《电厂烟气脱硫装置的技术发展》
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摘 要：近年来,酸雨天气频现,环境污染问题愈发严峻,燃煤发电厂排放的烟气含有的SO2是形成酸雨等灾害天气的主要因素.目前电力工业持续、稳定发展,而电力行业是用煤大户,煤的燃烧会产生二氧化硫气体,对环境造成污染.鉴于此,在介绍常见烟气脱硫装置技术种类的基础上,对石灰石湿法烟气脱硫的技术原理进行了分析.
关键词：烟气脱硫装置;吸收塔;喷淋;石灰石浆液
0引言
石灰石—石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,目前燃煤火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺.该方法具有燃料适用范围广、脱硫效率高、吸收剂利用率高、副产品石膏纯度高等优点.为了保证达到最佳的脱硫效果,本文通过对燃煤火电厂湿法烟气脱硫系统运行的研究,针对影响脱硫效率的主要因素进行了分析,强调了在系统运行中如何确定好各项主要影响因素的范围,进而提高脱硫系统运行的稳定性.
1常见烟气脱硫装置的技术种类
烟气脱硫装置是在燃煤机组煤粉燃烧后对尾气进行净化的装置,按照脱硫方式和产物的处理形式,将脱硫分为干法、半干法和湿法三类.常见的烟气脱硫方法有海水脱硫、石灰石湿法脱硫、喷雾干燥烟气脱硫等,目前应用最广、技术最成熟的脱硫工艺是石灰石湿法脱硫.喷雾干燥烟气脱硫技术是利用喷雾干燥原理,在吸收剂喷入吸收塔以后,一方面与烟气中的二氧化硫发生化学反应,产生固体灰渣;另一方面烟气将余热传递给吸收剂使之不断干燥,在塔内发生脱硫反应后形成的废渣为固体粉尘状态.海水烟气脱硫是利用海水的天然碱性,吸收烟气中二氧化硫的一种脱硫工艺.海水吸收烟气中气态二氧化硫生成亚硫酸,经氧化后生成硫酸,最终生成硫酸盐.石灰石湿法脱硫装置是采用石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫,生成亚硫酸钙,亚硫酸钙经过氧化生成硫酸钙.由于硫酸钙的溶解度小,最后从溶液中析出石膏.
2烟气脱硫工艺概述
大多数的发电企业都在设备中建设起了烟气脱硫处理工艺,并将其作为核心内容.作为世界公认的商业化脱硫方法,烟气脱硫技术是控制二氧化硫污染和酸雨形成的重要方式之一,也是保护环境的重要措施.从目前的技术应用来看,主要是通过吸收的方法来除去烟气中含有的二氧化硫,并将吸收的二氧化硫转变为稳定的化合物,从而达到控制排放量的目的.下面依次介绍目前主要的烟气脱硫工艺：（1）干法脱硫技术.所谓的干法脱硫技术,就是在一种干燥的状态下来吸收二氧化硫.这种方法无污水排放、对设备的腐蚀程度较低、在进行烟气处理时,温度变化较小.但是脱硫程度较低、反应时间长、所需设备太大,因此,在应用中存在一些问题.（2）湿法脱硫技术.所谓的湿法脱硫技术,指的是一些具有吸收二氧化硫的溶液,在湿润状态下吸收二氧化硫,此种方法对二氧化硫的吸收量大、反应周期短,但又存在着设备腐蚀性较强,维护成本较高,并且有废水排放等问题.（3）半干法脱硫技术.所谓的半干法脱硫技术,是处于干法和湿法脱硫之间的一种特殊的技术,是脱硫剂在湿润状态下吸收二氧化硫,干燥状态下又回到脱硫剂的一种处理工艺.这种方法的优点是脱硫程度高、反应周期短,而且在脱硫过程中温度变化较小,不会产生污水.
3新型处理方法
3.1多功能脱硫塔全方位保證高脱硫效率
（1）采用多功能综合型脱硫塔,将浓缩、脱硫塔采用独特的“多级脱硫净化设计”,确保总脱硫效率达96%以上.“多级脱硫净化设计”即烟气在脱硫塔内逐级脱硫,每级脱硫均采用多层喷淋设计（保证喷淋覆盖率达200%）,循环脱硫液经高效喷嘴雾化,在高度叠加的喷淋区对烟气中的SO2等酸性气进行吸收.（2）脱硫塔内环境“逐级”控制.脱硫塔内循环脱硫液的密度逐级降低,逐级脱硫,以保证较高的脱硫效率,并最终清洗掉残余的SO2、NH3、亚硫酸铵气溶胶,减少雾沫夹带现象,尽可能避免氨逃逸.（3）脱硫塔内设置独特的喷淋设施.设计中,加大了脱硫塔内循环脱硫液的喷淋密度,而非单纯地增大循环量和液气比,避免循环泵选型过大造成电耗过高;保证塔内喷淋层喷淋覆盖率达200%,使烟气在脱硫塔内与脱硫液充分接触（无死角）,保证SO2能与脱硫循环液完全接触并反应.
3.2生物处理法
生物处理法是一种高效、低成本和环境友好型的水处理方法.与常规污水不同,尽管脱硫废水中的COD不高,但形成COD的污染物不是有机物,而是还原态的无机物.因此,脱硫废水的可生化性差,使得脱硫废水COD去除成为废水零排放的难题.目前,脱硫废水生物处理方法大部分处于理论研究阶段,主要方法有以下几种：1）活性污泥法.以活性污泥为主体的污水生物处理方法,利用污水中的微生物对污染物进行降解和去除,通过在污水中设置曝气装置,使得污水中溶解氧保持一定浓度,并使微生物悬浮于水中,经过微生物降解和二沉池沉淀对污水进行处理.2）厌氧处理法.尽管高盐脱硫废水对厌氧生物存在抑制作用,但是可以通过驯化或者利用拮抗作用减弱盐的毒害,因此厌氧处理法仍然可以用于处理高盐废水.3）人工湿地法.利用湿地中植物、土壤、微生物等介质,通过物理、化学和生物作用对废水进行处理和净化.人工湿地法是一种很有前景的脱硫废水处理措施,可以有效去除脱硫废水中Hg、Se和As等金属,主要通过转化污染物的化学形态进而降低污染物的移动性和生物可利用性.植物修复和植物萃取是人工湿地法去除污染物的重要途径：植物修复是一种利用各种植物及其相关微生物群落去除土壤和水中污染物的处理技术;植物萃取是利用植物的根从土壤和水中吸收污染物,进而将污染物转移和集中到植物的芽或叶等可收割部分的过程.人工湿地法的优点是流程简单,维护费用低,出水水质较好;缺点是占地面积大,对周围环境影响很难估量.
3.3脱硫废水处理系统
最常用的脱硫废水的处理方法为氢氧化物沉淀法,氢氧化物沉淀法中最常用的沉淀药品为石灰和氢氧化钠.废水首先通过中和箱与溶液中OH-发生中和反应,使废水中大部分重金属以氢氧化物的形式沉淀出来,然后加入助凝剂使沉淀颗粒长大进一步沉降,在澄清器中澄清水溢流到氧化箱,最后到清水箱回收,澄清器底部污泥被输送到压滤机,脱水后运至灰场.脱硫废水处理系统中的废水引自真空皮带脱水机滤饼冲洗水前气液分离器,废水处理后达到《火电厂石灰石—石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T997—2006）标准.一套完整的脱硫废水处理系统应包括废水缓冲箱、中和箱、沉降箱、絮凝箱、澄清器、氧化箱、清水箱及其附属输送泵,还有加药系统、污泥脱水装置.脱硫废水系统所采用的管道材质为钢衬胶,加药管道可采用UPVC管道,室外采用PP材质管道.
4结语
总之,石灰石湿法脱硫具有吸收剂来源丰富、脱硫效率高、适用于高/中/低硫煤种等优点,在燃煤发电厂得到了广泛应用.
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