工业废气除尘脱硫技术的进展

1、第31卷第I期河北理工大学学报（自然科学版）Vol. 31 No. 1Feb. 20102010 年 2 月 Journal of Hebei Polytechnic University ( Natural Science Edition)文章嬢号：1674-0262(2010)014)106-03工业废气除尘脱硫技吕强三，张俊杰，李红笈（河北理工大学化工与生物技术学院河北Jff关键词：二氧化疏;废气；除尘脱硫摘 妾：我国的能源以燃煤为主，环境污染严玄。煤述了国内外工业废气徐尘脱疏技术的主要 方法，并指出应选择除尘脱硫效率高、投资少、运转费用低、运转可叢、不产生二次污染的方法。 中图分类号:

2、X 78 文献标志码:A随看国民经济的发展能源消耗不断增加,尤其是我国煤炭的大斌消耗引起了大气中烟尘和S02的严重 污染，环境保护工作者对如何诚少和控制大气污染进行了大fit的研究。大气中能二氣化硫（SO?）是分布彊 广，数员最大危害辰严重的气体污染物之一，其主要来源有含硫燃料的燃烧含硫矿物的冶炼化学工业的废 气，也有水泥窑废气排放的SO?等工业。随着环保力度的加强，烟气除尘脱琉技术越来越引起人们的重 视。本文主要介绍了国内外烟气除尘脱硫技术的主要方法，简述了各种方法的原理、特点和适用范围，为工 业废久除尘脱硫提供参考。1工业废气除尘的技术除尘方式通常槪括为两类,一是干法除尘，二是湿法除尘。干

3、法主要包括旋风除尘、静电除尘和袋式除 尘。旋风分离装置已有一百年的历史，初期多用于生产过程中的物料回收及气固分离，随着人们环保要求的 日益捉髙,旋风分离广泛地应用于了气体除尘，并对其提高分离效率、降低压力损失、提高耐磨性能等方面进 行了大量研究U-3Jo静电除尘器足利用静电力将粉尘从气流中除去的一种装置它具有除尘性能好，能耗 低，气流阻力小等优点，并且从低温低压到高温高压均可应用刃。袋式除尘器是一种高效的烟尘净化设 备，其除尘效率可达99. 99% o袋式除尘技术对高浓度的烟尘有较好的适应性可处理的烟尘浓度达1000 g/m3以上,适用于半干法/干法烟气脱硫和循环流化床锅炉的烟气处理71o湿式

4、除尘器是利用水形成液网、液腿或液滴与尘粒发生惯性碰撞、扩散效应、粘附、扩散漂移与热漂移. 凝聚作用，从废气中搜集分离尘粒，并兼吸收气态污染物的作用。目前国内常用湿式除尘器的有水膜除尘 器、喷淋塔、文丘里洗涤器、冲击式除尘器和旋流板塔等2工业废气脱硫技术烟气脱硫是指脱除烟气中的so2e S02控制方法多种多样,世界各国研究开发的S02控制技术达200多 种。这些技术按燃烧过程可分为三大类：（1）燃烧前脱硫;（2）燃烧中脱硫;（3）燃烧后脱硫，即烟气脱確 （FGD）o后一种脱礎技术是目前应用fii广、效率最高的脱硫技术。烟气脱硫按工艺特点可分为干法，半干法和湿法三大类。干法脱琉主要为荷电干式喷射脱

5、硫法、脉冲电 晕等离子体法等，干法脱硫工艺简单、无污水处理、能耗低且腐蚀性小，但脱硫效率一般比湿法低。半干 法脱硫主要为旋转喷雾干燥法、烟道内喷人吸收剂法等其特点是:反应在气、液、固三相中进行，具冇 干法脱硫的某些优点。湿法脱硫主要为石灰/石灰石法、钠碱双碱法、钠盐循环法、碱式硫酸铝石膏法 等其优点是脱硫率高、操作稳定且经验多，但存在着易造成二次污染脱硫肓的烟气需再加热,易造成收稿日期：2009-03 18 腐蚀和结垢等问題。3工业废气除尘与脱硫一体化技术除尘脱硫一体化是将高温煤气中的粉尘颗粒和气态旳2在一个单独的捕集单元中脱除。除尘脱硫一体 化装置可概括为干法和湿法两种。目前国内外已开发了大

6、员脱硫“ -亠k亠亠罟、文丘 里旋风水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器、喷淋塔除尘脱硫装置、冲徒流板塔脱硫除尘一体化装置以及高压静电滤槽复合型卧式除尘器(等本化工艺具有投资少、运转费用低.脱硫率适中、操作管理简便、结构紧凑亠泛应用。下面介绍几种新型的除尘与脱硫一体化装置：3.1多管文丘里烟气除尘脱硫装置烟体由下向上进入文丘里管，由于离心力作用，尘粒被甩到装空:丄，盃丿口仮血肌驱丄呱F的碱 液洗涤下来。其除尘效果约为85 -90%.脱硫效率达到90%以上。该装置是一种结构简单、髙效、高可靠 性、低费用的烟气脱硫除尘设备，既适合于新建燃煤(油)锅炉，又适合于已有湿式除尘器增加脱硫功能幕 3.2喷流塔脱

7、硫除尘装査该喷流塔吸收剂从塔下部的管网髙速喷岀，到达至高点后分散成雾滴下落,与从管网下部进入并穿过管 网的烟气充分接触，形成流化层，完成除尘脱硫过程。本技术用于同时脱疏除尘时，在脱硫条件下运行，可达 到99.6%以上的除尘效率和92%以上的脱硫效率。该装盘结构简单、压降小、效率高、生产能力大，适于处 理大规模烟气。3.3湿式旋流烟气脱硫除尘一体化装置烟气从塔底部切线方向进入除尘脱硫器主体自下而上与吸收液逆流接触。烟气在旋流板上旋激液体. 把液体分散成较小的液滴，增大了传质效果。气相和液相在接触过程中气相中的烟尘和二氧化疏在扩散. 碰喷的作用下被捕获截留和吸收。液滴和颗粒物又在离心力的作用下甩向

8、四周的薄液流边界层而被除去。该装置具有开孔率大、负荷高、压降低、处理能力大、操作弹性大.不易堵塞等优点。对中小型燃煤锅炉 的脱硫除尘具有一定的推广应用价值打。3.4 SCX-III型湿式除尘脱硫装置废气经集气罩抽风系统进入袋式除尘器除去绝大部分废尘后经引风机进入湿式脱施除尘一体化设备 除去废气中的二氣化硫及进一步除去粉尘，其余废气经烟囱排出。其脱硫效率为大于85%，除尘效率大于 80% 0该装置综合应用了气液旋转雾化、文丘里、旋流板等先进技术以提高气液传质速率，强化SO?吸收和 除雾功能,具有脱硫除尘一体化、脱硫率高、阻力小等优点)O3.5移动床活性焦烟气脱硫与除尘中式装置该装置吸附塔结构为错

9、流移动床，烟气流通截面为矩形。活性焦由顶部加入，靠重力自上向下缓慢下 移同时，烟气由活性焦层的一侧连续错流穿过焦层。烟气与活性焦接触时，烟气中的SO?被活性焦吸附脱 除。含尘气体通过该床层时活性焦床层相当于一台颗粒过滤器其过滤作用能除去大部分烟尘。其脱硫效 率达98% ,除尘效率大于95%o该装置具有设备简单、操作与控制容易.运行稳定可靠、脱硫过程基本无水 耗利不对环境造成二次污染等优点O4结语本文介绍了多种工业废气除尘脱硫技术，其环境效益都十分明显，但一个可行的脱硫工艺还要考虑其综 合经济悄况。因此,在实际生产中应选择投资省，除尘脱碇效率高，技术成熟，运转费用低，长期运转稳定可 靠,不产生二

10、次污染的除尘脱硫技术。参考文献：1 单號云黨志芳赵树果.燃煤二氧化曦对大气的污染及可行的控制矿业安全与环保,2005,32(1):30332 谷新存王伟文王立新等.环流式蛙风除尘器内潦场的数值模拟J离咬化学工程学ft,2007,21(3):411416.3 Stcfen Obermairjakob Woioetechlager,Gemot Suudiner. Inveebation of the flow pattern in different dust outlet geometrie of a gas tcyclone by h-108河北理工大学学报（自然科学版）第31卷aer Dop

11、ple rancmometiyf J. Powder Technology.2003,138(2-3) ：239-251.4 X Podlinski.A. Niewuli丄 Mimcsyk vet aL ESP perfonmnce for various dusden-siticsf J. Jouma of Electnwtetics,2008.66(5) ：246-253.5 白敏药，依成武杨枝等电除尘技术研究现状及越势J环境工程学报.2007,1(8):15-196 金小峰王恩*王攵普各种除尘技术性能比较及袋式除尘H在我国的应用前HJ锅炉技术.20X7,38(1):8-12.7 髙坚张卫

12、东郝新做纾空代除尘设备及技术的发展J现代化工,2003(23):49-54.8 王宏伟于凤丽,路洋.烟气脱味技术的毎用与发展J黄金,2006,27(2):49-51.9 YuRn Li.HaiYing QivChangFu You.et aL Kinetic modd of CaO/fly ash sorbent for fluI. Fuel,2007,86(5)：785-79110 Wei WUtYan4in HU9Liu UUte uL Physical Simulation of New Desulphurization Tcion J.Journal of Iron and Steel

13、 Reerch.2008 v 15(1) ：1S*1811 周长丽，郭东萍，薛士科.崽煤电厂烟气肢績技术进MJ.中国煤,2007 33(7(12J辛玲玲张建江周水琴.自动控制技术衣火电厂烟代矗法説練中的应用J中13 NediaJko K. Lyakov.Dimitrina A. Atananova,VencesUr 5 Vmilev.et aL DesuJphunzatand sodium hydroxide J JounuJ of Power Sources,2007,171(2) ：96096514 刘换全，朱骨孔秀琴复合SS除尘為除尘睨确一体化工艺实够研JJ.环境活染怡理技术与设备r20

14、06t6(3)：13b134.15 储虚铭江智贤周趣新等冬管文丘里烟气除尘环境工程,2006,24(1):38-41.16 张侵丰賣志权.喷流塔BU4除尘技术研究刀环境污染治理技术与设ft,2005,6(2):84-8717杨關芳何赛宁徐晓军.程式施淹脱練除尘一体化錢重衣燃煤错炉烟代净化上的应用J环境工桎学报,2007,1(4)：96400【18李方文刘文华，刘芬尊.株洲市白马桶炼厂冶炼烟代脫确工程设计J现代化工增刊,2006,26.267-270.(19 Jiantao Zhao.Jiejie Huanf Jinhu Wuvet aL Modeling and optimization of

15、 the moving granular bed for combined hot 严 desulfurization and dust re- nvaJ. Powder Technology.2008 J80( I ) ：2-8.20 刘静辛首就等移力床潘性焦烟气脱赢与除尘中试研究J环境科学.2006.27(5) ：85C$54Technology Development of Dust Collection and Desulphurization in Waste GasLV Qiang-san,ZHANG Jun-jie,LI Hong-xia(School of Chemical E

16、ngineering and BiotechnologytHebei Polytechnic University,Tangshan Hebei 063009,China)Key words： S02;waste gas；dust collection；desulphurizationAbstract: In China,the main energy comes from coal for which gives out a lot of dust and poisonous gas, which causes severe environmental pollution. In this

17、paper,major techniques for dust collection and desulphurization were reviewed characterized by high efficiency t low investment and operaUon cost 9 stable operation and without secondary pollution.工业废气除尘脱硫技术的进展作者：吕强三， 张俊杰， 李红霞，LV Qiang-san， ZHANG Jun-jie， LI Hong-xia作者单位：河北理工大学化工与生物技术学院河北，唐山,063009刊

18、名：河北理工大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF HEBEI INSTITUTE OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期): 被引用次数：201Q 32(1)1次roHnsis1 1 1 WAHFANGDATA参考文献(20条)1. 单晓云.高志芳.赵树果 燃煤二氧化硫对大气的污染及可行的控制措施期刊论文-矿业安全与环保2005(1)2. 谷新春.王伟文.王立新.陈光辉.李建隆 环流式旋风除尘器内流场的数值模拟期刊论文-高校化学工程学报2007(3)3. Stefen Obermair .Jakob Woisetschlager

19、.Gemot Staudinger Investigation of the flow pattern indifferent dust outlet geometrie of a gas scyclone by laser Dopple ranemometry2003(2-3)4. J Podlinski . A Niewulis . J Mizeraczyk ESP performance for various dusden-sities 2008(5)5. 白敏菂.依成武.杨波.储金宇.吴春笃.白希尧 电除尘技术研究现状及趋势期刊论文-环境工程学报2007(8)6. 金小峰.王恩禄.王

20、长普 各种除尘技术性能比较及袋式除尘器在我国的应用前景期刊论文-锅炉技术2007(1)7. 高坚.张卫东.郝新敏.张泽廷 空气除尘设备及技术的发展期刊论文-现代化工2003(10)8. 王宏伟.于凤丽.路洋 烟气脱硫技术的应用与发展期刊论文-黄金2006(2)9. YuRan Li. HaiYing Qi . ChangFu You Kinetic model of CaO/fly ash sorbent for flue gas desulphurizationat moderate temperatures 2007(5-6)10. Wei WUYan-bin HU . Liu LIU P

21、hysical Simulation of New Desulphurization Technology Using Pulsed andRotary Stirring-Injection 2008(1)11. 周长丽.郭东萍.薛士科 燃煤电厂烟气脱硫技术进展期刊论文-中国煤炭2007(7)12. 辛玲玲.张建江.周水琴 自动控制技术在火电厂烟气湿法脱硫中的应用期刊论文-中国电力2007(8)13. Nedialko K Lyakov . Dimitrina A Atanasova . Venceslav S Vassilev Desulphurization of damped batte

22、rypaste by sodium carbonate and sodium hydroxide 2007(2)14. 刘振全.朱青青.孔秀琴 复合型除尘器除尘脱硫一体化工艺实验研究期刊论文-环境污染治理技术与设备2006(3)15. 储嘉铭.江智贤.周建新.季学李 多管文丘里烟气除尘脱硫装置期刊论文-环境工程2006(1)16. 张俊丰.童志权喷流塔脱硫除尘技术研究期刊论文-环境污染治理技术与设备2005(2)17. 杨丽芳.何家宁.徐晓军.高红武 湿式旋流脱硫除尘一体化装置在燃煤锅炉烟气净化上的应用期刊论文-环境工程学报2007(4)18. 李方文.刘文华.刘芬 株洲市白马精炼厂冶炼烟气脱

23、硫工程设计200619. Jiantao Zhao . Jiejie Huang . Jinhu Wu Modeling and optimization of the moving granular bed forcombined hot gas desulfurization and dust removal2008(1)20. 翟尚鹏.刘静.辛昌霞.唐松松.张鹏.肖友国.马正飞 移动床活性焦烟气脱硫与除尘中试研究期刊论文-环境科 学 2006(5)相似文献(10条)用柠檬酸钠溶液吸收废气中的二氧化(SO2并还原成硫磺吸收液中的硫磺分离后循环使用不外.在SO脱除工艺中无需严格控制工艺条件女

24、烟道 气中SO浓度的大小、气体温度、气体流速、液体流速I实验证明该工艺具崔O去除率高、运行费用低、经济效益明显、不产生二次污染等优是脱 除废气中SO较理想的工艺.2. 期刊论文 周志.史宝成.ZHOU Zhi SHI Bao-cheng废气中二氧化硫和硫化氢的气相色谱分析-环境监测管理与技 术2005,17(4)试验了气相色谱法分离分析废气中高浓度二氧化硫和硫化氢的方法高分子多孔微球GDX 50为固定相2 m玻璃柱分离火焰光度检测器检测取得 了分离效果好、峰形对称、分析速度快的测定效对色谱柱进行了选择并讨论了柱管材质和担体对样品的吸附作用.3. 会议论文 丁守文.冀晓威.胡玉梅炼油厂燃料燃烧废

25、气中二氧化硫的排放控制2005对独山子石化公司炼油厂二氧化硫控制系统的建立、运行进行了详尽的分析。炼油厂二氧化硫控制系统取得了良好的效果，达到了预期的目的，实 现了炼油厂的绿色生产。4. 学位论文姚淑华利用矿业二氧化硫废气发展亚钾法制浆造纸研究2004随着我国国民经济的飞速发展，工业污染和生态破坏也以前所未有的速度发展，使人们充分认识到开发资源、保护环境和发展经济必须走相互协调 的可持续发展之路。我国是以煤炭为主要能源的国家，与此相应的环境污染，特别是二氧化硫废气污染居世界前列；制浆造纸业是我国国民经济的一大 产业，目前我国造纸业产量虽已跃居世界第三位，但造纸业现状令人堪忧，存在原料短缺、企业

26、生产规模小、总体技术与装备落后、资源与能源消耗高 等问题，由此产生的废水污染与发达国家相比要严重得多，能否解决好我国造纸工业的水污染问题，不仅关系到造纸工业自身的生存与发展，也关系到 我国生态环境质量的改善。针对中国农业严重缺钾，二氧化硫废气和造纸黑液严重污染环境的实际国情，本课题提出用超重力技术治理矿业二氧化硫污染，用离子交换法制备 造纸药剂亚硫酸钾，用于发展亚钾法制浆造纸，并对制浆废液的后处理进行研究，这不仅可解决造纸厂制浆废液的污染问题，而且对我国农业具有重要 意义。本文首次系统研究以钾矿生产的氯化钾和二氧化硫废气为原料，通过离子交换技术制取造纸药剂。首先C和铵碱法吸收so废气的产品 (

27、NH4)2SO3用离子交换法制备2SOS行了研究，得到了单柱和双柱离子交换的最佳实验条件。单柱操作时通过控制交换液的浓度和流K2SOS大浓 度可达2.7mol/L,能较好地满足制浆要求；双柱串联可提高原料转化率和树脂利用率，增大流出液中高浓度0所占体积比例。由于2SO的热稳定性 较差，进一步提高浓度困难，所以开发了以0吸收SO废气制取2S0的生产路线，对以KC和NH3H2为原料制备K0进行了研究，确定了最佳实验条件 。KO较K2SO稳定，可采取一般的蒸浓方法将O稀溶液浓缩，进而吸收SO废气制备高浓度甚至固体2SO3根据亚钾法和亚铵法蒸煮条件基本相同，本文提出对我国东北地区丰富的稻草资源采用亚钾

28、和亚铵适当复配作制浆蒸煮药剂，在保证纸浆得率、白 度、硬度等质量的前提下，采用本法制浆可大大降低生产成本，同时造纸废液中还含有我国农业急需的钾元素，可直接灌溉农田，为解决我国中小型造 纸厂的污染问题提供了新的途径，具有极大的推广价值。根据处理造纸废水过程中需大批量测定样品、分析成本高的实际情况，本文0值测定方法进行了改进，首次提出以nSO代替Ag2S0作崔化剂采 用开管加热消解法快速测定废水OJD该方法降低了分析成本，且使样品的回流时间由缩短至巾2min而准确度和精密度同标准法及g2SC作催化剂的 开管法基本相同。此法取样量少，消解速率快，适用于大批量水样的测定。本课题以造纸工业废水治理为研究

29、对象，系统研究造纸工业废水的治理方法，取得了较为满意的效果。采用预氧化一混凝沉淀法处理制浆造纸废水：研究了以氯化铁、聚丙烯酰胺为混凝剂，氢氧化钙为助凝剂的混凝沉淀法和预氧化的最佳实验条 件。实验结果表明：预氧化一混凝沉淀法对造纸废水的处理有较好的效果,COD去除率达)3.42%，比混凝沉淀法提高了6.8%。乳化液膜分离是一种高效、快速、节能的新型分离技术，本研究讨论其在造纸废水处理中的应用，探讨了制得稳定乳化液膜的条件及不同实验因素 (如表面活性剂浓度、内相试剂种类、载体用量、制乳时间、搅拌速度、乳水比、油内)比等影响。通过多次实验，确定了最佳实验条件。造纸工业废 水(COD=988mg经处理

30、后，CO去除率约为85%,色度去除率为8%左右，有很好的净水效果，并且油相可重复利用。用乳化液膜法处理造纸废水，具 有很好的经济和环境效益。采用实验室制备的淀粉一丙烯酰胺接枝物和聚硅酸硫酸铝混凝剂对造纸废水进行处理，考飙、药剂用量及沉降时间等对O去除率和透光度的 影响，得出了最佳实验条件。在最佳条件下处理水样CO去除率为85%以上，透光率达9%,该混凝剂对于低浊度高色度水的处理具有优异的絮凝性能由虾壳制备壳聚糖用于制浆造纸废水的处理，考察了值、壳聚糖用量、搅拌速率及沉降时间等对0去除率和透光度的影响，实验结果表明，壳聚 糖净水效果明显优于无机混凝剂硫酸铝；将壳聚糖与硫酸铝进行配比制得复合净水剂

31、处理制浆造纸废水，可进一步提高去除率，去除率可达5%以 上。该混凝剂以废治废，不仅有较高O去除率，又可以避免二次污染，有较好的环保效果。5. 期刊论文 李元高.雷启福.张平民 离子膜电解法处理低浓度二氧化硫废气-中南大学学报(自然科学版)2004,35(5)采用Na2SO弱碱性溶液吸收烟气中的低浓度02然后把该溶液放在阳离子膜电解槽中进行电解制备回收研究了槽电压、电流密度、电解液循环量 、溶液3H1和电解时间的相互关系研究结果表明当电解开始时电流密度随电解液循环量增加而增力而槽电压下降当电解液循环速率为9.2 mL- min-1时,电流密度及槽电压趋于稳定此时相应的电流密度为5.4 A - m

32、-2槽电压约为.2 V,电流效率为9.2%所得产品经射线检测为a-S.6. 期刊论文刘会建低浓度二氧化硫废气处理技术研究-环境科学动态2003(4)在综合分析研究了各种治理低浓度二氧化硫废气的方法之J提出电解法处理二氧化硫废气制备硫磺的新技术0.012mol*L-1Na2S溶液为吸收剂 ,对低浓度SO废气进行吸收吸收液在离子膜电解槽中进行电解阴极得到硫磺阳极得到氧气阴极分离出硫磺后的电解液返回吸收塔阳极溶液用于酸化 吸收液方法具有较高的脱硫率和转化率.7. 期刊论文 何运昭.刘林.罗卫玲二氧化硫废气的治理方法-化工环保2001,21(1)综述了二氧化硫废气的各种治理方法。指出选择脱硫方法需要具