燃煤工业锅炉脱硫除尘技术的研制及应用

燃煤工业锅炉脱硫除尘技术的研制及应用

　外省市多70%本项目的工业锅炉烟气脱硫除尘装置达到的技术指标如下：2.1脱硫除尘一体化钢制结构2.2结构紧凑、操作方便、占地面积小；2.3主设备使用寿命在1.5万小时以上；2.4设备系统阻力800?lOOOPa2.5除尘效率95?98%；2.8设备投资（销售价）1.1一1.2力元/蒸吨锅炉（1997年6月报价）：2.10脱硫容量（燃煤含硫量）最大3%，（大于3%的特殊用户，需调整工艺后达到上述技术指标）。

　　限于上述经济技术指标，以钙为脱硫剂结合喷淋、自激、水膜、栅板等技术组合式脱硫除尘装置为最适宜，这也是本项目技术设计的初始考虑。

　　针对国家“九五”期间工业锅炉烟气脱硫除尘的环境目标要求，把目前国内较先进的湿法技术优化组合和利用航空系统的技术攻关优势，开发和生产出新的一代烟气脱硫除尘装置，是完全可行的。

　　本项目技术工艺是在协作单位的“国家环境保护最佳实用技术”基础上，优化组合国内外先进技术，以（活性）氧化钙为脱硫剂，集脱硫除尘为一体的钢制工业装置。装置分A型、B型、C型，即A型一简易型、B型一普通型，C型一全自控型。

　　本项目技术工艺己在北京大钟寺饭店（4T/h）和中直机关（6T/h）示范工程中体现，并将进一步改进和设计。（见6T/h装置示意图）1箱体2喷淋管3吸收液4水幕板5挡流水帽6集尘箱我们在充分分析了国内在工业锅炉上采用的各种脱硫除尘器技术的基础上进行新的尝试：引进国家环保最佳实用技术，并在其第二代产品基础上加上我们的研究成果，做出样机并试验。目前，己在4T/h、10T/h、20T/h上进行了应用。

　　根据用户要求，我们在海淀区的大钟寺饭店长年运行的4T/h锅炉上安装了第一台“YCS4型脱硫除尘器”，经北京市环境保护监测中心测试验收，取得：①除尘效率95.2%；②净化后的烟尘⑤烟气黑度（林格曼）<丨级的良好结果。

　　北京中航银燕环境工程有限公司是中国航空工业第二集团公司控股的企业，承揽的环保工程和环保产品销售与环保技术服务，被中国工程建设标准化协会、北京消防局、国家科委、国家环保局、航空工业总公司、北京市人民政府、国家统计局中国技术进步评价中心等单位列为重点推广产品、推荐项目、科技进步奖等，北京市工商行政管理局评为“重合同、守信誉”企业，亦是这是我们在环保产业发展过程中积累的精神和物质基础。

　　四、主要科研内容及要达到的主要技术、经济指标根据上述对国内外相关技术的评价，尤其是针对工业锅炉烟气脱硫除尘一体化装置的分析，我们一方面确定了技术路线，并做出了样机试用成功，另一方面找出了相关产品的不少共有的缺点和不足，也就是说，要向社会提供适用的烟气脱硫除尘装置需要解决的技术难点，这些难点是我们的主要科研内容。

　　烟气与吸收液的接触反应条件与脱硫除尘效率的关系这是烟气脱硫除尘装置的关键技术，即能否使烟气与吸收液之间（气一液之间）有足够的接触反应时间和足够的接触反应面积，以达到高效率的脱硫、除尘两项指标，同时又不增大反应器或增大设备占地面积之目的。

　　1.1气??液脱硫反应条件的确定烟气中802与吸收液中的氢氧化钙（Ca（OH）2）化学反应：这项中和反应成功，除了具备反应热（放热或吸热）条件外，还需创造良好的Ca和502当童浓度和反应时间的条件。使S02去除率达到实用要求：1.2气??液脱硫反应中的活性钙的研究氧化钙（CaO）在100份10°C水中的溶解度是0.13份，但溶于酸，根据CaO这样一个性能，我们一方面提高CaO在吸收液浓虔，使之达到Ca和S02的反应当量浓度，另一方面要研究一个激活Ca2+的方法，即活性钙的制备和乳化技术的研究，这项工作意义重要，它将在脱硫工艺中有重要的实用价值，同时也将在今后火力发电烟气脱硫工艺中发挥巨大作用。

　　1.3脱硫反应中的催化氧化研究钙和802在水中首先反应生成亚硫酸钙（CaS03），然后在有催化剂和氧存在条件下，生成稳态硫酸钙（CaS04）。选择高活性和廉价的氧化催化剂，使CaS03+l/202?CaS04，进而获得最佳的脱硫条件和效率。

　　1.4通过以上三步研究成果的取得，使我们最终在烟气脱硫除尘技术上获得领先的实用设计依据，并为火力发电脱硫工艺国产化，提供突破性的优化参数。

　　耐磨防腐层材料的研究这是烟气脱硫除尘技术中，又一个重要研究内容。烟气脱硫除尘装置内壁将承受①近200°C烟气温度的长时间烘烤；②烟气中大量热尘粒冲刷和磨擦器壁；③大部份器壁要长时间地浸泡在约60°C的酸性或碱性的液体中等。因此，器壁要具有射磨、抗腐和承受热气浪冲激的保护层。据了解，个别产品运行27天后就出现腐漏洞孔，不少产品的主设备均在二年内被腐透或必须进行大补修。

　　2.1开发研究或对现有防腐耐温（约200°C）材料的改性提高，制备出结合力强、射浸泡、耐?10）和耐温（<200°C）涂层材料，成为金属内壁的第一道保护层。

　　2.2器壁的第二道保护层，即直接承受温度、磨损、浸泡表面层。该层须配合锅炉正常运行使用寿命，才能符合设备的实用价值。

　　以上两层材料所需的性能要求，是从实际应用中提出的，我们将在中国航空工业总公司的领导和组织下，发挥航空材料优势，与兄弟单位协作共同攻关。

　　净烟气的抬升技术工业锅炉烟气排放温度一般在130-180°C，经湿式脱硫除尘器后，净化后的烟气温度降至70 -90°C，尤其是大蒸吨的工业锅炉（如40-75T/h）由于烟囱有百米篼，烟气温度降低后其抬升出烟囱的能力下降，影响锅炉的正常运行。国外常用的是加热法或风机“推出法”两种。

　　综合上述三大研制项目，其目标是要控制我国“大气污染仍以煤烟型污染为主，尘和酸雨危害最大，污染程度在加重”的局面，针对量大面广的燃煤工业锅炉烟气的危害性污染，研制出新的一代脱硫除尘装置，形成系列化、规模化的工业锅炉烟气脱硫除尘装置。

　　五、技术、产品风险分析及结论本项目是在国内外同类技术基础上充实和提高的，所以投资风险不大。项目中的三项技术攻关课题能否达到予期的国内领先和实用价值要求，只具有较小的投资风险。

　　耐磨、防腐和耐温小于200°C冲击防护层研究：航空材料研究院科研人员在航空材料研究的雄厚基础上，通过研究或对现有材料改性，经一年到一年半的研究和试验，是可以成功的。

　　气??液接触反应条件与脱硫除尘效率的研究：在前人的实效的气??液化、妈硫化、中和反应速率等对脱硫除尘效率的关系，是可完成的。

　　活性钙和固液多相催化剂的研究：在其它应用领域中有活性氧化钙和固一液多相催化氧化的研究报道，我们研究目标是找到制备工艺简单、经济技术性能好，有推广实用价值的研究成果。

　　净化后烟气的抬升技术对于大吨位工业锅炉来说（如40T/h以上），净化后烟气抬升问题比较突出。解决的方法在国外已解决，我们的研究重点是找到一种最经济的方法。