火电领域石灰石湿法脱硫技术的应用进程研究

发表时间:2020/6/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:罗延林 张元军
[导读] 摘要:随着我国科学技术的不断进步和发展,我国能源消费结构决定了燃煤发电在电力供应中的主要地位,其发电过程产生的 SO 2 是大气污染物的主要来源之一。
        (贵州华电桐梓发电有限公司  贵州省遵义市  563200)
        摘要:随着我国科学技术的不断进步和发展,我国能源消费结构决定了燃煤发电在电力供应中的主要地位,其发电过程产生的 SO 2 是大气污染物的主要来源之一。石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术具有脱硫效率高、稳定性好、成本低等优点,是电厂减少 SO 2 排放的主要措施。基于电厂生产实践和理论知识,阐释了石灰石-石膏湿法脱硫的工艺原理,研究分析了湿法脱硫技术,以期为电厂湿法脱硫工艺的运行管理提供理论指导。
        关键词:火电;领域;石灰石;脱硫;应用
        引言
        现阶段,经济的快速发展使得人类对能源的需求量持续增加,大量能源的消耗必然引起较为严重环境问题。
        1电厂湿法脱硫工艺简介
        湿法脱硫技术就是主要的煤炭企业的脱硫技术之一,最早就是起源于海水的脱硫技术,这种技术就是利用海水中的碱性物质对废弃进行中和,将废弃中的二氧化硫等物质进行转化,变成无害的物质进行合理的排放,保障其能够积极有效的将二氧化硫等物质进行彻底的去除,同时又因为地域的不同,产生很多的地域的限制,这样十分不利于对废弃的污染防治,导致这种方法在大范围的应用中存在十分巨大的困难,伴随着科学技术的不断发展,对脱硫和排放指标上也越来越重视,脱硫工作也变的十分的重要。脱硫工作过程当中,经过不断的探索,研发出的湿式石灰石和石灰石膏等相关的脱硫工艺能够极大的促进脱硫的稳定性和高效性,这样不仅能够在主要的应用领域上有所建树,在技术发展上也能够能搞的将成熟的技术进行系统化的实施,使应用情况变得十分具体和稳定,保障其能够更好的做好相关的脱硫技术。所以脱硫工作不断被发展,被创新,不断打破传统的脱硫的工艺,保障其能够在良好的范围和情况下将硫元素吸收转化,同时在研发的初期,又研发出了钠钙双碱法、湿式氨法的脱硫工艺,为湿法脱硫技术奠定了基础,从而保障其能够更好的将脱硫技术落实到实处,绝大多数的电厂对烟气的脱硫技术都是采用了湿法的工艺,在石灰石等相关材料的运用中能够更好的应用和从根本上进行系统化的排污。
        2石灰石 - 石膏湿法脱硫技术研究
        2.1海水脱硫工艺
        海水的脱硫工艺在以前是最为主要的脱硫工艺,这种能够将海水中的卤化物和硫酸盐等相关的物质进行合理的系统化的与二氧化碳的中和,根据相关的化学的工艺将良好的海水进行石灰进行酸碱度的调节,海水的脱硫工艺是十分简单和便捷的,同时原料的获取简单,这样能够更好的节约成本。能够积极有效的将堵塞的东西进行良好的提升和提取,保障空气的良好排放,脱硫小效率变得十分高效。但是应用的地区却是十分的的局限,在内陆无海地段不能够有效的落实,实施较为困难。
        2.2镁法脱硫技术
        镁法脱硫技术是近年新兴的一种脱硫技术。它类似石灰石-石膏法,吸附剂由石灰石变为氧化镁,利用氧化镁浆液(即氢氧化镁)作为吸附剂,脱除吸收烟气中的二氧化硫,并生成副产物亚硫酸镁和硫酸镁,脱硫效率可以达到 90% 以上,设备投资及运行维护费低,结构简单,安全性能好,并且能够减少二次污染。亚硫酸镁和硫酸镁可以通过高温加热的方法生成氧化镁,所以吸附剂循环利用,降低了脱硫成本。由于我国镁矿资源比较丰富,所以吸附剂来源广泛且价格便宜,且镁法脱硫技术脱硫效率比较高,因此镁法脱硫得到很多关注。但整体费用较高制约着其发展。截止 2015 年底,我国建成投产镁法烟气脱硫装置 20 套以上。在美国和日本也有镁法脱硫技术成功使用的案例。


        2.3石灰石-石膏脱硫工艺
        石灰石和石膏的相关的工艺技术是目前最为广泛的、最为稳定的脱硫工艺,这种技术的研发就是目前最为主要的脱硫技术,更够更好的保障脱硫工作的高效稳妥的运行,在脱硫塔的顶部位置就是最为主要的脱硫的反应,这种反应十分有效和关键,是所有脱硫中的重要的组成部分和良好的除污措施。在脱硫塔的底部位置主要就是对其进行氧化产物和亚硫酸钙等物质,这种物质会积极有效的将其中的硫酸氧化成硫酸钙,以沉积的形式将硫元素进行系统化的清除,保障其能够更好的将硫元素清除干净。这样硫酸钙也就是带有水的石膏,这样不仅能够更加有效的将硫元素进行清除,同时在工业与其他产业的相融合下,提升工业的产量和效益。这种技术在实施中能够有效的将成熟的技术进行大范围的推广和使用,这种不仅能够更加合理的将脱硫技术进行成熟的实施,还能通过对脱硫剂的使用提升整体的性能和效益。但是在实施的过程中还是会存在一定的局限性,比如使用的成本高、系统化异常等等,但是相比较其他技术而言,湿法石灰石除硫技术不仅仅将其中的主要的核心技术进行良好合理的运用,同时在相关的方面的技术与发展中起到不可多得的技术,这种能够极大的改善空气中的二氧化残余的含量,同时对废弃的改善进行了良好的重要的技术跟进,保障能够积极有效的做出相应的贡献和良好的保障。
        2.4金属氧化物法
        它是采用氧化镁浆液作吸收剂,吸收烟气中的 SO 2 。其反应原理是氢氧化镁与烟气中的 SO 2 反应生成含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁,随后将这些生成物煅烧分解成 SO 2 和氧化镁。氧化镁水合后循环使用,SO 2 气体作为副产品回收利用。氧化镁法多用于大中型火力发电厂及集中供热锅炉的烟气脱硫。氧化镁法的主要优点是吸收剂便宜,吸收率比石灰、石灰石—石膏法高,堵塞问题小,可回收资源。
        3火电领域石灰石湿法脱硫技术的策略
        3.1合理控制洗涤浆液的 pH 值
        烟气吸收塔内的洗涤浆液 pH 值对二氧化硫的吸收率、脱硫设备的使用寿命、设备腐蚀程度等有着至关重要的影响,在湿法脱硫装置运行过程中,洗涤浆液的 pH 值不断发生变化,有必要加强对洗涤浆液 pH 值的控制以保证湿法脱硫装置的运行。在湿法脱硫工程实践中,洗涤浆液的 pH 值通常控制在 5~6 范围内,pH 值高能够提高二氧化硫的吸收率,但会导致生成的石膏溶液中石灰石含量偏高,造成原料浪费,pH 值低能够促使石灰石的溶解,但会降低二氧化硫的吸收率,因此在实际脱硫过程中应合理控制 pH 值。
        3.2提出可以共享的湿法脱硫系统理论
        在国内各脱硫工程中, 主要的设计工作是由国外提供的设计软件来进行的。我国的设计人员可以部分地接触到相关的系统技术, 但限于技术保密及工作的条件, 很难真正掌握完整系统的理论基础和技术细节, 而且也不能公开发表。国内出版的各种脱硫书籍很多, 这说明我国的工作者们在掌握湿法脱硫系统理论与技术方面进行了不懈的努力, 许多书籍提供了非常有价值的理论、数据和国内外工程实例介绍, 为我国湿法脱硫的起步与发展作出了巨大的贡献。但是, 必须注意到, 目前出版的书籍在关于实用的湿法脱硫技术针对性的理论方面论述还是不足, 一些专著对某一关键部件的论述比较详细, 但在整体系统上的关联还不够。而学术论文限于篇幅, 基本上只能描述某个具体环节的情况, 无法体现完整系统的知识。具体地说, 就是尚不能根据已有的专著和文献掌握湿法脱硫系统各环节的系统理论知识以及设计方法。根据我们的检索, 目前国内还没有公开出版的专著, 讲述湿法脱硫各环节和部件的理论、计算方法、制造工艺、操作运行的系统知识。
        参考文献
        [1] 左莉娜,贺前锋,刘德华. 湿法烟气脱硫技术研究进展[J].环境工程,2013, 31(增刊):412-416.
        [2] 袁莉莉.半干法烟气脱硫技术研究进展[J] .山东化工,2009,38 (8):19-23.
        [3] 吕丽娜.基于石灰石石膏湿法烟气脱硫技术的脱硫添加剂研究[D].上海:华东理工大学,2016.
        [4] 乔宗良.石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统优化技术研究[D].江苏南京:东南大学,2015.
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