燃煤工業(yè)鍋爐脫硫除塵技術(shù)的研制及應(yīng)用

    省市多70%本項(xiàng)目的工業(yè)鍋爐煙氣脫硫除塵裝置達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如下：2.1脫硫除塵一體化鋼制結(jié)構(gòu)2.2結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、占地面積小；2.3主設(shè)備使用壽命在1.5萬(wàn)小時(shí)以上；2.4設(shè)備系統(tǒng)阻力800―lOOOPa2.5除塵效率95―98%；2.8設(shè)備投資（銷售價(jià)）1.1一1.2力元/蒸噸鍋爐（1997年6月報(bào)價(jià)）：2.10脫硫容量（燃煤含硫量）最大3%，（大于3%的特殊用戶，需調(diào)整工藝后達(dá)到上述技術(shù)指標(biāo)）。

　　限于上述經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，以鈣為脫硫劑結(jié)合噴淋、自激、水膜、柵板等技術(shù)組合式脫硫除塵裝置為最適宜，這也是本項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)的初始考慮。

　　針對(duì)國(guó)家“九五”期間工業(yè)鍋爐煙氣脫硫除塵的環(huán)境目標(biāo)要求，把目前國(guó)內(nèi)較先進(jìn)的濕法技術(shù)優(yōu)化組合和利用航空系統(tǒng)的技術(shù)攻關(guān)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)出新的一代煙氣脫硫除塵裝置，是完全可行的。

　　本項(xiàng)目技術(shù)工藝是在協(xié)作單位的“國(guó)家環(huán)境保護(hù)最佳實(shí)用技術(shù)”基礎(chǔ)上，優(yōu)化組合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，以（活性）氧化鈣為脫硫劑，集脫硫除塵為一體的鋼制工業(yè)裝置。裝置分A型、B型、C型，即A型一簡(jiǎn)易型、B型一普通型，C型一全自控型。

　　本項(xiàng)目技術(shù)工藝己在北京大鐘寺飯店（4T/h）和中直機(jī)關(guān)（6T/h）示范工程中體現(xiàn)，并將進(jìn)一步改進(jìn)和設(shè)計(jì)。（見(jiàn)6T/h裝置示意圖）1箱體2噴淋管3吸收液4水幕板5擋流水帽6集塵箱我們?cè)诔浞址治隽藝?guó)內(nèi)在工業(yè)鍋爐上采用的各種脫硫除塵器技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行新的嘗試：引進(jìn)國(guó)家環(huán)保最佳實(shí)用技術(shù)，并在其第二代產(chǎn)品基礎(chǔ)上加上我們的研究成果，做出樣機(jī)并試驗(yàn)。目前，己在4T/h、10T/h、20T/h上進(jìn)行了應(yīng)用。

　　根據(jù)用戶要求，我們?cè)诤５韰^(qū)的大鐘寺飯店長(zhǎng)年運(yùn)行的4T/h鍋爐上安裝了第一臺(tái)“YCS4型脫硫除塵器”，經(jīng)北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心測(cè)試驗(yàn)收，取得：①除塵效率95.2%；②凈化后的煙塵⑤煙氣黑度（林格曼）<丨級(jí)的良好結(jié)果。

　　北京中航銀燕環(huán)境工程有限公司是中國(guó)航空工業(yè)第二集團(tuán)公司控股的企業(yè)，承攬的環(huán)保工程和環(huán)保產(chǎn)品銷售與環(huán)保技術(shù)服務(wù)，被中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)、北京消防局、國(guó)家科委、國(guó)家環(huán)保局、航空工業(yè)總公司、北京市人民政府、國(guó)家統(tǒng)計(jì)局中國(guó)技術(shù)進(jìn)步評(píng)價(jià)中心等單位列為重點(diǎn)推廣產(chǎn)品、推薦項(xiàng)目、科技進(jìn)步獎(jiǎng)等，北京市工商行政管理局評(píng)為“重合同、守信譽(yù)”企業(yè)，亦是這是我們?cè)诃h(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中積累的精神和物質(zhì)基礎(chǔ)。

　  主要科研內(nèi)容及要達(dá)到的主要技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)根據(jù)上述對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的評(píng)價(jià)，尤其是針對(duì)工業(yè)鍋爐煙氣脫硫除塵一體化裝置的分析，我們一方面確定了技術(shù)路線，并做出了樣機(jī)試用成功，另一方面找出了相關(guān)產(chǎn)品的不少共有的缺點(diǎn)和不足，也就是說(shuō)，要向社會(huì)提供適用的煙氣脫硫除塵裝置需要解決的技術(shù)難點(diǎn)，這些難點(diǎn)是我們的主要科研內(nèi)容。

　　煙氣與吸收液的接觸反應(yīng)條件與脫硫除塵效率的關(guān)系這是煙氣脫硫除塵裝置的關(guān)鍵技術(shù)，即能否使煙氣與吸收液之間（氣一液之間）有足夠的接觸反應(yīng)時(shí)間和足夠的接觸反應(yīng)面積，以達(dá)到高效率的脫硫、除塵兩項(xiàng)指標(biāo)，同時(shí)又不增大反應(yīng)器或增大設(shè)備占地面積之目的。

　　1.1氣――液脫硫反應(yīng)條件的確定煙氣中802與吸收液中的氫氧化鈣（Ca（OH）2）化學(xué)反應(yīng)：這項(xiàng)中和反應(yīng)成功，除了具備反應(yīng)熱（放熱或吸熱）條件外，還需創(chuàng)造良好的Ca和502當(dāng)童濃度和反應(yīng)時(shí)間的條件。使S02去除率達(dá)到實(shí)用要求：1.2氣――液脫硫反應(yīng)中的活性鈣的研究氧化鈣（CaO）在100份10°C水中的溶解度是0.13份，但溶于酸，根據(jù)CaO這樣一個(gè)性能，我們一方面提高CaO在吸收液濃虔，使之達(dá)到Ca和S02的反應(yīng)當(dāng)量濃度，另一方面要研究一個(gè)激活Ca2+的方法，即活性鈣的制備和乳化技術(shù)的研究，這項(xiàng)工作意義重要，它將在脫硫工藝中有重要的實(shí)用價(jià)值，同時(shí)也將在今后火力發(fā)電煙氣脫硫工藝中發(fā)揮巨大作用。

　　1.3脫硫反應(yīng)中的催化氧化研究鈣和802在水中首先反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaS03），然后在有催化劑和氧存在條件下，生成穩(wěn)態(tài)硫酸鈣（CaS04）。選擇高活性和廉價(jià)的氧化催化劑，使CaS03+l/202―CaS04，進(jìn)而獲得最佳的脫硫條件和效率。

　　1.4通過(guò)以上三步研究成果的取得，使我們最終在煙氣脫硫除塵技術(shù)上獲得領(lǐng)先的實(shí)用設(shè)計(jì)依據(jù)，并為火力發(fā)電脫硫工藝國(guó)產(chǎn)化，提供突破性的優(yōu)化參數(shù)。

　　耐磨防腐層材料的研究這是煙氣脫硫除塵技術(shù)中，又一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。煙氣脫硫除塵裝置內(nèi)壁將承受①近200°C煙氣溫度的長(zhǎng)時(shí)間烘烤；②煙氣中大量熱塵粒沖刷和磨擦器壁；③大部份器壁要長(zhǎng)時(shí)間地浸泡在約60°C的酸性或堿性的液體中等。因此，器壁要具有射磨、抗腐和承受熱氣浪沖激的保護(hù)層。據(jù)了解，個(gè)別產(chǎn)品運(yùn)行27天后就出現(xiàn)腐漏洞孔，不少產(chǎn)品的主設(shè)備均在二年內(nèi)被腐透或必須進(jìn)行大補(bǔ)修。

　　2.1開(kāi)發(fā)研究或?qū)ΜF(xiàn)有防腐耐溫（約200°C）材料的改性提高，制備出結(jié)合力強(qiáng)、射浸泡、耐―10）和耐溫（<200°C）涂層材料，成為金屬內(nèi)壁的第一道保護(hù)層。

　　2.2器壁的第二道保護(hù)層，即直接承受溫度、磨損、浸泡表面層。該層須配合鍋爐正常運(yùn)行使用壽命，才能符合設(shè)備的實(shí)用價(jià)值。

　　以上兩層材料所需的性能要求，是從實(shí)際應(yīng)用中提出的，我們將在中國(guó)航空工業(yè)總公司的領(lǐng)導(dǎo)和組織下，發(fā)揮航空材料優(yōu)勢(shì)，與兄弟單位協(xié)作共同攻關(guān)。

　　凈煙氣的抬升技術(shù)工業(yè)鍋爐煙氣排放溫度一般在130-180°C，經(jīng)濕式脫硫除塵器后，凈化后的煙氣溫度降至70 -90°C，尤其是大蒸噸的工業(yè)鍋爐（如40-75T/h）由于煙囪有百米篼，煙氣溫度降低后其抬升出煙囪的能力下降，影響鍋爐的正常運(yùn)行。國(guó)外常用的是加熱法或風(fēng)機(jī)“推出法”兩種。

　　綜合上述三大研制項(xiàng)目，其目標(biāo)是要控制我國(guó)“大氣污染仍以煤煙型污染為主，塵和酸雨危害最大，污染程度在加重”的局面，針對(duì)量大面廣的燃煤工業(yè)鍋爐煙氣的危害性污染，研制出新的一代脫硫除塵裝置，形成系列化、規(guī)模化的工業(yè)鍋爐煙氣脫硫除塵裝置。

　　技術(shù)、產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)分析及結(jié)論本項(xiàng)目是在國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)基礎(chǔ)上充實(shí)和提高的，所以投資風(fēng)險(xiǎn)不大。項(xiàng)目中的三項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)課題能否達(dá)到予期的國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和實(shí)用價(jià)值要求，只具有較小的投資風(fēng)險(xiǎn)。

　　活性鈣和固液多相催化劑的研究：在其它應(yīng)用領(lǐng)域中有活性氧化鈣和固一液多相催化氧化的研究報(bào)道，我們研究目標(biāo)是找到制備工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能好，有推廣實(shí)用價(jià)值的研究成果。耐磨、防腐和耐溫小于200°C沖擊防護(hù)層研究：航空材料研究院科研人員在航空材料研究的雄厚基礎(chǔ)上，通過(guò)研究或?qū)ΜF(xiàn)有材料改性，經(jīng)一年到一年半的研究和試驗(yàn)，是可以成功的。

　　氣――液接觸反應(yīng)條件與脫硫除塵效率的研究：在前人的實(shí)效的氣――液化、媽硫化、中和反應(yīng)速率等對(duì)脫硫除塵效率的關(guān)系，是可完成的。

　　凈化后煙氣的抬升技術(shù)對(duì)于大噸位工業(yè)鍋爐來(lái)說(shuō)（如40T/h以上），凈化后煙氣抬升問(wèn)題比較突出。解決的方法在國(guó)外已解決，我們的研究重點(diǎn)是找到一種最經(jīng)濟(jì)的方法。

　　鍋爐控制系統(tǒng)