中国湿法烟气脱硫技术现状和前景展望

作者:刘志勇;陈建中 刊名:云南环境科学 上传者:胡丽英

【摘要】阐述了目前我国湿法烟气脱硫的几种典型成熟技术,讨论了该技术领域中的研究热点—膜法和微生物法烟气脱硫技术。并由此探讨了WFGD技术现在存在的问题、研究情况和发展前景。

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1概述我国是世界上最大的煤炭生产和消费国家之一,煤炭在中国能源结构中的比例高达762%,且高硫煤较多。据统计,我国1995年二氧化硫排放量为2370万t,占世界第1位[1]。大量燃煤排放的煤烟型污染物已在我国形成了很大的危害。而电力发展以燃煤为主的格局短期内不会改变,燃煤烟气中的SO2是目前最主要的SO2污染源,对大气SO2的防治,仍以烟气脱硫的方法为主。虽然至今原煤占能源消费总量的比例与20世纪五六十年代相比,有较大幅度的下降,但仍高达70%左右,并且近期内不会有根本性变化。而大量燃料的燃烧和汽车尾气所含的烟尘、SO2等有害物质是造成大气污染、酸雨的主要根源。这使得大气环境质量日趋恶化,因此对SO2污染的控制已成为目前我国大气污染控制领域最紧迫的任务。2湿法烟气脱硫技术现状湿法烟气脱硫(WFGDWETFLUEGASDESULFURIZATION)技术就是用液体吸收剂来洗涤烟气以吸收废气中的SO2。其技术特点是整个脱硫系统位于燃煤锅炉烟道的末端,脱硫过程在溶液中进行,脱硫剂和脱硫生成物均为湿态。该法主要适于大型燃煤电站锅炉的烟气脱硫。目前,世界上在烟气脱硫的数量、容量和技术上以日本和美国领先,这两个国家的烟气脱硫大多采用湿法烟气脱硫技术。我国对烟气脱硫进行了大量研究,也取得了相当大的进展,在WFGD技术中成熟的技术主要有:石灰石一石膏洗涤法、海水脱硫法、氧化镁法、双碱法和氨吸收法等,而处于研究中的技术有:膜法和微生物法等。下面根据我国脱硫工作的开展情况,介绍几个已商业化或完成中试的,以及正在开发研究的湿法烟气脱硫工艺。21已商业化或完成中试的技术211石灰石一石膏法(1)机理该法以石灰石为脱硫吸收剂,通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液,使之与烟气充分接触、混合,并对烟气进行洗涤,使得烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的强制氧化空气发生化学反应,最后生成石膏,从而达到脱出SO2的目的。总反应式:SO2(g)+CaCO3(s)+1/2O2(g)+2H2O(1)CaSO42H2O+CO2(g)(2)技术的优缺点该工艺运行可靠性高,脱硫效率高(一些机组Ca/S接近1,脱硫效率超过90%),能够适应大容量机组、高浓度SO2含量的烟气条件,吸收剂价廉易得且可利用率高,副产品石膏具有综合利用的商业价值。但工艺运行中需消耗大量的水,且容易造成结垢堵塞,加添加剂能防止结垢,但又增加成本。石膏若销路不好,会造成固体排放物的堆积问题,造成二次污染。(3)主要影响因素在工艺运行中,液气比是重要的操作参数。脱硫率将随液气比的增加而增加,特别是在液气比较低的时候,其影响更显著。对于反应活性较弱的石灰石,可适当提高液气比来克服不利影响。pH值对WFGD的影响也是非常复杂和重要的,较低的pH可降低堵塞和结垢的风险,而脱硫效率将随pH值的升高而提高,所以一般pH控制在5074155之间较适宜。(4)工业应用目前该工艺在美国和日本的采用比例占一半以上,美国甚至达到了85%以上[2],而在我国也是应用最广泛,技术最成熟的SO2排放控制技术。现山东潍坊化工厂、重庆珞璜电厂、杭州半山电厂等企业,已采用了此工艺[1,3]。212海水脱硫法(1)机理利用天然海水的碱性来中和烟气中的二氧化硫气体,最终生成稳定的硫酸盐。反应式:SO2(g)+H2O+1/2O2=S042-+2H+;HCO3-+H+=CO2(g+1)+H2O(2)技术的优缺点该技术采用天然海水作吸收液,不添加其他任何化学物质,节省了吸收剂制备系统,工艺简单;吸收系统不会产生结垢、堵塞等运行问题,系统可用率高;工艺的脱硫效率较高,有明

参考文献

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