某供熱廠除塵脫硫技術(shù)

1、<p>　　某供熱廠除塵脫硫技術(shù)</p><p>　　摘要：以3X58MW燃煤鍋爐房為實例介紹并分析除塵脫硫脫硝工藝的特點及優(yōu)勢。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：布袋除塵器煙氣濕法脫濕式鈣法脫硫 </p><p>　　中圖分類號： TG234.6 文獻標(biāo)識碼： A </p><p>　　目前我國二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量

2、的67%、煙塵排放量的70%和人為源大氣汞排放量的40%都來自于燃煤[1,2]。因此我國的大氣污染以煤煙型污染為主。我國大部分供熱廠還采用燃煤鍋爐供熱系統(tǒng)，產(chǎn)生大量有害的煙塵和煙氣，同時供熱廠還會產(chǎn)生一定量的污染環(huán)境的廢水[3]。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和環(huán)保力度的加強，企業(yè)逐漸認識到鍋爐燃燒引起的環(huán)境空氣污染的嚴(yán)重性，如何采用煙氣除塵脫硫技術(shù)控制鍋爐燃燒產(chǎn)生的污染是企業(yè)經(jīng)營、生產(chǎn)、管理期間必須要重點考慮的問題[4,5]。煙氣除塵脫硫設(shè)備

3、很多，也不乏除塵脫硫一體化裝置[6-8]，顯然對于企業(yè)具體燃煤除塵脫硫綜合治理問題，應(yīng)因地制宜針對企業(yè)的實際情況選取最合適的措施，以盡可能小的投入，得到最佳效果。我們在進行一供熱廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計時，通過實地現(xiàn)場考察調(diào)研，不同治理方案技術(shù)經(jīng)濟對比，篩選設(shè)計了干濕兩級脫硫除塵工藝，實現(xiàn)了預(yù)定治理目標(biāo)，獲得良好的經(jīng)濟社會效益。 </p><p><b>　　1 除塵方法選擇 </b><

4、/p><p>　　該供熱廠位于北京地區(qū)，工程要求對新建的3臺58MW燃煤鍋爐100%煙氣進行治理，由于北京地區(qū)的工業(yè)廢氣排放比國家標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格，其中北京地標(biāo)的SO2排放濃度為小于20 mg/Nm3，煙塵濃度小于10 mg/Nm3。通常工業(yè)廢氣除塵方法可概括為兩類，一是干法除塵，二是濕法除塵。干法主要包括旋風(fēng)除塵、靜電除塵和袋式除塵[9]。其中袋式除塵可高效凈化煙塵，對高濃度的煙塵有較好的適應(yīng)性，可處理的煙塵濃度達100

5、0g／m3以上，其除塵效率可達99.99％[10]。考慮到場地、設(shè)備投資以及濕法除塵后續(xù)處理等因素，選擇用布袋除塵器進行第一級干式除塵。 </p><p>　　2 濕法脫硫的選擇 </p><p>　　脫硫選擇然燒后煙氣濕法脫硫技術(shù)，濕法煙氣脫硫技術(shù)根據(jù)吸收劑種類的不同，可分為：石灰(石)-石膏法(使用最多)、雙堿法、氧化鎂法、氨法、海水法、鈉堿法等[6]。由于海水法、雙堿法、氨法、鈉堿法

6、等受到地理位置、脫硫副產(chǎn)品處理、脫硫劑來源及價格等因素影響，常常應(yīng)用在區(qū)域性較強、煙量相對較小或工藝要求簡單的脫硫工程中。石灰(石)-石膏法則因其成熟的工藝技術(shù)，在工業(yè)鍋爐和大型電廠的脫硫工程中得到廣泛應(yīng)用。而鎂法脫硫技術(shù)，由于具有系統(tǒng)簡單，不易結(jié)垢等優(yōu)勢，近些年來我國臨近鎂礦產(chǎn)地的地區(qū)(山東、東北、天津、北京等地區(qū))也得到一些應(yīng)用。我們根據(jù)該供熱廠的具體情況，對鈣法、鎂法和雙堿法脫硫工藝進行了技術(shù)與經(jīng)濟評估。 </p>

7、<p>　　3 三種煙氣濕法脫硫主要特點 </p><p>　　3.1 濕式鈣法脫硫 </p><p>　　濕式鈣法脫硫工藝系統(tǒng)的主要優(yōu)點：(1)技術(shù)最成熟，運行穩(wěn)定，應(yīng)用最多，技術(shù)可靠性好。(2)運行費用低。石灰資源豐富，價格便宜，目前市場售價約為240元/噸左右。(3)石灰較易溶解，石灰乳制備系統(tǒng)較為簡單且運行穩(wěn)定。(4)脫硫效率達95~98%。(5)對煤種變化、負荷變化的適

8、應(yīng)性強。(6)產(chǎn)物為石膏，易于過濾，是所用脫硫產(chǎn)物中最易處理的。 </p><p>　　主要缺點是：液氣比相對較高，為3~5.5L/m3，循環(huán)水量較大，耗電量較高。 </p><p>　　3.2 濕式鎂法脫硫 </p><p>　　濕式鎂法脫硫的主要優(yōu)點是：(1)技術(shù)相對成熟。我國部分地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績。(2)我國鎂資源豐富，但主要分布在遼寧、山東等省。(3)氧

9、化鎂化學(xué)反應(yīng)活性強，反應(yīng)速度快，脫硫效率達95~98%。(4)對煤種變化、負荷變化、脫硫率變化等的適應(yīng)性強。(5)硫酸鎂的溶解度較高，不易結(jié)垢，工藝運行的安全性和可靠性也得到了一定提高。 </p><p>　　主要缺點是：(1)85%輕燒氧化鎂市場價格比石灰價格高。(2)氧化鎂相對難溶，漿液制備系統(tǒng)需消化(制漿)、供漿兩步進行，系統(tǒng)較為復(fù)雜。(3)氧化鎂產(chǎn)地主要分布于遼東半島和山東半島，來源有一定的限制。(4)產(chǎn)

10、物亞硫酸鎂過濾難度較大，含水率較高。若生成硫酸鎂產(chǎn)物，則很難過濾，只有形成硫酸鎂溶液外排，導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)外排污水量大，相應(yīng)補水量也大，還存在二次污染。 </p><p>　　3.3鈉鈣雙堿法脫硫 </p><p>　　鈉鈣雙堿脫硫主要優(yōu)點是：(1)鈉鹽活性強，反應(yīng)速度快，脫硫效率達95~98%。(2)液氣比相對較低。(3)理論上，參與脫硫的為鈉鹽，溶解度大不易結(jié)垢。 </p>

11、<p>　　主要缺點是：(1)雙堿法工藝流程較為復(fù)雜，需控制的關(guān)鍵參數(shù)較多，較嚴(yán)格，實際應(yīng)用中部分參數(shù)很難控制，造成運行穩(wěn)定性較差。(2)實際運行中脫硫系統(tǒng)結(jié)垢情況比較普遍的。(3)運行費用高。 </p><p>　　4 三種煙氣濕法脫硫系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析 </p><p>　　三種煙氣濕法脫硫系統(tǒng)運行的技術(shù)性能對比如表1所示。假設(shè)燃煤含硫量為0.5%，年運行3600小時，脫硫率

12、97%，電費0.55元/度，水費4.0元/m3，石灰(純度約75%)240元/噸，輕燒氧化鎂(純度約85%)550元/噸，火堿4000元/噸，電費0.55元/度，水費4.0元/方。以1臺58MW鍋爐計算年運行費用，并扣除1公斤SO2的費用結(jié)果如表2所示。 </p><p>　　表1 三種煙氣濕法脫硫系統(tǒng)技術(shù)性能對比表 </p><p>　　名稱 石灰-石膏法 氧化鎂法 鈉鈣雙堿法 <

13、/p><p>　　表2 三種煙氣濕法脫硫系統(tǒng)運行效益對比表 </p><p>　　5 XP-Ⅱ除塵脫硫系統(tǒng) </p><p>　　該工藝系統(tǒng)實際運用經(jīng)歷了北京新標(biāo)準(zhǔn)的考驗，最長的運行已有3年以上。圖1是XP-Ⅱ除塵脫硫技術(shù)用于北京某供熱廠對新建3臺58MW燃煤鍋爐100%煙氣進行治理的工藝流程。 </p><p>　　XP-Ⅱ型煙氣除塵脫硫工程采

14、用干濕兩級脫硫除塵工藝，第一級采用布袋除塵器進行干式除塵，第二級采用改進的石灰-石膏法進行濕式脫硫。該工程包括布袋除塵系統(tǒng)、吸收劑制備及供應(yīng)系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、副產(chǎn)品處置系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、其它配套系統(tǒng)。公用系統(tǒng)制備的生石灰漿液供入脫硫塔外脫硫循環(huán)池內(nèi)之后經(jīng)由循環(huán)泵送入脫硫塔，漿液在塔內(nèi)與煙氣反應(yīng)，吸收煙氣中的二氧化硫、洗滌粉塵，凈化后的煙氣排放到大氣中。脫硫塔排出漿液進入公用系統(tǒng)的副產(chǎn)品處理及儲存系統(tǒng)(即石膏后處理工藝系統(tǒng))處理。

15、 </p><p>　　該工程實地運行結(jié)果除塵效率99.9%，脫硫效率98%。表3為國標(biāo)，地標(biāo)及該供熱廠經(jīng)過本脫硫除塵后實測的SO2及煙塵排放濃度。 </p><p>　　XP-Ⅱ型煙氣除塵脫硫工程經(jīng)運行證明，該系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點： </p><p>　　(1) 除塵系統(tǒng)采用高效布袋除塵器，脫硫系統(tǒng)采用成熟、效率高的濕式石灰-石膏法工藝，利用先進的XP-Ⅱ型高效流化脫

16、硫除塵部件，確保系統(tǒng)除塵效率99.9%，脫硫效率98%，保證脫硫系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定、達標(biāo)運行。 </p><p>　　(2) 引風(fēng)機位于脫硫塔前，可避免脫硫后煙氣帶水量過大對引風(fēng)機的損害。 </p><p>　　(3) 采用廉價、易得的石灰做脫硫劑，降低脫硫系統(tǒng)的運行成本。 </p><p>　　(4) 石灰乳制備實現(xiàn)自動化，降低工人勞動強度，實現(xiàn)自動地定量地給料、制漿

17、、供漿，且確保系統(tǒng)無揚塵等二次污染。 </p><p>　　(5) 脫硫產(chǎn)物濃縮后進入壓濾機，以固態(tài)形式脫離脫硫系統(tǒng)，無二次污染。 </p><p>　　(6) 采用PLC自動控制系統(tǒng)，對pH值等關(guān)鍵參數(shù)實現(xiàn)自動調(diào)控，具備自動與手動兩種控制功能，為兩地控制，實現(xiàn)簡單、實用，可靠的手/自動控制和操作。 </p><p>　　(7) 保證系統(tǒng)不結(jié)垢、不堵塞，操作簡單、維

18、護方便。 </p><p>　　(8) 脫硫系統(tǒng)按最大煙氣量、最大SO2濃度進行校核。 </p><p>　　(9) 合理布局，節(jié)省占地面積，且設(shè)計留有余地，以適應(yīng)今后不斷提高的環(huán)保要求。 </p><p>　　(10) 設(shè)計遵循“技術(shù)先進可靠，使用經(jīng)濟，運行穩(wěn)定、安全可靠”的原則。 </p><p>　　(11) 工藝布置合理、操作穩(wěn)定可靠

19、，系統(tǒng)抗沖擊能力強，適應(yīng)鍋爐負荷變化頻繁及頻繁啟停對除塵脫硫設(shè)備的影響。 </p><p>　　(12) 在滿足上述條件下做到投資節(jié)省、運營管理費用低。 </p><p><b>　　6 結(jié)論 </b></p><p>　　燃煤除塵脫硫綜合治理是刻不容緩問題，科學(xué)技術(shù)的進步，專家和工程技術(shù)人員研制出不同的綜合治理方法，對具體企業(yè)應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟等多

20、方面研究，對不同的治理方法研究對比，得出最佳治理方案。XP-Ⅱ型煙氣除塵脫硫系統(tǒng)對北京一供熱廠煙氣治理表明：該工程系統(tǒng)治理效果良好，且具有運行穩(wěn)定可靠、操作維護簡便、運營成本低等諸多優(yōu)點，是一個值得推廣使用的好方案。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會脫硫脫硝委員會.我國脫硫脫硝行業(yè)2012年發(fā)展綜述[J

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