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1、燃煤锅炉炉脱硫除除尘技术术及设备备的现状状评价摘要：我我国排放放的二氧氧化硫已已连续多多年超过过20000万吨吨，居世世界首位位。火电电厂的二二氧化硫硫排放占占整个二二氧化硫硫排放量量的比重重相当高高。据统统计燃煤煤工业锅锅炉的二二氧化硫硫排放量量占全国国二氧化化硫排放放量达到到40左左右。我我国酸雨雨和二氧氧化硫污污染严重重，酸雨雨面积已已经占国国土面积积的300.同时时我国能能源结构构的特点点决定了了控制燃燃煤二氧氧化硫的的排放是是我国控控制二氧氧化硫污污染的重重点，目目前燃煤煤锅炉在用用的脱硫硫除尘技技术已涉涉及到很很多种工工艺，各各种工艺艺在运行行过程中中所具有有的减排排特性、可可靠性
2、、经经济性等等都存在在较大的的差别。调调查了解解掌握国国内外目目前主要要的在用用脱硫技术术性能和和生产使使用情况况。1. 概述燃煤锅炉炉在用的的湿式脱脱硫除尘尘技术已已涉及到到很多种种工艺，各各种工艺艺在运行行过程中中所具有有的减排排特性、可可靠性、经经济性等等都存在在较大的的差别。本本文研究究目的和和内容是是调查了了解掌握握国内外外目前主主要的在在用脱硫硫技术性性能和生生产使用用情况。我我国是世世界上最最大的煤煤炭生产产国和消消费国。119966年我国国煤炭产产量达113.997亿吨吨，占全全国一次次能源总总产量的的75左左右，绝绝大部分分用于国国内消费费。随着着我国工工业化城城市化进进程的
3、加加快和人人民生活活水平的的提高，煤煤炭消费费量还将将持续增增长，预预计到220000年煤炭炭消费量量将增至至15亿亿吨。由于我国国的经济济结构和和社会生生活建立立在国产产能源的的基础上上，而煤煤炭又占占常规能能源探明明储量的的90，因因此，在在今后相相当长的的时期内内，煤炭炭仍将是是我国的的主要能能源。我国的大大气污染染与以煤煤为主的的能源结结构有着着直接的的关系。煤煤炭的大大量燃烧烧是造成成城市大大气中二二氧化硫硫和烟尘尘污染的的最直接接的原因因。我国国排放的的二氧化化硫已连连续多年年超过220000万吨，居居世界首首位。火火电厂的的二氧化化硫排放放占整个个二氧化化硫排放放量的比比重相当当
4、高。据据统计燃燃煤工业业锅炉的二二氧化硫硫排放量量占全国国二氧化化硫排放放量达到到40左左右。二二氧化硫硫年日均均值超过过国家二二级标准准的城市市不断增增多，由由二氧化化硫排放放引起的的酸雨污污染，现现在扩展展到长江江以南、青青藏高原原以东的的大部分分地区，并并呈继续续扩大之之势。对对北方城城市来说说冬季采采暖期由由于用煤煤量增大大以及冬冬季不利利扩散的的气象条条件使二二氧化硫硫和烟尘尘的污染染变得更更为严重重，以北北京市为为例，119966年冬季季采暖期期大气中中的二氧氧化硫和和总悬浮浮颗粒物物尤其是是二氧化化硫的污污染是比比非采暖暖期要严严重得多多。二氧化硫硫和烟尘尘污染危危害整个个生态系
5、系统及建建筑物等等，已成成为制约约社会经经济发展展的重要要环境因因素，在在“八五五”和“九九五”期期间，对对国际上上现有的的主要脱脱硫除尘尘技术组组织了研研究开发发，取得得了一定定成绩，从从总体上上说，除除尘工艺艺和设备备已日趋趋完善，现现已形成成一定的的规模生生产能力力，而对对脱硫工艺艺和设备备，除少少数引进进国外的的脱硫工艺艺和设备备能确保保可靠、有有效运行行外，多多数工艺艺和设备备尚处在在小试探探索或中中试阶段段，到最最后进入入实用阶阶段，还还有许多多问题需需要完善善。尽管总的的来说安安装脱硫硫装置的的锅炉比例例还很低低，但目目前在用用的脱硫硫技术已已涉及到到很多种种工艺，各各种技术术在
6、运行行过程中中所具有有的减排排特性，可可靠性，经经济性等等都是有有差别的的，它们们将影响响到技术术的适用用性和推推广应用用前景。2.我国国典型的的烟气脱脱硫技术术的引进进、开发发和使用用情况2.1火火电厂烟烟气脱硫硫现状我国火电电厂烟气气脱硫技术术的研发发起始于于六十年年代初，进进入七十十年代后后，先后后开展了了10多多项不同同规模、不不同工艺艺的试验验研究，取取得了阶阶段性成成果。但但由于技技术、经经济等多多方面的的原因，一一直未能能在大型型火电厂厂机组上上得到应应用。近几年来来，随着着我国经经济发展展的增长长和环境境标准的的渐趋严严格以及及对火电电厂二氧氧化硫污污染治理理力度的的加大，促促
7、使火电电厂烟气气脱硫行业业的发展展，取得得了长足足进步。主主要表现现在以下下几个方方面：（1）在在国内技技术和经经验不能能满足国国内脱硫硫市场需需求的情情况下，通通过多种种合作方方法，引引进了在在国际上上已进入入商业化化市场或或具有良良好商业业发展前前景的多多种脱硫硫技术。并并在此基基础上，构构建了110多个个具有较较强经济济实力和和技术研研发能力力的烟气气脱硫工程程公司，有有些公司司经过努努力已实实现几个个亿甚至至近100亿元工工程业绩绩，初步步形成了了一批火火电厂烟烟气脱硫硫工程骨骨干企业业，为技技术、设设备国产产化和参参与国外外脱硫市场场的竞争争，奠定定坚实的的基础。（2）在在引进和和消
8、化吸吸收的基基础上，先先后建设设了一批批不同脱脱硫工艺艺的示范范工程，全全国已建建成的脱脱硫工程程已达到到5300万千瓦瓦，在建建的脱硫硫机组不不超过110000万千瓦瓦。在这这些脱硫硫工程中中以采用用石灰石石石膏膏法脱硫硫工艺为为主，约约占700；其次次是烟气气循环流流化床和和海水烟烟气脱硫硫工艺，约约占200；其它它脱硫工艺艺如：喷喷雾干燥燥和炉内内喷钙尾尾部增湿湿活化等等，只占占20左左右，通通过示范范工程建建设和消消化吸收收，在工工艺、施施工设计计和运行行调试中中积累了了相当经经验，并并培养了了一批技技术骨干干力量，为为进一步步发展具具有我国国特色烟烟气脱硫硫行业起起到积极极的推动动作
9、用。（3）烟烟气脱硫硫工程技技术和设设备的国国产化程程度不断断提高。有有些骨干干企业已已能承接接我国火火力发电电厂主导导机组的的烟气脱脱硫工程程总承包包，具备备从工程程设计、设设备供应应、加工工安装、运运行调试试等项工工作依靠靠国内技技术力量量自行独独立完成成的条件件和能力力，不但但使工程程造价大大幅度下下降，同同时也带带动国内内相关机机电产品品的开发发和生产产，新的的产业链链已初步步形成。北北京国电电龙源环环保工程程有限公公司承接接4个脱脱硫工程程机组总总容量已已达1990万千千瓦，其其中北京京京能热热电厂112000MWW机组上上配用的的烟气脱脱硫工程程是在引引进技术术、消化化吸收的的基础
10、上上依靠自自己的技技术力量量，完成成了石灰灰石石石膏法脱脱硫的工工艺设计计和工程程设计，设设备国产产化率达达80以以上，从从而使工工程造价价大幅度度降低，达达到5000元/千瓦左左右。北北京京能能热电厂厂的脱硫硫机组经经调试，各各项技术术性能均均已达到到设计要要求，已已投入正正常运转转。武汉汉凯迪电电力股份份有限公公司也已已承接116100MW装装机容量量的烟气气脱硫工程程，广州州恒达电电厂12100MW机机组采用用的回流流式循环环流化床床脱硫工程程也已投投入运行行。2.2火火电厂烟烟气脱硫硫技术2.2.11石灰石石石膏膏法烟气气脱硫技术术。石灰石石膏法法脱硫工艺艺是世界界上应用用最广泛泛的一
11、种种脱硫技术术，日本本、德国国、美国国的火力力发电厂厂采用的的烟气脱脱硫装置置约900采用此此工艺。它的工作作原理是是：将石石灰石粉粉加水制制成浆液液作为吸吸收剂泵泵入吸收收塔与烟烟气充分分接触混混合，烟烟气中的的二氧化化硫与浆浆液中的的碳酸钙钙以及从从塔下部部鼓入的的空气进进行氧化化反应生生成硫酸酸钙，硫硫酸钙达达到一定定饱和度度后，结结晶形成成二水石石膏。经经吸收塔塔排出的的石膏浆浆液经浓浓缩、脱脱水，使使其含水水量小于于10，然然后用输输送机送送至石膏膏贮仓堆堆放，脱脱硫后的的烟气经经过除雾雾器除去去雾滴，再再经过换换热器加加热升温温后，由由烟囱排排入大气气。由于于吸收塔塔内吸收收剂浆液
12、液通过循循环泵反反复循环环与烟气气接触，吸吸收剂利利用率很很高，钙钙硫比较较低，脱脱硫效率率可大于于95.2.22.2旋旋转喷雾雾干燥烟烟气脱硫硫技术旋旋转喷雾雾干燥烟烟气脱硫硫技术于于70年年代中开开始研究究开发，880年代代初开始始工业性性应用，该该技术与与湿式石石灰石石膏法法烟气脱脱硫技术术相比，具具有流程程短，系系统简单单，能耗耗低，无无腐蚀，无无废水排排放等优优点。该装置是是石灰由由斗式提提升机送送至石灰灰储仓，经经仓下部部的螺旋旋给料机机加入消消化槽与与水混合合消化，同同时经终终产物仓仓下部的的螺旋给给料机将将反应物物加入混混合槽与与水混合合，两种种浆液按按比例同同时泵入入吸收槽槽
13、，配制制成所需需要的吸吸收液，然然后泵入入高位槽槽经喷雾雾器在干干燥塔内内雾化，并并与经烟烟气分配配器进入入干燥塔塔的烟气气混合，浆浆液雾滴滴在蒸发发干燥过过程中，钙钙与烟气气中的硫硫氧化物物发生反反应，生生成硫酸酸钙和亚亚硫酸钙钙。反应应后的烟烟气进入入布袋除除尘器在在除去烟烟气中携携带的已已被干燥燥的吸收收剂及烟烟尘的同同时，烟烟气中的的硫氧化化物再次次与一部部分吸附附在滤袋袋上尚未未反应完完全的吸吸收剂继继续发生生反应，进进一步脱脱除硫氧氧化物。2.2.3磷铵铵肥法烟烟气脱硫硫技术磷铵肥法法烟气脱脱硫技术术属于回回收法，以以其副产产品为磷磷铵而命命名。该该工艺过过程主要要由吸附附（活性性
14、炭脱硫硫制酸）、萃萃取（稀稀硫酸分分解磷矿矿萃取磷磷酸）、中中和（磷磷铵中和和液制备备）、吸吸收（磷磷铵液脱脱硫制肥肥）、氧氧化（亚亚硫酸铵铵氧化）、浓浓缩干燥燥（固体体肥料制制备）等等单元组组成。它它分为两两个系统统：l烟烟气脱硫硫系统烟气经经高效除除尘器后后使含尘尘量小于于2000mg/Nm33，用风风机将烟烟压升高高到70000PPa，先先经文氏氏管喷水水降温调调湿，然然后进入入四塔并并列的活活性炭脱脱硫塔组组（其中中一只塔塔周期性性切换再再生），控控制一级级脱硫率大大于或等等于700，并制制得300左右浓浓度的硫硫酸，一一级脱硫硫后的烟烟气进入入二级脱脱硫塔用用磷铵浆浆液洗涤涤脱硫，净
15、净化后的的烟气经经分离雾雾沫后排排放。l肥料制制备系统统在常常规单槽槽多浆萃萃取槽中中，同一一级脱硫硫制得的的稀硫酸酸分解磷磷矿粉（PP2O55含量大大于266），过过滤后获获得稀磷磷酸（其其浓度大大于100），加加氨中和和后制得得磷氨，作作为二级级脱硫剂，二二级脱硫硫后的料料浆经浓浓缩干燥燥制成磷磷铵复合合肥料。2.2.4炉内内喷钙尾尾部增湿湿烟气脱脱硫技术术炉内喷钙钙脱硫技术术由两步步固硫反反应组成成，首先先将石灰灰石粉料料喷入炉炉膛热烟烟气中，石石灰石热热解后生生成的氧氧化钙与与烟气中中的二氧氧化硫发发生反应应，脱除除一部分分二氧化化硫，然然后烟气气进入锅锅炉尾部部的活化化反应器器，通过
16、过有序的的喷水增增湿，一一部分尚尚未反应应的氧化化钙转变变为有较较高脱硫硫活性的的氢氧化化钙，继继续与烟烟气中二二氧化硫硫发生反反应从而而完成脱脱硫的全全过程。2.2.5简易易石灰石石石膏膏法烟气脱硫硫技术我我国的燃燃煤烟气气脱硫技术术尚处在在引进、研研究和开开发阶段段，而且且不同的的脱硫工艺艺技术，其其设备投投资、运运行费用用、技术术性能和和经济性性均有很很大差异异。虽然然我国已已对国际际上现有有烟气脱脱硫技术术的一些些主要类类型引进进、消化化、研究究和开发发，但还还仅仅处处在探索索和示范范阶段，目目前还难难以形成成规模生生产和应应用的能能力，其其设备投投资和运运行费用用，虽因因脱硫工艺艺技
17、术的的不同而而有差异异，但总总体上说说投资和和运行费费用还较较大，每每脱除一一吨二氧氧化硫的的运行成成本湿法法为11100元元左右，干干法/半半干法在在8000元左右右，从经经济承受受能力来来衡量，不不容易很很快为企企业接受受，尤其其对工业业锅炉的用用户存在在着烟气气脱硫工艺艺技术的的管理及及技术要要求与操操作人员员素质和和管理水水平不相相适应的的矛盾，更更难以为为企业所所接受。3.我国国工业锅锅炉湿式式脱硫除尘尘技术的的现状3.1湿湿式脱硫硫除尘器器在工业业锅炉上的的应用范范围在不不断扩大大由于传传统的湿湿式除尘尘器具有有结构简简单，对对烟尘的的捕集效效率高且且稳定，比比其他高高效除尘尘器静
18、电电除尘器器、布袋袋除尘器器的投资资和运行行费用低低，并对对有害气气体有一一定的净净化作用用等优点点，而为为较多工工业锅炉炉用户选选用，湿湿式除尘尘器在工工业锅炉炉上的应应用正在在逐步扩扩大。湿式除尘尘器之所所以能在在6t/h以上上工业锅锅炉上得得到较为为普遍的的应用，主主要是因因为：第第一，凡凡是采用用湿式除除尘器的的工业锅锅炉除尘尘效果相相当显著著，绝大大多数锅锅炉的烟烟尘排放放浓度可可以达到到一类地地区（1100mmg/NNm3）和和二类地地区（2250mmg/NNm3）的的排放标标准，其其周围环环境均不不会因烟烟尘污染染而受到到影响。其其次，湿湿式除尘尘器对细细颗粒的的捕集十十分有效效
19、，一般般旋风除除尘器的的分割粒粒径dCC50在在5-115微米米之间，而而湿式除除尘器的的分割粒粒径dCC50的的范围可可在1-5微米米之间，因因此，对对于烟尘尘浓度大大，细颗颗粒多的的抛煤机机炉、煤煤粉炉和和沸腾炉炉，在配配用湿式式除尘器器或者对对沸腾炉炉和煤粉粉炉在前前置一级级中效旋旋风除尘尘器后可可以达到到二类地地区的排排放标准准。第三三，湿式式除尘器器具有一一定的脱脱硫作用用。由于于水是一一种极好好的溶剂剂，当文文丘里离离心水膜膜除尘器器在使用用清水介介质时，也也可有110左右右的脱硫硫效率，在在使用碱碱性水时时脱硫效率率还会提提高。3.2在在用典型型湿式脱脱硫除尘尘器的结结构简介介在
20、用湿湿式脱硫硫除尘器器的品种种繁多，结结构也不不尽相同同，但从从其脱硫硫除尘原原理（即即水与含含尘气流流的接触触方式）分分，大致致有三种种形式。l喷淋水水滴。利利用机械械喷雾或或其他方方式，使使水形成成大小不不同的水水滴，分分散于含含尘气流流中，与与气流中中的尘粒粒相互碰碰撞凝聚聚，在捕捕集尘粒粒的同时时，水中中的碱性性物质与与气体中中的二氧氧化硫发发生化学学反应，脱脱去二氧氧化硫。该该技术主主要使用用与蒸发发量110t/h燃煤煤层燃锅锅炉的脱硫除尘尘。l离心水水膜。利利用水进进入脱硫硫除尘器器后，在在其内表表面形成成一层水水膜和进进入装置置内气流流中尘粒粒受惯性性和离心心力的作作用撞击击到水
21、膜膜中，而而完成脱脱硫除尘尘过程。该该技术主主要实用用于蒸发发量110t/h燃煤煤层燃锅锅炉。l气泡。当当脱硫除尘尘器的某某个部位位形成一一定厚度度的水层层时，当当含尘气气流穿过过或撞击击水层时时，由于于受气流流速度，水水的表面面张力等等因素的的影响，将将产生大大小不等等的气泡泡，同时时在气泡泡形成和和自行破破裂的过过程中，将将尘粒和和二氧化化硫除去去。该技技术脱硫硫效果好好，适用用于燃煤煤层燃锅锅炉。3.2.1文丘丘里离心心水膜脱脱硫除尘尘器它是是由文丘丘里管与与水膜除除尘器两两部分组组成。含含尘气体体进入文文丘里管管，在收收缩段喉喉管处的的气体流流速达550-770m/s.在在接近喉喉管处
22、喷喷入水，在在水滴被被高速气气流迅速速破碎的的过程中中，尘粒粒与细水水滴开始始有效碰碰撞、凝凝聚，进进入扩散散段后，由由于烟道道截面逐逐渐扩大大，气流流减速，使使尘粒与与水滴再再次碰撞撞，凝聚聚而形成成灰水滴滴，流入入水膜除除尘器后后形成旋旋转气流流，灰水水滴受离离心力的的作用撞撞击由溢溢流槽流流入筒体体内壁水水形成的的水膜而而被捕集集。该技技术脱硫硫除尘效效率较高高，可用用于蒸发发量110t/h燃煤煤层燃锅锅炉。3.2.2自激激式脱硫硫除尘器器。当含尘气气体进入入脱硫除尘尘器后，气气流冲击击水面产产生大量量的水滴滴和水雾雾，并充充满进气气室空间间后，烟烟气中的的部分二二氧化硫硫气体和和尘粒与
23、与水滴和和水雾发发生碰撞撞、凝聚聚和吸收收从而被被除去。然然后烟气气被迫通通过由上上、下叶叶片组成成的“SS”型通通道，此此通道的的下部浸浸没在水水里，当当较高气气流速度度的烟气气穿过液液面时，又又会激起起一片水水滴和水水雾，进进一步脱脱去烟气气中二氧氧化硫和和细微尘尘。3.2.3喷淋淋式脱硫硫除尘器器。它是湿式式脱硫除尘尘器结构构最简单单的一种种。由于于除尘效效率低，一一般不单单独使用用，大多多作为多多管旋风风除尘器器后的第第二级脱脱硫除尘尘器。3.3在在用湿式式脱硫除尘尘器的用用水据调调查湿式式脱硫除尘尘器的用用水主要要有以下下几种：新水、工工业废水水、锅炉炉自身排排污水以以及除尘尘灰水回
24、回用等。目目前国内内工业锅锅炉湿式式脱硫除尘尘器上使使用新水水（井水水、自来来水等）的的占绝大大多数，脱硫除尘后的灰水直接或经沉淀后排放到城市下水道或天然水体。排放的水质一般呈酸性，固体悬浮物较多，部分有害物质如硫化物、氟等也部分溶于水中，尽管此种用水方式流程简单，但耗水量大，而当除尘灰水一接触大气后，溶解在水中的硫化物会释放出来，加上酸性水的直接排放，造成一定程度的污染转移，并产生设备管道的腐蚀和堵塞。采用工业业废水作作为湿式式脱硫除尘尘设备的的用水，这这是一种种以废治治废，综综合利用用的好办办法，但但这样做做的单位位为数不不多。由由于工业业废水的的情况较较为复杂杂，有的的可直接接利用，有有
25、的要经经过一级级或多级级处理后后方可使使用。利用锅炉炉自身的的排污水水和锅炉炉房的冲冲渣水作作为锅炉炉脱硫除尘尘用水，这这是一种种值得提提倡的以以废治废废的技术术方法，例例如首都都钢铁公公司特种种钢厂将将锅炉房的的所有废废水，包包括锅炉炉排污水水，冲渣渣水，水水处理装装置的反反馈水，风风机轴承承的冷却却水，一一同流入入沉淀池池，经灰灰水分离离后再回回用，这这样不但但节约了了用水，同同时还可可把炉渣渣和飞灰灰中碱性性物质析析出来用用以脱硫硫，可提提高脱硫硫效率。3.4腐腐蚀是湿湿式脱硫硫除尘技技术应用用中尚需需进一步步研究解解决的一一个共性性问题。湿式脱硫硫除尘技技术内在在的腐蚀蚀环境十十分复杂
26、杂，它与与多种因因素有关关，例如如温度、脱硫液的pH值和氯离子浓度、煤种和运行工况等。（1）118-88型不锈锈钢和SSTSIIR-115Cuu改性高高硅铸铁铁的化学学稳定性性最好。高高硅铸铁铁更适合合于湿式式脱硫除尘尘技术腐腐蚀严重重的部位位。（2）以以玻璃鳞鳞片和PPPS涂涂层的腐腐蚀率相相比较，以以PPSS涂层性性能为优优。（3）两两种橡胶胶均有良良好的耐耐腐蚀性性能。（4）非非金属材材料中的的花岗岩岩和陶瓷瓷的防腐腐耐磨性性能良好好。上述试验验结果为为湿式脱脱硫除尘尘系统各各部位的的合理选选材，提提供了一一定依据据。3.5湿湿式脱硫硫除尘设设备的生生产概况况我国环环保设备备的生产产厂家
27、以以乡镇企企业为主主，规模模小，技技术含量量、管理理水平均均较低，生生产湿式式脱硫除尘尘设备的的厂家也也不例外外。近几几年来，随随着“大大气污染染防治法法”修订订后，强强化了燃燃煤烟气气脱硫控制制措施，贯贯彻SOO2排放放实施总总量控制制的政策策规定，涌涌现出一一批燃煤煤工业锅锅炉脱硫硫的骨干干企业。另另据调查查，当前前为各设设计院广广泛选用用的湿式式花岗岩岩脱硫除尘尘器，其其生产厂厂家主要要集中在在浙江、福福建、湖湖南三省省。从上述调调查和分分析中不不难看出出，要使使传统的的湿式除除尘器在在脱硫功能能上发挥挥作用和和新型湿湿式脱硫硫除尘器器在烟气气SO22治理中中得到推推广应用用，就要要不断提提高产品品的技术术性能和和制造质质量。