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浅析半干法脱硫环保工艺的应用田勇

发表时间：2020/9/15 来源：《基层建设》2020年第15期作者：田勇

[导读] 摘要：半干发脱硫工艺最大的优点就是环保，在进行的过程中比较简单，无污水、污酸处理问题，能耗较低，特别是对净化后烟气的温度较高，更有利于烟囱排气扩散，避免了“白烟”现象的发生。笔者根据半干法脱硫环保工艺的应用进行了简单的分析，并提出了一些建议，希望具有一定的参考价值。

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        摘要：半干发脱硫工艺最大的优点就是环保，在进行的过程中比较简单，无污水、污酸处理问题，能耗较低，特别是对净化后烟气的温度较高，更有利于烟囱排气扩散，避免了“白烟”现象的发生。笔者根据半干法脱硫环保工艺的应用进行了简单的分析，并提出了一些建议，希望具有一定的参考价值。
        关键词：半干法；脱硫环保工艺；应用
        引言
        半干法工艺是利用含有石灰的干燥剂或干燥的消石灰吸收二氧化硫的，这两种吸收剂都可使用，也可以使用含适当碱性的飞灰。以烟气脱硫过程中的质量平衡方程为基础,半干法烟气脱硫工艺以其投资低、占用空间小、脱硫效率高、经济性能指标稳定等优势越来越受到重视和采用，在进行运用的同时，起到了环保的作用，符合了生态可持续发展的号召，顺应了时代的发展。
        一、半干发脱硫技术的概念
        半干法技术是一种简洁、低投资、高性能的脱硫系统，占地面积小，容易接近。半干法脱硫工艺是指脱硫剂以湿态加入，利用烟气显热蒸发浆液中的水分。在干燥过程中，脱硫剂与烟气中的二氧化硫发生反应，生成干粉状的产物。为了提高脱硫效率，通常采用石灰粉消化制浆作为脱硫剂。脱硫终产物脱硫渣是一种自由流动的干粉混合物，无二次污染，同时还可以进一步综合利用。该工艺主要应用于烧结烟气脱硫，单塔处理烟气量可适用于烟气量1600000-2400000m3/h烧结机，SO2脱除率可达到90%～98%，是目前干法、半干法等类脱硫技术中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的一种方法。
        二、半干法脱硫工作原理
        来自烧结机主抽风机的烟气由脱硫塔下部通过布风装置进入脱硫塔，然后烟气通过脱硫塔底部的文丘里管的加速，进入循环流化床体，物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成聚团物向下返回，而聚团物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍，使得床内的Ca/S比高达87以上。反应过程中的烟气温度靠喷入的雾化水调节到约78±2℃，合格的吸收剂（合格细度的Ca(OH)2）干粉经气力输送进入吸收塔，在塔内与烟气进行脱硫化学反应，反应后的大量的气--固混合物从吸收塔顶部排出。这样循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现高脱硫率提供了根本的保证。
        净化后的含尘烟气从脱硫塔顶部侧向排出，然后转向进入高效除尘器，再通过引风机排入烟囱。经除尘器捕集下来的固体颗粒，通过除尘器下的再循环系统，返回脱硫塔继续参加反应，如此循环。
        三、半干法脱硫技术特点
        半干法烟气脱硫技术是在烧结机主抽风机出风端利用循环流化床技术进行烟气净化，脱除烟气中的大部分酸性气体，使烟气中的有害成分达到排放要求。半干法烟气脱硫技术具有以下特点：
        （1）在吸收塔喉口增设了独特的文丘里管，使塔内的流场更均匀。
        （2）在吸收塔内设置上下两级双流喷嘴，雾化颗粒可达到50µm以下，精确的灰水比保证了良好的增湿活化效果，受控的塔内温度使脱硫反应在最佳温度下进行，从而取得较高的脱硫效率，较长的滤料使用寿命。
        （3）采用比第二代更完善的控制系统，操作更简捷。
        （4）采用成熟的国产原材料和设备，降低成本，节约投资.
        （5）占地少，投资省，运行费用低，无二次污染。
        （6）非常适合中小型锅炉的脱硫改造。
        （7）输灰采用上引式仓泵，耗气量小，输灰管路不易堵塞，使用寿命长。同时，在仓泵和布袋之间增设中间灰仓，使仓泵运行更稳定、可靠。
        固体物料经袋式除尘器收集，再用空气斜槽回送至反应器，使未反应的脱除剂反复循环，在反应器内的停留时间延长，从而提高脱除剂的利用率，降低运行成本。

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        根据烟气净化需要，添加适量的活性炭等添加剂可改变循环物料组成，有效的吸附脱除二噁英和重金属等毒性大、难去除的污染物，达到特殊净化效果。由于采用了大量的技术改良和优化，目前掌握的第三代半干法烟气脱硫技术克服了第一代半干法脱硫装置易塌床、易磨损、系统阻力大、运行不可靠及第二代半干法脱硫装置塔内易结垢、效率较低等缺点，具有先进、可靠、高效、低维护要求的特点，适用于大型烧结机烟气净化工程。
        四、半干法脱硫环保工艺的应用
        （一）半干法+静电除尘器
        有一些情况下，最好用静电除尘器作为半干法的除尘器。对这种组合已作了一些研究与发展，包括空气动力学模拟研究，中试和实际化学机理研究。
        试验表明，采用静电除尘器的半干法的脱硫效率要低几个百分点，准确的差值与实际运行条件有关:SO2浓度，氮氧化物含量等。旧厂改造时，采用静电除尘器的半干法很有用。已有的静电除尘器可作为半干法+静电除尘器的一部分。许多情况下，可能需要增加收尘面积，但是，由于粉尘的比电阻在半干法中大大降低，也许已有的静电除尘器已能完全满足要求。
        如果采用静电除尘器，半干法装置的配置应与采用袋式除尘器时有所不同。反应器（吸收塔）应作为静电除尘器的出口烟道的组成部分。这就是说，烟尘中的固体颗粒要首先进入静电除尘器，经静电除尘器捕捉固体颗粒后的洁净烟气再进入反应器（吸收塔）进行SO2脱除。这种组合大大降低烟道磨损，有效增加了脱硫效率。
        （二）用于循环流化床锅炉的半干法
        将半干法用于循环流化燃烧器的工作处于中试阶段。过程原理直接利用FBC的灰作为半干法系统的吸收剂。这样，仅把少量的石灰注入FBC对付部分硫份。石灰在FNC的温度下，不仅能够去除硫份，它本身也能烧成CaO。这样形成的CaO混合在FBC灰内，再在半干法的除尘器中被分离出来。FBC灰在半干法内循环的过程中，石灰因在半干法搅拌机内加水而活化，这说明无需给半干法系统内加额外的碱。活化通过半干法内反复地增湿/干燥循环完成,有因系统内的大量循环而增加。
        由于部分硫份已在燃烧的过程中被捕集，随后的半干法装置的作用仅仅是“收尾”，以便将排放量限制在极低的水平。测试结果表明，这一原理是可行的。实验过程中，灰在半干法实验装置入口处加入烟气中。
        将FBC的脱硫能力与半干法结合，可使脱硫率达到95%以上，应该注意到,将部分脱硫能力移到系统末端，注入FBC的石灰量会减少，FBC的燃料热利用率可更高。
        众所周知，将石灰加入FBC会产生大量的灰渣，因为要求的脱硫效率提高了。所以，要保持低排放量，这种结合的配置实在是效率高、成本低的方案;而其主要因素即半干法的独有特点，是对FBC灰进行过程中活化。
        五、结束语
        半干法烟气脱硫技术是利用CaO加水制成Ca（OH）2悬浮液与烟气接触反应，去除烟气中SO2、HCl、HF、SO3等气态污染物的方法。半干法脱硫工艺具有技术成熟、系统可靠、工艺流程简单、耗水量少、占地面积小的优点，一般脱硫率可超过90%。半干法技术是一种简洁、低投资、高性能的脱硫系统，占地面积小，容易接近。本系统使用于多种不同的场合。
        参考文献
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