关于锅炉烟气脱硫除尘技术的探讨

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年第4期   作者:李晓罕
[导读] 本文以烟气脱硫除尘技术作为研究对象,根据技术的发展现状
         摘要:本文以烟气脱硫除尘技术作为研究对象,根据技术的发展现状,分别从燃烧脱硫技术、双碱法、氧化镁法、氨法脱硫等阐述燃烧锅炉中有害烟气排放的有效处理方式。
         关键词:锅炉烟气;脱硫除尘;技术
         引言
         当前我国城市化建设进程脚步持续加快,经济高速发展的同时环境问题日益加重,城市雾霾频发,使人们重视了燃烧锅炉时烟气排放的问题,这正是造成雾霾的原因之一。各化工企业生产中,做好脱硫除尘工作,控制锅炉的烟气排放量,时刻进行二氧化硫的状态检测,应用先进的烟气脱硫除尘技术减轻有害气体对生态环境的破坏,这将对环境治理、预防大气污染起到关键性作用。
         1..锅炉烟气脱硫除尘过程中的先进技术应用实践
         1.1 烟气湿法脱硫除尘
         锅炉烟气脱硫除尘时可以采用湿法技术,其又包括多种形式,具体分析如下:
         石膏湿法脱硫除尘技术
         对于燃煤锅炉而言,其烟气脱硫除尘操作工艺相对比较复杂,利用石灰石粉作为脱硫吸附剂,并且在浆液中加入适量水,将其制成石灰浆液。石灰石粉仓顶位置布设料位计,而且当仓内的料位达到了一定的预设高度时,接触式料位计就会自动发出警报。同时,还要将压力真空释放阀布设在石灰石粉仓顶部位置,舱压达到预设值以后,系统中的阀盖又恢复正常状态。从吸收区来看,二氧化硫等硫化物溶于浆液之中,并且吸收其中的烟气,其化学式为SO2+H2O→H2SO3;同时将SO2等有毒有害气体有效地溶解到液体之中,使其产生亚硫酸溶液,并且分解成氢离子以及亚硫酸氢根,其化学公式为H2SO3→H++HSO3-;H2SO3→H++SO32-。当浆液流入到吸收区以后,因其中存储了大量的硫化氢以及二氧化硫等毒害物质,酸性溶液内的氢离子数量增多,溶液吸收二氧化硫的能力就会不断减弱。CaCO3在吸收区可以与上述离子发生化学反应,如下:
         随着洗涤浆液逐渐达到顶部位置,基于中和反应可有效降低或者减少吸收塔中HSO3-,同时析出石膏结晶体,化学公式为CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O。
         对于循环洗涤浆液而言,其主要构成为CaCO3,而且吸收区、氧化区反应后部分H+会随之消失掉。中和区内适当加入一些石灰石浆液,可以使循环浆液内的CaCO3逐渐减少,酸碱值得以恢复,同时这也是锅炉烟气脱硫的有效方法。
         1.2 钠法脱硫法与氨法脱硫技术
         该种技术应用过程中,主要是以氢氧化钠以及亚硝酸钠和碳酸钠水溶液为吸收剂,用于吸收锅炉烟道内排出的烟气,尤其是二氧化硫气体。对于钠法脱硫法而言,其应用效果非常的显著,不仅吸收速度非常快,而且也不容易堵塞管道以及相关设备。钠法用于二氧化硫处理以后,吸收液通过无害化处理,可以达到直接排放的标准。对于氨法脱硫技术而言,其主要是利用氨水为吸收剂,对锅炉烟气内的二氧化硫进行处理,统计数据显示,该种方法脱硫时二氧化硫的吸收率可达90%。在利用氨法脱硫工艺时,会形成亚硫酸氨、硫酸铵等,多用于锅炉烟道气综合治理。
         1.3双碱法脱硫技术
         该种脱硫技术工艺,主要是以氢氧化钠为烟气除尘脱硫吸收剂,其中氢氧化钙是再生剂。统计显示,该种法脱硫技术的应用效果非常显著,脱硫率可达80%,烟气脱硫是会形成石膏等,可以进行二次利用。在此过程中,为了能够有效回收脱硫产物,先除尘处理,再进行脱硫处理。实践中如果不考虑中间环节的脱硫产物二次利用,可以进行脱硫、除尘一体化。值得一提的是,氢氧化钠脱硫剂可以循环利用,大大节约了锅炉脱硫除尘的投入。
         1.4干法脱硫除尘
         采用干法脱硫除尘技术,主要是对锅炉排放烟气中二氧化硫进行处理,选用固体吸附剂。现阶段常用的干法脱硫工艺主要有活性炭法脱硫以及催化氧化法脱硫等技术方法。


         1.5活性炭法
         该种方法主要是利用活性炭的活性,将二氧化硫吸附在活性炭的表面,使其与氧气、水蒸气等反应,形成硫酸被吸附。活性炭脱硫法应用过程中,根据活性炭状态差异,可将其分成移动床、流动床以及固定床三种类型的活性炭脱硫方法。对于固定床活性炭法而言,用于每月失活、失活相对较慢的催化剂,或者温度控制限制反应器尺寸的固定场所。基于固定床活性炭法的应用进行脱硫除尘时,因气体可以直接经床层不需要反混,其转化率可达99%。对于流化床活性炭法而言,其脱硫时主要适用于那些颗粒相对较小,而且不容易碎裂、失活较快的催化剂,在一些大设备中可以大规模应用。
         1.6催化氧化法
         对于催化氧化法而言,其主要以氧化铝为载体,采用氧化铀以及硫酸钾或者五氧化二钒等催化剂。该种方法应用时需在高温条件下完成脱硫工序,所以后期处理时投入的费用可能相对较大。然而,该技术工艺具有较强的稳定性,应用已经比较成熟,尤其在处理高浓度烟气时效果非常显著,比如,日本推出的一种催化氧化法锅炉烟气脱硫技术方法,可以将锅炉烟气内的二氧化硫明显减少,可达90%。对于新的催化氧化法而言,其脱硫技术工艺应用范围非常广泛,而且燃煤锅炉脱硫除尘技术也适用于硫磺回收时的尾气脱硫处理。从建设费用来看,该技术工艺投入相对较低,而且能够省去大型循环泵,具有简单的吸收塔结构。对于该种脱硫方法而言,因无需吸收剂,所以不会产生废弃物或者废水等。对于后期操作以及运维管理而言,非常方便,而且工艺器件用量相对较少。此种方法应用时,催化剂的市场价格相对比较便宜,而且稀硫酸副产品不仅可以用于中和剂,而且还能够对其浓缩制成其他诸如浓硫酸、建材石膏等,以便于二次使用。
         2.燃煤锅炉烟气脱硫除尘中存在的问题
         2.1脱硫除尘效率低、效果差
         在目前应用的脱硫除尘技术中,针对燃烧之前的脱硫处理技术还不够成熟,而且高效的脱硫技术的普及程度也不够。而其中燃烧过程中烟气中粉尘和硫化物的处理则最为关键,但是目前针对中小型燃煤锅炉来说,脱硫效率通常在50%左右,与国家标准还存在较大差异。最后就是在燃烧之后的阶段,对烟气进行处理来对其中的硫化物以及烟尘来进行清除,但是目前燃煤锅炉的企业中对烟气的硫化物和烟尘清除效果不够理想。
         2.2缺乏技术创新和资金投入
         针对目前脱硫除尘技术应用效果不理想的情况,需要针对目前所用的烟气脱硫除尘技术进行创新和改进,但是目前此方面我国的燃煤锅炉企业尤其是中小企业做的不够好。
         3.锅炉烟气脱硫除尘问题解决方案
         3.1 提高操作人员的责任意识和技术水平
         人为因素对脱硫除尘效果有着较大的影响,这就需要燃煤电厂要加强对操作人员的技术培训和教育,通过定期检修制度的制定和实施,以及进行科学合理奖惩制度的制定,提高操作人员工作的积极性和学习的主动性,采用正确和先进的检修制度来确保操作正确性,实现能耗的降低以及烟尘排放量的降低,确保锅炉运行的经济性。
         3.2对锅炉设计的改造
         针对传统锅炉中送风机和引风机无法对速度进行自动调节的问题,可以对炉拱的位置和形状进行合理的改变来改善燃烧情况,不仅实现燃烧率的提高而且能够实现燃煤消耗的降低。理论上讲可以提高20~45%的节能效率,降低15~35%的燃煤量。
         3.3适当增加资金投入
         在目前烟气脱硫除尘技术不断发展的同时,需要适当增加投入来引入新技术和新设备,满足目前日益提高的烟气排放标准要求,而且要增加投资来进行技术和设备改造以及技术研发,进行完善的配套设施的建立,实现烟气脱硫除尘效率的提升。
         结语
         锅炉排放的粉尘严重破坏大气环境,威胁人类健康。“十二五”期间,中国高度重视粉尘治理,将节能环保产业列为国家七大战略性新兴产业之一。在今后的工作中,地方政府和生产企业应转变观念,增强环保意识,支持燃煤锅炉脱硫除尘技术的发展,减少烟尘对大气环境的污染,造福子孙后代。
         参考文献:
         [1]张秀云,郑继成.国内外烟气脱硫技术综述[J].电站系统工程,2010(04).
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