脱硫除尘文献综述

脱硫除尘文献综述摘要：除尘脱硫技术是目前两大烟气污染物管理技术。阅读、分析、评价相关工程应用和文献，对现有除尘、脱硫技术进行总结和探讨，对常用除尘、脱硫技术进行比较分析，具体分析，对布袋除尘技术、石灰石-石膏脱硫技术的原理及存在的问题和解决方案进行了讨论。关键词：除尘；脱硫烟气；文献综述简介：目前，中国的能源结构仍以煤为中心。2016年，全国煤炭消费量为37.8亿吨，煤炭消费量占总能耗的62.0%1。煤燃烧产生二氧化硫、硫化氢、一氧化氮、灰尘等污染物，对自然环境造成严重污染。为此，国家对更加严格的GB13271-2014锅炉废气污染物排放标准2，SO2，基于灰尘的燃煤锅炉废气污染物，颗粒物排放限制为50 mg/m3，主要地区为30mg/m3；二氧化硫排放限制为300 mg/m3，主力地区为200 mg/m3。目的是控制空气污染，确保可持续发展。除尘技术1.除尘技术分类3根据除尘机制，除尘技术可分为机械力除尘技术和电力除尘技术两类。多尘的气体通过力场或电场，力场或电场作用于尘埃颗粒，使气体从灰尘中分离是共同的。机械力包括重力、离心力、惯性力、冲击、碰撞等，过滤器也是一种机械力。使用机械除尘技术的典型设备包括重力沉降室、旋流器、袋式除尘器、本特管过滤器、重力喷淋塔4等。使用电除尘技术的除尘器有干式电除尘器和湿式电除尘器，区别在于采用干式工艺清洗方式，后者采用湿式清洗粉尘。上述分类只是起主导作用的除尘机制，在实际除尘器中，为了提高除尘器的效率，多种除尘机制(如电袋复合除尘器、电强化除尘器等)综合使用。常用除尘器的比较分析3，4除尘器重力沉降室气旋文丘里洗涤器袋式除尘器Esp电袋复合除尘器除尘机制通过尘埃粒子自身重力从气流中分离利用高速旋转的气流对灰尘产生离心力，将粉尘从气流中分离出来利用气液两相流速的差异和相互碰撞接触，使气体中的灰尘分离含尘气体通过过滤袋过滤其中的灰尘除尘器的电场填充灰尘颗粒，集尘电极吸引灰尘颗粒，将其与气体分离灰尘首先通过电除尘区，然后经过百分除尘区，应用了两种除尘机制除尘效率40%到50%70%到95%80%到99%99%以上99%以上99%以上压力损失50到150Pa500到2000Pa1000到9000Pa1000到1500Pa300到500Pa1000到1500Pa处理粒子大小大于50m大于5m0.1-100m大于0.4m大于0.5m大于0.4m费用低低中比较高高高优缺点结构简单，电阻低，成本低，可靠性高；但是除尘效率低，设备大结构简单，占地小，维修方便，成本低，高温高压，适用于高浓度粉尘；细微的除尘率很低除尘效率高，可用于高温烟气冷却，可用于吸收气体污染物。但是阻力大，运营费高除尘效率，各种干尘捕集，除尘效率和阻力稳定性，适应非循环气体处理；缺点是，由于过滤器的耐热性和耐蚀性，不适合处理粘性或吸湿性强的气体除尘效率高，电阻低，气体处理，高压高湿气体适应，自动化程度高；其主要缺点是设备庞大、投资多、技术要求高，深受粉尘浓度和电阻率的影响结合两种除尘器优点：运行稳定性高、清洗效率高、运行阻力低、运行和维护成本低。但是两种操作和技术要求都要考虑，灰尘特性对除尘器有很大影响，设备庞大，投资高袋式除尘器和esp处理效率高，在环保行业很受欢迎。排放标准越严格，esp必然会有相当大的成本增加。布袋除尘技术的发展解决了几个关键问题，使布袋除尘器的投资运用成本大大低于esp。因此，袋式除尘器将逐渐被称为主要除尘装置5。袋式除尘器3.1国内袋式除尘器开发6，7进入本世纪以来，国内袋式除尘器的发展很大，袋式除尘器设计和制造技术更加成熟，袋式除尘设备大型化、模块化，应用了很多新技术，设备出口量逐年增加。在高温纤维过滤袋领域，我国自行开发并大量生产聚苯硫醚纤维，结束了PPS纤维完全依赖进口的局面。玄武岩纤维和过滤材料是在国内开发的，耐腐蚀性高温、弹性系数、优秀的化学稳定性等其产品和生产工艺逐渐成熟。脉冲阀方面也取得了革新和进步。滑阀脉冲阀在国内开发成功，该阀使用高分子材料和金属材料改变了现有橡胶材料，提高了可靠性和寿命，增加了阀门热量。与此同时，超大型脉冲阀的开发也取得了很大进展，开发了14英寸、16英寸的脉冲阀。开发了故障包处理技术。针对膏体袋问题开发移动平地机和测试设备。对于滤袋“灌肠法”问题，利用喷射气动原理开发“灰枪”，可以去除滤袋内部的灰尘，恢复滤袋功能。废过滤器回收技术越来越成熟。国内正在建立废过滤材料回收及运输综合利用系统，已经建立了多家相关子公司，基本上是“谁回收”。3.2袋式除尘器的优化与改进钱磊8根据工程技术经验，提出了袋式除尘器技术优化方法。提高滤袋长度、使用平地机、改变清洁系统等多个方面，有效地改善袋式除尘器的可用钢铁消耗量、高线路阻力、安装面积等问题。3 . 2 . 2 back滤袋故障问题滤袋是袋式除尘器的关键部件，极大地决定了袋式除尘器的性能。滤袋故障主要由滤袋损坏、烟气特性引起的滤袋化学故障、高温烟气引起的滤袋故障、滤袋结露故障、滤袋堵塞9。要缓解这些问题，袋式除尘器的设计必须充分考虑当地气候条件，合理设计清灰周期、过滤速度，增加相关设施，根据烟气温度和灰尘特性合理选择滤袋。在设备加工过程中，要避免不均匀和凸起，充分进行防腐处理。设备运行中防止除尘器漏水，需要辅助热的除尘器暂时关闭时不能停止辅助热。2脱硫技术1.脱硫技术分类脱硫技术可分为燃烧前脱硫、燃烧过程中脱硫和烟气脱硫(FGD)三类。1.1燃烧前脱硫分为物理脱硫和化学脱硫两种。其优点包括：同时去除灰分，减少运输量，减少窑的污染和磨损，减少灰渣量，回收部分硫资源。但是煤的燃烧前脱硫技术还存在很多问题，没有得到广泛应用。1.2高炉脱硫在高炉中脱硫是在燃烧过程中，将CaCO3等固硫剂添加到高炉中，将煤的硫分转化为硫酸盐，与渣一起排除。目前更多的应用是循环硫化床锅炉。缺点是脱硫效率低，锅炉受热面磨损多。1.3烟气脱硫烟气脱硫主要是从末端废气中去除硫酸氧化物的技术。根据脱硫方法、脱硫剂及产品形态，烟气脱硫技术一般分为干、半干、湿三类。几种常用脱硫技术的比较10脱硫技术循环流动花坛钙加湿活化喷雾喷雾干燥法简单的石灰石-石膏法石灰石-石膏法双碱法氧化镁法氨酯法磷铵复混肥法电子束辐照方法脱硫率(%)90808570-9090-989595-98959590相对投资(%)41475970-9010011498130137200相对执行成本(%)34443370100111100123134139安装面积小尺寸小尺寸小尺寸大大大中大大中脱硫剂石灰石灰石或石灰石灰石灰石石灰石氧化镁(可再生)可溶性碱NH3活性炭、磷酸盐粉末、NH3电，氨副产品处理方法(报废或回收)丢弃或制造建筑材料放弃作为建筑材料扔掉或部分使用。回收石膏回收石膏回收SO2硫酸镁、硫酸镁的回收回收硫酸铵化肥回收磷铵化肥硫酸铵技术成熟度国内外应用国内外应用国内外应用国内外应用国内外应用国内外应用国内外应用主要海外应用程序国内开拓，少量应用国内外应用应用与展望工业锅炉、电站锅炉、应用前景中大型工业锅炉电站锅炉环境保护改造应用前景好，低硫煤电厂低硫煤电厂的应用大型电站主要脱硫方法碱源充足，可以应用大、中、小都适用有氨可以应用在国内可以大规模应用大型电站脱硫脱硝同步使用湿石灰石-石膏脱硫技术在世界各国现有的脱硫技术中，湿法脱硫技术占85%左右。其中石灰石-石膏法为36.7%，其他湿工序为48.3%11。石灰石-石膏法是目前主流烟气脱硫技术。3.1湿石灰石-石膏技术原理这种方法是将石灰石粉磨成细粉，将浆液变成SO2吸收剂注入脱硫塔后，烟气的SO2与石灰石发生化学反应，产生亚硫酸钙和硫酸钙，从吸收塔的低罐中注入大量空气，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，并结晶副产品石膏而获得的。因此，工艺主要分为吸收和氧化两个阶段。(1)SO2的吸收石灰石物质在吸收塔内下落时，石膏降低，主要反应如下。CaCO3 SO2 1/2H2O=CaSO31/2H2O CO2CaSO31/2H2O SO2 1/2H2O=Ca(HSO3)2(2)亚硫酸钙氧化在烟气中含有O2，因此在吸收过程中发生氧化副作用。氧化过程中主要在吸收过程中生成的CaSO31/2H2O氧化生成为CaSO42H2O。2CaSO31/2H2O O2 3H2O=2CaSO42H2O吸收过程中产生了一些Ca(HSO3)2，因此氧化过程中亚硫酸钙也被氧化，从而分解少量SO2:Ca(HSO3)2 1/2O2 H2O=CaSO42H2O SO2亚硫酸钙氧化后，离子反应可以表达为：Caso 31/2h2o h Ca2 HSO 3-1/2h2oHso 3-1/2 O2 so42-hCa2 so42-2h2o caso 42 H2O从以上反应可以看出，氧化反应必须有h，如果浆液的PH值大于6，则反应不会进行。在SO2吸收过程中，普通石灰的PH值为5 6，石灰石的PH值为6 7，吸收剂石灰石的粒度越细越好。3.2湿石灰石-石膏法常见问题分析12，13(1)脱硫塔反应阻塞问题被石灰石的溶解阻挡，反应不进行。阻塞的主要原因是二氧化硫浓度突然升高，氧化空气量不足。粉煤灰；石灰石粒度或高AL2O3含量；浆料PH值过长。阻挡有问题的时候，首先要关闭脱硫塔，降低PH值，尽可能消耗塔内的石灰石，必要时要更换浆料。(2)污垢、堵塞问题主要有三种结垢形式：灰色刻度、石膏刻度、CSS刻度。控制方法主要有三个方面，即抑制氧化，投入抑制剂，将氧化率调节到低于15%。在浆料上喷洒滚筒，空气调节氧化率超过90%，强制氧化；控制PH值6.2。(3)腐蚀问题的主要原因是硫酸雾腐蚀、氯酸腐蚀、亚硫酸和稀硫酸腐蚀。可以用内衬防腐技术解决，一些防腐部件是用防腐材料制造的。(4)磨损问题灰尘气体高速通过设备和管道，容易磨损。首先，除尘后，可以使用更合理的设计过程，例如脱硫解决方案以及制造相关设备管道或内衬耐磨性的耐磨材料。3.3湿石灰石-石膏设计优化14湿法石灰石-石膏设计优化可以从脱硫系统的反应原理开始，有以下方法：(1)合理的PH值控制，一般为5.56.2。(2)以脱硫塔入口流速低于12m/s为前提，最大化入口烟囱的长宽比。(3)入口烟囱设置转换系统，使塔中的烟均匀分布。(4)将烟囱入口合理增加到喷雾层间隔，增加吸收时间。但是不能太高。否则，阻力和投资运营成本可能会增加。(5)在有效的喷涂区域内增加导向环，防止塔壁上烟气的垂直方向，确保所有烟气有效吸收。(6)双向合理设置喷嘴间距。(7)优化除雾器结构、间距。三个结束语经过多年的发展，目前国外烟气处理技术成熟，解决了很多问题，各种净化设备和工艺可以满足当前的排放要求。但是综合比较处理效率、技术成熟度、投资运营成本等，袋式除尘器、湿石灰石-石膏法更有利，这两种设备和工艺无疑会得到更好的使用和发展。参考文献：1史玉波等。中国能源开发报告(2017).2017.7.272中华人民共和国环境保护部国家质量监督检验检疫总局。GB-13271-2014锅炉大气污染物排放标准，2014.05.163王顺，张店印。废气处理工程技术手册M。北京：化学工业出版社，2012.114儿童资源权，大气污染控制工程M，机械产业出版社，2006.7。5分析李福涛、esp和袋式除尘器的发展前景J，中国高新技术企业，2009(21)47-486陈龙舒，回顾近10年中国布袋除尘技术的发展J。中国环保产业。2011(11)7-117中国环境保护产业协会百分委，百分业2014年发展回顾J。中国环境产业。2015(11) 4-148千莱，脉冲袋式除尘器技术优化及其效果J。工业安全和环境保护。2017(6)76-78