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一、火電廠脫硫概述
縱觀現(xiàn)階段的火電廠SO2污染控制技術(shù),火電廠為實(shí)現(xiàn)減排SO2而采取的措施主要有:燃用低硫煤、煤炭洗選、潔凈煤燃燒技術(shù)和煙氣脫硫。
SO2的控制途徑有:燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫,即煙氣脫硫(FGD)。目前,煙氣脫硫被認(rèn)為是控制SO2排放量最行之有效的途徑。脫硫技術(shù)的選擇必須綜合考慮脫硫效率、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等因素,選擇的基本原則是:
1.脫硫效率高,但不要盲目追求高效率,因?yàn)樘岣呙摿蛐蕦⒃黾釉O(shè)備投資。有資料統(tǒng)計(jì),脫硫效率為60%的脫硫設(shè)備,若效率提高到70%——80%,則單位設(shè)備投資將會(huì)增加0.9——1.2倍,脫硫率提高到85%時(shí)要高1.64倍。因此只要SO2排放濃度和脫硫效率能滿足國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)盡量選用初始投資低的脫硫工藝;
2.投資少,脫硫裝置投資最好不超過(guò)電廠總投資的15%;
3.技術(shù)成熟,運(yùn)行可靠,工藝流程簡(jiǎn)單;
4.運(yùn)行費(fèi)用低,脫硫劑質(zhì)優(yōu)價(jià)廉,有可靠穩(wěn)定的來(lái)源;
5.對(duì)煤種及機(jī)組容量適應(yīng)性強(qiáng),并能夠適應(yīng)燃煤含硫量在一定范圍內(nèi)的變化;
6.脫硫副產(chǎn)品均能得到處置和利用,對(duì)環(huán)境不造成二次污染。
脫硫工程中最主要的物料就是石灰石粉(一般要求細(xì)度為325目90%通過(guò)或250目95%通過(guò))。
二、現(xiàn)有火電廠脫硫技術(shù)
衡量和考察一種脫硫工藝主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)分析和比較,即脫硫效率、運(yùn)行的穩(wěn)定程度、運(yùn)行費(fèi)用、投資、系統(tǒng)的可擴(kuò)充和可升級(jí)性能。與前所指出的,濕法、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕、干法或半干法是在我國(guó)各種不同容量的機(jī)組上主要采用的幾種脫硫工藝。濕法脫硫工藝的效率比較高,一般都可穩(wěn)定運(yùn)行在95%以上。而其它簡(jiǎn)易脫硫工藝的效率大多在80%以下,如果進(jìn)一步提高脫硫效率,脫硫劑的耗量和飛灰的再循環(huán)量都要增加,運(yùn)行費(fèi)用大幅度上升。現(xiàn)對(duì)各主要脫硫工藝分別進(jìn)行闡述。
1.濕法石灰石——石膏煙氣脫硫法(最為常用的技術(shù)方法)
該法具有脫硫效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染等特點(diǎn)。所以,濕法脫硫工藝應(yīng)用最為廣泛。脫硫劑以CaCO3最為普及。濕法脫硫系統(tǒng)的效率都很高,正常情況下都在95%以上。濕法(石灰石——石膏法)脫硫系統(tǒng),它包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫劑漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)。濕法脫硫系統(tǒng)可加裝于鍋爐的尾部,對(duì)現(xiàn)有的鍋爐系統(tǒng)包括除塵系統(tǒng)沒(méi)有任何影響。
a.煙氣換熱系統(tǒng):
用原煙氣的熱量加熱脫硫后的干凈煙氣,不僅可以增加煙氣的排放溫度,同時(shí)也減少了脫硫裝置尾部的腐蝕,并且提高了環(huán)保效益。脫硫負(fù)荷可以通過(guò)啟停循環(huán)泵的數(shù)目來(lái)靈活調(diào)節(jié);
b.脫硫系統(tǒng):
一般還裝有除霧器,以除掉脫硫后煙氣中的液滴,進(jìn)一步減輕尾部的腐蝕;
c.石膏脫水系統(tǒng):
一般分為離心式和真空式兩種,離心式的脫水率可達(dá)95%,而真空式的脫水率一般在90%左右。為了平衡整個(gè)脫硫系統(tǒng)的Cl——離子濃度,必須要有一部分石膏漿液逸出脫硫系統(tǒng)至廢水處理系統(tǒng),進(jìn)行處理;
d.廢水處理的工藝:
包括中和反應(yīng)和絮凝沉淀,該工藝可降低外排廢水的pH值和懸浮物的含量。化學(xué)表達(dá)式如下:
反應(yīng)(1):SO2 H2O→H2SO3
反應(yīng)(2):CaCO3 2H2SO3→Ca (HSO3)2 CO2 H2O
反應(yīng)(3):Ca (HSO3)2 O2 2H2O→CaSO4·2H2O H2SO4
反應(yīng)(4):CaCO3 2H2SO4 H2O→CaSO4·7H2O CO2
反應(yīng)(1)、(2)發(fā)生在吸收塔上部,即SO2溶入噴入的吸收液中,然后與其中的CaCO3反應(yīng);反應(yīng)(3)、(4)發(fā)生在吸收塔下部的循環(huán)氧化槽中,即亞硫酸鈣被鼓入的空氣強(qiáng)制氧化為硫酸鈣,并隨即生成二水石膏結(jié)晶析出。