燃煤工業鍋爐脫硫除塵技術的研制及應用

    省市多70%本項目的工業鍋爐煙氣脫硫除塵裝置達到的技術指標如下：2.1脫硫除塵一體化鋼制結構2.2結構緊湊、操作方便、占地面積小；2.3主設備使用壽命在1.5萬小時以上；2.4設備系統阻力800―lOOOPa2.5除塵效率95―98%；2.8設備投資（銷售價）1.1一1.2力元/蒸噸鍋爐（1997年6月報價）：2.10脫硫容量（燃煤含硫量）最大3%，（大于3%的特殊用戶，需調整工藝后達到上述技術指標）。

　　限于上述經濟技術指標，以鈣為脫硫劑結合噴淋、自激、水膜、柵板等技術組合式脫硫除塵裝置為最適宜，這也是本項目技術設計的初始考慮。

　　針對國家“九五”期間工業鍋爐煙氣脫硫除塵的環境目標要求，把目前國內較先進的濕法技術優化組合和利用航空系統的技術攻關優勢，開發和生產出新的一代煙氣脫硫除塵裝置，是完全可行的。

　　本項目技術工藝是在協作單位的“國家環境保護最佳實用技術”基礎上，優化組合國內外先進技術，以（活性）氧化鈣為脫硫劑，集脫硫除塵為一體的鋼制工業裝置。裝置分A型、B型、C型，即A型一簡易型、B型一普通型，C型一全自控型。

　　本項目技術工藝己在北京大鐘寺飯店（4T/h）和中直機關（6T/h）示范工程中體現，并將進一步改進和設計。（見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集塵箱我們在充分分析了國內在工業鍋爐上采用的各種脫硫除塵器技術的基礎上進行新的嘗試：引進國家環保最佳實用技術，并在其第二代產品基礎上加上我們的研究成果，做出樣機并試驗。目前，己在4T/h、10T/h、20T/h上進行了應用。

　　根據用戶要求，我們在海淀區的大鐘寺飯店長年運行的4T/h鍋爐上安裝了第一臺“YCS4型脫硫除塵器”，經北京市環境保護監測中心測試驗收，取得：①除塵效率95.2%；②凈化后的煙塵⑤煙氣黑度（林格曼）<丨級的良好結果。

　　北京中航銀燕環境工程有限公司是中國航空工業第二集團公司控股的企業，承攬的環保工程和環保產品銷售與環保技術服務，被中國工程建設標準化協會、北京消防局、國家科委、國家環保局、航空工業總公司、北京市人民政府、國家統計局中國技術進步評價中心等單位列為重點推廣產品、推薦項目、科技進步獎等，北京市工商行政管理局評為“重合同、守信譽”企業，亦是這是我們在環保產業發展過程中積累的精神和物質基礎。

　  主要科研內容及要達到的主要技術、經濟指標根據上述對國內外相關技術的評價，尤其是針對工業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路線，并做出了樣機試用成功，另一方面找出了相關產品的不少共有的缺點和不足，也就是說，要向社會提供適用的煙氣脫硫除塵裝置需要解決的技術難點，這些難點是我們的主要科研內容。

　　煙氣與吸收液的接觸反應條件與脫硫除塵效率的關系這是煙氣脫硫除塵裝置的關鍵技術，即能否使煙氣與吸收液之間（氣一液之間）有足夠的接觸反應時間和足夠的接觸反應面積，以達到高效率的脫硫、除塵兩項指標，同時又不增大反應器或增大設備占地面積之目的。

　　1.1氣――液脫硫反應條件的確定煙氣中802與吸收液中的氫氧化鈣（Ca（OH）2）化學反應：這項中和反應成功，除了具備反應熱（放熱或吸熱）條件外，還需創造良好的Ca和502當童濃度和反應時間的條件。使S02去除率達到實用要求：1.2氣――液脫硫反應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CaO這樣一個性能，我們一方面提高CaO在吸收液濃虔，使之達到Ca和S02的反應當量濃度，另一方面要研究一個激活Ca2+的方法，即活性鈣的制備和乳化技術的研究，這項工作意義重要，它將在脫硫工藝中有重要的實用價值，同時也將在今后火力發電煙氣脫硫工藝中發揮巨大作用。

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

　　1.4通過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上獲得領先的實用設計依據，并為火力發電脫硫工藝國產化，提供突破性的優化參數。

　　耐磨防腐層材料的研究這是煙氣脫硫除塵技術中，又一個重要研究內容。煙氣脫硫除塵裝置內壁將承受①近200°C煙氣溫度的長時間烘烤；②煙氣中大量熱塵粒沖刷和磨擦器壁；③大部份器壁要長時間地浸泡在約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層。據了解，個別產品運行27天后就出現腐漏洞孔，不少產品的主設備均在二年內被腐透或必須進行大補修。

　　2.1開發研究或對現有防腐耐溫（約200°C）材料的改性提高，制備出結合力強、射浸泡、耐―10）和耐溫（<200°C）涂層材料，成為金屬內壁的第一道保護層。

　　2.2器壁的第二道保護層，即直接承受溫度、磨損、浸泡表面層。該層須配合鍋爐正常運行使用壽命，才能符合設備的實用價值。

　　以上兩層材料所需的性能要求，是從實際應用中提出的，我們將在中國航空工業總公司的領導和組織下，發揮航空材料優勢，與兄弟單位協作共同攻關。

　　凈煙氣的抬升技術工業鍋爐煙氣排放溫度一般在130-180°C，經濕式脫硫除塵器后，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，影響鍋爐的正常運行。國外常用的是加熱法或風機“推出法”兩種。

　　綜合上述三大研制項目，其目標是要控制我國“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，針對量大面廣的燃煤工業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、規模化的工業鍋爐煙氣脫硫除塵裝置。

　　技術、產品風險分析及結論本項目是在國內外同類技術基礎上充實和提高的，所以投資風險不大。項目中的三項技術攻關課題能否達到予期的國內領先和實用價值要求，只具有較小的投資風險。

　　活性鈣和固液多相催化劑的研究：在其它應用領域中有活性氧化鈣和固一液多相催化氧化的研究報道，我們研究目標是找到制備工藝簡單、經濟技術性能好，有推廣實用價值的研究成果。耐磨、防腐和耐溫小于200°C沖擊防護層研究：航空材料研究院科研人員在航空材料研究的雄厚基礎上，通過研究或對現有材料改性，經一年到一年半的研究和試驗，是可以成功的。

　　氣――液接觸反應條件與脫硫除塵效率的研究：在前人的實效的氣――液化、媽硫化、中和反應速率等對脫硫除塵效率的關系，是可完成的。

　　凈化后煙氣的抬升技術對于大噸位工業鍋爐來說（如40T/h以上），凈化后煙氣抬升問題比較突出。解決的方法在國外已解決，我們的研究重點是找到一種最經濟的方法。

　　鍋爐控制系統