小議燃煤鍋爐脫硫除塵技術(shù)及其特點(diǎn)

紀(jì)明江

[關(guān)鍵詞]燃煤鍋爐；脫硫除塵技術(shù)；特點(diǎn)

由于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會(huì)生活建立在國(guó)產(chǎn)能源的基礎(chǔ)上，而煤炭又占常規(guī)能源探明儲(chǔ)量的重要位置。因此，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，煤炭仍將是我國(guó)的主要能源。

我國(guó)的大氣污染與以煤為主的能源結(jié)構(gòu)有著直接的關(guān)系。煤炭的大量燃燒是造成城市大氣中二氧化硫和煙塵污染的最直接的原因。我國(guó)排放的二氧化硫已連續(xù)多年超過(guò)2000萬(wàn)噸，居世界首位。火電廠的二氧化硫排放占整個(gè)二氧化硫排放量的比重相當(dāng)高。二氧化硫和煙塵污染危害整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)及建筑物等，已成為制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要環(huán)境因素，在"八五"和"九五"期間，對(duì)國(guó)際上現(xiàn)有脫硫的主要除塵技術(shù)組織了研究開發(fā)，取得了一定成績(jī)，從總體上說(shuō)，除塵工藝和設(shè)備已日趨完善，現(xiàn)已形成一定的規(guī)模生產(chǎn)能力，而對(duì)脫硫工藝和設(shè)備，除少數(shù)引進(jìn)國(guó)外的脫硫脫硫工藝和設(shè)備能確?？煽俊⒂行н\(yùn)行外，多數(shù)工藝和設(shè)備尚處在小試探索或中試階段，到最后進(jìn)入實(shí)用階段，還有許多問(wèn)題需要完善。

盡管總的來(lái)說(shuō)安裝脫硫裝置的鍋爐比例還很低，但目前在用的脫硫技術(shù)已涉及到很多種工藝，各種技術(shù)在運(yùn)行過(guò)程中所具有的減排特性，可靠性，經(jīng)濟(jì)性等都是有差別的，它們將影響到技術(shù)的適用性和推廣應(yīng)用前景。

我國(guó)火電廠煙氣脫硫技術(shù)的研發(fā)起始于上世紀(jì)六十年代初，進(jìn)入七十年代后，先后開展了十多項(xiàng)不同規(guī)模、不同工藝的試驗(yàn)研究，取得了階段性成果。但由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面的原因，一直未能在大型火電廠機(jī)組上得到應(yīng)用。

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長(zhǎng)和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的漸趨嚴(yán)格以及對(duì)火電廠二氧化硫污染治理力度的加大，促使火電廠煙氣脫硫行業(yè)的發(fā)展，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.在國(guó)內(nèi)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不能滿足國(guó)內(nèi)脫硫市場(chǎng)需求的情況下，通過(guò)多種合作方法，引進(jìn)了在國(guó)際上已進(jìn)入商業(yè)化市場(chǎng)或具有良好商業(yè)發(fā)展前景的多種脫硫技術(shù)。初步形成了一批火電廠煙氣脫硫工程骨干企業(yè)，為技術(shù)、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化和參與國(guó)外脫硫市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.煙氣脫硫工程技術(shù)和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化程度不斷提高。有些骨干企業(yè)已能承接我國(guó)火力發(fā)電廠主導(dǎo)機(jī)組的煙氣脫硫工程總承包，具備從工程設(shè)計(jì)、設(shè)備供應(yīng)、加工安裝、運(yùn)行調(diào)試等項(xiàng)工作依靠國(guó)內(nèi)技術(shù)力量自行獨(dú)立完成的條件和能力，不但使工程造價(jià)大幅度下降，同時(shí)也帶動(dòng)國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)電產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，新的產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成。

下面重點(diǎn)介紹一下石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)。石灰石-石膏法脫硫工藝是世界上應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù)。

它的工作原理是：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(cāng)堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器除去霧滴，再經(jīng)過(guò)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(guò)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%。

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)旋轉(zhuǎn)噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)于70年代中開始研究開發(fā)，80年代初開始工業(yè)性應(yīng)用，該技術(shù)與濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)相比，具有流程短，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，能耗低，無(wú)腐蝕，無(wú)廢水排放等優(yōu)點(diǎn)。

該裝置是石灰由斗式提升機(jī)送至石灰儲(chǔ)倉(cāng)，經(jīng)倉(cāng)下部的螺旋給料機(jī)加入消化槽與水混合消化，同時(shí)經(jīng)終產(chǎn)物倉(cāng)下部的螺旋給料機(jī)將反應(yīng)物加入混合槽與水混合，兩種漿液按比例同時(shí)泵入吸收槽，配制成所需要的吸收液，然后泵入高位槽經(jīng)噴霧器在干燥塔內(nèi)霧化，并與經(jīng)煙氣分配器進(jìn)入干燥塔的煙氣混合，漿液霧滴在蒸發(fā)干燥過(guò)程中，鈣與煙氣中的硫氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鈣和亞硫酸鈣。反應(yīng)后的煙氣進(jìn)入布袋除塵器在除去煙氣中攜帶的已被干燥的吸收劑及煙塵的同時(shí)，煙氣中的硫氧化物再次與一部分吸附在濾袋上尚未反應(yīng)完全的吸收劑繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步脫除硫氧化物。

磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)屬于回收法，以其副產(chǎn)品為磷銨而命名。該工藝過(guò)程主要由吸附（活性炭脫硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷礦萃取磷酸）、中和（磷銨中和液制備）、吸收（磷銨液脫硫制肥）、氧化（亞硫酸銨氧化）、濃縮干燥（固體肥料制備）等單元組成。它分為兩個(gè)系統(tǒng)：l煙氣脫硫系統(tǒng)-煙氣經(jīng)高效除塵器后使含塵量小于200mg/Nm3，用風(fēng)機(jī)將煙壓升高到7000Pa，先經(jīng)文氏管噴水降溫調(diào)濕，然后進(jìn)入四塔并列的活性炭脫硫塔組（其中一只塔周期性切換再生），控制一級(jí)脫硫率大于或等于70，并制得30左右濃度的硫酸，一級(jí)脫硫后的煙氣進(jìn)入二級(jí)脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫，凈化后的煙氣經(jīng)分離霧沫后排放。

肥料制備系統(tǒng)在常規(guī)單槽多漿萃取槽中，同一級(jí)脫硫制得的稀硫酸分解磷礦粉（P2O5含量大于26），過(guò)濾后獲得稀磷酸（其濃度大于10），加氨中和后制得磷氨，作為二級(jí)脫硫劑，二級(jí)脫硫后的料漿經(jīng)濃縮干燥制成磷銨復(fù)合肥料。

爐內(nèi)噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術(shù)爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)由兩步固硫反應(yīng)組成，首先將石灰石粉料噴入爐膛熱煙氣中，石灰石熱解后生成的氧化鈣與煙氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，脫除一部分二氧化硫，然后煙氣進(jìn)入鍋爐尾部的活化反應(yīng)器，通過(guò)有序的噴水增濕，一部分尚未反應(yīng)的氧化鈣轉(zhuǎn)變?yōu)橛休^高脫硫活性的氫氧化鈣，繼續(xù)與煙氣中二氧化硫發(fā)生反應(yīng)從而完成脫硫的全過(guò)程。

簡(jiǎn)易石灰石——石膏法煙氣脫硫技術(shù)我國(guó)的燃煤煙氣脫硫技術(shù)尚處在引進(jìn)、研究和開發(fā)階段，而且不同的脫硫工藝技術(shù)，其設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用、技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性均有很大差異。雖然我國(guó)已對(duì)國(guó)際上現(xiàn)有煙氣脫硫技術(shù)的一些主要類型引進(jìn)、消化、研究和開發(fā)，但還僅僅處在探索和示范階段。