臧世軍

（中油遼河工程有限公司熱力工程所，遼寧 盤錦 124010）

1 前言

近幾年我國SO2年排放量連年超過2000萬噸，列世界第一位。中小型工業(yè)燃煤鍋爐是我國SO2排放的主要來源之一，其排硫量已占總量的1/3。我國工業(yè)鍋爐數(shù)量有50萬臺之多，且分布廣，污染治理較難。雖然我國新建工業(yè)鍋爐大都配備煙塵治理裝置，但一般都是簡單的旋風除塵裝置，沒有脫硫功能。目前，我國鍋爐比較常用的煙氣治理技術主要有旋風除塵、袋式除塵、濕式除塵等。

2 鍋爐煙氣脫硫常用技術

目前國內外關于鍋爐煙氣脫硫除塵的方法很多，其中脫硫除塵一體化裝置效果較好。這類裝置可分為濕式、干濕結合和干式3類。

2.1 濕式雙旋脫硫除塵技術

該裝置采用噴淋、水膜、水簾進行除塵脫硫。煙氣首先經引風機防腐裝置加熱，提升排煙溫度，并減少煙氣對引風機的腐蝕;再令煙氣進入除塵器頂部，經進口旋流板作用，從上到下旋流經除塵器內筒。內筒頂部有除塵水噴淋頭，噴淋方向與煙氣方向相同。在噴淋過程中，煙氣中的SQ2被堿液吸收，在離心作用下，塵與水一起被甩向內壁形成水膜，產生水膜除塵效果。氣流到達內筒下端，穿過水簾，氣流經旋流進板進入外筒脫水，然后進入引風機防腐裝置，提升溫度后進入引風機。這種裝置主要用于小型的35t/h及更小型的鍋爐。在運行中，由于煙氣帶水問題未能解決，除塵器底部及引風機葉片容易積灰，需3個月左右清灰1次。該裝置除塵效率在95%左右，脫硫效率在使用脫硫劑時可達70%左右。

2.2 干式吸附過濾技術

利用可循環(huán)再生的固定吸附材料，除去煙氣中的SO2和煙塵，水洗再生。該裝置一般由預除塵器和吸附塔組成。這種裝置具有很高的脫硫除塵效率，除塵效率大于95%，脫硫效率大于80%，煙氣溫度低，無二次污染，可回收副產品。但吸附塔入口煙氣含塵要求小于150mg/m3，否則易堵塞和引起吸附劑中毒。吸附劑需經常進行再生，比較麻煩，且一次投資大。等離子體鍋爐煙氣脫硫除塵，這種裝置是近幾年發(fā)展的新技術裝置，煙氣中N2、O2及水蒸氣等在經過電子束照射后，吸收大部分能量，生成大量的反應活性極強的自由基，如；OH、O、HO2等，這些自由基與煙氣中SO2反應生成硫酸，然后與氨中和生成硫酸銨。此方法無設備污染及結垢現(xiàn)象，不產生廢水廢渣，副產品還可以作為肥料使用，無二次污染物產生，脫硫率大于90%，而且設備簡單，適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子加速器產生高能電子，對于一般的大型企業(yè)來說，需大功率的電子槍，對人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運行和維護要求高。

2.3 干濕結合式鍋爐煙氣脫硫除塵技術

脫硫除塵裝置的主體設備為一立式塔，塔內兼用了干、濕結合的結構形式，其下部為旋風除塵段，中部為吸收段，裝有篩板，上部是脫水段。煙氣首先進入下部的旋風除塵段，除去較大顆粒后進入吸收段，經過布滿吸收液的篩板時，煙氣與吸收液充分接觸，發(fā)生傳質吸收，脫除SO2并除去微細粉塵。經過除塵脫硫的煙氣，在脫水段內脫水除霧，防止煙氣帶水，然后經出口排至煙囪。該裝置的主要特點是液氣比小(0.3-0.5L/m3)，塔內持液量大，氣液接觸充分，除塵效率可達95%以上，脫硫效率可達70%，特別適用于6 t/h以下小型燃煤鍋爐，但是整個裝置成本較高。

3 鍋爐比較常用的煙氣治理技術

3.1 常用的煙氣治理技術

目前，我國鍋爐比較常用的煙氣治理技術主要有旋風除塵、袋式除塵、濕式除塵：

3.1.1 旋風除塵。旋風除塵器是利用旋轉的含塵氣體所產生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來的一種干式氣-固分離裝置。該類分離設備結構簡單、制造容易、造價和運行費用較低，對于捕集分離5~10μm以上的較粗顆粒粉塵，凈化效率很高，但對于5~10μm以下的較細顆粒粉塵凈化效率較低，所以旋風除塵器通常用于較粗顆粒粉塵的凈化，或多用于多級凈化時的初步處理。

3.1.2 袋式除塵。袋式除塵器是一種利用有機纖維或無機纖維過濾布將含塵氣體中的固體粉塵因過濾(捕集)而分離出來的一種高效除塵設備。該類設備結構簡單、除塵效率高、適應性強，但濾料需定期更換，從而增加了設備的運行維護費用，勞動條件也差。

3.1.3 濕式除塵。以某種液體(通常為水)為媒介物，借助于慣性碰撞、擴散等機理，將粉塵從含塵氣流中予以捕集的設備稱為濕式除塵器。該類設備在消耗同等能量的情況下，除塵效率要比干式的高；濕式除塵器適用與處理高溫、高濕的煙氣以及黏性大的粉塵，適用于非纖維性的、能受冷且與水不發(fā)生化學反應的含塵氣體，還可凈化很多有害氣體。它的結構簡單，一次性投資低，占地面積少，方法簡單、有效。主要有噴淋塔、填充式洗滌塔、泡沫除塵器、旋風水膜除塵器、文丘里除塵器等。

3.2 鈉鈣雙堿法

3.2.1 鈉鈣雙堿法介紹

鈉鈣雙堿法是濕法中一種非常重要的工藝，尤其對中、小鍋爐煙氣脫硫來說，具有脫硫除塵效率高，投資少，占地面積小，運行費用低等優(yōu)點，非常適合我國的國情。鈉鈣雙堿法—多極噴霧強旋流脫硫除塵工藝結合噴淋塔、噴霧旋風除塵器、旋轉噴霧法脫硫的技術特性，兼容濕法和干法的優(yōu)點，增加了脫硫劑和煙氣的接觸面積，使反應更加迅速更加充分，以達到最小的能耗和最大的脫硫除塵效率。

鈉鈣雙堿法—多極噴霧強旋流脫硫除塵工藝的主體部分是洗滌吸收塔。首先迫使煙氣以一定的速度切向進入塔體，并使其螺旋下降，而脫硫劑液則以霧化狀態(tài)同向噴入，并形成多道強勁的環(huán)形水霧區(qū)域，當鍋爐煙氣強旋流通過時，就能和水霧充分混合接觸，并發(fā)生一系列的物理化學反應，大部分硫化物和煙塵在離心力和重力的雙重作用下從筒壁四周流下，經出灰口到沉淀池，灰渣沉淀后清理外運，灰水則循環(huán)使用，煙氣則進入內筒進一步凈化后，經風機進入煙囪排入空中。

該法使用Na2CO3或NaOH液吸收廢氣中的 SO2，生成 HSO3-、SO32-與 SO42-，再用 CaO 再生，化學反應方程式如下；

3.2.2 在鈉鈣雙堿法基礎改造

決定將鈉鈣雙堿法改為燒堿法(采用Na0H溶液脫硫，兼作除塵液和沖渣液)，不考慮脫硫產物的回收，對原設計進行修改。

3.2.2.1 文丘里除塵器

原有文丘里除塵器喉部尺寸較大，煙氣流速較低，將喉部尺寸改造為350mmx800mm以提高煙氣流速。為降低阻力，在文丘里除塵器喉部后端的底部敷設拋光大理石。取消文丘里除塵器喉部前端的水箱，改為在文丘里除塵器喉部中間安裝1個噴嘴，噴淋水管規(guī)格為DN50mm。從噴嘴噴出的脫硫除塵液在高速煙氣作用下形成細小水滴充分與煙氣接觸，起到初步除塵、脫硫作用。

3.2.2.2 水膜除塵器

保留水膜除塵器的塔體，在塔體內部(煙氣進口上方)布置3層直徑為1950mm的不銹鋼旋流板，并在塔體頂部布置一層直徑為1950mm的不銹鋼除霧板，旋流板葉片的旋轉方向與煙氣進人塔體的方向一致。煙氣經文丘里除塵器后以高速進人塔體，通過旋流板時將脫硫除塵液吹成很小的霧滴，塵粒與霧滴充分接觸并吸收水分后質量不斷增大。在旋流板的導向作用下，煙氣旋轉運動加劇，使塵粒與煙氣分離。塵粒在重力的作用落人塔底，實現(xiàn)除塵。取消水膜除塵器頂部的溢水槽，在每層旋流板和除霧板上方各安裝1根DN50mm的噴淋管。噴灑在旋流板上的脫硫除塵液在旋流板葉片的導向和煙氣自身的旋轉運動共同作用下，被吹散、霧化，大幅增加了脫硫除塵液與煙氣的接觸面積，使煙氣中的S02與Na0H充分反應，保證煙氣中的S02被脫硫除塵液充分吸收。與除塵液主管相連接的支管改為內襯膠的鋼管，閥門使用彈性座封閘閥，以減少管道結垢現(xiàn)象。

3.2.2.3 脫硫除塵液配制及反饋自控系統(tǒng)

在除塵、沖渣液系統(tǒng)中增設容積為5耐的儲堿液罐2臺及其相應的管道和閥門，堿液直接加到系統(tǒng)的回水總管。增加在線pH值計及反饋自控裝置一套，通過安裝在渣漿泵吸水井旁的在線pH值計檢測脫硫除塵液的pH值并反饋到自控裝置，自動調節(jié)脫硫除塵液pH值。

[1]胡滿銀，趙毅，劉忠.除塵技術.北京；化學工業(yè)出版社，2006.

[2]劉齊天.三廢處理工程技術手冊(廢氣卷).北京；化學工業(yè)出版社，1999.