1 研究背景

    為了改善并提高大氣環(huán)境質(zhì)量，北京市1998年就開始實(shí)施控制大氣污染緊急措施，2002年又頒布了與國(guó)際接軌的DB11/139—2002《鍋爐污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，按該標(biāo)準(zhǔn)，特別是2003年11月1日起開始執(zhí)行的第II時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有鍋爐，即使是大量配有麻石水膜除塵器的鍋爐，外排煙氣中的SO2，煙塵等污染物也均不能達(dá)標(biāo)。

    針對(duì)大量配有麻石水膜除塵器的鍋爐，外排煙氣不能達(dá)標(biāo)的現(xiàn)狀，如果采取全部拆除或部分拆除的辦法，再重新上煙氣脫硫除塵設(shè)施，不但投資大，而且產(chǎn)生大量難以處理的固體廢棄物，對(duì)企業(yè)，特別是資金緊缺的企業(yè)都難以接受。目前，適合好的途徑，就是立足現(xiàn)狀，用較省的投資，較低的運(yùn)行費(fèi)用，來滿足新的更嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此，成功開發(fā)了新穎高效水膜旋紊脫硫除塵新技術(shù)，2002年首先在北京郵電大學(xué)（20t/h采暖鍋爐）獲得成功應(yīng)用，緊接著在北京燕京啤酒股份有限公司（20t/h工業(yè)蒸汽鍋爐）再次獲得成功應(yīng)用。

    2 煙氣脫硫技術(shù)展望

    針對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日益與國(guó)際接軌的國(guó)情，我們不能選擇工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)行的高投入控制環(huán)境問題的模式，立足國(guó)內(nèi)，依*自己的技術(shù)，研究投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，處理效果好的國(guó)產(chǎn)化煙氣脫硫技術(shù)，是必由之路，使企業(yè)上得起，也用得起，在我國(guó)才具有廣闊的實(shí)用前景。

    下面是我國(guó)近年來運(yùn)行效果好的部分實(shí)用技術(shù)。

    程志久、殷廣瑾等人發(fā)明的兩項(xiàng)發(fā)明專利技術(shù)，均都授權(quán)，第一項(xiàng)，“半干式煙氣脫硫與生產(chǎn)磁化肥的一體化方法和設(shè)備”（證書號(hào)：86016號(hào)），第二項(xiàng)，“煙道氣處理焦化剩余氨水或全部焦水onclick="g('廢水');">廢水的方法”（證書號(hào)：84133號(hào)），二項(xiàng)發(fā)明專利解決了目前煙氣脫硫費(fèi)用高的難題，都是半干式脫硫技術(shù)，都是利用專利技術(shù)中的特殊設(shè)備，將煙氣脫硫與焦化等高濃度難降解有機(jī)工業(yè)onclick="g('廢水');">廢水處理一體化，都是以廢治廢技術(shù)，不僅處理效果好，還具有投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，onclick="g('廢水');">廢水經(jīng)處理后零排放，不產(chǎn)生二次污染的優(yōu)勢(shì)，1999年，首先在江蘇省淮鋼集團(tuán)獲得成功應(yīng)用，接著在山西省太鋼集團(tuán)臨鋼公司，山東省萊鋼集團(tuán)獲得成功應(yīng)用。目前正在四川、河南、河北等地推廣應(yīng)用，推廣應(yīng)用階段，又將原專利技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的技術(shù)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)更大，實(shí)用性更強(qiáng)。

    此外，漏塔板沸騰層濕法廢氣脫硫技術(shù)，旋流板旋流層濕法廢氣脫硫技術(shù)，以及這二項(xiàng)技術(shù)組合的濕法廢氣脫硫技術(shù)，目前在我國(guó)都有應(yīng)用實(shí)例，都是脫硫除塵一體化技術(shù)，都具有上馬快，效率高，實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

    新穎高效水膜旋紊脫硫除塵新技術(shù)，對(duì)鍋爐煙氣處理，特別是對(duì)已配有麻石水膜除塵器的鍋爐煙氣處理，可為適合適合我國(guó)國(guó)情的脫硫除塵一體化的環(huán)保實(shí)用技術(shù)，它具有改動(dòng)量小，上馬快，不另行占地；投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，脫硫除塵效率高；設(shè)備不結(jié)垢，不堵塞，不帶水，不產(chǎn)生二次污染的巨大優(yōu)勢(shì)。

    根據(jù)國(guó)務(wù)院關(guān)于兩控區(qū)酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計(jì)劃的批復(fù)：確保2005年兩控區(qū)內(nèi)二氧化硫排放量比2000年減少20%。

    據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年我國(guó)二氧化硫排放總量為1995萬噸，而兩控區(qū)內(nèi)二氧化硫排放量為1316.4萬噸，約占總量的66%，按“十五”計(jì)劃要求，到2005年，兩控區(qū)內(nèi)二氧化硫排放量不僅不能增加，還要比2000年減少20%，即減少263.3萬噸，可見，我國(guó)兩控區(qū)二氧化硫污染防治任務(wù)十分艱巨。

    3 水膜旋紊脫硫除塵新技術(shù)

    對(duì)已配有麻石水膜除塵器的鍋爐，在保留原水膜除塵器的基礎(chǔ)上，只在主塔內(nèi)部進(jìn)行改造，即原水膜除塵器外型結(jié)構(gòu)不變，就連作業(yè)場(chǎng)地的平面布局也基本維持現(xiàn)狀，不存在另行占地問題。

    在主塔內(nèi)增設(shè)了旋流器，紊流器，擋水器以及噴霧設(shè)施。其中旋流器、紊流器、噴霧設(shè)施，材質(zhì)均為316不銹鋼，以下以北京郵電大學(xué)工程為例，介紹本工藝設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行效果。

    3.1 工藝流程

    鍋爐煙氣，首先經(jīng)原文丘里管，在管內(nèi)和霧化狀的脫硫液混合并接觸，煙氣中的SO2被初步吸收，煙塵被浸濕，并相互碰撞形成顆粒狀，隨液流流向主塔下部，煙氣和霧狀脫硫液由切向進(jìn)入主塔下部，并沿著塔壁旋轉(zhuǎn)向上，煙氣中的塵粒在離心力作用下甩向塔壁，隨液流沿塔壁流向主塔下部，并同時(shí)發(fā)生脫硫反應(yīng)，煙氣中的SO2，煙塵得到初步凈化。初步凈化后的煙氣上升到由旋流器構(gòu)成的旋流層，煙氣被二次凈化。二次凈化后的煙氣繼續(xù)上升到由紊流器構(gòu)成的紊流層，煙氣被再次凈化。經(jīng)多次凈化后的煙氣，經(jīng)主塔上部的擋水器，副塔及外置脫水器脫水后，由引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪達(dá)標(biāo)排放。脫硫除塵后的onclick="g('廢水');">廢水（PH 5—6），由主塔下部排水口排出，與鍋爐沖渣水一起依次排入沉渣池，沉淀池，清水池（即PH調(diào)節(jié)池），清水池的水用脫硫液調(diào)至PH 8—9，循環(huán)使用不外排，沉渣池中的渣，外運(yùn)制磚，整個(gè)工藝過程不產(chǎn)生二次污染。

    本工藝設(shè)有脫硫劑乳化液制備系統(tǒng)。北京郵電大學(xué)煙氣脫硫劑為輕燒氧化鎂，采用鍋爐沖渣水配制氧化鎂乳化液，這是以廢治廢措施，節(jié)約水資源。也可以采用生化外排onclick="g('廢水');">廢水為脫硫液，這也是以廢治廢措施，不僅節(jié)約水資源而且節(jié)省脫硫劑費(fèi)用，北京燕京碑酒股份有限公司就是如此，不僅脫硫除塵效率高，而且運(yùn)行費(fèi)用非常低。

    本系統(tǒng)安裝了SLEP—2000工程在線監(jiān)測(cè)儀，主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有：SO2，煙塵，煙氣量，煙氣溫度，煙氣流速及氧氣含量等參數(shù)。

    為了防止系統(tǒng)堵塞，擋水器及外置脫水器均設(shè)有反沖洗裝置。

    本工藝操作簡(jiǎn)單，通過液氣比、脫硫劑量等關(guān)鍵參數(shù)的控制，可以有效地控制外排煙氣中SO2, 煙塵的排放濃度。對(duì)于含硫量低于0.5%的燃煤，脫硫劑氧化鎂的加入量為理論計(jì)算量的1/2時(shí)，外排SO2濃度可控制在<30mg/m3，當(dāng)液氣比為0.8時(shí)，外排煙塵濃度可控制在<30mg/m3。

    3.2 研究的指導(dǎo)思想及效果分析

    水膜除塵器，在我國(guó)歷史上是作出了環(huán)保貢獻(xiàn)的，它的優(yōu)點(diǎn)是，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，除塵效率比較高，設(shè)備耐磨，抗腐，使用壽命長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單，維修方便。它的不足之處，就是脫硫率很低，針對(duì)新的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，除塵效率還需要進(jìn)一步提高。

    本研究的指導(dǎo)思想，就是充分利用水膜除塵器的優(yōu)點(diǎn)，采取措施克服它的不足之處。首先在文丘里管內(nèi)布設(shè)了噴霧設(shè)施，脫硫液以霧化狀與煙氣接觸，不僅大大增加了接觸面積，而且增加了碰撞動(dòng)力，有利于提高脫硫效率和除塵效率。第二個(gè)措施，也是適合主要的措施，就是在主塔內(nèi)，設(shè)置了旋流器，煙氣和脫硫液，在旋流器上通過高速旋轉(zhuǎn)碰撞，不僅增加了脫硫反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力，而且進(jìn)一步增加了碰撞動(dòng)力，當(dāng)煙氣通過旋流器后，已獲得較高的脫硫除塵效率，經(jīng)實(shí)測(cè)，SO2，煙塵均都達(dá)到北京市地方標(biāo)準(zhǔn)中的第II時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)。

    可見，增設(shè)的旋流器，對(duì)提高脫硫除塵效率，起到了決定性作用。第三個(gè)措施，就是增設(shè)了紊流器，煙氣和脫硫液，在紊流器的上方，形成了激烈的水、氣、固三相紊流反應(yīng)層，在紊流反應(yīng)層中，脫硫反應(yīng)更加充分，更加完善，在紊流反應(yīng)層中，即使粒徑很小的煙塵也都能除去。今年3月份，北京郵電大學(xué)2臺(tái)20t/h燃煤鍋爐，在滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷的狀態(tài)下，經(jīng)權(quán)威監(jiān)測(cè)單位監(jiān)測(cè)，SO2濃度很低，甚至檢測(cè)不出；煙塵濃度也很低，有時(shí)測(cè)塵的濾紙都是白色的。可見，紊流器在旋流器的基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步提高了脫硫除塵效率。紊流器對(duì)旋流器而言，起到了總量控制的效果。

    主塔內(nèi)增設(shè)的旋流器，是脫硫除塵的主角，它可以確保煙氣達(dá)標(biāo)排放；而增設(shè)的紊流器，不僅確保煙氣達(dá)標(biāo)排放，還確保煙氣在總量控制范圍內(nèi)達(dá)標(biāo)排放。

    北京市是我國(guó)兩控區(qū)中的SO2污染控制區(qū)，兩控區(qū)的目標(biāo)，2000年開始工業(yè)污染源實(shí)行SO2達(dá)標(biāo)排放和總量控制。主塔內(nèi)增設(shè)的紊流器，它確?？偭靠刂?，確保實(shí)現(xiàn)兩控區(qū)的目標(biāo)。

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