鍋爐燃煤和冶煉礦物等生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生大量含SO₂煙氣，污染大氣環(huán)境，造成酸雨危害。酸雨已成為當今人類面臨的重大環(huán)境問題之一。目前，我國每年排放的SO₂已達2000多萬噸，酸雨面積已達國土面積的1/3以上。酸雨已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素�？刂芐O₂，No_x等排放是防止酸雨的關(guān)鍵措施。

煙氣脫硫是目前最主要的脫硫方式，是控制酸雨和SO₂污染的主要技術(shù)途徑。迄今為止，國內(nèi)外已開發(fā)出數(shù)百種煙氣脫硫技術(shù)，可被分為干法和濕法兩大類。濕法脫硫技術(shù)具有脫硫與除塵可同時兼顧，機動靈活，適用性強，投資省和運行費用低的特點，被環(huán)保部門和有關(guān)專家學者認為是一項適合我國國情的實用技術(shù)。全沸騰式脫硫除塵器是針對燃煤鍋爐煙氣的特點，而開發(fā)研究出的一種新型濕法煙氣脫硫除塵技術(shù)。本文主要介紹全沸騰式脫硫除塵器的基本工作原理，裝置結(jié)構(gòu)型式及主要特點，主要技術(shù)經(jīng)濟指標及適用范圍，實際應用等。

一、工作原理及脫硫除塵機理

（一）工作原理

全沸騰式脫硫除塵器的基本工作原理較簡單，就是含SO₂和煙塵的煙氣從脫硫除塵器下部進入，合理布風使煙氣流由下而上通過孔板上的水層，當氣流速度控制在一定范圍時，可在孔板上形成沸騰層，在沸騰中氣泡不斷破裂、合并又重新生成。沸騰床的高度和強度，通過溢流裝置保持穩(wěn)定，過多的水通過溢流裝置和孔板滲漏至除塵器下部的灰渣槽中。當含SO₂和煙塵的煙氣在通過沸騰層時，通過氣水接觸，傳質(zhì)和各種機理的綜合作用下，煙氣得到凈化，達到脫硫除塵的目的。

1、除塵機理

當含塵煙氣穿過脫硫除塵器孔板上的水層時，其除塵過程可分為三個階段：

一是水、煙氣接觸進行部分熱交換階段。

二是形成沸騰階段。

三是在水沸騰后粉塵的捕集階段。

粉塵捕集機理主要有慣性，擴散和凝并。在煙氣穿過孔板與其水層發(fā)生碰撞，使液面發(fā)生彎曲變形，一部分水氣在水層上部自然形成高密度的霧區(qū)，同時絕大多數(shù)粒徑較大的塵粒在慣性的作用下，在沖入水層時被捕獲。周而復始的煙氣不斷沖擊，液面不斷彎曲變形，達到一定程度后，沸騰完全形成了。沸騰的氣泡劇烈地攪動、翻滾、破裂、合并、再生，形成了極大的氣液接觸面積。當煙塵與其接觸時，由于慣性、擴散和凝并等作用而被捕集，達到凈化目的。

2、脫硫機理

全沸騰式脫硫除塵器的脫硫機理與是否使用脫硫劑有關(guān)。對于不同煤質(zhì)燃煤煙氣，根據(jù)煙氣含SO₂濃度，利用全沸騰式脫硫除塵器進行脫硫，可靈活選用脫硫劑。根據(jù)全沸騰式脫硫除塵器的特點，開發(fā)研究了一種新型tl—01脫硫劑。它主要由表面活性劑和過渡性金屬離子等組成。其脫硫機理是一種液相催化作用，能使煙氣中SO₂催化氧化成SO₃，用水吸收生產(chǎn)稀硫酸，從而達到脫硫的目的。據(jù)應用試驗結(jié)果，其脫硫效率達到85—98%以上，運行成本低，簡便經(jīng)濟。

二、裝置機構(gòu)主要特點及技術(shù)經(jīng)濟指標

（一）、裝置結(jié)構(gòu)主要特點

全沸騰式脫硫除塵器主要由進氣管、下孔板、上孔板、筒體、脫水器、出氣管、排水口及除泡裝置等部分組成。它與以往的濕法脫硫除塵器相比，具有以下顯著特點：

1、采用雙層孔板，下層孔板孔徑比上層孔板的稍大。這樣當含塵氣流通過下層孔板時，粗大粉塵和一部分細小粉塵便被捕集下來，上層孔板的負荷自然減輕，用不同孔徑的孔板產(chǎn)生不同直徑的氣泡，可以用來高效處理不同的粉塵，保證沸騰順利進行和防止堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2、將兩孔板間的豎直距離適當配置，可以防止兩層孔板的水質(zhì)相互影響。

3、使用特殊的材料做孔板，這種板材強度高、耐高溫、抗氧化、抗介質(zhì)腐蝕，尤其是它的導磁率很小的特性，從而解決了孔板易堵塞易腐蝕的缺陷。

4、筒體可根據(jù)實際情況，靈活采用不同材質(zhì)制成�？刹捎没◢弾r砌筑筒體，充分利用花崗巖質(zhì)均、耐磨和耐腐蝕的優(yōu)良特性，或采用高強度石英砂同樹脂結(jié)合為人造花崗巖，或采用不銹鋼為筒體等。

5、采用除泡裝置和旋流式脫水器，可以獲得在阻力損失不大情況下近100%的脫水效果，解決了過去風機帶水或擋水板堵塞的問題。

6、孔板下布置一層噴嘴，一方面用于清除孔板下和塔壁上的積灰，防止堵塞，同時對高溫煙氣也能進行降溫增濕處理，延長孔板的使用壽命，提高效率。

（二）、主要技術(shù)經(jīng)濟指標及適用范圍

1、主要技術(shù)經(jīng)濟指標

脫硫效率視使用脫硫劑而定，一般為60—98%；除塵效率為96—99%；阻力損失800—1300pa；氣流速度0.8—3.8m/s；液氣比0.2—0.3l/Nm³；可利用廢堿液、tl—01等脫硫劑；脫硫運行費用0.04—0.14元/kg.SO₂；投資小，占地面積小，運行簡單可靠。

2、適用范圍

全沸騰式脫硫除塵器效率高，經(jīng)濟實用，安全可靠，很好地解決了脫硫除塵、廢水處理、綜合利用三者相統(tǒng)一問題。解決了設(shè)備本身如風機帶水、銹蝕、堵塞、效率不高和工況不穩(wěn)定等這些問題。采用水渣漿分離裝置，灰渣可以干燥運出，水可以循環(huán)使用，灰水分離效果很好。是一種高效較理想的脫硫除塵設(shè)備，可配套使用在1—130t/h鍋爐（鏈條爐、往復爐、沸騰爐、拋煤爐、粉煤爐）各種化工、冶金等行業(yè)的粉塵廢氣治理工程，應用范圍廣泛，前景很好。

三、應用實例

（一）、鏈條爐的煙氣處理

1、應用條件簡介

1998年，全沸騰式脫硫除塵器在某公司5#鍋爐進行應用。5#鍋爐為20t/h鏈條爐，原采用麻石水膜除塵器，脫硫除塵效果不理想。為節(jié)省投資，公司要求將麻石水膜除塵器改造成全沸騰式脫硫除塵器。設(shè)備主體采用了原麻石水膜除塵器筒體，對進風口進行了調(diào)整，內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用雙層篩板，采用不銹鋼制成，達到表面光滑、強度高、耐溫、耐腐蝕作用。下層篩板孔徑比上層稍大。采用了不銹鋼材料制成嶦式擋水板，解決了風機帶水問題。脫硫除塵器高13.5m，內(nèi)徑2m。改造后脫硫除塵工藝流程如圖2所示。鍋爐煙氣經(jīng)過噴淋預處理后，進入全沸騰式脫硫除塵器，進行脫硫除塵，凈化后的煙氣由引風機抽至煙窗排放到大氣。脫硫除塵器內(nèi)流出的灰渣水進入分離池，進行灰水分離，灰渣濾干后回收利用，水循環(huán)使用。

2、脫硫除塵效果

全沸騰式脫硫除塵設(shè)施于98年3月運行以來，鍋爐在正常負荷運行時，引風機電流穩(wěn)定，脫硫除塵器阻力小，水系統(tǒng)循環(huán)正常，補充水利用鍋爐出渣冷卻水，利用灰渣水澄清后循環(huán)使用脫硫除塵，不需另添加脫硫劑，操作方便，運行正常。脫硫和除塵效果測試委托江西省環(huán)保監(jiān)測站負責完成。SO₂濃度和煙塵濃度測定嚴格按有關(guān)測試方法要求進行。監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 SO₂和煙塵測定結(jié)果表

從表1可知，煙氣經(jīng)全沸騰式脫硫除塵器處理后，SO₂排放濃度為796mg/Nm³，排放量42.8kg/h，脫硫效率63.9%，煙塵排放濃度為125.2mg/Nm³，排放量4.66kg/h，除塵效率96.3%。so2排放濃度低于國家排放標準1200mg/Nm³；煙塵排放濃度低于GB13271—91中的二類標準250mg/Nm³，符合國家環(huán)保排放標準，達到了預期的煙氣治理目標。

3、社會經(jīng)濟效益分析

該公司地處市區(qū)，煙塵和SO₂濃度排放控制很嚴。5#鍋爐脫硫除塵經(jīng)過改造后，煙塵排放濃度和SO₂排放濃度低于國家排放標準，為改善大氣環(huán)境起到重要作用，周圍環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)，為此居民反應良好。由于使用循環(huán)用水，運行費用低，據(jù)估算運行費用遠低于煙塵和SO₂超標排污費用，脫硫運行費用僅為0.08元/kg.SO₂，低于SO₂排放費用0.2元/kg.SO₂，取得了較好的社會經(jīng)濟效益。

（二）、沸騰爐的煙氣處理

2000年8月,全沸騰式脫硫除塵器在某公司鍋爐進行應用。鍋爐為15t/h的沸騰爐，原采用旋風器除塵，除塵效果較差，除塵效率只有69.8%，無脫硫功能。公司要求對其進行改造，達到脫硫除塵的目的。將原旋風器除塵撤除，改用全沸騰式脫硫除塵器進行除塵脫硫。筒體直徑為1.8m,煙氣處理量為45000m³/h。使用tl-01脫硫劑進行脫硫，水溶液循環(huán)使用，當溶液ph值達到2左右時，添加適量石灰中和。

經(jīng)環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測站檢測，除塵效率達到98.3%,脫硫效率達93.6%。煙氣排放含塵濃度為122.3mg/Nm³,SO₂排放濃度為206.1mg/Nm³,遠低于國家允許排放濃度標準。運行可靠，用戶反映良好，脫硫運行費用0.01元/kg.SO₂，取得了較好的環(huán)境效益和社會經(jīng)濟效益。

四、結(jié)語

全沸騰式脫硫除塵器是一種新型高效脫硫除塵設(shè)備，以其獨特的技術(shù)特點和卓越的技術(shù)經(jīng)濟技術(shù)性能而挺進市場。目前該技術(shù)已在多家企業(yè)的不同鍋爐上使用，取得了較好的運行效果，用戶反映良好。這是一項較理想的濕法脫硫除塵技術(shù)，相信將會受到廣大用戶的歡迎。

[參考文獻]

[1]l.s.范.氣液固流態(tài)化工程.北京:中國化工出版社,1993

[2]徐笑難.中小型燃煤鍋爐煙氣的除塵脫硫.上海環(huán)境科學,1996,15(10):22-24

[3]蔡偉建,李濟吾.含表面活性劑的mn2+溶液脫除煙氣中的so2初探.環(huán)境與開發(fā),1999,14(2):26

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”