脫硫除塵文獻(xiàn)綜述

1、脫硫除塵文獻(xiàn)綜述摘要：除塵和脫硫技術(shù)是當(dāng)前兩種主要的煙氣污染物控制技術(shù)。通過閱讀、分析和評(píng)估相關(guān)工程應(yīng)用及文獻(xiàn)，對(duì)現(xiàn)有除塵，脫硫技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和綜述，對(duì)常用除塵、脫硫技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，具體分析探討袋式除塵技術(shù)、石灰石-石膏法脫硫技術(shù)的原理方法及存在的問題和解決措施。關(guān)鍵詞：除塵；脫硫；煙氣；文獻(xiàn)綜述引言：目前中國(guó)的一次能源結(jié)構(gòu)仍舊以煤炭為主。2016 年，全國(guó)煤消費(fèi)量 37.8億噸，煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的62.0%1。煤炭燃燒產(chǎn)生二氧化硫，硫化氫，一氧化氮及粉塵等污染物，對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重污染。為此國(guó)家出臺(tái)更為嚴(yán)格的GB13271-2014鍋爐煙氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)2，燃煤鍋爐煙氣污染物以SO2

2、、粉塵為主，顆粒物排放限值降低至 50 mg/m3， ， 重點(diǎn)地區(qū)為30 mg/m3； 二氧化硫排放限制為300mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)為200 mg/m3。目的在于控制大氣污染，保證可持續(xù)發(fā)展。一 除塵技術(shù).除塵技術(shù)的分類3根據(jù)除塵機(jī)理的不同，除塵技術(shù)可分為機(jī)械力除塵技術(shù)和電力除塵技術(shù)兩大類。 共同特點(diǎn)是使含塵氣體通過力場(chǎng)或電場(chǎng)，力場(chǎng)或電場(chǎng)作用在塵粒上，從而使氣體與粉塵分離。機(jī)械力包括重力、離心力、 慣性力、 沖擊、 碰撞等， 過濾也是機(jī)械力的一種。常用的采用機(jī)械力除塵技術(shù)的設(shè)備有：重力沉降室、旋風(fēng)除塵器、袋式除塵器、文氏管除塵器、重力噴霧塔4等。采用電力除塵技術(shù)的除塵器有干式電除塵器和濕式電除

3、塵器，區(qū)別在于清灰方式的不同，前者采用干法清灰，后者采用濕法清灰。以上分類僅是依據(jù)起主導(dǎo)作用的除塵機(jī)理，實(shí)際除塵器中，為提高除塵器的效率， 往往綜合運(yùn)用了幾種不同的除塵機(jī)理，如電袋復(fù)合除塵器、靜電強(qiáng)化的除塵器等。.常用除塵器的對(duì)比分析3,4除塵器重力沉降室旋風(fēng)除塵器文丘里洗滌器袋式除塵器電除塵器電袋復(fù)合除塵器除塵機(jī)理通過粉塵利用高速旋利用氣液兩含塵氣體通除塵器電場(chǎng)粉塵先通過顆粒自身轉(zhuǎn)的氣流對(duì)相流速差及過濾袋濾去使塵粒荷電除塵區(qū)再重力從氣流中分離粉塵產(chǎn)生離 心力，從氣 流中分離出 粉塵相互碰撞接 觸使粉塵從 氣體中分離其中粉塵電，收塵電 極吸引并收 集塵粒，從 氣體分離出經(jīng)過袋式除塵區(qū)，運(yùn)用了兩

4、者除塵機(jī) 理除塵效率40%50%70%95%80%99%99%以上99%以上99%以上壓損50150Pa5002000Pa10009000Pa10001500Pa300500Pa10001500Pa處理粒徑大于50m大于5m0.1100m大于0.4 m大于0.5m大于0.4 m費(fèi)用低低中較高高高優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、除塵效率高，除塵效率高、除塵效率綜合了兩種阻力低，費(fèi)占地小、維可用于高溫可捕集多種高、 阻力低、除塵器優(yōu)點(diǎn)，用低可靠護(hù)方便、造煙氣降溫，可干性粉塵，除處理氣量運(yùn)行穩(wěn)定、清性高；但除價(jià)低、耐高用于吸收氣塵效率及阻大、適應(yīng)高灰效率高、運(yùn)塵效率低溫高壓、可態(tài)污染物；但力穩(wěn)定，適應(yīng)壓高

5、濕氣行阻力低、運(yùn)設(shè)備龐大用于高濃度 粉塵；但對(duì) 細(xì)微粉塵去 除率低阻力大，運(yùn)行費(fèi)用高不通氣量處理； 缺點(diǎn)是受濾料耐溫耐 腐蝕等性能 影響，不適于處理粘性及 吸濕性強(qiáng)的 氣體體、自動(dòng)化 程度高；主 要缺點(diǎn)是設(shè) 備龐大，投 資高，技術(shù) 要求高受粉 塵濃度和比 電阻影響大行及維護(hù)費(fèi) 用低；但需兼顧兩者的操 作及技術(shù)要 求， 粉塵性質(zhì) 對(duì)除塵器影 響大，設(shè)備龐大、投資高袋式除塵器和電除塵器因?yàn)樘幚硇矢?，受到環(huán)保行業(yè)的青睞。隨著排放標(biāo) TOC o 1-5 h z 準(zhǔn)的愈加嚴(yán)格，電除塵器必然要大幅增加成本。而隨著布袋除塵技術(shù)的發(fā)展，一些核心問題得到解決，使得袋式除塵器投資運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于電除塵器。因此袋式

6、除塵器將逐漸稱為主導(dǎo)除塵設(shè)備5。.袋式除塵器國(guó)內(nèi)袋式除塵器的發(fā)展6,7進(jìn)入本世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)袋式除塵器得到長(zhǎng)足的發(fā)展，袋式除塵器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)更成熟，袋式除塵裝備大型化、模塊化，許多許多新技術(shù)得到應(yīng)用，設(shè)備出口量逐年增加。在耐高溫纖維濾袋領(lǐng)域，我國(guó)自行研制成功聚苯硫醚纖維，并得到批量生產(chǎn)，結(jié)束了 PPS 纖維完全依賴進(jìn)口的局面。玄武巖纖維及濾料在國(guó)內(nèi)被研制出，這種材料具有耐腐蝕耐高溫、彈性模量大、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)，其產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝逐漸成熟。脈沖閥方面也實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新和進(jìn)步。滑動(dòng)閥片脈沖閥在國(guó)內(nèi)研制成功，其閥片采用高分子材料和金屬材料，改變了傳統(tǒng)的橡膠材料，增加可靠性和使用壽命，同時(shí)增大了閥開度。此

7、外在超大型脈沖閥研制方面也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，開發(fā)出14 英寸和 16 英寸的脈沖閥。失效布袋處理技術(shù)得到發(fā)展。針對(duì)糊袋問題開發(fā)出了移動(dòng)清灰儀和測(cè)試設(shè)備。針對(duì)濾袋“灌腸”問題，利用射流氣動(dòng)原理開發(fā)出“吸灰槍”，可將濾袋內(nèi)部粉塵清理出來，恢復(fù)濾袋功能。廢舊濾料回收利用技術(shù)日趨成熟。國(guó)內(nèi)正在建立廢舊濾料收運(yùn)綜合利用系統(tǒng)，已成立了幾家相關(guān)連鎖公司，基本做到“誰生產(chǎn)誰回收利用”。3.2袋式除塵器的優(yōu)化改進(jìn)錢磊 8依靠工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，提出了袋式除塵器技術(shù)優(yōu)化方法。從增加濾袋長(zhǎng)度、 采用大灰斗、改變清灰制度幾個(gè)方面改進(jìn)，有效改善了袋式除塵器存在的耗鋼量大、輸行阻力高、占地面積大等問題。3.2.2袋式除塵器濾袋失

8、效問題濾袋是袋式除塵器的核心部件，很大程度上決定了袋式除塵器的性能。濾袋失效主要有幾種形式：濾袋破損、煙氣特性導(dǎo)致的濾袋化學(xué)失效、高溫?zé)煔庵率沟臑V袋失效、濾袋結(jié)露失效、濾袋堵塞9。為減輕上述問題，袋式除塵器的設(shè)計(jì)需要充分考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件，合理設(shè)計(jì)清灰周期、過濾速度，增加相關(guān)設(shè)施，依據(jù)煙氣溫度和粉塵性質(zhì)合理選擇濾袋；在設(shè)備加工過程中需要避免出現(xiàn)不平整、凸起， 并充分做好防腐；在設(shè)備運(yùn)行中避免除塵器水漏進(jìn)除塵器中，需要輔熱的除塵器在暫時(shí)關(guān)停時(shí)輔熱不能停。二 脫硫技術(shù).脫硫技術(shù)的分類脫硫技術(shù)可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和煙氣脫硫（FGD） 3 類。燃燒前脫硫分物理脫硫和化學(xué)脫硫兩種。優(yōu)點(diǎn)是能夠同時(shí)除

9、去灰分，減輕運(yùn)輸量，減輕窯爐的沾污和磨損，減少灰渣量，還可回收部分硫資源。但煤的燃燒前的脫硫技術(shù)還存在著種種問題，得不到廣泛應(yīng)用。爐內(nèi)脫硫爐內(nèi)脫硫是指在燃燒過程中，向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3 等，使煤中硫分轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，隨爐渣排除。目前應(yīng)用較多是循環(huán)硫化床鍋爐。缺點(diǎn)是脫硫效率低，鍋爐受熱面磨損大。煙氣脫硫煙氣脫硫主要是指從末端的廢氣中除去硫氧化物的工藝技術(shù)。根據(jù)脫硫方式、脫硫劑和產(chǎn)物形態(tài)的不同，煙氣脫硫技術(shù)一般分為干法、半干法、濕法三類。.幾種常用脫硫技術(shù)對(duì)比10脫硫技術(shù)循環(huán)流 化床噴鈣 增濕 活化噴霧干燥法簡(jiǎn)易石灰石石膏法石灰石石膏法雙堿法氧化 鎂法氨洗 滌法磷銨 復(fù)合 肥法電子 束照 射

10、法脫硫率（ %）90808570909098959598959590相對(duì)投資414759709010011498130137200（ %）相對(duì)運(yùn)行費(fèi)用（%）34443370100111100123134139占地面積小小小大大大中大大中活性脫硫劑石灰石灰石灰氧化可溶炭、磷電力、石灰石或石灰石石鎂（可NH3氨堿礦粉、石灰再生）NH3副產(chǎn)品處拋棄拋棄 或部回收回收回收回收 亞硫回收回收硫酸理方式（拋或做棄分用酸鎂、硫銨磷銨銨石膏石膏SO2棄或回收）建材做建硫酸化肥化肥材鎂技術(shù)成熟國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)主要國(guó)內(nèi) 首創(chuàng)，國(guó)內(nèi)外應(yīng)外應(yīng)外應(yīng)外應(yīng)外應(yīng)外應(yīng)外應(yīng)國(guó)外外應(yīng)程度用用用用用用用應(yīng)用少量用應(yīng)用中、

11、大工業(yè)大電工業(yè)應(yīng)用鍋爐、鍋爐、前景低硫大電堿源大、國(guó)內(nèi)站脫電站站主中、小有氨可大硫脫應(yīng)用及前電站好，低煤大充足力推鍋爐電站導(dǎo)脫 硫方可應(yīng)型均源可硝同景鍋爐硫煤用，應(yīng)可運(yùn)應(yīng)用廣應(yīng)時(shí)進(jìn)環(huán)保電站應(yīng)用法用用用行時(shí)用前改造用景好用用.濕式石灰石-石膏法脫硫技術(shù)在世界各國(guó)現(xiàn)有脫硫技術(shù)中，濕法脫硫技術(shù)占了85%左右， 其中石灰石石膏法占36.7%，其他濕法占48.3%11。由此可見石灰石石膏法是目前主流的煙氣脫硫技術(shù)。濕式石灰石-石膏法技術(shù)原理此法是將石灰石粉磨成細(xì)粉，配制成料漿作為SO2吸收劑，打入脫硫塔中，煙氣中的SO2與石灰石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，在吸收塔低槽內(nèi)鼓入大量空氣，使亞硫酸鈣氧化

12、成硫酸鈣，結(jié)晶分離得到副產(chǎn)品石膏。因此過程主要分為吸收和氧化兩個(gè)步驟：SO2 的吸收石灰石料降在吸收塔內(nèi)生成石膏降，主要反應(yīng)如下：CaCO3+SO2+1/2H2O=CaSO31/2H2O+CO2CaSO3 1/2H2O +SO2+1/2H2O=Ca（HSO3）2（ 2）亞硫酸鈣氧化由于煙氣中含有O2，因此在吸收過程中會(huì)有氧化副反應(yīng)發(fā)生。在氧化過程中，主要是將吸收過程中所生成的CaSO3 1/2H2O 氧化生成CaSO42H2O。2CaSO3 1/2H2O+ O2+3H2O =2CaSO4 2H2O由于在吸收過程中生成了部分Ca（HSO3）2，在氧化過程中，亞硫酸氫鈣也被氧化，分解出少量的SO2

13、：Ca（HSO3）2+1/2O2+ H2O=CaSO42H2O+ SO2亞硫酸鈣氧化時(shí)，其離子反應(yīng)可表達(dá)為：CaSO31/2H2O+H+Ca2+ HSO3 +1/2H2O2HSO3 +1/2O2SO42 +H+Ca2+ SO42 +2H2OCaSO4 2H2O由以上反應(yīng)可見，氧化反應(yīng)必須有H+存在，漿液的PH 值在 6 以上時(shí)，反應(yīng)就不能進(jìn)行。在吸收SO2過程中，一般石灰的PH 值為5 6，石灰石的PH 值為 6 7，吸收劑石灰石的粒度越細(xì)越好。濕式石灰石-石膏法常見問題分析12,13（ 1）脫硫塔反應(yīng)閉塞問題由于石灰石的溶解受阻，使得反應(yīng)不能進(jìn)行。閉塞現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因有：二氧化硫濃度突然升

14、高，而氧化空氣量不足；高飛灰；石灰石粒度大或AL2O3含量高；漿液 PH值長(zhǎng)時(shí)間過低。當(dāng)出現(xiàn)反應(yīng)閉塞問題時(shí)，首先要關(guān)閉脫硫塔供漿，降低 PH 值， 使塔內(nèi)石灰石盡量消耗，必要時(shí)進(jìn)行換漿。（ 2）結(jié)垢、堵塞問題主要有三種結(jié)垢形式：灰垢、石膏垢、CSS垢?？刂品椒ㄖ饕腥矫妫阂种蒲趸ㄟ^投加抑制劑控制氧化率低于15%實(shí)現(xiàn)；強(qiáng)制氧化，通過向漿液中鼓入空氣控制氧化率高于90%實(shí)現(xiàn)；控制PH 值6.2。（ 3）腐蝕問題腐蝕問題產(chǎn)生的主要原因是硫酸霧腐蝕、氯酸腐蝕、亞硫酸和稀硫酸腐蝕。可采用內(nèi)襯防腐技術(shù)解決，部分易腐蝕部件使用防腐材料制造。（ 4）磨損問題含塵氣體高速通過設(shè)備及管道時(shí)容易使之磨損?？刹?/p>

15、用更合理的設(shè)計(jì)工藝，如先除塵后脫硫解決，此外也可采用耐磨材料制造相關(guān)設(shè)備管道或內(nèi)襯耐磨材料。濕式石灰石-石膏法設(shè)計(jì)優(yōu)化14濕式石灰石-石膏法設(shè)計(jì)優(yōu)化，可從脫硫系統(tǒng)的反應(yīng)原理入手，具體有以下方法：控制合理的PH 值，一般為5.56.2。保證脫硫塔入口的流速小于12m/s的前提下，最大化入口煙道的寬高比。入口煙道設(shè)置導(dǎo)流系統(tǒng)，使煙氣在塔內(nèi)均勻分布。合理增加煙道入口至噴淋層間距，提高吸收時(shí)間。但不宜過高，否則會(huì)增加阻力和投資運(yùn)行成本。在有效噴淋區(qū)內(nèi)增加導(dǎo)氣環(huán)，避免塔壁上煙氣的垂直走向，使所有煙氣有效吸收。采用雙向，合理設(shè)置噴嘴間距。優(yōu)化設(shè)置除霧器結(jié)構(gòu)形式、間距。三結(jié)語經(jīng)過多年的發(fā)展，當(dāng)前過國(guó)外煙氣處

16、理技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，許多問題得到解決，多種凈化設(shè)備及工藝均能滿足當(dāng)前排放要求。但綜合對(duì)比處理效率、技術(shù)成熟程度、 投資運(yùn)行成本等方面，無疑袋式除塵器、濕式石灰石-石膏法更具優(yōu)勢(shì)，這兩種設(shè)備和工藝也會(huì)得到更好的運(yùn)用和發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1史玉波等.中國(guó)能源發(fā)展報(bào)告(2017) .2017.7.272中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB-13271-2014 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),2014.05.163王純 ,張殿印 .廢氣處理工程技術(shù)手冊(cè)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.， 2012.114 童志權(quán),大氣污染控制工程M ，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.7.5李付濤,淺析電除塵器和布袋除塵器的發(fā)展前景J，中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009(21)47-486陳隆樞,我國(guó)袋式除塵技術(shù)近十年的發(fā)展綜述J.中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè).2011(11)7-117 中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)袋式除塵委員會(huì),袋式除塵行業(yè)2014 年發(fā)展綜述J.中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè) .2015(11) 4-148錢磊 ,脈沖袋式除塵器技術(shù)優(yōu)化及其效應(yīng)J. 工業(yè)安全與環(huán)保.2017(6)76-789段超龍、余文毅等,袋