我國煙氣脫硫控製技術的研究開發始於60年(nián)代初,對燃煤電廠、燃煤工業鍋爐和冶(yě)金廢氣開展了煙氣脫(tuō)硫工藝研究、設備研製,取得實驗室小試和現(xiàn)場中試結果。80年代以(yǐ)來(lái),開展了一係列研究(jiū)、開發和(hé)產業化工作。原_科委組織了“七五(wǔ)”和“八五”攻關項目,對(duì)_上(shàng)現有脫硫技術主(zhǔ)要方法進行研(yán)究和實用性工程裝置實驗;_自然科學基金委(wěi)員會設立(lì)課(kè)題支持脫硫(liú)技術的基礎研究(jiū),取得了很多成績。目前我國(guó)自行研究開發的煙氣(qì)脫硫方(fāng)法,尚處在工業化示範試驗階段。_科技部在“九五”期間,組織“中小鍋爐實用(yòng)脫硫防塵技術與裝備研究及產業化”攻(gōng)關(guān)課題,其中包括針對燃(rán)煤電廠(chǎng)煙氣脫硫技術,采用脈衝電暈等離子(zǐ)體煙氣脫硫新技術研究;與此同時,引進了脫硫技術項目,進行示範規模試驗和工業化運行應用(yòng)。
我(wǒ)國電廠煙氣脫硫技術(shù)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(bàn)幹法等等的煙(yān)氣脫硫的探索研究,_科技部(原_科委)“七五” “八五”和(hé)“九五”的脫硫專項支持取得_好進展(zhǎn)。但(dàn)目前我國自行開發的煙氣脫硫(liú)工程,尚處在(zài)小試、中試階(jiē)段。工業化、產業化技術(shù)不多。
1.旋(xuán)轉噴霧幹法煙氣脫硫中試
1983年,在四川(chuān)白馬電廠建成了(le)處理煙氣量3500Nm3/h小型試(shì)驗裝置基礎上,在該電廠(chǎng)進行(háng)70000Nm3/h中試裝置。經過近一年(nián)的調試和2000小時連續運轉考查,使用石灰(huī)為脫(tuō)硫(liú)劑,處理高硫煤(硫含量(liàng)為3.5%)煙氣,在鈣硫比為1.4時脫硫率約為80%。
脫硫(liú)劑噴人吸收塔以後,與煙氣中SO2發生反應,生成固體灰渣,固體(tǐ)灰渣在(zài)塔內下(xià)落時不斷幹燥,_終形成幹燥固體粉塵,一部分在塔內分離(lí)排出,另一部分隨煙氣進入電除塵(chén)器除去。
工藝流程(chéng)包括:吸收劑製備,吸收(shōu)劑漿液霧化,接觸混合反應(yīng),液滴蒸發與SO2吸收和廢渣(zhā)排(pái)出。
主要設備:
(1)噴霧機(jī):RN—10T型,轉速1000r/min,霧化漿液10t/h。
(2)吸收塔:φ8m,圓筒體(tǐ)高(gāo)6m。
(3)電防塵器:雙室(shì)雙電場(chǎng),有效截麵積2×15.8m,單電場長4.5m。
(4)引(yǐn)風機:Y4—73NO18D型,轉速960r/h,容量143920m3/h,壓力3300Pa。
(5)石灰消化器(qì):φ600×4500mm,容量3-5t/h。
(6)濕式球磨機:MXQG1500型,φ1500×3000mm,出力2-7t/h(幹料)。
主要(yào)技(jì)術問題,高(gāo)速旋轉(zhuǎn)噴頭(tóu)磨強,影響(xiǎng)霧化質量形成結(jié)垢,漿液輸送泵的耐久性等。
2. 旋轉噴(pēn)霧(wù)幹法煙氣脫硫工藝試驗研究
1987年開始,為(wéi)引(yǐn)進丹麥Niro公司(sī)旋轉噴霧幹法(fǎ)煙氣(qì)脫硫設備運(yùn)行(háng)積累操作經驗,在北京市橡膠(jiāo)六廠6.5t/h鍋爐上引出部分煙氣,建立處理2000Nm3/h煙氣量的試驗裝置,開展前期工藝試驗。
Ca(OH)2漿液的霧化以及與(yǔ)煙氣充分混合反(fǎn)應脫硫裝民包括幹燥吸收塔、高速離心噴算機、氣流分(fèn)布器和終產物收集器。幹燥吸收塔直徑2m,高5m,高速離(lí)心噴霧機轉速為17000—27200r/min,漿液(yè)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(dù)1000-2000ppm。絕熱飽和溫度(dù)值為24.6℃、鈣硫比1.2—1.8時,脫琉串為66%-79%。
3.湖北鬆木坪(píng)電廠建成5咖(kā)KIn3/h煙氣水洗_活性炭(tàn)脫硫中試
1987年(nián)建成,用含碘O.5%的(de)活性炭為(wéi)脫硫劑,填裝(zhuāng)在並列的4座填充脫(tuō)疏(shū)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。飽和(hé)後(hòu)的脫硫(liú)塔用不同濃度的稀硫酸隨和水(shuǐ)分五(wǔ)級依次洗滌_,炭中殘(cán)留的硫(liú)酸濃(nóng)度降(jiàng)至約3%左右,然(rán)後用蒸汽幹燥再投入脫硫運行。_、二級洗(xǐ)出為20%稀硫酸產品,20%稀硫酸經濃縮製得70%硫酸。_長單塔累計運行時間約(yuē)2000h,_長的全流程連續運行15天。入口S02濃度大於3000PPm,出口S02濃度小於350Ppm,脫硫率88%。
催化(huà)活性物碘的流失和稀硫酸濃縮是該法的嚴重問題、致命弱點,阻礙(ài)了擴大應用。
4.四川豆壩電廠5000Nm3/h煙氣磷銨肥料脫硫中試
1982年西(xī)安(ān)熱工研究所首(shǒu)先探索本方法,1983年至1985年初(chū)熱工所與四川環保(bǎo)科研所合作進(jìn)行3m3/h小試,確定了該法的基本流程。1986年磷銨肥法煙氣脫琉被遴(lín)選為_“七五”重點攻(gōng)關專(zhuān)題,在四川(chuān)豆壩(bà)電廠建成5000Nm3/h中試裝置,於1990年底連續運行2000h以上.經(jīng)_組織的驗收簽(qiān)定(dìng)確認該法流程(chéng)合理可行。中試時S02濃度為1600-2700Ppm的煙氣,總(zǒng)脫硫效率維持在>95%,磷礦粉萃取率>90%,獲得有效成(chéng)分為37%的氮磷複台肥料(liào)數十噸。
經_除塵後的煙氣含塵濃度<200mg/Nm3,經噴水(shuǐ)降溫調濕後進入4塔並列的新型活性炭脫硫塔組,3塔運行、1塔_。采用稀硫酸及三級(jí)洗滌(dí)_,獲得濃度為30%左右的(de)硫酸,活(huó)性炭脫琉後的煙氣進(jìn)入二級脫硫塔,用磷銨溶液(yè)洗滌,淨(jìng)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鞍分解磷礦粉(fěn)萃取獲得的稀磷鞍加氨(ān)中和得磷銨,作為二級脫琉的洗滌液(yè)。二級脫琉後的肥(féi)料槳經氧化(huà)、濃縮、幹(gàn)燥(zào),獲得固體氮磷複合肥料。
5.噴鈣脫硫成套(tào)技(jì)術與示範工程
在貴(guì)陽市貴州輪胎廠一台20t/h層燃爐進行示範。鈣粉用水泥罐車運至脫硫裝(zhuāng)置(zhì)進(jìn)粉管處、用氣動(dòng)輸送方式經三根進(jìn)粉管道送(sòng)至主料鬥。主料鬥設有粉使測(cè)量裝置,還設有過濾(lǜ)裝置以除去氣動輸送排氣中的粉塵。主料鬥設有四個出料口同時出料,經振動電機振動進入二次料鬥,然後經加(jiā)粉器均勻進入到四台混合器中(zhōng),加粉器由調速電機的轉速來控製加(jiā)粉量(liàng)。由高壓(yā)空氣鼓風機送來的空(kōng)氣將粉料於四個不同(tóng)部位(wèi)噴入鍋爐爐膛,在爐內(nèi)高溫作用下,碳酸(suān)鈣粉(fěn)炬燒分解成為(wéi)氧化鈣,同時部分氧化(huà)鈣與煙氣中的So:反(fǎn)應生(shēng)成亞硫鞍鈣和硫鞍鈣;未(wèi)反應的氧化(huà)鈣鉛隨煙氣進入文(wén)丘(qiū)裏管,文丘裏管前端設(shè)有一個(gè)水霧化(huà)噴頭,氧化鈣粉與水霧滴碰(pèng)撞,生成Ca(OH)2,進一步(bù)與煙氣中的SO2反應生成亞硫鞍鈣和(hé)硫酸鈣。顆粒物在水(shuǐ)膜除塵器中與(yǔ)飛灰一並除去,脫琉後的(de)煙氣經引風機人(rén)煙囪排出(chū)。
當Ca/S=1.5時,係統(tǒng)脫硫(liú)率達80%,鈣利用率為53.3%,其中包括文丘裏管中噴入少量水及水膜除塵等,有20%脫硫率。
6.工業燃煤鍋爐濕式煙氣脫硫工程
工業(yè)鍋爐(lú)濕法煙氣脫琉除塵一體化研究開發、生產產品較多。介紹幾種如下:
(1)SHG型脫硫除塵器采用了幹、濕結(jié)合的結構.含塵煙氣(qì)經預旋分離,90%左右的較大塵粒被捕集。SHG型(xíng)脫硫除塵器(qì)充分利用旋風器芯管氣(qì)流的旋轉力和通過篩板時循環液在氣流作用下形成的銻騰層,使氣(qì)、液、固三相充分接觸,強化傳(chuán)質,進一步將煙氣中的細微塵粒捕集,並添加石灰脫(tuō)除煙氣中的二氧化琉,SHG型脫硫除(chú)塵器的脫水(shuǐ)除男裝置,排除了煙氣帶水現象,_了正(zhèng)常運行(háng),脫琉率為70%—80%。SHG型濕式脫琉除塵器已在北京、徐州、杭州等地應用。
(2)BL—ZH型脫琉除塵器(qì)是塔(tǎ)式結構。塔的下部為除塵段,除塵段的上部為迷宮式布水裝置,它使除塵段能形成一(yī)層(céng)均勻的水胺(àn).再上麵(miàn)是由塔(tǎ)板組成的脫硫段,脫硫(liú)塔板的上部設有吸收液噴淋裝置和防止煙氣帶水(shuǐ)的旋流板除霧裝置。
該(gāi)設備(bèi)工作時,循環水泵將含有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(yè)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入(rù)塔體旋轉上升,在離心(xīn)力作用下,塵(chén)粒被甩到塔壁而被水膜粘附由循環液出口排放沉澱池。細(xì)微(wēi)塵粒和大部分二氧化琉隨同(tóng)煙氣一起進入脫硫段,在塔板的作用下使氣液間充分接觸,在脫除二氧化琉的同時(shí),也除去細微塵粒。被淨化後的鍋爐煙氣經除霧板除霧後排(pái)出塔外。
該種脫硫除塵器(qì)已在張家口(kǒu)市人民(mín)醫院和貴陽卷煙廠等單位得到應用。煙氣進口速度在18—28m/s,空塔速度在1.5-3.5m/s,液(yè)氣比為O.5-2.0L/m3,除霧旋流板葉片向上翹起22-25。,除塵效率大於98%;采用堿性液作為吸收液時的脫硫效率為82.5%-88.6%,熱態設備阻力小於1400Pa。
(3)臥式篩網(wǎng)脫硫(liú)除塵器
臥式篩(shāi)網脫硫除塵器_段(duàn)為衝擊板除塵段,在衝擊板前有(yǒu)噴淋管噴水,使衝擊板上形成一層(céng)很薄的水膜,塵粒在慣性(xìng)的作用下,大塵粒與衝擊(jī)板碰撞被捕集,被捕集的塵粒隨往下流動的濃膜流到塔底:_段為篩網(wǎng)陳塵脫硫段,篩網上麵設有布水管,使篩網形成(chéng)一均勻水膜(mó)。在煙氣的作用(yòng)下篩網上的水膜呈沸騰狀,當大量氣泡形成並隨之破裂時,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(xì)微塵粒的(de)捕集和(hé)二氧化硫的脫除均_有利。在青島第六橡膠廠、沈陽_機床(chuáng)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(wéi)60%—70%。
7.旋流飯塔煙氣脫硫工程
浙江(jiāng)大學化工係環境工程(chéng)教研室(shì)在旋流板塔內用電石渣漿液對吸收含低濃度S02的煙(yān)氣進行了研究。電石(shí)渣(zhā)是乙炔生產的副產(chǎn)物,其主要成分為Ca(OH)2因此(cǐ),用電石渣槳液吸收含低濃度SO2的技術,實質上是濕式鈣法煙氣脫硫技術。使用(yòng)電石渣作為脫硫(liú)劑不僅能為煙氣脫硫提供廉價的原料(liào)、又可解決(jué)乙炔生產廠家的度碴處理問題,達到“以廢治廢(fèi)”的目的。
浙江大學與杭州鐵路分局機(jī)務段(duàn)合作,為一(yī)台六(liù)噸鍋爐(lú)設計建成φ1500旋流板塔煙氣脫硫防塵裝置,裝設了四塊塔板和一塊除霧板,處理氣量近2000Nm3/h,1987年5月建成後經過一年多的運(yùn)行,效果良好。
旋流塔板是一種具有多片(piàn)傾斜葉片、以便通過(guò)它的氣流產生旋轉運動的噴射型塔板,具有氣、液負荷高、壓降低、操作彈性寬、運轉周期長(不易堵塞)、結構簡單等特點,適合於濕式煙氣脫硫。
利用電石渣漿吸收S02時發生的反應屬氣、液、因三(sān)相反應體係。在濕式鈣法煙氣脫硫係統中PH的控製(zhì)是很重要的。PH值不僅影響脫硫率,而且對整個係(xì)統避免腐蝕、結垢,保持正常運行(háng)有(yǒu)密切(qiē)關係。PH值大於6,脫(tuō)硫率(lǜ)在55%以上。考慮到腐蝕、結垢等(děng)問題,實際操作(zuò)時pH值控製在6.8為(wéi)宜。PH值降(jiàng)低對脫硫有影響。
電石渣槳液的噴淋密度對脫硫(liú)率有_影內。噴淋(lín)密度範圍在20-40m3/m2h,其全塔壓(yā)降約50mmH20,脫硫率達75%。如果塔板數多於三塊,脫硫率(lǜ)可以提(tí)高,噴淋密度還(hái)可以(yǐ)降低。
電石渣槳液濃度範圍(wéi)為2.4%-8.5%(w1),漿(jiāng)液濃度對脫硫率沒有影響(xiǎng),但(dàn)漿液濃度高.有效吸收時間長。
電石渣漿液中加(jiā)添加劑己二酸(suān)、有機酸和金屬化台物。如加MgO,能大大提高脫硫率(lǜ),延長漿液吸收時間並能緩衝PH值(zhí),防(fáng)止(zhǐ)結(jié)垢。結(jié)垢對脫硫設備危害很大.可使(shǐ)係統壓降增大,影響正常操作(zuò),引(yǐn)起管路(lù)堵塞,加速設備腐蝕,甚至使控(kòng)製儀表(biǎo)失靈。所(suǒ)以加有機酸添(tiān)加劑,使pH值<5,垢(gòu)層可逐步溶解。
8. 脈衝(chōng)放電煙氣技術工業化試(shì)驗
本項目(mù)是在“八(bā)五”_自然科學基金重點項目和“八五”_科技(jì)攻關(guān)項目的基礎上,設計並運行了1000-3000m3/h煙氣的脈衝放電等離子體工業化(huà)試驗裝置。
其基(jī)本原理(lǐ)是:在氣體中進行(háng)脈衝放電,可產生大量的OH、H20、0、03-、02+、O2-、N等自由(yóu)基和活性粒子,利(lì)用這些活性物質與S02的化學反應來(lái)實現對煙氣的脫(tuō)硫(liú)處理。產生這些活性物質是由(yóu)於故電場加速的電子與其它氣體分(fèn)子碰撞,氣體分子被激(jī)發、電離或裂(liè)解的結果。采用窄脈衝放電,一方麵使火花電壓(yā)大幅度升高,電暈空間可(kě)以得到很高的電場。另一方麵由於施加電壓的(de)時間_短,離子的加速(sù)被抑製,而電子(zǐ)故(gù)加速具有較高(gāo)的能量(liàng)。與離子相(xiàng)比電子具有很高的溫度,由於加速被抑製,形成了非平衡(héng)態等(děng)離子(zǐ)體。這樣產(chǎn)生上述自由基和活性粒子的數量及能量效率_可以(yǐ)有較大幅度的提高。當含(hán)有(yǒu)的SO2的(de)煙氣通過(guò)脈衝電暈放(fàng)電場(chǎng)時,S02與這(zhè)些活性物(wù)質發生一係列化學反應._終被去除。
利用試驗(yàn)係統進(jìn)行了脫硫(liú)試驗,獲得(dé)主要結果(guǒ):在煙氣溫度為65-75℃時,煙氣含水量10%-15%,NH3的注(zhù)入量與SO2為1:1化學計量比,總(zǒng)能耗為<5Wh/m3的條件下,初始濃度為1500-2000ppm的SO2,脫除(chú)率為75%—80%,產物(wù)中(NH4)2S04的含(hán)量>80%。
“九五”期間,_科技部仍立攻關(guān)項目,支持(chí)脈衝電暈(yūn)等離子體煙氣脫硫技術,建立12000-20000Nm3/h脈衝電暈等離(lí)子體(tǐ)煙氣脫硫工業試驗(yàn)裝置進行運(yùn)行實驗。

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