我國煙氣脫硫控製技(jì)術(shù)的研究開發始於60年(nián)代初,對燃煤電廠(chǎng)、燃煤工業鍋爐和冶金廢氣開展了煙氣(qì)脫硫工藝研究、設備研製,取得實驗室小試和現場中試結果。80年代以來,開展了一(yī)係列研究、開發和產業化工作。原_科委組(zǔ)織了“七五(wǔ)”和“八(bā)五”攻關項目,對_上現(xiàn)有(yǒu)脫硫技術主要方法進行研究和實用性工程裝置實驗;_自然科學基金委員會設立(lì)課題支持脫硫技術的基礎研究,取得了很多成績。目(mù)前我國自行研究開發的煙氣(qì)脫(tuō)硫方法,尚處在工業化示範試驗階段。_科技部在“九五”期間,組織“中小鍋爐實(shí)用脫硫防塵技術與裝備研究及產業化”攻關課題,其中包括針(zhēn)對燃煤電廠煙氣脫硫技術,采(cǎi)用脈衝電暈等離子體煙氣脫硫新技術研究;與此同時(shí),引進了脫硫技術項目,進行示範規模試(shì)驗和工業化運行應用。
我(wǒ)國電廠煙氣脫硫技術起步於1961年,科研院所和高等院校相繼投入研究開發力旦,進行於法、濕法和半幹法等等的煙氣脫硫(liú)的探索研究,_科技部(原_科(kē)委)“七五” “八五”和“九五”的(de)脫硫專項支持取得_好進展。但目前我國自行開發的煙(yān)氣脫(tuō)硫工程,尚處(chù)在小試、中試階段。工業化、產(chǎn)業化技術(shù)不多。
1.旋轉噴霧幹法煙氣脫硫中試
1983年,在四川白馬電廠建成了處理煙氣(qì)量3500Nm3/h小型(xíng)試驗裝置基礎上,在該(gāi)電廠進行70000Nm3/h中試裝置(zhì)。經過近一年的(de)調試和2000小時連續運轉考查(chá),使用石灰為脫硫劑,處理(lǐ)高硫煤(硫含量為(wéi)3.5%)煙氣,在鈣硫比為1.4時脫硫率約為80%。
脫(tuō)硫劑噴(pēn)人吸收(shōu)塔以後,與煙氣中SO2發生反應,生(shēng)成固體灰渣,固體灰渣在塔(tǎ)內下落時不斷幹燥(zào),_終形成幹燥固體粉塵,一部分在塔內分離排出,另一部(bù)分隨煙氣(qì)進入電除塵器除(chú)去。
工藝流程包括:吸收劑製備,吸收劑漿液霧化,接觸混合反應,液滴蒸發與(yǔ)SO2吸收和廢渣排出。
主要設備:
(1)噴霧機:RN—10T型,轉速1000r/min,霧化漿液10t/h。
(2)吸收塔:φ8m,圓筒體高6m。
(3)電防塵器:雙室雙電場,有效截麵(miàn)積2×15.8m,單電場長4.5m。
(4)引風機:Y4—73NO18D型,轉速960r/h,容量143920m3/h,壓力(lì)3300Pa。
(5)石灰消化器:φ600×4500mm,容量3-5t/h。
(6)濕式球磨機(jī):MXQG1500型,φ1500×3000mm,出力2-7t/h(幹料)。
主要(yào)技術問題,高速旋轉噴頭磨強,影響霧(wù)化質量形成結垢,漿液輸送泵的耐久性等。
2. 旋轉噴霧幹法煙(yān)氣脫硫工藝試驗研究
1987年開始(shǐ),為引進丹麥Niro公司(sī)旋轉噴霧幹法煙氣(qì)脫硫(liú)設備運行積累操作經驗,在北京市橡膠六廠6.5t/h鍋爐上(shàng)引出部分煙氣,建立處理2000Nm3/h煙氣量的試(shì)驗裝置,開展前期工藝試驗(yàn)。
Ca(OH)2漿液的霧化以及與煙氣充分混合反應脫硫裝民包(bāo)括幹燥吸收塔、高速離心噴算機、氣流分布器和終產物收集器。幹燥吸收塔直徑2m,高5m,高速離(lí)心噴(pēn)霧機(jī)轉速為17000—27200r/min,漿液流率為50kg/h。Ca(0H)2由生石灰在消化槽製成,煙氣入口溫度150℃.被處理S02濃度1000-2000ppm。絕熱飽和溫度值為24.6℃、鈣硫比1.2—1.8時,脫琉(liú)串為66%-79%。
3.湖北鬆木坪電廠(chǎng)建成5咖KIn3/h煙氣水洗_活性炭脫硫中試
1987年建成,用含碘O.5%的活性炭為脫硫劑(jì),填裝在並列的4座(zuò)填(tián)充脫疏塔中,煙氣通過脫硫塔時,SO2被活性炭吸附並催化氧化成硫酸。飽(bǎo)和後的脫硫塔用不同濃度的(de)稀硫酸隨和水分五(wǔ)級依次洗(xǐ)滌_,炭中殘留的硫酸濃(nóng)度(dù)降至約3%左右,然後用蒸汽幹(gàn)燥再(zài)投入脫(tuō)硫運行。_、二級洗出為20%稀硫酸產品,20%稀硫酸經濃縮製得(dé)70%硫酸。_長單塔累計運行時間約2000h,_長的全流程連續運行15天。入口S02濃度大(dà)於3000PPm,出口S02濃度小於350Ppm,脫硫率88%。
催化活性物碘的流失和(hé)稀硫酸濃縮是該法的嚴重問題、致命弱點,阻(zǔ)礙了擴(kuò)大應用。
4.四川豆壩電廠5000Nm3/h煙氣磷銨肥料脫硫中試
1982年西安熱工研究所(suǒ)首先(xiān)探索本方法,1983年至(zhì)1985年初熱工所與四川環保科研所(suǒ)合作進行3m3/h小(xiǎo)試,確定了該法的基本流程。1986年磷銨肥法煙氣脫琉被遴選為_“七五”重點(diǎn)攻關專題,在四川豆壩電廠建成5000Nm3/h中試裝置,於(yú)1990年底連續運行2000h以上.經(jīng)_組織的驗收簽定確認該法流(liú)程合理可行。中試時S02濃度為(wéi)1600-2700Ppm的煙氣,總脫硫(liú)效率維(wéi)持在>95%,磷礦粉萃取率>90%,獲得有效成分為37%的氮磷複台肥料數十噸。
經_除(chú)塵後的煙氣含塵濃度<200mg/Nm3,經噴水降溫調(diào)濕(shī)後進入4塔並列的新型活性炭脫硫塔組,3塔(tǎ)運行、1塔_。采用稀硫酸及(jí)三級洗滌_,獲(huò)得濃度為30%左右的硫酸,活性炭脫(tuō)琉後的煙氣進入二級脫硫塔,用磷銨溶(róng)液洗滌,淨化後的煙氣排放,在常規單槽多槳萃取槽中用脫硫製得的琉(liú)鞍分解磷礦粉萃取獲得的稀磷鞍加氨(ān)中和得磷銨,作為二級脫琉的洗(xǐ)滌液。二級脫琉後的肥料槳經氧化、濃縮(suō)、幹燥,獲得固體氮磷複合肥料。
5.噴鈣脫硫成套技(jì)術與示範工程
在貴陽市貴州輪胎廠(chǎng)一台20t/h層燃爐進行示(shì)範。鈣粉用(yòng)水泥罐車運至脫硫裝置進粉管處、用氣動輸(shū)送方式經三根進粉管道(dào)送至主料鬥。主料鬥設有粉使測量裝置,還設有過濾裝置以除(chú)去氣動輸送排氣中的粉塵(chén)。主料鬥設有四個(gè)出料口(kǒu)同時出料,經(jīng)振(zhèn)動電機振(zhèn)動進入二次料鬥(dòu),然後經加粉器均勻進入到四台混合器中,加粉器由調速電機的轉速來控製加粉量。由高壓空氣鼓風機送(sòng)來的(de)空氣將粉料於四個不同(tóng)部(bù)位噴入鍋爐爐膛,在(zài)爐內高溫作用下,碳酸鈣粉(fěn)炬燒分解成為氧化鈣,同時部分氧化鈣與(yǔ)煙氣中的So:反應生成亞硫鞍(ān)鈣和硫鞍鈣;未反應的(de)氧化鈣鉛隨煙氣進入文丘裏管,文丘裏管前端設有一個水霧化噴頭,氧化鈣粉與水霧滴碰撞,生成Ca(OH)2,進一步與煙氣(qì)中的(de)SO2反應生成亞硫鞍鈣和硫酸鈣。顆粒物在水膜除塵器中與飛灰一並除去,脫琉後的煙氣經引風機人煙囪排(pái)出(chū)。
當Ca/S=1.5時,係統脫硫率達80%,鈣利用率為53.3%,其中包括文(wén)丘裏管(guǎn)中噴入少量(liàng)水及水(shuǐ)膜除塵等,有20%脫(tuō)硫率。
6.工業燃煤鍋爐濕式煙氣脫硫工程
工業鍋爐濕法煙(yān)氣脫琉除塵一體化研究開發、生產產品較多(duō)。介紹幾種如下:
(1)SHG型(xíng)脫硫除塵器(qì)采用了幹、濕結合的結構(gòu).含塵煙氣經預旋(xuán)分離,90%左右的較大(dà)塵粒被捕集。SHG型脫硫除塵器充分利用旋風器(qì)芯管氣流的旋轉力和通過篩板時循(xún)環液在氣流作用下形成的銻騰層,使氣、液、固三相充分接(jiē)觸,強化傳質,進一步將煙氣中的細微塵粒捕集,並添加石灰脫除煙氣中的二氧化琉,SHG型脫硫除塵(chén)器的脫水除男裝置,排除了煙氣帶水現象(xiàng),_了正常運行,脫琉率為70%—80%。SHG型濕式脫琉除塵器已在北京、徐州(zhōu)、杭州等(děng)地應用(yòng)。
(2)BL—ZH型(xíng)脫琉除塵器(qì)是塔式結構。塔的下部(bù)為除塵段,除塵段的上部為迷宮式布水(shuǐ)裝置,它使除塵段能形成一層均勻的(de)水胺.再上麵是由塔板組成的脫硫(liú)段(duàn),脫硫塔板(bǎn)的(de)上部設有(yǒu)吸收液噴淋裝置和防止煙氣帶水的旋流板除(chú)霧裝置。
該設備工作時,循環水泵(bèng)將含有(yǒu)脫硫劑的吸收液從位於(yú)塔體上部的循環液入口打入洗滌器,經塔(tǎ)板到達迷宮式布液裝置,並將液體均勻分布到除塵段塔壁。鍋爐煙氣則由位於塔體下部的煙氣進口切向進(jìn)入塔體旋轉上升,在離心力作用下(xià),塵(chén)粒(lì)被甩到塔壁而被水膜粘附由循環液出口排放沉澱(diàn)池。細微塵粒和(hé)大部分二氧化琉隨同煙氣一起進入脫硫段(duàn),在塔板的作用下使氣液間(jiān)充分接觸,在脫除二氧化琉(liú)的同時,也除去(qù)細微塵粒。被淨(jìng)化後的鍋爐煙氣經除霧板除霧後排出塔外。
該(gāi)種脫硫除塵器已在張家口市人民醫院和貴陽卷煙廠(chǎng)等單位得到應用。煙氣進口速(sù)度在18—28m/s,空塔速度在1.5-3.5m/s,液氣比為O.5-2.0L/m3,除霧旋流板葉片向上翹起22-25。,除塵效率大(dà)於98%;采用(yòng)堿性液作為吸收液時的脫(tuō)硫效率為82.5%-88.6%,熱態(tài)設備阻力小於1400Pa。
(3)臥式篩網脫硫除塵(chén)器
臥式篩網脫硫除塵器_段為衝擊板除塵段,在衝擊板前有噴淋管(guǎn)噴水,使衝擊板上形成一層很薄的水膜,塵粒在慣性的作用下,大塵粒與衝擊板碰撞被捕集,被捕集的塵粒隨往下流動的(de)濃膜流到塔底:_段為(wéi)篩網陳塵脫硫段,篩網(wǎng)上麵設(shè)有布水管,使篩網形成一均勻水膜(mó)。在煙氣的作(zuò)用下篩(shāi)網上的水膜呈沸騰狀,當大量氣泡形成並隨之破(pò)裂時,伴有少量的水花和水滴,當煙氣穿過水膜時,氣液間接觸很充分,對細微塵粒的捕集和二(èr)氧化(huà)硫的脫除均_有利。在青島(dǎo)第六橡膠廠、沈陽_機床廠等單位的工業鍋爐上得到應用(yòng)。當采用水力衝渣加部分廢堿水作為脫硫液、液(yè)氣比為
1.5-2.0L/m3左右、空塔速度為3-5m/s左右時,脫硫率為60%—70%。
7.旋流(liú)飯塔煙氣脫硫工程
浙江大學化工(gōng)係環境工程教研室在(zài)旋流板(bǎn)塔內用電石渣(zhā)漿液對吸(xī)收含低濃(nóng)度S02的煙氣進行了研究。電石渣是乙炔生產的(de)副產物,其主(zhǔ)要成(chéng)分為Ca(OH)2因此,用(yòng)電石(shí)渣槳液吸收含低濃度SO2的技術,實質上是濕式鈣法煙氣脫(tuō)硫技術。使用電石渣(zhā)作為脫硫劑不僅能為煙氣脫硫提供廉價(jià)的原料、又可解決乙炔生產(chǎn)廠家的度碴處理問(wèn)題,達到“以廢治廢”的(de)目的。
浙江大學(xué)與(yǔ)杭州鐵路分局機務段合作,為一台六噸鍋爐設計建(jiàn)成φ1500旋流板塔煙氣脫硫防塵(chén)裝置,裝設了四塊塔板和一塊(kuài)除霧板,處理氣量近2000Nm3/h,1987年5月建成(chéng)後經過一年多的運行(háng),效果良好(hǎo)。
旋流塔板是一種具有多片傾斜(xié)葉片、以便通過它(tā)的氣(qì)流(liú)產生旋轉運動(dòng)的噴射型塔板,具有(yǒu)氣、液負荷高、壓降低、操作彈性寬(kuān)、運轉周期長(不易堵塞)、結構(gòu)簡單等特點,適合於濕式(shì)煙氣脫硫。
利用電石渣漿吸收S02時發生的反應屬氣、液、因三相反應體係。在濕式鈣法(fǎ)煙氣脫硫係統中PH的控製是很重要的。PH值不僅影(yǐng)響脫硫率(lǜ),而且對整(zhěng)個係統避免腐蝕、結垢,保持正(zhèng)常運行有密切關係。PH值大(dà)於6,脫硫率(lǜ)在55%以上。考慮到腐蝕、結(jié)垢等問題,實際操作時pH值控製在6.8為宜。PH值降低對脫硫有影(yǐng)響。
電石渣(zhā)槳(jiǎng)液的噴淋密度對脫硫率有_影內。噴淋密(mì)度範圍在20-40m3/m2h,其全塔壓降約50mmH20,脫硫率達75%。如果塔(tǎ)板數多於三塊,脫硫率可以提高,噴淋密度還可(kě)以降低。
電(diàn)石渣槳液濃度(dù)範圍(wéi)為2.4%-8.5%(w1),漿液濃度對脫硫率(lǜ)沒有(yǒu)影響,但漿液濃度高.有效吸收(shōu)時間長。
電石(shí)渣(zhā)漿液中加添加劑己二酸、有機酸和金屬化台物。如加MgO,能大大提高脫硫(liú)率,延長漿液吸收時間並能緩衝PH值(zhí),防(fáng)止結垢。結垢對脫硫(liú)設備危害(hài)很大.可使係統壓降增大,影響正常操作,引起管路堵塞,加速設備腐蝕,甚至使控(kòng)製儀表失靈。所以加有機酸添加(jiā)劑,使pH值<5,垢層可逐步溶解。
8. 脈衝(chōng)放電煙氣技術工業化試驗
本項目是(shì)在“八(bā)五”_自然科學基金重點(diǎn)項目和“八五(wǔ)”_科技攻關項目的基礎(chǔ)上,設計並運行了1000-3000m3/h煙氣的脈衝放電等離子體(tǐ)工(gōng)業化試(shì)驗裝置。
其基本原理是:在氣體中進行脈(mò)衝放電,可產生大量的OH、H20、0、03-、02+、O2-、N等自由基(jī)和活性粒子,利用這些活性物質與S02的化學反應來實現對煙氣的脫硫處理。產(chǎn)生這些活性物質是由(yóu)於故電場加速(sù)的電子與其(qí)它氣體分子碰撞,氣體(tǐ)分子被激(jī)發、電離或裂(liè)解的結果。采用窄脈(mò)衝放電,一方麵使火花電壓大幅度升高,電暈空間可以得到很高的電場。另一方麵由於施加電壓的時間_短,離子的加速被抑製,而電子故加速具有較高的能量。與離子相(xiàng)比電子(zǐ)具有很高的溫度,由於加(jiā)速被抑製,形成了非平衡態(tài)等離子體。這樣產生上述自由基和活性粒(lì)子的數量及能量效率_可以(yǐ)有較大幅度的提高。當含有的SO2的煙氣通過脈衝電暈放電場時,S02與這些活性(xìng)物質發(fā)生一係列化學反應._終被去除。
利用試驗係統進行了脫硫試(shì)驗,獲得(dé)主要結(jié)果:在(zài)煙氣溫度為65-75℃時,煙氣含水量10%-15%,NH3的注入量與SO2為1:1化學計量比,總能耗為<5Wh/m3的條件(jiàn)下(xià),初始濃度為1500-2000ppm的SO2,脫除(chú)率為75%—80%,產物中(NH4)2S04的含量>80%。
“九五”期間(jiān),_科技部(bù)仍立(lì)攻關項目,支持脈衝電暈等離子體煙氣脫(tuō)硫技術,建立12000-20000Nm3/h脈衝電暈等離子體煙氣脫硫工業試驗裝置進行運行實驗。

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