我國煙氣脫硫控(kòng)製技術的研究開發始於60年代初,對燃煤電廠、燃煤工業鍋爐和冶金廢氣開展了煙氣脫硫工(gōng)藝研究、設備(bèi)研製,取得實驗室小試(shì)和現場中試結果。80年代以來,開展了一係列研究(jiū)、開發和產業化工作。原_科委組織了“七五”和“八五”攻關項目,對_上現有脫硫技術主要方法進行研究和(hé)實用性工程裝置實驗;_自然科學基金委員會設立課題支持脫硫技術的基(jī)礎研究,取得了(le)很多(duō)成績。目前我國自(zì)行研究開發的煙氣脫硫方法,尚處在工業化示範試驗階段。_科技部(bù)在“九五”期間,組織“中小鍋(guō)爐實用脫硫防塵技術與裝備研究及產業化”攻關課題,其中包(bāo)括針對燃(rán)煤電廠煙氣脫硫技術,采用脈衝(chōng)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(shù)項目,進行示範規模試驗和工業化(huà)運行應(yīng)用。
我國電廠煙氣脫硫技術起步於1961年,科研院所和高等院校(xiào)相繼(jì)投入研(yán)究開發力(lì)旦,進行於法、濕法和半幹法等等(děng)的煙氣脫硫的探索研究,_科技部(原_科委)“七五” “八五”和“九五”的脫硫(liú)專項支持取得_好進展(zhǎn)。但目前我國自行開發的煙氣脫硫(liú)工程,尚處在小試、中試階段。工業化、產業(yè)化技術不多。
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(chù)理煙氣量3500Nm3/h小型試驗裝置基礎上,在該電廠進行70000Nm3/h中試裝(zhuāng)置。經過近一年的調試和2000小時連續運轉(zhuǎn)考(kǎo)查,使用(yòng)石灰為脫(tuō)硫(liú)劑,處理高硫煤(硫含量為3.5%)煙氣,在鈣硫比為1.4時脫硫(liú)率約為80%。
脫硫劑噴人吸收塔以後,與煙(yān)氣中SO2發生反應,生成固體灰渣,固體灰渣在塔內下落時不斷幹燥,_終形成幹燥固(gù)體粉塵,一(yī)部分在塔內分(fèn)離排出,另一部分隨煙氣進入電除塵器除去。
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(yè)10t/h。
(2)吸收塔:φ8m,圓筒體高6m。
(3)電防塵器:雙室雙電(diàn)場,有(yǒu)效截麵積2×15.8m,單電(diàn)場長4.5m。
(4)引風機:Y4—73NO18D型,轉速960r/h,容量143920m3/h,壓力3300Pa。
(5)石灰(huī)消化器: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)技術問(wèn)題,高(gāo)速旋轉噴頭磨強,影響霧化質量形成結垢,漿液輸送泵的耐久性等(děng)。
2. 旋轉(zhuǎn)噴霧幹法煙氣脫硫工藝試驗研(yán)究
1987年(nián)開始(shǐ),為引進(jìn)丹麥Niro公司旋轉噴霧幹(gàn)法煙氣脫硫設備運行積累操作經驗,在北京市橡膠(jiāo)六廠6.5t/h鍋(guō)爐上引出(chū)部分煙氣,建立處理2000Nm3/h煙氣量的試驗裝置,開展前(qián)期工藝試驗(yàn)。
Ca(OH)2漿(jiāng)液的霧化以及與煙氣充分混合反應脫硫(liú)裝民包括幹(gàn)燥吸收塔、高速離心噴算機、氣流分布(bù)器和終產物收集器(qì)。幹燥吸收塔直徑2m,高5m,高速離心噴(pēn)霧機轉速(sù)為17000—27200r/min,漿液流率為50kg/h。Ca(0H)2由生石灰在(zài)消化(huà)槽製成,煙氣入口(kǒu)溫度150℃.被處理S02濃度1000-2000ppm。絕熱飽和溫度值為(wéi)24.6℃、鈣硫比1.2—1.8時,脫琉串為66%-79%。
3.湖北鬆木坪電廠建成5咖KIn3/h煙氣水洗_活性炭脫硫中試(shì)
1987年建(jiàn)成(chéng),用含碘O.5%的活性(xìng)炭為脫硫劑,填裝在並列的4座填充脫疏(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。飽和後的脫硫塔用不同濃度的稀硫酸隨和水分五級依次洗滌_,炭中殘留的硫酸濃度降至約3%左(zuǒ)右(yòu),然後用蒸汽幹燥再投入脫硫運行。_、二級洗出為20%稀硫酸(suān)產品,20%稀硫酸經濃(nóng)縮製得(dé)70%硫(liú)酸。_長單塔累計運行時間約2000h,_長的全流(liú)程連續運行15天。入口(kǒu)S02濃度大於3000PPm,出口S02濃(nóng)度小於350Ppm,脫硫率88%。
催化活性物碘的流(liú)失和稀硫酸濃縮是該法(fǎ)的嚴重問題、致命弱點(diǎn),阻礙(ài)了擴大應用。
4.四川豆壩電廠5000Nm3/h煙氣(qì)磷銨肥料脫硫中試(shì)
1982年西安熱工(gōng)研究所首先探索本方法,1983年至1985年初(chū)熱工所與四川環保(bǎo)科研所合作進行3m3/h小(xiǎo)試,確定(dìng)了該法的(de)基本流程。1986年磷(lín)銨肥法煙氣脫琉被遴選(xuǎn)為_“七五”重點(diǎn)攻關(guān)專題,在四川豆壩電廠建成(chéng)5000Nm3/h中試裝(zhuāng)置,於1990年底連續運行2000h以上.經_組織的驗收(shōu)簽定確認該法流程(chéng)合理可行(háng)。中試時S02濃(nóng)度為1600-2700Ppm的(de)煙氣,總脫硫效率維持在(zài)>95%,磷(lín)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_除塵後的煙(yān)氣含塵濃度<200mg/Nm3,經噴(pēn)水降溫調濕後進入4塔(tǎ)並列的新(xīn)型活性炭脫硫塔組,3塔運行、1塔_。采用(yòng)稀硫酸及三級洗滌_,獲得濃度為30%左右的硫(liú)酸,活性炭脫琉後的煙氣進入二級脫硫塔,用磷銨溶液洗滌,淨化後的(de)煙氣排放,在常規單槽多槳萃取槽中(zhōng)用脫(tuō)硫(liú)製得的琉(liú)鞍分解磷礦粉萃取獲得的(de)稀磷鞍加氨中和得磷銨,作(zuò)為二級(jí)脫琉的洗滌液。二級(jí)脫琉後的肥料槳經氧化、濃縮、幹燥,獲得固(gù)體(tǐ)氮(dàn)磷複合肥料。
5.噴鈣脫(tuō)硫成套技術與示範工(gōng)程
在(zài)貴陽(yáng)市貴州輪胎廠一台20t/h層燃爐進行示範。鈣粉用(yòng)水泥罐車(chē)運至脫(tuō)硫裝置進粉管處、用氣動輸送方式經(jīng)三根進粉管道送至主料鬥。主料鬥設有粉使測量裝置,還(hái)設(shè)有過濾裝置(zhì)以除去氣動輸送排氣中的粉塵(chén)。主料鬥設有四個出料口同時出料,經振動電機(jī)振動進(jìn)入二次料(liào)鬥,然後經加粉器均勻進入(rù)到四(sì)台混合器中,加粉器由調速電機的轉速來控製加(jiā)粉量。由高壓(yā)空氣鼓風機送來(lái)的空氣將粉料於(yú)四個不同部位噴入鍋爐爐膛,在爐內高溫作用下,碳酸鈣粉炬燒(shāo)分解成為氧化(huà)鈣,同(tóng)時部分氧化鈣與煙氣中的So:反應生成亞硫鞍(ān)鈣和(hé)硫鞍鈣;未反應的氧化鈣鉛隨(suí)煙氣進入文丘裏管,文丘裏管前端設有一個水霧化噴(pēn)頭,氧化鈣粉與水(shuǐ)霧滴碰撞,生成Ca(OH)2,進一(yī)步與煙(yān)氣中(zhōng)的SO2反應生成亞硫鞍鈣和硫酸鈣(gài)。顆粒(lì)物在水膜除塵器(qì)中與飛灰一並除去,脫琉後的煙氣經引風機人煙囪排出。
當(dāng)Ca/S=1.5時,係統(tǒng)脫硫率達(dá)80%,鈣利用率為53.3%,其中包括文丘裏管中噴(pēn)入少量水及水膜(mó)除塵等,有20%脫硫率(lǜ)。
6.工業(yè)燃煤鍋爐濕(shī)式煙氣脫硫工程
工業鍋爐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、濕結合的結構.含塵煙氣經預旋分離,90%左右的較大塵粒被捕集。SHG型(xíng)脫硫除塵器充分利(lì)用旋風器芯管氣流的旋(xuán)轉力和通過篩板時循環液在氣流作用下形(xíng)成的銻騰層,使氣、液、固三相充分接觸,強化傳質,進一步將煙氣中的細微塵粒捕(bǔ)集,並添加石灰脫除煙氣中的二氧化琉,SHG型脫硫(liú)除塵器的脫水除男裝(zhuāng)置,排除了煙氣帶水現象,_了正常運行,脫琉率為70%—80%。SHG型濕式脫琉(liú)除塵器已在北京、徐州、杭州等地應用。
(2)BL—ZH型脫琉除(chú)塵器是塔式結構。塔的下部為(wéi)除塵段,除塵段的上部為迷宮式布(bù)水裝置,它使除塵段能形成一層均勻的水胺.再上麵是(shì)由塔板組成的脫硫段,脫硫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。
該設備工(gōng)作時,循環水泵將含有脫硫(liú)劑的吸收液從位於塔體上部的循環液(yè)入口(kǒu)打入洗滌(dí)器,經塔板到達迷宮式(shì)布液裝(zhuāng)置,並將液體均勻分布到除塵(chén)段塔(tǎ)壁(bì)。鍋爐煙氣則由位於(yú)塔體(tǐ)下部的煙(yān)氣進(jìn)口切向進入塔(tǎ)體旋轉上(shàng)升,在離心力作用下,塵粒(lì)被甩到塔壁而被水膜粘附由(yóu)循環液(yè)出口排放沉澱池。細微塵粒和大部分二氧化琉隨同(tóng)煙氣一起(qǐ)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(tóng)時,也除去細微塵粒。被淨化後的鍋爐煙氣經除霧板除霧後排出塔外。
該種脫硫除塵器已在張家口市人民醫院和貴陽卷煙廠等單位得到應(yīng)用。煙氣進口(kǒu)速度在18—28m/s,空塔速度在1.5-3.5m/s,液氣比為(wéi)O.5-2.0L/m3,除霧旋流板(bǎn)葉片向上翹起22-25。,除塵效率大於98%;采用堿性液作為(wéi)吸收液時的脫硫效率為82.5%-88.6%,熱態(tài)設備阻力小於1400Pa。
(3)臥式篩(shāi)網脫硫除塵(chén)器
臥式篩網脫硫除(chú)塵器_段為衝擊板除塵段,在衝(chōng)擊板前(qián)有噴淋管噴水,使衝擊板上形成(chéng)一層很薄的水膜,塵(chén)粒在慣性的作用下,大塵粒與衝擊板碰(pèng)撞被捕集,被捕集(jí)的(de)塵粒(lì)隨往下流動的濃膜流到塔底:_段為篩網陳塵(chén)脫硫(liú)段,篩網上麵設有布水管,使篩網形成一均勻(yún)水膜。在煙氣的作(zuò)用(yòng)下篩網上的水膜呈沸騰狀,當(dāng)大量氣泡形成並隨之破裂時,伴有少量的水花和水(shuǐ)滴,當煙氣穿過(guò)水膜時,氣液間接觸很充分,對細微塵粒的捕集和二氧化硫的脫除均_有利。在青島第六橡膠廠、沈陽_機床廠等單位的工業鍋爐(lú)上得到應用。當采用水力衝渣加部分廢堿水作為(wéi)脫硫液、液氣比為(wéi)
1.5-2.0L/m3左右、空塔速度為3-5m/s左(zuǒ)右時,脫(tuō)硫率(lǜ)為60%—70%。
7.旋流飯塔煙氣脫硫工程
浙江大學化工係環境工程教研室在旋流板塔內用電石渣漿液對吸收含低濃度S02的煙氣進(jìn)行了研(yán)究。電石渣是乙炔生產的副產物,其主要成(chéng)分(fèn)為(wéi)Ca(OH)2因此,用電石渣槳液吸收(shōu)含低濃度SO2的技(jì)術,實質上是濕式(shì)鈣法煙氣脫硫技術。使用電石渣作為脫硫劑不僅能為煙氣脫硫提供(gòng)廉(lián)價的原料、又可解決乙炔生產廠家的度碴處理問題,達到“以廢治廢”的目的。
浙江大學與杭州(zhōu)鐵路分(fèn)局機務段合作(zuò),為一台六噸鍋爐設計建成φ1500旋流板塔煙氣脫硫防(fáng)塵裝置,裝(zhuāng)設了(le)四塊塔板和一塊(kuài)除霧板,處(chù)理氣量近2000Nm3/h,1987年5月建成後經過一年(nián)多的運行(háng),效果良好。
旋流塔板是一種具有多片傾斜葉片(piàn)、以便通過它的氣流產生(shēng)旋(xuán)轉運動的噴射型塔板,具有氣(qì)、液負荷高、壓(yā)降低、操作彈性寬、運轉周期長(不易(yì)堵塞)、結(jié)構(gòu)簡單等特點,適合於(yú)濕(shī)式煙氣(qì)脫硫。
利用電石(shí)渣漿吸收S02時發生的反(fǎn)應屬氣(qì)、液、因三(sān)相反應體係(xì)。在濕式鈣法煙氣脫硫係統中PH的控製是很重要的(de)。PH值不僅(jǐn)影響脫硫率,而且對整個係統避免腐蝕、結垢,保持正(zhèng)常運行有密切關係(xì)。PH值大於6,脫硫率(lǜ)在55%以上。考慮到(dào)腐蝕、結(jié)垢等問題,實際操作時pH值控製在6.8為宜(yí)。PH值降低對脫硫有影響。
電石(shí)渣(zhā)槳液的噴淋密度對脫硫(liú)率(lǜ)有_影內。噴淋密度範圍在20-40m3/m2h,其全塔壓降約50mmH20,脫(tuō)硫率達75%。如果塔板數多於三(sān)塊,脫硫率可以提高,噴淋密(mì)度還可以降低。
電石渣槳液(yè)濃度範圍為2.4%-8.5%(w1),漿液濃度對脫硫率沒有影響,但漿液濃度高.有效吸收時間長。
電石渣漿液中加添加劑己二酸、有機酸(suān)和金(jīn)屬化台物。如加MgO,能大大提(tí)高脫硫率,延長漿液吸收時間並能緩衝PH值,防止結垢。結垢(gòu)對脫硫設備危害(hài)很大.可使係統壓降增大,影響正常操作(zuò),引起管路堵塞,加速設備腐蝕,甚至(zhì)使控製儀表失靈(líng)。所以加有機酸添加(jiā)劑,使pH值<5,垢層可逐步溶解。
8. 脈衝放(fàng)電煙氣技術工業化試驗
本項目(mù)是在“八五(wǔ)”_自然科學基金重點項目和“八五”_科(kē)技攻關項目的基礎上,設計並運行(háng)了1000-3000m3/h煙氣的脈衝(chōng)放電等離子體工業化試驗裝(zhuāng)置。
其基本原理是:在(zài)氣體中進(jìn)行脈衝放電,可產生大量的OH、H20、0、03-、02+、O2-、N等自由(yóu)基和活(huó)性粒子,利用這(zhè)些活性物質與S02的化(huà)學反應來實現(xiàn)對(duì)煙氣的脫硫處理。產生這些活性物質是由於故電場加速的電子與其它氣體分子碰撞,氣體分子被激發、電(diàn)離(lí)或(huò)裂解的結果(guǒ)。采用窄脈衝(chōng)放電,一方麵使火花電壓大幅度(dù)升高,電暈空(kōng)間可以得到很高的電場。另一方麵(miàn)由於施加電壓的時(shí)間_短,離子的加速被抑製,而電子故加速具有較高的能量。與離子相比電子具有很高的溫度,由於加速被抑製,形成了(le)非平衡態等離子體。這樣產生上述自(zì)由基和活性粒子的數量及能(néng)量效率_可以有較(jiào)大幅(fú)度的提高。當含有的SO2的(de)煙氣通過脈衝電暈放電場時,S02與這些活性物質(zhì)發生一係列化學反應._終被去除。
利(lì)用試驗係統進行了脫硫試驗(yàn),獲得主要結果:在煙氣溫(wēn)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的條件下,初(chū)始濃度為1500-2000ppm的SO2,脫除率為75%—80%,產物中(NH4)2S04的含量>80%。
“九五”期間,_科技部(bù)仍立攻關項目,支持脈衝電暈等離子體煙氣脫硫技術,建立12000-20000Nm3/h脈衝電暈等離子體煙氣脫硫工業試驗裝置進(jìn)行運行(háng)實驗。

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