燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术探究

发表时间:2020/6/9   来源:《当代电力文化》2020年3期   作者:刘川川
[导读] 随着我国工业化发展进程逐渐加快,现阶段各种先进的电力生产设备得到了广泛的应用,供热锅炉虽然是供暖供电的重要设备,但是其在运行生产过程中会产生大量的硫化物以及粉尘污染,污染生态环境。因此对锅炉烟气脱硫除尘技术进行研究,有利于实现我国供热企业的可持续发展。
        摘要:随着我国工业化发展进程逐渐加快,现阶段各种先进的电力生产设备得到了广泛的应用,供热锅炉虽然是供暖供电的重要设备,但是其在运行生产过程中会产生大量的硫化物以及粉尘污染,污染生态环境。因此对锅炉烟气脱硫除尘技术进行研究,有利于实现我国供热企业的可持续发展。
        关键词:燃煤锅炉;脱硫除尘技术;问题;解决对策
        1 燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术
        1.1 湿法脱硫技术
        首先,文丘里水膜脱硫除尘装置。文丘里喉管处设置喷水管,烟气以极高的流速通过文丘里管达到雾化效果,烟气与雾化成一定粒度的净化液滴在布朗运动和紊流作用下,进行良好接触,粒子间发生碰撞,使烟尘被文丘里装置收集下来。烟气流出文丘里后进入麻石主塔,开始旋转上升,经雾化装置提供的雾化吸收液喷淋脱硫除尘,烟气通过旋流板后,旋转运动加剧并产生强大的离心力,强化气、液、固三相的进一步接触,烟气温度降低,细微尘粒被收集下来,处理后的烟气经过引风机进入烟囱排放;其次,双碱法旋流板塔脱硫除尘装置。引风机将烟气引入换热器,通过低温烟气降温后,经由塔底切线快速进入除尘塔强激水区域,烟气在这过程中与除尘塔强激水区域的碱性水珠不断相互碰撞,使烟气凝聚增重,达到初步去除的目的。随后在多层脱硫除尘装置和锅壳切线的引导作用下,烟气在塔内上升并做旋转运动。接着烟气将通过脱硫装置,在经过时会与脱硫装置中的多层水帘碰撞,混合,吸收并分解,在多次的碱性洗涤后得到充分的吸收分解。烟气中的二氧化硫被洗涤在碱水之中,通过塔底水封流向沉淀池,而得到净化后的烟气将进入塔顶的脱水段脱水,随后进入换热器被高温烟气加热后上升排放;最后,湍球塔板脱硫除尘装置。烟气自下而上均匀通过流化填料层,而碱性吸收剂则在床层上方均匀喷淋下来,使烟气与吸收剂在填料表面最大程度的接触传质。以获得高效脱硫除尘的效果。最后干净的烟气通过除雾器排出塔外。
        1.2 干式吸附过滤技术
        利用可循环再生的固定吸附材料,除去烟气中的SO2和烟尘,水洗再生。该装置一般由预除尘器和吸附塔组成。这种装置具有很高的脱硫除尘效率,除尘效率大于95%,脱硫效率大于80%,烟气温度低,无二次污染,可回收副产品。但吸附塔入口烟气含尘要求小于150mg/m3,否则易堵塞和引起吸附剂中毒。吸附剂需经常进行再生,比较麻烦,且一次投资大。等离子体锅炉烟气脱硫除尘,这种装置是近几年发展的新技术装置,烟气中N2、O2及水蒸气等在经过电子束照射后,吸收大部分能量,生成大量的反应活性极强的自由基,如;OH、O、HO2等,这些自由基与烟气中SO2反应生成硫酸,然后与氨中和生成硫酸铵。此方法无设备污染及结垢现象,不产生废水废渣,副产品还可以作为肥料使用,无二次污染物产生,脱硫率大于90%,而且设备简单,适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子加速器产生高能电子,对于一般的大型企业来说,需大功率的电子枪,对人体有害,故还需要防辐射屏蔽,所以运行和维护要求高。
        1.3 干湿结合式锅炉烟气脱硫除尘技术
        脱硫除尘装置的主体设备为一立式塔,塔内兼用了干、湿结合的结构形式,其下部为旋风除尘段,中部为吸收段,装有筛板,上部是脱水段。烟气首先进入下部的旋风除尘段,除去较大颗粒后进入吸收段,经过布满吸收液的筛板时,烟气与吸收液充分接触,发生传质吸收,脱除SO2并除去微细粉尘。经过除尘脱硫的烟气,在脱水段内脱水除雾,防止烟气带水,然后经出口排至烟囱。该装置的主要特点是液气比小(0.3-0.5L/m3),塔内持液量大,气液接触充分,除尘效率可达95%以上,脱硫效率可达70%,特别适用于6t/h以下小型燃煤锅炉,但是整个装置成本较高。
        2 燃煤锅炉烟气脱硫除尘中存在的问题
        2.1 脱硫效率低,除尘效果差
        目前我国的燃煤脱硫技术依旧存在一定的问题,受到应用条件和其他因素的限制,高效的脱硫技术不能很好的普及,造成大多数企业在燃煤事前处理阶段的效果不理想。煤炭的燃烧过程会产生大量的烟气,烟气中含有大量的粉尘和硫化物等污染物。因此,脱出硫化物和烟尘的最佳阶段就是燃烧过程。

但是燃烧过程中去除硫和烟尘是十分复杂的,目前我国中小型燃煤锅炉脱硫率依旧不高。燃烧完成后通过对烟气的处理来去除烟气中的硫和烟尘,但受技术、设备和操作等因素的制约,我国目前的燃煤锅炉的企业在这方面做的并不好。
        2.2 腐蚀严重,脱硫设备寿命短
        煤炭燃烧时除生成S02以外,还生成少量的SO3,由于烟气中含有水,生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。当温度较低时,硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上,或溶解于洗涤液中,致使湿法脱硫设备腐蚀相当严重,设备寿命短。因此,脱硫设备必须进行防腐设计。防腐的主要方法有:采用不锈钢、环氧玻璃钢、硬聚氯乙烯、陶瓷等制作吸收塔及有关设备;设备内壁涂敷水玻璃等防腐材料;设备内衬橡胶等。
        2.3 结垢和堵塞,致使脱硫设备不能正常运行
        湿法烟气脱硫设备常常会发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞的主要原因是烟气中的氧气将CaS03氧化成为CaS04(石膏),并使石膏过于饱和,产生结垢和堵塞的主要部位有:吸收塔、管道、喷嘴、除雾器等,这已成为一些吸收设备能否正常长期运行的关键问题。这种现象主要发生在自然氧化的湿法系统中,控制措施为强制氧化和抑制氧化。
        3 烟气脱硫除尘存在问题的解决对策
        3.1 加强技术管理和研发力度
        目前,相关的研究人员应大力研发不同的烟气脱硫除尘技术,完善和改进现有的脱硫除尘技术。在研究这一类问题过程中,每个科研人员都或多或少的出现了不同的问题,无法达到自己预期中的效果。这就要求研发人员应该从实际情况出发,因地制宜,研发出适合本地、企业的燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术。
        3.2 加大企业的资金投入
        在燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术中面对的最大难题就是资金不足,所以在日后的工作中,建议有关部门重视这一问题,重视环境保护,承担起企业的社会责任,将排放的标准达到国家水平。主动并积极的开发和完善新设备和新技术,建立起完善的配套设施,以此满足烟气脱硫除尘的技术需求。
        3.3 提高对设备的重视程度
        提高设备防腐性能最直接的手段就是对设备材料进行相应的改善和性能的加强,提高设备材料的防腐性能和可靠性,注重发达国家先进技术和先进设备的引进。设备是脱硫除尘系统的根本,只有提高设备的性能,保证设备的正常运转才能切实提高烟气处理效率。脱硫除尘设备长期处于腐蚀性较强的环境下,因而防腐性能的提高也是设备性能提高的重点,目前可以通过外部有机涂层的喷刷以及新型钢化玻璃材料的应用提高其防腐性能。
        3.4 加强人才培养
        专业人才的缺少,是烟气脱硫除尘技术的重要问题之一,面对这项问题,应加专业强人才培养、注重技术研发。企业应引起高度重视,成立节能减排技术委员会,不断深入人力资源的储备工作,为技术研究提供人才和技术支持。委员会的主要工作是:技术引进决策、技术成果坚定、重大技术项目工程验收工作、评比和推广工作、提供专家的总结验收报告、针对专业技术管理工作进行指导、监督、组织和考评等技术支撑、厂区内锅炉防磨防爆工作的日常检查监督、针对不同的问题进行研究分析找出解决方案。
        4 结语
        我国的能源结构还是以燃煤为主,但是如果煤矿资源不经过处理,经过燃烧会有大量的粉尘以及二氧化硫等污染物产生,直接影响大气环境,所以想要更好的利用煤矿资源燃烧锅炉,需要做好废气的脱硫操作。所以对于燃煤锅炉的脱硫出尘研究非常有意义。
        参考文献:
        [1]钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2018
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