孫正申
南京東大能源工程設計院有限公司 江蘇南京 210000
現階段,我國大氣污染越來越嚴重,對人類生活環境、社會生產以及身體健康等各個面帶來了嚴重影響。尤其是硫污染問題日益嚴重,使得人們越來越關注石灰石-石膏濕法脫硫等情資源,而污染治理已經成為我國可持續發展戰略的重要策略,也是相關工作人員研究的重要內容。目前,我國是第三大電力生產國家,認識石灰石-石膏濕法脫硫技術,發展現狀以及未來發展趨勢,這是制定可持續發展策略的基礎和前提。所以,本文就石灰石-石膏濕法脫硫技術研究現狀和發展趨勢進行分析具有深遠的現實意義。
二氧化硫是熱電生產過程產生的主要污染物。根據“達標排放”和總量控制的原則以及循環流化床鍋爐的特點,采用爐內石灰石脫硫的方法,使二氧化硫與氧化鈣反應生成硫酸鈣而成渣隨爐渣一同排出。脫硫劑采用顆粒直徑≤3MM,純度(以CaO計)51.01%的石灰石粉。爐溫控在840~900左右,脫硫效率在90%以上。隨著我國市場經濟的高速發展,我發電力工業發展十分迅猛,目前我國社會生產生活對電力依賴的程度越來越高,發電進程中煤炭資源的應用不僅使得礦物質資源緊缺問題越來越嚴重,還帶來了十分嚴重的環境污染。人類生產活動或者在自然發展過程中導致某些危害物質,或者由于居民或者生產行業所產生的一氧化碳、二氧化硫或者煤煙等,其大氣污染排放量大、分布范圍十分廣泛,造成的嚴較大的危害。石灰石-石膏濕法脫硫作為一種新型的空氣清潔技術,可以降低電力工業開展進程中污染物排放對環境造成的危害。尤其是面對資源緊缺的當前社會,我國政府相關部門也加大了對石灰石-石膏濕法脫硫和環境污染問題的重視和研究,大力推進石灰石-石膏濕法脫硫多元化技術應用。同時,也制定了《可再生資源法》等相關法律法規和配套制度,極大地推進了石灰石-石膏濕法脫硫等生物液體燃料的開發和應用,這給我國生物燃料產業帶來了發展機遇和一定的挑戰[1]。
石灰石(石灰)/石膏濕法脫硫工藝系統主要有:煙氣系統、吸收氧化系統、漿液制備系統、石膏脫水系統、排放系統組成。其基本工藝流程如下:
鍋爐煙氣經電除塵器除塵后,通過增壓風機、GGH(可選)降溫后進入吸收塔。在吸收塔內煙氣向上流動且被向下流動的循環漿液以逆流方式洗滌。循環漿液則通過噴漿層內設置的噴嘴噴射到吸收塔中,以便脫除SO2、SO3、HCL和HF,與此同時在“強制氧化工藝”的處理下反應的副產物被導入的空氣氧化為石膏(CaSO4·2H2O),并消耗作為吸收劑的石灰石。循環漿液通過漿液循環泵向上輸送到噴淋層中,通過噴嘴進行霧化,可使氣體和液體得以充分接觸。每個泵通常與其各自的噴淋層相連接,即通常采用單元制。
在吸收塔中,石灰石與二氧化硫反應生成石膏,這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出,進入石膏脫水系統。脫水系統主要包括石膏水力旋流器(作為一級脫水設備)、漿液分配器和真空皮帶脫水機。
經過凈化處理的煙氣流經兩級除霧器除霧,在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。進行除霧器沖洗有兩個目的,一是防止除霧器堵塞,二是沖洗水同時作為補充水,穩定吸收塔液位[2]。
在吸收塔出口,煙氣一般被冷卻到46—55℃左右,且為水蒸氣所飽和。通過GGH將煙氣加熱到80℃以上,以提高煙氣的抬升高度和擴散能力。
含硫污染物凈化當中,在污染物進入箱體之前并沒有和凈化泥發生充分的基礎,這就導致含硫污染物中的有害物質在凈化之后依然有大量的殘留,并不能夠實現充分的凈化。同時,含硫污染物的凈化費用也非常高,導致凈化并不能夠降低電力的生產成本,對于技術的發展也是十分不利的。濕法脫硫技術相比之下有著更加簡單的結構,所以發電廠使用該技術時比較方便,而且對氣體凈化的氣體質也十分穩定,有害物質并不會殘留。而且,使用了濕法脫硫系統后,凈氣體工作變得相對安全,在簡便的操作方式下成本也非常低,讓凈化工作變得具有很高的經濟效益,相比傳統的凈氣體基礎擁有極大的優勢。
離心分離使用了氣體中雜質密度不同的原理,相比靜置法具有剛搞的效率,并且很多在自然狀態下并不能被分離的物質也能夠在離心機中實現。并且,離心分離中污染物進入機械的內部是沿著切線方向慣性進入的,能夠產生高速旋流,在離心力的作用下,污染物的顆粒也會被推到墻壁上,之后再在中立的影響下向中心靠攏,所獲得的氣體也比傳統方式更加純凈。
石灰石-石膏濕法脫硫技術研究和發展不僅僅關系著國家生存與發展,也關系著全人類的可持續發展,作為一項系統性的工程,石灰石-石膏濕法脫硫技術研究需要政府的支持和引導,也需要全社會的參與,制定切實可行的產業政策。隨著城市化加快發展,以資源消耗為主的經濟發展模式帶來了高強度的污染排放,目前,全國各個地區空氣污染呈現較大差距,一般來說東北以及沿海等經濟發展比較好的地區,污染比較嚴重。石灰石-石膏濕法脫硫作為一種新型空氣清潔技術,還需要政府和相關部門的引導,作為世界上最大的發展中國家,石灰石-石膏濕法脫硫技術在我國還沒有大范圍應用,還存在較大的技術難題,但是這種方式具有良好的發展前景,應該將其作為一項長期且戰略性的項目進行下去,這是未來石灰石-石膏濕法脫硫技術研究的主要方向[3]。
綜上所述,隨著環境污染問題越來越嚴重,加上電力資源日漸緊缺,人們越來越關注石灰石-石膏濕法脫硫清潔可再生資源。文章從幾個方面就石灰石-石膏濕法脫硫技術發展現狀進行分析,并深入探究了石灰石-石膏濕法脫硫技術未來發展趨勢。