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论干、湿法组合除尘脱硫之优点

时间:2019-08-06 13:47

来源:产业与科技论坛

作者:秦建军

除尘脱硫是我国工业化高速发展下实现生态环境保护的重要环节,“雾霾”作为中国常见天气,其爆发原因就在于工业生产排放的废气造成大气污染,其中二氧化硫(SO2 )是我国大气污染控制的重要控制指标。烟气脱硫一共有三种方法:湿法、干法、半干半湿,不同的脱硫方法的应用范围以及优劣势不同,采用干、湿法组合除尘脱硫是现代化工业发展新的脱硫思路。采用半干半湿脱硫技术能有效实现干湿法组合,克服传统干、湿法脱硫的缺点,提高脱硫效率以及降低操作费用,因此成为工业发展的新脱硫技术,逐渐取代了传统脱硫方法。

半干半湿法除尘脱硫有效利用干湿法脱硫的优势,克服缺点,在满足工业化高速发展的同时,最大化降低工业废气对大气及城市生态环境的影响,应用过程中存在一些问题,使得其发展被进一步限制。虽然可以有效降低废气中二氧化硫(SO2 )的含量,除去烟气中的酸性气体,却无法适应工业化的快速发展,难以有效与实际工业生产过程衔接。因此发挥干、湿法组合除尘脱硫的优势,克服工业化应用过程中存在的缺陷,实现工业脱硫的循环与科学化,是实现干、湿法组合除尘脱硫技术进一步应用的需求。本文针对现代工业发展中干、湿法组合除尘脱硫技术的发展,重点探讨干、湿法组合除尘脱硫的优点,以实际工业生产为主,研究实现干、湿法组合除尘脱硫技术优化应用的策略。

一、干、湿法组合除尘脱硫的发展

干、湿法组合除尘脱硫最早出现 20 世纪 80 年代,是美国与丹麦两家公司联手研制的脱硫技术,当时利用石灰浆液雾化形成细小雾滴,通过吸收塔后与烟气中的二氧化硫反应形成固体灰渣后,将放出的热量用于石灰浆干燥将反应后的灰渣以干态排出,脱硫效果达到 85% ,所以称为 FGD 技术,这种旋转喷雾干燥法脱硫在工业上较强的应用优势,所以得到广泛应用。半干半湿法烟气脱硫技术是我国开发出的脱硫方法,也是通过干法与湿法组合,在日本政府赠送的半干半湿脱硫装置基础上,以我国工业化发展实际情况为主,开发出的脱硫技术,不仅可以减低费用、无腐蚀还能够实现脱硫灰制砖。因此在工业发展中也备受瞩目,提供工艺过程是利用锅炉烟气与脱硫剂的混合,在脱硫塔中以水雾形式从塔顶喷淋,在脱硫塔内发生化学反应,形成亚硫酸钙后氧化成硫酸干,脱除烟气中的二氧化硫,整个过程连贯、可以快速实现脱硫并且利用干、湿技术的优势,与工业化生产较为吻合。

粉末颗粒喷动床半干半湿法烟气脱硫,是 20 世纪 90 年代日本开发出的脱硫技术,将含有二氧化硫的烟气通过预热器预热后进入喷动床,将与水混合的脱硫剂以粉末颗粒从喷动床的顶部喷入床内,与塔底的喷动粒子充分混合之后,呈现流态化,二氧化硫气体与脱硫剂在喷动粒子表面发展并且完成干燥,使得产物以干态粉末状从分离器中吹出,我国学者改进了喷动床的结构形式以及脱硫剂、添加剂种类,使得半干半湿法烟气脱硫技术得到进一步发展,提高了脱硫效率。且以脱硫效率产生影响的钠硫比、入口烟气温度以及惰性粒子粒径等进行研究,通过拟合形成脱硫效率关联式,提出以氨水作为脱硫剂,可以有效提高半干半湿烟气脱硫技术的脱硫效率。

二、干湿法除尘脱硫技术的优越性

干湿法组合除尘脱硫比较适合我国中小型燃煤锅炉的烟气脱硫除尘,可以有效替代湿法及干法在烟气脱硫中的地位,以干粉状排出最终产物,避免废水处理问题,降低成本投入,将脱硫塔烟气反应产生的热量作为增湿水以及喷入水雾的加热源,实现节能避免加热装置应用,加入的脱硫剂是碱性物质,可以同时除去烟气中的其他酸性物质,拓展废气物处理范围,整个装置占地面积较少,操作费用后期,通过三相反应将吸收剂中的水分显热蒸发,可以有效满足锅炉大气污染物排放标准,处理后的烟气中污染物质显著降低。其技术特点以及优越性表现在以下方面。

(一)技术特点。干湿组合实现复合除尘,湿式和干式除尘法的有机结合可以扬长避短,提高除尘效率,例如采用CCTL 干湿式除尘脱硫系统,可以达到 95% 以上的除尘效率,以分段冷凝可以使得烟气的 SO2 在最佳分解温度下进气雾喷淋,灵活调控除尘脱硫效果,降低脱硫剂的使用,可以在减少氧化镁的投加量下实现 96. 8% 以上的脱硫效率。当然这只是一种干湿法组合除尘脱硫技术系统,不同的组合方式采用不同的脱硫剂,可以根据烟气的实际废弃物组成,调控除尘效果以及脱硫效率,极大地降低废弃物中的含硫量,以及脱硫工艺投入。质量保障是所有干湿除尘脱硫系统设备开发的核心,不同的设备适用环境有所差异,但我国的除尘脱硫设备是基于本国实际发展改进的装置,因此在设备引入工厂前都会在国家国家 ISO9001 质量体系认证,不少工厂会根据自身需求改变干湿组合装置,实现灵活应用。因此虽然半干半湿法是固定设备,设备数量却较之湿法脱硫设备少了数倍,并且由于是在干态下完成除尘脱硫,所以不需要考虑防腐问题,极大地降低了设备投入以及维护成本,并且能够实现仓灰配合以及除尘器的共用,可以在保证除尘质量情况下降低运行成本以及提高节能效率,无论是分段冷凝还是烟气显热都可以让烟气中的 SO2 处于优良状态下实现以废治废,废水在干湿法组合除尘脱硫中是零排放,全部用于脱硫系统,所以锅炉中的废水废渣在干湿法组合除尘脱硫中是必要的物质,排出的最终产物通过灰仓与除尘器,实现循环灰的利用以及能源回收,如果是采用氧化镁做脱硫剂还可以利用硫酸镁作为化肥,实现废物利用,氨水也是一样。

(二)优越性。不同于干法或者湿法的除尘脱硫工艺,干湿法组合的除尘脱硫的工艺优势明显,以粉状脱硫剂以及粉煤灰与烟气反应,整合过程中不存在液态,所以设备腐蚀维护以及成本投入较少,干粉状的最终产物可以与粉煤灰一起外售,不需要像湿法一样进行脱水处理,更不需要像干法一样的大型设备,设备整体占地面积少,成本投入低,不同反应状态下,脱硫效果几乎一致,尤其是喷动床的颗粒粒子表面发生的脱硫反应,其脱硫效果比拟湿法的脱硫反应,可以改变干法脱硫速度慢以及效率低等问题,满足我国工业废气的排放标准。再者干湿法脱硫除尘对环境的要求较低,可以在严寒环境下实现高效率运作,并且设备没有防腐需求所以使用寿命更长。除尘器可以将手机的粉尘添加到活化脱硫塔内,加强活化塔内的粉尘浓度,进一步提高脱硫效率。虽然难以达到零排放的要求,商业化运营也比较稚嫩,但是干湿法组合除尘脱硫在设备构造、数量以及运行维护方面优势显著高于干法、湿法脱硫除尘,废物的利用效率以及效益也更加突出。

编辑:李丹

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