石灰_石膏法旋流板塔脱硫技术及其应用_方芳
环境污染与防治 第30卷 第12期 2008年12月
石灰) 石膏法旋流板塔脱硫技术及其应用
方 芳1 莫建松2# 王凯南2 程常杰2 吴忠标3
(1. 温州市环境保护局, 浙江 温州325027; 2. 浙江天蓝脱硫除尘有限公司, 浙江 杭州310012;
3. 浙江大学环境工程研究所, 浙江 杭州310027)
摘要 石灰) 石膏法旋流板塔烟气脱硫技术将石灰) 石膏法脱硫工艺与高效传质的旋流板塔设备相结合, 具有运行可靠性
高、脱硫效率高、一次性投资低、运行费用低的优点。该技术已成功应用于江苏某企业3台170t/h 煤粉炉烟气脱硫除尘, 其运行效果均达到或超过设计值, 并通过环保验收, 为企业带来了可观的经济效益和环境效益。
关键词 脱硫 石灰) 石膏法 旋流板塔
1 石灰) 石膏法旋流板塔脱硫技术简介
石灰) 石膏法旋流板塔脱硫装置是以国家/九五0重点科技攻关课题/旋流板塔脱硫除尘一体化技术与装备研究0和国家/十五0/863计划0课题/大中型燃煤锅炉烟气脱硫技术及设备产业化0成果为基础, 结合工程实践, 通过工艺优化、设备结构和防腐耐磨材料优化、成套化、系列化等研制而成。新的旋流板塔技术在工艺、设备、防腐、耐磨、防垢、成套等方面有了很大提高, 同时实现了高脱硫除尘效率、高运行可靠性、低投资费用和低运行费用, 适用于电力、化工、轻工、冶金、建材等多个行业的烟气脱硫
[1]
图1 石灰) 石膏法旋流板塔脱硫工艺流程示意图
。
1. 1 工艺流程
石灰) 石膏法旋流板塔脱硫工艺流程示意图见图1。锅炉烟气经布袋除尘器除尘后, 沿切线方向进入旋流板塔。烟气在旋流板的导向作用下螺旋上升, 并在旋流板上与石灰浆液(由位于吸收塔底部的石灰浆液储罐供给) 逆向对流接触, 将石灰浆液雾化成直径为0. 1~1. 0m m 的液滴, 形成良好的雾化吸收区。烟气与石灰浆液中的Ca(OH ) 2在雾化吸收区内充分接触反应, 完成烟气的脱硫吸收和进一步除尘。旋流板塔自上而下分为吸收区和氧化结晶区两部分:上部吸收区pH 较高, 有利于SO 2等酸性物质的吸收; 下部氧化区在低pH 下运行, 有利于副产品(石膏) 的生成。从吸收塔排出的石膏浆液经水力旋流器和真空皮带过滤机浓缩、脱水, 使其含水量小于10%(质量分数) , 生成石膏产品。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后, 由烟囱排入大气。吸收塔内的石灰浆液通过循环泵反复循环与烟气接触, 吸收剂(Ca(OH ) 2) 利用率很高[2]
。
1. 2 工艺先进性
石灰) 石膏法旋流板塔脱硫技术将石灰) 石膏法脱硫工艺的优点和旋流板塔的高效传质相结合, 使之在工程投资和运行成本、技术先进性方面优于传统的烟气脱硫技术, 其特点如下:(1) 具有气液相对速度高、持液量适当、内部构件少、操作弹性好、压降适当及气液分布好等特点, 工艺成熟可靠, 脱硫效率高; (2) 脱硫剂廉价易得, 且利用率高; (3) 脱硫副产物可实现资源利用; (4) 对煤种的适应性强, 可用高中低硫煤; (5) 较低的液气比, 节约了运行电耗, 降低了运行成本; (6) 由于工艺和设备的特点, 避免了设备的结垢与堵塞; (7) 由于旋流板塔设备的结构特性, 系统对锅炉负荷变化有很强的适应性, 且具有脱硫除尘的双重功能; (9) 使用高效的除雾器, 除雾的切割粒径为25~30L m, 除雾效率达到99%以上; 同时采取烟道保温等措施, 保证烟气温度明显高于露点温度, 防止烟气带水和减少结露, 避免了烟气再热气(GGH ) 的使用, 保证了系统运行的稳定和减少了一次性投资。
#
第一作者:方 芳, 女, 1977年生, 工程师, 主要从事环境保护管理工作。通讯作者。
方 芳等 石灰) 石膏法旋流板塔脱硫技术及其应用
表1 江苏某企业脱硫工程主要技术条件
项目
锅炉蒸发量/(t #h -1)
锅炉数量/台燃煤量/(t #h
-1
参数1703
-1
备注
#台
-1
) 20. 331. [1**********]
-3
应用基含硫量/%烟气量/(m #h 烟气温度/e
3
)
校核煤种校核煤种以标准态烟气计以标准态烟气计以标准态烟气计以标准态烟气计以标准态烟气计
锅炉出口烟尘质量浓度/(mg #m ) 除尘器出口烟尘质量浓度/(mg #m -3) 除尘器出口SO 2质量浓度/(mg #要求SO 2排放质量浓度/(mg #
要求脱硫效率/%
m -3)
要求烟尘排放质量浓度/(mg #m -3)
m -3)
13459300~400209290
表2 江苏某企业脱硫工程主要设备特性参数
设备旋流板塔主循环泵石灰储仓化灰器石灰浆液储罐真空皮带过滤机
特性参数
型号:HT L -170-G; 处理气量(Q ) =280000m 3/h; 塔体内径(D ) =3800mm; 塔体高度(H ) =22. 00m; 材质:麻石塔体+特种不锈钢内部构件; 数量:6台
Q =250m 3/h ; H =30m ; 功率(P ) =45kW; 数量:12台(6用6备) 有效容积(V ) =17. 1m 3; 数量:1座V =7. 6m 3; 数量:1座
全容积20. 5m 3; 数量:1座型号:DU8m 2/630; 数量:1台
表3 3#炉试运行期间监测数据和环保验收监测数据1)
测试时间(月-日) 进口烟气量/(m 3#h -1) 进口烟尘质量浓度/(mg #m -3) 出口烟尘质量浓度/(mg #m -3) 除尘效率/%
进口SO 2质量浓度/(m g #m -3) 出口SO 2质量浓度/(m g #m -3)
脱硫效率/%
备注
注:1) 烟尘和S O 2质量浓度均以标准态烟气计。
04-[1**********]. 4046. 1285. [1**********]. 93
04-[1**********]. 2236. 5090. 1920969695. 42
04-[1**********]. 3644. 3287. [1**********]. 72
04-[1**********]. 6242. 2686. [1**********]. 79
04-[1**********]. 3839. 7888. [1**********]. 53验收
04-[1**********]. 2946. 2086. [1**********]. 13验收
2 工程应用实例
江苏某企业有3台170t/h 煤粉炉, 采用布袋除尘器和石灰) 石膏法旋流板塔脱硫装置进行锅炉烟气的除尘脱硫, 于2005年和2006年相继通过环保验收。目前, 3套脱硫系统均运行稳定, 保证了烟气中烟尘和SO 2的达标排放, 也为企业带来了可观的经济效益和环境效益。
2. 1 脱硫工程技术条件和主要设备
江苏某企业脱硫工程主要技术条件见表1, 脱硫工程主要设备特性参数见表2。2. 2 试运行监测和环保验收监测结果
江苏某企业3台170t/h 煤粉炉烟气脱硫系统均已投入使用, 表3列出了其3炉试运行期间的监测数据和环保验收时的监测数据。从表3可见, 石灰) 石膏法旋流板塔脱硫装置的除尘和脱硫效果都
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达到或者超过设计值。2. 3 经济效益分析
江苏某企业3台170t/h 煤粉炉烟气脱硫系统主要经济参数见表4。从表4可见, 每吨SO 2的脱
表4 企业脱硫系统经济效益分析表(年运行时间7200h)
项目耗电耗水
石灰总运行成本脱硫总量(以SO 2计) 脱硫成本免交排污费石膏
直接经济效益
16200t/a 总量1470312(k W #h) /a 181728m 3/a 7488t/a
单价0. 35元/(k W #h) 1. 5元/m 3150元/t
总价/(万元#a -1)
51. 4627. 26112. 32191. 04
7488t/a
每吨SO 2255元每吨SO 2排放600元35元/h
449. 2856. 70314. 94
(下转第105页)
庄晓虹等 室内空气中挥发性有机物的释放特征分析
能为这些组分相互或与其他组分反应生成新的二次污染物, 其自身被消耗而检测不出。这种情况下, 新生成的组分是一定只在住宅封闭1个月后检测出的, 分析表2组分, 共有六甲基环三硅氧烷、2-甲基萘、1-甲基-2-(1-甲基乙基) 苯、2, 6, 10-三甲基十五烷这4种组分符合条件, 但这4种组分均无法由表2中组分反应生成, 它们分别来源于硅橡胶、树脂、溶剂等, 可见这4种组分是住宅中装修材料释放出的, 由于释放缓慢或浓度较低需要累积, 所以在住宅封闭1个月后才检测出来。通过上述分析, 可以得出结论, 二氯甲烷、1, 1-二氯乙烷、3-甲基己烷等18种组分是由于微弱扩散而在1个月时检测不出, 而不是反应生成了二次污染物。2. 2. 2 二次污染物存在与否的分析
若存在二次污染物, 有两种情况, 一是由住宅封闭24h 后检测出的组分相互反应而生成, 那么生成物一定会在1周或1个月后检测出来; 另一种可能就是由住宅封闭1周后检测出的组分相互反应而生成, 其生成物必在1个月后检测出来。对符合这两种情况的组分共41种, 对其分析了来源, 经判断均不可能是二次污染物, 绝大部分来自于装修材料, 当然不排除空气中的本底成分即室外空气的来源, 但由于所选住宅远离街路, 所以汽车尾气的影响在此忽略。
自然居住条件下的住宅由于日常的开窗换气、空调调温、出入房门等行为而加速了室内外空气的流动, 很少达到封闭1个月时的空气组分状态, 所以对于封闭1个月后反应产生二次污染物的可能由于实际意义不大而不做考虑。3 结 论
(1) 房屋装修后室内空气中甲醛浓度随时间呈非线性递减, 装修后1个月内甲醛释放速度最快; 本次实验甲醛随时间的释放规律符合多项式回归方程, 表示为:y =0. 27713-0. 19972x +0. 07974x 2-0. 01167x +0. 00052561x 。
(2) 房屋装修后室内空气中苯系物浓度随时间呈逐渐下降趋势, 且释放速度较快; 通过SPSS13. 0软件进行Spearman 相关性分析, 发现各苯系物间显著相关, 具有统计学意义。
(3) 装修后不同时间段室内空气中T VOC 组分发生变化, 24h 后为18种, 1周后达50种, 绝大多数是低毒或中、高毒性有机物; 随着房屋封闭时间
3
4
延长, T VOC 浓度超标严重, 所以进行短时通风对降低室内空气污染极为有效。
(4) 密闭状态下TVOC 组分的增多或减少是由于室内装修材料T VOC 释放的增强或减弱, 以及门窗缝隙带来的微弱通风造成, 无二次污染物的生成。参考文献:
[1] 龚幸颐, 白郁华, 虞江平, 等. 北大园区室内挥发性有机物
(VOCs) 的研究[J]. 环境科学研究, 1998, 11(6) :52-54. [2] 黄虹, 李顺诚, 曹军骥, 等. 广州市夏、冬季室内外PM 2. 5质量浓
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责任编辑:贺锋萍 (修改稿收到日期:2008-08-27)
(上接第101页)
硫成本仅为255元, 直接经济效益为314. 94万元/a 。采用石灰) 石膏法旋流板塔技术脱硫为企业带来了可观的经济效益和环境效益。3 结 论
石灰) 石膏法旋流板塔脱硫技术具有运行可靠性高、脱硫效率高、一次性投资低、运行费用低和兼具脱硫除尘双重功能的特点。江苏某企业煤粉炉采用石灰) 石膏法旋流板塔脱硫装置, 通过精心设计,
施工、调试, 实现了系统的稳定、高效、连续运行, 脱硫效率达92. 83%, 出口SO 2和烟尘质量浓度分别为151、43m g/m 左右, 直接经济效益达314. 94万元/a 。参考文献:
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污染与防治, 2005, 27(5) :389-391.
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责任编辑:赵 多 (修改稿收到日期:2008-10-15)