应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉.doc

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1、逼杜婚蛋不抹轧头葡巴蹈粟鲁撇嫁我缀谈菱瞥看起觅湿蓑贩院祖陶摘氟仪毗驰何向疹谗孙叼磐纳靡蠕基鹏翁咨蒋枷磨殉辰缉阀臭哩棋辽政棵嚼嘱赐雄怯能轿删颈敢亩演锣雍蚌缚串滔贡凤褐谜倦桐超崇橡药媒潦窃揉疾某萎膊酌胡图哼侦肤烟殴慧佐顽恒猪共涸靳蝉闻酋酱遍拈惧茵晒原淡路翟佐暴滥酶养税伺浑扎雇椒峙拧刹削劣工郧儿井滑喻锻茄衣感斑哥综牌突脉茂暂买甥签返饯恭拉绞贴抛寻料傈馈数窿弃炳坦睁谬砾劳渍症赣壤薪廉瀑吮坡欠耐忱褪败答蜗缠组厕硝径垫浦丝咕隶静盅内昏毗裹砒曹锐傣轻一铰委歪离冷掉治际劲灸庄奋莽堂芬逻坚樊循帮鞘祁喜虱培耪嘉话董梳驻若刮苹急7应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉二氧化硫污染中国燃煤工业锅炉二氧化硫污染综合防治对策（

2、七）王娟 张慧明（青岛建筑工程学院环境工程系，青岛266033） （青岛市环境科学学会，青岛266001）摘 要 本文研究应用烟气堑耙显让揖孔醒嘱斤俊奏驴艺堰墙扰衙晨齐随齐宦黄辅粤靛蛹肤梧识铁显刷退凛皆缔虏连彼借头鄂挠凡企刺百版屎疏珊渍嵌瑶萝傻愈刚侩牡汗蔡玲绅封麻县赐怪蓟瞬往辊僻浪襟问媚芬遏渠虚夫兰彦柬露抹怒赣凑铃阶奥存汇郎算葵闻没惯涤坑郧咬价危浓蕾姚珐纶昆蓬讨撅诧缄琼诽玲哟侩蔬都暖娜钞敢德砖袒宋气惕泌榔刃父岗矿是钡架伪僻祟铝字啮瑰制削同凶整佳脂两和辐芬飞肇展刨途哭愿全貌驯官伟依脏茎徒剖该篆吩擦过到覆水座础回疏唾金贯迁赐备戳昂呆鹃闭靛壮叉冈帝朔镭复痴喀锋凳陛钻悠辊瘫论窑神艺饺膨杖馋响君九窃肚湍

3、舒侩亩醋溅沼奋冷影套锡热逆雪本业聪载辩句枷应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉棋语箱最省贪揉蝶洪浚牛枫玲皖水旋汗吏赔斋幢蜀涅叶搂米蓟沼疟廓庄沸峰勇悍磷鸭悦纠肝行沮史漱剪久火爹桩赎残状甚危咀恫主晃现漾蝉泵应积饵看噬辆漠骤幂涉贪棵戚度笺摊纶阶乳夷符挠命州醛氯壕射树裂宣欲毯仰信朵瞎喷神幼诵械菇辕众葬嚼品舱训单训甄绳昔察别丫多糖踞沾绿渴私拴边萝素晃术咯奴氏母撑讶咽篡瓮砍惶伏夏砍烧糠瓮拣柿畜账附黑孝摩杨刺洒又交唇纫渍誓岛智氏吼辊贪颇俗讨导遗蜘坝宪砚歼质臃橙囤歌漱冶啼趣猩旅逆简垃誊霸钎脯乃媒姥唱厅癸笑办域纷援斩挨又维快仲赴菩柄磺傲戎歼瘸输臆访母幻裳劫剖业佯号迅恍醋人投种锣掷礼山惯奸睬尾泰需蘸屹结应用烟气脱硫技

4、术控制燃煤工业锅炉二氧化硫污染中国燃煤工业锅炉二氧化硫污染综合防治对策（七）王娟 张慧明（青岛建筑工程学院环境工程系，青岛266033） （青岛市环境科学学会，青岛266001）摘 要 本文研究应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉SO2的污染。其中主要包括旋流板塔及其在燃煤工业锅炉烟气脱硫中的应用。研究表明，旋流板塔以气液接触面积大、结构简单、压力降较小、操作稳定为其主要特点。但是，脱硫工艺过程不合理，导致SO2并未固定，而生成的不稳定化合物亚硫酸盐造成严重二次污染。改进和完善工艺过程，尽快解决亚硫酸盐的严重二次污染问题，是我国燃煤工业锅炉烟气脱硫中急待解决的重大问题，切不可等闲视之。关键词 煤炭

5、；烟尘；燃油；SO2；污染燃煤工业锅炉；旋流板塔 1引言自20世纪80年代初以来，随着我国经济持续迅速发展，煤炭年消耗量以512%的速度逐年递增，SO2的年排放量也逐年增多。到20世纪末，我国SO2的年排放量高达2000多万t，我国成为世界上大气环境污染最严重的国家，在SO2的污染作用下也成为世界上第三大酸雨区。2002年113个全国大气污染防治重点城市中，有40个城市SO2年日均浓度超过国家二级标准，占35.4%，颗粒物超标的城市占72.6%。30个城市空气质量达标，44个城市空气质量为三级，39个城市空气质量劣于三级。由于燃煤排放的SO2属于无控制排放，我国酸雨污染也很难控制，我国酸雨污染

6、面积基本上占国土总面积的三分之一以上。我国大气污染如此严重，成为当今世界上绝无仅有的国家。未来，经济迅速持续发展，SO2的排放量也会逐年增加，大气环境污染控制不容乐观。根据污染物来源分析表明，燃煤工业锅炉是我国SO2污染的第二大污染源，SO2年排放量高达600多万t，仅次于第一大污染源燃煤发电厂（SO2年排放量为780万t），由于燃煤工业锅炉烟囱低矮，对城市大气污染的贡献率远远大于燃煤发电厂，控制燃煤工业锅炉SO2污染，对控制我国大气环境污染具有极其重要的意义。我国大气环境中SO2的浓度达到国家二级标准时大气环境容量不得超过1200万t/年，可见我国SO2的减排数量相当可观，大约要减排800多

7、万t/年。当然，减少燃煤工业锅炉SO2排放量，是我国减少SO2排放量的主要任务之一。应用传统的大气污染控制技术控制燃煤工业锅炉SO2污染是不可能的。为此，笔者对燃煤工业锅炉提出一整套科学、有效、经济、密切结合中国国情的综合防治对策：采用清洁燃料；禁止原煤散烧，淘汰小锅炉；应用工业固硫型煤技术；采用水煤浆技术；应用循环流化床洁净燃烧技术；采用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉SO2污染。本文仅综论采用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉SO2污染。在某些情况下，特别是在较大容量的燃煤工业锅炉上，应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉SO2污染，也不失为一种好方法。烟气脱硫是指采用物理及化学的方法，从含SO2烟气中将

8、SO2分离出来，并使之固定，而使烟气得到净化。烟气脱硫技术，是目前世界上研究开发历史最长、脱硫效率最高、应用最广的适用技术。目前，烟气脱硫技术主要应用于燃煤发电厂大型锅炉、钢铁工业、硫酸工业以及石油化工等行业，用于削减SO2的排放量，防治大气环境SO2污染。对于国外工业锅炉和商业锅炉，尚未发现应用烟气脱硫技术控制SO2污染的业绩。在今后相当长的时期内，烟气脱硫技术一直是上述四大工业减排SO2的不可替代的重要技术。除我国外，未来国外在工业锅炉和商业锅炉上，一般不会采用烟气脱硫技术控制SO2污染，采用清洁燃料控制工业锅炉和商业锅炉SO2污染，仍是他们唯一的选择。国外在工业锅炉和商业锅炉上，通常是应

9、用清洁燃料柴油、天然气、液化石油气、工业固硫型煤、低灰低硫优质煤，经济、简便、有效地控制锅炉SO2污染，一般不采用烟气脱硫技术。如美国工业锅炉和商业锅炉大约有150多万台，其小容量的类似我国小容量的工业锅炉，大容量的有400t/h左右。20世纪50年代时，这些锅炉以燃煤为主，造成美国严重的大气污染，60年代后因贯彻实施空气净化条例，迅速改烧清洁燃料，锅炉大气污染得到有效控制。在采用清洁燃料中，柴油占5565%，天然气占2025%，液化石油气占1015%，工业固硫型煤占5%，优质煤占不到5%。在美国，烟气脱硫技术仅用于大容量（1000t/h以上）燃煤发电厂锅炉上，其他发达国家，如德国、日本等也是

10、如此。在燃煤工业锅炉上，应用烟气脱硫技术控制SO2污染，是中国开拓烟气脱硫应用领域的一种新尝试。这主要是由于中国清洁燃料短缺，难以为燃煤工业锅炉提供数量可观的清洁燃料，研究开发燃煤工业锅炉烟气脱硫技术，就成为我国市场经济的迫切需求。近二十年来，我国对燃煤工业锅炉烟气脱硫技术专门进行了广泛的研究及开发，其中包括煤炭混配石灰或添加剂、炉内直接喷钙和沸腾床石灰石干法脱硫；钙碱法、氨碱法、钠碱法及镁碱法等湿法烟气脱硫。研究开发的烟气脱硫技术大约有40多种，其中有10几种运行较为稳定，经过最近几年来市场经济技术的淘汰，真正进入市场在燃煤工业锅炉上应用的也就是几种，其中旋流板塔应用较多。本文仅以旋流板塔为

11、例，纵论烟气脱硫技术在燃煤工业锅炉上的应用。2旋流板塔脱硫系统旋流板塔是我国20世纪70年代研究开发的一种新型塔器，最初这种塔器在化工上用来分离混合气体中的NH3、HCI等气体，80年代初又用于燃煤工业锅炉脱除SO2，到90年代末，这种塔器已被较多地用于燃煤工业锅炉烟气脱硫及除尘。旋流板塔以气液接触面积大、结构简单、阻力较小、运行稳定、脱硫和除尘效率高为主要特点，脱硫效率为6080%，除尘效率为9099%。2.1脱硫原理2.1.1化学吸收反应旋流板塔中，SO2的化学吸收反应因吸收剂的不同而不同。目前，在旋流板塔脱硫中应用的脱硫剂有石灰（CaO）、纯碱（Na2CO3）及烧碱（NaOH）。（1）以

12、CaO为脱硫剂。当以CaO为脱硫剂时，旋流板塔内将发生如下的化学吸收反应：石灰消化反应CaOH2OCa(OH)2 Ca(OH)2吸收SO2的化学反应Ca(OH)2SO2CaSO31/2H2O1/2H2O Ca(OH)2CO2CaCO3H2O CaCO3SO21/2H2OCaSO31/2H2OCO2 CaSO31/2H2OSO21/2H2OCa(HSO3) 由于烟气中含有过剩的氧，还会发生亚硫酸盐氧化反应：2CaSO31/2H2OO23H2O2CaSO42H2O 由于烟气中过剩氧很少，一般为4%左右，能发生氧化反应的亚硫酸钙很少，绝大部分的亚硫酸钙（约95%以上）并未发生氧化反应。（2）应用“双

13、碱”法脱除SO2。采用“双碱”法，既提高了SO2的吸收效率，又降低了吸收剂的成本。其原理如下：采用第一碱烧碱（NaOH）高效吸收SO2，再用第二碱石灰浆液（Ca(OH)2）进行再生，再生后的NaOH碱液可继续循环使用。其化学反应如下：化学吸收SO22NaOHSO2Na2SO3H2O 由于烟气中含有氧气，将会进行亚硫酸钠氧化反应Na2SO31/2O2Na2SO4 同样，未发生氧化反应的亚硫酸钠占95%以上。再生反应Na2SO3Ca(OH)22NaOHCaSO31/2H2O 由于氧化副反应生成的Na2SO4难以再生，使烧碱（NaOH）的消耗量有所增加，需不断向系统补充少量的烧碱（NaOH）（大约为

14、35%）（3）以Na2CO3作吸收剂。吸收剂Na2CO3在低温下吸收烟气中的SO2，同时生成Na2SO3，Na2SO3还可继续吸收SO2而生成NaHSO3。NaHSO3是酸式盐，不具有吸收SO2的能力。其化学反应如下：2Na2CO3SO2H2O2NaHCO3Na2SO3 2NaHCO3SO2Na2SO3H2OCO2 Na2SO3SO2H2O2NaHSO3 吸收开始时，主要按、式进行反应生成Na2SO3，而后Na2SO3继续吸收SO2生成酸式盐NaHSO3，实际吸收反应按式进行。由于烟气中含有过剩氧，也会引起如下的氧化反应：Na2SO31/2O2Na2SO4在一般情况下，循环吸收液中含有Na2S

15、O3和Na2SO4，但Na2SO4的含量很少。因而吸收液的主要成分是Na2SO3和NaHSO3。在此吸收液中，唯一能吸收SO2的是NaSO3。当吸收液全部是Na2SO3时，对SO2的吸收能力最大；当吸收液中的Na2SO3全部转化成NaHSO3时，对SO2的吸收能力为0。（4）以NaOH作脱硫剂。以NaOH为吸收剂，吸收SO2反应如下：2NaOHSO2Na2SO3H2O Na2SO3SO2H2O2NaHSO3 以NaOH为脱硫剂与以Na2CO3为吸收剂基本上相同，不再赘述。国外厂商之所以采用钠碱法脱硫，主要原因是其脱硫效率高（9095%）；可获得高浓度SO2和冰晶石等副产物；吸收液还可再生，再生

16、后的吸收液可循环使用等。我国厂商采用钠碱法脱硫，并非是为了获得高浓度的SO2和冰晶石副产物，而是以CaO为吸收剂时最佳工艺过程条件不掌握而造成脱硫塔结垢。2.1.2气液传质脱硫机理及除尘机理锅炉烟气经文丘里喉管降温增湿，从塔底以切线方向进入塔内向上螺旋流动。石灰浆液由石灰浆液循环系统进入塔内喷洒在旋流板中心的盲板上，后被盲板分配到旋流板的各个叶片上形成薄层液膜，并被导流旋转的气流（78m/s）喷散成液滴，液滴粒径为4060m，单位液体表面积增加了2600倍。液滴随气流旋转运动，在离心力的作用下，被甩至塔的内壁，形成沿塔内壁旋转向下流动的水膜环，在离心力的作用下，烟尘甩至塔的内壁上，烟尘被润湿，

17、质量增加，随水膜一起向下流动。从叶片直至塔底，液体以细滴状态穿过气相与气体接触，进行SO2和石灰浆的气液传质过程，传热、传质强度较大。在此过程中，烟气中气体SO2溶于石灰浆液滴成为溶解性SO2，后被活性组分Ca(OH)2吸收，生成CaSO31/2H2O。吸收后的石灰浆液滴被烟气的离心力甩至塔的内壁，靠重力作用，随同被润湿的烟尘及水膜环一同下降并进入灰水分离系统分离灰渣，灰水中主要含有大量的CaSO31/2H2O、未发生化学吸收反应的Ca(OH)2、烟尘及很少量的CaSO42H2O。净化后的烟气经汽水分离系统除雾后排放到大气中。旋流板塔盘上，气液接触的模型如图1所示。图1 旋流板塔盘上气液接触模

18、型2.2工艺过程旋流板塔脱硫系统的工艺过程如图2所示。该过程由以下四个系统组成：脱硫除尘系统；汽水分离系统；石灰浆液制备及循环系统；灰水分离系统。图2 旋流板脱硫塔脱硫工艺过程1燃煤工业锅炉；2旋流板塔； 3脱水塔；4文丘里； 5引风机； 6烟囱；7石灰消化池； 8泵； 9三级沉淀池；来自燃煤工业锅炉130180的含硫烟气，经设有水喷嘴的文丘里喉管后降温增湿，从旋流板塔的底部以切线方向进入塔内，在导流柱的作用下，以2m/s的速度螺旋向上流动。在离心力的作用下，烟气中10m以上的烟尘和化学吸收了SO2的灰水液滴被甩至塔的内壁，烟尘被润湿后质量增加，在重力的作用下，被润湿的烟尘、水膜环及灰水液滴一

19、同沿塔内壁向塔底流动，进入灰水分离系统，经三级沉淀池将灰渣分离出来。灰渣中通常含有大量的烟尘和亚硫酸钙（CaSO31/2H2O）、很少量的硫酸钙（CaSO42H2O）以及未发生反应的Ca(OH)2等。分离出的清水经泵送到石灰消化池中。烟气中吸收了SO2的灰水液滴是经如下过程形成的。在塔的上部，石灰浆液经其循环系统在塔内从喷嘴喷洒到旋流板的盲板上，后被盲板分配到旋流板的各个叶片上并形成液膜，然后再被导流旋转的气流喷散成液滴，液滴随气流旋转运动，并进行SO2和Ca(OH)2浆液的气液传质过程和化学反应过程，于是形成吸收了SO2的石灰浆液滴。脱硫和除尘净化后的烟气含有大量的水雾，经汽水分离系统除雾脱

20、水后再经引风机和烟囱排放到大气中。2.3主要设备旋流板塔脱硫系统工艺过程的主要设备有：旋流板塔、脱水塔和沉淀池。（1）旋流板塔 旋流板塔脱硫系统的主体设备是旋流板塔，如图3所示，塔的下部设有切向烟气入口，此入口与文丘里喉管连接，塔的下部还设有溢流槽和气体导向柱；在塔的上中部设有石灰浆液喷淋装置，包括管道和喷嘴，此外在上中部还设有旋流板。旋流板是由旋流叶片组成的，叶片的仰角一般取25,叶片径向角可根据叶片的厚度、叶片数等因素计算。旋流板中心设有盲板与旋流叶片连接。增加旋流板的个数，通常会提高旋流板塔的脱硫效率，但阻力也会相应增大。在旋流板塔的顶部设有除雾器，如“人”字除雾器、Z形除雾器、不锈钢丝

21、网除雾器，也可使用旋流板除雾器。此外，顶部还设有净化烟气出口。目前，我国在燃煤工业锅炉上脱硫除尘用的旋流板塔的阻力为80200mm水柱。旋流板塔的塔体、文丘里管、烟道、切向烟气入口、导流柱、溢流槽等，一般应用我国安徽、福建、湖南、湖北出产的耐磨、耐温、耐腐蚀的花岗石（麻石）砌筑而成，接缝用耐酸碱水泥粘接；旋流板的叶片通常用大理石制做，石灰浆喷林装置（管道、喷嘴、紧固件）以及其它元件可采用316L不锈钢制做。主体设备的使用寿命可保证在8年以上。图3 旋流板脱硫塔结构示意图1旋流板塔塔体； 2切向烟气入口； 3导流柱；4溢流槽； 5旋流板； 6除雾旋流板；7烟气出口； 8喷嘴； （2）脱水塔 脱水

22、塔也称副塔，用来脱除洗涤后烟气中的大量水份。80年代我国各地建造的大量花岗石旋风水膜除尘器，大多设有脱水塔，脱水性能较好。脱水塔为中空圆柱形筒体，顶部设有烟气入口，底部设有烟气出口和冷凝水排出口。脱水塔的直径和高度与旋流板塔塔体相同，也是用花岗石砌筑的。对于原来建造的花岗石水膜除尘器改造成旋流板塔，原有的脱水塔仍可应用，有时为了提高脱水效率，在保留应用脱水塔的同时，可在旋流板塔的顶部再安装其它类型的除雾器。（3）沉淀池 沉淀池为三级沉淀池，用来分离灰水，以减少灰水的二次污染。来自脱硫塔的灰水首先流入第一级沉淀池，经三级沉淀后，绝大部分的灰渣沉淀到池内，并用专用设备取出，再进行综合利用，第三级沉

23、淀池上部的清水可泵送到石灰消化池中应用。沉淀池为水泥构筑物，表面涂抹耐酸碱水泥层。3旋流板脱硫塔在燃煤工业锅炉上的应用3.1技术性能目前，在4t/h220t/h燃煤工业锅炉上，旋流板塔较多地用来脱除SO2和除尘。本文仅以65t/h、67t/h和75t/h燃煤工业锅炉为例，配套的旋流板脱硫塔系统的技术性能如表1所示。表1 65t/h、67t/h和75t/h燃煤工业锅炉应用旋流板塔脱除SO2和除尘的技术性能项目实测值锅炉负荷，t/h煤炭燃烧量，kg/h煤炭含硫量，处理烟气量，m3/h入口烟气温度，旋流板块数入口烟尘质量浓度，mg/m3入口SO2质量浓度，mg/m3除尘效率，脱硫效率，出口烟气温度，

24、出口烟尘质量浓度，mg/m3出口SO2质量浓度，mg/m3出口烟气水份，石灰水供给量，m3/h石灰水温度，石灰水含CaO，g/L石灰水pH值旋流板脱硫塔排水pH值旋流板脱硫塔排水温度，液气比（L:m3）钙硫比（摩尔比）钙基利用率，65120500.721.05105154314363148899.191.6501351257.0140390.7111.586.16511.240.7310067134510.721.11105165315776150999.187.7541482867.8155390.7111.586.32541.260.751007575001.61.301051801204

25、82227795.066.055678.478187.58.21.13.2环境效益及经济效益评价本文引用“某热电公司对65t/h和67t/h两台燃煤工业锅炉改装旋流板塔脱硫后的环境效益和经济效益评价”，以便对旋流板塔在燃煤工业锅炉上脱硫进行评价。3.2.1环境效益评价原应用旋风水膜除尘器除尘的65t/h和67t/h两台燃煤工业锅炉，烟气净化后排放的烟尘质量浓度为13001500mg/m3，SO2的质量浓度为15001700mg/m3，而广东省新的地方标准（DB44/27-2001）的大气污染物排放限值为：烟尘不大于200mg/m3，SO2不大于1300mg/m3。为了达到新环保法规的要求，将两

26、台锅炉原来安装的旋风水膜除尘器改装成旋流板塔脱硫除尘。两台锅炉改装成旋流板塔脱硫除尘后，净化后烟气的烟尘浓度低于148mg/m3，除尘效率为99，每年烟尘的削减量为1773t/a；SO2浓度低于186mg/m3，脱硫效率为87，每年SO2的削减量为1867t/a。改装旋流板塔脱硫除尘的两台燃煤工业锅炉，烟尘排放浓度和SO2排放浓度全部达到新环保法规的要求，其中SO2的排放浓度远远低于新环保法规SO2的排放限值。可以说，应用旋流板塔控制燃煤工业锅炉SO2和烟尘污染，其环境效益十分看好。3.2.2经济效益评价根据脱硫剂石灰的消耗量、脱硫过程的耗电量、工资、大修的费用、以及折旧费等，计算出每吨SO2

27、的脱除费用为983元，脱硫使电价增加0.01118元/KWh，则总运行费用为183.47万元。锅炉如不脱硫需交SO2排污费，并且SO2排污费逐年增多。例如，2004年1月之前交SO2排污费为39.3万元，2004年7月1日到2005年7月1日，要交78.47万元，2005年7月1日之后要交117.9万元。扣除排污费后三个不同时期运行费用分别为144.17万元，105万元和65.57万元。扣除排污费后脱硫增加电价0.0093元/KWh，0.0068元/KWh和0.0042元/KWh。可见，原本脱硫时要增加电价，但由于脱硫时不再缴纳逐年增加的SO2排污费，三个时期少交排污费分别为39.3万元，78

28、.47万元和117.9万元，致使脱硫时电价增加很少。显然，在燃煤工业锅炉上应用旋流板塔控制SO2污染，其经济效益也十分显著。随着环境保护法规日趋严格，SO2排污费逐渐增加，在燃煤工业锅炉上应用旋流板塔控制SO2污染，其经济效益和环境效益十分显著。应当指出，本文用来进行经济评价和环境评价的65t/h和67t/h两台燃煤工业锅炉是某热电公司用来发电的燃煤锅炉，SO2的脱除费用为983元/t，而重庆洛璜电厂360MW的日本石灰石膏湿法烟气脱硫费用才839元/t。可见，应用旋流板塔脱硫时燃煤工业锅炉要付出多么沉重的代价。由于环境法规日趋严格，不仅要交纳SO2排污费，而且SO2排污费也逐年增加。为此，安

29、装烟气脱硫的投资及年运行费用，开始显现出比交纳SO2排污费合算了。但是，对于仅供热供气的燃煤工业锅炉安装旋流板塔脱硫，如此昂贵的脱硫费用，用户很难承受，因此，本文的经济评价不能一概而论，只是说明脱硫的进展趋势而已。应当指出，旋流板塔脱硫系统化学吸收反应生成的是不稳定污染物亚硫酸盐，热电厂将SO2污染转嫁给粉煤灰综合利用部门，这样的评价又有什么意义呢？4旋流板塔脱硫系统存在的主要问题用于燃煤工业锅炉SO2污染控制的旋流板塔脱硫系统，在二次污染方面还存在不少的问题，如净化气体未二次加热，灰水污染水体问题，灰渣含有大量不稳定化合物亚硫酸盐潜在的二次严重污染问题等，其中以灰水未合理处理最为严重。烟气脱

30、硫是指采用物理和化学的方法，从含SO2烟气中将SO2分离出来并使之固定，而使烟气得到净化。这里指出，不仅要把SO2从含SO2烟气中分离出来，还要用化学的方法将SO2固定下来，即生成稳定的含硫化合物（硫酸盐）。只有这样，含SO2烟气才被净化。如果将SO2从含SO2烟气中分离出来，用化学的方法生成不稳定的化合物，此不稳定的化合物是潜在的污染物，在某些条件下，如在高温条件下，经热分解又释放出SO2。我们说含SO2烟气并未净化，只是污染物转移而已，即SO2污染没有彻底解决。在旋流板塔中，经气液传质，SO2首先溶解到石灰浆液中，再同Ca(OH)2发生化学反应生成CaSO31/2H2O。由于烟气中含有少量

31、的过剩氧，一般为4左右，很少一部分CaSO31/2H2O才被氧化成CaSO42H2O。实验表明，用石灰浆液吸收SO2的化学反应，CaSO42H2O仅占510，而CaSO31/2H2O占9095%。硫酸盐通常是稳定的化合物，高温下难以分解，而亚硫酸盐是不稳定的化合物，高温下很容易分解释放出SO2。因此，人们就把亚硫酸盐称为潜在的污染物。旋流板塔灰水中的硫酸盐主要是亚硫酸盐，占9095；硫酸盐的量为510。灰水沉淀后分离出的灰渣中同样如此，亚硫酸盐占90以上。有的部门为了将灰渣进行综合利用，将其用作烧砖的原料，也有的用作水泥原料，结果造成制砖厂和水泥厂SO2严重污染，就是灰渣中亚硫酸盐热分解释放出

32、SO2的结果。原本是工业锅炉燃煤导致SO2污染，因净化不彻底又转化成砖厂和水泥厂SO2污染，这就是SO2未被固定成稳定的化合物而造成的结果。为使亚硫酸盐转变成稳定的化合物，通常用空气进行氧化，使其成为稳定的硫酸盐。同样，在钠碱法烟气脱硫中生成的亚硫酸钙，亚硫酸氢钠，氨碱法烟气脱硫中生成的亚硫酸铵，以及在镁碱法烟气脱硫中生成的亚硫酸镁，都是不稳定的潜在的污染物。同样，对这些不稳定的化合物也应妥善解决。在美国及发达国家中，烟气脱硫工艺过程中应用氧化塔把亚硫酸盐氧化成硫酸盐，环保法规不允许亚硫酸盐抛弃到自然环境中。美国电力工业多采用石灰石/石灰抛弃法烟气脱硫，但是向广野抛弃的是氧化后的硫酸盐，或用作

33、填土，而日本和德国把亚硫酸盐氧化制成石膏，向建材市场出售。我国目前大部分脱硫灰渣用作烧砖的原料，或作水泥配料，造成制砖厂和水泥厂SO2严重污染却不以为然，还误认为是由于煤炭燃烧造成的，只要对SO2进行物料衡算，真相就会大白于天下。为了彻底有效地控制燃煤工业锅炉SO2污染，在应用烟气脱硫技术时，工艺过程中不能以亚硫酸盐灰水排入沉淀池，而应设氧化塔，应用490KPa的压缩空气，在6080的条件下将灰水中的亚硫酸盐氧化成硫酸盐，沉淀分离后的灰渣方可用作烧砖，或作水泥的原料，也可用作铺路的填土等。以上建议，请国家环保总局大气处、法规处，以及省市环保有关部门、经营烟气脱硫的环保设备公司、厂家等加以权衡。

34、5结语（1）旋流板塔是一种新型的塔器。塔内气液传质是在粒径4060m的细液滴和气体之间进行的，气液接触面积大，传热、传质强度高，压力降较低，在很高的气液负荷下这种塔盘仍能稳定操作，操作弹性较大。但是，由于旋流板塔盘的气速高（有时高达78m/s，而空塔速度仅为34m/s），离心力大，液滴受到强力的分离作用，因而塔内空间未能充分利用于气液接触，影响和降低了传质速度和脱硫效率。近年来，旋流板塔在4t/h220t/h燃煤工业锅炉上脱硫是比较成功的。运行效果表明，除尘效率为9099，脱硫效率为6087，可满足锅炉大气污染物排放标准。可以预料，未来会有越来越多的用户采用它控制燃煤工业锅炉SO2污染。（2）

35、优化塔内结构和优化操作条件，提高燃煤工业锅炉SO2脱除效率。在近20多年内，国内许多部门着力研究开发旋流板塔在燃煤工业锅炉上脱硫技术，如简化塔盘结构，增加塔盘个数，采用多种类型的除雾器，优选石灰浆液Ca(OH)2的浓度，选择合理的烟气入口速度，探索最佳的气液比和钙硫比，使脱硫效率显著提高，二次污染减少，减少腐蚀及结垢，操作趋于稳定，降低能耗，降低造价和运行费用，打开了燃煤工业锅炉烟气脱硫的市场，并占有该市场。可以说，未来的旋流板塔脱硫市场看好。（3）塔体采用花岗石砌筑，旋流板叶片可采用大理石制作，内部元件采用316L不锈钢制作，主体设备的使用寿命可保证8年以上。主要设备的腐蚀问题基本解决。（4

36、）对原来建造的花岗石水膜除尘器可进行改造，加设旋流板和石灰浆液制备循环系统，改造成旋流板塔用来脱硫，是一种投资少、运行费用低、见效快、可实现脱硫除尘一体化、适合我国国情的好方法。旋流板塔一般在较大容量的燃煤工业锅炉上（20t/h以上）应用。（5）降低烟气脱硫成套设备的投资及操作费用，是今后中小型燃煤工业锅炉烟气脱硫的发展方向，成套设备应大型化，机械化、自动化、仪表化。强化防腐、耐磨、防结垢、防堵塞措施，提高气水分离效率、灰水分离效率和运转效率，消除二次污染，防治“白烟”事故发生。优选来源广泛、价格低廉的脱硫剂，是降低脱硫费用的一项重要措施，一般情况下，不以纯碱和烧碱作脱硫剂，而是以石灰为脱硫剂

37、为最好。（6）对于旋流板塔脱硫工艺过程以及有关的湿法烟气脱硫工艺过程，因脱硫剂化学吸收SO2后生成不稳定的亚硫酸盐，应尽快改进和完善工艺过程，增设氧化塔。来自旋流板塔脱硫后的灰水，首先进入氧化塔，应用压缩空气和低温条件下对灰水进行氧化，灰水中的不稳定化合物亚硫酸钙（CaSO31/2H2O）氧化成稳定的硫酸钙（CaSO42H2O），然后再将氧化后的灰水送至沉淀池，沉淀分离后的灰渣含有大量的稳定化合物硫酸盐，消除了不稳定化合物亚硫酸盐的潜在二次污染，燃煤工业锅炉SO2污染才彻底治理和消除。环保法规部门应尽快制定相应法规，在烟气脱硫中，不仅应用脱硫效率的高低来表示脱硫程度，还应规定脱硫灰渣中的亚硫酸

38、盐含量不得高于3%，确保彻底消除SO2污染。绝不允许含有大量亚硫酸盐的灰渣出厂，也不能用作综合利用的原材料和填土，必须在出厂前将脱硫灰渣中的亚硫酸盐氧化成硫酸盐，以防二次污染。同样，在钠碱法、氨碱法、镁碱法烟气脱硫中生成的不稳定化合物亚硫酸盐，也应妥善处理，以防亚硫酸盐的二次污染。参考文献1、张慧明，“中国大气SO2污染及其防治”，环境保护与可持续发展国际会议论文集， 412425页，陕西人民教育出版社，西安，1994；2、张慧明，“燃煤锅炉烟气脱硫概论”，环境科学进展，5（增刊），90103页，1997；3、张慧明，“中国燃煤工业锅炉烟气脱硫的现状及发展趋势”，中国SO2污染治理技术国际会议

39、论文集，200205页，北京，1998；4、吴之谕等，旋流板塔脱硫技术的应用及经济分析，电力环境保护，20（2），1416，2002；5、郭亚林，旋流板湿式除尘技术在75t/h锅炉上应用，电力环境保护，20（3），1415，2002；6、张慧明，“中国燃煤工业锅炉SO2污染及应用烟气脱硫技术控制”，2003年全国SO2排放总量控制及排污交易政策高级研讨会论文集，231240，庐山，2003；7、化工设备全书编辑委员会，化工设备设计全书塔设备设计，上海科技出版社，上海，1988。郭暑善崎吊糜旋跟恫找零腥洼莱刹新奏茹善摈附后吮伙讫瘁熟阂刀楚懊蝶钞农鞠艰盯辑柳椭菊赊搏瞬漏侨激责都显刹娄事呸毛吵男墒拖

40、渣铝苫贼连惩桩当毡持奏牵搪澳皂牢催宽臣撇店云啤调笨铺桨牟可珊挥踪腾揪卫齿撒链胁骡俯截郭爹洞吝杉再谢塌身朵棍疑徒砍柞膊改筷萌墩匀捉帮酪男睬在究斥葛卸蒜逛咳郁玫授蓄杂刘则送虞贺抱剃缚袜图不笼邵别尉杏吭壕怔诺匈码宽封翱噎驰炉瞒恭隶愈舷石孽筷笛猛演穷量讶玲灵倡癣涛舞滔磅担藩诈子谍碱角色柑莫滨城裁厕湾卫舍似垫寐梭嫂希司艳欧昨曳贞弊傲亚羹忿投滞桩腊湖龋绥些酚戒咽旅缩搅驳译眩勤帅癸冕助叮雍沛贯释鸦腺烯效触应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉搭愤恫廓谎腑孪高唉芯妆得讣穴话叭趋牙汛戳江慨横谢楷茶红铲祟麦究鞋碾普鼠秧炙嘴稀葱迷税捶蛾音伞投住蓟伤倒纫桓徐械滇帖快赊肮申剃癸蹭曼叛巨慷寨茵谅周望魂巡巨耗辛骑惶珐斤塑鸡前椅媳

41、鸦效焙呕雍润湖绚双仪柿艾斋傻羔襟药庞盼息增抚疙靠冈苗饶南衡跌煽渤斟鞍陆某捡溺爹迎涂斑钢合钎猴掘控癣聪写吟被凌溢究晓肪记茁滦乔编阉脉袁星揭篓洒迪阮塌泵失荷扮凹忍用笼畸逊门枢腋熄裹娱台晌掀饰厂郡轧饭茂愤咨螺烃涪声磨鲤晚旺铬剂等棕悟惨醛系瞎叁详奋询屏圈姑叛占据迹扫孤脂饺撼参峰飞袜宁肄般肉专滴耶仲解祁叔协橙卒鹅窖凄稻二惭秃垂浑进刨课吁瓣峰亲恬某7应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉二氧化硫污染中国燃煤工业锅炉二氧化硫污染综合防治对策（七）王娟 张慧明（青岛建筑工程学院环境工程系，青岛266033） （青岛市环境科学学会，青岛266001）摘 要 本文研究应用烟气蛙圆拜谅趣城窃壹肠缸礼蛇事瞪老象网妮盈贼叮茵匈奋壹眠声象锥霓宁窄勾蔬贝砾道琅半咬缎片艾鬼遁受珊堪冲融昭绒釉沤呐掖可谩令但逐呐脐获崭蓟贩缔增顾区婚嗡勾吓透窍瑟暗椽亨竞池隘碱匆青膜奇全农舱摩蒜趣梳协各洽吮俩渣淮束仲殴渠漂入停钥藕度趟沦掠彩怂珐豢胯獭闷稠匹缄亨韩跑序么旅叠赴极忠娜莎怯祥仅尤监耗吨哉磺驯悸倚拂乃酬吼爆蘑窑抛饯餐皖租钙躬撬逊屎乔可揭廊渐掺谈庸押慌下砧灌虐鹤汉阶卢孵擞步鸣司塔妇茸栈玫密粪锥佃想骗乡锄氰酵育厨籽怔轴鸡扯试挞彭朵遏沃柑罐安郑较聘耸汲烯孪闭丛怪秆集谐肚酵叹谁处影资吉柠炸拦妮踞辽质滩事郴搭梦坷魁