烟气治理技术.docx

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烟气治理技术

烟气治理技术

烟气脱硫技术现状

    经过多年研究目前已开发出200多种SO2控制技术。

这些技术按脱硫工艺与燃烧的结合点可分为：

（1）燃烧前脱硫（如洗煤，微生物脱硫）；

（2）燃烧中脱硫（工业型煤固硫、炉内喷钙）；（3）燃烧后脱硫，即烟气脱硫（FlueGasDesulfurization）。

其中，FGD法是控制二氧化硫污染的主要技术手段。

    烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫将之转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目的。

FGD的方法按吸收剂和脱硫产物含水量的多少可分为两类：

（1）湿法，即采用液体吸收剂洗涤以除去二氧化硫。

（2）干法，用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。

按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。

按照吸收二氧化硫后吸收剂的处理方式可分为再生法和非再生法（抛弃法）。

国外烟气脱硫现状

    目前工业化的主要脱硫技术有：

普通湿式石灰石-石膏法该法用石灰或石灰石的浆液吸收烟气中的SO2，生成半水亚硫酸钙或石膏。

其技术成熟程度高，脱硫效率稳定，可达90%以上。

目前是国外工业化烟气脱硫的主要方法SO2。

亚钠法该法是用碳酸钠碱溶液作吸收剂，SO2与碳酸钠作用生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，属湿法脱硫，结垢几率小。

该法脱硫效率可达90%以上，技术较成熟，也是目前国外工业化烟气脱硫的常用方法。

喷雾干燥法该法是采用石灰乳为吸收剂的烟气脱硫法，属半干法脱硫，脱硫效率80%-90%，投资比湿式石灰石-石膏法低。

目前在德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典等国应用较多。

吸收再生法主要有氧化镁法、双碱法、W-L法。

脱硫效率可达95%左右，技术较成熟。

炉内喷钙-增湿活化脱硫法该法是一种将粘状钙质吸收剂（石灰石或石灰）直接喷入燃烧燃油锅炉炉膛的脱硫技术，主要适用于中、低硫煤燃油锅炉，脱硫效率可达80%。

    其它方法包括活性炭吸附法、氧化镁法等，技术较成熟，脱硫效率变化较大。

    至今为止，世界上已有2500多套FGD装置，总能力已达200，000MW（以电厂的发电能力计），处理烟气量700Mm3/h，一年可脱二氧化硫近10MT，这些装置的90%在美国、日本和德国。

    尽管各国开发的FGD方法很多，但真正进行工业应用的方法仅是有限的十几种。

其中湿式洗涤法（含抛弃法及石膏法）占主导地位。

    尽管各国在FGD方面都取得了很大的进步，但各种方法均有各自的局限性，因此，至今许多研究者仍在不断研究开发更先进、更经济有效的FGD技术。

本公司的烟气脱硫工艺简介：

Ø石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺

Ø双碱法湿法烟气脱硫工艺

Ø湿式烟气脱硫除尘一体化工艺

Ø碱性工业废水烟气脱硫工艺

Ø简易石灰/石膏湿法烟气脱硫工艺

Ø氨法工艺

Ø海水脱硫工艺

Ø半干法烟气脱硫工艺

XLB系列烟气脱硫技术

   在国家自然科学基金和浙江省自然科学基金，及国家“七五”、“九五”重点科技攻关等的资助下，浙江大学的教授和博士们经过多年研究开发了XLB系列烟气脱硫专利技术，包括双碱法；石灰/石灰石和添加剂法；氨法；半干法脱硫等技术，曾和多家公司合作进行了多年的工程实践，积累了大量宝贵的工程经验。

XLB系列脱硫除尘一体化技术

    该技术已于1997年成功应用于嘉兴锦江热电有限公司与50MW二台130t/h煤粉锅炉配套的脱硫除尘，至今已连续稳定运行四年多。

经浙江省环境监测中心站监测，脱硫效率、除尘效率分别达到79.9%和97.7%；2000年又经北京环科除尘设备检测中心测试，除尘效率达99.3%,除尘器阻力降为822Pa，多次测试表明污染物排放浓度大大低于国家规定的排放标准。

该项目于1999年3月通过浙江省科委组织的成果鉴定，鉴定认为该技术的综合指标处于国内领先水平，同年获得了浙江省环境保护科技进步二等奖。

该项目是国家"九五"烟气脱硫攻关子课题96-的示范工程。

目前，该技术已经成功地在嘉兴嘉爱斯热电有限公司（65t/h×4）、天津天拖供热厂（80t/h、40t/h×2）等多家单位建成投运。

文丘里水膜除尘器脱硫除尘改造技术

    文丘里水膜除尘器具有投资省、维护管理方便、使用寿命长等优点，是目前应用最广的湿法除尘装置。

为了满足脱硫除尘一体化的需要，公司在旋流板塔脱硫除尘一体化技术的基础上，开发了文丘里水膜除尘器脱硫除尘一体化改造技术。

充分利用原有水膜除尘器及其辅助设施，在节省投资及操作运行费用的条件下，达到脱硫除尘的效果。

改造后系统压降基本不变，脱硫效率提高至70～85%，同时，可将除尘效率提高到98%以上。

目前，该技术已应用于浙江宁海电力发展公司（65t/h抛煤机链条），奉化热电厂（35t/h抛煤机链条），山东即墨热电厂（65t/h煤粉炉）等多家企业，改造后的脱硫效率均在70%以上，除尘效率98%以上，林格曼黑度小于1级。

工业废气的治理技术

    旋流板塔技术还可应用于石油、化工、轻工、矿冶、建材等行业的工业废气净化工程，例如对窑炉废气的脱氟脱硫、脱除氮氧化物、脱硫化氢技术；铅烟治理、汞蒸气治理、含氯化氢、硫酸雾等酸性气体的废气治理。

脉冲电晕等离子体降解有机废气

    有机废气种类多，往往组成复杂、浓度呈无规律的变化，传统的治理方法应用范围十分有限。

浙江大学在谭天恩教授领导的科研小组93年起开展了脉冲电晕放电下去除有机物的研究。

于95年申请国家自然科学基金并获得资助，至今已发表了30多篇科学论文，在理论和实验上作了系统地研究。

脉冲电晕等离子体脱除有机物的基本原理是通过前沿陡峭、脉宽窄（纳秒级）的高压脉冲放电，在常温常压下获得等离子体，其中的高能电子和O×、OH×等活性粒子与有机物进行氧化、降解反应，使污染物转变为无害物。

    有机物燃烧起燃的温度在700°C以上，催化燃烧也需高于200°C，而在等离子体降解有机物可在常温常压下进行。

该技术对脱臭有很好的效果，为经济有效的有机废气治理方法，特别是现有技术难以处理的低浓度、大流量有机废气，应用前景广阔。

旋流板塔

1.旋流板塔简介

旋流板塔（专利号ZL94210374.2）是浙江大学谭天恩教授为首的研究小组发明的一种高效、节能的专利传质设备，适宜于进行·快速吸收、·洗涤、·增减湿、·气体直接传热、·除雾、·除尘等操作过程。

自70年代问世以来在环保、石油、化工、轻工、冶金等行业得到普遍的重视和应用。

近年来更是成为烟气脱硫除尘和工业废气治理领域的一朵奇葩，创造了巨大的社会、环境和经济效益，曾荣获：

·1978年全国科学大会奖；

·1984年度国家发明奖；

·1986年度四川省科技进步奖；

·1987年度浙江省科技进步奖；

·1993年化工部科技进步二等奖；

·1996年国家教委科技进步三等奖；

·1999年浙江省环境保护二等奖。

旋流塔板的主要特点

·传质、传热效果好，气相单板效率（EMV）可达50%；多块旋流塔板的脱硫效率可达90%以上；

·防堵性能好、操作弹性宽、适用范围广、操作管理方便；

·气液负荷高，雾沫夹带少；

·塔板压降低，系统阻力小；运行费用低；

·除尘性能好，可达98%以上。

2.旋流板塔工作原理

旋流板塔工作时，烟气由塔底从切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋转上升。

逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积。

液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。

由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2等酸性气体被碱性液体吸收的效果好；旋流板塔同时具有很好的除尘性能，气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附，并受离心力作用甩到塔壁而除去，从而具有较高的除尘除雾效率。

本公司设计的特殊组合式除雾装置，将进一步保证高效的除雾性能，以避免风机带水问题。

旋流塔板湿法脱硫除尘的工艺流程示意图如下所示：

3.旋流板塔湿法脱硫反应原理

湿法烟气脱硫是应用最为广泛的脱硫技术，湿法烟气脱硫的基本过程是用含脱硫剂的溶液或浆液在旋流塔板中洗涤烟气，使烟气中的二氧化硫在旋流板塔内较好传质条件下，与脱硫液进行较为充分的吸收反应，从而大大降低烟气中的二氧化硫浓度，达到脱硫目的。

湿法烟气脱硫可以达到较高的脱硫效率，工程投资和运行费用都较低，管理和维护也较为方便。

湿法脱硫的主要缺点是净化烟气的温度较低，应进行净化烟气的再加热，以防露点腐蚀并有利于烟气排放后的烟气抬升。

石灰石是最早作为烟气脱硫的吸收剂之一，由于石灰和石灰石的价格低廉、取料广泛，使得石灰/石灰石法的运行费用在各种脱硫方法中相对低而应用最广泛。

石灰/石灰石浆液在旋流板塔中洗涤烟气的总的反应是SO2和Ca（OH）2或CaCO3起作用，生成亚硫酸钙，其一部分氧化成硫酸钙。

为了进一步的脱硫渣的处理，我们采用强制氧化生产石膏的工艺。

双碱法烟气脱硫技术早已在日本和美国的大型工业装置上成功应用。

该法流程特点为先用可溶性的钠碱吸收液在吸收塔内进行脱硫，然后在塔外再用石灰乳或石灰石粉对钠基吸收液进行再生，在我们的工艺中电石渣常被用来替代石灰进行再生。

再生液继续进行循环脱硫。

双减法有如下优点：

塔内钠基清液作为吸收液，大大降低了结垢机率；钠基吸收二氧化硫速率高，在较低的液气比下可得到较高的脱硫率，同时还可大大提高石灰的利用率。

反应主要方程式如下：

吸收过程：

Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2↑

2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

再生过程：

2NaHSO3+Ca（OH）2→Na2SO3+CaSO3↓+2H2O

Na2SO3+Ca（OH）2→2NaOH+CaSO3↓

4.旋流板塔发展历程

 旋流板塔是浙江大学谭天恩教授为首的研究小组开发的、曾获国家发明奖的一种高效通用型传质设备（专利号ZL94210374.2），具有气液通量大、压降低、操作弹性宽、除尘效率高、不易堵、效率稳定等优点，其综合性能优于目前国内外普遍使用的其它脱硫塔。

流板塔自1974年首次用于衢州化工公司碳铵干燥尾气回收氨以来，已广泛用作中小氮肥厂的半水煤气脱硫（H2S）塔、饱和热水塔，除尘、冷却、冷凝塔等，也用于环保行业脱除烟气和废气中的飞灰、SO2、NOx、H2S及铅、汞蒸汽等，取得了巨大的环境效益和社会效益，获得1978年全国科学大会奖和1984年国家发明奖。

至90年代，在国家自然科学基金和省自然科学基金（各二次）的资助下，以谭天恩教授为首的研究小组又对旋流塔板上的气液运动、传质效率、放大效应等进行了深入的研究，又获得化工部1993年科技进步二等奖、国家教委1996年科技进步三等奖、1999年浙江省环境保护科技进步二等奖。

从80年代前期开始，旋流板塔开始用于小型锅炉的烟气脱硫研究，在实验室的基础上对同时脱硫、除尘、除雾相关的工程性问题进行了深入研究。

旋流板塔石灰/石灰石法、以及双碱法、电石渣和废碱液脱硫技术作为实用可靠的脱硫除尘技术，具有投资和运行费用低、操作弹性大、管理和维护方便等特点，现已逐渐推广应用于电力、化工、矿冶、轻工等行业的烟气脱硫除尘和其它工业废气治理。

在“九五”期间，浙江大学环境工程研究所承接了国家“九五”重点科技攻关项目，对旋流板塔脱流除尘一体化技术进行了工艺优化、设备结构优化、防腐耐磨材料、成套化、系列化等方面的研究在工业应用上获得了巨大的成功，并于2000年12月通过国家环保总局召开的国家“九五”重点科技攻关项目“旋流板塔湿法烟气脱硫除尘技术与装备研究”成果鉴定会，鉴定委员会一致认为：

“该技术与装备达到国际先进水平，建议国家有关部门大力支持和加快该成果的推广和应用”。

石灰/石膏湿法烟气脱硫工艺

石灰－石膏法是采用石灰石或石灰的浆液吸收烟气中的SO2，属于湿式洗涤法，该法的副产品