn)行可靠,對燒結(jié)礦種適應(yīng)性強(qiáng),比傳統(tǒng)脫硫技術(shù)更能滿足越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求,且脫硫成本更低,將會在我國鋼鐵企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,成為今后脫硫工藝的主要發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
[1]盧永嶺,楊瀟,郄建偉等.萊鋼4#燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫中粉塵的影響與對策.山東冶金[J].2013.35(1):50-52.
自改革開放以來,雖然我國在能源使用效率方面取得了巨大的提升,但是與發(fā)達(dá)國家相比,我國這項(xiàng)指標(biāo)仍然處于較低的水平。在2010年,我國統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)表明我國國內(nèi)生產(chǎn)總值約為世界總量的8%,但是我國能源消耗約占世界的17%。通過分析綜合能源利用效率,我們發(fā)現(xiàn)我國這項(xiàng)指標(biāo)比發(fā)達(dá)國家低10個百分點(diǎn),因此我們?nèi)孕枰贫ê侠淼拇胧﹣韺?shí)現(xiàn)節(jié)能。在2010年,我國環(huán)保局的數(shù)據(jù)顯示我國SO2排放總量為3.194×107t,我國的化學(xué)需氧量排放總量達(dá)到2.131×107t。就二氧化碳排放量而言,我國的這項(xiàng)指標(biāo)已經(jīng)僅次于美國,位居世界第二,而且隨著我國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn),各種污染物將繼續(xù)持續(xù)增長,由此可見,我國還需要制定切實(shí)有效的措施來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
2煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
為了對燃煤煙塵的SO2排放量進(jìn)行控制,國內(nèi)外研究學(xué)者開發(fā)了多種煙氣脫硫技術(shù)。本文主要介紹幾種常見的脫硫技術(shù),并且對最新脫硫技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行簡單介紹[2]。
2.1濕法脫硫工藝濕法煙氣脫硫的原理是:采用合適的吸收劑對二氧化硫煙氣進(jìn)行洗滌,從而脫除煙氣中的二氧化硫,液體吸收劑主要包括水和堿性溶液等。該方法的優(yōu)點(diǎn)為:其具有較高的效率、設(shè)備占地面積較小和投資比較少等特點(diǎn);其缺點(diǎn)是:脫硫過程中容易產(chǎn)生廢水,且廢水不易處理,因此容易造成二次污染。
2.2半干法煙氣脫硫工藝半干法的原理是:煙氣通過在氣、固、液三相中進(jìn)行相應(yīng)的物理與化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫硫,而且可以利用煙氣反應(yīng)時產(chǎn)生的顯熱對吸收液中的水份進(jìn)行蒸發(fā),從而使最終產(chǎn)物變?yōu)楦煞蹱?。該方法的?yōu)點(diǎn)為:其工藝設(shè)備比較簡單,且生成物為干粉態(tài)鈣硫酸鹽,因此生產(chǎn)物容易處理,對設(shè)備的腐蝕較小,而且耗水較少;其缺點(diǎn)為:設(shè)備的自動化要求較高,對于吸收劑的用量控制很難,而且吸收效率較低。
2.3最新進(jìn)展隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,國外已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)了一些新型的脫硫技術(shù),主要是美國和歐洲一些國家開發(fā)的新型脫硫技術(shù),但是這些技術(shù)很多還是還處于試驗(yàn)階段,研究人員需要進(jìn)行進(jìn)一步的工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證才能推廣。例如,美國開發(fā)的NOXSO技術(shù),該工藝?yán)媒n碳酸鈉的α2Al2O3進(jìn)行脫硫,該方法暫時處于工業(yè)示范階段;德國開發(fā)的DESONOX/REDOX工藝,該工藝?yán)冒睔膺M(jìn)行脫硫,該方法暫時處于工業(yè)中試階段。
3煙氣脫硫技術(shù)在節(jié)能減排中的應(yīng)用
煙氣脫硫技術(shù)主要是減少煙塵中SO2的排放量,而減排是指減少廢氣的排放,因此煙氣脫硫技術(shù)在減排方面具有十分重用的作用;由于燃料的進(jìn)行充分燃燒條件之一是燃燒環(huán)境中需要適量的空氣。因此,我們通過煙氣脫硫技術(shù),減少煙塵中的SO2的排放量,這樣能夠保證空氣能夠順利與燃料進(jìn)行接觸,從而保證燃料燃燒過程中具有充足的空氣,提高了能源的利用效率,因此煙氣脫硫技術(shù)在節(jié)能方面也起到十分重要的作用[3]。
4結(jié)語