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,加強對排污費用的征收管理。本文將主要圍繞燃煤鍋爐煙氣脫硫技術的實踐展開論述。
關鍵詞:燃煤鍋爐;煙氣脫硫技術;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的發(fā)展現(xiàn)狀進行探討,介紹幾種比較典型的煙氣脫硫方法。對鍋爐煙氣脫硫存在的問題進行分析,進而提出一些改進的措施。
一、我國煙氣脫硫技術的發(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;有時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,并且脫硫率相對比較高,脫硫達到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,在進行煙氣脫硫時,各個機械設備以及管道內(nèi)容易出現(xiàn)堵塞和結垢等情況,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;二是對固體生成物的處理。對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吸收塔排出的漿液進行增稠濃縮處理,緊接著將其輸送到排渣場拋棄。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)。對于這類的煙氣脫硫設備而言,是否能夠長期地使用,主要是根據(jù)這兩個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。這種煙氣脫硫方式的一個顯著特征是吸收塔內(nèi)的鈉化臺物水溶液之后,不會產(chǎn)生結垢,并且脫硫率非常高,高達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結合起來。濕法的缺點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)生化學反應。而半干法煙氣脫硫則有效地避免了這兩種方法的缺點,結合了這兩種方式的優(yōu)點。旋轉噴霧干燥法是一種使用比較廣泛的半干法。旋轉噴霧干燥法主要是將氫氧化鈣或者是碳酸鈉物質制作成漿液,利用高速旋轉霧化器將漿液放入大干燥反應器中,當煙氣通過時,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,水分會逐漸蒸發(fā),此時在干燥反應器的出口處,形成了一些固體顆粒,其中包括一些反應生成物、未發(fā)生反應的原材料以及飛灰等物質。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、使用設備較少,耗能以及耗水量比較低,因此投資成本以及運行費用相對比較低。同時,其生成的固體廢棄物的體積比較小,處理方便,不存在設備結垢的問題,由于出口處的煙氣溫度偏高,可以直接進行排放。山東的黃島電廠引進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的JBR 法脫硫等都屬于半干法,并且都已經(jīng)開始運行,其實際脫硫率基本為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,則容易產(chǎn)生二次污染。因此,需要合理地處理廢液,加強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,導致脫硫廢液處理的工作難度比較大。
(二)腐蝕嚴重,脫硫設備壽命短
煤炭在燃燒時,不僅產(chǎn)生二氧化硫物質,同時還會生成一氧化硫。由于煙氣中含有水成分,生成的一氧化硫容易形成硫酸霧。當溫度比較低時,硫酸霧則會凝結,依附在機械設備的內(nèi)壁上,有的溶解在洗滌液中,導致濕法脫硫設備遭到腐蝕,大大地減少了機械設備的使用壽命。因此,需要積極采取有效的措施進行防腐??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的機械設備,在設備的內(nèi)壁上需要噴灑一些防腐材料。
(三)結垢和堵塞,致使脫硫設備無法正常運行
造成設備結垢和堵塞的主要原因是煙氣中的氧氣將CaSO氧化成為石膏,并且促使石膏達到飽和狀態(tài)。在管道、吸收塔、除霧器等部位容易出現(xiàn)結垢和堵塞現(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,控制措施為強制氧化以及抑制氧化。
三、改進現(xiàn)有除塵系統(tǒng)進行脫硫技術的建議
在中小型的燃煤鍋爐中,基本都設置了除塵系統(tǒng),比較常見的除塵設備是旋風除塵器以及水膜除塵器兩種。在改進現(xiàn)有除塵系統(tǒng)進行脫硫時,需要充分地利用現(xiàn)有的條件,選擇合適的脫硫工藝,盡量達到投資少、效果好的目的。對于已經(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,經(jīng)過除霧處理之后,煙氣可以由煙囪排出。
四、總結語
綜上所述,我國雖然引進了許多先進的煙氣脫硫設備,但是由于投資成本比較高,導致這些先進的技術很難在我國進行大面積地推廣。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)操作方便并且實用性較強的煙氣脫硫裝置,從而有效地推動我國煙氣脫硫技術的快速發(fā)展。
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