環(huán)保企業(yè)煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展方向
摘要:本文介紹了我國煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用中存在的主要問題,提出了我國脫硫技術(shù)的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:煙氣脫硫,現(xiàn)狀,發(fā)展方向
1 引言
發(fā)達(dá)國家已形成煙氣脫硫相關(guān)環(huán)保產(chǎn)業(yè),正進(jìn)軍亞洲和全球的巨大市場。我國煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展正面臨大好機(jī)遇與嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
2 我國煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀
2.1 高濃度SO2 煙氣脫硫技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用
SO2 含量高于 3%的煙氣,通常稱為高濃度二氧化硫煙氣。此類煙氣可采用釩催化劑接觸催化制硫酸等方法脫硫回收利用硫資源。 50 年代我國有色金屬冶煉行業(yè)煙氣脫硫制酸研究即有初步成果。目前,我國有色金屬冶煉行業(yè)的高濃度二氧化硫煙氣基本上都采用催化轉(zhuǎn)化法脫硫制酸,不僅有效地控制了二氧化硫污染,而且使冶煉煙氣二氧化硫成為重要的硫資源,補(bǔ)充了我國缺乏的硫資源。
2.2 低濃度 SO2 煙氣脫硫技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用處于起步階段
SO2 含量低于 3%的煙氣,通常稱為低濃度二氧化硫煙氣。我國 2 億 kW 機(jī)組火電鍋爐煙氣及鋼鐵、有色、建材等部門 50 萬臺工業(yè)鍋爐、18萬臺工業(yè)窯爐排放的主要是這類煙氣。由于煙氣中的二氧化硫濃度低(一般僅為 0.1%~0.5%),采用傳統(tǒng)的接觸法脫硫制酸等方法,技術(shù)經(jīng)濟(jì)上難度大。
目前我國這類煙氣的脫硫技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用程度還很低,已應(yīng)用的主要是引進(jìn)的國外煙氣脫硫裝置和中小鍋爐簡易除塵脫硫裝置。
2.2.1 國外煙氣脫硫裝置的引進(jìn)
從20 世紀(jì) 70 年代后期,我國先后從國外引進(jìn)煙氣脫硫裝置,包括“氨—硫銨法” 煙氣脫硫裝置、“堿式硫酸鋁法” 煙氣脫硫裝置、“濕式石灰石—石膏法” 煙氣脫硫裝置、“旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法” 脫硫裝置和“電子束輻照法”裝置。這些煙氣脫硫裝置的引進(jìn)為我國煙氣脫硫吸收國外先進(jìn)成熟的技術(shù)奠定基礎(chǔ)。
2.2.2 中小型鍋爐簡易煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用
我國中小鍋爐占全國燃煤鍋爐的 70%,為此我國在探索中小型燃煤鍋爐二氧化硫污染控制多種途徑,如低硫燃料、型煤固硫等技術(shù)的同時,針對中小鍋爐的特點(diǎn),開發(fā)了一批簡易煙氣脫硫技術(shù)。目前這類技術(shù)申請專利已達(dá)幾十種,應(yīng)用數(shù)百套。簡易煙氣脫硫除塵技術(shù)一般是在各類除塵設(shè)備的基礎(chǔ)上,采用石灰、沖渣水等堿性漿液為固硫劑,應(yīng)用水膜除塵、文丘里除塵、旋風(fēng)除塵的機(jī)理和旋流塔、篩板塔、鼓泡塔、噴霧塔吸收等機(jī)理相結(jié)合同時除塵脫硫。已形成沖激旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、濕式旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、麻石水膜除塵脫硫技術(shù);脈沖供電除塵脫硫技術(shù);多管噴霧除塵脫硫技術(shù)、噴射鼓泡除塵脫硫技術(shù)等在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行除塵脫硫的煙氣脫硫技術(shù)。其共同特點(diǎn)是設(shè)備少、流程短、操作簡便,一般除塵效率70%~90%,脫硫效率30%~80%。
3 煙氣脫硫技術(shù)在我國應(yīng)用所存在的主要問題
我國從 70 年代開始引進(jìn)國外煙氣脫硫成套裝置,但到目前為止,卻僅有不到1%裝機(jī)容量的火力電廠和少數(shù)中小型鍋爐實(shí)施煙氣脫硫。主要有脫硫成本問題、產(chǎn)物出路問題以及引進(jìn)技術(shù)國產(chǎn)化的問題。
3.1 脫硫成本和產(chǎn)物出路問題
由國外引進(jìn)的煙氣脫硫裝置,設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用 高, 如我國重慶珞璜電廠引進(jìn)的 “石灰石—石膏法” 煙氣脫硫裝置,投資約4000 萬美元,每年還需運(yùn)行費(fèi) 4000 萬元人民幣, 每噸脫硫成本為1100元, 設(shè)備建設(shè)費(fèi)用占到了電廠投資的16%。另一方面, 國內(nèi)外目前應(yīng)用的主要煙氣脫硫技術(shù),無論是國外引進(jìn)的“石灰石—石膏法” 、“旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法” ,還是國內(nèi)的簡易脫硫除塵一體化技術(shù),都存在因產(chǎn)物無出路,不得不作為固體廢棄物拋棄。如重慶珞璜電廠一期工程,每年就有25萬 t 固體物排放。
3.2 國外煙氣脫硫技術(shù)的國產(chǎn)化問題
近年來,我國在發(fā)展煙氣脫硫技術(shù)方面有了較快進(jìn)展。提倡以“濕式石灰石—石膏法”為主引進(jìn)國外煙氣脫硫技術(shù)并通過國產(chǎn)化制造煙氣脫硫裝置,降低煙氣脫硫裝置建設(shè)投資、減小脫硫成本的呼聲甚高。通過國外先進(jìn)煙氣脫硫技術(shù)的國產(chǎn)化來加速我國煙氣脫硫的進(jìn)程是必要的,但 不是唯一選擇。在煙氣脫硫的發(fā)展道路上有兩個誤區(qū)。
3.2.1 依賴引進(jìn)的誤區(qū)
國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,發(fā)展中國家由于技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國家,往往采取“從國外發(fā)達(dá)國家購買產(chǎn)品,從國外購買引進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備,將引進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行國產(chǎn)化”的道路。但這種一度被認(rèn)為是提高發(fā)展中國家技術(shù)水平正確的道路,有一顯著的負(fù)效應(yīng),就是它導(dǎo)致我國脫硫技術(shù)陷入依賴引進(jìn)的困境,技術(shù)水平永遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。
3.2.2“盲目照搬”的誤區(qū)
國外發(fā)達(dá)國家成功應(yīng)用煙氣脫硫技術(shù)解決了二氧化硫污染問題。但他們實(shí)行的是高投入、高消耗解決二氧化硫污染的模式,煙氣脫硫裝置投資達(dá) 150~280 美元/kW,脫硫成本為每噸 350~600 美元。我國人均 GNP 僅幾百美元,我國的經(jīng)濟(jì)狀況決定了我國不能照搬國外發(fā)達(dá)國家高投入、高消耗的煙氣脫硫模式。
另外,發(fā)達(dá)國家各自也有自己國情,他們在煙氣脫硫技術(shù)道路的選擇上,實(shí)際上都有自己的特色。如日本、德國主要用“石灰石—石膏法”脫硫成功, 其重要原因是兩國都缺乏天然石膏資源,因此他們把“石灰石—石膏法” 煙氣脫硫副產(chǎn)石膏作為石膏資源,既解決了本國石膏缺乏的問題,又解決了煙氣脫硫副產(chǎn)品出路問題,并相應(yīng)降低了脫硫成本。而美國天然石膏較為豐富,煙氣脫硫副產(chǎn)石膏無出路,故一般采取拋棄的方法。而我國人均土地資源有限,又是一個硫磺等資源缺乏,而天然石膏資源卻豐富的國家,因而美、日、德等發(fā)達(dá)國家脫硫副產(chǎn)物出路的解決方式難以在我國應(yīng)用。
因此,對于國外先進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)我們可以引進(jìn),可以國產(chǎn)化,但是更重要的是我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)創(chuàng)新,走出依賴引進(jìn)的困境,探索中國自己的煙氣脫硫道路,不能走國外發(fā)達(dá)國家高投入、高消耗解決問題的道路。
4 我國脫硫技術(shù)的方向
濕法脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最多、最為成熟的技術(shù),固硫劑價廉易得,副產(chǎn)物便于利用,煤種適應(yīng)范圍寬,并有較大幅度降低工程造價的可能性。目前單機(jī)容量在 20 萬kW 以上的火電機(jī)組容量占火電總裝機(jī)容量的 55%,高參數(shù)、大容量火電機(jī)組是當(dāng)前和今后相當(dāng)長時間內(nèi)火電發(fā)展的方向。因此,大機(jī)組脫硫是火電廠脫硫的工作重點(diǎn),是控制火電廠 SO2 的關(guān)鍵,而濕法脫硫工藝是當(dāng)前國際上通行的大機(jī)組火電廠煙氣脫硫的基本工藝,所以,我國應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展?jié)穹摿蚣夹g(shù)。
噴霧干燥法脫硫、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化脫硫、海水脫硫、電子束脫硫等脫硫工藝在國內(nèi)已有示范項(xiàng)目,要認(rèn)真總結(jié)示范項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況充分論證,進(jìn)行合理消化利用。爐內(nèi)噴鈣和復(fù)合固硫劑結(jié)合起來,向爐內(nèi)直接噴入效果較好的復(fù)合固硫劑,即復(fù)合固硫劑爐內(nèi)噴射脫硫工藝,工藝上省去活化塔的巨大投資,在大大降低了成本的情況下, 稍微降低了脫硫率,這樣既可以把資金應(yīng)用到多臺機(jī)組的技術(shù)改造當(dāng)中去,又可以滿足環(huán)保的要求。
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