工業鍋爐煙氣濕法脫硫技術研究與分析

馬銳

摘? ?要：近年來，我國各項經濟獲得穩步發展，濕法煙氣脫硫技術不僅具有壓力降小、脫硫和除塵效率高的優勢，而且具有工藝成熟等特點，還具有裝置占地面積小和建設周期短、穩定運行周期長、負荷變動影響小、煙氣處理能力強等優點，已成為國內控制SO2排放的主要技術手段。

關鍵詞：工業鍋爐;煙氣;濕法脫硫技術

1? ? 濕法脫硫工藝及特點

濕法脫除煙氣中的SO2的工藝很多，大部分在20世紀70年代初由美國和日本開發，多用于處理煉油廠和鍋爐的加熱爐煙氣。濕法煙氣脫硫技術的最大優點是脫硫率高達95%，運行可靠性高且操作簡單，SO2處理成本低，世界各國現有的煙氣脫硫技術中，使用濕法脫硫技術的約占85%左右。

2? ? 工業鍋爐煙氣濕法脫硫技術

2.1? 旋流脫硫氣液傳質與反應模化

在對生態環境工作空前重視的今天，靜態旋流作為濕法煙氣脫硫中一種強化傳質的方式，對工業鍋爐煙氣脫硫起著至關重要的作用。傳質理論的研究可分為經驗型傳質理論、流體力學型傳質理論和界面非平衡理論等。其中，經驗型傳質理論最為經典，主要包括雙膜理論、滲透理論、表面更新理論。但是由于這些經驗型傳質理論忽略了相際傳質過程中流體力學的影響，所以已開展的相際間傳質的研究主要分為旋渦擴散模型和旋渦池模型。利用旋渦池模型建立的模型，得到的傳質系數與實驗值誤差在15%以內，但是，上述模型都是假設界面無阻力。有研究發現，氣液兩相流動傳質過程中存在著界面阻力，這使得界面質量濃度不能達到假定的平衡濃度。旋流吸收器內氣相SO2與液相脫硫劑反應屬于快速擬一級反應，化學反應的速率遠大于物理擴散與吸收作用，定義了增強因子β，其值為化學吸收時以濃度差為推動力的液相傳質系數kL與物理吸收時以濃度差為推動力的液相傳質系數k L的比值，其中kL與k L可由表面更新理論求得。由于化學吸收增強因子的作用，液膜內的傳質阻力將極大地降低，化學吸收增強因子確定后，液相的傳質速率即可按照純物理吸收進行計算。利用靜態旋流的過程強化進行煙氣脫硫，以獲得實際的應用與案例，在工業SO2的污染控制方面取得了較為顯著的技術、經濟和環境方面的效益。

2.2? 蒸發處理法的應用

當前，在我國工業鍋爐煙氣濕法脫硫技術中，蒸發處理法的應用非常普遍，蒸發處理法是脫硫廢水實現零排放的一項關鍵技術，其中有灰渣蒸發、煙道蒸發和蒸發結晶。其中灰渣蒸發技術主要是采用爐渣的余熱蒸發，此時，把含鹽量高的脫硫廢水蒸干之后，全部轉化為固體的廢物，剩余的脫硫廢水要采取晾曬、蒸發等實現填滿，要利用綠化植物進行降解，這項技術要重點關注到設備的腐蝕。同時，要分析灰場的雨水防滲透情況并對其加以重視。煙道蒸發技術主要是讓脫硫廢水歷經澄清和沉淀，然后進入霧化器煙道。這項技術存在的最大問題是煙道中煙氣的溫度要很高，不能確保霧化的效果和實際運行的穩定性。蒸發結晶技術是利用加熱的方式，通過蒸發，將脫硫廢水中的硫化物和氯離子等進行去除，讓化學溶質結晶，可以達到將物質分離的目的。蒸發結晶工藝可以讓固體硫酸銨的生產要求得到滿足，利用蒸汽能耗的降低，能使蒸汽中得供給壓力得到有效緩解。

2.3? 氧化型和還原型微生物濕法脫硫的比較

在社會不斷發展、進步的過程中，我國的科學技術獲得了不斷的發展，這使我國很多領域獲得了提升，以T.f菌為代表的氧化型微生物脫硫技術，自身為化能自養型微生物，不用補充有機碳源。而以SRB為代表的還原型微生物脫硫技術，自身為化能異養型微生物，需要外加碳源等營養源來維持活性。然而前者只是將煙氣中的硫氧化物轉移到液相中，產生的廢水仍需進行二次處理。后者將煙氣中硫氧化物還原為硫化物，進而通過控制氧化條件，產生單質硫等副產品。

2.4? 制堿鹽泥脫硫

制堿鹽泥脫硫濕法脫硫，在工業鍋爐煙氣濕法脫硫中也是較為常見的。以某公司為例，其運行投產后分析的干鹽泥，平均成分含碳酸鈣約75.4%，含氫氧化鎂、氧化鎂約13.4%，含氯化鈉約14.5%，其他雜質約3.4%。平均粒徑較細，多數在5～50 μm，平均粒徑約25 μm，與水溶液和煙氣中的二氧化硫接觸面積很大，反應速度快，適宜作脫硫劑。脫硫劑除了與鍋爐煙氣中二氧化硫反應外，還與二氧化碳反應，生成碳酸氫鈣。因此，大部分反應終產物為碳酸氫鈣以及少部分亞硫酸氫鈣、亞硫酸氫鎂和硫酸氫鈣等，易溶于水;少部分反應產物為硫酸鈣，微溶于水（1.08 g/L）。還有一部分沒有溶解的碳酸鈣等較大顆粒，處理較為困難，主要為拋棄或者長期堆放，也可以重新回收做成脫硫漿液。脫硫塔正常運行，當pH<8.0時，不會迅速產生堅硬級碳酸鈣固體結垢，而是處于向溶解的碳酸氫鈣轉化過程。當白泥溶液pH從5.0升高到7.0時，煙氣中二氧化硫和二氧化氮會下降較大，二氧化硫質量濃度可能下降到15 mg/m3或10 mg/m3以下，說明脫硫和脫碳的效率在提高。

2.5? 流化床法處理脫硫廢水

在我國經濟實力逐漸壯大以及科學技術不斷創新的今天，流化床法脫硫廢水處理技術的應用較為常見，此項技術主要是利用沉淀池，其主要有3種，流化床、循環池、調節池。在流化床反應池中加入氧化劑，其中有高錳酸鉀、亞鐵鹽溶液等，主要是將重金屬中離子實現有效地去除。分析傳統的化學沉淀法，流化床處理脫硫廢水的優勢更明顯，不僅在藥劑的使用上量少，同時產出的污泥量也少，二次污染率很低。

3? ? 結語

用濕煙氣的飽和含濕量與飽和溫度的關系闡述濕煙氣“白煙”的形成和消散的機理，提出煙氣直接升溫、煙氣直接冷卻、煙氣降溫再熱是目前濕法脫硫后“白煙”消除的有效途徑。受環境溫度和濕度的影響，煙氣降溫再熱“消白”的適用范圍最大，煙氣直接加熱次之，煙氣直接降溫最小。各種方案各有利弊，實際工程中應根據綜合投資和運行費用選擇方案。

[參考文獻]

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