我國的燃煤工業(yè)鍋爐,主要分為蒸發(fā)量≥1t/h生產(chǎn)、采暖鍋爐;量大面廣的茶浴爐、公福灶及千家萬戶的炊事灶;工業(yè)生產(chǎn)窯爐。
我國的燃煤工業(yè)鍋爐,主要分為蒸發(fā)量≥1t/h生產(chǎn)、采暖鍋爐;量大面廣的茶浴爐、公福灶及千家萬戶的炊事灶;工業(yè)生產(chǎn)窯爐。
1、≥1t/h的生產(chǎn)、采暖鍋爐這部分鍋爐一般為機(jī)械燃燒方式,燃燒,尾部安裝除塵設(shè)備。在運(yùn)行管理好的情況下,能達(dá)到O鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。其中1~<10t/h的燃煤鍋爐,多采用多管旋風(fēng)除塵器,除塵效率一般在90%~95%,對細(xì)微粉塵的分級效率dc50在5μm左右;≥10t/h的燃煤鍋爐,多采用麻石文丘里水膜除塵器,除塵效率一般在95%以上,對細(xì)微粉塵的分級效率dc50在3μm左右。
2、茶浴爐、公福灶、炊事民用小煤爐這些爐灶量大面廣,又是低煙囪排放,鍋爐燃燒效率低。近幾年來,這些小爐灶,在大城市采用改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)及改燒型煤,減少了污染物的排放。但是在中小城鎮(zhèn),特別是農(nóng)村,民用采暖、炊事仍直接燃用原煤,污染物排放。
3、工業(yè)用爐窯主要用于加熱,鍛造、烘干、型砂,多為手燒爐,因此在加煤、捅火階段,黑煙滾滾。近幾年雖然在能源結(jié)構(gòu)改造方面做了大量工作,但在許多地區(qū),這部分爐窯的排煙濃度大,林格曼黑度在二級以上,仍急待窯爐污染治理設(shè)備。
眾所周知,SO2對人體健康,植物,紡織品,建筑材料,歷史古跡等都具有嚴(yán)重的危害性,還能造成“酸雨”現(xiàn)象,使環(huán)境酸化,破壞生態(tài)環(huán)境。我國SO2主要來源是燃煤,中國是O上O大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國,煤炭占一次能源消費(fèi)總量的75%。據(jù)O環(huán)境監(jiān)測部門的統(tǒng)計(jì),1990年排放SO2約1622萬噸,1995年排放SO2約為2370萬噸,1998年排放SO2約2091萬噸,近年來,隨著O對SO2污染控制的重視,排放量雖有所下降,但我國仍是OSO2排放量的主要大國。SO2主要來源是燃煤,占總排放量的90%左右,而且這里面大部分是來自工業(yè)燃煤。采取適當(dāng)?shù)拿摿蚍椒▽鉀Q我國工業(yè)脫硫問題和“兩控區(qū)”建設(shè)至關(guān)重要。
二氧化硫的控制技術(shù)基本上可以分為三類:燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后脫硫即煙氣脫硫,目前煙氣脫硫被認(rèn)為是控制SO2排放的O行之的途徑。
國內(nèi)煙氣脫硫除塵產(chǎn)業(yè)有待大跨步提高
面對當(dāng)前二氧化硫排放量的增加,煙氣脫硫除塵成為是當(dāng)前環(huán)境污染治理的工作。客觀而言,近年來我國煙氣脫硫除塵產(chǎn)業(yè)化取得了重大進(jìn)展,呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):
首先,我國脫硫除塵設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)90%以上,石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝中的關(guān)鍵設(shè)備O已具備和生產(chǎn)加工能力,是擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硫主流工藝技術(shù)。其次,各種煙氣脫硫技術(shù)在我國了發(fā)展,石灰石-石膏濕法脫硫、海水脫硫法、脫硫除塵一體化、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫除塵、電子束法等多種煙氣脫硫工藝技術(shù)在我國實(shí)際應(yīng)用。其中,石灰石—石膏濕法煙氣脫硫除塵技術(shù)是我國的主流工藝技術(shù)。再次,煙氣脫硫除塵工程總承包能力已基本能夠滿足O火電廠煙氣脫硫工程建設(shè)的需要;且由于煙氣脫硫設(shè)備國產(chǎn)化率大幅度提高、市場競爭等因素,我國煙氣脫硫工程的造價大幅度降低。
脫硫除塵、污泥焚燒、污水處理、煙氣脫硫除塵等環(huán)保工藝在O近幾年的悄然興起是有客觀原因的,與我國重工業(yè)的發(fā)展密不可分。煤的燃燒和利用引發(fā)的資源和環(huán)境問題,已成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的一個重要影響因素。鑒于煙塵和二氧化硫?yàn)橹饕廴疚锏拿簾熜臀廴臼俏覈髿馕廴痉乐蔚闹匾獌?nèi)容,因此,脫硫除塵技術(shù)的顯得重要。
我國的脫硫除塵產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,脫硫設(shè)備和脫硫廠家不斷增多,脫硫工藝和脫硫技術(shù)也隨著不斷進(jìn)步,目前O的脫硫工程在不斷完善,O的除塵技術(shù)主要有袋式除塵、機(jī)械式除塵和電除塵等三種;脫硫技術(shù)主要有濕法脫硫、干法脫硫和半干法脫硫。在脫硫工藝的實(shí)際應(yīng)用上,O除塵主要以袋式除塵器和靜電除塵器為主;脫硫工藝主要以濕法脫硫?yàn)槎唷?/div>
但是我們還應(yīng)該清醒的看到,雖然脫硫除塵、污泥焚燒、污水處理、煙氣脫硫除塵器等環(huán)保工程項(xiàng)目在我國獲得不斷發(fā)展,但是發(fā)展速度還不是很快,脫硫除塵產(chǎn)業(yè)還有很大的市場發(fā)展?jié)摿?,此外,我國環(huán)境污染的現(xiàn)狀也不容樂觀,客觀上也要求脫硫除塵產(chǎn)業(yè)大踏步前進(jìn),為我國的環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
燒結(jié)機(jī)煙氣脫硫技術(shù)的動態(tài)與進(jìn)展
鋼鐵企業(yè)二氧化硫的排放主要是燒結(jié)機(jī)頭廢氣,約占鋼鐵企業(yè)二氧化硫總排放量的四分之三。我國到目前為止還沒有成熟的燒結(jié)脫硫技術(shù),企業(yè)在建設(shè)燒結(jié)機(jī)時就沒預(yù)留位置,二氧化硫尾氣直接排放,造成嚴(yán)重污染。我國多數(shù)鋼鐵企業(yè)的二氧化硫排放量只能達(dá)到2kg/t鋼的水平,遠(yuǎn)低于Olkg/t鋼的標(biāo)準(zhǔn)。因此,組織有關(guān)企業(yè)進(jìn)行煙氣脫硫技術(shù)攻關(guān)迫在眉睫。
在現(xiàn)有的較為成熟的煙氣脫硫技術(shù)中,石灰石-石膏法和其他各類濕法洗滌系統(tǒng)占脫硫設(shè)備的83%;噴霧干燥法占10%;可及聯(lián)合脫硫脫硝法占4%;吸收劑噴射法占3%。
隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng),環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。為了降低投資及成本,提高脫硫效率,近年來各國投入了大量人力、物力,經(jīng)濟(jì)、O的實(shí)用脫硫新工藝,比較有代表性的新型脫硫除塵器技術(shù)主要有以下幾種:
(1)煙氣脫硫法
這種方法是日本千代田化工建設(shè)公司的O技術(shù)。核心是射流沸騰反應(yīng)器,煙氣以沸騰狀通過漿液,發(fā)生反應(yīng),省略了再循環(huán)泵、霧化噴嘴、氧化槽和濃縮裝置,其投資比石灰石-石膏系統(tǒng)低50%~75%。
(2)脈沖電暈等離子體法
這種方法是靠脈沖高壓電源在普通反應(yīng)器中形成等離子體,產(chǎn)生電子。它可以省去昂貴的電子束加速器,同時具有工藝設(shè)備簡單、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。目前已建成14000m3/h的試驗(yàn)裝置,能耗12~15kWh/m3。(3)燒結(jié)機(jī)頭脫硫技術(shù)
日本新日鐵公司于1987年在名古鋼廠的3號燒結(jié)機(jī)中設(shè)置了一套選用活性炭吸附的燒結(jié)煙氣脫硫、脫硝設(shè)備(煙氣量:90萬m3/h),建設(shè)投資約為55億日元(折合人民幣4.2億元),年運(yùn)行費(fèi)用10億日元(折合人民幣7700萬元)。經(jīng)過的運(yùn)行,發(fā)現(xiàn)該裝置不僅可以同時實(shí)現(xiàn)較高的脫硫率()和脫硝率(40%),而且具有很好的除塵效果。此外,還發(fā)現(xiàn)使用廉價的活性焦炭,也完夠達(dá)到要求的效果?,F(xiàn)在名古屋鋼鐵廠的1號、2號燒結(jié)機(jī)也已安裝該處理裝置(煙氣量:130萬m3/h)。
活性炭吸附脫硫、脫硝原理是:燒結(jié)含硫煙氣通過除塵器除塵后經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)和升壓鼓風(fēng)機(jī)送入移動層吸收塔,并在吸收塔入口處添加脫硝所需的氨。吸附了硫酸和銨鹽的活性炭送入脫離塔,經(jīng)加熱至400℃左右即可解吸出二氧化硫,送往派生品回收裝置,可利用它生產(chǎn)硫磺或濃硫酸;后的活性炭經(jīng)冷卻篩去雜質(zhì)后送回吸收塔進(jìn)行循環(huán)使用。
值得指出的是,目前我國冶金企業(yè)進(jìn)行燒結(jié)煙氣脫硫,在學(xué)習(xí)O上的燒結(jié)煙氣脫硫的基礎(chǔ)上,新的燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)正在實(shí)踐階段。
采用循環(huán)流化床技術(shù)對鞍鋼燒結(jié)機(jī)機(jī)頭廢氣(5000m3/h)進(jìn)行了煙氣脫硫工業(yè)性試驗(yàn)。由燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱引出的煙氣(SO2濃度范圍為300~500mg/m3),經(jīng)預(yù)除塵器和加壓風(fēng)機(jī),以速度經(jīng)過氣流分布板進(jìn)入流化床,使床內(nèi)吸收劑顆粒(CaO)處于流化狀態(tài),床內(nèi)兩相流噴嘴不斷噴出50~80mm液滴,使吸收劑表面濕潤,表面潤濕的吸收劑與煙氣中SO2化學(xué)反應(yīng)而達(dá)到脫硫目的。吸收劑粒子在流態(tài)化磨損過程中,表層得以不斷更新、脫落的表層粒子隨凈化煙氣離開流化床,經(jīng)氣固分離器分離收集重返流化床循環(huán)使用。
工業(yè)性試驗(yàn)結(jié)果表明,流化床內(nèi)氣體含濕量(床內(nèi)噴液量)、床重、床速是影響脫硫效率和裝置壓力損失的主要因素。隨床內(nèi)氣體含濕量增大、床重增加、床速降低硫效率提高。裝置壓力損失隨床重增加、床速提高而增大。當(dāng)床重為270kg/m2,床速為2.98m/s,床內(nèi)氣體含濕量為24.7g/Nm3條件下,煙氣脫硫效率>85%,床層壓力損失約2000Pa。