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是什么制约了半干半湿法烟气脱硫技术的发展?

发布时间:2017-08-08

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半干半湿法是由中国环境科学研究院开发出的脱硫技术。该技术是在对日本政府赠送的半干半湿脱硫装置进行改进的基础上,研发出的符合我国烟气脱硫现状的脱硫技术。改造后的工艺和技术投资小、占地少、费用低、无腐蚀,且脱硫灰还可制砖。但在使用过程中出现的问题也限制了该技术的进一步发展,本文针对这些问题进行了分析。

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1湿壁现象


各种半干半湿法烟气脱硫技术基本原理是一致的,即脱硫剂或以溶液的形式喷入烟气中,或以干态进入,进行塔内喷淋水雾,此后吸附剂与SO2发生化学反应的同时,溶液水分全部蒸发。


但要想同时满足高的脱硫效率和获得干燥的产物,在实际操作中存在一定的困难,因为影响半干法烟气脱硫效率的因素很多,且彼此之间还会相互影响,主要体现在两个方面:


一是,烟气进入过多,脱硫效率降低;


二是,脱硫剂喷入较多,就会产生湿壁现象。


而湿壁现象的产生首先会造成设备的腐蚀,进而增加了为了防腐处理而额外产生的费用;其次当湿壁严重时,即会出现结块现象,从而导致系统因堵塞而停运,增加了设备的运行和维护费用。造成湿壁现象的非塔结构原因主要有:


一是,较慢的水雾蒸发速度;


二是,结露(主要是温差过小或内壁与气流主体间温差过大造成的)。


低温距的存在虽然对提高脱硫效率有非常重要的意义,但是其的存在也大大增加了湿壁的可能性,因此设法解决这对矛盾,就成了目前相关研究人员解决半干半湿脱硫工艺中脱硫效率与运行费问题的方向,是一个十分值得研究的课题。


2自动控制问题


半干法烟气脱硫技术最大的特点是,脱硫反应是发生在液态中,而最终的产物却是干燥的固态粉末状,因此半干法脱硫技术对反应条件的控制水平要求较高。控制的最终要求是脱硫塔的出口产物是固态的,即要保证加入塔内的增湿水或石灰浆液中的水分在达到脱硫塔出口之前完全蒸发掉。


而且整个脱硫过程的温度条件是在接近绝热饱和温度进行的,高于或低于绝热饱和温度都会对脱硫效率产生很大的影响。这样的控制要求下,如果完全采用国外的监测装置不仅费用高,对本已经不堪重负的企业无疑又是一项昂贵的支出,因此,国产化的烟气在线监测装置和自动控制系统的开发和研制势在必行。这不仅能保证现有脱硫装置安全、稳定的运行,而且也给烟气脱硫技术的进一步发展提供了保证。


3影响众多,操作复杂


半干法烟气脱硫技术的影响因素较多,主要包括:停留时间、Ca/S摩尔比、近绝热饱和温度和温度差、雾滴粒径等。近年来,对半干法烟气脱硫技术的研究多是集中在脱硫剂的选择、设备的改造、不同脱硫技术的影响因素等。对影响脱硫技术的众多影响因素之间的关联研究甚少。


4雾化喷嘴结构


雾化喷嘴是脱硫装置中的重要一环,因为雾化效果的好坏会影响最终的脱硫效率,而喷嘴的结构不同或结构不合理还会给脱硫工艺造成故障,如湿壁、雾化效果不好、堵塞等。因此简化喷嘴的结构是提高脱硫效率的一项重要手段。简化后的雾化喷嘴的结构应该是不易堵塞和磨损的,而且应保证更换方便,成本低。


在半干法烟气脱硫中,不需要很细的雾化浆滴,因为浆液会附着在固体颗粒物上。另外,为了避免粘壁和结垢等问题,希望喷嘴喷出的液滴在到达壁面和塔内构件上之前,应该已经被蒸发。这就要求在喷嘴的设计和布置上尽可能避免以上问题的出现,否则会造成装置的全面停运。


5大型化问题


经历了几十年的发展,半干法烟气脱硫技术纵然避免了湿法和干法的缺点,发展出了其独特的优势,但仍然没有替代湿法或干法烟气脱硫技术,完全占有烟气脱硫的市场。究其原因,有设备本身的问题,也有控制复杂、影响因素众多的原因,也有其经济性的影响。最重要的是,半干法烟气脱硫技术因为涉及到了气、液、固三相的传质与传热,机理较复杂;目前的各项研究都有各自的局限性,无法从内部机制出发找出该技术的关键点。因此,也就使得该技术大型化,完全应用于工业,还存在重重阻力。


半干法烟气脱硫技术因其设备投资小、占地面积小,脱硫效率高且无二次污染的特点,符合我国烟气脱硫技术的发展要求。但因自身技术的复杂性,限制了其大型化的应用和发展。因此,积极解决半干法烟气脱硫技术中存在的问题,既能加强我国国产脱硫技术,又能解决如今严重的雾霾天气对烟气脱硫的强烈需求。


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