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是什麼制約了半幹半濕法煙氣脫硫技術的發展?
點擊次數:420 發布時間:2017-08-08

半幹半濕法是由中國環境科學研究院開發出的脫硫技術。該技術是在對日本政府贈送的半幹半濕脫硫裝置進行改進的基礎上,研發出的符合我國煙氣脫硫現狀的脫硫技術。改造後的工藝和技術投資小、占地少、費用低、無腐蝕,且脫硫灰還可制磚。但在使用過程中出現的問題也限制了該技術的進一步發展,本文針對這些問題進行了分析。

1濕壁現象

各種半幹半濕法煙氣脫硫技術基本原理是一緻的,即脫硫劑或以溶液的形式噴入煙氣中,或以幹态進入,進行塔内噴淋水霧,此後吸附劑與SO2發生化學反應的同時,溶液水分全部蒸發。

但要想同時滿足高的脫硫效率和獲得幹燥的産物,在實際操作中存在一定的困難,因為影響半幹法煙氣脫硫效率的因素很多,且彼此之間還會相互影響,主要體現在兩個方面:

一是,煙氣進入過多,脫硫效率降低;

二是,脫硫劑噴入較多,就會産生濕壁現象。

而濕壁現象的産生首先會造成設備的腐蝕,進而增加了為了防腐處理而額外産生的費用;其次當濕壁嚴重時,即會出現結塊現象,從而導緻系統因堵塞而停運,增加了設備的運行和維護費用。造成濕壁現象的非塔結構原因主要有:

一是,較慢的水霧蒸發速度;

二是,結露(主要是溫差過小或内壁與氣流主體間溫差過大造成的)。

低溫距的存在雖然對提高脫硫效率有非常重要的意義,但是其的存在也大大增加了濕壁的可能性,因此設法解決這對矛盾,就成了目前相關研究人員解決半幹半濕脫硫工藝中脫硫效率與運行費問題的方向,是一個十分值得研究的課題。

2自動控制問題

半幹法煙氣脫硫技術zui大的特點是,脫硫反應是發生在液态中,而zui終的産物卻是幹燥的固态粉末狀,因此半幹法脫硫技術對反應條件的控制水平要求較高。控制的zui終要求是脫硫塔的出口産物是固态的,即要保證加入塔内的增濕水或石灰漿液中的水分在達到脫硫塔出口之前完全蒸發掉。

而且整個脫硫過程的溫度條件是在接近絕熱飽和溫度進行的,高于或低于絕熱飽和溫度都會對脫硫效率産生很大的影響。這樣的控制要求下,如果完全采用國外的監測裝置不僅費用高,對本已經不堪重負的企業無疑又是一項昂貴的支出,因此,國産化的煙氣在線監測裝置和自動控制系統的開發和研制勢在必行。這不僅能保證現有脫硫裝置安全、穩定的運行,而且也給煙氣脫硫技術的進一步發展提供了保證。

3影響衆多,操作複雜

半幹法煙氣脫硫技術的影響因素較多,主要包括:停留時間、Ca/S摩爾比、近絕熱飽和溫度和溫度差、霧滴粒徑等。近年來,對半幹法煙氣脫硫技術的研究多是集中在脫硫劑的選擇、設備的改造、不同脫硫技術的影響因素等。對影響脫硫技術的衆多影響因素之間的關聯研究甚少。

4霧化噴嘴結構

霧化噴嘴是脫硫裝置中的重要一環,因為霧化效果的好壞會影響zui終的脫硫效率,而噴嘴的結構不同或結構不合理還會給脫硫工藝造成故障,如濕壁、霧化效果不好、堵塞等。因此簡化噴嘴的結構是提高脫硫效率的一項重要手段。簡化後的霧化噴嘴的結構應該是不易堵塞和磨損的,而且應保證更換方便,成本低。

在半幹法煙氣脫硫中,不需要很細的霧化漿滴,因為漿液會附着在固體顆粒物上。另外,為了避免粘壁和結垢等問題,希望噴嘴噴出的液滴在到達壁面和塔内構件上之前,應該已經被蒸發。這就要求在噴嘴的設計和布置上盡可能避免以上問題的出現,否則會造成裝置的全面停運。

5大型化問題

經曆了幾十年的發展,半幹法煙氣脫硫技術縱然避免了濕法和幹法的缺點,發展出了其獨特的優勢,但仍然沒有替代濕法或幹法煙氣脫硫技術,完全占有煙氣脫硫的市場。究其原因,有設備本身的問題,也有控制複雜、影響因素衆多的原因,也有其經濟性的影響。zui重要的是,半幹法煙氣脫硫技術因為涉及到了氣、液、固三相的傳質與傳熱,機理較複雜;目前的各項研究都有各自的局限性,無法從内部機制出發找出該技術的關鍵點。因此,也就使得該技術大型化,完全應用于工業,還存在重重阻力。

半幹法煙氣脫硫技術因其設備投資小、占地面積小,脫硫效率高且無二次污染的特點,符合我國煙氣脫硫技術的發展要求。但因自身技術的複雜性,限制了其大型化的應用和發展。因此,積極解決半幹法煙氣脫硫技術中存在的問題,既能加強我國國産脫硫技術,又能解決如今嚴重的霧霾天氣對煙氣脫硫的強烈需求。


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