脱硫除尘技术论文范文1
【关键词】工业烟气；烟气净化；环境保护
0.引言
二氧化硫具有强烈刺激性气味的气体，给人类带来的最大问题是它在大气中经催化氧化等过程形成的酸沉降，对环境的危害更大。酸雨对水体、土壤、森林、农作物等生态系统的影响是积累性的，已成为制约经济社会可持续发展的主要因素之一。粉尘的危害不仅取决于它的暴露浓度，还很大程度上取决于它的组成成分、理化性质、粒径和生物活性等。粉尘进入呼吸道后对呼吸道产生刺激，有毒有害的粉尘吸入身体后甚至会导致中毒死亡，这对人体健康产生了严重的影响。另外粉尘也影响着大气质量，它会引起大气能见度降低，太阳直接辐射减少，对气候及人类的正常生产生活带来严重的危害。因此很有必要对烟气中的SO2和粉尘进行控制和治理。
1.国内外脱硫除尘一体化技术
在常规工艺中，脱硫和除尘作为独立的单元操作分别在各自的装置中完成，而在一体化工艺过程中，将脱硫和除尘两个操作单元结合起来，即在一个操作单元中既达到除尘的目的又满足脱硫的要求。脱硫除尘一体化操作可以简化工艺流程，节约设备投资。因而，开发适合于烟气脱硫除尘一体化的设备具有重要意义。目前国内外所研发的脱硫除尘一体化装置分为干法和湿法装置两大类。
1.1干法烟气除尘脱硫一体化装置
主要是在干法、半干法脱硫技术的基础上，增加除尘装置来实现，目前应用的主要有以下一些：
1.1.1吸附过滤法
吸附过滤法是应用气体吸附和过滤除尘的机理实现联合脱硫除尘，利用可循环再生的固定吸附材料，除去烟气中的SO2、NOX和粉尘，水洗再生。这种装置具有很高的脱硫除尘效率，SO2去除率大于90%，净化气粉尘浓度小于10mg/m3，烟气温降少，无二次污染，可回收副产品的优点。
1.1.2喷雾干燥法一体化装置
炉内喷钙脱硫是一种投资很低的技术，但效率一般在30%左右。喷钙后烟气中粉尘量增加，电阻提高，增加了电除尘器的负荷，为提高脱硫率及钙的利用率，可在炉内喷钙后，电除尘之前，采用烟气喷钙增湿活化技术，对烟气喷钙及对脱硫剂进行活么降低钙基脱硫剂的比电阻，提高收尘率及硫的转化率。
1.1.3排烟循环流化床脱硫除尘装置
排烟通过固体吸收剂流化床，固体吸收剂与SO2充分接触，且强烈进行传质传热。运行温度降至露点附近，仍不会在反应器壁面结垢。由此带来极大益处是脱硫剂的高利用率和高脱硫率。对高硫煤也能达到80%～90%脱硫率，其后接电除尘或袋式除尘器，除尘效果可以保证。该装置占地大，运行可靠，投资大，运行费用适中。
1.2湿法烟气脱硫一体化装置
1.2.1喷雾除尘脱硫装置
喷雾除尘脱硫装置是一种非常典型的脱硫除尘一体化装置，具有结构简单、压力损失小、操作稳定脱硫除尘效率商等优点，但是需要严格控制喷嘴的雾化效果，并且在使用某些脱硫剂（如石灰）时容易发生堵塞现象。根据气液相对运动的不同，喷雾除尘脱硫装置可以分为逆流型和错流型。逆流型是烟气向上运动，雾滴由喷嘴喷出向下运动，使气液得以充分棍合，完成除尘脱硫过程；错流型是雾滴由喷嘴向下喷出，而烟气水平流动，此外，在一些喷雾脱硫塔中，还有采用顺流型的，即烟气向上运动，雾滴由喷嘴向上喷出，与烟气同向流动，来增加气液接触时间，提高传质效果，同时与逆流布置相比可以减小压力损失，但是在应用中还是以逆流型更为常见。
1.2.2文丘里除尘脱硫装置
文丘里除尘脱硫装置由收缩管、喉管和扩散管组成。当烟气由进气管道进入收缩管后，流速逐渐增大气体的压力能逐渐转变为动能，在喉管入口处气流速度达到最大，沿喉管周边布置的喷嘴喷出的液滴被高速气体雾化和加速，气液充分混合，在扩散管中，气流速度减小，而压力回升，使尘粒凝聚速度加快，增加了对细微粉尘的捕集效果，在此过程中同时完成脱硫过程。该装置具有投资省、占地少、工艺简单、运行费用低等优点，但是脱硫除尘效率较低，而且耗电量大。常与其他除尘脱硫装置配合使用，很少单独使用。
1.2.3旋风水膜除尘脱硫装置
由于旋风水膜除尘脱硫装置通常采用麻石作为壳体，所以又称为麻石水膜除尘脱硫装置，其基本原理是：烟气切向高速进入装置内部，旋转上升，依靠离心作用，将尘粒甩到装置的湿内壁上，然后被溢流堰上流下的碱液洗涤下来。除尘效果不错，但是脱硫效率较低。
1.2.4旋流塔板除尘脱硫装置
旋流塔板除尘脱硫装置是在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上演变而来：在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上，增加1-6层旋流塔板，对气体的旋转起“接力作用”，盲板布水结构也加强了装置的除尘脱硫性能。与前者相比，除尘和脱硫效率都有很大的提高。用溶液作为脱硫剂时，其脱硫效率可达70%～84%，己成功应用于220t/h锅炉的烟除尘脱硫，是目前我国自行研制的处理量最大的除尘脱硫装置。
2.结论
针对烟气治理通常采用干法或湿式脱硫除尘一体化装置，如CFBFGD系统、喷雾干燥法一体化装置、喷雾除尘脱硫装置、旋风水膜除尘脱硫装置、旋流塔板除尘脱硫装置、文丘里除尘脱硫装置、喷淋塔除尘脱硫装置等。目前世界上烟气脱硫除尘技术虽有上百种，但具有实用价值的工艺仅十几种，我国虽然也在实际生产中用到以上方法，但是由于我国脱硫除尘的设备较落后，技术不成熟，技术人员的科技水平有限，使得脱硫除尘的效果一直不显著。所以在资源约束和环境压力下，开发新型、高效、低投资、稳定可行的SO2和粉尘污染控制技术，对解决工业大气污染具有重要意义。■
【参考文献】
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［2］丁强，国内工业锅炉烟气脱硫技术评述[J].中国环境科学学会编.1998，152～156.
［3］赵建涛，高温气体脱硫除尘一体化过程研究煤炭转化[M].2001（4）：6.
脱硫除尘技术论文范文2
关键词：布袋除尘器烟气湿法脱湿式钙法脱硫
中图分类号： TG234.6 文献标识码： A
目前我国二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%、烟尘排放量的70%和人为源大气汞排放量的40%都来自于燃煤[1,2]。因此我国的大气污染以煤烟型污染为主。我国大部分供热厂还采用燃煤锅炉供热系统，产生大量有害的烟尘和烟气，同时供热厂还会产生一定量的污染环境的废水[3]。随着社会经济的快速发展和环保力度的加强，企业逐渐认识到锅炉燃烧引起的环境空气污染的严重性，如何采用烟气除尘脱硫技术控制锅炉燃烧产生的污染是企业经营、生产、管理期间必须要重点考虑的问题[4,5]。烟气除尘脱硫设备很多，也不乏除尘脱硫一体化装置[6-8]，显然对于企业具体燃煤除尘脱硫综合治理问题，应因地制宜针对企业的实际情况选取最合适的措施，以尽可能小的投入，得到最佳效果。我们在进行一供热厂烟气除尘脱硫工程设计时，通过实地现场考察调研，不同治理方案技术经济对比，筛选设计了干湿两级脱硫除尘工艺，实现了预定治理目标，获得良好的经济社会效益。
1 除尘方法选择
该供热厂位于北京地区，工程要求对新建的3台58MW燃煤锅炉100%烟气进行治理，由于北京地区的工业废气排放比国家标准更严格，其中北京地标的SO2排放浓度为小于20 mg/Nm3，烟尘浓度小于10 mg/Nm3。通常工业废气除尘方法可概括为两类，一是干法除尘，二是湿法除尘。干法主要包括旋风除尘、静电除尘和袋式除尘[9]。其中袋式除尘可高效净化烟尘，对高浓度的烟尘有较好的适应性，可处理的烟尘浓度达1000g／m3以上，其除尘效率可达99.99％[10]。考虑到场地、设备投资以及湿法除尘后续处理等因素，选择用布袋除尘器进行第一级干式除尘。
2 湿法脱硫的选择
脱硫选择然烧后烟气湿法脱硫技术，湿法烟气脱硫技术根据吸收剂种类的不同，可分为：石灰(石)-石膏法(使用最多)、双碱法、氧化镁法、氨法、海水法、钠碱法等[6]。由于海水法、双碱法、氨法、钠碱法等受到地理位置、脱硫副产品处理、脱硫剂来源及价格等因素影响，常常应用在区域性较强、烟量相对较小或工艺要求简单的脱硫工程中。石灰(石)-石膏法则因其成熟的工艺技术，在工业锅炉和大型电厂的脱硫工程中得到广泛应用。而镁法脱硫技术，由于具有系统简单，不易结垢等优势，近些年来我国临近镁矿产地的地区(山东、东北、天津、北京等地区)也得到一些应用。我们根据该供热厂的具体情况，对钙法、镁法和双碱法脱硫工艺进行了技术与经济评估。
3 三种烟气湿法脱硫主要特点
3.1 湿式钙法脱硫
湿式钙法脱硫工艺系统的主要优点：(1)技术最成熟，运行稳定，应用最多，技术可靠性好。(2)运行费用低。石灰资源丰富，价格便宜，目前市场售价约为240元/吨左右。(3)石灰较易溶解，石灰乳制备系统较为简单且运行稳定。(4)脱硫效率达95~98%。(5)对煤种变化、负荷变化的适应性强。(6)产物为石膏，易于过滤，是所用脱硫产物中最易处理的。
主要缺点是：液气比相对较高，为3~5.5L/m3，循环水量较大，耗电量较高。
3.2 湿式镁法脱硫
湿式镁法脱硫的主要优点是：(1)技术相对成熟。我国部分地区已经有了应用的业绩。(2)我国镁资源丰富，但主要分布在辽宁、山东等省。(3)氧化镁化学反应活性强，反应速度快，脱硫效率达95~98%。(4)对煤种变化、负荷变化、脱硫率变化等的适应性强。(5)硫酸镁的溶解度较高，不易结垢，工艺运行的安全性和可靠性也得到了一定提高。
主要缺点是：(1)85%轻烧氧化镁市场价格比石灰价格高。(2)氧化镁相对难溶，浆液制备系统需消化(制浆)、供浆两步进行，系统较为复杂。(3)氧化镁产地主要分布于辽东半岛和山东半岛，来源有一定的限制。(4)产物亚硫酸镁过滤难度较大，含水率较高。若生成硫酸镁产物，则很难过滤，只有形成硫酸镁溶液外排，导致脱硫系统外排污水量大，相应补水量也大，还存在二次污染。
3.3钠钙双碱法脱硫
钠钙双碱脱硫主要优点是：(1)钠盐活性强，反应速度快，脱硫效率达95~98%。(2)液气比相对较低。(3)理论上，参与脱硫的为钠盐，溶解度大不易结垢。
主要缺点是：(1)双碱法工艺流程较为复杂，需控制的关键参数较多，较严格，实际应用中部分参数很难控制，造成运行稳定性较差。(2)实际运行中脱硫系统结垢情况比较普遍的。(3)运行费用高。
4 三种烟气湿法脱硫系统的技术经济分析
三种烟气湿法脱硫系统运行的技术性能对比如表1所示。假设燃煤含硫量为0.5%，年运行3600小时，脱硫率97%，电费0.55元/度，水费4.0元/m3，石灰(纯度约75%)240元/吨，轻烧氧化镁(纯度约85%)550元/吨，火碱4000元/吨，电费0.55元/度，水费4.0元/方。以1台58MW锅炉计算年运行费用，并扣除1公斤SO2的费用结果如表2所示。
表1 三种烟气湿法脱硫系统技术性能对比表
名称 石灰-石膏法 氧化镁法 钠钙双碱法
表2 三种烟气湿法脱硫系统运行效益对比表
5 XP-Ⅱ除尘脱硫系统
该工艺系统实际运用经历了北京新标准的考验，最长的运行已有3年以上。图1是XP-Ⅱ除尘脱硫技术用于北京某供热厂对新建3台58MW燃煤锅炉100%烟气进行治理的工艺流程。
XP-Ⅱ型烟气除尘脱硫工程采用干湿两级脱硫除尘工艺，第一级采用布袋除尘器进行干式除尘，第二级采用改进的石灰-石膏法进行湿式脱硫。该工程包括布袋除尘系统、吸收剂制备及供应系统、二氧化硫吸收系统、副产品处置系统、废水处理系统、其它配套系统。公用系统制备的生石灰浆液供入脱硫塔外脱硫循环池内之后经由循环泵送入脱硫塔，浆液在塔内与烟气反应，吸收烟气中的二氧化硫、洗涤粉尘，净化后的烟气排放到大气中。脱硫塔排出浆液进入公用系统的副产品处理及储存系统(即石膏后处理工艺系统)处理。
该工程实地运行结果除尘效率99.9%，脱硫效率98%。表3为国标，地标及该供热厂经过本脱硫除尘后实测的SO2及烟尘排放浓度。
XP-Ⅱ型烟气除尘脱硫工程经运行证明，该系统具有诸多优点：
(1) 除尘系统采用高效布袋除尘器，脱硫系统采用成熟、效率高的湿式石灰-石膏法工艺，利用先进的XP-Ⅱ型高效流化脱硫除尘部件，确保系统除尘效率99.9%，脱硫效率98%，保证脱硫系统连续、稳定、达标运行。
(2) 引风机位于脱硫塔前，可避免脱硫后烟气带水量过大对引风机的损害。
(3) 采用廉价、易得的石灰做脱硫剂，降低脱硫系统的运行成本。
(4) 石灰乳制备实现自动化，降低工人劳动强度，实现自动地定量地给料、制浆、供浆，且确保系统无扬尘等二次污染。
(5) 脱硫产物浓缩后进入压滤机，以固态形式脱离脱硫系统，无二次污染。
(6) 采用PLC自动控制系统，对pH值等关键参数实现自动调控，具备自动与手动两种控制功能，为两地控制，实现简单、实用，可靠的手/自动控制和操作。
(7) 保证系统不结垢、不堵塞，操作简单、维护方便。
(8) 脱硫系统按最大烟气量、最大SO2浓度进行校核。
(9) 合理布局，节省占地面积，且设计留有余地，以适应今后不断提高的环保要求。
(10) 设计遵循“技术先进可靠，使用经济，运行稳定、安全可靠”的原则。
(11) 工艺布置合理、操作稳定可靠，系统抗冲击能力强，适应锅炉负荷变化频繁及频繁启停对除尘脱硫设备的影响。
(12) 在满足上述条件下做到投资节省、运营管理费用低。
6 结论
燃煤除尘脱硫综合治理是刻不容缓问题，科学技术的进步，专家和工程技术人员研制出不同的综合治理方法，对具体企业应做技术经济等多方面研究，对不同的治理方法研究对比，得出最佳治理方案。XP-Ⅱ型烟气除尘脱硫系统对北京一供热厂烟气治理表明：该工程系统治理效果良好，且具有运行稳定可靠、操作维护简便、运营成本低等诸多优点，是一个值得推广使用的好方案。
参考文献
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脱硫除尘技术论文范文3
关键词：烟气；除尘；脱硫；布袋式除尘；氧化镁法脱硫
中图分类号：TK223 文献标识码：A
随着社会的发展，生活水平的提高，人们对环境的要求也逐步提高，对环境保护重要性的认识也随着提高。2014年4月24日新环保法颁布。2014年07月01日，新的《锅炉房大气污染物排放标准》（GB13271-2014）颁布实施。在辽河地区，冬季供暖热源多为燃煤锅炉房，随着环保要求的提高，燃煤锅炉房烟气排放标准要求有了显著地提高。根据《锅炉房大气污染物排放标准》的要求，二氧化硫的排放标准由900mg/aNm3提高到400mg/Nm3，烟尘浓度的排放标准由200mg/Nm3提高到80mg/Nm3，氮氧化物排放标准为400mg/Nm3。
一、辽河地区锅炉房烟气排放现状
目前，辽河地区中小型燃煤锅炉房多采用湿式脱硫除尘器对烟气进行处理，其处理效果基本不能满足新标准的要求。辽河地区六座锅炉房烟气排放检测数据如下：SO2：655、296、814.7、570.8、760.7、870.6mg/m3；NOx：63、37.3、172.7、78.1、93.1、183.6、239.0、288.2mg/m3；烟尘含量：199、193.6、136.5、128.6、183.6、198.8、190.6、108.2mg/m3。根据以上数据可知，燃煤锅炉房排放的烟气中，NOx的排放浓度一般能够满足新标准的要求，而SO2以及烟尘的排放浓度均不能满足新规范的要求。
二、烟气除尘技术
常用的锅炉除尘器按照作用机理分为四大类型：机械力除尘器、电力除尘器、过滤除尘器和洗涤除尘器。目前，能够满足新规范要求且使用较多的是布袋式除尘器和静电除尘器。静电除尘器：用强电场使灰尘颗粒带电，在其通过除尘电极时，带正/负电荷的微粒分别被负/正电极板吸附，即达到除尘目的。静电除尘器的除尘效率较高，四电场一可达99.8%，而且其阻力损失较小，一般在200Pa左右。其缺点是设备大，占地面积大，一次性投资费用较高，而且需要高压直流电源系统，运行费用较高。布袋式除尘器：一种干式高效除尘器，利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置。其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截。布袋式除尘器具有较好的工作性能，其除尘效率可达99%，运行也比较简便。因此，辽河地区锅炉房改造建议选用布袋式除尘器。
三、烟气脱硫技术
锅炉湿法烟气脱硫方式包括：石灰法、钠钙双碱法、氧化镁法和石灰石法。考虑到营口地区有丰富的氧化镁资料，一般选用氧化镁法脱硫系统。这种方法工艺成熟、可靠，能达到90%以上的脱硫率，具有脱硫效率高、液气比小、运行费用低、不结垢等优点，吸收反应塔系统内不易发生结垢、堵塞等问题，所产生的副产物为亚硫酸镁和硫酸镁，不污染环境。
四、锅炉房烟气除尘脱硫系统改造实例
下面以某锅炉房为例对锅炉房的烟气除尘脱硫系统改造进行说明。
1 技术方案
锅炉房共有4台燃煤锅炉，均为14MW燃煤锅炉。其烟气除尘脱硫方案选用4台除尘器（4×20t/h）+4台脱硫塔（4×20t/h）的烟气处理形式。所有脱硫塔共用一套附属系统，附属系统由供水系统、浆液制备及循环系统、副产物系统组成。
2 系统流程
（1）烟气系统：锅炉烟气出口空气预热器除尘器引风机脱硫塔烟囱。烟气经过空气预热器后，降温至110℃～140℃，进入布袋除尘器，经过除尘器过滤，烟尘含量降低至80mg/Nm3，再由引风机输送至脱硫塔，在塔内经脱硫液吸收SO2，SO2浓度降低至400mg/Nm3以下，再进入烟囱排放。
（2）脱硫剂制备、输送系统。氧化镁制浆罐制浆泵供浆罐供浆泵循环罐。脱硫剂采用氧化镁，在制浆罐中反应生成氢氧化镁，然后由制浆泵输送至供浆罐，经搅拌均匀后氢氧化镁溶液由供浆泵输送至循环罐内。根据检测的PH值控制供浆泵的启停。当pH值低于低限设定值时，自动打开供浆泵，向循环罐内加药，当pH值达到高限设定值时，供浆泵停止加药，整个脱硫系统自动控制。
（3）SO2吸收系统。锅炉烟气经布袋除尘器除尘后，由脱硫塔下部进烟口处进入，由于截面积的突然扩大，烟气在塔内形成均匀的分布，然后烟气通过浸没在浆液液面以下的喷射管喷射到浆液中，产生一个气泡层，其中液体被气体搅拌，而气泡则被运动所细分。在这一层中，由于气液界面大，液体作涡流运动，连续不断的烟气形成连续不断的气泡层促进了烟气中二氧化硫的吸收，在这一过程中除掉了绝大部分的二氧化硫与粉尘。净化后带雾的烟气上升至高效除雾装置，气液进行接触、二次吸收并得到有效分离，从而避免了烟气夹带雾沫，最大限度地减少了烟气带水的现象。
（4）脱硫液循环系统。浆液循环系统：循环罐循环泵脱硫塔循环罐。浆液排出系统：循环罐底部地坑池（曝气）浓缩泵浓缩罐压滤泵压滤机渣场。脱硫液采用塔外循环方式。吸收了SO2的脱硫液一部分由循环泵打入脱硫塔上部，进行循环吸收，同时为了控制浆液浓度及脱硫液pH值，排放一部分高浓度脱硫液进入地坑池内，通过氧化风机进行曝气，然后经浓缩泵输入浓缩罐中，再由压滤泵输送至板框压滤机，压滤后，定期运入渣场内。地坑池内的上层清液流入滤液池，再由滤液泵输送至制浆罐，重复利用，减少污水外排。
3 主要技术经济指标
该工程总投资为2650万，运行费用为140万/年，改造后锅炉房“三废”排放量分别为：SO2：185t/a，烟尘：37t/a，MgSO4排放量：624t/a。
结论
锅炉房1烟气除尘脱硫系统改造后，预计烟尘减排量为55.18t/a，SO2减排量为118.24t/a。本工程在运行过程中产生的废水均重复利用，不会对环境造成影响。本工程产生的MgSO4饼状物随灰渣统一处理，不会对环境造成影响。因此，本工程的实施对环境保护有着正面的意义。
脱硫除尘技术论文范文4
【关键词】燃煤烟气治理 环保企业 大气治理技术
一、产业链结构
燃煤烟气治理产业链是在大气污染治理生产链上进行的延伸，增加了上游供应链，中游服务链和下游消费链。上游供应链为大气污染治理产业提供原料、设备、产品和技术，保障生产活动的正常进行。中游生产链主要包括除尘、脱硫和脱销设备的生产，该环节是整个链条的核心环节。中游服务链为链上企业提供公共信息平台，加快信息咨询服务建设，构建产业链多层次的公共信息平台。下游消费链是由大气环保经销商、项目分销商或者项目承包商为客户提供大气环保产品和服务，这一环节是大气污染治理产业与其他行业实现横向联系的重要环节，而与燃煤烟气治理产业发生横向关联较为密切的行业主要有电力、造业、化工、钢材、水泥等。
二、燃煤烟气处理行业可以细分为除尘、脱硫、脱硝行业
下文将从除尘、脱硫和脱硝产业的技术发展现状、产业规模、业内主要企业和市场竞争格局三方面做详细的分析。
（一）技术发展现状
除尘是指去除含尘气体中颗粒物的过程，就是除去烟尘、粉尘。目前除尘器种类主要有电式除尘器、袋式除尘器及电袋复合除尘器。三种除尘器中，电除尘器因其阻力低、维护工作少、适应烟气变化能力强等特点，作为大气污染治理领域除尘的主要设备。相比电除尘器，袋式除尘器效率更高和优点更突出其应用率逐渐增加。而电袋复合除尘器兼具两者的优点，是一种新型节能高效除尘器，具备运行长期可靠稳定、结构紧凑、高可靠性、滤袋使用寿命长、洁灰周期长、维护费用低等特点。
脱硫主要是指烟气脱硫，通过脱硫装置使锅炉烟气的二氧化硫排放达到国家标准。我国现有烟气脱硫技术十多种，主要包括石灰石―石膏湿法、旋转喷雾干燥法、烟气循环流化床干法、炉内喷钙―尾部增湿法等。由于石灰石-石膏湿法具有成本优势，中国投运的脱硫工艺中石灰石-石膏法的市场份额超过90% 。
脱硝主要也是指烟气脱硝，防止炉内煤燃烧后产生过多的氮氧化物，对烟气进行脱硝处理。2009年7月，环保部了《火电厂大气污染物排放标准》，规定到2015年所有火电机组都要执行氮氧化物排放浓度限值标准。烟气脱硝技术主要包括干法（SCR、SNCR）和湿法，其中干法的选择性催化还原技术（SCR）发展最为成熟，而湿法的烟气脱硝技术由于消耗大量的吸收剂和氧化剂，产物易造成二次污染，因此其应用受到很大的限制。
（二）市场容量规模
除尘产业的发展与中国工业化进程密切相关，随着中国工业经济的发展，除尘产业规模由2010年的246亿元增至2012年的300亿元（见表1）。
表1 中国2010―2012年除尘、脱硫和脱硝市场规模（亿元）
数据来源： 《中国环境统计年鉴 》（2010―2012）
我国除尘设备的安装率高达90%，这也是近两年产业规模增速下降的原因。然而现行我国对除尘仅规定了总量标准，并未考察PM2.5的滤除效率，随着雾霾治理力度的不断加强，未来这方面很可能会进行细则修订。因此，对细微颗粒物滤除率较低的电除尘将面临改造成袋式或电袋复合除尘。国内已投运的火电机组中90%以上是电除尘器，如果要求改造已满足政策需要，那么除尘产业潜在的市场规模将很大。
“十一五”之后，脱硫产业规模增速有所下降，2012年整个市场规模达到132亿元（见表1）。中国脱硫产业的市场需求目前主要来自于电力、冶金、非金属矿物质制造业、化工、石化、钢铁等行业，其中电力行业是脱硫产业的最大需求者，随着新排放政策的实施，非电力行业脱硫规模增加迅速，其中，以钢铁行业的需求最大。2012 年，中国火电行业脱硝市场规模超过106亿元，随着非电力行业脱硫市场规模的增加，脱硫行业面临新的增长空间。 2012年，新增脱硝装机容量共计1.53亿千瓦，其中脱硝改造装机容量达1.155 亿千瓦，新建脱硝装机容量达0.375亿千瓦。随着水泥和钢铁行业的氮氧化物排放指标在“十二五”期间纳入监管范围，预计市场规模将继续扩大，脱硝行业在2012年行业规模达544.5亿元。
（三）业内主要企业和市场竞争格局
除尘行业竞争激烈，市场集中度不高。2012 年电除尘行业骨干企业的销售收入大约为100亿元，而整个除尘行业的市场规模达300亿元左右，其中袋式除尘器的行业规模超过40亿元。科林环保作为国内最大的袋式除尘设备制造企业之一，其市场份额只占5%左右。
脱硫产业的竞争格局较为稳定，市场集中度较高。国电清新、国电龙源、龙净环保、永清环保和远达环保位居脱硫行业的前几位，脱硫装机数量总计达2.84亿千瓦，其市场份额占到41.73%。从2012年新投运脱硫机组来看，国电龙源和龙净环保分别占28.22%和16.2%，远远超出现有占有率的14.9%和7.42% 。
脱硝事业启动晚，竞争格局相对混乱。从事脱硝的企业按企业背景可以分为三类： 电力集团控股企业、锅炉生产企业和一般企业。电力集团控股企业主要代表为国电龙源、中国华电、远达环保。
三、行业发展的不利因素和问题
（一）产业链外部环境支持力度不足
产业链外部环境包括市场、法律法规、政策、金融服务等，这些因素将从政策、资金和市场的角度来影响大气污染治理产业链上的效率。而我国大气污染治理产业链外部环境存在以下几个方面的问题：一是大气污染治理产业市场结构不合理和竞争机制不健全，导致产业链上部分企业利润空间受限；二是大气污染治理产业金融缺乏创新，由于大气污染治理产业具有资金沉淀性强的原因，使得大气污染治理企业面临融资难的困境。三是准入门槛及行业标准的缺乏，使得大量依靠地方保护或资源禀赋的中小企业在市场中生存。
（二）企业缺乏核心技术
我国大气污染治理产业普遍存在技术水平低和支持能力弱的局面。虽然在技术水平上有了很大的提高，但目前主要还是被动满足国家或地方的排放控制要求，而在支持实现未来更高的大气环境标准，凸显技术力量不足的窘境。而且市场需求难测也影响技术进步。近年来我国相继出台了多种污染物排放控制标准并很快实施，由于技术实现后市场价值的不确定性而面临的风险，导致我国大气污染治理企业自主研发的意识淡薄，很多大型企业往往会考虑在国家政策法规出台之后引进国外的先进技术。
（三）产业链构建的国际化特征不明显
在世界经济处于快速发展的背景下，印度等东南亚国家经济也处于快速发展，从而催发电力行业的发展并加大对大气环保设备和技术的需求，大气污染治理企业正在抓住这一机会将自身的业务拓展到海外市场。
参考文献：
[1]高明，黄清煌.基于产业链视角下我国大气污染治理产业分析[J].理论学刊，2014.
[2]环境保护部.2012 中国环境统计年鉴[M].中国统计出版社，2013.
[3]中国环境保护产业协会脱硫脱销委员会.我国脱硫脱销行业 2012年发展综述[J].中国环保产业，2013，（7）.
脱硫除尘技术论文范文5
1传统石灰石-石膏法
传统石灰石(石灰)-石膏法是以石灰石或石灰浆液与烟气中SO2反应,脱硫产物为石膏,脱硫石膏可以综合利用。目前的FGD(烟气脱硫)系统大多采用了大处理量吸收塔,300MW火电机组的烟气可用一个塔处理,从而节省了投资和运行费用;湿法脱硫技术运行可靠率达99%以上,脱硫效率高达95%,石膏纯度大于90%。工艺主要系统包括:由石灰石粉料仓、石灰石磨机及测量室组成的石灰石制备系统;由洗剂吸收、除雾器和氧化装置组成的吸收塔系统;由烟气换热系统、脱硫风机和烟道组成的烟气系统;由水力旋流分离器和真空皮带过滤器组成的石膏脱水系统及储存装置;由工艺水、工业水、废水处理组成的水系统;由事故储罐和地坑组成的事故处理系统;由电器、仪表、软件组成的控制系统;自动运行联锁保护系统。此种脱硫方法主要缺点是工艺投资大,运行费用高。简易石灰石-石膏法工艺原理和传统的石灰石-石膏法基本上是相同的,但最大的差别在于简易石灰石-石膏法工艺不是处理全部烟气,而是采用处理部分烟气,降脱硫的大部分烟气和未脱硫的烟气混合后再排放,脱硫效率降低到80%左右,但可省去GGH(烟气热交换系统),这样可以大大降低投资和运行费用。
2双碱法
双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰直接脱硫生成的亚硫酸钙和硫酸钙在水中溶解度小,极易达到过饱和而结晶出来,新生成的晶核附着在器壁上,随后结晶出来的物质在晶核上长大,最终在器壁上形成很厚的垢,导致设备管道堵塞的重大问题而发展起来的。其主要工艺过程是,清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成脱硫液,用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。在脱硫过程中三种生成物均溶于水,烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集,从而脱硫除尘器排除的循环水变为灰水,一起流入沉淀池。烟气经沉淀定期清除,可回收利用,如制内燃砖等。与石灰石或石灰法相比,双碱法具有在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象,便于设备运行与保养。脱硫效率高,一般在95%以上。吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外,减少了内塔结垢的可能性,因此可以用高效的板式塔或填料塔代替目前广泛使用的喷淋塔,从而大大减小吸收塔的尺寸及操作液气比,降低脱硫成本高。缺点是Na2SO3氧化副产物Na2SO4较难再生,需不断向系统补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外Na2SO4的存在也降低石膏的质量。
3干法
干法烟气脱硫是指无论加入的脱硫剂无论是干态的或湿态的,也无论脱硫反应是干态的或湿态的,只要脱硫的最终反应产物是干态的即称干法。干法脱硫技术中主要烟气循环流化床脱硫技术
4烟气循环流化床脱硫系统
烟气循环流化床脱硫系统由石灰浆制备系统、脱硫反应系统和除尘引风系统三个系统组成。包括石灰贮藏、灰槽、灰浆泵、水泵、反应器、旋风分离器、除尘器和引风机等设备。其主要控制参数有床料循环倍率;流化床床料浓度;烟气在反应器及旋风分离器中驻留时间;脱硫效率;钙硫比;反应器内操作温度。典型的循环流化床工艺有鲁奇(Lurgi)型循环流化床脱硫技术、回流式烟气循环流化床脱硫技术、气体悬浮吸收(GSA)烟气脱硫工艺、NID(新型一体化脱硫)工艺。影响烟气循环流化床脱硫效率的主要因素有床层温度、钙硫比、脱硫剂的粒度和反应活性等。根据反应器进口烟气流量及烟气中原始SO2浓度控制消石灰粉的给料量,以保证按要求的脱硫效率所必需的钙硫比。其最大的优点是:可以通过喷水将床温控制在最佳反应温度下,达到最好的气固间紊流混合并不断暴露出未反应消石灰的新表面,而通过固体物料的多次循环使脱硫剂具有很长的停留时间,因此大大提高了脱硫剂的钙利用率和反应器的脱硫效率。因此,循环流化床干法烟气脱硫系统能够处理高硫煤的脱硫,并在钙硫比1.3～1.5时达到90%以上的脱硫效率。另外工程投资、运行费用和脱硫成本较低,工艺流程简单,系统设备少,从而提高了系统的可靠性,降低了维护和检修费用。占地面积少,且系统布置灵活,非常适合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组。能消耗低,如电耗、水耗等。排烟温度较高,对反应塔及其下游的烟道、烟囱等设备的腐蚀性较小,可以不采用烟气再热器,对现有的烟囱可不进行防腐处理,直接使用干烟囱排放脱硫烟气。无废水排放,脱硫副产品呈干态。其存在缺点是,必须采用高品位的石灰作为吸收剂,我国石灰的供应尚存品位低、质量不稳定、供应量不足、供应源分布不均、价格过高等缺陷。副产品含有一定量的亚硫酸钙,亚硫酸钙的化学性能不稳定,在自然环境下会逐渐氧化为硫酸钙,影响原粉煤灰的综合利用。系统压降较大(约1500Pa～2500Pa),需增加新的脱硫引风机。脱硫后除尘负荷大大增加,烟尘特性改变大,烟道磨损增加,除尘难度加大,投资和运行费用增加。
5其他脱硫技术
其他的湿法脱硫技术有海水法、氨法、镁法、磷铵肥法、亚纳循环脱硫技术、有机酸钠-石膏法、石灰-镁法、碱式硫酸法、氧化锌法等。干法脱硫技术如旋转喷雾干燥法脱硫技术、炉内固硫炉后脱硫技术、荷电干式吸收剂喷射脱硫技术、固相吸附-再生脱硫技术、等离子体烟气脱硫技术等。限于篇幅这里就不一一详细介绍,感兴趣的读者可以参考附录中的相关参考文献。
新建火力发电机组的脱硫设施及老机组改造安装脱硫设施,可以因地制宜根据当地现有资源选择合适的脱硫模式,另外根据脱硝的十二五规划要求,最好能发展脱硫脱硝一体化设施。
参考文献
[1] 吴忠标,杨明珍.燃煤锅炉烟气除尘脱硫设施运行与管理[M].北京出版社,2007,5.
脱硫除尘技术论文范文6
关键词: 烧结烟气;ENS半干法脱硫技术
1工艺原理
德国ENS半干法采用一定粒径要求的Ca/Mg(OH)2粉料作为吸附剂,通过输送系统和投加器进入烟气管道,由烟气带入反应塔。在反应塔内与雾化系统的水雾接触,使碱性干粉表面湿润,烟气中F-、SO2等酸性气体同时湿润,附着并与湿润碱性物发生反应,生成钙/镁盐等化合物;反应后的烟气及盐粒在反应塔下部被烟气的余热干燥,进入除尘器,烟尘被除尘器收集,净化后的烟气经风机送到烟囱排放。除尘器的一部分收集尘返回反应塔管道,强化反应和再利用,使其达到饱和利用。
SO2与Ca(OH)2的反应单从化学反应方程式看是简单的酸碱中和反应,但从整个反应动力学上分析,反应速度与烟气中水的含量有很大关系。气相中SO2生成SO2-3的反应大致经过以下过程:水蒸汽的气体SO2进入液相状态,相互结合与碱反应后,脱出水分子,并生成HSO-3,再进一步与碱反应,生成SO2-3和水分子。
酸性气体与Ca(OH)2的反应活性顺序为:SO3>HF> HCl> SO2>CO2。
从气液两相平衡及动力学角度分析,碱性反应物表面的含水量与气相的含水量-相对湿度相关,系统中酸碱反应的机率与酸性组分的含量和碱性物质的总表面积相关。
2工艺过程及组成
采用的半干法脱硫工艺,烧结机机头产生的含有氟化物、SO2及含铁粉尘的烟气经大烟道出烧结室,进入电除尘器进行预除尘,回收烧结烟尘,返回烧结配料室做烧结矿原料。预除尘后的烟气由装有加料装置的管道进入反应塔,Ca(OH)2碱性粉料从贮料仓经增湿机加湿后通过加料装置喷入烟道进入反应塔,反应塔内雾化系统根据概念设计数字模型,调整烟气温度、湿度,使气态硫化物、氟化物与碱性粉料充分反应,形成固态盐-粉尘与脱硫烟气,经管道进入主抽风机前的除尘器,使含氟、SO2的固态粉尘与气体分离,烟气达标经主抽风机至烟囱排放。主除尘器的作用是把吸附了氟和硫的粉尘捕集下来,除下来的粉尘主要是硫酸钙、氟化钙等废渣和没有参与吸收反应的氢氧化钙等,其中20%~30%的除尘灰循环使用,用仓式泵加压喷入主除尘器的烟气入口中,继续参与反应和吸收。
3应用实例
ENS半干法脱硫工艺针对烧结工艺的特点, 在工业性试验成功的基础上,设计完成了2台180 m2烧结机头烟气净化工艺的改造。
3•1净化效果
由现场监测结果得知:机头烟气含尘3 000 mg/m3,含SO2472•5 mg/m3,含氟化物109•4 mg/m3。对烧结机头烟气排放浓度监测结果见表1。
通过监测表明烟气中氟化物排放质量浓度
2•98~ 3•47 mg/m3, SO2排放质量浓度89•6 ~94•5 mg/m3,烟尘排放质量浓度20•8~22•4 mg/m3,均低于《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)新污染源大气污染物排放限值标准。计算得到效率>95%,SO2去除率>80%,净化效果等于或好于设计指标。
3•2工艺可靠性分析
半干法烟气脱硫工艺在国外已是成熟的技术,可有效去除烟气中SO2、HCl、HF等酸性气体,达到环保要求。半干法作为一种成熟和高效的去除酸性气体的工艺,具有去除效率高、运行费用低,对设备、管道无腐蚀、不产生排放水蒸汽后冷凝降雨等优点,明显优于湿法净化工艺。因此2台180 m2烧结机烧结烟气净化改造采用半干法烟气脱硫工艺。
工程投产后的验收及实际运行测试结果表明,当雾化系统正常工作时,烧结机头烟气中各种污染物的排放浓度完全能够满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)的要求。半干法烟气脱硫工艺成熟可靠,从技术和经济上来看都是可行的,能够达到预定的净化效果,污染物排放浓度能够稳定达到排放标准要求。
3•3NS半干法脱硫技术的优点分析
3•3•1原湿法工艺
原湿法工艺针对180 m2烧结机机头烟气。烟气经抽风机引进114 m2电除尘器后,进入空心洗涤塔,洗涤去和二氧化硫及烟尘等有害成分,净化后的烟气经由120 m烟囱排放。洗涤烟气后的酸性废液经中和器用轻烧白云石乳液进行中和,然后进入澄清器,澄清液流入澄清液受槽,用循环泵汲至洗涤塔循环使用,沉淀污泥进入泥浆受槽由泥浆泵送至选矿厂尾矿库集中处理。
该工艺存在的主要问题:
(1)烧结泥浆水排入尾矿库对尾矿水质造成了不利的影响,影响选矿生产。
(2)烟气净化系统净化效果不好,造成澄清器,净环泵站溢流大。
(3)每年用于净化系统的运行费用和检修费用较高,泥浆水排入尾矿库量大,浪费水资源严重。
(4)净化系统设备存在腐蚀问题,而且结垢堵塞严重,影响净化系统的作业率。
3•3•2污染物排放比较
改造工程投入生产后,无废水排放,废渣可用于冶金渣制砖生产线进行综合利用,污染物的排放全部有所消减,项目建成前后的污染物排放情况及污染物变化情况见表2。
由表2可知,项目建成后各污染物的排放量全部有所消减。其中烟尘消减1 155•86 t/a, SO2消减1 826•20 t/a,氟化物消减169•94 t/a;废水排放量消减2 298 384 t/a,废水中氟化物消减52•27 t/a,SS消减734•04 t/a;固体废弃物排放量减少7 119•09 t/a。本项目采用脱硫效果好、技术先进的半干法脱硫技术工艺。半干法作为一种高效的去除酸性气体的工艺,具有去除效率高、运行费用低、对设备、管道无腐蚀,不产生酸雨等优点。
3•3•3能源消耗比较
本项目年消耗压缩空气量95 135 040 m3,约1 200 m3/h;年消耗氮气4 320 000 m3,约545 m3/h,氮气从转炉密封用氮气管道及溅渣氮气管道接出。按新的节能降耗指标计算方法,采用的半干法脱硫工艺与湿法净化工艺能源及材料对比情况见表3。
根据表3可知,本项目投产后,年用电量减少23 820 437 kWh;年用水减少2 851 200 m3;碱性粉料减少8 160 t/a。
3•3•4运行费用比较
原系统(湿法)设备腐蚀严重,维护工作量大,费用高,每年用于净化系统的运行费用和检修费用达2 200万元,而且每小时有300 m3泥浆水排入尾矿库,浪费水资源严重,也对净化系统设备造成腐蚀问题,而且结垢堵塞严重,影响净化系统的作业率。改造后的烟气净化系统运行稳定,各项排放都达到排放标准的要求。烟气净化系统全年运行和检修费用1 300万元。与原有湿法净化相比,半干法烟气脱硫工艺处于干相,不存在饱和、过饱和液相腐蚀问题,维护费用低,该技术运行稳定可靠,运行和检修费用低,年降低运行费用和检修费用达900万元。
4结论
半干法烟气脱硫工艺在国外已是成熟的技术,可有效去除烟气中SO2、HCl、HF等酸性气体,达到环保要求。半干法作为一种成熟和高效的去除酸性气体的工艺,具有去除效率高、运行费用低、对设备、管道无腐蚀、不产生排放水蒸汽后冷凝降雨等优点,明显优于湿法净化工艺,在工程实践应用中表现出优越性与可行性,将是未来烟气脱硫研究的重点。半干法烟气脱硫工艺在烧结烟气脱硫上的应用具有技术先进性、环保实用性、经济性等优点,具有广阔的应用前景。
参考文献:
