我国烟气脱硫工艺技术发展现状和趋势

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:毛鸿君
[导读] 摘要:近年来,我国经济发展十分迅速,各个行业都已经取得了很大的成就,人们的生活水平也逐渐提高,对于环境的质量也有更高的要求。
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        摘要:近年来,我国经济发展十分迅速,各个行业都已经取得了很大的成就,人们的生活水平也逐渐提高,对于环境的质量也有更高的要求。现阶段,很多的工业炉窑、燃煤电厂都面临着对烟气进行有效处理的问题,烟气中具有大量的二氧化硫,一旦进入空气,就会造成很严重的空气污染。我国近几年在环境保护方面越来越重视,所以工业炉窑、燃煤电厂要想健康稳定的继续发展,就要尽可能的解决烟气脱硫问题,提高环保功能。
        关键词:工业窑炉;烟气脱硫;防腐
        我国在社会经济文化不断发展的进程中仍处于社会主义初级阶段,作为燃煤大国,我国的煤炭使用量占一次性能源消费总量的 65%,煤炭消耗量占世界燃煤消耗量的 50%。燃煤过程中所产生的二氧化硫量致使酸雨现象日趋严重,气候变化逐渐加强以及生态环境日益恶化的情况也普遍存在。工业窑炉烟气脱硫是控制燃煤过程中二氧化硫排放量的主要途径,工业窑炉烟气脱硫工艺以其独特的工艺特点对于控制二氧化硫的排放具有重要的意义,因此,对于我国工业窑炉烟气脱硫工艺现状及发展综述的研究具有现实意义。
        一、当前我国工业窑炉烟气脱硫工艺现状
        1、我国工业窑炉普遍采用的烟气脱硫工艺。当前我国工业窑炉普遍采用的烟气脱硫工艺主要可以分为以下,首先是喷雾干燥法。工业窑炉烟气脱硫喷雾干燥法,逐渐在电力工业中得到迅速的推广和应用[1],某工业窑炉开发喷雾干燥吸收法并加以试验的基础上,在工业窑炉进行中试验,为烟气脱硫喷雾干燥法的应用和优化提供了数据支持。其次是石灰石- 石膏湿法烟气脱硫工艺。石灰石-石膏湿法是当前烟气脱硫技术最为成熟,并且应用范围最为广泛的烟气脱硫方法。石灰石- 石膏湿法的主要优势在于成本相对较为低廉,脱硫效率高,可以达到超净排放标准,同时使用过后的废渣也可以作为商品石膏进行回收。再次是循环流化床法(CFB),循环流化床法技术的优点是排出的烟气温度高,烟囱不需要防腐,副产物是干态的,处理容易,系统消耗水量少。最后是氨法烟气脱硫工艺技术。石灰石-石膏湿法消耗的石灰石粉数量及副产物(脱硫石膏)较多,部分地区脱硫石膏销售困难。有废氨水的化工厂使用氨法脱硫代替石灰石-石膏湿法烟气脱硫,达到以废治废目的,不仅脱硫原料费用低廉,而且脱硫副产物为硫铵,硫铵可以作化肥出售[1]。
        2、工业窑炉烟气脱硫工艺的种类。工业窑炉烟气脱硫工艺的种类一般可以分为,其一是干法烟气脱硫工艺。干法烟气脱硫工艺主要是指用相对固用式粉状或 粒状的吸收剂和催化剂,在工业窑炉生产过程中完全干燥的情况下使其与二氧化硫进行反应,并在完全干燥的状态下对脱硫剂进行处理和再生[2]。烟气脱硫的产物为干燥状态,烟气脱硫的流程相对较为简单并且投资的费用较低,烟气也能够由于其干燥性而利于排放后的扩散,最重要的是烟气脱硫设备不易被腐蚀。(2)湿法脱硫工艺。湿法脱硫工艺在工业窑炉烟气脱硫过程中所体现的工艺流程和形式等都基本相同,其主要的脱硫方式都是以碱性溶液为脱硫剂,对烟气中的二氧化硫进行吸收,湿法烟气脱硫工艺技术在社会不断的发展进程中也不断成熟,并且其脱硫效率最高能够达到 99%以上,完全可以达到 35mg/Nm3 超净排放要求,湿法烟气脱硫工艺所需要的钙硫比较低,运行费用也相对低廉,但是 该方法的工艺流程较为复杂,占地面积也较大,由于其湿性的特质,在排气过程中烟气脱硫设备容易被腐蚀。(3)半干法脱硫工艺。半干法的脱硫原料在进入脱硫塔前或在脱硫塔内是湿态的,但是排出脱硫塔的副产物和烟气均是干态的,半干法脱硫的脱硫效率较高,可以达到 95%以上的脱硫效率。排烟温度在 70℃以上,设备及烟囱均不易被腐蚀。
        二、湿法烟气脱硫工艺技术
        1、技术原理。烟气进入脱硫装置的湿式吸收塔,与自上而下喷淋的碱性石灰石浆液雾滴逆流接触,其中的酸性氧化物 SO2 以及其他污染物 HCL、HF 等被吸收,烟气得以充分净化;吸收 SO2 后的浆液反应生成 CaSO3,通过就地强制氧化、结晶生成 CaSO4,经脱水后得到商品级脱硫副产品—石膏,最终实现含硫烟气的综合治理。
        2、反应过程
 
        三、烟气脱硫工艺选择需要考虑的因素
        1、脱硫工艺所需要的原材料获得是否便利。在脱硫工艺选择中我们要了解工业窑炉所处位置的石灰石、水等脱硫原料的存储量,以及从其他地区运输的成本多少、原材料的质量如何,运送的周期多长,这些都会影响到后期脱硫工艺的效果。
        2、脱硫设备的选择。脱硫设备的选择需要考虑到工业窑炉的容量,对于容量大的工业窑炉要配备脱硫系统相对稳定、高效的装备,这样的装备处理能力强而且稳定。而对于容量小的工业窑炉要采用使用简单,能耗低的设备。在同时达到排放标准,脱硫效果的前提下能够降低投入,实现经济效益的最大化。
        3、避免对工业窑炉设备造成影响。部分脱硫工艺在脱硫的过程中会产生残渣,烟气等混浊物,造成工业窑炉的烟道堵塞,这些问题会对工业窑炉的生产带来负面影响。脱硫设备采购和运行费用。脱硫工艺的选择要考虑到脱硫设备的采购预算,以及运行脱硫设备所需要的成本,在保证规定的排放标准前提下,尽可能的降低脱硫工序所带来的成本,降低工业窑炉的运营费用,提高工业窑炉的经济效益。
        四、防腐材料的施工技术要求
        在湿法烟气脱硫工艺中,橡胶的价格最为低廉,而且橡胶的稳定性较好,具有非常好的弹性,不容易产生裂缝,在烟道发生扭转的时候,能够随着烟道的扭转而变换形状。因此大部分的脱硫防腐材料都选用橡胶。丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯共聚而成的一种合成橡胶,简称 IIR,具有良好的化学稳定性和热稳定性,最突出的是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的 1 /7,丁苯橡胶的 1 /5,而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的 1 /200,丁苯橡胶的 1 /140。因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。
        在湿法烟气脱硫工艺中,对于防腐材料的橡胶板我们采用的是压延工艺,压延工艺能够使橡胶板形成一个多层的复合面,通过多层的重叠压延,使得整个复合面的可能产生针孔的概率大大的降低。由于每一个层面的橡胶所需要承受的环境和发挥的作用是不同的,因此在一次的橡胶压延中,我们要采用的是多种复合橡胶,根据橡胶的不同特性,将橡胶进行融合。在管道粘结的工艺中,普遍采用先进的双涂层粘结工艺。双涂层的粘结工艺能够在很好的条件下进行粘结的操作。首先我们要将防腐材料的表面进行一层喷砂处理,橡胶衬里一般在 2 层到 3 层左右,最多不超过 3 层,在做衬胶之前要对橡胶板进行相应的检测,防止漏电等问题的发生。之后要将防腐材料进行硫化,最后要对硫化好的防腐材料进行漏电检验,漏电检验一般采取的是电火花试验。电火花试验的输出电压一般不超过 20 伏特,探头与橡胶衬里层的距离控制在一层的距离左右,探头的的移动速度需要做好控制,不宜过快。在探头经过橡胶衬里表层的过程中,如果发现了连续的电火花,而且呈现出青白色,那就证明测试的位置存在漏电的风险,这个防腐的衬里就是不合格的,一定存在针孔的漏洞。那么防腐材料的防腐工作就需要重新来做。
        随着民众环保意识的提高和国家环保力度的日益加强,将朝着绿色生产和资源综合利用方向不断进步。我国脱硫技术的发展正在逐步发展,我们不仅要引进国外的先进技术,同时要进行自我创新,保证工业窑炉的脱硫工作正常稳定的进行,提高脱硫效益,降低环境污染。
        参考文献:
        [1] 燕中凯,刘媛,韩斌杰.我国烟气脱硫工艺选择及技术发展展望[J].环境工程,2019,01(06):58-61.
        [2] 贺鹏,张先明.中国燃煤发电厂烟气脱硫技术及应用[J].电力科技与环保,2018,06(01):8-11.
        [3] 万季霖.我国燃煤火电厂烟气脱硫脱硝技术发展现状分析[J].科 技资讯,2018,03(11):04.
        [4] 李艳平;半干式喷动床烟气脱硫装置及其脱硫性能的实验研究[D];河北工业大学;2002年
        [5] 郭斌;燃煤工业窑炉烟气脱硫除尘一体化装置的研究和应用[D];天津大学;2003年
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