新型雙堿法煙氣脫硫技術(shù)在碳素生產(chǎn)工程中的應(yīng)用

石懷鐸

摘 要：隨著社會公眾對環(huán)境問題的日益關(guān)注，國家政府在工業(yè)發(fā)展與生態(tài)文明的雙重衡量下頒布的一系列政策和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)使得企業(yè)面臨著巨大的經(jīng)營負擔(dān)與經(jīng)濟利益。傳統(tǒng)煙氣脫硫技術(shù)在實際應(yīng)用中是一把雙刃劍，提高效率必須要付出大量成本，維持低廉的成本則要長期面臨污染事故。新時期各工程產(chǎn)業(yè)在不同的脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上就脫硫效率、污染程度、處理成本、工作流程等方面不斷改進與優(yōu)化，研究出了新型脫硫技術(shù)。本文基于新型雙堿法煙氣脫硫技術(shù)在碳素生產(chǎn)工程（后面簡稱為工程）中的應(yīng)用展開論述，探討其必要性意義以及實踐運用，提出幾點意見和建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫;雙堿法脫硫;技術(shù)原理;碳素

在我國二氧化硫空氣污染狀況逐漸由形勢緊張轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定控制的大前提下，相關(guān)企業(yè)仍要加強節(jié)能減排各項措施的實行，加大脫硫工程建設(shè)，就脫硫技術(shù)原理開展根本性分析，有效解決脫硫技術(shù)中存在的不足和缺陷，尋找兼具環(huán)保效益和經(jīng)濟收益的脫硫方法。本文主要探討新型雙堿法的脫硫技術(shù)原理，簡要分析具體應(yīng)用。

1 新型雙堿法脫硫技術(shù)原理分析

相對于干法脫硫，我國鍋爐燃煤火電產(chǎn)業(yè)在脫硫處理方面為了達到污染排放標(biāo)準(zhǔn)，不僅在脫硫劑、凈化裝置等問題上需要耗費大量成本，而且在處理工藝上存在一定技術(shù)難度。濕法脫硫技術(shù)由于技術(shù)成熟、脫硫效率高、操作簡便，因此我國濕法脫硫是煙氣脫硫的主流工藝[1]。常見的濕法脫硫技術(shù)包括石灰石--石膏法、間接的石灰石--石膏法、檸檬吸收法，就地域特征還有海水脫硫法、磷銨復(fù)肥法、液相催化法等脫硫技術(shù)。濕法脫硫由于脫硫過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢料和殘渣難以處理，再加上個別產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)對金屬、管道存在一定腐蝕性，凈化裝置和清潔裝置即使安裝也不能治本，不僅需要專業(yè)人士定期進行設(shè)備運維，而且能耗與運作成本高，一次性投入大，不利于中小企業(yè)的資金鏈維持，也影響大型企業(yè)的經(jīng)濟效益。新型雙堿法煙氣脫硫技術(shù)主要是針對脫硫過程中產(chǎn)物處理進行了優(yōu)化，應(yīng)用可溶性的堿性清液作為吸收劑在吸收塔中吸收SO2，然后將大部分吸收液排出吸收塔外再用石灰乳對吸收液進行再生。由于在吸收和吸收液處理中，使用了兩種不同類型的堿，故稱為雙堿法。雙堿法包括了鈉鈣、鎂鈣、鈣鈣等各種不同的雙堿工藝。鈉鈣雙堿法是較為常用的脫硫方法之一，成功應(yīng)用于燃煤火電廠和工業(yè)鍋爐等工程[2]。雙堿法脫硫除塵一體化，主塔內(nèi)采用液相吸收，吸收劑在塔外的再生池中進行再生，吸收SO2后反應(yīng)產(chǎn)物溶解度大，不會產(chǎn)生過飽和結(jié)晶，可有效避免塔內(nèi)結(jié)垢，從而有效避免反應(yīng)塔內(nèi)結(jié)垢和漿料堵塞管道設(shè)備的情況。再者，鈉基脫硫劑堿性較強，脫硫率能達到80%以上，應(yīng)用范圍較廣。雙堿法煙氣脫硫在反應(yīng)速度、脫硫效率和整體流程能耗等方面都有較大優(yōu)勢。然而，其缺陷在于設(shè)計局限導(dǎo)致的生成物需要集中同期處理，對再生池與澄清池的面積范圍要求較大，而且針對于硫酸鈣等鈣垢，需要每天定期添加專用的處理劑，存在一定人工管理費用。

2 新型雙堿法煙氣脫硫技術(shù)在工程中的應(yīng)用分析

2.1 雙堿法煙氣脫硫技術(shù)的工藝設(shè)備分析

雙堿法煙氣脫硫主要適用于需要長時間運作的發(fā)電設(shè)備、石化生產(chǎn)設(shè)備來保證生產(chǎn)與能源的持續(xù)，其能源產(chǎn)量與效率直接決定了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。因此，在高效生產(chǎn)的大前提下，如何有效煙氣脫硫，減少污染氣體排放，提升煙氣脫硫生成物的處理效率是應(yīng)用雙堿法煙氣脫硫的目的。

從工藝設(shè)備的角度分析，雙堿法脫硫要滿足脫硫劑制備系統(tǒng)、脫硫液塔內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)、外循環(huán)系統(tǒng)、生成物處理系統(tǒng)以及水路系統(tǒng)。脫硫劑制備系統(tǒng)包括鈉堿漿液輸送泵、鈉堿漿液池、石灰漿液輸送泵、鈉堿漿液攪拌器、石灰制漿攪拌器以及石灰漿液池。內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)由于是脫硫技藝的重要組成部分，對于脫硫液體進入反應(yīng)池與石灰漿產(chǎn)生反應(yīng)生成氫氧化鈉，對于具體輸送的頻率參數(shù)控制要實現(xiàn)可控[3]?？紤]到固液分離過程中對清液池中的酸堿度會影響后續(xù)脫硫劑的添加量，因此也要維持實時監(jiān)控池內(nèi)pH值，保證反應(yīng)能夠正常循環(huán)。外循環(huán)系統(tǒng)則是基于脫硫漿液由再生池、沉淀池、清液池及輸送泵等組成，對于具體占地面積要結(jié)合煙氣脫硫工作量合理計算，保證能夠足夠容納規(guī)定鍋爐數(shù)量同時運作產(chǎn)生的煙氣脫硫處理。生成物處理系統(tǒng)則是在脫水樓，內(nèi)設(shè)氧化池、旋流器和真空皮帶脫水機等設(shè)備。進行自動過濾、干燥和人工清理。要求。水路系統(tǒng)則是儲藏水庫與水泵的水路供給，輸水點的高度位置要明確，同時對于除霧器、壓濾機等沖洗設(shè)備也要提供清潔功能，在必要情況下，可以根據(jù)運作效率和污染產(chǎn)物建立廢水庫和相關(guān)處理系統(tǒng)。

2.2 雙堿法煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用效果分析

入口煙氣中二氧化硫濃度與脫硫效率是有影響的，煙氣中的二氧化硫濃度越高，反應(yīng)漿液中的二氧化硫濃度就越高，那么反應(yīng)速率就會越快，脫硫率較高，所以控制入口煙氣中的二氧化硫，集中排入，能夠有效提升煙氣脫硫效率。相應(yīng)的，入口煙氣中的粉塵濃度如果不進行除塵處理，那么會大幅降低脫硫率?？紤]到粉塵顆粒直徑以及溫度等影響因素，需要使用低溫電除塵器降低入口處煙氣粉塵濃度[4]。

液氣比對脫硫率的控制來說也要控制在一個穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)，單位時間內(nèi)吸收塔再循環(huán)漿液的體積値和吸收塔出口處煙氣的體積値決定了整個雙堿法脫硫系統(tǒng)的工作效率，如果入口處煙氣吸收過程過快，液氣比比值過小，對于生成物的處理系統(tǒng)就要加強設(shè)備和工藝，加大投入，保證設(shè)備正常運作;如果液氣比比值較大，不能保證液漿反應(yīng)成分，影響脫硫率。實際運轉(zhuǎn)期間的液氣比一般在略小于常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，在具體區(qū)間內(nèi)穩(wěn)定控制。

煙氣流速對脫硫效率的影響在于參數(shù)差異，如果只談流動速度，其他相關(guān)數(shù)值變量不變，液氣比值的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間可以適時提升，噴淋液滴的下落速度可以通過提高單位體積的持液量來提高傳質(zhì)面積，從而提高脫硫率。但是煙氣流速太高會導(dǎo)致煙氣在塔內(nèi)停留時間減少，脫硫效率其實提升不明顯，并且提升煙氣流速需要保持相應(yīng)設(shè)備高效運轉(zhuǎn)，能耗與運維成本都有所提升。因此，煙氣流速也要結(jié)合各項參數(shù)，控制在理想數(shù)值內(nèi)。

3 結(jié)語

雙堿法濕法煙氣脫硫技術(shù)脫硫率高、反應(yīng)率快，脫硫除塵一體化，生成物易處理，在實現(xiàn)超低污染排放的大環(huán)境下應(yīng)用形勢較好，不僅能夠有效保護空氣環(huán)境，而且從煙氣脫硫工藝的整體角度分析，各環(huán)節(jié)的經(jīng)濟成本也有一定優(yōu)勢，能夠提高企業(yè)經(jīng)濟效益。由于脫硫劑來源廣泛、生成物為鈣化合物，使用率大、適用煤種多及脫硫率大等諸多優(yōu)點，在實際工程運用中能夠有效減少工程造價，在滿足國家污染排放標(biāo)準(zhǔn)的大前提下，促進企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉志禹，齊慧敏，趙磊，等.雙堿法在FCC再生煙氣脫硫中的問題及關(guān)鍵技術(shù)[J].安全健康和環(huán)境，2018，18（8）：24-28.

[2]宿愛蕊.雙堿法煙氣脫硫技術(shù)治理方法淺析[J].區(qū)域治理，2018（5）：141.

[3]楊春莉，劉敖.雙堿法煙氣脫硫技術(shù)影響因素之管窺[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015（19）：116-116.

[4]安雷.雙堿法煙氣脫硫技術(shù)在供熱行業(yè)的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊），2016（1）：51-52.