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影响脱硫的因素以及烟气干法脱硫技术发展趋势

2020-04-20 17:26:59

一、影响脱硫的因素
  影响半干法脱硫效率的因素很多,主要包括以下几个方面。
  1、温度对脱硫过程的影响
  环境温度的影响是各种烟气脱硫装置共同存在的问题,半干法脱硫环境温度高,在150~100℃之间。另外,烟气出口温度是脱硫系统的主要运行参数之一,通常用吸收塔出口温度与相同状态下的绝热饱和温度之差△T表示,半干法脱硫的△T一般在10~15℃。在其它条件相同时△T越低,说明出口烟温越低,浆液的含水率越高;由于SO2与脱硫剂的反应条件是在液相中进行,所以含水率高有利于反应的进行。但△T不能太低,否则极易引起脱硫剂粘壁现象。
  2、Ca/S摩尔比对脱硫过程的影响
  Ca/S摩尔比是影响脱硫率的一个重要因素。在脱硫反应过程中,脱硫剂不可能和二氧化硫发生反应,一般Ca/S大于1,通常钙硫比越大,脱硫效率越高,但造成了脱硫剂利用率不高,故对于不同的烟气脱硫系统都有一个合适的钙硫比范围,在此范围内运行,运行费用较低。多数文献确定的钙硫比范围在1.5~2.5之间,不同的脱硫技术钙硫比是不同的。半干法脱硫应设法降低钙硫比,以提高脱硫率和脱硫剂的利用率。
  3、烟气和脱硫剂接触面积对脱硫过程的影响
  烟气和脱硫剂接触面积越大,脱硫效果越好。在半干法脱硫技术中,喷雾干燥法脱硫是通过喷雾器雾化脱硫剂来增大反应表面积;粉末一颗粒循环流化床、粉末颗粒喷动床以及喷雾喷动床都是利用加入介质颗粒来增大反应面积,以此提高脱硫率的,粉末颗粒喷动床脱硫还通过降低脱硫剂的粒径来增加脱硫剂和烟气的接触面积;循环流化床通过飞灰的再循环也能达到同样的目的。总之接触面积的增加有利于提高脱硫率。
  4、吸收剂对脱硫过程的影响
  吸收剂的种类以及发生反应时吸收剂的状态对脱硫过程产生很大的影响。脱硫时,一般选择生石灰或石灰石或氢氧化钙做脱硫剂,但脱硫剂从费用考虑:氢氧化钙>生石灰>石灰石;从反应活性考虑则与之相反。在喷雾干燥法脱硫过程中,通常选用生石灰做脱硫剂,且对石灰的质量要求较高。美国规定,石灰中的CaO质量分数≥90%。石灰颗粒直径为6~9mm,石灰的杂质质量分数要低;除此之外还要求石灰有较高的反应活性,根据ASTM标准,25g生石灰加入25℃水100g,需要在3min内升生温40℃。
  在粉末颗粒喷动床脱硫技术中,对碾碎后的脱硫剂进行了测试,发现碾碎后的脱硫剂能显著提高脱硫率,而且脱硫剂粒度越小,脱硫率越高。另外,还揭示出了消石灰比石灰石脱硫效果好的原因。用扫描电镜观察时,消石灰表面粗糙,富含小孔;而石灰石表面光滑,有很少的孔。在低温下反应时,消石灰比石灰石拥有的溶解性,反应速率更快。
  5、烟气和脱硫剂的接触时间对脱硫过程的影响
  烟气和脱硫剂的接触时间对脱硫效果有很大影响,反应物间的充分接触有利于脱硫,各种脱硫技术都设法延长脱硫剂和烟气的接触时间。在喷雾干燥法脱硫技术中,烟气和脱硫剂的接触时间仅有1~3s左右,而循环流化床脱硫技术由于采取了的设计和运行条件以及脱硫剂在炉内的循环使用,脱硫剂在炉内的停留时间延长,通常停留平均时间可达数钟,在Ca/S摩尔比为1.5~2.5时,脱硫效率可达90%,同时脱硫剂利用率也提高很多。在粉末颗粒喷动床半干法脱硫和喷雾喷动床半干法脱硫过程均采用了加入介质颗粒来延长脱硫剂和烟气的接触时间,以此来提高脱硫率。
  二、烟气干法脱硫技术的发展趋势
  SO2是我国煤烟型大气污染的主要污染物之一。
  我国每年向大气中排放2000多万t的SO2。1995年,我国SO2排放量超过美国的2100万t,成为世界上SO2排放一大国,1997年SO2排放量达到高峰,近两年来SO2的排放量略有降低,这主要是由于我国对煤炭产量和用量加以限制所致。但是,我国SO2污染仍严重。SO2污染对人体植物、大气环境都会产生很大危害。因此,人类必将解决SO2和酸雨的污染问题。
  烟气脱硫技术是控制SO2污染行之的途径。根据脱硫过程是否有水参与及脱硫产物的干湿状态可分湿法、半干法和干法烟气脱硫。
  根据我国当前的经济状况,在以后的研究工作中应注意以下几个方面:
  1、选择适合中国国情的烟气干法脱硫技术,充分消化吸收,逐渐实现其国产化,并加以推广应用;
  2、积极支持国内的烟气干法脱硫技术的研究,并逐渐推广应用;
  3、廉价、高性能吸收剂的研究;
  4、同时脱硫脱硝的研究;
  5、其副产品的综合利用,保护自然资源。

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