一种燃煤锅炉烟气脱硫改造的方法.doc

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一种燃煤锅炉烟气脱硫改造的方法
严和钦
浙江省石油化工设计院
一、概述
现有工业及生活污染物主要有粉尘、二氧化硫、氮氧化物等几种，它们构成了我国大气环境质量的主要指标。我国主要省会城市均在当地主要报纸刊登每周的大气环境质量情况，可见我国政府对环保工作的重视及老百姓对所处环境质量的关心。随着经济的发展，人们生活质量的提高，污染的加重与人们对环境质量的要求之间的矛盾愈来愈突出。近年来国家环保局相继发布了有关大气污染物的排放标准，有效地控制了新建项目大气污染物的排放，然而老污染物还在大量地排放污染物，尤以燃煤锅炉二氧化硫的排放最为突出。据有关资料介绍，我国八十年代初二氧化硫排放量为1580t/a，九十年代达到3000t/a，许多地区出现了大面积的酸雨危害，导致土壤湖泊酸化，生态环境遭受破坏，严重危害了人们的身体健康。
早期中小型燃煤锅炉烟气主要以除尘为主，通常采用水膜除尘器，属离心分离式除尘，采用中性水循环使用，脱硫效率极低。根据国家环保局发布的“锅炉大气污染物排放标准”（GB13271-91）及“发电厂大气污染物排放标准”（GB13223-1996），均规定了二氧化硫最大允许排放浓度。去年初，国务院批复了国家环保局“关于呈报审批酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案的请示”报告，确定了治理酸雨和二氧化硫污染的目标及措施。国务院批准的“两控区”控制目标为：到2000年，二氧化硫工业污染源达标排放，并实行排放总量控制，各城市可根据实际情况，提高二氧化硫的排污收费标准。如杭州市作为国家级旅游城市，已被国家环保局确定为该政策三个试点城市之一：为加大控制二氧化硫的排放力度，把二氧化硫的排放收费标准从原来的0.2元/公斤提高到1.4元/公斤，至2000年可能达到国家规定的2.0元/公斤。因此就企业而言，对锅炉烟道气进行脱硫技术改造，不仅是受国家法规制约，也是企业的一种自主行为，它不仅能取得良好的社会效益和环境效益，而且因减少排污收费额而为企业带来一定的经济效益。在基本不影响正常生产的情况下，利用原来的水膜除尘设备，增加脱硫吸收剂制备系统，并在原有锅炉烟道中设置碱液雾化喷嘴，实现烟道气的脱硫，不失为一种快速、造价低、效果好的脱硫改造方法，特别适用于造纸厂或产生废液的化工企业。
二、脱硫机理及工艺方案
国内外锅炉烟气脱硫的方法很多，从工艺角度来说，大致可分为干法、半干法、湿法三大类，对于中小型锅炉而言，由于低浓度二氧化硫的回收在技术上和经济上存在着许多问题，因此国内大部分实际运行的锅炉烟气脱硫系统均以治理二氧化硫污染为主要目的，其产生的副产品随地排放，不加利用，这使得脱硫工程的造价大大降低，比较适合现阶段我国的国情。本文介绍的以NaOH为吸收剂向烟道中喷射吸收剂从而脱除烟气中二氧化硫的方法是中小型锅炉烟气脱硫应用中极具推广前景的技术。其原理是碱性吸收剂被雾化成高度分散的微细液滴，形成巨大的反应表面积，与烟气充分接触，烟气中的二氧化硫瞬时溶解在液滴中，并立即与NaOH发生反应，生成亚硫酸钠，二氧化硫过量时，生成亚硫酸氢钠，其化学反应式为：
SO2+H2O→H2SO3
H2SO3+2NaOH→Na2SO3+2H2O
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3
含有亚硫酸氢钠和亚硫酸的液滴随烟气一起流动，相互碰撞并形成大液滴，进入水膜除尘器被捕截下来，进入水循环系统，从而达到从烟道气中脱除二氧化硫的目的。

1锅炉2喷头3烟道4水膜除尘器5引风机6烟囱7空压机8储气罐
9多级泵10稀碱液泵11调节箱12混合器13废液池14自吸泵15碱储罐
流程示意图
脱硫系统由吸收液配置和稀碱液雾化两部分组成，工艺流程详见流程示意图。碱性废水经自吸泵从废水池送入水力混合器，30%浓度NaOH溶液经碱液泵输入水力混合器，两者经强力混合配置成PH=13.5的稀碱液进入调节池，再自流至储液池，用多级泵将稀碱液输入烟道内设
（下转）
（上接）
置的喷头并借助压缩空气将其雾化成微细液滴，并充满烟道整个截面。锅炉烟气出口至水膜除尘器间烟道内设置三个反应段，位于锅炉出口高温烟气段的碱性液滴与烟气中的二氧化硫反应生成Na2SO3、NaHSO3，部分生成物被高温烟气加热析出成固体颗粒，随烟气进入水膜除尘器。在后面的反应段中，随着反应温度的下降，碱液吸收二氧化硫的效率大大提高，最终随烟气进入水膜除尘器除尘和除雾，完成整个脱硫过程，烟气仍然由原有烟风系统排放。该脱硫系统的核心部分是吸收剂的雾化系统，采用压缩空气雾化稀碱液可使液滴平均直径达到15u左右，可采用不锈钢雾化喷头，加强系统的可靠性及寿命，该烟气脱硫系统具有以下特点：
a.稀碱液作为吸收剂不易挥发、损失小、脱硫效