热能工
程
一种简单适用的锅炉
烟气脱硫方法
陈本刚
陈本刚:1983年毕业于西安交通大学电厂热能动力专业,高级工程师,长期从事热能工程设计等工作。
摘 要 从化工企业锅炉烟气除尘脱硫的特点出发,简要介绍在设计中根据燃料煤质特性和锅炉类型,选用烟气除尘脱硫设备的情况及运行效果,并提出改进措施及建议。
关键词 锅炉 烟气脱硫 措施
(中国五环化学工程公司 武汉 430079)
1 概述
化工厂一般都配有自备热电站或锅炉房,国家标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》(GB13223-91)和《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-91)中都对二氧化硫的排放作出了
2 工程设计实例
云南某化肥厂与合成氨及尿素配套的2×20tPh次中压链条锅炉,燃料煤含硫分高达2.1%,属高硫煤,低位发热量20070kJPkg。根据计算,锅炉排出烟气原始SO2浓度为:
(1-q4P100)・MSO2=2Bj・SyP100・kP100
严格的规定。近几年随着国家对环境保护的日益重视,国家环保局1999年颁布了新的《锅炉大
气污染物排放标准》(GWPB3-1999)以代替GB13271-91标准,对二氧化硫排放提出了更
式中 Bj———接入烟囱总耗煤量;
q4———锅炉机械未完全燃烧损失,%;Sy———燃料中应用基含硫分,%;
k———燃料应用基在锅炉内转变为SO2的MSO2
高的要求:即从2001年1月1日起,建成使用的燃煤锅炉烟气中二氧化硫含量的排放要达到900mgPm以下。对我们在设计燃烧高硫分燃料
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煤锅炉烟气脱硫方面增加了一定的难度。目前,对于一般大、中型火力发电厂,我国已经建成了几个较大的烟气脱硫工程,但全部都是由国家资助引进外国设备或技术进行建设。这些项目投资大、工期长、而且布点少,不能从根本上解决大气中二氧化硫的污染问题,所以我们必须走适合本国国情的道路,要由中国人自己设计和制造烟气脱硫设备来满足中国环保的要求。特别是作为耗煤大户的化工企业,怎样利用其特点,有效地利用自身条件做好烟气脱硫工作,意义十分重大。鉴于目前国内烟气脱硫设备还极不完善的情况,笔者针对在设计中具体工程怎样进行锅炉烟气除尘脱硫的具体做法作简要介绍。
份额,%;
———烟囱排入大气的SO2排放量。
通过计算得到MSO2=278.5kgPh,根据烟气量折算为3935mgPm。
该地区属旅游区,当地环保部门要求烟气
SO2排放要达到当时国家环保部门规定的1200mgPm以下,这就要求脱硫设备的脱硫效率必须
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在69.5%以上。如果选用专门的脱硫设备,在当时的情况下,从脱硫设备技术和投资状况等因素方面考虑都是根本不可能的,我们经过方案论证,最终选用了双文丘里、主筒带内筒及溢水槽、1层旋流隔板和1层脱水器的除尘、脱硫一体化水膜除尘脱硫装置。该装置全部采用花岗石制作(包括旋流隔板和脱水器),烟气从立式文
放浓度会达到、甚至低于国家规定的排放要求。
按当时的市场价格,2台锅炉烟气除尘脱硫一体化装置及灰水处理系统设备、土建及管道安装费用约128万元,与专门脱硫装置或电除尘、布袋除尘装置相比,投资要低得多,且装置经久耐用,运行费用低。
丘里进入,再进入水平段文丘里,烟气通过两级文丘里喉部产生负压,在此处绝热膨胀而冷凝,以粉尘颗粒为核心,蒸汽冷凝在其上。进入扩散管时,由于速度改变,三相气流因惯性不同而产生相互碰撞,带尘液滴越来越大,当烟气由切向进入主筒时,带尘液滴由于随水膜向下通过水封槽溢流入灰水沟,初步净化后的烟气沿主筒继续向上流动,通过与水平面成一定角度的旋流隔板继续加强烟气和除尘脱硫水的混合与反应,旋流隔板上设置有水喷嘴,为使烟气尽量不带水,保证引风机的安全运行,在主筒烟气出口处设置了脱水器,除尘脱硫冲灰水通过灰沟排入沉灰池进行沉淀,沉淀以后的灰渣由汽车送往附近的砖瓦厂,沉淀后的冲灰水通过过滤后进入清水池,一般这时澄清水的pH值约为4～5。根据该厂的特点,化工生产过程产生一定量的尿素废液(带碱性),该部分废液也是一般工厂环保要求中不好处理的。经平衡计算,该废液用于灰水处理加药剂,其剂量和化学成分刚好合适,实际加入量根据现场实测水中pH值而确定,灰水补充水补入清水池中,一般要求混合水的pH值在10～12为宜。加入尿素废液后的除尘冲灰水再由泵打入除尘脱硫装置循环使用。必须说明的是,由于除尘脱硫冲灰水中酸性较大,冲灰沟和沉灰池壁必须采用花岗岩或其它耐酸材料衬垫,冲灰循环水中碱性较大,应定期进行酸洗,以防管内壁结垢。同时,该除尘脱硫一体化装置阻力相对较大,必须根据锅炉空气动力参数及管道布置情况、除尘脱硫装置阻力选用合适的引风机。该除尘脱硫一体化装置与一般文丘里水膜除尘器的主要区别是充分加强了含尘、含硫烟气与碱性(除尘水)水的混合机会,使其充分在文丘里、旋流隔板等不同部位不断加强烟气与水的混合与反应,最终达到除尘和脱硫的目的。
锅炉正式运行后,当地环保部门对该除尘脱硫一体化装置进行了较为全面的测试,其中除尘效率为97.8%,脱硫效率为59.5%。按此实际脱硫效率,理论上烟囱中烟气SO2排放量为1593.7mgPm,与国家环保局当时规定的1200mgPm
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3 工程设计体会
化工厂自备热电站或锅炉房对整个化工生产装置来讲,只是辅助性公用工程设施。按目前的情况,对燃用高硫分煤地区,如云南、贵州、四川、福建等地,工厂还不可能拿出很多资金为这些工业锅炉设置从国外引进脱硫装置,而必须利用每个工厂不同的特点因地制宜地进行设计,选择适合于化工特点、尽量满足国家环保要求的锅炉烟气脱硫装置。为此,针对每一个具体工程,特别是那些燃烧含硫分较大燃料的中、小型锅炉,设计时应考虑以下因素:
(1)设计尽量选用循环流化床锅炉 循环流化床锅炉除具有煤种适应性广、燃烧效率高等优点外,还有一个特点是低温燃烧(炉膛温度一般为850～950℃左右),这样减少了炉内SO2和NOX的生成量。根据经验统计,一般燃料煤中的
硫分在循环流化床锅炉内转化的份额为0.65～0.7,其它炉型在炉内的转化份额一般取0.75～0.9。如果在燃料煤中掺入适量的石灰石,脱硫效果则更好,当然这样会增加一定的运行费用。
(2)改进除尘脱硫一体化装置的结构 单从脱硫的角度出发,为了达到碱性水和含硫烟气充分混合反应的目的,而又不过分加大装置本身阻力,工程设计中取消了装置的文丘里部分,旋流隔板由原来的1层增加到3层,每层旋流隔板上配有水喷嘴,保留原有主筒上的溢流槽和内筒,增加副筒,每层旋流隔板上旋流片数量可根据运行情况进行适当调整,与水平面的安装角度,装置生产厂家已经积累了一定的经验,一般为15°～25°为宜。花岗石制作时,要选料精良(包括粘接材料),内壁光滑,施工安装符合规范要求,同时在运行中要加强对设备的检测管理。
(3)灰水处理系统要防止二次污染 一般锅炉灰渣可用于建材(制砖、制水泥、铺路)、填埋等,工程建设时应充分考虑这些灰渣的去向,同时在厂区或厂外要留有一定的临时灰渣场地。
的排放标准已相差不远,烟气中含尘量完全满足
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200mgPm的排放要求。经计算,采用这种除尘脱硫一体化装置,如果当初在锅炉选型时将链条炉改用循环流化床锅炉,其烟囱中二氧化硫的排
环保技术
冲天炉烟气除尘净化技术及其发展
吴传胜 代 宁
(武汉市江岸区环境保护局 武汉 430019)
1 冲天炉熔炼过程中产生大量的污染物
在冲天炉熔炼过程中,由于焦炭的燃烧,金属炉料的预热、熔化和过热,炉气的运动、炉料的加入及下降等作用,使冲天炉排放的烟气中含有大量的气体及固体有害物质。据统计,冲天炉每熔炼1吨铁水,排出的烟气量(从加料口排出的烟
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气)大约为700～900m(标)Pt铁,排出的烟气中主要气体成分有二氧化硫、一氧化碳、氟化氢、二氧化碳和水蒸气等。还含有大量的固体物质———烟尘,为3～10kgPt铁。其主要有害成分是二氧化硫、一氧化碳、氟化氢等。烟温为300℃左右。这些物质不仅危害人类身体健康,而且对自然环境有极大的危害。2 冲天炉烟气除尘净化技术
(1)干法除尘器 利用烟尘的重力、惯性力、离心力或借助于外界电场产生的静电引力或灰水沉淀池根据现场情况可考虑采用常规沉灰池、快速沉淀池、污水净化器、浓缩池等方案,真正做到污水闭路循环。有关除尘系统设备,如灰浆泵等,除应具有防腐功能外,还应留有较大的备用余地。
(4)加药剂的选取 烟气脱硫就是把烟气中的SO2转化成其它化合物从烟气中除掉,所以一般碱性物质,如石灰石、氨、氢氧化钠、化工厂废烧碱、废尿液等均可作为烟气脱硫的加药剂。就地取材、废物利用是减少运行费用的根本途径。
(5)加强水质监测 灰水成分随着锅炉燃料和运行状况的变化而变化,因此,应经常对灰水pH值进行测量,以便根据实测值确定加药剂量。
经过过滤物的作用,将烟尘捕集,达到除尘净化烟气的目的。其结构有多种,但不能去除烟气中的有害气体。
(2)湿法除尘器 利用水在除尘装置中与烟气作相对运动,烟气中的烟尘和有害气体分子与水通过接触,发生惯性碰撞、阻拦、扩散溶解以及水分子的凝聚,使烟气中的烟尘相互结合(指烟尘颗粒与水之间或颗粒与颗粒之间),逐步形成较大的粒子而被捕集,同时也使烟气中的有害气体溶入到水中而被捕集。湿式除尘器结构有多种,但适用于冲天炉的不多。
3 冲天炉烟气除尘净化技术的发展
由于除尘器的结构形式多种多样,它们的特性又相差极大,因此冲天炉选择除尘装置,必须综合考虑技术要求、经济性、可靠性以及气象水文条件等因素。在经过多次试验后,结果表明采用
4 结束语
花岗石材料我国储量非常丰富,取之不尽,用之不竭,且防腐功能好、使用寿命长、价格低廉。目前,该除尘脱硫一体化装置配套锅炉可达到220tPh(1台炉配2台或4台装置并联运行),福建、浙江、湖南等地厂家较多。随着烟气脱硫技术的不断发展,该装置还可以根据其基本原理不断改进完善,作为将来彻底解决大气硫污染的过渡。对中、小型锅炉烟气处理采用这种简单的除尘脱硫一体化装置,既达到了一定脱硫效果,又节省投资、减少运行费用,不失为一种切实可行的办法。当然在目前形势下,当务之急还是必须加快我国真正的烟气脱硫设备的国产化工作,彻底解决大气中硫的污染问题,为子孙后代造福。
(收稿日期2002-02-18)
CHEMICAL
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FERTILIZERDESIGN
2002(totalNo.208)
indexeshavereachedtheexpectingeffectafterreformation.
Keywords compressor,cylinderenlarging,check
Vol.40 No.3 Jun.25
AnalysisofReasonsIncreasingMethanolContentatOutletofSecondaryReformer
GuanZepei,GuanYuyan
Abstract Thereasonofincreasingmethanecontentatoutletofsecondaryreformerisdescribed;Authorthinksthatitsreasoniscausedbythesecondaryreformerairdistributor.Moreoverthestruc2turefeatureofthisdistributorandthereasonofdeflectionflowcausedarealsoanalyzed.Thebalancetemperaturedistanceofsec2ondaryreformeriscalculated,andthecertificationismadethroughtheequipmentinspectionandrepair.
Keywords ammoniasynthesis,secondaryreformer,methane,airdistributor,balancetemperaturedistance,deflectionflow
SimulationCalculationofAmmoniumCarbonateSolutionDesorptionTower
LiuXiaohui,NingBolin,HuangJie,
ZhangZhenou,ZhangXue
Abstract Thesimulationcalculationofammoniumcarbonatedesorptiontowersystemhasbeenmadeusingthesimulationsoft2ware.Themainfactorseffectingthedesorptiontoweroperation,suchastheoreticaltraynumber,feedpositionandtemperature,re2fluxliquidtemperatureandsteamconsumptionetc,havebeenana2lyzed,moreovertheoptimumprocessconditionshavebeenalsospeci2
ProcessFeaturesofGasProductionbyCoalRod
YuYonglin
fied.
Keywords desorptiontower,simulationcalculation,effectingfactors,specifying,optimumconditions
Abstract Theproblemstobehighlynoticedinthecoalrodgasproductionarediscussedindetail,basedonanalyzingtherawmateri2aldisposalofcoalrodgasproductioninammoniasynthesisproduc2tion,gasificationprocess,equipmentandcontrolsystemfeature.
Keywords coalrod,gasproduction,corrosivesodiumcarbon2ate,process
BriefAnalysisforthePMIandSEIProjectManagementSystems
WuXiaoli
Abstract Theauthorhas,itembyitem,andinacrossway,analyzedandcomparedtheSEIprojectmanagementsystemofthis
ProjectConstructionSummaryofMethanolwithCapacityof80000TonsperYear
LiWei,LanDongmei
companywiththeAmericanPMIprojectmanagementsystemin9itemsofmanagementcategoryi.e.integrationmanagement,scopemanagement,timemanagement,costmanagement,qualitymanage2ment,manpowerresourcemanagement,link2upmanagement,riskmanagementandpurchasingmanagement
Keywords PMI,SEI,management,system
Abstract ThepapersintroduceprocessdesignofmethanolprojectintheHaerbinggasificationfactorywithannualcapacityof80000tons,equipmenttypeselectionandtrialrunningproductionsta2tus.Theexperienceofthisprojectconstructionissummarized.
Keywords methanol,synthesis,rectification,catalyst,projectconstruction
ASimpleandSuitableWayfor
BoilerFumeDe2Sulphur
ChenBengang
ReformationofCylinderEnlargingforM53-0.5P220TypeCompressor
ZhuQiang,YangJunhong,ZhangFengkui
Abstract Fromthefeaturesofboilerfumede2dustandde2sul2phurinchemicalenterprises,thesituationoftheselectedfumede2dustandde2sulphurequipmentandtheactualoperationeffecthasbeenbrieflyintroducedbasedonthefuelcoalqualitycharacteristicandboilertype,andtheimprovementmeasuresandsuggestionshavebeenalsopresented.
Keywords boiler,fumede2sulphur,measures
Abstract Theauthorhasbrieflydescribedthetechnicalcondi2tionsofthe1,2,3stagecylinderreformationfortheM53-0.5P200typecompressor,comparedthetechnicalschemeandmadethestrengthcheck.Thegasdischargequantityandeachitemofprocess