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锅炉脱硫除尘

2018-05-13

锅炉脱硫除尘

一、我公司中国第一台锅炉麻石水膜除尘器生产厂(1961年在湖南衡阳电厂投产)

湖南衡阳电厂始建于1961年,由湖南电力设计院设计,我公司除尘设备厂(原望城水利麻石厂)联合设计制造。

二、湿式除尘技术,国内第一

数十年间,我公司承接了数以千计的锅炉湿式除尘器,其中典型低案有:内蒙古通辽电厂、邯郸电厂、安阳电厂、唐山陡河电厂、合山电厂、鲤鱼江电厂等,我公司不断研究湿式除尘技术,1999年一控双达标期间,我公司承接广西梧州市15台沸腾锅炉除尘达标改造任务,圆满的完成了任务,其中,梧州制药集团中药厂沸腾锅炉除尘器除尘效率达到99.3%,是国内湿式除尘器除尘效率最高的设备,同时,国内湿式除尘器基本无法脱水,我公司在不断的改进中,脱水技术不断提高,湿式喷淋洗涤塔后部水雾去除率达到99.5%,湿式喷淋塔后安装引风机,完全杜绝了带水现象,无带水积灰现象。

三、公司脱硫技术的发展

1.从1990年开始,我公司开始在麻石水膜除尘器基础上增加脱硫功能

1990年开始,国家环保要求锅炉窑炉除尘的同时要进行脱硫处理,我公司在麻石水膜除尘器的基础上,增加喷淋系统,采用石灰水喷淋,可以达到60%以上的脱硫效率,但当时的中小型锅炉基本采用脱硫除尘一体化配置,引风机在脱硫除尘设备的后面,因为喷淋大量的石灰水,就会出现两个问题:

引风机带水和设备结垢

我公司虽然因为在湿式除尘技术改进中,有大量的脱水技术积累,但大量增加喷淋后,脱水的压力更大,为此,公司集中技术力量,学习国外经验,历经五年,完全解决了湿式脱硫除尘一体化设备烟气带水问题,脱水系统能完全脱除PM1.0粒径的水雾,达到国际水平。

但结垢问题,一直无法解决。

2.国内缺乏高效、实用的脱硫技术导致我公司发展停顿

1)因为采用石灰脱硫,无法解决结垢问题,继续进行下去,势必导致影响公司声誉并带来经济纠纷,公司暂停脱硫除尘项目。

2)1997年,国内推行双碱法脱硫工艺

1997年,国内环保设备厂家都开始采用双碱法脱硫工艺,我公司也开始采用该工艺,因为我公司脱硫除尘器洗涤效率高,脱水效率高,最初取得了很好的业绩,很快,双碱法脱硫工艺的弊端就不断显现。

3)经我公司技术人员和长沙环保学院相关专家教授进行评估,双碱法脱硫工艺的缺陷:

采用氢氧化钠(喷淋)与二氧化硫反应同时也会与二氧化碳反应,烟气中二氧化碳含量远远高于二氧化硫含量,二氧化碳与氢氧化钠反应后生成碳酸钠,,二氧化硫与氢氧化钠反应生成硫酸钠和亚硫酸钠,这2个反应是同时进行的,因二氧化碳含量大很多,故碳酸钠产生量相当大,碳酸钠部分与溶于水的二氧化硫再次反应,但二氧化硫在第一次喷淋洗涤后含量很少(部分与氢氧化钠反应生成硫酸钠和亚硫酸钠),二次反应后还会出现大量的碳酸钠排入置换系统与氢氧化钙反应产生碳酸钙,故二氧化碳消耗的氢氧化钙(置换后实际消耗为氢氧化钙)量远远高于二氧化硫消耗量。

亚硫酸钠与石灰(氢氧化钙)反应较快(置换系统内反应),但硫酸钠与氢氧化钙很难反应,脱硫循环水中硫酸钠含量不断增加,脱硫效率不断下降,必须换水,导致烟气排放超标,也导致烧碱消耗量大大增加。

亚硫酸钠与石灰(氢氧化钙)反应段无有效手段控制反应效率,即无法控制置换效率,导致未经置换的亚硫酸钠氧化为硫酸钠,因硫酸钠很难与氢氧化钙反应,导致浪费和影响脱硫效率。

参考网站:http://www.docin.com/p-173537086.html

4)因为以上原因,大量的二氧化碳竞争性反应,导致实际消耗的氢氧化钠总量大大超过理论值;亚硫酸钠可以与氢氧化钙反应进行置换,但硫酸钠因为溶度积原因正常情况下不与氢氧化钙反应,导致氢氧化钠的消耗量还需大大增加;置换无法控制,PH值控制连理论上都不可行,还会导致不少氢氧化钠的消耗;长期运行时大量的硫酸钠导致循环水无法溶解氢氧化钠,在结晶中监测出大量氢氧化钠。因为这些原因,实际消耗量会超过理论需要值的几倍甚至十多倍。

5)公司先后评估国内常用的多种脱硫工艺,发现能保持高效率、低运行成本的仅仅是国外引进的石灰石石膏法工艺,但该工艺不适合中小型锅炉和窑炉使用,同时,国内几个仿制该工艺的设备厂家也遇到问题-无法分离石膏,导致所有的仿制石灰石石膏法工艺设备后来不得不全部去除换热系统(因为石膏带入换热系统,导致堵塞无法清除),我公司暂停脱硫除尘项目。

3. 3年技术公关之路

1)2008年开始,我公司开始了自有技术的公关,在几十年的湿式除尘案例中,我们发现一个现象,湿式除尘器采用中性水喷淋,排水口排出的水雾冒出大量刺鼻的味道-二氧化硫,雾化效果越好的湿式除尘器排出的水雾,这个气味浓度就越大。

从1991年开始,环保部门在监测烟气粉尘的时候,开始附带监测二氧化硫,但直到2008年,管理力度并不大,监测数据中二氧化硫的浓度也就是相对真实的,我们翻出来八年的监测报告,根据每个项目中采用的喷淋结构,选出了几个案例,二氧化硫的去除效率比较高(也就是在烟气监测口减少的量,通过水的溶解带入循环水池后解析),同时,我公司通过大量专家的协助,综合国际上通用的气体洗涤技术的引进、融合,形成了我们的新发明专利技术-中性吸收中和脱硫工艺,即:采用中性水喷淋分级洗涤-塔外中和。该工艺设备当年在汕头电力发展股份有限公司脱硫除尘项目中应用,取得了良好的效果,该项目后来被评为广东省示范性项目(技术合作单位:长沙环境保护职业技术学院,主要施工设计:工程系主任郭正教授)。

2)2012年,我公司申报的WPC脱硫除尘器实用新型专利和中性吸收中和脱硫工艺的发明专利,先后或批。

四、中性吸收中和脱硫工艺原理

五、中性吸收中和脱硫工艺流程

六、国内锅炉窑炉脱硫除尘设备常见故障及重点说明

1.使用石灰脱硫,可行吗?

可行,但要注意以下问题:

1)【不能使用石灰水塔内喷淋】

   石灰水塔内喷淋,会因为二氧化碳含量远远高于二氧化硫,导致形成大量碳酸钙,造成脱硫剂消耗量大大增加。

因为二氧化碳的竞争性反应,加入的石灰量大大超过理论值,大量的碳酸钙和硫酸钙混入烟气中,导致烟气的含尘量大大增加,正常情况下,隧道窑烟气含尘量300毫克左右(实测),如果采用石灰水塔内喷淋,采用含硫量高的煤矸石或页岩,如果每天可能产生5吨的二氧化硫,每天使用的石灰量需要8吨,加上二氧化碳的竞争性反应,实际添加的石灰量就可能达到12吨(甚至更高),那么烟气脱硫后含尘量可能达到3300毫克/立方米以上,这么高的石膏浓度,没有任何设备能处理这么高浓度的含水石膏。也没有任何设备可以避免结垢。

解决办法:

a.采用中性水洗涤(或弱碱性水)喷淋洗涤,塔外中和;

b.塔外中和后,采用沉淀或过滤方式去除石膏;

c.要处理水中游离的钙离子。

2.采用烧碱作为脱硫剂,可行吗?

不行

1)采用烧碱脱硫,产生硫酸钠,费用很高;

2)不断产生硫酸钠,浓度越来越高,当接近饱和的时候,烧碱都无法溶解,大量的烧碱就在水池中结晶,无法继续脱硫;

3)需要将所有循环水外排,重新加入清水然后添加烧碱造成二次污染 ;

4)使用烧碱脱硫,水中硫酸钠浓度越来越高,部分水雾带入烟气,并在烟气中蒸发水分,形成硫酸钠颗粒物,导致粉尘超标。

3.采用双碱法脱硫工艺设备,能满足环保要求吗?

不行

1)【二氧化碳竞争性反应导致成本高】

因为烟气中含的二氧化碳量远远超过二氧化碳的量,即使二氧化硫浓度不高,采用烧碱喷淋洗涤的时候第一反应碳酸钠的量远远高于硫酸钠(或亚硫酸钠)的量,大量的碳酸钠中少量的会再次与二氧化硫反应,但绝大部分的碳酸钠会被带入添加石灰的置换池形成碳酸钙,导致实际需要的石灰量远远超过理论值,导致运行费用高。

2)【硫酸钠很难与氢氧化钙反应】

亚硫酸钠会与氢氧化钙反应,但硫酸钠很难与氢氧化钙反应,也就是其中部分氢氧化钠是一次性使用,需不断添加,导致运行费用高。

3)【长时间使用粉尘无法达标】

水中硫酸钠浓度越来越高,部分水雾带入烟气,水分被蒸发,形成大量的硫酸钠粉尘,会导致粉尘无法达标排放。

4)【硫酸钠饱和导致脱硫系统无法使用】

因为不断添加烧碱,不断产生硫酸钠,硫酸钠浓度越来越高,当接近饱和的时候,烧碱都无法溶解,大量的烧碱就在水池中结晶,无法继续脱硫,必须将循环水排放,会造成二次污染(水中还不可避免的含未反应的氢氧化钠无法分开)。

4.电厂等大型锅炉窑炉FGD脱硫岛为什么现在都无法使用换热系统?

原因:

国外设备是有换热系统的,但国内企业生产的FGD脱硫岛设备的洗涤塔分离效果差,石膏带入换热系统,导致换热系统堵塞无法清除,不得不取消了换热系统。

解决办法:

更换洗涤塔。

5.中小型锅炉窑炉烟气处理需要配套布袋除尘器除尘后再脱硫吗?

不需要!

原因:

1)中小型锅炉窑炉含硫总量不大,脱硫产物无法通过回收取得经济效益;

2)锅炉窑炉烟气中的粉尘含大量氧化钙、氧化铁等,使用脱硫除尘一体化设备,还可以减少脱硫剂的消耗量;

3)如果配套分离效果好的脱硫除尘一体化设备,运行费用大大降低了,粉尘中的碱性物质可以减少脱硫剂消耗;

4)中小型锅炉窑炉烟气进入脱硫塔洗涤后,如果存在粉尘超标现象,主要成分还是脱硫产生的硫酸钠颗粒物或石膏颗粒物,如果出现这种情况,需要更换分离效果好的脱硫塔。

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