大力推广湿法高效脱硫除尘高新技术
作者:陈鸣楼
《科技日报》绿色周刊 2001.2.6

  发展与完善湿法高效脱硫除尘系统国产化工艺技术,是科技创新之举。近年来,随着工业企业加快烟气达标排放,我国脱硫除尘设备得到快速稳步的发展,进一步开发湿法高效脱硫除尘高新技术是国情所需。
  在烟气脱硫除尘装备领域,如何力求工程系统工艺的完善与技术创新,挖掘设备运行原理的内在潜力,完善烟气脱硫除尘装备系统化及国产化,成了人们一直关心的话题。
  最近几年,由中国浙江华特环保设备实业公司自行研制生产的SMLXW型系列湿法高效脱硫除尘设备,在系统工艺国产化发展方面取得成功,显示出华特公司较强的企业综合实力。该设备从技术研究至投入工程应用,体现了技术含量高、工艺完善、设计合理等特点,不仅应用在大中型火电厂的沸腾炉、抛煤炉、链条炉、煤粉炉、循环硫化床等锅炉的烟尘、二氧化硫的治理,同时对工业窑炉中的中小型加热炉、钡转炉、回转炉、电石炉、培烧炉等炉窑所产生的有害物质的治理也十分有效。该技术已投放于排放烟气含尘和二氧化硫浓度高的不同吨位的燃煤锅炉,其设备的性能和运行效果经有关环保部门监测、验收测试结果表明:脱硫效率69%~86%,除尘效率98.9~99.6%,林格曼黑度<1级。这一产品投放市场运行的成功,特别是给一些低热量、高含尘(烟气含尘浓度25000~46000mg/Nm3);高含硫(二氧化硫浓度为5600~8200 mg/Nm3)和细煤粉的煤质及燃烧不完全,难处理的锅炉、炉窑的治理带来了福音。
  河北省承德市热力集团有限责任公司拥有的数台循环床锅炉建造于90年代初期,该炉初始排放烟尘浓度高达46000mg/Nm3,排放烟气含二氧化硫浓度及林格曼黑度均较高,并存在循环水处理难等系列遗留问题。为此,该工程受河北省省委、省人大和省人民政府的关注,属全省重点环境工程,纳入省长期治理工程计划。就此,钮茂生省长先后两次带领有关部门负责人,赴该公司进行实地指导工作,明确公司治理污染项目的方向,坚定了公司治污的决心。
  该公司总裁李建平、副总裁李永战、总工程师赵保安和工程主要负责人鞠京杰等有关领导和专家于97年针对工程项目要求进行技改。他们根据当前国内外优质环保设备制造单位生产经营的综合实力及用户使用情况,安排技术人员赴有关运行工程实地考察。该公司领导极力杜绝工程盲目改造现象发生,自1997年初至1998年10月近两年期间投入了大量的人力和物力,最终筛选出国内实力雄厚的制造单位。在此期间,承德市热力集团有限责任公司、承德市环保局和市建委等有关领导和专家为了进一步考察设备技术性能和质量,特别邀请了原国家环保总局成果处柯涌朝、原机械部马炳权等专家会同河北省、承德市有关专家,认真审查和分析相关技术情况,并依照工程技术要求,一致核准采用浙江华特环保设备实业公司生产的SMLXW型湿法高效脱硫除尘设备。公司于1998年9月投入工程治理改建,1999年6月和11月,华特的设备先后投入运行。2000年7月至9月,经承德市环境监测站就设备技术性能和运行情况全面进行测试验收,测试结果:脱硫效率>75%,除尘效率>99.3%,林格曼黑度<1级,工程废水全面纳入循环闭路使用。该工程现已符合GWPB3-1999现行锅炉大气污染物排放标准。同时,因工程投入运行后,设备技术含量高,引风机不带水、不粘灰,系统运行稳定,承德市热力集团有限责任公司获得河北省环境治理工程达标优秀企业的荣称。
  众所周知,承德避暑山庄属我国著名旅游胜地,承德市热力集团有限责任公司和有关专家在环保方面所取得的突出成绩,为我国旅游胜地的发展献上了一份厚礼。
  采用华特公司生产设备的同类省级重点改造工程还有浙江绍兴市热电厂、江山化工股份有限公司、浙江蜜蜂集团公司和江苏谏壁发电厂、新浦热电厂等企业。迄今为止,采用华特技术,在全国先后投入运行的工程已达1760余家。
  同时,华特公司针对现有存在沥青烟治理难的问题,投入了大量人力、物力进行研究,现已有了较先进的治理方法,其投资少、治理费用低、无二次污染、除沥青效率>96%,收到良好的运行效果。
  目前,我国已加快了大气污染治理步伐,发展国产湿法高效脱硫除尘设备也日益紧促,但我国烟气脱硫除尘系统工程国产化的发展现状并不乐观。例如有的企业在观念上认为国内设备存在科学技术含量低及工艺不完善等问题,而有意识或盲目的引进国外脱硫除尘设备,投入后在工程系统设备维护及运行管理方面出现了诸多问题。这不仅造成资金紧张,企业还增加多项不必要的巨额开支,更重要的是无法推动我国烟气脱硫除尘设备工艺发展,也不利于我国环保产业的发展。
  近年来,浙江华特环保设备实业公司大力研究与开发湿法高效脱硫除尘系统,发明了湿法高效脱硫除尘二段石灰-石膏吸收法。该独特的工艺,成功解决了我国20~60万机组大容量的锅炉脱硫除尘,其脱硫效率为96%以上,除尘效率为99.9%以上,净烟排放林格曼黑度<1级。该设备阻力小,脱水效率高,能保证运行稳定;引风机不带水、不贴灰,设备维护简单,投资和运行费用低,并为用户自购进设备投入运行后免费维护八年,产品已顺利获得发明专利,专利号:00105962.9。同时,为了解决以往供水系统技术含量低的问题,此次又投入研制开发出溅锥喷嘴和旋流雾化喷嘴及环形溅板式溢流装置(发明专利号分别为:00134069.7、00134070.0、01100062.7)。
根据对国内外环保市场形势的分析,为促进国产脱硫除尘系统发展,华特众多技术骨干人员悉心研究,近期还研制成功了静电除尘与湿法石灰-石膏法高效脱硫除尘以及多管除尘或袋式除尘与湿法石灰-石膏法高效脱硫除尘的新系统工艺。在静电除尘或多管除尘及袋式除尘与湿法石灰-石膏法高效脱硫除尘的的工艺中,静电或多管及袋式与湿法两者脱硫除尘的优点有机结合,并在系统运行过程中令其发挥良好的技术性能,进一步达到两者合一、高效脱硫除尘的目的。目前,华特公司的技术分别获得国家发明专利。(FA?SMLXW型系列静电湿法高效脱硫除尘系统专利编号:01100064.3、FB?SMLXW型系列多管湿法高效脱硫除尘系统专利编号:01100063.5、FC?SMLXW型系列袋式湿法高效脱硫除尘系统专利编号:01100061.9。)该技术自投入使用后,便以高效脱硫除尘及成熟的工艺原理、合理的设备造价为广大新老用户所接受。
  上述三种技术各有优越性和长处,静电除尘技术和湿法脱硫除尘技术是两项重要的防治和控制大气污染的环保技术,静电除尘器和湿法脱硫除尘设备是两种常用的废气治理设备。现已广泛应用于各个工业领域的含尘废气治理、气固分离、气液吸收分离、粉状物料回收等。
  静电除尘器是利用电场库仑力作用,清除气体中固体粉尘和液体粒子的装置。FA型静电除尘器主要由电极系统、清灰系统、气流分布系统、排尘系统以及供电系统等组成,湿法高效脱硫除尘设备是利用碱性液体与含尘气体在文丘里管内运动所产生紊流效应,气液相互接触,通过惯性碰撞及混合凝聚实现捕集粉尘粒子和反应吸收SO2及利用离心力实现气液分离脱水的装置。典型的SMLXW型湿法高效脱硫除尘设备主要由文丘里管、喷淋装置、捕滴分离器、旋流装置、溢流装置、供水系统、脱水装置及出烟管等组成。
  FA型静电除尘器和SMLXW型湿法高效脱硫除尘设备是目前国内应用较多的除尘和脱硫设备,各自都有多种结构形式和优点。如FA型静电除尘器就具有能处理大流量的气体和具有腐蚀性的高温气体;气体阻力小,压力损失小;除尘效率高,处理粒径范围宽;气流分布均匀,不串流,无二次扬尘等一系列优点。SMLXW型湿法高效脱硫除尘设备则更是获得三项国家发明专利的产品,其不仅具有一般湿法脱硫除尘器可以处理浓度高、湿度大、高比阻、带粘性或有毒有害的粉尘及废气,同时脱硫除尘效率高、设备造价低、使用寿命长等优点外,更主要的是本系统在设备取材、结构设计和水闭路循环处理原理上具有能保证设备耐腐蚀、系统不结垢不堵塞、引风机不带水不积灰、没有废水排放,脱硫除尘产物高效处理回收形成产业化、无二次污染的突出特点。但是,作为单一机制的除尘和脱硫设备,无论是静电除尘器还是湿式脱硫除尘设备,其本身都具有不可克服的局限性和不足。如FA型静电除尘器对粉尘的物理性质较敏感、静电除尘效率受粉尘比电阻的影响较大,不适宜直接净化高浓度含尘气体等。又如湿式脱硫除尘设备系统阻力大、设备能耗高,不适宜直接净化含有憎水性和水硬性粉尘烟气等。随着工业废气的种类和治理技术要求的日益增加,粉尘排放量控制进一步严格的情况下,单一机制的除尘和脱硫设备已难满足现行法规的要求。
  华特公司研制发明的目的在于提出一种新的高效脱硫除尘系统,利用多种机制的联合作用,克服传统的单一机制的除尘和脱硫设备所具有的局限性和不足,提高设备的整体技术经济性能与系统工艺的完善,为更好地满足环保技术的需要。
  该发明涉及的FA?SMLXW型静电湿法高效脱硫除尘系统主要由FA型静电除尘器(1)、SMLXW型湿法高效脱硫除尘设备(2)、上水管路(3)、排污管路(4)、引风机(5)、烟囱(6)、渣浆潜水泵(7)、灰渣过滤装置(8)、沉淀器(9)、污水泵(10)(12)、化浆器(11)、氧化装置(13)、石膏浓缩装置(14)、清水装置(15)、耐碱泵(16)等组成。其基本工艺流程是:含尘和SO2的烟气由锅炉(窑炉)出口烟道首先进入FA型静电除尘器(1),利用电场库仑力作用清除气体中大部分固体粉尘和液体粒子,经静电去除的粉尘粒子通过气力输送技术输送到灰库储藏待用。经静电分离净化后的烟气然后进入SMLXW型湿法高效脱硫除尘设备(2),与含有Ca(OH)2的碱性水雾发生紊流接触碰撞混合凝聚同时吸收SO2的反应过程,再经气液分离脱水,从而达到进一步除尘和脱硫的目的。其净化处理后的烟气由引风机(5)送入烟囱(6)向高空排放。SMLXW型设备排出的含沉渣污水由排污管路(4)进入灰渣多级沉淀器(9),沉渣在池底层采用渣浆潜水泵(7)外抽至灰渣过滤装置(8)滤水处理,其滤水回至沉淀器(9)内,灰渣外运。经过多级沉淀流至沉淀器尾部清水池,其上方设有石灰化浆器(11),石灰输送器将石灰输送到化浆器(11)中,由搅拌器将其与补充水及化浆水(由污水泵(10)送入)一起化成浆液经流量阀控制回入沉淀器尾部清水池,以确保循环水的PH值符合要求。混合后的碱性液由污水泵(12)打入氧化装置(13),脱硫反应生成的亚硫酸钙沉淀经氧化装置(13)氧化后生成硫酸钙二水石膏,再经石膏浓缩装置(14)脱水后生成高浓度高纯度的石膏回收利用。石膏浓缩时所脱出的碱性水进入清水装置(15),耐碱泵(16)将清水装置(15)中的净化水液经由上水管路(3)打回系统循环使用。该治理系统由烟气脱硫除尘自动监测程序反馈至静电系统和湿法系统,工艺自动控制,微机操作。
与传统的单一机制的除尘和脱硫设备相比,本系统采用多种机制的联合作用,实现了静电除尘和湿法脱硫除尘两种优质工艺的有机结合。烟尘及固体物的分离捕集主要是在FA型静电除尘器中进行,SO2的反应吸收主要是在SMLXW型湿法高效脱硫除尘设备中进行,该设备同时对粉尘进行二次分离捕集。因此FA?SMLXW型静电湿法高效脱硫除尘系统兼具静电和湿法两者的长处而弥补其不足,具有明显的综合经济技术优越性。
  首先,FA SMLXW型静电湿法高效脱硫除尘系统通过合理组合静电和湿法两者的除尘效率,实现结构上的优化设计。既确保获得很高的除尘效率,又能降低系统的阻力和设备的能耗,减少设备投资,降低运行成本,同时合理利用场地,从而获得更好的综合技术性能。其次,本系统实现了静电除尘和湿法脱硫及除尘在功能上的优化组合,极大地强化了系统的整体功能,提高了系统的整体适用性。既具备静电除尘器能处理烟气量大、粒径范围宽和温度较高的含尘烟气的优势,又避免了静电除尘器不适宜直接净化高浓度含尘气体的不足。既具备静电除尘器除尘效率很高的优点,又避免了静电除尘器对粉尘的物理性质较敏感、静电除尘效率受粉尘比电阻的影响较大的不足。既避免了湿法脱硫除尘设备不适宜直接净化含有憎水性和水硬性粉尘烟气的不足,又具有湿法脱硫除尘设备可以处理浓度高、湿度大、高比阻、带粘性或有毒有害的粉尘及废气的优点。既避免了湿法脱硫除尘设备能耗较大的不足,又具有湿法脱硫除尘设备在去除含尘气体中粉尘粒子的同时,通过碱性液体的混合洗涤吸收和脱水除雾作用脱除气体中的液体、SO2及有毒有害的气态污染物的优点。
华特公司创建于1982年,是集科研、开发、设计、生产、安装、调试、运行管理及技术咨询为一体的具有现代化管理模式的全国环保优秀骨干企业。公司现有员工1760余人,其中研究员、高工、工程师、技师等技术人员达250余人。公司拥有机械生产设备160多台,具有雄厚的技术和生产实力。企业先后荣获′2000中国环保产业骨干企业,中国环保产业“百强企业”,是中国环境科学学会理事单位,中国环保产业协会理事单位,同时是制定国家环保行业标准《湿式烟气脱硫除尘装置》和《工业粉尘湿式除尘装置》的首席单位。企业产品先后获首届全国用户信得过环保产品,′2000第二届全国用户信得过环保产品,国家环境保护总局特别推荐产品等称号,并顺利通过2000 年第一批环保产品认定企业。自华特公司研制生产的高效脱硫除尘设备投放市场以来,迅速畅销全国二十八个省、市、自治区,创造了良好的销售额,取得用户的一致好评。
  华特人认为,广阔的销售源不仅证实了产品优良的品质与性能,更证实了国产化脱硫除尘设备进一步渗入国内市场,已在系统国产运行轨道之中。如今,华特在这种大好形势下以市场为导向,以开发高新技术产品为发展,以满足用户最大经济效益求信誉,更以高水准、高质量工程回报全国环保专家给予的关注与支持,力争把最先进的技术,最优异的成果,最真诚的服务呈献给广大用户及各界同仁。
(作者为五十年著名科技实业家)

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