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新颖高效水膜旋紊脱硫除尘技术研究与应用

作者:南京宗奥保洁公司    时间:2017-03-14 09:13:31    信息来源:本站原创     点击:

    1 研究背景

    为了改善并提高大气环境质量,北京市1998年就开始实施控制大气污染紧急措施,2002年又颁布了与国际接轨的DB11/139—2002《锅炉污染物综合排放标准》,按该标准,特别是2003年11月1日起开始执行的第II时段标准,现有锅炉,即使是大量配有麻石水膜除尘器的锅炉,外排烟气中的SO2,烟尘等污染物也均不能达标。

    针对大量配有麻石水膜除尘器的锅炉,外排烟气不能达标的现状,如果采取全部拆除或部分拆除的办法,再重新上烟气脱硫除尘设施,不但投资大,而且产生大量难以处理的固体废弃物,对企业,特别是资金紧缺的企业都难以接受。目前,最好的途径,就是立足现状,用较省的投资,较低的运行费用,来满足新的更严格的烟气排放标准。据此,成功开发了新颖高效水膜旋紊脱硫除尘新技术,2002年首先在北京邮电大学(20t/h采暖锅炉)获得成功应用,紧接着在北京燕京啤酒股份有限公司(20t/h工业蒸汽锅炉)再次获得成功应用。

    2 烟气脱硫技术展望

    针对我国经济实力薄弱,环境标准日益与国际接轨的国情,我们不能选择工业发达国家现行的高投入控制环境问题的模式,立足国内,依*自己的技术,研究投资省,运行费用低,处理效果好的国产化烟气脱硫技术,是必由之路,使企业上得起,也用得起,在我国才具有广阔的实用前景。

    下面是我国近年来运行效果好的部分实用技术。

    程志久、殷广瑾等人发明的两项发明专利技术,均都授权,第一项,“半干式烟气脱硫与生产磁化肥的一体化方法和设备”(证书号:86016号),第二项,“烟道气处理焦化剩余氨水或全部焦水onclick="g('废水');">废水的方法”(证书号:84133号),二项发明专利解决了目前烟气脱硫费用高的难题,都是半干式脱硫技术,都是利用专利技术中的特殊设备,将烟气脱硫与焦化等高浓度难降解有机工业onclick="g('废水');">废水处理一体化,都是以废治废技术,不仅处理效果好,还具有投资省,运行费用低,onclick="g('废水');">废水经处理后零排放,不产生二次污染的优势,1999年,首先在江苏省淮钢集团获得成功应用,接着在山西省太钢集团临钢公司,山东省莱钢集团获得成功应用。目前正在四川、河南、河北等地推广应用,推广应用阶段,又将原专利技术进行了改进,改进后的技术,技术经济优势更大,实用性更强。

    此外,漏塔板沸腾层湿法废气脱硫技术,旋流板旋流层湿法废气脱硫技术,以及这二项技术组合的湿法废气脱硫技术,目前在我国都有应用实例,都是脱硫除尘一体化技术,都具有上马快,效率高,实用性强的特点。

    新颖高效水膜旋紊脱硫除尘新技术,对锅炉烟气处理,特别是对已配有麻石水膜除尘器的锅炉烟气处理,可为最适合我国国情的脱硫除尘一体化的环保实用技术,它具有改动量小,上马快,不另行占地;投资省,运行费用低,脱硫除尘效率高;设备不结垢,不堵塞,不带水,不产生二次污染的巨大优势。

    根据国务院关于两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划的批复:确保2005年两控区内二氧化硫排放量比2000年减少20%。

    据统计,2000年我国二氧化硫排放总量为1995万吨,而两控区内二氧化硫排放量为1316.4万吨,约占总量的66%,按“十五”计划要求,到2005年,两控区内二氧化硫排放量不仅不能增加,还要比2000年减少20%,即减少263.3万吨,可见,我国两控区二氧化硫污染防治任务十分艰巨。

    3 水膜旋紊脱硫除尘新技术

    对已配有麻石水膜除尘器的锅炉,在保留原水膜除尘器的基础上,只在主塔内部进行改造,即原水膜除尘器外型结构不变,就连作业场地的平面布局也基本维持现状,不存在另行占地问题。

    在主塔内增设了旋流器,紊流器,挡水器以及喷雾设施。其中旋流器、紊流器、喷雾设施,材质均为316不锈钢,以下以北京邮电大学工程为例,介绍本工艺设备的运行参数及运行效果。

    3.1 工艺流程

    锅炉烟气,首先经原文丘里管,在管内和雾化状的脱硫液混合并接触,烟气中的SO2被初步吸收,烟尘被浸湿,并相互碰撞形成颗粒状,随液流流向主塔下部,烟气和雾状脱硫液由切向进入主塔下部,并沿着塔壁旋转向上,烟气中的尘粒在离心力作用下甩向塔壁,随液流沿塔壁流向主塔下部,并同时发生脱硫反应,烟气中的SO2,烟尘得到初步净化。初步净化后的烟气上升到由旋流器构成的旋流层,烟气被二次净化。二次净化后的烟气继续上升到由紊流器构成的紊流层,烟气被再次净化。经多次净化后的烟气,经主塔上部的挡水器,副塔及外置脱水器脱水后,由引风机经烟囱达标排放。脱硫除尘后的onclick="g('废水');">废水(PH 5—6),由主塔下部排水口排出,与锅炉冲渣水一起依次排入沉渣池,沉淀池,清水池(即PH调节池),清水池的水用脱硫液调至PH 8—9,循环使用不外排,沉渣池中的渣,外运制砖,整个工艺过程不产生二次污染。

    本工艺设有脱硫剂乳化液制备系统。北京邮电大学烟气脱硫剂为轻烧氧化镁,采用锅炉冲渣水配制氧化镁乳化液,这是以废治废措施,节约水资源。也可以采用生化外排onclick="g('废水');">废水为脱硫液,这也是以废治废措施,不仅节约水资源而且节省脱硫剂费用,北京燕京碑酒股份有限公司就是如此,不仅脱硫除尘效率高,而且运行费用非常低。

    本系统安装了SLEP—2000工程在线监测仪,主要监测项目有:SO2,烟尘,烟气量,烟气温度,烟气流速及氧气含量等参数。

    为了防止系统堵塞,挡水器及外置脱水器均设有反冲洗装置。

    本工艺操作简单,通过液气比、脱硫剂量等关键参数的控制,可以有效地控制外排烟气中SO2, 烟尘的排放浓度。对于含硫量低于0.5%的燃煤,脱硫剂氧化镁的加入量为理论计算量的1/2时,外排SO2浓度可控制在<30mg/m3,当液气比为0.8时,外排烟尘浓度可控制在<30mg/m3。

    3.2 研究的指导思想及效果分析

    水膜除尘器,在我国历史上是作出了环保贡献的,它的优点是,投资省,运行费用低,除尘效率比较高,设备耐磨,抗腐,使用寿命长,操作简单,维修方便。它的不足之处,就是脱硫率很低,针对新的烟气排放标准,除尘效率还需要进一步提高。

    本研究的指导思想,就是充分利用水膜除尘器的优点,采取措施克服它的不足之处。首先在文丘里管内布设了喷雾设施,脱硫液以雾化状与烟气接触,不仅大大增加了接触面积,而且增加了碰撞动力,有利于提高脱硫效率和除尘效率。第二个措施,也是最主要的措施,就是在主塔内,设置了旋流器,烟气和脱硫液,在旋流器上通过高速旋转碰撞,不仅增加了脱硫反应的反应动力,而且进一步增加了碰撞动力,当烟气通过旋流器后,已获得较高的脱硫除尘效率,经实测,SO2,烟尘均都达到北京市地方标准中的第II时段标准。

    可见,增设的旋流器,对提高脱硫除尘效率,起到了决定性作用。第三个措施,就是增设了紊流器,烟气和脱硫液,在紊流器的上方,形成了激烈的水、气、固三相紊流反应层,在紊流反应层中,脱硫反应更加充分,更加完善,在紊流反应层中,即使粒径很小的烟尘也都能除去。今年3月份,北京邮电大学2台20t/h燃煤锅炉,在满负荷甚至超负荷的状态下,经权威监测单位监测,SO2浓度很低,甚至检测不出;烟尘浓度也很低,有时测尘的滤纸都是白色的。可见,紊流器在旋流器的基础上,又进一步提高了脱硫除尘效率。紊流器对旋流器而言,起到了总量控制的效果。

    主塔内增设的旋流器,是脱硫除尘的主角,它可以确保烟气达标排放;而增设的紊流器,不仅确保烟气达标排放,还确保烟气在总量控制范围内达标排放。

    北京市是我国两控区中的SO2污染控制区,两控区的目标,2000年开始工业污染源实行SO2达标排放和总量控制。主塔内增设的紊流器,它确保总量控制,确保实现两控区的目标。

   

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