煙氣脫硫的技術以及其產(chǎn)物應用說明

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各省市，各地區(qū)的各類工廠均如雨后春筍般拔地而起，越來越多的工廠環(huán)繞著我們。這些工廠為我們帶來經(jīng)濟收入的同時，也為我們帶來了一個嚴重的問題，這就是環(huán)境污染的問題。而這其中尤為重要的便是大氣污染，空氣中的硫含量正在與日劇增。相對的，我國的煙氣脫硫技術也在迅速的進步著，本文就對幾種煙氣脫硫的技術以及其產(chǎn)物應用進行了討論，希望這些技術能夠得到更好的發(fā)展與創(chuàng)新。

煙氣是氣體和煙塵的混合物，是污染居民區(qū)大氣的主要原因。煙氣的成分很復雜，氣體中包括SO2、CO、CO2、碳氫化合物以及氮氧化合物等，煙塵包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高溫裂解產(chǎn)物等。因此煙氣對環(huán)境的污染是多種毒物的復合污染。煙塵對人體的危害性與顆粒的大小有關，對人體產(chǎn)生危害的多是直徑小于10微米的飄塵，尤其以1～2.5微米的飄塵危害性最大。煙塵對空氣的污染與氣象條件關系密切，風、大氣穩(wěn)定度、湍流等與大氣污染狀況關系密切，此外光化學、生物化學對煙氣的污染亦有一定影響。

一、煙氣脫硫的方法

(一)干式煙氣脫硫工藝

該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80年代初，與常規(guī)的濕式洗滌工藝相比有以下優(yōu)點：投資費用較低；脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，并和飛灰相混；無需裝設除霧器及再熱器；設備不易腐蝕，不易發(fā)生結垢及堵塞。其缺點是：吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝；用于高硫煤時經(jīng)濟性差；飛灰與脫硫產(chǎn)物相混可能影響綜合利用；對干燥過程控制要求很高。

(二)噴霧干式煙氣脫硫工藝

噴霧干式煙氣脫硫(簡稱干法FGD)，最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發(fā)的脫硫工藝，70年代中期得到發(fā)展，并在電力工業(yè)迅速推廣應用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧干燥塔中與煙氣接觸，石灰漿液與反應后生成一種干燥的固體反應物，最后連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進行了旋轉噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗，取得了一些經(jīng)驗，為在200～300MW機組上采用旋轉噴霧干法煙氣脫硫優(yōu)化參數(shù)的設計提供了依據(jù)。

(三)粉煤灰干式煙氣脫硫技術

日本從1985年起，研究利用粉煤灰作為脫硫劑的干式煙氣脫硫技術，到1988年底完成工業(yè)實用化試驗，1991年初投運了首臺粉煤灰干式脫硫設備，處理煙氣量644000Nm3/h。其特點：脫硫率高達60%以上，性能穩(wěn)定，達到了一般濕式法脫硫性能水平；脫硫劑成本低；用水量少，無需排水處理和排煙再加熱，設備總費用比濕式法脫硫低1/4；煤灰脫硫劑可以復用；沒有漿料，維護容易，設備系統(tǒng)簡單可靠。

(四)濕法FGD工藝

世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機理大同小異，主要是使用石灰石(CaC3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑，在反應塔中對煙氣進行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經(jīng)過不斷地改進和完善后，技術比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%～98%)，機組容量大，煤種適應性強，運行費用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點。據(jù)美國環(huán)保局(EPA)的統(tǒng)計資料，全美火電廠采用濕式脫硫裝置中，濕式石灰法占39.6%，石灰石法占47.4%，兩法共占87%；雙堿法占4.1%，碳酸鈉法占3.1%。世界各國(如德國、日本等)，在大型火電廠中，90%以上采用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。

石灰法＆石灰石法：

其主要優(yōu)點是能廣泛地進行商品化開發(fā)，且其吸收劑的資源豐富，成本低廉，廢渣既可拋棄，也可作為商品石膏回收。目前，石灰/石灰石法是世界上應用最多的一種FGD工藝，傳統(tǒng)的石灰/石灰石工藝有其潛在的缺陷，主要表現(xiàn)為設備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損。為了解決這些問題，各設備制造廠商采用了各種不同的方法，開發(fā)出第二代、第三代石灰/石灰石脫硫工藝系統(tǒng)。濕法FGD工藝較為成熟的還有：氫氧化鎂法、氫氧化鈉法、美國DavyMckee公司W(wǎng)ellman-LordFGD工藝、氨法等。

在濕法工藝中，煙氣的再熱問題直接影響整個FGD工藝的投資。因為經(jīng)過濕法工藝脫硫后的煙氣一般溫度較低(45℃)，大都在露點以下，若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪，則容易形成酸霧，腐蝕煙囪，也不利于煙氣的擴散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統(tǒng)。目前，應用較多的是技術上成熟的再生(回轉)式煙氣熱交換器(GGH)，而GGH價格較貴，占整個FGD工藝投資的比例較高。前德國SHU公司開發(fā)出一種可省去GGH和煙囪的新工藝，它將整個FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內(nèi)，利用電廠循環(huán)水余熱來加熱煙氣，運行情況良好，是一種十分有前途的方法。

二、煙氣脫硫產(chǎn)物應用
(一)注意產(chǎn)物穩(wěn)定

在脫硫的過程中，一定要注意拉引量的穩(wěn)定、燃料性能的穩(wěn)定以及燃料的添加大的問題等，還要穩(wěn)定住脫硫時煙氣的輸入量，保證整個脫硫過程的穩(wěn)定，增加過程的效率，這樣做才能使煙氣經(jīng)脫硫后所得到的產(chǎn)物狀態(tài)更加穩(wěn)定。

(二)制作脫硫石膏

煙氣經(jīng)過脫硫后的副產(chǎn)物可以通過加工制作出能被建筑業(yè)應用的脫硫石膏，其中包括建筑石膏，其是由二水脫硫石膏在不飽和水蒸汽中經(jīng)130℃高溫脫水后，干燥制成的；高強石膏，它是由二水脫硫石膏在飽和水蒸汽中經(jīng)過150℃高溫脫水后，干燥制成的；粉刷石膏，這種石膏是在常規(guī)石膏的起初上混合了30%到70%的脫硫石膏制成的；還有其它的建筑材料，諸如：衛(wèi)生間、通風道內(nèi)的瓷磚、建筑的內(nèi)墻和棚頂以及保溫材料等。這些建筑材料在建筑工程施工過程中有著很大的作用，也可有效節(jié)約成本。

(三)用于農(nóng)業(yè)領域

經(jīng)過脫硫后所得到的副產(chǎn)物還可以運用到農(nóng)業(yè)領域，可以被制成化肥，也可以改善土質。在我國農(nóng)業(yè)中，對于氮肥的施用存在著嚴重過度現(xiàn)象，導致了植物對硫元素的吸收不夠，而經(jīng)過脫硫處理后得到的副產(chǎn)物中含有大量的以硫酸銨和硫酸鈣形式存在的硫元素，這些硫元素不但可以為作物施加硫肥，使作物的營養(yǎng)比例均衡，而且在施用硫肥的過程中國也使得土壤的酸堿度發(fā)生了變化，尤其有利于我國北方的黑土地這種堿性過高的土質。

三、結論

對煙氣進行脫硫工作不但可以改善我國現(xiàn)有的空氣質量，而且還可以對脫硫后產(chǎn)生的副產(chǎn)物進行回收再利用，節(jié)約了國家的資源，減小了相關產(chǎn)業(yè)的成本，提高了環(huán)保工作的效率。它是一種值得在中國推廣應用的好方法。