石灰石石膏湿法脱硫改造方案论文_揣宇

石灰石石膏湿法脱硫改造方案论文_揣宇

(辽宁华电铁岭发电有限公司 辽宁省铁岭市 112000)

摘要:采用石灰石石膏进行脱硫效率高、安全性好、成本低,受到了化工企业的广泛关注,同时,对其的生产与使用环节进行改进也是至关重要的,本文对其展开探讨。

关键词:石灰石;石膏;湿法脱硫

1 含硫废物的污染现状

我国的能源以燃煤为主,占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧,煤燃烧过程中产生严重污染,如烟气中CO2是温室气体,SOX可导致酸雨形成,NOX也是引起酸雨元凶之一,同时在一定条件下还可破坏臭氧层以及产生光化学烟雾等,伦敦正是由于光化学烟雾的原因,整天被雾所笼罩着,所以才会有雾都之称。总之燃煤产生的烟气是造成中国生态环境破坏的最大污染源之一。

2 湿法脱硫概述

2.1 关键技术

湿法脱硫是向吸收塔的浆液中鼓入空气,强制使CaSO3都氧化为CaSO4(石膏),脱硫的副产品为石膏。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液,易于达到90 %的脱硫率,并且易于控制结垢与堵塞。由于石灰石价格便宜,并易于运输与保存,因而自8 0年代以来石灰石已经成为石膏法的主要脱硫剂。当今国内外选择火电厂烟气脱硫设备时,石灰石/石膏强制氧化系统成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。在湿法石灰洗涤中,将石灰加入到水中,并将所得浆液喷入烟道气洗涤器中。在典型的系统中,待清洁的气体进入圆柱状塔的底部并向上流过石灰浆淋浴。 二氧化硫被吸收到喷雾中,然后以硫酸亚钙盐的形式沉淀。亚硫酸盐可以转化为石膏,这是一种可销售的副产物。湿法洗涤处理需要高效二氧化硫去除的高硫燃料和一些低硫燃料。湿法洗涤主要使用镁强化石灰(含3-8%的氧化镁),因为它提供高碱度以增加SO2去除能力并降低结垢潜力。

2.2 优缺点分析

石灰石/石膏法的主要优点是:适用的煤种范围广、脱硫效率高(有的装置Ca/S=1时,脱硫效率大于90%)、吸收剂利用率高(可大于90%)、设备运转率高(可达90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的烟气脱硫工艺)、脱硫剂—石灰石来源丰富且廉价。但是石灰石/石膏法的缺点也是比较明显的:初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物—石膏很难处理(由于销路问题只能堆放)、废水较难处理。为了提升脱硫效率,需要对于各种化工产品的成因及效果做出明显的界定,传统的脱硫方式采取一刀切的方式,效率高,但是也难免造成误杀,将原本对产品无害的处理掉。但是缺点也是明显的,与上述方法相比,湿法处理就要好很多,采用酸碱平衡原理,增加石灰石量,使其在保持化学平衡的条件下,可以将硫含量长期控制在一个较低的范围内。但是客观来说,石灰石石膏的效果并不能如我们预期那样稳定,它会随着各种因素而变化,周期也长,遇到突发情况时难以应对。而且需求量是很大的,对于资源短缺情况难以缓解,且不利于销售。

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3 改进方案

石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统模型需要进行改进,开发吸收段和氧化段的工艺模型,并结合到湿法脱硫积分模型中。吸收段模型中包括浆液滴运动子模型,SO2吸收,石灰石溶解和石膏结晶,氧化段模型由平衡理论研究。我国电厂锅炉的运行模式与其他国家的锅炉运行模式不一样,因为煤炭质量不均和锅炉不稳定。操作模式的差异导致了湿法脱硫系统工艺参数的变化。通过分析液气比,入口烟气的SO2浓度,可以看出不同喷淋水平的组合模式对脱硫效率的影响。需要加快石灰石的溶解速率,提升操作温度与速度,使其可以在较短的时间内充分反应。

当前对于石灰石石膏有以下几种广泛销售的方法,如通过公司直接采购,中介人员向使用者快速推送等。这一过程中有两方面是需要重视的,物流是最基本的物质基础,信息流在向基层推送的过程中意义重大。目前,国家范围内的石灰石石膏有三个节点,公司产品在开发后,将通过多个方面的评价来确定市场预期,市场的大小、经济发展、工业经济的比重、工业生产的形态与合作方式、产品出售的价格、地方政府对于环保问题的政策等。确定这些之前需要通过预实验的方式,合作者一般来说是在当地能力较强的产品种植专家,对合作者的选区也是个需要多方面研究的问题,他们的专业能力要强,责任意识较好,为推广作出贡献有信心和决心。场地的选择将直接影响到最终的成效,需要分析资源并作出对比试验,保证实验较快较好进行。实验效果得到验证后,需要对成果进行及时的公开展示以便招标与未来市场的出售。先研究、再交流、最终反馈修正,这一流程是各个相关产品获得成功的关键性因素。其中最后一步直接关系到未来市场的发展,因此需要保证其准确、科学与严谨。

4 总结

当代工业生产的关键已由生产效率改为环保技术,而石灰石石膏作为一种化工产品,对于环境尤为重要。很多发展中国家由于石灰石石膏研制的成本过高而进展缓慢,这种高要求体现在较高的投资量与过久的时间成本上。跨国的企业却由于得天独厚的优势而生存下来,比如杜邦等。采用石灰石进行脱硫则可以避免上述问题,在科学技术不断发展的今天,我们可以充分利用已有的快速培养技术在较短的时间内找到有效的、容错性好的石灰石石膏来源,通过自然界中的物质存在原理而定向选择一部分活力满足我们需求的材料。对于环境来说,及时科学有效地进行脱硫对生态平衡影响很小且可以快速再造,这对于资源短缺的今天有着重要的意义。

参考文献

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作者简介

揣宇(1978-10-28),男,汉族,籍贯:辽宁省铁岭市,学历:本科,工程师,职务:副主任,环保专业。

论文作者:揣宇

论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期

论文发表时间:2017/10/23

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