工業鍋爐運行過程中產生的大氣污染物可分為兩大類:顆粒狀污染物和氣態污染物。顆粒狀污染物通常用TsP表示,包括各種粒徑的顆粒,氣態污染物包括:SO2、NOX、苯并比、碳氫化合物等。
1、顆粒污染物的凈化技術
顆粒污染物的去除一般有兩種方式,一是干法除塵,二是濕法除塵系統。干法多采用旋風除塵和電除塵,旋風除塵裝置已有一 的歷史,初期多用于生產過程中的物料回收及氣固分離,隨著人們環保要求的口益提高,旋風分離廣泛地應用于了氣體除塵裝置,并對其提高分離效率、降低壓力損失、提等方面進行了大量 。并已形成了系列產品,如:XZS,XZL,SHW,XJD/G,XND/G,XH,XLD,SG,XS,DX,GQX-F,QT,XCZ,FOS(復合式 多管除塵器)、HF(消煙除塵脫硫雙功能除塵器)等。 旋風除塵器除塵效率可達90-以上,但它對<0.1μm的微塵去除率不高,通常捕集煙塵的中位徑在5~10μm以上,對SO2基本無去除作用。
靜電除塵器是利用靜電力將粉塵從氣流中除去的一種裝置。主要性能特點如下:(1)除塵性能好,捕集粒徑范圍為0.01-100μm,當粒徑大于0.1μm時,效率大于;2)能耗低,氣流阻力小,約為98~294pa,運行中高電壓低電流,電功率為凈化1000m3/h的煙氣消耗0.1~0.3kw;3)適用范圍廣。從低溫低壓到高溫高壓均可應用。
袋式除塵器雖對>0.1μm的粉塵,除塵效率可達以上,但因濾布受溫度、腐蝕等限制,難以在中小窯爐中應用。
濕式除塵裝置可分為重力噴霧洗滌器、泡沫洗滌器(板式塔)、填料床洗滌器(填料塔)、文丘里洗滌器等,與其他除塵器比較,濕式除塵器具有以下優點:1.在耗用相同能耗的情況下,濕式除塵器的除塵效率比干式機械除塵器的除塵;2.濕式除塵器可適用于布袋和電除塵不能勝任的除塵條件,對高溫、高壓、高比電阻、易燃、易爆的含塵氣體具有高的除塵效率;3.在除塵的同時可凈化的氣態污染物。因此,濕式除塵器既可以用于除塵,又可以對氣體起到冷卻、凈化的作用。SO2在水中具有 的溶解性,但溶解度較低,單純用水脫硫效率較小,如水膜除塵器脫硫效率為20~30%,難以達到標準要求。目前,常見的有花崗巖(麻石)水膜除塵器,如:文丘里水膜除塵器、雙筒噴淋式水膜除塵器、SXN型凝聚濕式旋風除塵脫硫器等,有采用堿液循環吸收的濕式除塵器,但這種方法存在運行費用較高、操作困難、堵塞結垢等缺點,實際應用較少。
另外,一般濕式除塵脫硫裝置對于黑煙的去除率并不理想,僅對親水性粉塵具有較高的捕集效率。而黑煙是蔬水性的,其粒徑多在0.01-0.1μm,用目前的濕式除塵技術難以捕集。
總之,目前廣泛應用的除塵技術,對于工業鍋爐除塵技術較為成熟,排放煙氣中煙塵濃度多能達到排放標準。但對于分離工業窯爐中2μm以下的微粒、黑煙效果并不理想。
2、氣態污染物的控制
我國燃煤工業鍋爐煙氣脫硫起步較早,但發展緩慢。50年代初,我國南京永利寧化工廠就在工業鍋爐內噴撒石灰,以防止煙氣中SO3對鍋爐爐管及設備的腐蝕,其效果較好。在80年代之前,我國工業鍋爐煙氣凈化的 及,基本上處于停滯階段。到了90年代初,由于大氣污染及酸雨危害口趨嚴重,許多部門著手 及燃煤工業鍋爐煙氣凈化技術。
在90年代不到10年內,我國 與的煙氣脫硫技術多達50種以上。包括:爐內直接噴石灰/石灰石、沸騰床石灰石和噴霧干燥法等干法煙氣脫硫,鈣堿法、氨堿法、鈉堿法和鎂堿法等濕法煙氣脫硫。濕法煙氣脫硫占左右,干法占5%左右。目前,干法煙氣脫硫除個別方法外,仍處于 及中試階段,尚未工業化。濕法煙氣脫硫趨于成熟,濕法又分為除塵脫硫組合一體化設備,和除塵與脫硫分體組合式設備。我國部分工業鍋爐煙氣脫硫技術及特性。
煤燃燒后對所產生的煙氣進行脫硫除塵凈化是大部分火電廠采取的主要環保措施,也是人們 的較多應用較成熟的一種,主要技術分為干法脫硫,半干法脫硫和濕法脫硫,通常脫硫除塵可在一起完成。
1.干法脫硫
(1)氧 化法
以Cu0為吸收劑的煙氣凈化工藝可分為二種:一種稱固定床Cu0工藝,吸收劑在反應器內呈固定床狀態;另一種稱流化床Cu0工藝,吸收劑在反應器內呈流化床狀態。
Cu0工藝有如下特點:
①能同時去除煙氣中的90%以上的硫氧 化物和氮氧 化物;
②可用氫氣、甲烷、一氧 化碳等氣體使失效的吸收劑 ,并循環使用,在吸收劑的 過程中,還可 富SO2混合氣,便于硫的回收;
③不產生干的或濕的廢渣,沒有二次污染;
④投資較小、運行費用低。
吸收劑的高比表面積,Cu0浸漬于多孔的三氧 化二鋁顆粒中,制成以三氧 化二鋁為載體的吸收劑顆粒。
2.濕法脫硫
濕法脫硫是工業上采用的一種方法,它可以使脫硫與除塵同時進行,其優點是:能夠除去煙氣中的可溶成分;氣體污染物可與塵粒同時被吸收,并中和氣體內的腐蝕成分;比較 ;成本相對較低。主要缺點是:洗滌液吸收了氣體中的腐蝕成分,導致設備和構件的嚴重腐蝕;洗滌廢液難于處理等。該方法可分為石灰石/石灰濕式洗滌法,雙堿法、鈉堿法、氨法等。
(1)石灰石/石灰濕式洗滌法
傳統的石灰法或石灰一石灰石法之所以長期地被采用,一個重要的因素是石灰和石灰石的廉價。雖然這種方法在應用中暴露了一些問題,但它逐漸 改進和完善,在不斷發展中積累了相當的運行經驗。例如,石灰的投入量決定著系統內漿吸收液pH值的大小,而灰漿吸收液pH值過高或過低,對過程反應和硫效率均有 影響。只有合適的pH值才能 較高的脫硫效率。
在采用石灰或石灰一石灰石除塵脫硫的方法中,通常存在著在洗滌器內生成的石膏結垢堆積的問題。要解決這個問題并非容易。通常是采用晶種供給法,即通過在洗滌器里添加 量的晶種石膏與其他難溶鈣添加劑晶種,并使其晶種漿循環使用。洗滌器內生的石膏或石膏的結晶表面析出、生長,從而 地防止洗滌器內的水垢附著。這一方法非常奏效,在一些工業發達 ,例如口本和美國,已有 生產。此外,在除塵裝置循環水中按 比較添加由聚乙醇單丙烯醚和丙烯酸類單聚物合成的基團聚合物,也是行之 的除垢方法。
該方法的脫硫原理與半濕法相同,但因其具有 多的水,所以脫硫于干法和半干法。
(2)雙堿法
鑒于石灰/石灰石濕式洗滌法的整個工藝過程都采用漿狀物料,洗滌系統特別是洗滌器容易結垢或被堵塞,所以為解決該問題創造了雙堿法。此法流程特點為先用堿性吸收液(如NH4十、Na十和K十等的鹽類溶液)進行煙氣脫硫;然后再用石灰乳或石灰石粉末 吸收液。由于采用液相吸收,而亞硫酸氫鹽通常比亞硫酸鹽 容易溶解,從而可避免石灰/石灰石濕式洗滌法所經常遇到的結垢問題。雙堿法的另一優點是可以 純度較高的石膏副產品而加以利用。
鈉堿雙堿法
雙堿法中以鈉堿雙堿法為較多。采用鈉化合物(氫氧 化鈉、純堿或亞硫酸鈉)吸收SO2,吸收液再用石灰或(和)石灰石進行反應,生成亞硫酸鈣或(和)硫酸鈣沉淀, 后的氫氧 化鈉溶液返回洗滌器。沉淀物的處理方式,分為拋棄法和回收法兩種。前者以美國為主,后者以口本為主。拋棄法又可分為濃堿法和稀堿法,這是由洗滌液中活性鈉的濃度來決定的。