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      濕法煙氣脫硫對工業粉塵的協同脫除

      發布時間:2020-09-23 09:01所屬分類:工業設計加入收藏

      摘 要: 工業化進程持續加快,作為能耗大戶,在工業發展同時也帶來了嚴重的環境污染,其中工業粉塵是一種典型的環境污染問題,會污染大氣環境,威

        摘 要: 工業化進程持續加快,作為能耗大戶,在工業發展同時也帶來了嚴重的環境污染,其中工業粉塵是一種典型的環境污染問題,會污染大氣環境,威脅到人們身體健康。針對工業粉塵的處理,推行濕法煙氣脫硫方法協同脫除。結果表明,濕法煙氣脫硫粉塵協同脫除效應鮮明,尤其是鍋爐燃煤的脫硫達到超低排放標準,推行節能環保型工業生產。文章探究濕法煙氣脫硫對工業粉塵協同脫除相關內容進行試驗分析,分析處理不同工業粉塵的處理效果。

        關鍵詞: 協同脫除;工業粉塵;濕法煙氣脫硫;工業排放

      工業期刊投稿

        工業生產中會產生大量的煙塵污染,對環境污染較大,不同程度上威脅人們身體健康安全。由于不同行業的污染物排放濃度有所差異,為了滿足可持續發展要求,應選擇合適的脫硫裝置來控制二氧化硫和粉塵排放量。常規的脫硫工藝可以劃分為濕法、活性焦干法和半干法,其中濕法可以進一步劃分為鎂法、石灰石膏法和鈉法幾種,其中當屬濕法脫硫工藝應用最為廣泛。依據國家相關規定,燃煤電廠的SO2和NOx排放濃度不超過35mg/m3、50mg/m3,積極推動燃煤電廠節能環保改造,靈活運用先進環保改造工藝和裝置,盡可能減少污染物排放量,維護生態系統平衡。

        1 濕法煙氣脫硫工藝概述

        濕法煙氣脫硫自身特性鮮明,可以實現協同除塵,模仿電力行業實行濕法煙氣脫硫處理炭素、石化催化裂解和燒結等工業煙塵,除塵效果較為可觀。但是,不同行業工業粉塵排放量有所差異,會受到顆粒粒徑、可溶性和疏水性因素影響。燒結煙氣中SO2濃度不超過1000mg/m3,原排放標準偏低,通常是選擇常規石灰石膏濕法工藝處理,但是前端除塵效果不理想,致使脫硫系統運行中暴露出一系列問題,不符合協同除塵標準要求[1]。面對可持續發展要求,除了電力行業以外,對其他工業生產的煙氣排放控制提出了更高的要求,相關學術研究多集中在燃煤顆粒物協同脫除方面,粉塵特性和吸收塔結構適應性相關研究有所不足,需要進一步深化。

        2 測試儀器和方法

        具體濕法煙氣脫硫試驗前后,結合相關標準和規范,使用芬蘭Dekati地壓裝撞擊分級采樣器來測量粉塵粒徑。延期通過PM10切割器剔除粒徑在10μm以上的顆粒物,然后劃分為13級,帶有顆粒物氣流從上到下貫穿每層撞擊板,按照粒徑大小逐步分離到濾膜上。取樣前后,將濾膜置于烘箱中2h,溫度為105℃,逐步冷卻到室溫,并使用專門的精密天平稱量[2]。

        3 試驗情況

        選擇3個行業工業粉塵試驗進行試驗分析,探究濕法煙氣脫硫在燒結機、燃煤鍋爐和催化裂解爐中粉塵協同脫除效果,調節濕法煙氣脫硫設計條件[3]。某燃煤電站300MW機組的脫硫除塵選擇石灰石-石膏濕法脫硫方法,針對性對靜電除塵、脫硫系統和SCR脫硝節能改造,在脫硝方面增設一層催化劑,除塵系統實行技術改造,探究濕法煙氣脫硫進出口粉塵粒徑、總重情況,具體的工業煙氣流程如圖1。

        通過對比2個鋼鐵廠的燒結煙氣,第一個鋼鋼鐵廠燒結煙氣脫硫系統,實行石灰-石膏濕法脫硫工藝,入口煙氣量2×1260000m3/h,SO2質量濃度不超過1600mg/m3,煙氣溫度保持在140℃~180℃范圍內,入口煙塵質量濃度不超過60mg/m3。第二個鋼鐵廠燒結煙氣脫硫系統,實行石灰-石膏濕法脫硫工藝,SO2質量濃度最高可以達到8000mg/m3左右,為了契合出口煙塵排放質量濃度不超過10mg/m3技術標準,致使吸收塔結構較為復雜[4]。

        催化裂解則選擇某石化公司的催化裝置為研究對象,實行EDV鈉堿濕法脫硫工藝,前段耦合低溫臭氧氧化脫硝工藝,煙氣設計量20萬m3/h,在引入煙氣到脫硫塔前,需要借助三級旋風除塵器處理,控制出口粉塵質量濃度大概在200mg/m3水平線;后端實行鈉法脫硫工藝處理[5]。

        4 結果與討論

        4.1 濕法脫硫工藝的粉塵脫除效果。結合相關試驗數據分析了解到,燃煤機組實行濕法脫硫工藝脫硫效果較為可觀,系統進口煙塵質量濃度維持在19.8mg/m3到23.0mg/m3范圍內,脫硫系統的除塵效率平均數為85.9%左右,可以實現燃煤粉塵協同排放[6]。燃煤電廠脫硫抄底排放改造項目的實行,可以大大提升濕法脫硫協同除塵效率,大概為70%以上,而除塵效率高低則受到吸收塔內部結構因素影響,包括湍流器、噴淋系統和管束除塵除霧裝置,以其獨特的優勢廣泛應用。在裂解爐脫硫方面,出口兩次煙塵質量濃度測量結果為20.2mg/m3和10.4mg/m3,本質上脫硫效率較為可觀,但是難以滿足工業粉塵超低排放標準要求。

        4.2 粉塵粒徑對協同除塵效果影響。探究濕法脫硫工藝在不同粒徑粉塵中應用效果,燃煤鍋爐吸收塔的入口粉塵的粉塵,有很大比例的污染物粒徑在1.0μm到4.4μm之間,污染物粒徑在1.0μm到1.6μm之間占比最大,達到了35.53%。結果表明工業粉塵經過濕法脫硫工藝處理后,出口粒徑范圍大大減小。吸收塔中的顆粒物,粒徑大的顆粒在運動慣性下,無法完全依據流線運動,而顆粒大小和液滴流場分布,成為影響慣性碰撞的典型因素。粒徑大小在0.15μm~0.4μm期間,手抖啊布朗力作用下進行無規則運動,難以有效捕獲液滴。

        4.3 粉塵特性對協同除塵影響。粉塵濕潤性特點,與粉塵生成條件、種類、粒徑、溫度和含水率等因素聯系密切,同時也與粉塵與液體之間黏附力相關聯。燒結灰潤濕度要小于粉煤灰,燒結期間的焦炭難以實現完全燃燒,這一因素則會對粉塵潤濕度產生不良影響。常用燃煤鍋爐脫硫塔設計,在催化裂解和燒結除塵方面效果不如預期,有待進一步完善。

        結論:綜上所述,通過研究分析,濕法脫硫工藝在燃煤鍋爐粉塵協同脫除效果最為可觀,基于一體化技術對工業粉塵有效脫硫處理,最終結果符合超低排放標準要求,但是裂解煙氣粉塵和燒結煙氣粉塵脫除效果有所不足,不符合超低排放標準要求,應持續開發設計滿足這一需要的濕法脫硫耦合除塵工藝。

        參考文獻

        [1] 張慶虎.燃煤電廠煙氣濕法脫硫煙囪防腐技術創新的思路及其應用[J].全面腐蝕控制,2020,34(02):126-130.

        [2] 孟志浩,王怡弘,王愛晨,龐穎鋼,張光學.不同入口濃度時濕法脫硫塔運行參數優化的數值研究[J].節能與環保,2020(Z1):75-77.

        [3] 馬永強.濕法脫硫的漿液循環泵振動噪音的原因分析及解決措施[J].現代冶金,2019,47(06):69-70.

        [4] 孫江穎.濕法脫硫煙囪防腐技術面臨的問題與防腐技術的選擇分析[J].化工管理,2020(03):97-98.

        [5] 林平.關于造紙白泥-石膏法鍋爐煙氣脫硫技術設計特點的探討[J].能源與環境,2019(06):93-94.

        [6] 羅鑫.淺析新型石灰石濕法煙氣脫硫廢水處理工藝[J].產業創新研究,2019(12):177-178.

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