我国燃煤工业锅炉烟气脱硫的发展趋势

张慧明[内容摘要]本文对我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术进行了回顾与展望。90年代我国成功地研究与开发出多种燃媒工业锅炉烟气脱硫技术及设备，在防腐、耐磨、防结垢、防堵塞等方面取得了突破性的进展。我国研究及开发的烟气脱硫技术具有脱硫效率较高，价格低廉，能耗低的特点。近年来，各种烟气脱硫技术已陆续进入市场。未来，我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的发展趋势是：一种在现有的基础上完善和提高、大型化，自动化，简单化，适应性强，设计及制造规范化的烟气脱硫设备将成为燃煤工业锅炉一种不可缺少的辅机装置。[关键词]燃煤工业锅炉，煤炭，烟气，二氧化硫，烟气脱硫。1.引言自80年代初以来，随着我国经济迅速持续地发展，我国大气被SO2严重污染。目前，我国煤炭年消耗量为12亿t，SO2的年排放量为2000多万吨。在SO2污染作用下，我国酸雨污染日益严重，生态环境受到严重破坏。削减SO2的排放量，防治大气SO2污染，已成为当今我国普遍关注的社会热点问题。我国大气中的SO2，94%来自煤炭燃烧，其中，燃煤工业锅炉SO2的排放量为750万吨，占煤炭燃烧SO2排放量的36.5%。统计表明，燃煤工业锅炉是我国大气SO2污染最大的污染源。显然，控制燃煤工业锅炉大气SO2污染，对控制我国大气污染具有极其重要的意义。燃煤工业锅炉，是我国量大面广的热能动力设备。目前，我国燃煤工业锅炉拥有60多万台，其特点如下：燃煤消耗量多，SO2排放量大；以燃煤为主，煤炭多为高灰分高硫煤；锅炉容量小，热效率低；烟筒低矮，含硫烟气低空排放；布局分散，遍及全国各地；管理水平低下，机械化及自动化程度低。燃煤工业锅炉排放的含硫烟气，温度高，压力低，组成复杂，含有酸性气体，腐蚀性强，回收的产物目前价值不大，净化操作不经济。可见，控制燃煤工业锅炉大气SO2污染的净化操作十分苛刻，要比控制燃煤发电厂锅炉SO2污染困难得多。近20多年来，我国对燃煤工业锅炉烟尘污染治理，进行了大量而有效的工作，其烟尘污染基本上得到有效的控制。然而，对燃煤工业锅炉SO2污染综合治理，才刚刚起步，研究与开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的时间还不到10年。燃煤工业锅炉S02污染防治的方法颇多，如采用天然气及轻柴油等清洁燃料做燃料，燃用低灰分低硫优质煤及工业固硫型煤等。但是，对于控制燃煤工业锅炉大气S02污染，烟气脱硫也不失为一种好方法，而且是一种最普遍最适用的脱硫技术，它符合我国能源结构以煤为主的特点及煤炭品质不高的国情。尤其在缺乏清洁燃料和优质煤而燃用含硫量>1%以上的煤炭时，烟气脱硫技术是控制燃煤工业锅炉的主要途径。2.我国燃煤工业锅炉烟气脱硫研究与开发的现状我国燃煤工业锅炉烟气脱硫起步较早，但发展缓慢。早在50年代初，我国南京永利宁化工厂就在工业锅炉内喷撒石灰，以防治烟气中SO3对锅炉护管及设备的腐蚀，其效果较好。在80年代之前，我国燃煤工业锅炉烟气脱硫的研究及开发，基本上处于停滞阶段。到了80年代末或90年代初，由于我国大气SO2污染及酸雨污染日趋严重，研究与开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术便应运而生。许多部门着手研究及开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术。1995年8月，我国修改后的《中华人民共和国大气污染防治法》的正式出台，SO2在法规上定义为我国重要的必须治理的大气污染物，SO2污染防治及酸雨污染防治纳入法律条文，以法规形式确保SO2污染防治和酸雨污染防治。随着《中华人民共和国大气污染防治法》的贯彻和执行，在很大程度上促进了燃煤工业锅炉烟气脱硫的研究与开发。我国相当多的高等院校，中国科学院的院所，各部委的科研机构，地区的科研部门，环保局的科研院所，以及民营科研机构等，对燃煤工业锅炉烟气脱硫技术纷纷进行研究与开发。参加研究与开发的单位之广，人数之多，时间之长，在我国历史上实属罕见。燃煤工业锅炉烟气脱硫以其存在问题多，治理难度大，而成为我国当今令人关注的热点。由中国环境科学学会发起和主办的三届务实和卓有成效的“全国燃煤锅炉烟气脱硫技术交流会”，把我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术研究与开发，从引进、学习、消化、模拟阶段推进到独立自行研究与开发阶段，进一步推进到富有独创的研究与开发阶段。三届技术交流会，极大地促进了科研单位之间烟气脱硫技术的交流与学习，沟通了科研单位和用户之间的产销关系，促进了烟气脱硫技术及设备进入燃煤工业锅护的市场。可以说，中国环境科学学会，在促进我国烟气脱硫技术研究与开发方面功不可抹。在90年代不到10年内，我国研究与开发的烟气脱硫技术多达50种以上。时间短，种类多，技术广，在人类烟气脱硫研究与开发历史上也不多见。在研究与开发的50多种燃煤工业锅炉烟气脱硫技术中，包括炉内直接喷石灰/石灰石、沸腾床石灰石和喷雾干燥法等干法烟气脱硫，钙碱法、氨碱法、钠碱法及镁碱法等湿法烟气脱硫。湿法烟气脱硫占95%左右，干法烟气脱硫占5%左右。目前，干法烟气脱硫除个别方法外，仍处于研究及中试阶段，尚未工业化，近期内很难推广应用。湿法烟气脱硫趋于成熟，正处于工业化应用，是当前可行的脱硫技术。湿法又分为除尘脱硫组合—体化设备，和除尘与脱硫分体组合式设备。在研究与开发的50多种烟气脱硫技术中，运行稳定、安全可靠的烟气脱硫技术大约有10种左右，其脱硫效率均能达到国家允许的排放标准。其性能为脱硫效率较高(70～90%)，无二次污染，气水及灰水分离良好，防腐、耐磨，无结垢、无堵塞、运转效率高(>90%)，使用寿命长(10年以上)，能耗低，价格低廉，工艺过程及设备结构简单，操作方便，占地面积小。不到10年内，在烟气脱硫研究及开发中，一向被人们认为难以解决的腐蚀、磨损、结垢及堵塞等棘手的问题，取得突破性的解决，脱硫设备的使用寿命在10年以上，运转效率在90%以上。相当—部分关键技术，如防腐、耐磨、防结垢、防堵塞、灰水分离、气水分离等，达到或接近国际的先进技术。肆友娘3.雕我根国典会型燃捞煤工筐业锅脾炉烟腰气脱姐硫技就术货搞纹在9商0年公代里差，我早国用炕不到凤10掀年的茶时间撒，成需功地伤研究泻及开吗发出足多种孔燃煤淡工业言锅炉瓦烟气环脱硫辞技术吧。我持国燃垃煤工展业锅月炉部叉分烟侦气脱喷硫技鸦术的鸽特性魔列于呀表1叹。貌埋茧4.汁我伟国燃邮煤工低业锅季炉烟牵气脱竟硫技塌术的萄特点个隶卧我国漫研究太开发漏的比辆较理冻想的吊燃煤誉工业笑锅炉拆烟气辽脱硫己技术敬与设帅备，兄有其桑共同堂的优森点，笑也各杜有独纵到的页长处针。置秋堡4.与1华脱舅硫效跳率较烈高童歼没我国轰研究脚开发料的燃嫂煤工若业锅深护烟谦气脱搬硫技节术及垄设备差，脱国硫效夺率较灿高，伯一般目可达饺到6筝0～辟80夫%，护高的像可达掌到9责0%溪以上留。净悼化后馋烟气川中S矿O粉2仓的含旺量，偏均符灭合《称锅炉宏污染交物排铅放标题准的驶要求牢》，温均能邻达标践排放谜。摆足淹4.臂2耀价储格低坚廉混口纱我国怀研究努及开走发的担烟气象脱硫锋技术递及设偷备，厘工艺芽过程袭及设缩备结蛛构简伯单，连耗钢帆量小恋，成搅本低宫，占杠地面避积小营，操极作费零用低替，脱阻硫除误尘一垂体化吗。每姓蒸t哈总投便资为梳0.吵7～史1.朴5万潮元；抢t煤慰脱硫拿费用夸：干沫法为泊3～筒5元喘，湿缩法为粗5～亿7元裙。8祖0年赛代初陈，我盯国在堂天津怠安装版一台贯从美并国引浓进的戚5t经/h棕燃煤扫工业龄锅炉仆烟气泉脱硫微样机宣，总岔投资由10梅0万哲元，帅年操椅作费瘦用1宣0万扒元。调可见文，我张国研才究开澡发的年烟气删脱硫层设备差，投嚷资及格操作裂费用贤远比坏国外诸低得赏多，仓符合泻国情古，用撒户能星够承哈受。梨晋遮4.次3帮防歪腐耐畏磨，剂使用狠寿命循长万棉逝烟气股中酸絮性物额质的策腐蚀漆及烟胞气和估洗涤崇液的反冲刷卫作用薯，使协设备赤受到造严重匹的腐蹈蚀和只磨损云，这扫是多正年来砖难以县解决沈的棘捧手问淡题之纲一。浴近年库来，痒我国幕在烟衔气脱隐硫技糊术中祝，防泰腐和增耐磨我取得蒙了突殃破性衫的进夜展。廊一些洒设备衔内衬淘特制君的耐情高温瓶防腐塔耐磨斑材料凯和涂跌料，琴其中寄以铸考石居醋多；喇也有声的采娱用陶炉瓷、箩不锈涂钢、挣玻璃挽钢等着，都第具有驾较好膛的效秃果。喇从而惨，烟挪气脱禽硫设像备的储使用桥寿命孙长达叼10塞年以建上。挡证其4.狂4没气驼水分巧离技眉术良持好，翼防止钢引风牙机和律管道卡腐蚀恐净化溪后离茄开脱站硫设录备的狱气体乞，常粮常夹路带洗疑涤液仔。脱真硫后孔的洗执涤液锣一般兵呈酸孩性。茅气体的带水纹会造阳成引重风机多和管公道的念严重驶腐蚀翻。目昆前，倒许多扑脱硫强设备殃都安川装了基脱水季除雾扮的装撞置，旷其效驼果良膜好，虚脱水午效率复可达走90貌～9垮9%敢。脱桂水除群雾以恭旋流葛板最俱佳，宪不锈影钢节恭流网撞次之式。为辛此，鼠大大摇延长城了引患风机膏和管使道的虫使用王寿命夫，不筋会降悬低脱厨硫效溉率，取也不霉会造酿成二谷次污散染。于仁错4.忆5势灰翅水分屋离技黎术良崖好，搅不造轧成二撑次污腰染当疫漠洗涤刑液吸掏收S哄O沉2暗之后茅的富洞液，惰常常烟含有决烟尘贴，亚段硫酸认盐和甩硫酸迹盐。般合理校处理显富液起，也进即灰湾水分洲离，俯往往购是烟笔气脱绕硫技听术成乐败的椅关键略因素逐之一闻。灰赏水分扫离，反既不址浪费肃资源孟，又权不造孔成二押次污辅染。晃目前谣，我凶国烟索气脱累硫灰可水分晴离方掘法较施多，够有的被是在纽设备专内设伪有刮滤板式韵出灰犁器；大有的饲是在摄设备恰内装呜有转木鼓车洞水式由灰水搭分离行器；驴有的奉是在必设备观外借励助沉音淀池墓进行盛灰水疤分离作；也取有的艳借助部龙门增挖灰拆机、墨循环倾水泵计等设跪施进腥行灰坛水分迷离。庸灰水测进行苗分离诉，而窜不是骄将灰局水未败经处忍理排榨放掉卵，既犁不造清成灰久水二哗次污轰染，衔废水宅又可慕循环凭应用限，分胳离后男的灰析渣又黄可做菠为建鸟筑材除料、昏填土寒等。末志域4.薄6屿废艇物资票源化谨，用策做吸夺收剂剥科加目前哨，我采国燃滔煤工棉业锅蠢炉烟币气脱滴硫，谈主要己以石跟灰作括脱硫垂剂，掏占吸骑收剂子总用秩量的坦85残%以宁上，邮其次趣也有走以碳跳酸钠残、氢世氧化贞纳等融作脱盼硫剂胡，不杜到5搅%。件此外通，有跨的应灭用废扒碱液拣、废劝氨水居、废膀碱渣益、锅沟炉飞殖灰和粉冲渣砌水等殿作为匠脱硫镇剂，谜大约斜为1礼0%抖左右道。以爷废治赢废，桑废物荐资源孝化，粥大大肃降低薄了烟校气脱踪硫操铸作费阁用。嫁如天条津惩—停家碱援厂以构碱渣限作基职料，精添加诚催化旗剂制腿成粉拌状的掏吸收暮剂，绞净化撕10丑00泼Nm见3词含硫扔烟气鞋的费梳用仅喷为0慨.1浪～0钥.1民2元感。嚷溉翻4.霞7闲吸邻收液跨循环挪使用计惜炭我国害研究眉与开瞒发的污燃煤蜻工业沉锅炉英湿法孙烟气币脱硫币技术抓及设恼备，拨基本挠上都礼采用挣了吸剃收液菜循环斯使用痒的工奔艺过挺程，飞耗水绍量较宿少，渣仅仅秤是高香温下班水的判蒸发尖量，疑其值洗约为棉20贡～2煎8k符g/驱Nm讲3奉。有丹的采睁用自清动补踢水，鲁以防刻系统刺无水哲运行揭。葬表侮1恒抹我国咐部粉即燃煤漫工业兔锅炉粉烟气胞脱硫箭主要冻特点细及使除用范缘围肚名称斯脱硫雁机理蹲脱硫栋效率铲%呈除尘包效率抵（伤%刮）蚕脱硫撇剂残液气蚂比戴（蓬%椒）窜钙硫偶比奥运转蚁效率尊（之%膨）解特点汇使用装范围溉使用淋寿命弓阻力惕Pa泡硫化届床维脱硫推除犬尘稠器驳双硫惧法硫卖化谎床疼80圣～幻90旦>9监5直Ca俗O弯，是Na撇OH秃Na跑2悟CO傍3市2.脊5识～蝴3浊1促～耀1.简2捉>9曲0课无结仙垢的，无芦堵塞焰，高漠效优匙质，晶脱硫休效率钟高模1.筑0坊～寒40移0t樱/h芬燃煤狸锅炉敲>1排0板年速12黑00妹～氧15款00海测喷兔离心密脱硫柄器赴采用汁旋流课器、笋截荡超器、发雾化颗侧喷尼和膨巧胀节额强化烂气液稀传质阻70西～盏80柄Ca助O败0.慰3没～宗3导1.龟2唐>9厚0尼强化搅传质混，反肃应充摇分，板脱硫愿效率换较高政，无纷结垢源，堵乖塞，诵运转假率高耽0.冤5t乘～槐22喝0t腾/h老10虹～收20看年西<2绘60贩旋流蹄板塔觉脱胁硫贴除剑尘茅器前应用芽旋流妙板及零双碱淘法除版尘剂服脱孟硫音80杆98附Ca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矛低，墓并已潜进入绑市场蕉，深涂受用阵户的陷青睐涨。克7.等5降搜90轧年代房，我未国在漫烟气芝脱硫炮技术悔及设类备研伸究及返开发五中取幻得了袖突破贷性的回进展膀，一顺向困例扰和境难以倍解决右的棘至手问具题，链如腐唯蚀、征磨损度、结坡垢、慌堵塞精等问割题，辅得到嗓解决洞。从亭而，甘烟气事脱硫宜设备化的运扛转率爪可达跪90榆%以销上，极设备码的使秩用寿别命可伴长达锦10堵年以古上。烫7.饶6探在蒸90戴年代液不到坐10麻年里去，我浸国成死功地特研究塞及开订发出促的多海种燃叉煤工柳业锅拆炉烟两气脱得硫技浑术，筒为我监国大驾气S练O绵2址污染筹防治宿，适尖时地务提供迅了有改效的击控制漆手段粗。这煮些烟呜气脱穗硫技调术，纷不仅能可用捐于燃通煤工傲业锅碎炉，乡也可酷用于波燃煤酿工业冤窑炉麦