1、某供热厂除尘脱硫技术摘要：以 3X58MW 燃煤锅炉房为实例介绍并分析除尘脱硫脱硝工艺的特点及优势。 关键词：布袋除尘器烟气湿法脱湿式钙法脱硫 中图分类号： TG234.6 文献标识码： A 目前我国二氧化硫排放量的 90%、氮氧化物排放量的 67%、烟尘排放量的 70%和人为源大气汞排放量的 40%都来自于燃煤1,2。因此我国的大气污染以煤烟型污染为主。我国大部分供热厂还采用燃煤锅炉供热系统，产生大量有害的烟尘和烟气，同时供热厂还会产生一定量的污染环境的废水3。随着社会经济的快速发展和环保力度的加强，企业逐渐认识到锅炉燃烧引起的环境空气污染的严重性，如何采用烟气除尘脱硫技术控制锅炉燃烧产生的
2、污染是企业经营、生产、管理期间必须要重点考虑的问题4,5。烟气除尘脱硫设备很多，也不乏除尘脱硫一体化装置6-8，显然对于企业具体燃煤除尘脱硫综合治理问题，应因地制宜针对企业的实际情况选取最合适的措施，以尽可能小的投入，得到最佳效果。我们在进行一供热厂烟气除尘脱硫工程设计时，通过实地现场考察调研，不同治理方案技术经济对比，筛选设计了干湿两级脱硫除尘工艺，实现了预定治理目标，获得良好的经济社会效益。 1 除尘方法选择 该供热厂位于北京地区，工程要求对新建的 3 台 58MW 燃煤锅炉 100%烟气进行治理，由于北京地区的工业废气排放比国家标准更严格，其中北京地标的 SO2 排放浓度为小于 20 m
3、g/Nm3，烟尘浓度小于 10 mg/Nm3。通常工业废气除尘方法可概括为两类，一是干法除尘，二是湿法除尘。干法主要包括旋风除尘、静电除尘和袋式除尘9。其中袋式除尘可高效净化烟尘，对高浓度的烟尘有较好的适应性，可处理的烟尘浓度达1000gm3 以上，其除尘效率可达 99.9910。考虑到场地、设备投资以及湿法除尘后续处理等因素，选择用布袋除尘器进行第一级干式除尘。2 湿法脱硫的选择 脱硫选择然烧后烟气湿法脱硫技术，湿法烟气脱硫技术根据吸收剂种类的不同，可分为：石灰(石)-石膏法(使用最多)、双碱法、氧化镁法、氨法、海水法、钠碱法等6。由于海水法、双碱法、氨法、钠碱法等受到地理位置、脱硫副产品处
4、理、脱硫剂来源及价格等因素影响，常常应用在区域性较强、烟量相对较小或工艺要求简单的脱硫工程中。石灰(石)-石膏法则因其成熟的工艺技术，在工业锅炉和大型电厂的脱硫工程中得到广泛应用。而镁法脱硫技术，由于具有系统简单，不易结垢等优势，近些年来我国临近镁矿产地的地区(山东、东北、天津、北京等地区)也得到一些应用。我们根据该供热厂的具体情况，对钙法、镁法和双碱法脱硫工艺进行了技术与经济评估。 3 三种烟气湿法脱硫主要特点 3.1 湿式钙法脱硫 湿式钙法脱硫工艺系统的主要优点：(1)技术最成熟，运行稳定，应用最多，技术可靠性好。(2)运行费用低。石灰资源丰富，价格便宜，目前市场售价约为 240 元/吨左
5、右。(3)石灰较易溶解，石灰乳制备系统较为简单且运行稳定。(4)脱硫效率达 9598%。(5)对煤种变化、负荷变化的适应性强。(6)产物为石膏，易于过滤，是所用脱硫产物中最易处理的。主要缺点是：液气比相对较高，为 35.5L/m3，循环水量较大，耗电量较高。 3.2 湿式镁法脱硫 湿式镁法脱硫的主要优点是：(1)技术相对成熟。我国部分地区已经有了应用的业绩。(2)我国镁资源丰富，但主要分布在辽宁、山东等省。(3)氧化镁化学反应活性强，反应速度快，脱硫效率达 9598%。(4)对煤种变化、负荷变化、脱硫率变化等的适应性强。(5)硫酸镁的溶解度较高，不易结垢，工艺运行的安全性和可靠性也得到了一定提
6、高。 主要缺点是：(1)85%轻烧氧化镁市场价格比石灰价格高。(2)氧化镁相对难溶，浆液制备系统需消化(制浆)、供浆两步进行，系统较为复杂。(3)氧化镁产地主要分布于辽东半岛和山东半岛，来源有一定的限制。(4)产物亚硫酸镁过滤难度较大，含水率较高。若生成硫酸镁产物，则很难过滤，只有形成硫酸镁溶液外排，导致脱硫系统外排污水量大，相应补水量也大，还存在二次污染。 3.3 钠钙双碱法脱硫 钠钙双碱脱硫主要优点是：(1)钠盐活性强，反应速度快，脱硫效率达 9598%。(2)液气比相对较低。(3)理论上，参与脱硫的为钠盐，溶解度大不易结垢。 主要缺点是：(1)双碱法工艺流程较为复杂，需控制的关键参数较多
7、，较严格，实际应用中部分参数很难控制，造成运行稳定性较差。(2)实际运行中脱硫系统结垢情况比较普遍的。(3)运行费用高。 4 三种烟气湿法脱硫系统的技术经济分析 三种烟气湿法脱硫系统运行的技术性能对比如表 1 所示。假设燃煤含硫量为 0.5%，年运行 3600 小时，脱硫率 97%，电费 0.55 元/度，水费4.0 元/m3，石灰(纯度约 75%)240 元/吨，轻烧氧化镁(纯度约 85%)550 元/吨，火碱 4000 元/吨，电费 0.55 元/度，水费 4.0 元/方。以 1 台 58MW锅炉计算年运行费用，并扣除 1 公斤 SO2 的费用结果如表 2 所示。 表 1 三种烟气湿法脱硫
8、系统技术性能对比表 名称 石灰-石膏法 氧化镁法 钠钙双碱法 表 2 三种烟气湿法脱硫系统运行效益对比表 5 XP-除尘脱硫系统 该工艺系统实际运用经历了北京新标准的考验，最长的运行已有 3年以上。图 1 是 XP-除尘脱硫技术用于北京某供热厂对新建 3 台 58MW燃煤锅炉 100%烟气进行治理的工艺流程。 XP-型烟气除尘脱硫工程采用干湿两级脱硫除尘工艺，第一级采用布袋除尘器进行干式除尘，第二级采用改进的石灰-石膏法进行湿式脱硫。该工程包括布袋除尘系统、吸收剂制备及供应系统、二氧化硫吸收系统、副产品处置系统、废水处理系统、其它配套系统。公用系统制备的生石灰浆液供入脱硫塔外脱硫循环池内之后经
9、由循环泵送入脱硫塔，浆液在塔内与烟气反应，吸收烟气中的二氧化硫、洗涤粉尘，净化后的烟气排放到大气中。脱硫塔排出浆液进入公用系统的副产品处理及储存系统(即石膏后处理工艺系统)处理。 该工程实地运行结果除尘效率 99.9%，脱硫效率 98%。表 3 为国标，地标及该供热厂经过本脱硫除尘后实测的 SO2 及烟尘排放浓度。 XP-型烟气除尘脱硫工程经运行证明，该系统具有诸多优点： (1) 除尘系统采用高效布袋除尘器，脱硫系统采用成熟、效率高的湿式石灰-石膏法工艺，利用先进的 XP-型高效流化脱硫除尘部件，确保系统除尘效率 99.9%，脱硫效率 98%，保证脱硫系统连续、稳定、达标运行。 (2) 引风机
10、位于脱硫塔前，可避免脱硫后烟气带水量过大对引风机的损害。 (3) 采用廉价、易得的石灰做脱硫剂，降低脱硫系统的运行成本。 (4) 石灰乳制备实现自动化，降低工人劳动强度，实现自动地定量地给料、制浆、供浆，且确保系统无扬尘等二次污染。 (5) 脱硫产物浓缩后进入压滤机，以固态形式脱离脱硫系统，无二次污染。 (6) 采用 PLC 自动控制系统，对 pH 值等关键参数实现自动调控，具备自动与手动两种控制功能，为两地控制，实现简单、实用，可靠的手/自动控制和操作。 (7) 保证系统不结垢、不堵塞，操作简单、维护方便。 (8) 脱硫系统按最大烟气量、最大 SO2 浓度进行校核。 (9) 合理布局，节省占
11、地面积，且设计留有余地，以适应今后不断提高的环保要求。 (10) 设计遵循“技术先进可靠，使用经济，运行稳定、安全可靠”的原则。 (11) 工艺布置合理、操作稳定可靠，系统抗冲击能力强，适应锅炉负荷变化频繁及频繁启停对除尘脱硫设备的影响。 (12) 在满足上述条件下做到投资节省、运营管理费用低。 6 结论 燃煤除尘脱硫综合治理是刻不容缓问题，科学技术的进步，专家和工程技术人员研制出不同的综合治理方法，对具体企业应做技术经济等多方面研究，对不同的治理方法研究对比，得出最佳治理方案。XP-型烟气除尘脱硫系统对北京一供热厂烟气治理表明：该工程系统治理效果良好，且具有运行稳定可靠、操作维护简便、运营成
12、本低等诸多优点，是一个值得推广使用的好方案。 参考文献 1 中国环境保护产业协会脱硫脱硝委员会.我国脱硫脱硝行业 2012年发展综述J. 中国环保产业，2013，(7):8-20 2 孙建华，赵可心，张兆勇. 燃煤电厂的除尘、脱硫、脱硝技术J.中国石油和化工标准与质量，2012， （3）:37 3 杜艳莉.供热厂环境污染与防治J.资源节约与环保，2013，(7):148 4 陈韦兵.锅炉烟气除尘脱硫技术的应用J.自动化与仪器仪表，2012，(2):114-119 5 陈丽，程延峰，张富茂.锅炉烟气除尘脱硫综合治理措施及成效J.山东化工，2011，40(7):81-83 6 韩恒超，刘伟军，曹伟武. 燃煤烟气联合脱硫脱氮除尘技术研究进展J.上海环境科学， 2011，30(5):224-230 7 吕守明. 燃煤锅炉湿式脱硫除尘一体化设备的综合分析J.中国环保产业，2008，(2):28-31 8 张光斌; 肖立川; 吕宏伟.整体煤气化联合循环系统两种脱硫除尘方法的比较J.化工机械，2010，37(6):693-701 9 吕强三; 张俊杰; 李红霞.工业废气除尘脱硫技术的进展J.河北理工大学学报(自然科学版)，2010，31(1):106-108 10 金小峰，王恩禄，王长普.各种除尘技术性能比较及袋式除尘器在我国的应用前景J锅炉技术，2007，38(1):8-12
