脱硫除尘文献综述

脱硫除尘文献综述

摘要：

除尘和脱硫技术是当前两种主要的烟气污染物控制技术。通过阅读、分析和评估相关工程应用及文献，对现有除尘，脱硫技术进行总结和综述，对常用除尘、脱硫技术进行对比分析，具体分析探讨袋式除尘技术、石灰石-石膏法脱硫技术的原理方法及存在的问题和解决措施。

关键词：除尘；脱硫；烟气；文献综述

引言：

目前中国的一次能源结构仍旧以煤炭为主。2016年，全国煤消费量亿吨，煤炭消费量占能源消费总量的%[1]。煤炭燃烧产生二氧化硫，硫化氢，一氧化氮及粉尘等污染物，对自然环境造成严重污染。为此国家出台更为严格的GB13271-2014锅炉烟气污染物排放标准[2]，燃煤锅炉烟气污染物以SO2、粉尘为主，颗粒物排放限值降低至50 mg/m3，，重点地区为30mg/m3；二氧化硫排放限制为300 mg/m3，重点地区为200 mg/m3。目的在于控制大气污染，保证可持续发展。

一除尘技术

1.除尘技术的分类[3]

根据除尘机理的不同，除尘技术可分为机械力除尘技术和电力除尘技术两大类。共同特点是使含尘气体通过力场或电场，力场或电场作用在尘粒上，从而使气体与粉尘分离。

机械力包括重力、离心力、惯性力、冲击、碰撞等，过滤也是机械力的一种。常用的采用机械力除尘技术的设备有：重力沉降室、旋风除尘器、袋式除尘器、文氏管除尘器、重力喷雾塔[4]等。采用电力除尘技术的除尘器有干式电除尘器和湿式电除尘器，区别在于清灰方式的不同，前者采用干法清灰，后者采用湿法清灰。

以上分类仅是依据起主导作用的除尘机理，实际除尘器中，为提高除尘器的效率，往往综合运用了几种不同的除尘机理，如电袋复合除尘器、静电强化的除尘器等。

[3,4]

袋式除尘器和电除尘器因为处理效率高，受到环保行业的青睐。随着排放标准的愈加严格，电除尘器必然要大幅增加成本。而随着布袋除尘技术的发展，一些核心问题得到解决，使得袋式除尘器投资运行成本远低于电除尘器。因此袋式除尘器将逐渐称为主导除尘设备[5]。

3.袋式除尘器

国内袋式除尘器的发展[6,7]

进入本世纪以来，国内袋式除尘器得到长足的发展，袋式除尘器设计和制造技术更成熟，袋式除尘装备大型化、模块化，许多许多新技术得到应用，设备出口量逐年增加。

在耐高温纤维滤袋领域，我国自行研制成功聚苯硫醚纤维，并得到批量生产，结束了PPS纤维完全依赖进口的局面。玄武岩纤维及滤料在国内被研制出，这种

材料具有耐腐蚀耐高温、弹性模量大、化学稳定性好等优势，其产品及生产工艺逐渐成熟。

脉冲阀方面也实现了创新和进步。滑动阀片脉冲阀在国内研制成功，其阀片采用高分子材料和金属材料，改变了传统的橡胶材料，增加可靠性和使用寿命，同时增大了阀开度。此外在超大型脉冲阀研制方面也取得了长足进步，开发出14英寸和16英寸的脉冲阀。

失效布袋处理技术得到发展。针对糊袋问题开发出了移动清灰仪和测试设备。针对滤袋“灌肠”问题，利用射流气动原理开发出“吸灰枪”，可将滤袋内部粉尘清理出来，恢复滤袋功能。

废旧滤料回收利用技术日趋成熟。国内正在建立废旧滤料收运综合利用系统，已成立了几家相关连锁公司，基本做到“谁生产谁回收利用”。

袋式除尘器的优化改进

钱磊[8]依靠工程技术经验，提出了袋式除尘器技术优化方法。从增加滤袋长度、采用大灰斗、改变清灰制度几个方面改进，有效改善了袋式除尘器存在的耗钢量大、输行阻力高、占地面积大等问题。

袋式除尘器滤袋失效问题

滤袋是袋式除尘器的核心部件，很大程度上决定了袋式除尘器的性能。滤袋失效主要有几种形式：滤袋破损、烟气特性导致的滤袋化学失效、高温烟气致使的滤袋失效、滤袋结露失效、滤袋堵塞[9]。为减轻上述问题，袋式除尘器的设计需要充分考虑当地气候条件，合理设计清灰周期、过滤速度，增加相关设施，依据烟气温度和粉尘性质合理选择滤袋；在设备加工过程中需要避免出现不平整、凸起，并充分做好防腐；在设备运行中避免除尘器水漏进除尘器中，需要辅热的除尘器在暂时关停时辅热不能停。

二脱硫技术

1.脱硫技术的分类

脱硫技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫（FGD）3类。

燃烧前脱硫

分物理脱硫和化学脱硫两种。优点是能够同时除去灰分，减轻运输量，减轻窑炉的沾污和磨损，减少灰渣量，还可回收部分硫资源。但煤的燃烧前的脱硫技术还存在着种种问题，得不到广泛应用。

炉内脱硫

炉内脱硫是指在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO

等，使煤中硫分转

3

化成硫酸盐，随炉渣排除。目前应用较多是循环硫化床锅炉。缺点是脱硫效率低，锅炉受热面磨损大。

烟气脱硫

烟气脱硫主要是指从末端的废气中除去硫氧化物的工艺技术。根据脱硫方式、脱硫剂和产物形态的不同，烟气脱硫技术一般分为干法、半干法、湿法三类。

2.几种常用脱硫技术对比[10]

3.湿式石灰石-石膏法脱硫技术

在世界各国现有脱硫技术中，湿法脱硫技术占了85%左右，其中石灰石—石膏法占%，其他湿法占%[11]。由此可见石灰石—石膏法是目前主流的烟气脱硫技术。.湿式石灰石-石膏法技术原理

此法是将石灰石粉磨成细粉，配制成料浆作为SO

2

吸收剂，打入脱硫塔中，

烟气中的SO

2

与石灰石发生化学反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，在吸收塔低槽内鼓入大量空气，使亚硫酸钙氧化成硫酸钙，结晶分离得到副产品石膏。因此过程主要分为吸收和氧化两个步骤：

（1）SO

2

的吸收石灰石料降在吸收塔内生成石膏降，主要反应如下：

CaCO

3+SO

2

+1/2H

2

O=CaSO

3

·1/2H

2

O+CO

2

CaSO

3·1/2H

2

O +SO

2

+1/2H

2

O=Ca(HSO

3

)

2

（2）亚硫酸钙氧化由于烟气中含有O

2

，因此在吸收过程中会有氧化副反应发

生。在氧化过程中，主要是将吸收过程中所生成的CaSO

3·1/2H

2

O氧化生成

CaSO

4·2H

2

O。

2CaSO

3·1/2H

2

O+ O

2

+3H

2

O =2CaSO

4

·2H

2

O

由于在吸收过程中生成了部分Ca(HSO

3)

2

，在氧化过程中，亚硫酸氢钙也被氧

化，分解出少量的SO

2

：

Ca(HSO

3)

2

+1/2O

2

+ H

2

O=CaSO

4

·2H

2

O+ SO

2