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文檔簡介

1、應用煙氣脫硫技術控制燃煤工業(yè)鍋爐二氧化硫污染中國燃煤工業(yè)鍋爐二氧化硫污染綜合防治對策(七)王娟 張慧明(青島建筑工程學院環(huán)境工程系,青島266033) (青島市環(huán)境科學學會,青島266001)摘 要 本文研究應用煙氣脫硫技術控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2的污染。其中主要包括旋流板塔及其在燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫中的應用。研究表明,旋流板塔以氣液接觸面積大、結構簡單、壓力降較小、操作穩(wěn)定為其主要特點。但是,脫硫工藝過程不合理,導致SO2并未固定,而生成的不穩(wěn)定化合物亞硫酸鹽造成嚴重二次污染。改進和完善工藝過程,盡快解決亞硫酸鹽的嚴重二次污染問題,是我國燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫中急待解決的重大問題,切不可等閑視之

2、。關鍵詞 煤炭;煙塵;燃油;SO2;污染燃煤工業(yè)鍋爐;旋流板塔 1引言自20世紀80年代初以來,隨著我國經濟持續(xù)迅速發(fā)展,煤炭年消耗量以512%的速度逐年遞增,SO2的年排放量也逐年增多。到20世紀末,我國SO2的年排放量高達2000多萬t,我國成為世界上大氣環(huán)境污染最嚴重的國家,在SO2的污染作用下也成為世界上第三大酸雨區(qū)。2002年113個全國大氣污染防治重點城市中,有40個城市SO2年日均濃度超過國家二級標準,占35.4%,顆粒物超標的城市占72.6%。30個城市空氣質量達標,44個城市空氣質量為三級,39個城市空氣質量劣于三級。由于燃煤排放的SO2屬于無控制排放,我國酸雨污染也很難控制

3、,我國酸雨污染面積基本上占國土總面積的三分之一以上。我國大氣污染如此嚴重,成為當今世界上絕無僅有的國家。未來,經濟迅速持續(xù)發(fā)展,SO2的排放量也會逐年增加,大氣環(huán)境污染控制不容樂觀。根據污染物來源分析表明,燃煤工業(yè)鍋爐是我國SO2污染的第二大污染源,SO2年排放量高達600多萬t,僅次于第一大污染源燃煤發(fā)電廠(SO2年排放量為780萬t),由于燃煤工業(yè)鍋爐煙囪低矮,對城市大氣污染的貢獻率遠遠大于燃煤發(fā)電廠,控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染,對控制我國大氣環(huán)境污染具有極其重要的意義。我國大氣環(huán)境中SO2的濃度達到國家二級標準時大氣環(huán)境容量不得超過1200萬t/年,可見我國SO2的減排數量相當可觀,大約

4、要減排800多萬t/年。當然,減少燃煤工業(yè)鍋爐SO2排放量,是我國減少SO2排放量的主要任務之一。應用傳統的大氣污染控制技術控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染是不可能的。為此,筆者對燃煤工業(yè)鍋爐提出一整套科學、有效、經濟、密切結合中國國情的綜合防治對策:采用清潔燃料;禁止原煤散燒,淘汰小鍋爐;應用工業(yè)固硫型煤技術;采用水煤漿技術;應用循環(huán)流化床潔凈燃燒技術;采用煙氣脫硫技術控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染。本文僅綜論采用煙氣脫硫技術控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染。在某些情況下,特別是在較大容量的燃煤工業(yè)鍋爐上,應用煙氣脫硫技術控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染,也不失為一種好方法。煙氣脫硫是指采用物理及化學的方法,從含

5、SO2煙氣中將SO2分離出來,并使之固定,而使煙氣得到凈化。煙氣脫硫技術,是目前世界上研究開發(fā)歷史最長、脫硫效率最高、應用最廣的適用技術。目前,煙氣脫硫技術主要應用于燃煤發(fā)電廠大型鍋爐、鋼鐵工業(yè)、硫酸工業(yè)以及石油化工等行業(yè),用于削減SO2的排放量,防治大氣環(huán)境SO2污染。對于國外工業(yè)鍋爐和商業(yè)鍋爐,尚未發(fā)現應用煙氣脫硫技術控制SO2污染的業(yè)績。在今后相當長的時期內,煙氣脫硫技術一直是上述四大工業(yè)減排SO2的不可替代的重要技術。除我國外,未來國外在工業(yè)鍋爐和商業(yè)鍋爐上,一般不會采用煙氣脫硫技術控制SO2污染,采用清潔燃料控制工業(yè)鍋爐和商業(yè)鍋爐SO2污染,仍是他們唯一的選擇。國外在工業(yè)鍋爐和商業(yè)鍋

6、爐上,通常是應用清潔燃料柴油、天然氣、液化石油氣、工業(yè)固硫型煤、低灰低硫優(yōu)質煤,經濟、簡便、有效地控制鍋爐SO2污染,一般不采用煙氣脫硫技術。如美國工業(yè)鍋爐和商業(yè)鍋爐大約有150多萬臺,其小容量的類似我國小容量的工業(yè)鍋爐,大容量的有400t/h左右。20世紀50年代時,這些鍋爐以燃煤為主,造成美國嚴重的大氣污染,60年代后因貫徹實施空氣凈化條例,迅速改燒清潔燃料,鍋爐大氣污染得到有效控制。在采用清潔燃料中,柴油占5565%,天然氣占2025%,液化石油氣占1015%,工業(yè)固硫型煤占5%,優(yōu)質煤占不到5%。在美國,煙氣脫硫技術僅用于大容量(1000t/h以上)燃煤發(fā)電廠鍋爐上,其他發(fā)達國家,如德

7、國、日本等也是如此。在燃煤工業(yè)鍋爐上,應用煙氣脫硫技術控制SO2污染,是中國開拓煙氣脫硫應用領域的一種新嘗試。這主要是由于中國清潔燃料短缺,難以為燃煤工業(yè)鍋爐提供數量可觀的清潔燃料,研究開發(fā)燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術,就成為我國市場經濟的迫切需求。近二十年來,我國對燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫技術專門進行了廣泛的研究及開發(fā),其中包括煤炭混配石灰或添加劑、爐內直接噴鈣和沸騰床石灰石干法脫硫;鈣堿法、氨堿法、鈉堿法及鎂堿法等濕法煙氣脫硫。研究開發(fā)的煙氣脫硫技術大約有40多種,其中有10幾種運行較為穩(wěn)定,經過最近幾年來市場經濟技術的淘汰,真正進入市場在燃煤工業(yè)鍋爐上應用的也就是幾種,其中旋流板塔應用較多。本文

8、僅以旋流板塔為例,縱論煙氣脫硫技術在燃煤工業(yè)鍋爐上的應用。2旋流板塔脫硫系統旋流板塔是我國20世紀70年代研究開發(fā)的一種新型塔器,最初這種塔器在化工上用來分離混合氣體中的NH3、HCI等氣體,80年代初又用于燃煤工業(yè)鍋爐脫除SO2,到90年代末,這種塔器已被較多地用于燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫及除塵。旋流板塔以氣液接觸面積大、結構簡單、阻力較小、運行穩(wěn)定、脫硫和除塵效率高為主要特點,脫硫效率為6080%,除塵效率為9099%。2.1脫硫原理化學吸收反應旋流板塔中,SO2的化學吸收反應因吸收劑的不同而不同。目前,在旋流板塔脫硫中應用的脫硫劑有石灰(CaO)、純堿(Na2CO3)及燒堿(NaOH)。(1

9、)以CaO為脫硫劑。當以CaO為脫硫劑時,旋流板塔內將發(fā)生如下的化學吸收反應:石灰消化反應CaOH2OCa(OH)2 Ca(OH)2吸收SO2的化學反應Ca(OH)2SO2CaSO3·1/2H2O1/2H2O Ca(OH)2CO2CaCO3H2O CaCO3SO21/2H2OCaSO3·1/2H2OCO2 CaSO3·1/2H2OSO21/2H2OCa(HSO3) 由于煙氣中含有過剩的氧,還會發(fā)生亞硫酸鹽氧化反應:2CaSO3·1/2H2OO23H2O2CaSO4·2H2O 由于煙氣中過剩氧很少,一般為4%左右,能發(fā)生氧化反應的亞硫酸鈣很少,絕

10、大部分的亞硫酸鈣(約95%以上)并未發(fā)生氧化反應。(2)應用“雙堿”法脫除SO2。采用“雙堿”法,既提高了SO2的吸收效率,又降低了吸收劑的成本。其原理如下:采用第一堿燒堿(NaOH)高效吸收SO2,再用第二堿石灰漿液(Ca(OH)2)進行再生,再生后的NaOH堿液可繼續(xù)循環(huán)使用。其化學反應如下:化學吸收SO22NaOHSO2Na2SO3H2O 由于煙氣中含有氧氣,將會進行亞硫酸鈉氧化反應Na2SO31/2O2Na2SO4 同樣,未發(fā)生氧化反應的亞硫酸鈉占95%以上。再生反應Na2SO3Ca(OH)22NaOHCaSO3·1/2H2O 由于氧化副反應生成的Na2SO4難以再生,使燒堿

11、(NaOH)的消耗量有所增加,需不斷向系統補充少量的燒堿(NaOH)(大約為35%)(3)以Na2CO3作吸收劑。吸收劑Na2CO3在低溫下吸收煙氣中的SO2,同時生成Na2SO3,Na2SO3還可繼續(xù)吸收SO2而生成NaHSO3。NaHSO3是酸式鹽,不具有吸收SO2的能力。其化學反應如下:2Na2CO3SO2H2O2NaHCO3Na2SO3 2NaHCO3SO2Na2SO3H2OCO2 Na2SO3SO2H2O2NaHSO3 吸收開始時,主要按、式進行反應生成Na2SO3,而后Na2SO3繼續(xù)吸收SO2生成酸式鹽NaHSO3,實際吸收反應按式進行。由于煙氣中含有過剩氧,也會引起如下的氧化反

12、應:Na2SO31/2O2Na2SO4在一般情況下,循環(huán)吸收液中含有Na2SO3和Na2SO4,但Na2SO4的含量很少。因而吸收液的主要成分是Na2SO3和NaHSO3。在此吸收液中,唯一能吸收SO2的是NaSO3。當吸收液全部是Na2SO3時,對SO2的吸收能力最大;當吸收液中的Na2SO3全部轉化成NaHSO3時,對SO2的吸收能力為0。(4)以NaOH作脫硫劑。以NaOH為吸收劑,吸收SO2反應如下:2NaOHSO2Na2SO3H2O Na2SO3SO2H2O2NaHSO3 以NaOH為脫硫劑與以Na2CO3為吸收劑基本上相同,不再贅述。國外廠商之所以采用鈉堿法脫硫,主要原因是其脫硫效

13、率高(9095%);可獲得高濃度SO2和冰晶石等副產物;吸收液還可再生,再生后的吸收液可循環(huán)使用等。我國廠商采用鈉堿法脫硫,并非是為了獲得高濃度的SO2和冰晶石副產物,而是以CaO為吸收劑時最佳工藝過程條件不掌握而造成脫硫塔結垢。鍋爐煙氣經文丘里喉管降溫增濕,從塔底以切線方向進入塔內向上螺旋流動。石灰漿液由石灰漿液循環(huán)系統進入塔內噴灑在旋流板中心的盲板上,后被盲板分配到旋流板的各個葉片上形成薄層液膜,并被導流旋轉的氣流(78m/s)噴散成液滴,液滴粒徑為4060m,單位液體表面積增加了2600倍。液滴隨氣流旋轉運動,在離心力的作用下,被甩至塔的內壁,形成沿塔內壁旋轉向下流動的水膜環(huán),在離心力的

14、作用下,煙塵甩至塔的內壁上,煙塵被潤濕,質量增加,隨水膜一起向下流動。從葉片直至塔底,液體以細滴狀態(tài)穿過氣相與氣體接觸,進行SO2和石灰漿的氣液傳質過程,傳熱、傳質強度較大。在此過程中,煙氣中氣體SO2溶于石灰漿液滴成為溶解性SO2,后被活性組分Ca(OH)2吸收,生成CaSO3·1/2H2O。吸收后的石灰漿液滴被煙氣的離心力甩至塔的內壁,靠重力作用,隨同被潤濕的煙塵及水膜環(huán)一同下降并進入灰水分離系統分離灰渣,灰水中主要含有大量的CaSO3·1/2H2O、未發(fā)生化學吸收反應的Ca(OH)2、煙塵及很少量的CaSO4·2H2O。凈化后的煙氣經汽水分離系統除霧后排放到

15、大氣中。旋流板塔盤上,氣液接觸的模型如圖1所示。圖1 旋流板塔盤上氣液接觸模型2.2工藝過程旋流板塔脫硫系統的工藝過程如圖2所示。該過程由以下四個系統組成:脫硫除塵系統;汽水分離系統;石灰漿液制備及循環(huán)系統;灰水分離系統。圖2 旋流板脫硫塔脫硫工藝過程1燃煤工業(yè)鍋爐;2旋流板塔; 3脫水塔;4文丘里; 5引風機; 6煙囪;7石灰消化池; 8泵; 9三級沉淀池;來自燃煤工業(yè)鍋爐130180的含硫煙氣,經設有水噴嘴的文丘里喉管后降溫增濕,從旋流板塔的底部以切線方向進入塔內,在導流柱的作用下,以2m/s的速度螺旋向上流動。在離心力的作用下,煙氣中10m以上的煙塵和化學吸收了SO2的灰水液滴被甩至塔的

16、內壁,煙塵被潤濕后質量增加,在重力的作用下,被潤濕的煙塵、水膜環(huán)及灰水液滴一同沿塔內壁向塔底流動,進入灰水分離系統,經三級沉淀池將灰渣分離出來?;以型ǔ:写罅康臒焿m和亞硫酸鈣(CaSO3·1/2H2O)、很少量的硫酸鈣(CaSO4·2H2O)以及未發(fā)生反應的Ca(OH)2等。分離出的清水經泵送到石灰消化池中。煙氣中吸收了SO2的灰水液滴是經如下過程形成的。在塔的上部,石灰漿液經其循環(huán)系統在塔內從噴嘴噴灑到旋流板的盲板上,后被盲板分配到旋流板的各個葉片上并形成液膜,然后再被導流旋轉的氣流噴散成液滴,液滴隨氣流旋轉運動,并進行SO2和Ca(OH)2漿液的氣液傳質過程和化學反

17、應過程,于是形成吸收了SO2的石灰漿液滴。脫硫和除塵凈化后的煙氣含有大量的水霧,經汽水分離系統除霧脫水后再經引風機和煙囪排放到大氣中。2.3主要設備旋流板塔脫硫系統工藝過程的主要設備有:旋流板塔、脫水塔和沉淀池。(1)旋流板塔 旋流板塔脫硫系統的主體設備是旋流板塔,如圖3所示,塔的下部設有切向煙氣入口,此入口與文丘里喉管連接,塔的下部還設有溢流槽和氣體導向柱;在塔的上中部設有石灰漿液噴淋裝置,包括管道和噴嘴,此外在上中部還設有旋流板。旋流板是由旋流葉片組成的,葉片的仰角一般取25°,葉片徑向角可根據葉片的厚度、葉片數等因素計算。旋流板中心設有盲板與旋流葉片連接。增加旋流板的個數,通常

18、會提高旋流板塔的脫硫效率,但阻力也會相應增大。在旋流板塔的頂部設有除霧器,如“人”字除霧器、Z形除霧器、不銹鋼絲網除霧器,也可使用旋流板除霧器。此外,頂部還設有凈化煙氣出口。目前,我國在燃煤工業(yè)鍋爐上脫硫除塵用的旋流板塔的阻力為80200mm水柱。旋流板塔的塔體、文丘里管、煙道、切向煙氣入口、導流柱、溢流槽等,一般應用我國安徽、福建、湖南、湖北出產的耐磨、耐溫、耐腐蝕的花崗石(麻石)砌筑而成,接縫用耐酸堿水泥粘接;旋流板的葉片通常用大理石制做,石灰漿噴林裝置(管道、噴嘴、緊固件)以及其它元件可采用316L不銹鋼制做。主體設備的使用壽命可保證在8年以上。圖3 旋流板脫硫塔結構示意圖1旋流板塔塔體

19、; 2切向煙氣入口; 3導流柱;4溢流槽; 5旋流板; 6除霧旋流板;7煙氣出口; 8噴嘴; (2)脫水塔 脫水塔也稱副塔,用來脫除洗滌后煙氣中的大量水份。80年代我國各地建造的大量花崗石旋風水膜除塵器,大多設有脫水塔,脫水性能較好。脫水塔為中空圓柱形筒體,頂部設有煙氣入口,底部設有煙氣出口和冷凝水排出口。脫水塔的直徑和高度與旋流板塔塔體相同,也是用花崗石砌筑的。對于原來建造的花崗石水膜除塵器改造成旋流板塔,原有的脫水塔仍可應用,有時為了提高脫水效率,在保留應用脫水塔的同時,可在旋流板塔的頂部再安裝其它類型的除霧器。(3)沉淀池 沉淀池為三級沉淀池,用來分離灰水,以減少灰水的二次污染。來自脫硫

20、塔的灰水首先流入第一級沉淀池,經三級沉淀后,絕大部分的灰渣沉淀到池內,并用專用設備取出,再進行綜合利用,第三級沉淀池上部的清水可泵送到石灰消化池中應用。沉淀池為水泥構筑物,表面涂抹耐酸堿水泥層。3旋流板脫硫塔在燃煤工業(yè)鍋爐上的應用3.1技術性能目前,在4t/h220t/h燃煤工業(yè)鍋爐上,旋流板塔較多地用來脫除SO2和除塵。本文僅以65t/h、67t/h和75t/h燃煤工業(yè)鍋爐為例,配套的旋流板脫硫塔系統的技術性能如表1所示。表1 65t/h、67t/h和75t/h燃煤工業(yè)鍋爐應用旋流板塔脫除SO2和除塵的技術性能項目實測值鍋爐負荷,t/h煤炭燃燒量,kg/h煤炭含硫量,處理煙氣量,m3/h入口

21、煙氣溫度,旋流板塊數入口煙塵質量濃度,mg/m3入口SO2質量濃度,mg/m3除塵效率,脫硫效率,出口煙氣溫度,出口煙塵質量濃度,mg/m3出口SO2質量濃度,mg/m3出口煙氣水份,石灰水供給量,m3/h石灰水溫度,石灰水含CaO,g/L石灰水pH值旋流板脫硫塔排水pH值旋流板脫硫塔排水溫度,液氣比(L:m3)鈣硫比(摩爾比)鈣基利用率,65120500.721.05×105154314363148899.191.6501351257.0140390.7111.586.16511.240.7310067134510.721.11×105165315776150999.18

22、7.7541482867.8155390.7111.586.32541.260.751007575001.61.30×105180120482227795.066.055678.478187.58.21.13.2環(huán)境效益及經濟效益評價本文引用“某熱電公司對65t/h和67t/h兩臺燃煤工業(yè)鍋爐改裝旋流板塔脫硫后的環(huán)境效益和經濟效益評價”,以便對旋流板塔在燃煤工業(yè)鍋爐上脫硫進行評價。原應用旋風水膜除塵器除塵的65t/h和67t/h兩臺燃煤工業(yè)鍋爐,煙氣凈化后排放的煙塵質量濃度為13001500mg/m3,SO2的質量濃度為15001700mg/m3,而廣東省新的地方標準(DB44/27

23、-2001)的大氣污染物排放限值為:煙塵不大于200mg/m3,SO2不大于1300mg/m3。為了達到新環(huán)保法規(guī)的要求,將兩臺鍋爐原來安裝的旋風水膜除塵器改裝成旋流板塔脫硫除塵。兩臺鍋爐改裝成旋流板塔脫硫除塵后,凈化后煙氣的煙塵濃度低于148mg/m3,除塵效率為99,每年煙塵的削減量為1773t/a;SO2濃度低于186mg/m3,脫硫效率為87,每年SO2的削減量為1867t/a。改裝旋流板塔脫硫除塵的兩臺燃煤工業(yè)鍋爐,煙塵排放濃度和SO2排放濃度全部達到新環(huán)保法規(guī)的要求,其中SO2的排放濃度遠遠低于新環(huán)保法規(guī)SO2的排放限值??梢哉f,應用旋流板塔控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2和煙塵污染,其環(huán)境

24、效益十分看好。根據脫硫劑石灰的消耗量、脫硫過程的耗電量、工資、大修的費用、以及折舊費等,計算出每噸SO2的脫除費用為983元,脫硫使電價增加0.01118元/KW·h,則總運行費用為183.47萬元。鍋爐如不脫硫需交SO2排污費,并且SO2排污費逐年增多。例如,2004年1月之前交SO2排污費為39.3萬元,2004年7月1日到2005年7月1日,要交78.47萬元,2005年7月1日之后要交117.9萬元??鄢盼圪M后三個不同時期運行費用分別為144.17萬元,105萬元和65.57萬元??鄢盼圪M后脫硫增加電價0.0093元/KW·h,0.0068元/KW·h

25、和0.0042元/KW·h??梢?,原本脫硫時要增加電價,但由于脫硫時不再繳納逐年增加的SO22污染,其經濟效益也十分顯著。隨著環(huán)境保護法規(guī)日趨嚴格,SO2排污費逐漸增加,在燃煤工業(yè)鍋爐上應用旋流板塔控制SO2污染,其經濟效益和環(huán)境效益十分顯著。應當指出,本文用來進行經濟評價和環(huán)境評價的65t/h和67t/h兩臺燃煤工業(yè)鍋爐是某熱電公司用來發(fā)電的燃煤鍋爐,SO2的脫除費用為983元/t,而重慶洛璜電廠360MW的日本石灰石膏濕法煙氣脫硫費用才839元/t??梢姡瑧眯靼逅摿驎r燃煤工業(yè)鍋爐要付出多么沉重的代價。由于環(huán)境法規(guī)日趨嚴格,不僅要交納SO2排污費,而且SO2排污費也逐年增加。

26、為此,安裝煙氣脫硫的投資及年運行費用,開始顯現出比交納SO2排污費合算了。但是,對于僅供熱供氣的燃煤工業(yè)鍋爐安裝旋流板塔脫硫,如此昂貴的脫硫費用,用戶很難承受,因此,本文的經濟評價不能一概而論,只是說明脫硫的進展趨勢而已。應當指出,旋流板塔脫硫系統化學吸收反應生成的是不穩(wěn)定污染物亞硫酸鹽,熱電廠將SO2污染轉嫁給粉煤灰綜合利用部門,這樣的評價又有什么意義呢?4旋流板塔脫硫系統存在的主要問題用于燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染控制的旋流板塔脫硫系統,在二次污染方面還存在不少的問題,如凈化氣體未二次加熱,灰水污染水體問題,灰渣含有大量不穩(wěn)定化合物亞硫酸鹽潛在的二次嚴重污染問題等,其中以灰水未合理處理最為嚴重

27、。煙氣脫硫是指采用物理和化學的方法,從含SO2煙氣中將SO2分離出來并使之固定,而使煙氣得到凈化。這里指出,不僅要把SO2從含SO2煙氣中分離出來,還要用化學的方法將SO2固定下來,即生成穩(wěn)定的含硫化合物(硫酸鹽)。只有這樣,含SO2煙氣才被凈化。如果將SO2從含SO2煙氣中分離出來,用化學的方法生成不穩(wěn)定的化合物,此不穩(wěn)定的化合物是潛在的污染物,在某些條件下,如在高溫條件下,經熱分解又釋放出SO2。我們說含SO2煙氣并未凈化,只是污染物轉移而已,即SO2污染沒有徹底解決。在旋流板塔中,經氣液傳質,SO2首先溶解到石灰漿液中,再同Ca(OH)2發(fā)生化學反應生成CaSO3·1/2H2O

28、。由于煙氣中含有少量的過剩氧,一般為4左右,很少一部分CaSO3·1/2H2O才被氧化成CaSO4·2H2O。實驗表明,用石灰漿液吸收SO2的化學反應,CaSO4·2H2O僅占510,而CaSO3·1/2H2O占9095%。硫酸鹽通常是穩(wěn)定的化合物,高溫下難以分解,而亞硫酸鹽是不穩(wěn)定的化合物,高溫下很容易分解釋放出SO2。因此,人們就把亞硫酸鹽稱為潛在的污染物。旋流板塔灰水中的硫酸鹽主要是亞硫酸鹽,占9095;硫酸鹽的量為510?;宜恋砗蠓蛛x出的灰渣中同樣如此,亞硫酸鹽占90以上。有的部門為了將灰渣進行綜合利用,將其用作燒磚的原料,也有的用作水泥原料,

29、結果造成制磚廠和水泥廠SO2嚴重污染,就是灰渣中亞硫酸鹽熱分解釋放出SO2的結果。原本是工業(yè)鍋爐燃煤導致SO2污染,因凈化不徹底又轉化成磚廠和水泥廠SO2污染,這就是SO2未被固定成穩(wěn)定的化合物而造成的結果。為使亞硫酸鹽轉變成穩(wěn)定的化合物,通常用空氣進行氧化,使其成為穩(wěn)定的硫酸鹽。同樣,在鈉堿法煙氣脫硫中生成的亞硫酸鈣,亞硫酸氫鈉,氨堿法煙氣脫硫中生成的亞硫酸銨,以及在鎂堿法煙氣脫硫中生成的亞硫酸鎂,都是不穩(wěn)定的潛在的污染物。同樣,對這些不穩(wěn)定的化合物也應妥善解決。在美國及發(fā)達國家中,煙氣脫硫工藝過程中應用氧化塔把亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽,環(huán)保法規(guī)不允許亞硫酸鹽拋棄到自然環(huán)境中。美國電力工業(yè)多采用

30、石灰石/石灰拋棄法煙氣脫硫,但是向廣野拋棄的是氧化后的硫酸鹽,或用作填土,而日本和德國把亞硫酸鹽氧化制成石膏,向建材市場出售。我國目前大部分脫硫灰渣用作燒磚的原料,或作水泥配料,造成制磚廠和水泥廠SO2嚴重污染卻不以為然,還誤認為是由于煤炭燃燒造成的,只要對SO2進行物料衡算,真相就會大白于天下。為了徹底有效地控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染,在應用煙氣脫硫技術時,工藝過程中不能以亞硫酸鹽灰水排入沉淀池,而應設氧化塔,應用490KPa的壓縮空氣,在6080的條件下將灰水中的亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽,沉淀分離后的灰渣方可用作燒磚,或作水泥的原料,也可用作鋪路的填土等。以上建議,請國家環(huán)??偩执髿馓?、法規(guī)處

31、,以及省市環(huán)保有關部門、經營煙氣脫硫的環(huán)保設備公司、廠家等加以權衡。5結語(1)旋流板塔是一種新型的塔器。塔內氣液傳質是在粒徑4060m的細液滴和氣體之間進行的,氣液接觸面積大,傳熱、傳質強度高,壓力降較低,在很高的氣液負荷下這種塔盤仍能穩(wěn)定操作,操作彈性較大。但是,由于旋流板塔盤的氣速高(有時高達78m/s,而空塔速度僅為34m/s),離心力大,液滴受到強力的分離作用,因而塔內空間未能充分利用于氣液接觸,影響和降低了傳質速度和脫硫效率。近年來,旋流板塔在4t/h220t/h燃煤工業(yè)鍋爐上脫硫是比較成功的。運行效果表明,除塵效率為9099,脫硫效率為6087,可滿足鍋爐大氣污染物排放標準??梢?/p>

32、預料,未來會有越來越多的用戶采用它控制燃煤工業(yè)鍋爐SO2污染。(2)優(yōu)化塔內結構和優(yōu)化操作條件,提高燃煤工業(yè)鍋爐SO2脫除效率。在近20多年內,國內許多部門著力研究開發(fā)旋流板塔在燃煤工業(yè)鍋爐上脫硫技術,如簡化塔盤結構,增加塔盤個數,采用多種類型的除霧器,優(yōu)選石灰漿液Ca(OH)2的濃度,選擇合理的煙氣入口速度,探索最佳的氣液比和鈣硫比,使脫硫效率顯著提高,二次污染減少,減少腐蝕及結垢,操作趨于穩(wěn)定,降低能耗,降低造價和運行費用,打開了燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硫的市場,并占有該市場??梢哉f,未來的旋流板塔脫硫市場看好。(3)塔體采用花崗石砌筑,旋流板葉片可采用大理石制作,內部元件采用316L不銹鋼制作,主體設備的使用壽命可保證8年以上。主要設備的腐蝕問題基本解決。(4)對原來建造的花崗石水膜除塵器可進行改造,加設旋流板和石灰漿液制備循環(huán)系統,改造成旋流板塔用來脫硫,是一種投資少、運行費用低、見效快、可實現脫硫除塵一體化、適合

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