燃煤锅炉烟气脱硫的技术现状及发展趋势
孙娜,建伟伟,周薛豹,武军霞
【摘 要】综述了国内外二氧化硫处理技术的现状,主要从燃烧前、燃烧中、燃烧后三方面对二氧化硫的处理技术进行介绍。分别从脱硫技术的原理、脱硫效率及优缺点等方面展开,比较了不同烟气脱硫技术的优缺点,提出现阶段存在的问题及今后需要努力发展的方向。 【期刊名称】《辽宁化工》 【年(卷),期】2024(048)012 【总页数】4
【关键词】关 键 词:烟气脱硫;脱硫效率;干法脱硫 开发与应用
基金项目:国家自然科学基金资助项目,项目号:51706091;辽宁省科技计划项目,项目号:L202447;辽宁石油化工大学引进人才科研启动基金,项目号:2016XJJ-025。
随着社会经济快速发展,在开发利用煤炭资源的过程中由于不合理的使用,对我们赖以生存的环境造成了严重的污染。以燃煤电厂锅炉为主的工业排放大量的硫氧化物及氮氧化物对空气质量影响较大,治理二氧化硫的污染迫在眉睫。本文分别从燃烧前、燃烧中和燃烧后三个方面对现阶段各脱硫技术开展详细综述。
1 燃烧前脱硫
1.1 选煤
选煤是采用不同的处理方法将煤中的杂质、灰分去除,主要有重力筛分法、物
理方法、化学法和微生物分解法。通过不同方式将煤进行分类,并按照各个用户的需求严格控制煤炭的质量以保证煤自身的燃烧特性,使对应等级需满足用户使用要求。
该方法是煤炭燃烧前最主要的利用方式。主要利用不同质地原煤物理性质如密度、磁性等方面的明显差异,将煤中的有机硫及无机硫去除,同时可去除一半以上的灰分。该方法脱硫效率不高,但技术操作简单,经济型较好。化学法通过用强酸、强碱、强氧化剂等与原煤中物质产生化学反应进行脱硫,可将煤中99%矿硫脱除。生物法是通过微生物选择性的分解和降解煤中不同形式的硫将其脱除,脱硫率达90%。但化学法和生物法经济成本较大,一般仅是对煤质有特殊要求的行业中使用。 1.2 洁净优化动力配煤
该方法是将不同质地的煤炭进行破碎后,并筛选符合要求的煤颗粒,按照特定的比例要求进行混合,同时加入适量添加剂以增加煤燃烧性能(主要优化化学组成以改善其燃烧特性),通过品质高低的煤不同配比,有效提高煤炭产品结构,充分利用现有煤炭资源,实现煤质互补,更好的服务于燃烧的主要用户,为提高燃煤效率及改善空气质量做贡献。
2 燃烧中脱硫
燃烧中脱硫具体是指利用脱硫剂对燃煤燃烧时生成的 SO2进行脱除,煤中的不同形式的硫与脱硫剂在燃烧中经化学反应生成沉淀的硫酸盐将硫组分去除。主要有以下几种方法。 2.1 循环流化床
其原理为:在循环蒸腾的流化床上加入适量的脱硫剂如石灰石等,小颗粒煤粉
与脱硫剂充分混合并在炉床上处于悬浮状态充分燃烧,产物中的 SO2直接与加入的石灰石发生反应生成硫酸钙脱硫。该技术可以使SO2排放减少80 %以上,且燃烧温度较低,可有效抑制氮氧化物的形成 [1]。该技术脱硫剂处于悬浮状态,SO2接触充分,停留时间长,燃烧温度合适,反应充分,在炉内的脱除率较高。 2.2 炉内喷钙脱硫技术
该技术是将石灰石研磨为粉末状,然后通过一定方式提供足够动力将其喷射至锅炉炉膛内与燃烧产生的 SO2反应。该技术需确保炉膛反应温度控制在850~1 250 ℃之间,以便快速分解脱硫剂石灰石为氧化钙,使其与 SO2反应,促进脱硫反应 [2]。该方法经济成本低,操作简单,环保指标较高,但是氧化钙回对锅炉部分受热面产生一定腐蚀。 2.3 型煤燃烧
型煤是一种或几种品质各异的煤炭经人为按照特定的比例混合,经科学配比混合后其燃烧性能、发热量、杂质含量及污染排放标准都得到优化。之后加入一定配额的粘合剂,通过充分粉碎,混合加工为不同形状的固体煤(如蜂窝煤)。具有固定形状能有效降低燃烧过程的粉尘颗粒,将品质高低不同的煤进行优势互补,经济型和环保效果均较好。该技术能有效减少层燃式锅炉及工业窑炉烟气中的有害物质排放,具有清洁、高效的特点。但该技术燃烧时炉温较高,对于悬浮燃烧的燃煤电厂不适用,脱硫率较低。 2.4 水煤浆(CWS)燃烧技术
该技术是将煤粉和水以一定比例混合配制而成的液体燃料,具有便于运输、贮存的优势。该方法对煤的灰分及硫含量有较高要求,灰分低于10%,硫含量不高于0.5%,且适用于挥发分较高的煤质。首先研磨煤粉至250~300 μm,之