山東4噸鍋爐煙氣治理改造方案

現(xiàn)有除塵系統(tǒng)概況

我們先來看水膜除塵器煙氣排放濃度＞120mg/Nm3，結(jié)構(gòu)先天不足，水-氣、水-固接觸不充分，無法滿足環(huán)保部門的最新煙氣排放標準＜50mg/Nm3。中華人民共和國國家標準GB13271-2014鍋爐大氣污染物排放標準規(guī)定：1、2016年7月1日起，在用鍋爐（全部實行顆粒物排放濃度限值為80mg/m3(燃煤鍋爐)、60 mg/m3（燃油鍋爐）、30 mg/m3（燃氣鍋爐）。2、新建鍋爐排放限值分別是：50 mg/m3、30 mg/m3、20 mg/m3。3、重點地區(qū)執(zhí)行標準30 mg/m3、30 mg/m3、20 mg/m3。

二、解決方案及方案比較

更換鍋爐，煤改氣或改油。

選用布袋除塵器或靜電除塵器。

以上兩種除塵設(shè)備的缺點：投資大，運行費用高。

選用我公司脫硫除塵技術(shù)對山東4噸燃煤鍋爐除塵進行改造。

該技術(shù)的優(yōu)點：

煙塵排放濃度＜30mg/Nm3。

（2）投資少，運行費用低。

（3）原脫硫設(shè)備不變。

三、各種除塵方案比較

比較

水射流除塵

電、布袋除塵

燃氣（油）

鍋爐

麻石除塵

除塵最高效率

除塵效率高，10-30mg（根據(jù)要求，增加凈化層級）

除塵效率高，＜50mg

要求20-30mg

除塵效率低，120mg，目前逐步淘汰

脫硫功能配套

有

無

無

有

使用壽命

長期

3-4年系統(tǒng)更換    

長期

主要配件

射流水泵/水射流發(fā)生裝置/收水器、過濾器等

大功率引風機，布袋  

普通水泵

耗材、維護

無

布袋清理，更換  

無

運行費用

低

高   

低

初期投入

低

高

高

低

土建工程

無

無

有

注：燃油、燃氣鍋爐排放煙塵和硫相對小，同樣需要加裝除塵脫硫設(shè)備。

四、水射流除塵脫硫一體裝置工藝及原理

燃煤鍋爐除塵凈化器采用高速水射流團，調(diào)配各種參數(shù)形成負壓區(qū)，利用負壓區(qū)來控制煙氣中塵粒的運動軌跡，從而增加塵粒與水的接觸時間，大大提高水滴與塵粒的碰撞幾率，最終達到降塵、脫硫的目的。本產(chǎn)品除塵及脫硫效率均可以達到99.9%以上，最終排放氣體完全滿足國家一類地區(qū)排放標準。

原理分析

我公司主要采用脫硫除塵技術(shù)對4噸燃煤鍋爐除塵器進行改造，保證除塵器整體結(jié)構(gòu)不變的前提下，在其內(nèi)部加裝一組弧面水射流噴射凈化裝置（專利）。工作時，在除塵器筒體內(nèi)部形成多層錐形水射流面，用水射流產(chǎn)生的負壓來控制微塵上浮，同時將其帶到筒體壁的水膜上，變被動除塵為主動除塵，最終達到除塵的目的。同時，改造后筒體內(nèi)形成多層水射流面可以充分與上升過程中的煙氣接觸，增加彼此的接觸時間，加大煙氣中的硫氧化物、氮氧化物與堿性溶液發(fā)生中和反應的概率，從而提高脫硫效果，大大減少空氣中硫化物的排放，實現(xiàn)除塵、脫硫一體化。

3、工藝流程介紹

鍋爐燃煤煙塵進入除塵器內(nèi)，由循環(huán)水泵將水池中的水送到水射流發(fā)生裝置的分水器內(nèi)，然后分配到各個水射流噴頭（專利），產(chǎn)生高速水射流面與進入的煙塵粒接觸、碰撞、附著，從而去除煙氣中的粉塵和硫分。在除塵器上部位置安裝有收水器，可以去除外排氣體中所含的水分，最終通過原有的引風機排放到空氣中，而水射流出的水由除塵器壁的水渠回到水池中，作為循環(huán)水循環(huán)使用。

五、改造后滿足的技術(shù)要求及效果

最終煙塵排放濃度＜30mg/Nm3，滿足國家一類地區(qū)排放標準。

除塵器系統(tǒng)阻力≤1200Pa，系統(tǒng)原有引風機不需要更換。

風機不會帶水。

六、改造事項：

本改造方案，系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備及配套設(shè)施保持不變。

鍋爐除塵器內(nèi)部加裝水射流發(fā)生裝置、收水器和過濾器。

更換系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水泵及上水管路，二者均需采用耐腐蝕產(chǎn)品，且保證水壓＞1.0MPa。

循環(huán)水泵入口處加裝過濾器。

鍋爐煙氣除塵脫硫工程是不斷改善我國空氣質(zhì)量，降低酸雨PH值的重要前提。本文將著重闡述鍋爐煙氣除塵脫硫工程的相關(guān)概述，分析相關(guān)的鍋爐煙氣除塵脫硫工程工藝設(shè)計，為我國的環(huán)境標準提高提供參考依據(jù)。

 4噸燃煤鍋爐除塵器/煙氣除塵脫硫工程的概述

粉塵和二氧化硫是造成酸雨和大氣層破壞的主要物質(zhì)， 并且二氧化硫它屬于一種沒有顏色而且具有刺激性味道的一種有害氣體，嚴重的情形下會破壞大氣層的結(jié)構(gòu)，導致環(huán)境發(fā)生變化。不僅如此，人們生活過程中與生產(chǎn)過程中就會產(chǎn)生一些有害粉塵與二氧化硫氣體，一旦空氣中這些成分的比重過高就會危害人們的健康。同時也會對人們的生產(chǎn)活動、工業(yè)生產(chǎn)、建筑等方面構(gòu)成嚴重的危害。

鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能、高溫煙氣的熱能等形式，而經(jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋爐是我們國家的主要工業(yè)生產(chǎn)的主要工具之一，它將一些能源材料輸入進去之后利用專門的手段轉(zhuǎn)換成為一定的能量，以此來適應工業(yè)的發(fā)展。但是在鍋爐的使用過程中會排出一些有害物質(zhì)，雖然在某種程度上會提高經(jīng)濟和工業(yè)的發(fā)展效益，但是也會給環(huán)境帶來一定程度的破壞，嚴重的情形下會危害人體的安全。

當前煤炭資源和石油資源的耗用量逐年提高，導致粉塵與硫酸型氣體的排放量也隨之增加。因此我們國家政府為了保護環(huán)境也出臺了相應的解決對策，不斷的改善鍋爐煙氣除塵脫硫工程工藝設(shè)計方法，提高其環(huán)保效率。

2 燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫的原理

2.1 氧化鎂這種方式的運作原理主要是指

在洗滌中采用含有MgO 的漿液作脫硫劑， MgO 被轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩徭V（ MgSO3） 和硫酸鎂 （ MgSO4） ， 然后將硫從溶液中脫除。這種鍋爐除塵脫硫的方法比較成熟，并且已經(jīng)被廣泛的用于日本與臺灣等地區(qū)，在中國大陸也有許多工廠采用這種方式進行除塵脫硫工作。不僅如此，此種方法的除塵脫硫效率在90％以上，有利于保護環(huán)境，改善當前的空氣質(zhì)量。 而且在對等的情況下，氧化鎂的使用量僅僅是用碳酸鈣除塵脫硫的五分之二，由此可見這種方法的原材料利用率高，并且效果比較明顯。目前我們國家的氧化鎂的存儲量高達八十億噸，位居全世界首位，在開采技術(shù)方面也比較嫻熟，因此對我國而言具有相當優(yōu)勢。

2.2 旋流板塔吸收器進行脫硫除塵的工作原理是

來自鍋爐的含塵煙氣首先進入文丘里管， 進行初級噴霧降塵脫硫處理， 而后以 1522 m/s 的流速切向進入旋流板塔筒體， 首先通過離心力的作用，煙氣中的大顆粒被甩向塔壁， 并被自上而下流動的吸收液捕集。這種方法能夠使鍋爐煙氣中的粉塵與氣體分離，然后實現(xiàn)除塵脫硫的目的。

3 燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫工程工藝設(shè)計

鍋爐里面產(chǎn)生的煙氣通過換熱裝置之后進去高效脫硫除塵裝置中或者是直接進入高效脫硫除塵裝置，然后利用引風機排出煙囪。在除塵裝置里面產(chǎn)生的灰水會排入石灰池，利用鈉堿液在鈉堿液池種進行處理，然后成為石灰泥漿。若是仍然存在灰水則利用多級沉淀液和污泥泵進行處理，經(jīng)過高水位池的稀釋就可以完成。

因此在燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫工程工藝設(shè)計的過程中要合理的設(shè)計排煙系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、沉淀系統(tǒng)、檢查系統(tǒng)、電力系統(tǒng)以及相關(guān)方面的基礎(chǔ)設(shè)施。積極提高設(shè)計的質(zhì)量與水平，保證鍋爐煙氣除塵脫硫的結(jié)果符合國家環(huán)境部門制定的相關(guān)標準。在工藝設(shè)計的過程中也要考慮整個工程建造的費用，詳細的估算其經(jīng)濟利益和社會效益。在實施的過程中要加強監(jiān)督管理工作，為提高環(huán)境質(zhì)量而努力。

脫硫工藝主要包括5個部分：

(1)吸收劑制備與補充；

(2)吸收劑漿液噴淋；

(3)塔內(nèi)霧滴與煙氣接觸混合；

(4)再生池漿液還原鈉基堿；

(5)石膏脫水處理。

雙堿法煙氣脫硫工藝同石灰石/石灰等其他濕法脫硫反應機理類似，主要反應為煙氣中的SO2先溶解于吸收液中，然后離解成H+和HSO3-；使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2，生成HSO32-、SO32-與SO42-，

反應方程式如下：

一、脫硫反應：

Na2SO3 + SO2 hhh NaSO3 + CO2↑ （1） 2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O （2） Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 （3） 其中： 式（1）為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應； 式（2）為再生液pH值較高時（高于9時），溶液吸收SO2的主反應； 式（3）為溶液pH值較低（5~9）時的主反應。

二、氧化過程(副反應)

Na2SO3 + 1/2O2 → Na2SO4 （4） NaHSO3 + 1/2O2 → NaHSO4 （5）三、再生過程

Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3 （6） Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO31/2H2O +3/2H2O （7）

四、氧化過程

CaSO3 + 1/2O2 → CaSO4 （8） 式（6）為第一步反應再生反應，式（7）為再生至pH＞9以后繼續(xù)發(fā)生的主反應。

脫下的硫以亞硫酸鈣、硫酸鈣的形式析出，然后將其用泵打入石膏脫水處理系統(tǒng)，再生的NaOH可以循環(huán)使用。 本鈉鈣雙堿法脫硫工藝，以石灰漿液作為主脫硫劑，鈉堿只需少量補充添加。由于在吸收過程中以鈉堿為吸收液，脫硫系統(tǒng)不會出現(xiàn)結(jié)垢等問題，運行安全可靠。由于鈉堿吸收液和二氧化硫反應的速率比鈣堿快很多，能在較小的液氣比條件下，達到較高的二氧化硫脫除率。

改造后的4噸燃煤鍋爐除塵器技術(shù)參數(shù)介紹：

處理煙氣量：

3000-600000m3/h

設(shè)備阻力：

＜1200Pa

入口溫度：

＜280℃

脫硫效率

可達85%以上

除塵效率

可達99%以上

使用壽命：

≥15年