我国的能源结构是以煤为主,煤炭在我国能源结构中所占的比重约为70%左右,而且中高硫煤居多。目前我国共装备工业锅炉约45万台,年燃煤排放的SO2达2*107t以上,其中中小型锅炉排放的SO2占1/3以上,酸雨区域迅速扩大,已经成为制约我国国民经济和社会可持续发展的一个重要因素。近年来,我国实行大气污染物总量控制政策,加大了大气污染物管理力度,大大促进了脱硫除尘技术的发展。在锅炉烟气处理技术领域,湿法脱硫除尘一体化技术以其净化效率高、初次投资省、运行费用低等特点发展最快,也最为成熟,尤其在中小型锅炉除尘器中占主导地位。
然而在湿式脱硫除尘技术及设备中尚存在着一些问题未能妥善解决。现通过对几种湿法脱硫除尘设备工作原理的简要叙述,结合近几年的脱硫除尘实践,分析并提出其在技术开发及应用中存在的问题,以引起重视和借鉴。
1、脱硫效率相对较低的问题
通过对上述几种湿式脱硫除尘器机理的简述可以发现,吸附烟气尘粒和吸收烟气中SO2的气液接触面积是相同的,液滴的表面张力、重力、惯性力对烟气尘料的捕集吸附非常有效,而对脱硫几乎不起作用,只能增大气液接触面积,烟气中的主流气距离液滴较远,SO2难以靠扩散作用到达液面,而且烟气中的SO2浓度很低,除尘器很难做到脱硫除尘同步高效,所以在保证烟尘排放达标的同时,提高脱硫效率是技术发展的关键。
2、磨损、腐蚀、结垢问题
利用湿法同时去除烟尘和SO2,不可避免地同时存在磨损、腐蚀、结垢问题,特别是磨损、腐蚀相互促进,使解决问题的难度加大。烟气中存在大量尘粒,必然会对烟道、除尘器甚至风机造成磨损;而湿法锅炉脱硫除尘器中洗涤液呈酸性或呈碱性,如果除雾器(脱水器)配置不当,酸性蒸气流又必然会腐蚀烟道、除尘器或风机;钙质脱硫剂过量,洗涤液的PH值过高,促进了烟气中CO2吸收,生成了过多的碳酸钙、硫酸钙等沉淀物质,结垢于烟道、除尘器、风机叶片上,同样会破坏除尘器工作工况,使阻力增大,风机带水,恶化净化效果,所以必须引起足够的重视。
3、排烟温度问题
烟气排放要求高于结露温度(约60℃左右)10℃~20℃,同时要求烟囱出口排烟速度在2.5m/s~3m/s,以免冷空气倒灌,温度较高时,烟气比重小得多,风机容易将其排出烟囱。而目前利用湿法除尘脱硫,排烟温度很难达到结露温度,使得烟道内壁、风机结露,造成腐蚀。同时也增大了风机负荷,降低了烟道及风机寿命,影响其经济运行性。因此,一些成熟的湿法脱硫技术都配置有烟气再加热器。
4、脱硫产物分离问题
湿法脱硫除尘必然存在污液问题,为做到没有二次污染及节约用水,洗涤液必须循环使用,要在洗涤液循环系统的合适位置加入适量的脱硫剂、固硫剂,才能真正做到脱硫。如不及时加入脱硫剂,必然会使循环洗涤液的酸度逐渐上升,降低脱硫效率,同时设备腐蚀加剧。要分离脱硫产物还需增加很多的工艺流程,成本也很高,中小型燃煤锅炉难以推广使用。
以上对目前湿法烟气脱硫除尘设备应用中存在的问题做了简要阐述,国际上至今始终没有出现非常经济而有效的脱硫方案,其根本原因在于实现快速、高效的传质反应很难,消除二次污染的成本太高,真正完备的脱硫技术到目前为止仍然是复杂、庞大和非常昂贵的。
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