隨著我國經濟的不斷發展,各省市,各地區的各類工廠均如雨后春筍般拔地而起,越來越多的工廠環繞著我們。這些工廠為我們帶來經濟收入的同時,也為我們帶來了一個嚴重的問題,這就是環境污染的問題。而這其中尤為重要的便是大氣污染,空氣中的硫含量正在與日劇增。相對的,我國的煙氣脫硫技術也在迅速的進步著,本文就對幾種煙氣脫硫的技術以及其產物應用進行了討論,希望這些技術能夠得到更好的發展與創新。
煙氣是氣體和煙塵的混合物,是污染居民區大氣的主要原因。煙氣的成分很復雜,氣體中包括SO2、CO、CO2、碳氫化合物以及氮氧化合物等,煙塵包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高溫裂解產物等。因此煙氣對環境的污染是多種毒物的復合污染。煙塵對人體的危害性與顆粒的大小有關,對人體產生危害的多是直徑小于10微米的飄塵,尤其以1~2.5微米的飄塵危害性最大。煙塵對空氣的污染與氣象條件關系密切,風、大氣穩定度、湍流等與大氣污染狀況關系密切,此外光化學、生物化學對煙氣的污染亦有一定影響。
一、煙氣脫硫的方法
(一)干式煙氣脫硫工藝
該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80年代初,與常規的濕式洗滌工藝相比有以下優點:投資費用較低;脫硫產物呈干態,并和飛灰相混;無需裝設除霧器及再熱器;設備不易腐蝕,不易發生結垢及堵塞。其缺點是:吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝;用于高硫煤時經濟性差;飛灰與脫硫產物相混可能影響綜合利用;對干燥過程控制要求很高。
(二)噴霧干式煙氣脫硫工藝
噴霧干式煙氣脫硫(簡稱干法FGD),最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發的脫硫工藝,70年代中期得到發展,并在電力工業迅速推廣應用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧干燥塔中與煙氣接觸,石灰漿液與反應后生成一種干燥的固體反應物,最后連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進行了旋轉噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗,取得了一些經驗,為在200~300MW機組上采用旋轉噴霧干法煙氣脫硫優化參數的設計提供了依據。
(三)粉煤灰干式煙氣脫硫技術
日本從1985年起,研究利用粉煤灰作為脫硫劑的干式煙氣脫硫技術,到1988年底完成工業實用化試驗,1991年初投運了首臺粉煤灰干式脫硫設備,處理煙氣量644000Nm3/h。其特點:脫硫率高達60%以上,性能穩定,達到了一般濕式法脫硫性能水平;脫硫劑成本低;用水量少,無需排水處理和排煙再加熱,設備總費用比濕式法脫硫低1/4;煤灰脫硫劑可以復用;沒有漿料,維護容易,設備系統簡單可靠。
(四)濕法FGD工藝
世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機理大同小異,主要是使用石灰石(CaC3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑,在反應塔中對煙氣進行洗滌,從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史,經過不斷地改進和完善后,技術比較成熟,而且具有脫硫效率高(90%~98%),機組容量大,煤種適應性強,運行費用較低和副產品易回收等優點。據美國環保局(EPA)的統計資料,全美火電廠采用濕式脫硫裝置中,濕式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,兩法共占87%;雙堿法占4.1%,碳酸鈉法占3.1%。世界各國(如德國、日本等),在大型火電廠中,90%以上采用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。
石灰法&石灰石法:
其主要優點是能廣泛地進行商品化開發,且其吸收劑的資源豐富,成本低廉,廢渣既可拋棄,也可作為商品石膏回收。目前,石灰/石灰石法是世界上應用最多的一種FGD工藝,傳統的石灰/石灰石工藝有其潛在的缺陷,主要表現為設備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損。為了解決這些問題,各設備制造廠商采用了各種不同的方法,開發出第二代、第三代石灰/石灰石脫硫工藝系統。濕法FGD工藝較為成熟的還有:氫氧化鎂法、氫氧化鈉法、美國DavyMckee公司Wellman-LordFGD工藝、氨法等。
在濕法工藝中,煙氣的再熱問題直接影響整個FGD工藝的投資。因為經過濕法工藝脫硫后的煙氣一般溫度較低(45℃),大都在露點以下,若不經過再加熱而直接排入煙囪,則容易形成酸霧,腐蝕煙囪,也不利于煙氣的擴散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統。目前,應用較多的是技術上成熟的再生(回轉)式煙氣熱交換器(GGH),而GGH價格較貴,占整個FGD工藝投資的比例較高。前德國SHU公司開發出一種可省去GGH和煙囪的新工藝,它將整個FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內,利用電廠循環水余熱來加熱煙氣,運行情況良好,是一種十分有前途的方法。
二、煙氣脫硫產物應用
(一)注意產物穩定
在脫硫的過程中,一定要注意拉引量的穩定、燃料性能的穩定以及燃料的添加大的問題等,還要穩定住脫硫時煙氣的輸入量,保證整個脫硫過程的穩定,增加過程的效率,這樣做才能使煙氣經脫硫后所得到的產物狀態更加穩定。
(二)制作脫硫石膏
煙氣經過脫硫后的副產物可以通過加工制作出能被建筑業應用的脫硫石膏,其中包括建筑石膏,其是由二水脫硫石膏在不飽和水蒸汽中經130℃高溫脫水后,干燥制成的;高強石膏,它是由二水脫硫石膏在飽和水蒸汽中經過150℃高溫脫水后,干燥制成的;粉刷石膏,這種石膏是在常規石膏的起初上混合了30%到70%的脫硫石膏制成的;還有其它的建筑材料,諸如:衛生間、通風道內的瓷磚、建筑的內墻和棚頂以及保溫材料等。這些建筑材料在建筑工程施工過程中有著很大的作用,也可有效節約成本。
(三)用于農業領域
經過脫硫后所得到的副產物還可以運用到農業領域,可以被制成化肥,也可以改善土質。在我國農業中,對于氮肥的施用存在著嚴重過度現象,導致了植物對硫元素的吸收不夠,而經過脫硫處理后得到的副產物中含有大量的以硫酸銨和硫酸鈣形式存在的硫元素,這些硫元素不但可以為作物施加硫肥,使作物的營養比例均衡,而且在施用硫肥的過程中國也使得土壤的酸堿度發生了變化,尤其有利于我國北方的黑土地這種堿性過高的土質。
三、結論
對煙氣進行脫硫工作不但可以改善我國現有的空氣質量,而且還可以對脫硫后產生的副產物進行回收再利用,節約了國家的資源,減小了相關產業的成本,提高了環保工作的效率。它是一種值得在中國推廣應用的好方法。
Powered by MetInfo www.mituo.cn