技術論壇

論干、濕法組合除塵脫硫之優點

2019/08/13

論干、濕法組合除塵脫硫之優點

時間:2019-08-06 13:47

來源:產業與科技論壇

作者:秦建軍

除塵脫硫是我國工業化高速發展下實現生態環境保護的重要環節,“霧霾”作為中國常見天氣,其爆發原因就在于工業生產排放的廢氣造成大氣污染,其中二氧化硫(SO2 )是我國大氣污染控制的重要控制指標。煙氣脫硫一共有三種方法:濕法、干法、半干半濕,不同的脫硫方法的應用范圍以及優劣勢不同,采用干、濕法組合除塵脫硫是現代化工業發展新的脫硫思路。采用半干半濕脫硫技術能有效實現干濕法組合,克服傳統干、濕法脫硫的缺點,提高脫硫效率以及降低操作費用,因此成為工業發展的新脫硫技術,逐漸取代了傳統脫硫方法。

半干半濕法除塵脫硫有效利用干濕法脫硫的優勢,克服缺點,在滿足工業化高速發展的同時,最大化降低工業廢氣對大氣及城市生態環境的影響,應用過程中存在一些問題,使得其發展被進一步限制。雖然可以有效降低廢氣中二氧化硫(SO2 )的含量,除去煙氣中的酸性氣體,卻無法適應工業化的快速發展,難以有效與實際工業生產過程銜接。因此發揮干、濕法組合除塵脫硫的優勢,克服工業化應用過程中存在的缺陷,實現工業脫硫的循環與科學化,是實現干、濕法組合除塵脫硫技術進一步應用的需求。本文針對現代工業發展中干、濕法組合除塵脫硫技術的發展,重點探討干、濕法組合除塵脫硫的優點,以實際工業生產為主,研究實現干、濕法組合除塵脫硫技術優化應用的策略。

一、干、濕法組合除塵脫硫的發展

干、濕法組合除塵脫硫最早出現 20 世紀 80 年代,是美國與丹麥兩家公司聯手研制的脫硫技術,當時利用石灰漿液霧化形成細小霧滴,通過吸收塔后與煙氣中的二氧化硫反應形成固體灰渣后,將放出的熱量用于石灰漿干燥將反應后的灰渣以干態排出,脫硫效果達到 85% ,所以稱為 FGD 技術,這種旋轉噴霧干燥法脫硫在工業上較強的應用優勢,所以得到廣泛應用。半干半濕法煙氣脫硫技術是我國開發出的脫硫方法,也是通過干法與濕法組合,在日本政府贈送的半干半濕脫硫裝置基礎上,以我國工業化發展實際情況為主,開發出的脫硫技術,不僅可以減低費用、無腐蝕還能夠實現脫硫灰制磚。因此在工業發展中也備受矚目,提供工藝過程是利用鍋爐煙氣與脫硫劑的混合,在脫硫塔中以水霧形式從塔頂噴淋,在脫硫塔內發生化學反應,形成亞硫酸鈣后氧化成硫酸干,脫除煙氣中的二氧化硫,整個過程連貫、可以快速實現脫硫并且利用干、濕技術的優勢,與工業化生產較為吻合。

粉末顆粒噴動床半干半濕法煙氣脫硫,是 20 世紀 90 年代日本開發出的脫硫技術,將含有二氧化硫的煙氣通過預熱器預熱后進入噴動床,將與水混合的脫硫劑以粉末顆粒從噴動床的頂部噴入床內,與塔底的噴動粒子充分混合之后,呈現流態化,二氧化硫氣體與脫硫劑在噴動粒子表面發展并且完成干燥,使得產物以干態粉末狀從分離器中吹出,我國學者改進了噴動床的結構形式以及脫硫劑、添加劑種類,使得半干半濕法煙氣脫硫技術得到進一步發展,提高了脫硫效率。且以脫硫效率產生影響的鈉硫比、入口煙氣溫度以及惰性粒子粒徑等進行研究,通過擬合形成脫硫效率關聯式,提出以氨水作為脫硫劑,可以有效提高半干半濕煙氣脫硫技術的脫硫效率。

二、干濕法除塵脫硫技術的優越性

干濕法組合除塵脫硫比較適合我國中小型燃煤鍋爐的煙氣脫硫除塵,可以有效替代濕法及干法在煙氣脫硫中的地位,以干粉狀排出最終產物,避免廢水處理問題,降低成本投入,將脫硫塔煙氣反應產生的熱量作為增濕水以及噴入水霧的加熱源,實現節能避免加熱裝置應用,加入的脫硫劑是堿性物質,可以同時除去煙氣中的其他酸性物質,拓展廢氣物處理范圍,整個裝置占地面積較少,操作費用后期,通過三相反應將吸收劑中的水分顯熱蒸發,可以有效滿足鍋爐大氣污染物排放標準,處理后的煙氣中污染物質顯著降低。其技術特點以及優越性表現在以下方面。

(一)技術特點。干濕組合實現復合除塵,濕式和干式除塵法的有機結合可以揚長避短,提高除塵效率,例如采用CCTL 干濕式除塵脫硫系統,可以達到 95% 以上的除塵效率,以分段冷凝可以使得煙氣的 SO2 在最佳分解溫度下進氣霧噴淋,靈活調控除塵脫硫效果,降低脫硫劑的使用,可以在減少氧化鎂的投加量下實現 96. 8% 以上的脫硫效率。當然這只是一種干濕法組合除塵脫硫技術系統,不同的組合方式采用不同的脫硫劑,可以根據煙氣的實際廢棄物組成,調控除塵效果以及脫硫效率,極大地降低廢棄物中的含硫量,以及脫硫工藝投入。質量保障是所有干濕除塵脫硫系統設備開發的核心,不同的設備適用環境有所差異,但我國的除塵脫硫設備是基于本國實際發展改進的裝置,因此在設備引入工廠前都會在國家國家 ISO9001 質量體系認證,不少工廠會根據自身需求改變干濕組合裝置,實現靈活應用。因此雖然半干半濕法是固定設備,設備數量卻較之濕法脫硫設備少了數倍,并且由于是在干態下完成除塵脫硫,所以不需要考慮防腐問題,極大地降低了設備投入以及維護成本,并且能夠實現倉灰配合以及除塵器的共用,可以在保證除塵質量情況下降低運行成本以及提高節能效率,無論是分段冷凝還是煙氣顯熱都可以讓煙氣中的 SO2 處于優良狀態下實現以廢治廢,廢水在干濕法組合除塵脫硫中是零排放,全部用于脫硫系統,所以鍋爐中的廢水廢渣在干濕法組合除塵脫硫中是必要的物質,排出的最終產物通過灰倉與除塵器,實現循環灰的利用以及能源回收,如果是采用氧化鎂做脫硫劑還可以利用硫酸鎂作為化肥,實現廢物利用,氨水也是一樣。

(二)優越性。不同于干法或者濕法的除塵脫硫工藝,干濕法組合的除塵脫硫的工藝優勢明顯,以粉狀脫硫劑以及粉煤灰與煙氣反應,整合過程中不存在液態,所以設備腐蝕維護以及成本投入較少,干粉狀的最終產物可以與粉煤灰一起外售,不需要像濕法一樣進行脫水處理,更不需要像干法一樣的大型設備,設備整體占地面積少,成本投入低,不同反應狀態下,脫硫效果幾乎一致,尤其是噴動床的顆粒粒子表面發生的脫硫反應,其脫硫效果比擬濕法的脫硫反應,可以改變干法脫硫速度慢以及效率低等問題,滿足我國工業廢氣的排放標準。再者干濕法脫硫除塵對環境的要求較低,可以在嚴寒環境下實現高效率運作,并且設備沒有防腐需求所以使用壽命更長。除塵器可以將手機的粉塵添加到活化脫硫塔內,加強活化塔內的粉塵濃度,進一步提高脫硫效率。雖然難以達到零排放的要求,商業化運營也比較稚嫩,但是干濕法組合除塵脫硫在設備構造、數量以及運行維護方面優勢顯著高于干法、濕法脫硫除塵,廢物的利用效率以及效益也更加突出。

三、結語

綜上所述,在目前我國較為寬松的排放標準下,干濕法組合除塵脫硫技術的優勢十分明顯,設備成本低以及構造更為簡易,可以有效降低運行維護工作量,長時間的使用壽命也滿足工業化發展需求,可以高效利用最終產物,提高企業效益以及脫硫效率。

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