炭法煙氣脫硫技術詳細介紹
1、炭法煙氣脫硫技術發展概況
炭法脫硫技術已經有近五十年研究應用歷史,早期的技術研究及應用主要集中在德國、日本、美國等國。德國的BF公司于1957年(現在的DMT公司)就開始研制了Reinluft法脫硫技術,日本則在60年代中期開始研究活性炭脫硫,到70年代已分別有處理量為42×104m3/h和17.5×104m3/h的工業裝置開始運行。德國的魯奇公司也較早的進行了水洗再生活性炭煙氣脫硫工藝的研究用于處理硫酸廠17000m3/h的尾氣和一個2000kw燃(ran)煤電廠(chang)的煙氣。隨著炭法(fa)煙氣脫(tuo)硫技術在(zai)國外(wai)的發(fa)展與成熟(shu),各(ge)個國家(jia)都(dou)形成了(le)具有自己特色(se)炭法(fa)煙氣脫(tuo)硫技術,比較(jiao)有代表(biao)性(xing)的如德國的BF法(fa)、Reinluft法(fa)、Lurgi法(fa);日本的日立法(fa)、住友法(fa);美國的Westraco法(fa)。
各國之間還不斷進行炭法脫硫技術的轉讓及合作,又形成了新的炭法煙氣脫硫技術、同時脫硫脫硝及去除重金屬污染物技術。比如,德國BF公司開發的活性焦吸附法,將其技術專利轉讓給日本三井礦山公司(MMC),MMC對BF法進行改進,使其可以同時脫硫脫硝,形成了Mitsui-BF法;1985年,三井礦山公司與德國BF公司簽訂了新專利轉讓合同,將技術重返BF公司,該技術成功的應用在德國的阿茨博格電廠;1992年,美國的MET公司與MMC簽訂協議,獲得了Mitsui-BF技術在北美市場的設計、安裝等許可,并對其進行設計,形成了MET-Mitsui-BF活性焦技術,該技術主要應用于對煙氣中SO2、NOx和有毒物質的去除。
目前,國外已有規模為120×104m3/h的(de)炭法脫(tuo)硫裝(zhuang)置及裝(zhuang)機容量為130MW的(de)同時脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)裝(zhuang)置。
2、炭法煙氣脫硫技術工藝介紹
炭法煙氣脫硫(liu)技術就其再(zai)生方式來分,可分為水洗再(zai)生、加(jia)熱(re)再(zai)生和還原(yuan)再(zai)生工(gong)藝(yi),而發展較快(kuai)的主要是加(jia)熱(re)再(zai)生和水洗再(zai)生工(gong)藝(yi)。
2.1 加熱再生是炭法煙氣脫硫技術最早采用的方式,發展較快。該過程是將吸附過SO2的活性炭加熱至一定溫度(高溫),使活性炭空隙內硫酸與炭反應,生成SO2而脫離活性炭,再生過的活性炭返回吸附過程。得到的富集SO2氣體可用于液體SO2、硫酸生(sheng)產或(huo)被(bei)還原成單質硫。這種再生(sheng)方式多搭配移動床使用。主要代表技術有Reinluft法(fa)、住友法(fa)、BF法(fa)和日立(li)造船法(fa)。
2.1.1 Reinluft法
Reinluft法是前西德于1957年最早開發的炭法煙氣脫硫技術。最初采用的是移動床-高溫惰性氣體再生的方式,吸附與再生都在一個塔內進行,上段吸附段溫度為120~150℃,下段用400℃的惰性氣體通過吹脫器帶出SO2,炭的消耗量為去除煙氣中SO2重量的10%。
Reinluft法曾于1965~1968年在科隆和呂能的電廠進行過試驗,煙氣量分別為60000Nm3/h和35000Nm3/h。當時存(cun)在(zai)的(de)問題是炭的(de)自燃和操作(zuo)(zuo)方面(mian)的(de)問題。后來經過Chemiebau公(gong)司進行技術(shu)改進,把吸附段與(yu)再(zai)生(sheng)段分開操作(zuo)(zuo)。但是由于Reinluft法(fa)存(cun)在(zai)著褐煤焦著火點低(di)、機械強度低(di)、用量大、易粉化、損(sun)耗(hao)多、易引起粉塵爆炸等致命缺陷而未能(neng)推廣(guang)應用。
2.1.2 Bergbau-Forschung(BF)法
繼Reinluft法后,德國的Bergbau-Forschung(BF)公司(現為Deutsche Montain Technologie(DMT))于1965年開始研究利用活性焦脫除煙氣中SO2工藝,并于1974-1980年在德國Lunen的Kellermann燃煤電廠進行了處理量為15×104m3/h的示范實驗。該法不僅可以脫除SO2,還可以在加入NH3的(de)情況下(xia)脫(tuo)除氮氧(yang)化物。該工藝(yi)使(shi)用直(zhi)徑(jing)為9mm的(de)柱狀活性焦(由長焰煤(mei)或氣煤(mei)制得)作為脫(tuo)硫劑。
管式解吸器中用熱煙氣來解吸活性焦上的硫酸,得到含有S02濃度為25-30%的富氣。BF法運行可靠性及適用性高,可同時脫氮、除塵、脫除鹵化物、重金屬、飄塵等污染物,無水消耗,能耗較低,副產品為易于貯存、運輸、市場較好的硫磺。因此前文提到過的BF法通過幾次技術轉讓和改進,其技術成熟度更高。如日本三井礦山公司1984~1986年在日本大牟田(Ohmuta)進行了處理量為3×104m3 /h的示范實驗;1987年7月(yue)BF同(tong)時脫硫脫硝裝(zhuang)置在(zai)德國阿茨貝格(Arzberg)電廠(chang)5#與7#機組上投(tou)入運行(xing)(分別為(wei)107MW和130MW);1990年第二臺裝(zhuang)置在(zai)Hoechst3-4電廠(chang)(電功率為(wei)70MW)開始運行(xing)。
2.1.3 住友-關電法
日本是繼德國之后研究炭法煙氣脫硫較早的國家,1965年,日本住友重機開發了活性焦脫硫工藝,并于1968年在關西電力公司的姬路第二發電廠進行了中試實驗,處理煙氣量為10000m3 /h,隨后又在關西電力公司的界港發電廠進行了工業示范實驗,處理煙氣量為175000m3 /h, SO2濃度為1300ppm,溫度為140℃。住友-關電法即移動床吸附一惰性氣體脫附活性焦脫硫法。其工藝流程與Reinluft法類似,使用BF活性焦,脫附溫度較高,為400℃以上。離開脫附器的富SO2氣體用于生產濃硫酸。1995年在裝機容量為350MW的竹原發電廠建成了處理量為120×104m3/h煙氣的(de)裝置,吸附溫度為140℃,活性焦(jiao)的(de)循環量為14.6t/h。
2.1.4 日立造船法
日立造船法為移動床吸附-水蒸汽脫附法,與住友-關電法類似。吸附SO2的活性炭由脫附器上部進入,在下移過程中先被預熱至300℃左右,再與300℃的過熱水蒸汽接觸放出SO2。使用水蒸汽再生可以避免高溫氣氛下硫酸的還原,使吸附的SO2能在較短的時間內脫附,降低活性炭損耗。再生后的活性炭,經換熱器降溫至150℃后進入吸附器循環使用。含高濃度SO2水蒸汽經冷卻器冷凝分離后得到濃度約為80%的SO2氣體。該方法的優點是得到的S02氣(qi)體較純,再生(sheng)溫度低,避免了(le)高溫下活(huo)性炭(焦)自身熱分解,損耗(hao)量減少,運行安全(quan),但未見其推廣應用(yong)的(de)報道。
加熱再生法可以節省水源,耗電量少,設備占地面積小,不致造成二次污染,可以得到富SO2氣體(ti),既可以用來生(sheng)產硫(liu)酸,又可以生(sheng)產單質硫(liu),可選性較(jiao)大(da)。但(dan)由(you)于硫(liu)酸還原時需(xu)消耗一部分(fen)炭(tan),需(xu)要定期補給。因(yin)此(ci),加(jia)熱(re)再生(sheng)法(fa)一般以平均孔徑較(jiao)小、比較(jiao)廉(lian)價的(de)活性焦作(zuo)為脫硫(liu)吸附(fu)劑(ji)。
2.2 水洗再生炭法煙氣脫硫工藝
水洗再生炭法煙氣脫硫工藝是用水再生己吸收一定量SO2而吸附(fu)能力(li)減退的(de)(de)活(huo)性(xing)炭(tan)(焦(jiao))的(de)(de)工(gong)(gong)藝,使(shi)活(huo)性(xing)炭(tan)(焦(jiao))恢復(fu)其脫硫(liu)能力(li),同時(shi)得到(dao)一(yi)定濃(nong)度的(de)(de)稀硫(liu)酸,稀酸可用于鋼(gang)板酸洗(xi)及(ji)硫(liu)按、石膏、磷按等物質的(de)(de)制造, 也(ye)可以進一(yi)步濃(nong)縮得到(dao)高濃(nong)度的(de)(de)硫(liu)酸產(chan)品(pin)。該工(gong)(gong)藝主要搭(da)配固定床使(shi)用,也(ye)可使(shi)用移(yi)動床,比如日本住友(you)(you)重工(gong)(gong)1968年開發移(yi)動床干法(fa)(fa)脫硫(liu)工(gong)(gong)藝就是利用水洗(xi)再生方式(shi)。但自此工(gong)(gong)藝出現(xian)以來還是多數(shu)使(shi)用固定床水洗(xi)再生,主要代表技術有(you)德(de)國的(de)(de)Lurgi法(fa)(fa)、日本的(de)(de)住友(you)(you)法(fa)(fa)、日立-東電法(fa)(fa)以及(ji)我國的(de)(de)PAFP法(fa)(fa)。
2.2.1 Lurgi法
Lurgi法是水洗再生方式較早的技術,曾被用來處理硫酸廠的尾氣(17000m3/h)和一個2000kW燃煤電廠的煙氣。在Lurgi工藝中,SO2煙氣(qi)(qi)首(shou)先(xian)與(yu)吸(xi)附(fu)器(qi)出(chu)來的(de)(de)稀硫酸(suan)(suan)(suan)液(ye)體接(jie)觸(chu)、經換熱冷卻,進入臥式固定床反(fan)應器(qi)。在反(fan)應器(qi)中(zhong)煙氣(qi)(qi)連續(xu)流動,洗凈水(shui)間(jian)歇從吸(xi)附(fu)器(qi)上方噴入,將活性炭(tan)空隙內的(de)(de)硫分洗去,恢復其脫(tuo)硫能力。由反(fan)應器(qi)流出(chu)的(de)(de)水(shui)洗液(ye)含10%-15%的(de)(de)硫酸(suan)(suan)(suan),被送至(zhi)硫酸(suan)(suan)(suan)濃(nong)縮裝置中(zhong)提濃(nong),最后(hou)得到70%的(de)(de)硫酸(suan)(suan)(suan)。
2.2.2 日立-東電法
采用五個并聯活性炭固定床吸附器,四塔運行,一塔再生的運行方式。使用六個洗滌槽,每個槽內貯存不同濃度的硫酸。再生時吸附器依次用六個槽中稀硫酸溶液洗滌,開始使用濃度最大的,最后使用新鮮水,從而恢復活性炭的吸附能力。該工藝可以得到硫酸濃度為20-25%的水洗液,經濃縮得到濃度為60-70%的硫酸,主要用于磷肥生產。該工藝曾應用于日本東京電力公司五井火力發電廠350MW發電機組,處理煙氣量為150000m3/h,吸附(fu)塔切換時間為(wei)12h,水洗時間為(wei)1h,一(yi)個循(xun)環時間為(wei)60h,脫硫率(lv)在(zai)80%以上。
該工藝還曾在1972年9月用于東京電力公司鹿島火力發電廠600MW發電機組,處理煙氣量為42×104m3/h,入口SO2濃度(du)為(wei)800ppm,溫度(du)為(wei)l35℃,脫硫率(lv)為(wei)80%以上。
與Lurgi法相(xiang)比,日立法得到的(de)洗液中硫(liu)酸濃度(du)較高(gao),用(yong)水(shui)較少,連續性好。但(dan)備復雜,需多次切換,操作較繁(fan),且(qie)雖可(ke)用(yong)于處理量(liang)較大的(de)場(chang)合,但(dan)要求管路直徑(jing)大,各項(xiang)配(pei)套設(she)備尺寸也相(xiang)應加大,由此(ci)帶來的(de)設(she)備投資及維修難度(du)加大。
2.2.3化研法
化研法是由日本的化研機工(Kaken Kiikoo Ltd. Co.)研制的,該法的固定床內部構思巧妙,集中了Lurgi法與日立-東電法的優點,成功地將吸附與再生結合在一起。吸附器內的活性炭床層中間設置一中空旋轉軸,由外來動力牽引。在軸上安裝與旋轉軸相通的淋浴器,洗滌液由旋轉軸的中心軸管進入淋浴器內。淋浴器隨軸旋轉,對活性炭床層進行洗滌。由床層下端流出的稀硫酸從排液管排出。運行時,一部分床層進行吸附,一部分床層進行洗滌,保證了脫硫與再生的連續進行,因此也稱旋轉淋浴法。與前法相比,該法不需要切換,連續性較好;設備緊湊,占地面積小;可以根據煙氣處理量及SO2濃度的變化改變旋轉軸的旋轉速率,處理過的煙氣中SO2濃度(du)較穩(wen)定。但(dan)是該法裝(zhuang)置復(fu)雜,活性炭裝(zhuang)卸不(bu)易,工業應用難度(du)大(da)。因此未見(jian)有關該工藝應用的報道。
2.2.4磷銨肥法(PAFP法)
國家科委和國家環保局在四川活性炭煙氣脫硫大型試驗研究探索的基礎上決定開展國家級中間試驗。1976~1981年期間,在四川宜賓豆壩電廠進行了磷氨肥法(PAFP)煙氣脫硫5000Nm3/h的中間試驗。1997年在國家科委的支持下,進行了10×104Nm3/h的工業性試驗。該工藝利用糠醛渣活性炭使SO2轉化為H2SO4,水洗再生得到的稀硫酸萃取分解磷礦粉,在煙氣脫硫過程中副產磷銨復肥料的煙氣脫硫工藝。主要包括活性炭一級脫硫并制得30%左右的稀硫酸、稀硫酸萃取磷礦石制10%以上的稀磷酸溶液、磷酸和氨的中和液((NH4)2HPO4)二級脫硫和料漿濃縮干燥制磷銨復肥四個過程。所處理的煙氣中SO2濃度為2000~3000 ppm,溫度為55~70℃,空速為500h-1,系(xi)統總的(de)脫硫(liu)率超過95% ,所(suo)得磷銨復肥(fei)可供農(nong)用。但是磷銨復肥(fei)的(de)制(zhi)備(bei)過程復雜,活性炭吸附塔的(de)床層(ceng)阻力較大及活性炭的(de)價格較高(gao)、機械強度(du)差,因而應進一步從工藝的(de)優(you)化、反(fan)應器的(de)設計(ji)和(he)新的(de)高(gao)效價廉脫硫(liu)劑研(yan)發方面著手研(yan)究(jiu),使該技術更具推廣價值。
固定床(chuang)吸(xi)附(fu)水(shui)洗再生脫硫工藝會(hui)出(chu)現(xian)隨著吸(xi)附(fu)時間的(de)(de)(de)進行,床(chuang)層(ceng)的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)能力(li)下降的(de)(de)(de)現(xian)象,床(chuang)層(ceng)內活性炭(tan)利用率(lv)分布不均勻,總體利用效率(lv)不高;處理量(liang)大(da)時,設備也要隨著增加(jia),空間占用加(jia)大(da);當煙氣(qi)含塵量(liang)大(da)時,床(chuang)層(ceng)阻力(li)會(hui)隨時間的(de)(de)(de)延(yan)續而增大(da),因此(ci),在吸(xi)附(fu)器前一般需要安(an)裝(zhuang)除塵設備,但是其(qi)工藝流程短,易(yi)操作,動力(li)消耗低,同(tong)樣具有發展潛力(li)。而且從技(ji)術國(guo)產化和同(tong)國(guo)外技(ji)術成熟度的(de)(de)(de)競(jing)爭(zheng)力(li)來(lai)看,水(shui)洗再生炭(tan)法(fa)煙氣(qi)脫硫技(ji)術應該(gai)更加(jia)符合我(wo)國(guo)實際。
3、炭法脫硫技術應用前景
綜合技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)和市場(chang)兩方面的(de)(de)因(yin)素(su),可以看(kan)出,煙(yan)(yan)氣脫硫(liu)市場(chang)是客觀存(cun)在的(de)(de)擁(yong)有(you)千億元以上的(de)(de)大市場(chang),但現有(you)的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)并不能(neng)滿足市場(chang)的(de)(de)需求。一方面國家(jia)(jia)強制要(yao)求脫硫(liu),另(ling)一方面市場(chang)上又缺少相適(shi)應的(de)(de)企業(ye)能(neng)接受的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu),形成了尖銳的(de)(de)矛盾。而我們開發(fa)(fa)的(de)(de)具有(you)自(zi)主(zhu)知識產權的(de)(de)新(xin)型(xing)活性(xing)(xing)炭(tan)法(fa)煙(yan)(yan)氣脫硫(liu)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)恰好能(neng)解決當前的(de)(de)市場(chang)矛盾,這種新(xin)型(xing)活性(xing)(xing)炭(tan)法(fa)煙(yan)(yan)氣脫硫(liu)技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)已獲(huo)得國家(jia)(jia)發(fa)(fa)明專利,并列入國家(jia)(jia)《當前優先發(fa)(fa)展的(de)(de)高技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)產業(ye)化重點領域(yu)指南(nan)》,是新(xin)一代符合煙(yan)(yan)氣凈化技(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)。
發展趨勢的高效化、經濟化、資(zi)源化的高新技術(shu)。技術(shu)和市場(chang)(chang)有(you)機(ji)地結(jie)合起來,解決當前市場(chang)(chang)存在的矛盾,必然是(shi)一個企業進入環保領域的絕佳機(ji)會,按保守地估(gu)計(ji),占有(you)5%的市場(chang)(chang)份額,也將(jiang)會有(you)50億元的市場(chang)(chang)。
4、活性炭法脫硫技術優勢分析
活性炭法(fa)技術的特點(dian):
1)脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑(ji)耗(hao)量少,脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑(ji)一次投入(ru)后可長期使(shi)用,避(bi)免國(guo)外氨(an)法(fa)(fa)、活性焦法(fa)(fa)、鈣法(fa)(fa)、鎂法(fa)(fa)等技術需隨時加入(ru)脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑(ji),脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑(ji)耗(hao)量大的問題。
2)工藝流程短,設備少(shao)。由于無(wu)需脫硫原料的(de)制備、運入、輸送系統,因(yin)而裝(zhuang)置(zhi)相(xiang)對簡單,占地相(xiang)對較(jiao)小。
3)由于(yu)工藝簡單(dan),脫硫(liu)原料消耗少(shao),脫硫(liu)投資和(he)運行費用較低。
4)該技術脫(tuo)硫產物為工業上廣泛應用的硫酸,可實現資(zi)源化利(li)用。
5)從脫(tuo)硫技術的研究開發、設(she)計(ji)到設(she)備、儀表、材料(liao)等全(quan)部實現國(guo)產化。
從(cong)以上(shang)的(de)(de)(de)(de)分析可以看(kan)(kan)出,活性(xing)炭法(fa)(fa)(fa)煙氣脫硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)正是符合(he)(he)高效化、資(zi)源(yuan)化、綜合(he)(he)化、經濟化發展方向的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。特(te)別是經濟性(xing)方面的(de)(de)(de)(de)優(you)越性(xing),幾種脫硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)經濟技(ji)(ji)術(shu)(shu)指標在(zai)表1中做了(le)比較,表中可以得到更直觀的(de)(de)(de)(de)認識。它適合(he)(he)我(wo)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)經濟、資(zi)源(yuan)、技(ji)(ji)術(shu)(shu)等(deng)方面的(de)(de)(de)(de)綜合(he)(he)國(guo)(guo)(guo)情(qing)。從(cong)國(guo)(guo)(guo)家(jia)技(ji)(ji)術(shu)(shu)開發的(de)(de)(de)(de)重(zhong)點(dian)(dian)也可看(kan)(kan)出,連續從(cong)“七五(wu)”、“八五(wu)”、到“九五(wu)” 多(duo)年重(zhong)點(dian)(dian)資(zi)助,現在(zai)國(guo)(guo)(guo)家(jia)相(xiang)關部門正大(da)力將(jiang)該技(ji)(ji)術(shu)(shu)推向市場(chang)。從(cong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)競(jing)爭的(de)(de)(de)(de)層面上(shang)說,國(guo)(guo)(guo)外引進技(ji)(ji)術(shu)(shu)基本上(shang)是石灰石石膏法(fa)(fa)(fa),各公司擁有同質化的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu),所以引發了(le)目前的(de)(de)(de)(de)價(jia)格大(da)戰(zhan),在(zai)這種背景下,活性(xing)炭法(fa)(fa)(fa)技(ji)(ji)術(shu)(shu)必將(jiang)在(zai)我(wo)國(guo)(guo)(guo)得到長足的(de)(de)(de)(de)發展,在(zai)煙氣脫硫(liu)市場(chang)大(da)顯身手。
5、應用前景
對于(yu)任何一(yi)種(zhong)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)脫(tuo)硫技(ji)(ji)(ji)術來講,除了(le)其本(ben)身的(de)(de)特(te)性(xing)(xing)外(wai),對其進(jin)行客觀的(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術經濟評價,也是顯示一(yi)種(zhong)技(ji)(ji)(ji)術生(sheng)(sheng)命(ming)力的(de)(de)更為有(you)效(xiao)(xiao)的(de)(de)手段。從技(ji)(ji)(ji)術角度(du)來看,在德(de)國(guo)(guo)和日本(ben)已經用(yong)于(yu)工(gong)(gong)業(ye)生(sheng)(sheng)產。我國(guo)(guo)也有(you)了(le)較(jiao)大規(gui)模的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)裝置(zhi)運行,證明(ming)技(ji)(ji)(ji)術上(shang)是可(ke)行的(de)(de)。如Lurgi工(gong)(gong)藝(yi)利用(yong)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)中的(de)(de)顯熱(re)進(jin)行稀硫酸濃(nong)(nong)縮,不(bu)(bu)僅利用(yong)了(le)廢(fei)熱(re)而(er)且提高(gao)(gao)了(le)稀硫酸的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)。凈(jing)化系(xi)統(tong)比較(jiao)簡單,只有(you)一(yi)個(ge)工(gong)(gong)序,不(bu)(bu)用(yong)切換(huan)。但得到硫酸濃(nong)(nong)度(du)稍低(10%~15%),與原料氣(qi)(qi)換(huan)熱(re)后可(ke)以(yi)有(you)不(bu)(bu)同(tong)程度(du)的(de)(de)提高(gao)(gao);日立-東電(dian)法(fa)工(gong)(gong)藝(yi)用(yong)不(bu)(bu)同(tong)濃(nong)(nong)度(du)酸和水依次洗滌再生(sheng)(sheng),最終可(ke)以(yi)得到20%以(yi)上(shang)的(de)(de)硫酸。凈(jing)化系(xi)統(tong)也由原來的(de)(de)3個(ge)工(gong)(gong)序該(gai)成2個(ge),煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)處理(li)量往往很(hen)大,管(guan)線較(jiao)粗,閥門及(ji)設(she)備(bei)要求很(hen)高(gao)(gao);大連化物(wu)所(suo)工(gong)(gong)藝(yi)采用(yong)4個(ge)工(gong)(gong)序切換(huan),同(tong)樣對于(yu)設(she)備(bei)設(she)計、制造、生(sheng)(sheng)產操作和維護有(you)很(hen)高(gao)(gao)的(de)(de)要求,但所(suo)采用(yong)的(de)(de)活性(xing)(xing)炭脫(tuo)硫效(xiao)(xiao)率較(jiao)高(gao)(gao),實際上(shang)都超(chao)過95%。
從經濟角度來看,以我國開發的PAFP工藝為例,按處理電廠煙氣量45×104Nm3/h(100MW),項目總投資3890萬元,其中脫硫部分占1930萬元。從年運行6500h的經濟分析來看,該技術脫硫投資的回收期約為9年,不致給電廠增加經濟負擔,且每年可減少SO2排放量1985萬噸,回收利用硫酸2.24萬噸(按100%硫酸計)和為農業提供2.7萬噸磷銨肥料,可以帶來每年約700余萬元的盈利。對于炭法煙氣脫硫工藝酸回收裝置的投資,若按每年生產1萬噸硫酸計算,大約為330萬元,與用硫鐵礦焙燒制取硫酸工藝相比,把硫鐵礦建礦投資也計算在內,則一般用硫鐵礦焙燒制酸的基建投資都高于或相當于炭法脫硫工藝。將20%濃度的稀硫酸濃縮到65%以后,就可以有比較廣闊的市場。我國磷肥工業是使用稀硫酸的大戶,據有關部門測算,目前我國磷肥需求量遠遠超過供應量,市場容量都在3×107t/a。而且炭法煙氣脫硫技術中SO2可以(yi)不計(ji)成(cheng)本,活性(xing)炭消耗(hao)少,在原料和動力消耗(hao)中,主要(yao)是風機的(de)(de)電(dian)(dian)耗(hao),如果以(yi)65%濃(nong)度硫(liu)(liu)酸為產(chan)品,消耗(hao)為5t蒸(zheng)汽/t硫(liu)(liu)酸(按100%硫(liu)(liu)酸計(ji)),成(cheng)本較(jiao)低。即使要(yao)求濃(nong)硫(liu)(liu)酸的(de)(de)場合,由(you)于(yu)回收和濃(nong)縮(suo)(suo)階段不帶入(ru)雜(za)質,也完全可以(yi)濃(nong)縮(suo)(suo)至(zhi)98%的(de)(de)濃(nong)硫(liu)(liu)酸。從炭法煙氣(qi)脫硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)同目前國內市場上脫硫(liu)(liu)技(ji)術(shu)的(de)(de)經(jing)濟(ji)技(ji)術(shu)指標(biao)比較(jiao)來(lai)看(kan),投資、脫硫(liu)(liu)成(cheng)本和增加(jia)的(de)(de)電(dian)(dian)價都是比較(jiao)低的(de)(de)。
6、建議
從炭法(fa)(fa)(fa)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發展(zhan)歷程(cheng)以技(ji)(ji)術(shu)(shu)應用(yong)(yong)現狀來看(kan),國外已經(jing)進入同(tong)時脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝、脫(tuo)除(chu)重金屬、有毒物(wu)質的(de)(de)階段(duan),而我國雖(sui)然起步較(jiao)晚(wan),但(dan)與國外相(xiang)差不(bu)大,使得炭法(fa)(fa)(fa)技(ji)(ji)術(shu)(shu)在脫(tuo)硫(liu)市(shi)場的(de)(de)份額占與現有主流的(de)(de)鈣(gai)法(fa)(fa)(fa)工藝相(xiang)比(bi)很少,這(zhe)是歷史原(yuan)因造成(cheng)的(de)(de)。隨(sui)著資(zi)源與環境可持續發展(zhan)以及循環經(jing)濟進一步被人們重視(shi),現有的(de)(de)主流脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)逐漸暴露出弊端(duan),炭法(fa)(fa)(fa)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)適應這(zhe)一發展(zhan)趨勢,應該(gai)(gai)予以重視(shi)。從技(ji)(ji)術(shu)(shu)經(jing)濟的(de)(de)評(ping)估來看(kan),炭法(fa)(fa)(fa)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)設備費(fei)用(yong)(yong)和運行費(fei)用(yong)(yong)都比(bi)較(jiao)低(di),需(xu)要(yao)的(de)(de)建設空間也小,所以炭法(fa)(fa)(fa)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)在經(jing)濟上具(ju)有競爭力。但(dan)是,每一種(zhong)脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu),包(bao)括炭法(fa)(fa)(fa)煙(yan)(yan)氣(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)不(bu)能包(bao)治(zhi)百病(bing),都存在不(bu)足,應該(gai)(gai)客觀的(de)(de)去(qu)認(ren)識,合理利用(yong)(yong)。
目前,我國煙氣脫硫行業面臨以下(xia)困難局面:
(1)多頭重復(fu)技術引進的現(xian)象(xiang)甚為普遍(bian),并(bing)有繼續發展的趨勢。
(2)缺乏悠(you)悠(you)自主知(zhi)識產權的煙氣脫硫工藝(yi)技術(shu)和一些(xie)關鍵設(she)備的制造技術(shu)。
(3)以企業為主(zhu)體(ti)的脫(tuo)硫工程創新體(ti)系尚未形成,自主(zhu)研發(fa)的技(ji)術難以實(shi)現規模(mo)化生產(chan)。
(4)煙氣(qi)脫硫國產(chan)化依托工程的落實存在難(nan)度。
(5)公平、公開、公正(zheng)競爭的煙氣(qi)脫硫市場環(huan)境還在萌芽之中(zhong)。
因此,鑒于此中局面對炭法(fa)煙氣脫硫(liu)技(ji)術的(de)發展提出以下建議(yi):
(1)開(kai)發(fa)脫硫活性好、硫容高、機械強度大、著火點高且價格(ge)低廉的(de)炭(tan)基脫硫劑,是該技術在我(wo)國(guo)得(de)以(yi)推廣應用的(de)關鍵所在。
(2)對(dui)炭法煙氣脫硫(liu)技術的(de)工(gong)藝操作條件進行(xing)深(shen)入(ru)研究,尤其是對(dui)于核心脫硫(liu)反(fan)應器的(de)優化及設計也是提高空速(su)范圍、降低阻力及稀酸濃縮(suo)等的(de)關鍵(jian)技術。
(3)對于(yu)此工藝帶來(lai)的(de)稀酸出路的(de)問題,應(ying)當因(yin)地(di)制宜,以循環經濟為(wei)基點(dian),生態工業為(wei)支撐,以此來(lai)解決我國硫資源(yuan)缺乏問題。
(4)此(ci)外(wai),我國(guo)(guo)的脫(tuo)硫(liu)市場已經面臨國(guo)(guo)外(wai)技(ji)術(shu)(shu)的沖擊,由國(guo)(guo)外(wai)估計(ji)中國(guo)(guo)的煙氣(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)市場高達數(shu)千億美元,各國(guo)(guo)政府、大公(gong)司早已瞄準了中國(guo)(guo)的煙氣(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)市場。因此(ci),對于炭法煙氣(qi)(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)術(shu)(shu)的國(guo)(guo)產化進程應該加快(kuai)。
隨著我國經濟的(de)(de)(de)(de)快(kuai)速發(fa)展,對環境質量要(yao)求將(jiang)愈來(lai)愈高,必將(jiang)對二氧化硫(liu)、氮氧化物制定更加(jia)嚴格(ge)的(de)(de)(de)(de)排放標準(zhun),炭法(fa)煙氣脫硫(liu)技(ji)術一方面可(ke)以滿足當前對SO2控制的(de)(de)(de)(de)要(yao)求,又要(yao)為控制NOx作(zuo)技(ji)術準(zhun)備(bei)。因此,炭法(fa)煙氣脫硫(liu)技(ji)術即具超前性,又具有推動環境可(ke)持續發(fa)展的(de)(de)(de)(de)戰(zhan)略意義。

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