燃煤供熱鍋爐脫硫除塵工藝中煙氣除塵脫硫工藝比選分析案例1.1煙氣除塵工藝比選1.1.1常見煙氣除塵工藝目前工業(yè)上常用的除塵工藝有旋風(fēng)除塵、濕法除塵、靜電除塵、袋式除塵等，其工作原理、適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)見表3-1，代表裝置除塵效率見表3-2，代表裝置示意圖見圖1.1~4。表3-1常見除塵工藝工藝類型旋風(fēng)除塵濕法除塵靜電除塵袋式除塵工作原理旋風(fēng)除塵器內(nèi)氣流的粉塵在離心力的作用下從氣流中分離使水（或其他液體）與塵粒密切接觸，通過他們之間的慣性碰撞和水對(duì)塵粒的粘滯去除氣流中的塵粒煙氣在經(jīng)過高壓電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)使塵粒荷電。在電場(chǎng)力的作用下，塵粒得以去除氣體在經(jīng)過袋式除塵器內(nèi)部的濾料層時(shí)，塵粒被濾料阻截或吸附從而使煙氣得到凈化適用范圍一般用來去除5μm以上的粒子，也適用于非黏性及非纖維性粉塵的去除常用于催化裂化脫硫工藝，對(duì)高溫、高濕煙氣的處理也同樣適用常用于以煤為燃料的工廠、電站。也用于冶金中用來收集金屬氧化物適用于捕集干燥、非纖維性的小粒徑粉塵。采用不同的濾料的袋式除塵器適用于不同的除塵場(chǎng)所。優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；易于制造、安裝和維護(hù)管理；設(shè)備投資和操作費(fèi)用都較低，應(yīng)用廣泛設(shè)備投資少，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單；凈化效率較高；操作維修簡(jiǎn)便；在除塵過程中可以使煙氣降溫冷卻、增加濕度和凈化有害有毒氣體壓力損失小，處理煙氣量大；能耗低；對(duì)細(xì)粉塵有很高的捕集效率，可高于99%；可在高溫或強(qiáng)腐蝕性氣體下操作除塵效率高，一般在99%以上；投資小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)操作方便，性能穩(wěn)定可靠；缺點(diǎn)對(duì)細(xì)小塵粒（＜5μm）的去除效率較低易腐蝕管道與設(shè)備，污泥與污水需要另加處理，除塵過程中不利于副產(chǎn)品的回收，冬季管道及設(shè)備易凍結(jié)設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，要求設(shè)備調(diào)運(yùn)和安裝以及維護(hù)管理水平高；對(duì)粉塵介質(zhì)電阻有一定要求，對(duì)于不易帶電粉塵除塵效果不佳；受氣體溫度、濕度等操作條件影響較大濾袋損壞較快，壽命短；占地面積大，壓力損失大，運(yùn)行費(fèi)用高；不宜凈化有爆炸危險(xiǎn)或帶有火花的含塵氣體；不宜處理高溫高濕氣體代表裝置帶擋板的沉降室，旋風(fēng)除塵器噴淋塔，文丘里洗滌器電除塵器袋式除塵器表3-2常見除塵器除塵效率項(xiàng)目除塵總效率不同粒徑灰塵的分級(jí)效率/%0~5μm5~10μm10~20μm10~44μm＞44μm設(shè)備費(fèi)帶擋板的沉降室58.67.522.041.080.090.0少普通旋風(fēng)除塵器65.312.031.057.082.091.0少噴淋塔94.572.096.098.0100.0100.0中文丘里除塵器90.0~98.099.099.5100.0100.0100.0少電除塵器98.0~99.590.094.597.099.5100.0大袋式除塵器95.0~99.799.5100.0100.0100.0100.0中上圖1.1普通旋風(fēng)除塵器示意圖圖1.2文丘里洗滌器1.進(jìn)氣管；2.收縮管；1.噴嘴；4.喉管；5.擴(kuò)散管；6.連接管圖1.3管式電除塵器圖1.4脈沖式袋式除塵器1.1.2煙氣除塵工藝確定已知該項(xiàng)目中燃煤鍋爐主要在冬季使用供熱，煙氣出口溫度T=420℃，壓強(qiáng)P=160kPa，屬于高溫高壓環(huán)境。此外，由表2-3可知項(xiàng)目處理煙氣量大，污染物濃度高，且含有大量SO2與NOx，對(duì)塵粒去除率要求較高。參照表3-1和表3-2可見旋風(fēng)除塵未能達(dá)到項(xiàng)目除塵效率要求，濕式除塵不適宜在冬季使用和處理酸性氣體，袋式除塵不適用于處理高溫氣體。因此，在綜合考慮處理效率、設(shè)備使用季節(jié)、設(shè)備適用性等方面后，本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)選擇靜電除塵法用于煙氣除塵。1.2煙氣脫硫工藝比選燃煤后煙氣脫硫（FGD）是至今世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫技術(shù)。各國(guó)研發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)多達(dá)200余種，但真正投入商業(yè)應(yīng)用的不到10%REF_Ref15265\r\h[4]。選擇煙氣脫硫工藝，必須按照國(guó)家及地方的政策、法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，參照各地的地理、經(jīng)濟(jì)、人文等特點(diǎn)慎重選擇。此外，還需考慮各項(xiàng)措施的技術(shù)可行性以及經(jīng)濟(jì)可行性，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施后可能產(chǎn)生的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)影響進(jìn)行預(yù)先評(píng)估。1.2.1常見煙氣脫硫工藝煙氣脫硫技術(shù)根據(jù)是否回收脫硫產(chǎn)物，煙氣脫硫分為兩類：拋棄法和再生法。二者的區(qū)別見表3-3。表3-3拋棄法與再生法煙氣脫硫方法拋棄法再生法特點(diǎn)脫硫過程中將形成的固體產(chǎn)物廢棄脫硫過程中將SO2轉(zhuǎn)化為硫酸、硫磺等有用物質(zhì)優(yōu)點(diǎn)投資和運(yùn)行費(fèi)用較低吸收劑循環(huán)使用，回收利用硫資源缺點(diǎn)硫資源未得到回收，還存在殘?jiān)廴竞凸虖U處理問題投資大，脫硫回收產(chǎn)物銷路不暢，經(jīng)濟(jì)效益低是否需要前置除塵系統(tǒng)否是煙氣脫硫方法還可以按脫硫過程中脫硫劑的固液狀態(tài)分為：濕法、干法、半干法。三種方法的脫硫原理及優(yōu)劣勢(shì)見表3-4。表3-4濕法、干法、半干法煙氣脫硫方法濕法干法半干法脫硫原理利用堿性溶液或含觸媒離子的溶液吸收SO2使用固體吸附劑和催化劑吸附或催化煙氣中的SO2脫硫劑漿液被霧化后與溫度較高的煙氣接觸后被蒸發(fā)，脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)優(yōu)點(diǎn)技術(shù)成熟，效率高，Ca/S低，運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單脫硫產(chǎn)物呈干粉狀，處理容易，工藝簡(jiǎn)單，投資較低操作簡(jiǎn)單，能耗低，技術(shù)較成熟缺點(diǎn)初期投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，存在脫硫產(chǎn)物及廢水處理問題脫硫效率及脫硫劑的利用率低未實(shí)現(xiàn)在高硫煤領(lǐng)域的工業(yè)化發(fā)展在過去幾十年中，煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)用廣泛。其中，濕法拋棄工藝一直以來都占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。雖然本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)主體主要在冬季運(yùn)行，但由于干法及半干法脫硫效率較低，且在高硫煤領(lǐng)域應(yīng)用較少，而本項(xiàng)目對(duì)脫硫效率要求較高?？紤]到環(huán)境效益和系統(tǒng)穩(wěn)定性，本次工藝設(shè)計(jì)選擇濕法煙氣脫硫工藝進(jìn)行煙氣脫硫處理。1.2.2濕法煙氣脫硫工藝濕法煙氣脫硫工藝?yán)?，脫硫系統(tǒng)位于除塵器之后，由于煙氣與吸收液接觸后溫度降低，本項(xiàng)目運(yùn)行季節(jié)又在冬季，因此脫硫后的煙氣將經(jīng)過煙氣換熱器加熱后排出。目前，濕法煙氣脫硫工藝已經(jīng)十分成熟，根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和項(xiàng)目運(yùn)行環(huán)境、時(shí)節(jié)等特點(diǎn)選擇合適的工藝對(duì)于項(xiàng)目正式運(yùn)行時(shí)的安全穩(wěn)定十分重要。其中，石灰石/石灰拋棄法、石灰石/石膏法、雙堿法、氨法、海水脫硫法是濕法煙氣脫硫工藝中最主要也是最常用的幾種脫硫方法，他們的脫硫原理及特點(diǎn)見表3-5。表3-5常見濕法煙氣脫硫工藝濕法煙氣脫硫工藝原理特點(diǎn)石灰石/石灰拋棄法石灰石或石灰漿液作為脫硫劑吸收煙氣中的SO2，從而使煙氣得到凈化吸收劑廉價(jià)易得；工藝應(yīng)用廣泛；但設(shè)備易結(jié)垢堵塞，固體廢棄物處理困難石灰石/石膏法在石灰石/石灰拋棄法的基礎(chǔ)上，向持液槽內(nèi)的漿液鼓入空氣，強(qiáng)制氧化CaSO3，從而獲得石膏初期投資費(fèi)用高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行時(shí)設(shè)備和管道易腐蝕，需要做好日常養(yǎng)護(hù)；吸收劑價(jià)廉易得；脫硫效率及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率高；運(yùn)行可靠穩(wěn)定；副產(chǎn)物銷量不好，需要另建儲(chǔ)存?zhèn)}雙堿法吸收液是堿金屬鹽類的水溶液。吸收過煙氣中的SO2的吸收液使用石灰進(jìn)行再生使吸收液得到循環(huán)利用雙堿法中使用的堿金屬吸收劑可以得到循環(huán)利用；管道和設(shè)備內(nèi)部不易結(jié)垢；副產(chǎn)物石膏的純度相比其他再生法高；脫硫率高，一般在90%以上。但堿的消耗量較大，需要不斷補(bǔ)充，另外其他類型的雜質(zhì)沉淀將降低石膏的質(zhì)量氨法采用的脫硫吸收劑為氨水，氨水與煙氣接觸混合的同時(shí)會(huì)吸收二氧化硫生成亞硫酸氨，亞硫酸氨后經(jīng)氧化反應(yīng)生成硫酸銨工藝成熟，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資低，不存在結(jié)構(gòu)和堵塞現(xiàn)象，無廢水和有害殘?jiān)欧?。但吸收劑氨水價(jià)格較高，且需要增加脫硝裝置控制NOx的排放海水脫硫法用海水作為脫硫劑吸收SO2工藝簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠，易于操作和管理；投資低，運(yùn)行費(fèi)用低；脫硫效率高，無廢水廢料；只能用于海邊電廠，且只適用于中低硫煤的燃燒煙氣脫硫1.2.3煙氣脫硫工藝確定在比對(duì)石灰石/石灰拋棄法、石灰石/石膏法、雙堿法、氨法、海水脫硫法的優(yōu)缺點(diǎn)并分析他們與本項(xiàng)目的適配度之后，可知：石灰