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脫硫,為什么要用石灰石作為脫硫劑?
2016/11/17 閱讀次數:[1360]

摘要: 火力發電廠的脫硫,為什么一定要用石灰石作為脫硫劑?火力發電廠排出的粉煤灰漿,無用,有害,量大,且多。酸堿度一般在8.5-13左右。 為什么不能將其堿性應用于脫硫呢? 按照中等偏下原則計算粉煤灰漿中的脫硫物質。 粉煤灰漿中的脫硫物質,是燃煤含硫量3%情況下的4倍多。足以用于脫硫。 不僅有價值,而且完全有必要,將粉煤灰漿應用于火力發電廠的脫硫。 運用高、精、尖技術的****煙氣微分處理工藝,不僅能夠將粉煤灰漿與二氧化硫充分有效混合,而且能夠降低傳統脫硫塔50%以上高度。也就是說,能夠大為減少占地面積和占用空間。 根據已經成功的十多個工業應用業績進行計算,能夠實際應用于火力發電廠的高效除塵脫硫裝置,其除塵、脫硫效率,一般在99.9999%左右。 也就是說,完全可以節省掉靜電除塵這一部分。針對國內、外燃煤電廠鍋爐煙氣治理的除塵、脫硫成本高、效率低,結構復雜、操作繁瑣、具有二次污染,缺陷過多狀況,研發成功,可以廣泛運用于煙氣治理領域,可以與電廠污水零排放相結合,并且可以與城市污水水處理相結合的,全部國產化的,低成本、高效率濕式除塵、脫硫、污水處理一體化技術裝備。

緒言: 解決溫室效應、空氣質量劇烈惡化、水污染和大規模酸沉降污染,是全人類面臨的重大問題之一。進行全球氣候和環境保護,是對人類智慧、勇氣和信心的重大考驗。 進行全球氣候和環境保護,煙氣治理是主要措施之一。煙氣治理的除塵、脫硫一體化,以廢治害、以害制害,綜合利用、綜合開發,是降低脫除二氧化硫成本的最有效途徑。其意義,絲毫不亞于進行第二次工業革命。 溫室效應、空氣質量劇烈惡化、水污染和大規模酸沉降污染,給予人類社會和諧發展造成的危害,愈發劇烈。日益明顯。這是每一個人都能夠切切實實的感受到的。對于環境保護的迫切性和重要性,人人皆知。 但是,為什么煙氣治理的速度仍然不盡人意呢? 歸根結底,靜電除塵--石膏脫硫的除塵、脫硫工藝流程,復雜、造價昂貴,是根本原因。 雖然,石灰石價格低廉、資源廣泛,靜電除塵耗用的用電量也比較小,但是,久而久之,運行費用也是很為可觀的。僅就全國的火力發電廠除塵、脫硫來講,造價和運行費用,都是巨大的天文數字。對于脫硝、脫碳的具體實施要求,則更是遙遙無期了。 降低除塵、脫硫的造價和運行費用,是粉塵和硫、氮、碳氧化物污染治理的根本所在。 煙氣治理,需要造價低、效率新高技術。 電力,中國、乃至全****的各行各業都在呼喚更好、更****的除塵、脫硫全新技術裝備。 怎么樣降低除塵、脫硫的造價和運行費用? 從這里就可以引出一個問題。

一、火力發電廠的脫硫,為什么一定要用石灰石作為脫硫劑? 火力發電廠排出的粉煤灰漿,無用,有害,量大,且多。酸堿度一般在8.5-13左右。 為什么不能,為什么沒有將其堿性應用于脫硫呢? 如果能夠應用一部分,那么,就可以降低粉煤灰的相當一部分有害性。就能夠減少許多石灰石的消耗。就能夠減少許多有關石灰石消耗的資源浪費。亞石膏的無用性,以及其堆積緩釋二氧化硫的二次污染性,眾所周知。 石灰石-石膏-濕式脫硫工藝流程,雖然也能夠廣泛應用,畢竟造價高、效率低、結構復雜。浪費嚴重。需要根本性進步。

二、粉煤灰漿中含有能夠脫硫的物質,是不是不足以用于脫硫呢? 一般燃煤的含灰量在30%以上。30%含灰量中的脫硫物質,能夠脫除多少二氧化硫? 燃煤煤質的不同,含灰量也不同。 30%的含灰量,能夠脫除3%的二氧化硫。十倍比例,從數學意義上講,根本沒有問題。 按照中等偏下原則計算粉煤灰漿中的脫硫物質。 粉煤灰漿中的脫硫物質,是燃煤含硫量3%情況下的4倍多。足以用于脫硫。所以,不僅有價值,而且完全有必要,完全應該將粉煤灰漿應用于火力發電廠的脫硫。 燃煤含灰量中的脫硫物質,混溶在水溶劑中的活性更好。脫硫能力應該更好。因為應用石灰石脫硫的石膏脫硫法,并不能高效地脫除二氧化硫。還需要添加含鎂物質等等。

表1. 粉煤灰的化學成分及性能(%)

粉煤灰是原煤經電廠鍋爐燃燒后的產品。各地電廠所用的原煤來自不同的煤礦。所以燃煤中各組成物質的含量不同。而且各個電廠爐膛結構有別,受爐溫、空氣含氧量、燃燒質量等的影響,以及原煤的燃燒方式不同,因而燃燒后粉煤灰的比重及成分不同。 經頻譜儀分析可知:粉煤灰的主要成分是氧化硅、氧化鋁和氧化鐵,約占粉煤灰總量的80%左右,還有一定量的氧化鈣、氧化鎂等(見表2)。

表2.不同電廠粉煤灰化學成分測定結果(%)

1.關于燃煤含硫量計算:以35噸/小時鍋爐為例。煙氣量126000立方米/時。 按用煤量6.6噸/時計算。燃煤含硫量為3%時煙氣含硫量: 每小時煙氣含硫量6.6×1000×3%=198kg,為198kg×1000÷32=6187.5GM。

2.關于粉煤灰所含脫硫物質計算: 按煤的含灰量為30%計算:煤渣、粉塵量為6.6×1000×30%=1980kg。 粉煤灰含SiO2為32-60%,取45%;Al2O3為10-32%,取20%;Fe2O3為4-12%,取8%;CaO為2-24%,取12%;MgO為1-11%,取6%;燒失量為1-15%,取9%。礦物組成以玻璃體為主要成分。玻璃體含量50-80%。其余為莫來石和石英相。 粉煤灰中能夠脫硫的物質數量如下:

SiO2: 45%×1980=891(kg), 891000÷(28×1+16×2)=14850GM;

Al2O3:20%×1980=396(kg), 396000÷(27×2+16×3)=3882.35GM;

Fe2O3:8%×1980=158.4(kg), 158400÷(56×2+16×3)=990GM;

CaO: 12%×1980=237.6(kg), 237600÷(40×1+16×1)=4242.85GM;

MgO: 6%×1980=118.8(kg), 118800÷(24×1+16×1)=2970GM;

合計為:14850+3882.35+990+4242.85+2970=26935.2GM。

3.脫硫劑數量大于含硫量四倍以上。 燃煤含硫量3%時,每小時煙氣含硫量為198kg×1000÷32=6187.5GM。 粉煤灰中所含脫硫物質的量,每小時為26935.2GM,是硫的26935.2÷6187.5=4.35倍。

三、如何將粉煤灰漿中的脫硫物質與二氧化硫充分混合?

傳統中的濕式石膏脫硫法,能夠將石灰石中的脫硫物質有效混合。也完全能夠將粉煤灰漿與二氧化硫有效混合。在利用傳統的石膏脫硫法脫硫設施的基礎上,利用粉煤灰脫硫,一定會有許多不適之處。所以進行了研究。經過研究、開發,事實證明,應用粉煤灰進行脫硫的設施,不僅比石灰石脫硫設施小,而且,還可以將巨大的靜電除塵設施節約掉。

四、應用粉煤灰漿脫硫,是否可以節省掉靜電除塵? 靜電除塵的效率一般在99.99%左右。傳統的麻石水膜除塵器效率,一般只有97%. 在利用粉煤灰漿脫硫時,除塵效率能不能達到99.99%,關系到能否節省掉靜電除塵問題。根據已經成功的十多個工業應用業績,作為粉煤灰漿脫硫的工業應用試驗裝置進行計算。脫硫效率與除塵效率基本相同。 煙氣治理的效率可以達到100%。但是,與物質不滅定律、能量守恒定律絲毫無關。例如空調。例如沙塵暴污染的大氣,經過濕式處理后,完全可以達到濕潤、清新程度。其經過安裝紫外線、負離子發生裝置、恒溫裝置通道后,空氣質量還可以進一步提高。

五、除塵、脫硫一體化,是降低除塵、脫硫成本的根本途徑。 與目前****上最為成熟、應用范圍最為廣泛的石灰石-石膏濕式脫硫-靜電除塵煙氣治理工藝流程相比較,將靜電除塵和脫硫島這兩個龐然大物合而為一,一定能夠降低造價,降低運行成本。但是,還能不能夠具有更進一步的發展? 研究證實,完全能夠將除塵、脫硫、污水處理合而為一。除塵、脫硫、污水處理一體化,更有利于煙氣治理向縱深發展。不僅有利于電廠的污水零排放,更有利于社會上的污水處理。 除塵、脫硫、污水處理一體化,具有強大的污水處理功能。其它企業將印染廢水、造紙廢水、氨水、電石渣、海泥應用于脫硫的工業應用事實,完全能夠證明。 工業應用證明,經過除塵、脫硫工藝流程的澄清水,清澈度一般在1.8米以上。 關于小型火力發電廠的廢水水質、水量特點: 小型火電廠的廢水一般分為除灰廢水、冷卻系統排水、化學處理系統排水、輸煤系統廢水、廠區生活廢水、含油廢水和雜用水系統排水等。其中除灰廢水和冷卻水系統排水水量占整個電廠廢水的80%左右。其它廢水水量由電廠的具體用水情況而定。冷卻水系統排水水質較好,只是溫度和COD較高。除灰廢水水質差,水中不僅COD和SS很高,還含有許多重金屬元素。

表3.小型火電廠各廢水系統水量和廢水中的污染物統計

火力發電廠的煙氣治理,是一個相當巨大的社會工程。一般要求具有兩個同樣的業績。這就徹底否定了創新。作為企業,創新成果如果沒有業績,也是不可以接受的。 必須堅持進一步深化科研體制、機制改革。 火力發電廠的煙氣治理創新,也同樣是一個相當巨大的社會工程。也需要跨越很高的門檻。許許多多關于煤的清潔燃燒研究機構、重點實驗室,并不能夠做到對于具體情況進行具體分析,進行具體研究,對于顯而易見的、近在咫尺的、具有明顯堿性特征的粉煤灰漿,加以應用,至今仍然達不到非職務發明人一九九七年的研究水平,只能說明,開拓具有中國特色的科學技術全面發展道路,任重道遠。 建設科學發展的創新型****,需要全國上上下下每一個人的努力,匯聚成為共同的合力。

結論: 利用具有堿性特征的粉煤灰漿脫硫,切實可行。關于其工業應用的技術裝備,鑒于應用在其它行業的十多個業績,證明其技術可靠、成熟。

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