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鐵路燃煤鍋爐清洗脫硫除塵及節(jié)能技術(shù)研究

目前，作為一種中小型燃煤鍋爐清洗，我國(guó)的大部分鐵路燃煤鍋爐在運(yùn)行上面都具有較低的效率以及較為落后的技術(shù)。在經(jīng)濟(jì)成本上，現(xiàn)在鐵路燃煤鍋爐也無法實(shí)現(xiàn)大型電站鍋爐的巨額投資，不能運(yùn)行高價(jià)的除塵脫硫設(shè)備。所以需要尋找安裝簡(jiǎn)易以及具有較低脫硫成本的煙氣脫硫工藝。

　　1 鍋爐清洗我國(guó)中小型燃煤鍋爐常用的脫硫技術(shù)

　　按照燃燒以及脫硫工藝的彼此結(jié)合點(diǎn)能夠把脫硫技術(shù)劃分成：燃燒前脫硫，例如微生物脫硫以及洗煤的的等等；燃燒過程中脫硫，例如爐內(nèi)噴鈣等；燃燒后的脫硫，也就是煙氣脫硫（即FGD）。其中全球范圍內(nèi)使用的規(guī)模最大的商業(yè)化的脫硫方式即為煙氣脫硫，此方法能夠?qū)02以及酸雨給予有效控制。通常都是通過下列化學(xué)反應(yīng)生成SOx：

　　為了有效的控制二氧化硫的生成，可以根據(jù)實(shí)際情況合理的應(yīng)用下列技術(shù)：

　　1.1 燃燒前進(jìn)行脫硫

　　在燃燒前使用的脫硫技術(shù)通常包括微生物脫硫、液化以及煤氣化、化學(xué)或者物理洗選煤法等，諸多技術(shù)方法中發(fā)生的比較成熟的即為物理洗選煤技術(shù)，但是煤液化與汽化技術(shù)還不夠成熟，需要不斷的深入完善。目前，雖然燃燒煎脫硫技術(shù)還具有一定的缺陷，然而其可以有效的去除灰分，可以使得運(yùn)輸量與灰渣處理量大大降低，減少對(duì)鍋爐產(chǎn)生的磨損。

　　1.2 燃燒中進(jìn)行脫硫

　　第一，將固硫劑以及粘結(jié)劑加入燃煤中，之后加壓生產(chǎn)出有著固定形狀的

　　塊狀燃料，從而在鍋爐燃燒的時(shí)候進(jìn)行脫硫；第二，將吸收劑噴入爐內(nèi)進(jìn)行脫硫。將自云石等脫硫劑噴入爐內(nèi)，在900℃至1250℃范圍內(nèi)的煙溫條件下，脫硫劑可以分解成MgO或者CaO，然后加入S02，相互反應(yīng)生成硫酸鎂或者硫酸鈣，從而完成脫硫操作。在單純的爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)中具有非常低的脫硫率，所以可以將增濕活化器加入爐后，于是生成LIFAC，即所謂的爐內(nèi)噴鈣及尾部增濕潤(rùn)活化脫硫。第三，循環(huán)流化床脫硫，即CFBC?？梢詫⑹沂舆M(jìn)循環(huán)流化床鍋爐爐膛，從而和染料發(fā)生燃燒，實(shí)現(xiàn)脫硫操作。

　　1.3 燃燒后進(jìn)行脫硫

　　科學(xué)的處理鍋爐燃燒后生成的煙氣，借助很多方法消除煙氣里的二氧化氯。FGD屬于目前最高效以及使用范圍最廣的脫硫技術(shù)。

　　根據(jù)脫硫時(shí)脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)以及是否加入水，將FGD劃分成干法、濕法以及半干法工藝。與半干法以及干法工藝比較，濕法煙氣脫硫?qū)儆谝环N氣液反應(yīng)，其具有較高的反應(yīng)效率與速度，具有更低的鈣硫比。然而其也存在一定的缺陷，即需要較多的資金以及非常復(fù)雜，難以有效處理脫硫產(chǎn)物等，同時(shí)在進(jìn)行濕法脫硫以后，煙氣溫度都會(huì)比露點(diǎn)低，于是必須對(duì)其實(shí)施升溫以及脫水處理，從而防止出現(xiàn)煙道與風(fēng)機(jī)腐蝕、以及煙氣帶水等現(xiàn)象。

　　現(xiàn)在在濕法煙氣脫硫工藝中應(yīng)用最為廣泛的方法即為石蒯石灰石法，除此以外，還有的氫氧化鈉法、氯化鎂法、雙堿法、氨法以及氫氧化鈉法等等。

　　根據(jù)中小鍋爐的基本特征，我國(guó)現(xiàn)在研發(fā)出很多簡(jiǎn)易煙氣脫硫技術(shù)。在通常狀況下，此技術(shù)往往都會(huì)基于備類除塵設(shè)備，可以選用一些堿性漿液，例如石灰以及沖渣水等等作為吸收劑，借助很多機(jī)理進(jìn)行除塵以及脫硫，例如文丘里除塵、噴霧塔與篩板塔吸收、水膜除塵以及旋風(fēng)除塵等機(jī)理。已經(jīng)研發(fā)出很多一體化的煙氣脫硫技術(shù)，例如多管噴霧、麻石水膜以及沖激旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)。

　　2 鍋爐煙氣除塵脫硫的一體化技術(shù)

　　2.1 旋流板塔煙氣脫硫除塵裝置

　　此裝置主要是采用濕法煙氣脫硫技術(shù)制造而成，其主塔內(nèi)旋踏板板形如同汽輪機(jī)的隔板。在運(yùn)行的過程中，煙氣就會(huì)從塔底逐漸向上切向進(jìn)塔。將除塵水噴灑在塔頂，除塵水就會(huì)通過旋流踏板里含有的葉片表面均勻的往下方流動(dòng)，在塔內(nèi)旋流塔板葉片的作用下，煙氣會(huì)接觸到除塵水，于是在煙氣以及液滴完全接觸的基礎(chǔ)上，可以獲得完全的分離，獲得1.5倍普通板塔的氣液負(fù)荷。由于塔板葉片具有非常大的開孔率以及非常薄的液層，那么僅僅可以消除較少的塔內(nèi)阻力，也就是普通塔板的一般，同時(shí)其具有非常強(qiáng)的抗堵性以及較寬的彈性。在煙氣到達(dá)副塔以后，其會(huì)在脫水裝置的作用下拍向大氣。主塔里安置著沖洗塔板的裝置。

　　此裝置具有的脫硫率以及除塵率分別為70%、98%，然而隨著噴流水的pH值的增高，脫硫效果也越好。而且，其其液體比大概是普通除塵器的1.5倍，這樣就可以增大除塵脫硫率，然而也會(huì)導(dǎo)致非常低的鍋爐排煙溫度，使得煙氣中含有水分，從而造成引風(fēng)機(jī)的振動(dòng)以及累積灰塵，使得煙囪、鋼煙道以及引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)腐蝕，同時(shí)會(huì)使得煙囪的浮升力降低，造成煙塵無法順利的擴(kuò)散。

　　2.2 等離子體鍋爐煙氣除塵脫硫的一體化裝置

　　此裝置是選用干式鍋爐煙氣除塵脫硫技術(shù)制造而成。作為一種最新技術(shù)裝置，在此裝置里的煙氣中含有的水蒸氣、氧氣以及氮?dú)獾仍讷@得一定量的電子束照射以后，能夠?qū)⒋蠖鄶?shù)的能量吸收，從而產(chǎn)生很多自由基，例如HO2以及OH等，其都具有非常強(qiáng)的反應(yīng)活性，在和煙氣里的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)從而產(chǎn)生硫酸，之后再與氨發(fā)生中和反應(yīng)，從而生成硫酸銨。　　圖1 旋流板塔煙氣脫硫除塵工藝流程

　　此技術(shù)不會(huì)發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，也不會(huì)造成設(shè)備的污染，不會(huì)造成廢渣沸水，而且其生成的副產(chǎn)品還能夠當(dāng)成肥料，不會(huì)產(chǎn)生二次污染物，具有高于90%的脫硫效率，與此同時(shí)，其具有非常簡(jiǎn)單的設(shè)備，能夠被廣泛應(yīng)用于很大方面。然而由于其主要是在電子加速器的作用下，生成的高能電子，那么針對(duì)普通的大規(guī)模企業(yè)而言，必須要配備具有很大功率的電子槍，這樣就會(huì)危害人們的身體健康，所以必須要進(jìn)行防輻射操作，進(jìn)而必須要充分做好維護(hù)以及運(yùn)行工作。

　　2.3 SHG型的脫硫除塵裝置

　　此裝置的主體設(shè)備是立世塔，在此塔中使用了干濕式結(jié)合的構(gòu)造其上部屬于脫水段，中部屬于吸收段，下部屬于旋風(fēng)除塵段。煙氣先進(jìn)入旋風(fēng)除塵段，在將很大的顆粒去除以后，再進(jìn)入系手段，在途經(jīng)篩板的時(shí)候，會(huì)和其上面的吸收液發(fā)生完全的接觸，進(jìn)行傳質(zhì)吸收反應(yīng)，再脫除二氧化硫以及微細(xì)的粉塵。當(dāng)煙氣被充分除塵脫硫以后，就會(huì)在脫水段中進(jìn)行除霧脫水，從而避免煙氣內(nèi)含有水分，之后通過出口排向煙囪。

　　此裝置具有的液氣比是沒立方米0.3升至0.5升，在塔中具有很大的液量，能夠?qū)崿F(xiàn)氣液的完全接觸，能夠達(dá)到高于95%的除塵率以及高于70%的脫硫率，于是比較適合低于6t/h的小型燃煤鍋爐使用，然而其具有非常高的裝置成本。

　　3 目前煙氣脫硫除塵裝置中存有的問題

　　歷經(jīng)很多年的廣泛應(yīng)用，中小型鍋爐具有的煙氣脫硫除塵技術(shù)也在不斷的發(fā)展與完善，其工藝系統(tǒng)以及技術(shù)水平都得到更大的創(chuàng)新以及提高。然而在實(shí)際使用的時(shí)候，還會(huì)存在很大問題。

　?。?）總體而言，裝置的脫硫效率較低，與此同時(shí)處理產(chǎn)生的泥漿的操作也非常復(fù)雜與困難，極易導(dǎo)致二次污染。

　?。?）出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢情況。除塵脫硫一體化的裝置，特別是當(dāng)脫硫劑選定位石灰的石灰，就會(huì)出現(xiàn)更加嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)堵塞，從而對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生阻礙。在理論上而言，如果漿液的pH值增大，可以使得脫硫效率大大增強(qiáng)，然而這樣也會(huì)在更短的時(shí)間內(nèi)迅速結(jié)垢，從而堵塞管道。

　　（3）出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。例如水蒸氣以及煙氣里的S02會(huì)發(fā)生相互反應(yīng)，從而產(chǎn)生亞硫酸，這樣就會(huì)在極大程度上腐蝕設(shè)備以及管道。假如沒有使用科學(xué)、有效的材料，也會(huì)在短期內(nèi)出現(xiàn)由于腐蝕導(dǎo)致的穿透現(xiàn)象，使得脫硫除塵工藝系統(tǒng)無法有序、穩(wěn)定的運(yùn)行。

　?。?）脫硫裝置會(huì)耗費(fèi)非常多的水資源。由于蒸發(fā)比較厲害，所以需要補(bǔ)充很多的洗滌水，難以有效的利用循環(huán)水，于是造成水資源的巨大浪費(fèi)。