气动乳化技术在火电厂锅炉烟气脱硫工程中的应用

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1、气动乳化技术在火电厂锅炉烟气脱硫工程中的应用李德生摘要：本文从技术、经济角度，对气动乳化技术在石灰石-石膏法烟气脱硫工程中的应用特点进行了分析，并以75t/h锅炉烟气治理项目为例，设计出一套简单实用的工艺流程，供参考。关键词：气动乳化火电厂锅炉烟气脱硫工艺流程一．前言二氧化硫是形成酸雨的主要因素之一。酸雨是一种全球性的污染问题，它不仅使河湖、土壤酸化，影响鱼类、森林和农作物生长繁殖，而且腐蚀建筑物和文物古迹，并危及人体健康。酸雨主要源于废气排放，二氧化硫、硫的氢化物（或氮的氧化物）溶入雨水中后，导致其pH值降低。我国排放的二

2、氧化硫90%来自于燃煤，排放量位居世界第一。我国的煤炭消耗以火电行业为主。2003年底，全国发电装机容量达到3.84亿千瓦，其中火电装机容量2.86亿千瓦，占74.3%。全国发电量达到19080亿千瓦时，其中火电发电量15800亿千瓦时，占82.8%。火电机组原煤消费量为8.5亿吨，比2000年增长了2.6亿吨（增长了44%），占全国煤炭消费总量的54%，二氧化硫产生量约1500万吨，占全国产生量的56%。2004年全国投产发电装机容量约5000万千瓦，创下世界史上一个国家一年内发电机组投产最多的记录。2005年底煤电装机约

3、3.36亿千瓦，原煤消耗量约10亿吨，约占全国煤炭消费总量的56%，二氧化硫产生量约1800万吨，约占全国产生量的60%。预计，到2010年发电总装机容量将达到6.47亿千瓦，其中火电4.76亿千瓦，占74%，煤炭消费量达到14亿吨，将占全国煤炭消费总量的60%以上，二氧化硫产生量约2300多万吨，占全国产生量的60%以上。2020年火电装机容量将达6.6亿千瓦，煤炭消费量达到18亿吨以上，二氧化硫产生量约3100万吨，占全国产生量65%以上。有关研究表明，我国基本消除酸雨污染所允许的最大二氧化硫排放量为1200-1400万

4、吨，2020年实现小康生活水平，二氧化硫排放总量应控制在大气环境容量允许范围内。到2020年，火电行业二氧化硫排放量应控制在700万吨以内，削减量达到2000多万吨。因此，火电行业二氧化硫削减任务非常艰巨，是我国二氧化硫总量控制的关键行业。随着我国现代化工业的进一步发展，电力的需求也在日益增长。而在电力能源生产企业的构成中，燃煤火电厂占有很大的比例。燃煤火电厂将一次能源转化为二次能源—电力的过程，会排放大量的污染物，其中的SO2是形成酸雨的主要因素之一。为此我国积极推行脱硫技术，减少二氧化硫的排放。气动乳化技术是近年来开发出

5、的一种新型的烟气脱硫技术。它同现有的脱硫工艺技术相比有着较为明显的优势。吸收液可以破碎得极为细微，使得液气比表面积增大，高于一般湿法脱硫技术十几倍至几十倍，并形成动稳定的紊流乳化吸收层。气、液、固三相之间的物理、化学传质过程加长，吸收条件更为优越，吸收效果更好，从而达到更高的脱离效率，进一步降低二氧化硫的排放量。同时，基于气动乳化技术自身的技术特点，使得其吸收设备规模较小，并相对简单，一次性投资及运行费用较低。二．目前火电厂燃煤脱硫技术简介（一）燃烧前煤脱硫技术主要为煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分硫分和

6、灰分。分为物理法、化学法和微生物法等。我国当前的煤炭入洗率较低，大约在20%左右。提高煤炭的入洗率有望显著改善燃煤二氧化硫污染。然而，选洗仅能去除煤中无机硫的80%，占煤中硫总含量的15%～30%，无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫的一种辅助手段。（二）燃烧中煤脱硫技术煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐，随灰分排出。在我国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种：型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。（三）燃烧后烟气脱硫技术烟气脱硫的基本原理

7、是酸碱中和反应。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它碱性物质。共分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术三类，如下：1．湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液。由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高。该法的主要缺点是脱硫废水二次污染；系统易结垢，腐蚀；脱硫设备初期投资费用大；运行费用较高等。（1）石灰石-石膏法烟气脱硫技术该技术以石灰石浆液作为脱硫剂

8、，在吸收塔内对烟气进行喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，同时向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化为硫酸钙，脱硫剂的副产品为石膏。该系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫剂浆液制备系统、石膏脱水和废水处理系统。由于石灰石价格便宜，易于运输和保存，因而已成为湿法烟气脱硫