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(shí)例介紹并分析除塵脫硫脫硝工藝的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。 </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(hào)： TG234.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　目前我國(guó)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(lái)自于燃煤[1,2]。因此我國(guó)的大氣污染以煤煙型污染為主。我國(guó)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(shí)供熱廠還會(huì)產(chǎn)生一定量的污染環(huán)境的廢水[3]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和環(huán)保力度的加強(qiáng)，企業(yè)逐漸認(rèn)識(shí)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(yíng)、生產(chǎn)、管理期間必須要重點(diǎn)考慮的問(wèn)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(duì)于企業(yè)具體燃煤除塵脫硫綜合治理問(wèn)題，應(yīng)因地制宜針對(duì)企業(yè)的實(shí)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?cè)谶M(jìn)行一供熱廠煙氣除塵脫硫工程設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)考察調(diào)研，不同治理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比，篩選設(shè)計(jì)了干濕兩級(jí)脫硫除塵工藝，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定治理目標(biāo)，獲得良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(duì)新建的3臺(tái)58MW燃煤鍋爐100%煙氣進(jìn)行治理，由于北京地區(qū)的工業(yè)廢氣排放比國(guó)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(duì)高濃度的煙塵有較好的適應(yīng)性，可處理的煙塵濃度達(dá)100

5、0g／m3以上，其除塵效率可達(dá)99.99％[10]?？紤]到場(chǎng)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(jìn)行第一級(jí)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(lái)源及價(jià)格等因素影響，常常應(yīng)用在區(qū)域性較強(qiáng)、煙量相對(duì)較小或工藝要求簡(jiǎn)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(jiǎn)單，不易結(jié)垢等優(yōu)勢(shì)，近些年來(lái)我國(guó)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(duì)鈣法、鎂法和雙堿法脫硫工藝進(jìn)行了技術(shù)與經(jīng)濟(jì)評(píng)估。 </p>

7、<p>　　3 三種煙氣濕法脫硫主要特點(diǎn) </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(diǎn)：(1)技術(shù)最成熟，運(yùn)行穩(wěn)定，應(yīng)用最多，技術(shù)可靠性好。(2)運(yùn)行費(fèi)用低。石灰資源豐富，價(jià)格便宜，目前市場(chǎng)售價(jià)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(jiǎn)單且運(yùn)行穩(wěn)定。(4)脫硫效率達(dá)95~98%。(5)對(duì)煤種變化、負(fù)荷變化的適

8、應(yīng)性強(qiáng)。(6)產(chǎn)物為石膏，易于過(guò)濾，是所用脫硫產(chǎn)物中最易處理的。 </p><p>　　主要缺點(diǎn)是：液氣比相對(duì)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(diǎn)是：(1)技術(shù)相對(duì)成熟。我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績(jī)。(2)我國(guó)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(qiáng)，反應(yīng)速度快，脫硫效率達(dá)95~98%。(4)對(duì)煤種變化、負(fù)荷變化、脫硫率變化等的適應(yīng)性強(qiáng)。(5)硫酸鎂的溶解度較高，不易結(jié)垢，工藝運(yùn)行的安全性和可靠性也得到了一定提高。 </p><p>　　主要缺點(diǎn)是：(1)85%輕燒氧化鎂市場(chǎng)價(jià)格比石灰價(jià)格高。(2)氧化鎂相對(duì)難溶，漿液制備系統(tǒng)需消化(制漿)、供漿兩步進(jìn)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(lái)源有一定的限制。(4)產(chǎn)

10、物亞硫酸鎂過(guò)濾難度較大，含水率較高。若生成硫酸鎂產(chǎn)物，則很難過(guò)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(bǔ)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(diǎn)是：(1)鈉鹽活性強(qiáng)，反應(yīng)速度快，脫硫效率達(dá)95~98%。(2)液氣比相對(duì)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(diǎn)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(shí)際應(yīng)用中部分參數(shù)很難控制，造成運(yùn)行穩(wěn)定性較差。(2)實(shí)際運(yùn)行中脫硫系統(tǒng)結(jié)垢情況比較普遍的。(3)運(yùn)行費(fèi)用高。 </p><p>　　4 三種煙氣濕法脫硫系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 </p><p>　　三種煙氣濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)性能對(duì)比如表1所示。假設(shè)燃煤含硫量為0.5%，年運(yùn)行3600小時(shí)，脫硫率

12、97%，電費(fèi)0.55元/度，水費(fèi)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(fèi)0.55元/度，水費(fèi)4.0元/方。以1臺(tái)58MW鍋爐計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用，并扣除1公斤SO2的費(fèi)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(duì)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(yùn)行效益對(duì)比表 </p><p>　　5 XP-Ⅱ除塵脫硫系統(tǒng) </p><p>　　該工藝系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用經(jīng)歷了北京新標(biāo)準(zhǔn)的考驗(yàn)，最長(zhǎng)的運(yùn)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(duì)新建3臺(tái)58MW燃煤鍋爐100%煙氣進(jìn)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(jí)脫硫除塵工藝，第一級(jí)采用布袋除塵器進(jìn)行干式除塵，第二級(jí)采用改進(jìn)的石灰-石膏法進(jìn)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(jìn)入公用系統(tǒng)的副產(chǎn)品處理及儲(chǔ)存系統(tǒng)(即石膏后處理工藝系統(tǒng))處理。

15、 </p><p>　　該工程實(shí)地運(yùn)行結(jié)果除塵效率99.9%，脫硫效率98%。表3為國(guó)標(biāo)，地標(biāo)及該供熱廠經(jīng)過(guò)本脫硫除塵后實(shí)測(cè)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(yùn)行證明，該系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)： </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(jìn)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(dá)標(biāo)運(yùn)行。 </p><p>　　(2) 引風(fēng)機(jī)位于脫硫塔前，可避免脫硫后煙氣帶水量過(guò)大對(duì)引風(fēng)機(jī)的損害。 </p><p>　　(3) 采用廉價(jià)、易得的石灰做脫硫劑，降低脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本。 </p><p>　　(4) 石灰乳制備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)地定量地給料、制漿

17、、供漿，且確保系統(tǒng)無(wú)揚(yáng)塵等二次污染。 </p><p>　　(5) 脫硫產(chǎn)物濃縮后進(jìn)入壓濾機(jī)，以固態(tài)形式脫離脫硫系統(tǒng)，無(wú)二次污染。 </p><p>　　(6) 采用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)pH值等關(guān)鍵參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控，具備自動(dòng)與手動(dòng)兩種控制功能，為兩地控制，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、實(shí)用，可靠的手/自動(dòng)控制和操作。 </p><p>　　(7) 保證系統(tǒng)不結(jié)垢、不堵塞，操作簡(jiǎn)單、維

18、護(hù)方便。 </p><p>　　(8) 脫硫系統(tǒng)按最大煙氣量、最大SO2濃度進(jìn)行校核。 </p><p>　　(9) 合理布局，節(jié)省占地面積，且設(shè)計(jì)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(jì)遵循“技術(shù)先進(jìn)可靠，使用經(jīng)濟(jì)，運(yùn)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(qiáng)，適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化頻繁及頻繁啟停對(duì)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(yùn)營(yíng)管理費(fèi)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(wèn)題，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，專家和工程技術(shù)人員研制出不同的綜合治理方法，對(duì)具體企業(yè)應(yīng)做技術(shù)經(jīng)濟(jì)等多

20、方面研究，對(duì)不同的治理方法研究對(duì)比，得出最佳治理方案。XP-Ⅱ型煙氣除塵脫硫系統(tǒng)對(duì)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(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)便、運(yùn)營(yíng)成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)值得推廣使用的好方案。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 中國(guó)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì).我國(guó)脫硫脫硝行業(yè)2012年發(fā)展綜述[J

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