控制各类燃煤污染源SO2污染的适用技术.pdf

摘要 本文阐述各类燃煤污染漂s 0 。 的收况及发展趋势。根据各类污染源的特点， 结台我 国国情 ． 考虑到经济、 技求、 管理、 施工等各方面的因素 ， 井根据国内现有的治理水平 ， 分别对燃煤 电广 ， 工 业锅 炉， 工业炉 窑 ， 燃辉铁 路机车 、 生活及 民用 等燃 煤的 s 0 污染 ， 提 出 目前 较为 适宜 的控 制 S O 污染 的适用技术 。 本文体现了以“ 预防为主 ， 防治结台 的方针， 申明了综台冶理的基本观点， 以保证我国 s 0 的 污染到 2 0 0 0年 控制 到 1 9 9 5 年 以前的水平 。 1 前言 我 国的酸雨和 s O 的大气污染 ， 名列世 界前茅 ， 已经 是公 认的而且是十分严峻的现 实 。 我国第一能源是煤炭 ， 预测到 2 0 0 0年 ， 煤 炭 耗 量 将 达 1 3 ． 3亿 t ， 占能 源 总 量 的 7 0 ． 6 ， s O2 的年排放量将达 2 5 9 1 t 。S O 的 排放是构成我 国酸雨的主要成因 ， 因此 ， 各种 燃煤污染源的污染防治 ， 是治理酸雨的关键 。 1 9 9 5年我 国颁 布 的 新大 气法 针对我 国酸雨和 S Oz 大气污染 日趋加重的情况 ， 规 定了对已经产生和可能产生酸雨的地区或者 其他 S O。 污染严 重地区 划定酸雨控制 区和 S Oz 控 制区。控 制区内新建不能燃用低硫煤 的火 电厂和其他大 中型企业必须配套建设脱 硫和除尘装置 ， 或 者采用相应控制 S O 污染 措施 ； 已建成不能燃用低硫煤的企业应 当采 用控制 S O 排放和除尘措施 。国家环保局要 求， 在划定的酸雨控制 区和 S O 污染控制 区 内， 要把治理措施作 为当地规划的重点内容。 为了贯彻落实 新大气法 ， 实现到 2 0 0 0 年 S O 的排 放 量 不超 过 1 9 9 5年 的 排放 水 平 ， 本文将 以综合冶理的观点 ， 针对我国各类 燃煤污染源的特点 ， 考虑到经济、 效果、 管理、 22 操作等方面 的因素， 根据当前国内冶理水平 ， 对各 类燃 煤 污染 源． 提 出 目前较 为适 宜 的 S O。 控制技术 ， 供作参考。 2火力发 电厂 S O， 污染控制技 术 2 ． 1 S O2 污染的现状及发展趋 势 中国 电力构成以煤 电为主， 约 占全部发 电容量的 8 0 。据预测， 到 2 0 0 0年 ， 我国发 电量将 到 1 2 0 0 ～1 3 0 0 GWh ， 装机 容 量将 达 2 5 0 2 7 0 GW 。煤炭消耗量将达 5亿 t ， 占全 国煤 炭总 耗 量 的 3 7 ． 6 ， S Oz 排 放 量 将 达 1 1 4 0万 t ， 所 占比重为 4 4 ， 它将成为我 国大 气 S Ot 污染的 第一大污染源 。 而且 S O。 的污 染也将由局部地区向区域性发展 。 2 ． 2 S O2 污染控 制技术 其污染防 治的技术政策 ， 应是推行 清洁 生产 ， 进一步贯彻“ 预防为主， 防治结合 ， 综合 治理” 的基本方针。 2 ． 1 ． 1 循环流化床 CF B C 它属于洁净煤燃烧技术 ， 是在燃烧过程 中达到脱硫的目的。该技术的应用 已列入我 国 电力工业 中长期发展的战略规划。 此种锅炉对燃料适用性好， 可烧劣质煤 ， 洗中煤及煤 矸石 ， 且燃烧效率高 ， 可与煤粉炉 相婉美 。对于高硫煤可用石灰石或钾长石作 讨 茉 维普资讯 添加 剂， 若钙硫 比为 1 ． 5 ～2 ． 5时 ， 脱 硫率可 达 8 5 ～ 9 O 。 我国煤炭资源虽丰富 ， 品种较全 ， 但统配 煤矿 生产 的商品 煤平均灰 份为 1 9 ． 2 7 ， 煤 质 水平 不 高 ， 而全 国火 电厂 煤平 均 灰份 为 2 5 ～2 9 ， 台硫份在 1 ． 2 左右 ， 我国总储 煤中 ， 烟煤 占 7 5 ， 无 烟煤 占 1 2 ， 褐煤 占 1 3 ， 目前生产成本低 ， 这给我国应用 CF B C 技术创造了 良好条件 。据一些先进国家经济 专家分析 ， 认为在一般 的燃煤 电厂其用于燃 料的费用约相 当于电费 总价 的 2 3 ， 如能把 燃料降低 2 o ， 其结果与锅炉投资费用降低 1 ／ 3电价上有相同结果。可见燃料价格对电 厂经济损益影响巨大。 从 另一个 意义上讲 ， 发 电厂用煤质 有下降 趋势 ， C F B C获得 广泛应 用也 可腾 出优质煤供民用 ， 城市减少 劣质煤 的耗用量 ， 减少煤炭进 口也有积极 的效果。 目前 ， 我 国东方锅 炉厂 已经开 发 出 2 O t ／ h ， 6 5 t ／ h ， 循环流化床锅炉 ， 开发了 5 0 MW 、 1 0 MW 等发 电机 组配套的 等级循环 流化床 锅炉 。 据统计， 我国工业 锅炉已有 C F B C 2 0 0 0 余台， 但绝大多数为 1 0 t ／ h以下 ， 现 有最大蒸 发量 1 3 0 t ／ h炉建在鸡西煤矿 自备 电站 ， 烧煤 矸石 。 山西省稷 山电厂， 装机容量为 l 3 0 0 1 6 0 0 0 k W 次 高压供 热 机组 ， 配 3 3 5 t ／ h 次高 压循环流化床锅炉 ， 该锅炉对于不 同煤 种燃烧效率达 9 7 ～9 9 ， 采用了固硫剂之 后， 脱硫率达到了 8 5 以上。 2 ． 1 ． 2 炉内喷钙／ 增湿活化法 L I FAC LI F AC是 适用 于中低硫煤 的干法脱硫 技术 。 该工艺分成 2 个主要阶段 炉 内喷射和 炉后活化。 在第一阶段 ， 磨细到 3 2 5目的石灰石用 气力喷射到炉膛的上部温度为 9 0 0 1 2 5 9 ℃ 区域 C a C Os 受热分解成 C a O和 c O 。烟气 中的一部分 S Oz 和几乎全 部的 C O。 与 C a O 反应生成 C a S Ot ， 并与未反应的 C a O及飞灰 随烟气 包括未被吸收的 S O 一起排到炉膛 的 f 、 游 。 第二阶段 ， 烟气 在一 个舌化器中喷水增 湿 。 烟气中未反应的 C a O 与水反应生成在低 温下有很高活性 的 C a OH ． 它 与烟气 中剩 余的 s O 首先生成 C a S O。 ， 部分 C a S O。 被氧 化成 C a S O ， 最后形成稳定的脱硫产物。 该技 术指标如下 适用煤种含硫量 9 7 设备 总阻力 P a 1 0 0 0 其中脱硫器 阻 力为 1 5 0 2 0 0 液 气比 1 ／ m 0 ． 3 ～0 ． 5 该净 化装置经过 在北 戴河 内贸部休 养 院 ， 北京南 口机车车辆厂两年多的运行表明 ， 性能稳定 ， 使用可靠， 达到以下指标 除尘效率 9 5 ． 9 ～9 8 脱硫效率 8 0 8 3 ． 5 总阻力 9 4 5 ～1 0 0 0 P a 该设备在天津市武清第一环保设备厂 ， 天津正大环保设备公司等已定型生产 ， 并在 全 国推 广应用 。 3 ． 2 ． 4喷雾干燥烟气脱硫 本文第 2 ． 1 ． 3节中对于 电厂的烟气脱硫已 有 阐述 ， 对 于工 业锅炉 烟气 脱 疏 ， 有 与 l ～ 3 5 t ／ h锅炉相配套的脱硫装 备。该技术有以 下特点 1 流程简单 ， 设备少 ， 投资省； 2 无循环水处理系统 ， 占地面积少 ； 3 脱硫塔可以用碳钢制造 ； 4 不会结垢和堵塞 ； 5 吸收塔阻力小， 节省能源 。 据 有关 单 位 实际 捡测 ， 脱 硫 效率 可达 8 0 ～ 9 0 。 该装备已在天津市工业实验成功。 2 5 维普资讯 3 ． 2 ． 5 湿式除尘脱硫一体化净化装置 近年来， 各地陆续开发出了湿式除尘 税 硫二功能于一体的净化设备。其净化机理是 利用含碱性介质的水溶液 ， 通过喷淋 、 冲击 、 碰撞、 惯性 等机理 ， 对于尘粒进行 洗涤 ， 对 于 s O 进行化学吸收 ， 以达到净化 目的。 一 般采说 ． 它们 多具备 良好的气 、 液、 固 三相传质条件 ， 使其对微细粉尘具 有有效 的 捕集能 力以及和 s o 化学反应的效果 。除尘 效率大 多在 9 5 以上 ． 脱硫效率也可在 6 O 以上 。 这种装 备 ， 占地面积小， 系统简单 ， 整体 系统小型化、 阻力低 ， 便于中小型锅炉的技术 改造 但是选择这类设备应注意 以下问题 1 耐磨 。 烟气人 口尘粒磨损段必须敷有 耐磨材料 ； 2 高温防腐 。防止 S O。 溶于吸收液后 产生的亚硫酸对设备的侵蚀 ； 3 脱水 。防止烟气带水 ， 保护烟道及延 长引风机的使用寿命 ； 4 防止结垢和堵塞设备管道 ； 5 灰水分离并减少 占地面积； 6 防止二次污染 该净化装置 ， 一般配用 1 2 0 t ／ h的工业 锅炉。多适用于新建工业锅炉的烟气净化 。 4工业炉窑的 S O2 污染控制 技 术 4 ． 1 s o2 污染现状及发展趋势 目前， 我国工业炉窑拥有 l 1 ． 3 6万座， 每 年煤 炭消 耗 量为 o ． 8 3亿 t ， s o 排 放 量为 1 3 3 ． 4万 t 。 我国工业炉窑的特点是大部分以 燃 煤为 主， 约 占 5 7 ． 1 9 ； 装备落 后， 非标 准 化 ， 能耗高 ， 热效率低达 3 0 ～4 0 ， 布局分 散 ， 烟气 低空排放 。工业炉窑大气 S O 污染 防治要 比工业锅炉困难得多 。 至 2 0 0 0年 ， 工 业炉窑煤 炭消耗 量将达 9 0 0 0万 t ， 所 占总耗量的 6 ． 5 ， S O 排 放量 将 达 1 8 3万 t ， 将 占全 国 S O 排 放 总 量 的 6 ．6 8 。 26 4 ． 2 S O2 污 染控 制技 术 4 ． 2 ． 1 改善现有装备 ， 力求标准化 ， 改 变低 热效 率 的现 状， 节省能 源 ， 减少 烟尘 和 s O 的排放。 4 ． 2 ． 2 采用工业 固硫型煤 固硫型煤其固硫率可达 4 0 ～7 5 。 按 5 0 计， 全 国工业炉窑的 S O 的排放到 2 0 0 0 年可以控制到 4 5 0 0万 t 。 4 ． 2 ． 3 添加剂固硫技术 ， 散煤中加入添加 剂 使 S O 产生的硫酸 盐以灰渣的形式排出 ， 减 少 S Oz 的排放 ， 添加剂性能见 3 ． 2 ． 2节表 1 。 如 采 用 添 加 剂 ， 按 脱 硫 率 3 O 计， 至 2 0 0 0年全 国工业炉窑 S O。 排放量可 控制到 6 3 0 0万 t 。 4 ． 2 ． 4 烟气 除 尘脱 硫 技 术， 参 见 3 ． 2 ． 3 、 3 ． 2 ． 4 、 3 ． 2 ． 5 节 。 5 燃煤铁路机车 S O2 控制技术 5 ． 1 S O2 污染及发展趋势 目前 ， 我国燃煤机 车拥 有 8 0 0 0多台 ， 每 年煤 炭 耗 量为 2 3 0 0万 t ， S O的 排放 量 为 4 6 ． 9万 t 。 我国铁路机车 以燃煤为主 ， 热效率 低， 烟气 低空 排放， 是我 国大 气 S O 污 染典 型的线污染源 。 到 2 0 0 0年 ， 铁 路 机 车 煤 炭 耗 量将 达 4 0 0 0万 t ， 占全国总耗量的 3 ， S O 排放量 将达 7 8万 t ， 占全 国 S O2 排放 量的 3 ． O l 。 5 ． 2 S 0 2 污染控制技术 5 ． 2 ． 1 推广工业固硫型煤 按 固硫率 5 0 计 ， 至 2 0 0 0年机 车 S O 排放 量可以控制在 3 9万 t 左右 。 5 ． 2 ． 2 添加剂固硫 按固 硫率 3 0 计 ， 到 2 0 0 0年机 车燃煤 S O 排放量可控制在 5 4万 t 左右 6 生活及民用 S O2 污染控制 6 ． 1 S O2 污 染及 发展 趋 势 目前 ， 每年全国生活及 民用煤 炭耗量为 维普资讯 2 ． 0亿 t ， S O 的排放 量为 2 8 8 ． 9万 t ， 占全国 S O 总排放量的 2 0 ． 6 。在这 2 ． 0亿 t 生活 及民用煤炭中除 2 1 0 0 万 t 蜂窝煤外 ， 其他均 为原散煤燃烧， 目前我 国民用炉具结构陈旧 ， 燃烧不完全、 热效率低 ， 烟 囱低矮。 到 2 0 0 0年， 我 国民用及 生活用 煤将 达 3 ． 0亿 t ， 占全国总耗量的 2 2 ． 6 ， S O 排放 量将 达 4 3 2万 t ， 所 占比重 为 1 6 ． 6 7 ， 为全 国 S O 第三大户 。 6 ． 2 S O2 污染控制 6 ． 2 ． 1改进 煤 炭分 配 ， 把 低硫煤 优先给 民 用 ， 以减少千家万户 S O 的排放 。 6 ． 2 ． 2 推 广 - 民用固硫型煤 ， 目前 ， 我 国民用 型煤生产能力仅为 2 4 0 0万 t ， 仅 占所需量的 1 ／ 1 0 ， 必须扩大 型煤的生产能 力才能满 足社 会需要。 6 ． 2 ． 3 提 高型煤固硫率 ， 当前 ， 我国的型煤 一 般固硫率才达 l 5 ， 有 的未加固硫剂 。而 国外 ， 美 国 固 硫 率 为 8 7 ％ ， 日 本 为 7 0 ～ 8 0 ， 我国如 能将其提 高到 6 0 ， 在 全国推 广， 到 2 0 0 0年 ， 生活及民用 的 S O。 排放量 可 望 控 皋 Ⅱ 在 1 6 0万 t 左右 。 汇总各 类污 染源控 制 S O 污染 适用技 术， 列于表 3 。 表 3 各 类燃 煤污 染源控制 9 0 污 染适用技术 类 别 适用技求 脱硫率 技 术成热程 度 循环流化 束 C F B C ≥8 5 乙商品 化生产 火 炉 内喷钙 ／ 增 媪活化 6 0 ～8 5 国外成 熟 ， 国内示范 电 喷雾干燥 法 8 O ～9 0 国外成 熟 ， 国内鉴定 厂 礴铵肥法 烟气脱疏 ≥9 9 国内已鉴 定 新型短式 石灰石一石 膏法 9 3 ～9 5 国内已鉴 定 燃用工业 固硫型煤 4 0 5 0 已商品化 尚待推广 工 舔加 剂固硫 散煤 2 4 6 0 技术可 行 ， 尚须筛选 业 复合式除 尘脱硫器 ≥ 8 0 国内推 广使用 锅 喷雾 干燥 烟气脱硫 8 0 9 0 国外成 熟 ， 国 内工业实验 炉 湿式睬尘 脱硫 一 体 化 6 0 8 0 部 分 已鉴定 ， 尚须筛选 循环流化 柬 ≥8 5 已商品化 生产 燃用工业 固硫 型煤 4 O ～5 O 技 术或功 ， 尚待推 广 工 藤 加剂固硫 散煤 2 4 6 0 技求可行 ， 尚须 筛选 业 炉 复 合式除 尘脱硫 ≥8 0 国内推广 使用 窑 喷雾干燥 烟气净 化 8 O ～9 0 国外成熟 ， 国 内工业 实验 温式除尘 脱硫一 体化 6 O ～8 0 部分已鉴定 ， 尚 须啼造 机 燃用 工业 固硫型 煤 4 0 ～5 0 技 求成功 ， 尚待推 广 生 舔加 剂固硫 散煤 2 4 ～6 0 技求可 行 ， 尚 须筛选 生 话 燃用低硫 煤 可 行 ， 待 政府 决策 ● 燃用 民用 固疏 型煤 可 行 ， 需 扩大生产 民 提高 型煤 固硫 率 可达 ≥6 0 可 行 ， 衙 有关部分 监督 用 注 本袁 总于 1 9 9 7年以 前的治理技术水 平 维普资讯