淺談脫硫脫硝技術(shù)在煤化工企業(yè)中應(yīng)用和其發(fā)展方向

1、淺談脫硫脫硝技術(shù)在煤化工企業(yè)中應(yīng)用和其發(fā)展方向煤化工生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)中，會因燃燒排放產(chǎn)生大量 的有毒、有害物質(zhì)，如二氧化硫、氮氧化物、煙塵等。其中, 因二氧化硫形成的酸雨、氮氮化物對人體健康有著極大的損 害。為了控制污染、保護環(huán)境，我國政府及相關(guān)部門出臺了 一系列環(huán)境保護法律、法規(guī)，因此大氣污染控制成為煤化工 企業(yè)主要任務(wù)之一。從山西省煤化工企業(yè)發(fā)展而言，由于當(dāng) 地煤炭資源得天獨厚，素以“煤炭之鄉(xiāng)”著稱于世，是我國 大型動力煤煉焦煤和無煙煤基地。因其具有的資源及地理位 置優(yōu)勢，在發(fā)展煤化工企業(yè)上有得天獨厚的條件，但同時也 帶來一系列環(huán)境保護問題也成為重中之重。在煤化工企業(yè)的尿素生產(chǎn)、甲醇生產(chǎn)當(dāng)中

2、，采用脫硫、 脫硝技術(shù)是主要的大氣污染技術(shù)之一。在煤化工企業(yè)上馬脫 硫脫硝項目，也是建設(shè)項目環(huán)境保護工作'三同時”的基本 要求。本文從大氣污染對人體損害機理、當(dāng)前煤化工企業(yè)脫 硫脫硝技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展方向加以論述一、大氣污染物對人身體的損害機理大氣污染物主要是通過呼吸道進入人體對人體健康造 成危害的。其中對人體健康易造成嚴重危害的污染物包括煙 塵、二氧化硫、氮氧化物、co以及氯氣。煙塵的危害主要是 在呼吸系統(tǒng)各部位上沉積，成為構(gòu)成或加重人類呼吸疾病的 重要原因。同時，由于細菌等微生物對煙塵的依附之作用， 給細菌等微生物危害人體造成了條件。二氧化硫因其容易溶 于水，形成亞硫酸(h2s03

3、)刺激鼻粘膜和鼻粘膜，具有腐 蝕性，形成了對人的結(jié)膜和上呼吸道粘膜具有強烈刺激。燃 燒產(chǎn)生的氮氧化物以no和二氧化氮，都能刺激和損害呼吸 系統(tǒng)，氮氧化物侵入肺臟伸出的肺毛細血管，引起肺水腫等。 no還易與血紅蛋白結(jié)合，形成亞硝基血紅蛋白，使使血紅蛋 白失去輸氧能力。吸入過量的co會削弱血紅蛋白向人體各 組織輸送氧的能力，導(dǎo)致缺氧氯氣對上呼吸道和眼睛會造成 有害的影響，它會溶解在粘膜所含的水分里，生成次氯酸和 鹽酸，次氯酸使組織受到強烈氧化，鹽酸刺激粘膜發(fā)生炎性 腫脹，大量分泌粘液，造成呼吸困難。二、煤化工企業(yè)常采用的煙氣脫硫技術(shù)所謂脫硫，將煤中的硫元素用鈣基等方法固定成為固體 防止燃燒時生成s

4、02 o燃燒脫硫的主要方法工作原理是：1.石膏脫硫法：以石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑， 泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液 中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應(yīng)生成硫 酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結(jié)晶形成兩個結(jié)晶水的石 膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小 于10%,然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后煙氣經(jīng)過 除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大 氣。）由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣 接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于 95%。2氨水洗滌法脫硫工藝：以氨水為吸收劑，副產(chǎn)硫酸 鐵化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)

5、換熱器冷卻至90io（rc,進入 預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去hci和hf,洗滌后煙氣經(jīng)過液滴分離 器除去水滴進入前置洗滌器中。在前置洗滌器中，氨水自塔 頂噴淋洗滌煙氣，煙氣中的s02被洗滌吸收除去，經(jīng)洗滌的 煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴，進入脫硫洗滌 器。在該洗滌器中煙氣進一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器 除去霧滴，進入脫硫洗滌器。再經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪 排放。3.煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝：由吸收劑制備、吸收塔、 脫硫灰再循環(huán)、除塵石灰石膏法脫硫工藝流程器及控制系統(tǒng) 等部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑， 或者其它對二氧化硫有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸 收劑。由鍋爐排出的煙

6、氣從吸收塔（即流化床）底部進入。 （吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流經(jīng)文丘里管后速度 加快，并在此與很細的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣 體與顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床）。在噴入均勻水霧降 低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成 cas03和cas04。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔 頂部排出，進入再循環(huán)除塵器，被分離出的顆粒經(jīng)中間灰倉 返回吸收塔，因固體顆粒反復(fù)循環(huán)達故吸收劑利用率較高。 其副產(chǎn)品呈干粉狀，主要由飛灰、cas03、cas04和未反應(yīng)完 的吸收劑ca (oh) 2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎(chǔ) 等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當(dāng)燃煤含硫量為2% 左右

7、，鈣硫比不大于1.3時，脫硫率可達90%以上，排煙溫 度約70°co由于其占地面積少，投資較省，尤其適合于老機 組煙氣脫硫。4.生物脫硫工藝目前常用生物脫硫方法是浸出法和表 面氧化法4.1生物浸出脫硫：是利用微生物的氧化作用將黃鐵礦 氧化分解成鐵離子和硫酸，硫酸溶于水后將其從煤炭中排 除的一種脫硫方法。其優(yōu)點是裝置簡單，只需在煤堆上撒 上含有微生物的水，通過水浸透，在煤中實現(xiàn)微生物脫硫， 生成的硫酸在煤堆底部收集，從而達到脫硫的目的。因是將 煤中硫直接代謝轉(zhuǎn)化，當(dāng)采用合適的微生物時，還能同時處 理煤中無機和有機硫。其缺點是處理時間較長，可長達數(shù)周 之久。4.2表面氧化脫硫：是用于煤炭

8、脫硫技術(shù)的一種方法， 該法的關(guān)鍵是粉碎煤炭，使其中的黃鐵礦盡量裸露于煤炭表 面，以利于微生物的表面氧化作用。因無需進一步使黃鐵礦 化學(xué)變化，故處理時間僅需數(shù)分鐘便可，而且在脫硫的同時 可除去灰分，但煤炭回收率降低。三、當(dāng)前脫硫脫硝裝置運行現(xiàn)狀及解決對策我國目前的經(jīng)濟條件和技術(shù)條件還不允許象發(fā)達國家 那樣投入大量的人力和財力，并且在對二氧化硫的治理方面 起步很晚，至今還處于摸索階段，國內(nèi)一些電廠的煙氣脫硫 裝置大部分歐洲、美國、日本引進的技術(shù)，或者是試驗性的, 且設(shè)備處理的煙氣量很小，還不成熟。據(jù)資料顯示，有相當(dāng) 部分煤化工企業(yè)脫硫設(shè)施難以高效穩(wěn)定運行，實際投運率不 足60%,減排二氧化硫的作用

9、沒有完全發(fā)揮。其原因主要有 以下幾個方面。1沒有完全掌握工藝技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計先天不足，個別設(shè) 備出現(xiàn)故障后難以及時修復(fù)；2.由于脫硫設(shè)備的運行費用很高，為降低成本，提高經(jīng) 濟效益，常常停運脫硫設(shè)施。3煙氣脫硫工程質(zhì)量不過關(guān)。為解決這一問題，應(yīng)該從以下方面加以完善：首先，應(yīng)加大脫硫技術(shù)自主創(chuàng)新力度。對于引進的脫硫 技術(shù)，創(chuàng)新的重點是降低工程造價和降低系統(tǒng)能源消耗。該 從適用于更大裝機容量的脫硫技術(shù)、副產(chǎn)品的有效利用和完 全處置及提高設(shè)備可靠性和使用壽命上下功夫。第二、大力推進脫硫設(shè)備國產(chǎn)化。應(yīng)是消化吸收國外的 先進技術(shù)，大幅度提高設(shè)備的國產(chǎn)化率。只有這樣才能顯著 降低脫硫成本。同時，應(yīng)借鑒發(fā)達國家的經(jīng)驗，對征收排污 費標(biāo)準逐年大比例提高，這樣可督促企業(yè)加快大氣污染治理 步伐。第三、加強脫硫產(chǎn)業(yè)化管理。嚴格市場準入，建立健全 煙氣脫硫工藝設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、運行、檢修、后評 估等技術(shù)標(biāo)準和規(guī)范，提高煙氣脫硫整體技術(shù)水平。第四、落實脫硫脫硝專項資