双碱法烟气脱硫技术在供热行业的应用

Posted 2023-01-12 烟气

篇首语：多练多乖，不练就呆。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了双碱法烟气脱硫技术在供热行业的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

城市集中供热是城市工作的一项重要内容，是关系到城市居民生活的一项非常重要的工作。特别是在我国的北方高寒的地区，城市集中供热更是一项非常巨大的工程，由此也导致在供热行业中存在着很多的问题，城市居民只关心供热的暖不暖，供热的企业只关心企业的盈利，从而忽略了环境问题。并且随着我国社会经济的快速发展，我国SO2的总排放量每年已经超过2500吨，已经居世界首位。而我国SO2的排放绝大部分都是来自供热行业的排放，特别是使用煤炭燃烧的供热行业，因此控制供热行业中SO2的排放是解决我国SO2排放的重要措施。
1、供热行业的现状
目前我国的中小型锅炉已经超过50多万台，每年都会排放大量的污染物。现在我国提倡以集中供热为主、分散供热为辅的供热方式，预测我国的中小新型锅炉企业还会不断发展下去，因此亟需要寻找SO2的减排技术。
2、工业锅炉的特点以及双碱法烟气脱硫技术
2.1供热行业中小型锅炉的特点
在我国供热行业中，以中小型工业锅炉排放SO2最为严重，而我国工业锅炉主要有以下这些特点：(1)自控水平以及机械化水平程度比较低，管理运行方面比较差，没有脱硫设施或者脱硫设施脱硫无法达到排放的标准；(2)排放的烟气成分非常复杂，净化难度系数比较大，实施脱硫投资比较大，并且副产物的回收价值小；(3)烟气排放的烟囱把比较低，低者能达到15m，最高也就60m，排放的烟气不容易扩散，造成的污染非常严重；(4)现有的脱硫设备负荷波动比较大，频繁的开停，同时烟气中的化学物质具有极大的腐蚀性严重损坏了机械设备；(5)燃烧方式落后于先进的技术，9层以上的工业锅炉都是低效燃烧，燃烧率在60%～75%之间；(6)工业锅炉中燃煤的来源不稳定，大部分使用的都是统配煤，煤的质量无法得到保证，通常这种每种硫的含量达到1%左右；(7)工业锅炉中使用的燃料大都是煤，很少有锅炉使用燃油或者燃气；(8)布局分散，遍布各个城市以及各个乡镇，而且都是人口比较密集的地区。
供热行业中小型锅炉的污染非常严重，由于它们自身的特点，在污染治理以及控制方面具有很大的技术难度，在控制污染方面完全不能和大型的锅炉相比。在20世纪80年代，我国控制污染主要以消除烟尘为主，并且为中小型企业配备了各种各样的旋风除尘器，但是除尘效率却无法达到排放的标准，为此我们通过借鉴外国治理污染的方法，使用烟气脱硫技术，其中烟气脱硫工艺和大型火电厂的脱硫工艺是一样的。虽然我国经过实践研究已经具有20多种烟气脱硫工艺，但并不是所有的方法都是适合的，为此结合中小型锅炉的特点，从三个方面考虑：(1)处理烟气的容量；(2)烟气中二氧化硫的浓度；(3)环境的排放标准。我国的中型锅炉烟气容量在30万～80万m3/h，小型锅炉的烟气量在30万m3/h以下，因此在这种范围内适合使用双碱法烟气脱硫技术，不仅投资成本低，而且脱硫的效率还有保证。
2.2SO2治理技术
控制SO2的排放主要有三种方法：第一种是燃烧前脱硫；第二种是在燃烧中脱硫；第三种是在燃烧后进行脱硫，也就是烟气脱硫。在这三种脱硫方法中，烟气脱硫被认为是控制SO2的排放最有效的控制方法。世界上先进烟气脱硫的法已经有上百种，工业中应用的烟气脱硫方法也达20多种，在烟气脱硫技术中，湿法脱硫技术是工业脱硫技术中应用频率最高的。而在湿法脱硫技术中湿式石灰石又占有很高的比例，但是这种脱硫方法在实施的过程中容易结垢，并且投资规模巨大，主要用于火力发电厂行业的脱硫工程。基于湿式石灰法发展起来的双碱法脱硫技术目前已经成为一种比较成熟的技术，比较适合中小型锅炉的脱硫工程，具有广阔的发展前景。并且双碱法种类也是多种多样，比如碱性硫酸铝法、钠钙双碱法等，其中应用最广泛的是纳钙双碱法，也是本篇文章重点论述的双碱法。
2.3供热行业治理SO2技术的应用比例
目前在工业锅炉中脱硫方法的应用比例如下：(1)双碱法：脱硫率(%)≥90，综合消耗较小，成本消耗较低，效果优良；(2)氨法：脱硫率(%)≥90，综合消耗较小，成本消耗高，效果优良；(3)钠碱法：脱硫率(%)≥90，综合消耗较小，成本消耗高，效果优良；(4)石灰法：脱硫率(%)<80，综合消耗较大，成本消耗低，容易堵塞。
通过以上数据可以看出，在保证脱硫效率的情况下，对比综合消耗以及成本消耗，使用双碱法脱硫是一种比较理想的脱硫技术，因此在供热行业，由于双碱法脱硫技术具有运行稳定、成本较低、综合消耗低、脱硫效率高等优点，因此在供热行业脱硫方面更加合适。
2.4双碱法脱硫的原理
Na2CO3-Ca(OH)2[钠钙双碱法]是利用纯碱启动，通过纳钙吸收二氧化硫，生成钙碱的方法。化学反应式如下：

在上述化学反应式可以分为3个阶段：前两个反应式表示脱硫阶段；中间两个反应式表示钙钠再生阶段；最后一个反应式则表示强制氧化，生成石膏阶段。
2.5脱硫工艺的流程
供热行业脱硫装置主要包括以下工艺系统：工艺水系统、脱硫剂再生系统、渣处理系统、SO2吸收系统、脱硫剂制备系统、烟气系统。
2.6双碱法脱硫的优点
工业供热行业使用双碱法脱硫具有以下优点：(1)整个过程操作简单，并且系统可以长期稳定地运行，不会出现使用石灰法那样产生堵塞；(2)使用石灰作为消耗物，在整个流程中具有安全性，并且石灰价格低廉，节约成本；(3)在脱硫以后脱硫的残渣无毒性，溶解度小，不会造成二次污染；(4)脱硫的效率高，活性高，吸收速度快，这也是使用这种脱硫方法最大的优点。
3、供热行业的减排效果
在我国锅炉脱硫应用双碱法比较多，经过大量的研究资料证明，使用这种脱硫法脱硫的效率可以达到95%～98%。以我国某个城市的两台锅炉配套的双碱法烟气脱硫系统为研究对象，其中一个双碱法脱硫系统为46MW，另一个为70MW，连续工作两天，每天对其检测三次，对检测的数据进行分析，发现脱硫的效率基本保持在90%左右。根据实际案例可以看出，在供热行业的锅炉中使用双碱法脱硫技术，脱硫的有效率可以达到90%左右，极大地减少了SO2的排放，减少空气污染。
4、脱硫技术的建设管理和运行分析
在实际运作的过程中，在供热企业中配置脱硫装置需要考虑到很多因素，比如工作的条件、建设的条件、费用成本等。对于火力发电厂来说，配备石灰石湿法脱硫设施或者石膏湿法脱硫设施一般要耗费几千万甚至是上亿的资产，这对供热行业来说是一笔非常大的开支，预计占到供热行业前期投资的1/10，但是相比火力发电厂要在脱硫设施上计划投资1/5来说，相当于节约了一半的成本。在配备设施的过程中，为了能最大化地节约成本，保证环境的效益，就需要全面分析其他方面的因素，比如锅炉的容量、SO2的控制规划、脱硫剂的供应、废水的排放、供热行业场地的选择。对于我国的供热工业，为了保证我国供热行业实施脱硫的积极性和主动性，国家可以制定政策，对我国的供热行业实行脱硫费用返还或者供热行业的资金补助，帮助供热行业建设烟气脱硫设施。
据资料显示，我国部分地区使用烟气脱硫设施进行SO2的治理，使用的发电机的容量已经超过了900万kW，完全可以保证稳定减排，并且我国的相关管理部门已经取得了一定的经验，为我国的供热行业实施烟气脱硫打下了坚实的基础。对于我国供热行业的烟气脱硫设施工作运行的资金问题，可以借鉴我国火力发电组电价的方式进行执行，通过调解供暖费用方案，保证供热行业的烟气脱硫设施能够正常地运营。
5、结语
总的来说，在供热行业中应用双碱法烟气脱硫不仅前期资金的投入以及运行过程中费用使用比较低，而且脱硫效率还有保证，运行也比较稳定，非常适合应用在我国的供热行业中控制SO2的排放。