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煤烟型气体的有效净化

2010-11-09 4页 pdf 280KB 38阅读

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煤烟型气体的有效净化  第27卷 第 2期 湖 南 大 学 学 报  (自然科学版) Vo1. 27, No. 2  2 0 0 0 年 4 月 Journal of H unan U niversity (N atural Sciences Edition) Ap r. 2 0 0 0 文章编号: 100022472 (2000) 0220068204 煤 烟 型 气 体 的 有 效 净 化Ξ 魏先勋1, 李彩亭1, 周万鹏2, 曾光明1 (1. 湖南大学环境科学与工程系, 湖南 长沙 410082; 2. 岳阳经济技术开发区环保办, 湖南...
煤烟型气体的有效净化
 第27卷 第 2期 湖 南 大 学 学 报  (自然科学版) Vo1. 27, No. 2  2 0 0 0 年 4 月 Journal of H unan U niversity (N atural Sciences Edition) Ap r. 2 0 0 0 文章编号: 100022472 (2000) 0220068204 煤 烟 型 气 体 的 有 效 净 化Ξ 魏先勋1, 李彩亭1, 周万鹏2, 曾光明1 (1. 湖南大学环境科学与系, 湖南 长沙 410082; 2. 岳阳经济技术开发区环保办, 湖南 岳阳 414000)   摘 要: 通过燃煤特性的分析, 提出了利用湿式吸收烟尘, 用烟尘中所 含的CaO , SiO 2,M gO , Fe2O 3等成分来脱除烟气中的 SO X 与NO X 等有害物 的以废治废方法和思路Λ研究有利于煤烟型气体的净化和处理Λ 关键词: 湿式吸收; 烟尘; 燃煤; 净化 中图分类号: X82        文献标识码:  A The Effective Purification of the F lue Gas from the Burning of the Coal W E I X ian2xun1, L I Cai2ting1, ZHOU W an2peng2, ZEN G Guang2m ing1 (1. D ep t of Environm en tal Science and Engineering, H unan U niv, Changsha 410082, Ch ina; 2. Yueyang Environm en talM on ito ring Station, Yueyang 414000, Ch ina)   Abstract: Based on the analysis of the burn ing coal characteristics, th is paper p roposed the app roach to treat and con tro l the SO X and NO X in the flue gas by abso rbing flue gas dust using the m ethod of w et abso rp tion and then removing the SO X and NO X w ith the CaO , SiO 2,M gO , Fe2O 3 con tain ing in the flue gas dust. T he research result is useful to the flu gas con tro l and purification. Key words: w et abso rp tion; flue gas; burn ing coal; purification 我国的能源工业70 % 以上都是以燃煤获得, 燃烧后的烟气含有大量的尘粒和SO X 等 有害物散发于大气之中Λ据有关部门统计, 我国每年排放大气中的烟尘超过2. 2×107 t, SO X 超过1. 6×107 t, 造成了我国大面积下酸雨现象, 烟尘迷雾着城市Λ因此, 煤烟型气体 的净化引起了世界各国人士的关注, 我们也从烟气的特点出发, 开展了煤烟型气体的净化 研究工作, 并取得了良好的研究成果Λ 1 燃煤特性的分析 煤在燃烧过程中, 除了放出能量外还产生了 SO X ,NO X 等有害气体和残余固体物, 俗Ξ 收稿日期: 1999210208 基金项目: 国家自然科学基金和国家教育部优秀年轻教师基金项目 (49201015) 作者简介: 魏先勋 (1947- ) , 男, 湖南汉寿人, 湖南大学副教授. 图1 原灰微珠放大3002倍时形貌 称粉煤灰, 它主要由 SiO 2, A l2O 3, Fe2O 3, CaO ,M gO 等成分组成Λ这些物质均能与 SO X , NO X 发生一定的反应而消除 SO X , NO X 的危害Λ而且烟尘颗粒是一种发泡型 的多微孔物质, 如图1所示, 具有良好的吸 附效果Λ因此, 我们利用烟尘的这些特性, 采用如下技术措施, 利用飞灰脱硫, 取得了 较好的效果Λ 2 主要技术措施 如何利用粉煤灰的上述特点, 以及 SO X ,NO X 容易与H 2O 反应的特性 (SO X + H 2O→H 2SO X ; NO X + H 2O→H 2NO X ; CaO + H 2O →Ca (OH ) 2;M gO + H 2O →M g (OH ) 2; ⋯⋯) , 达到脱除 SO X , NO X 的目的Λ我们以湿式除 尘方法为基础, 从以下几个方面进行了研究: 2. 1 净化装置 根据煤烟型烟气的特点研究的净化装置如图2所示, 它主要由供液器、上旋体、筒体、 锥体和内部构件等组成Λ烟气从装置的含尘气流入口2进入上旋体3内, 与供液器1提供的 液雾充分接触Λ在内部构件的作用下, 得到强化Λ烟气中的尘粒和 SO X 被洗涤下来形成酸 性含尘废水, 从排污口7排出Λ净化后的烟气经内部脱水机构脱水, 再从净气出口4排出Λ其 阻力特性曲线如图3所示, 实际使用结果经环保监测机构检测, 如1所示, 除尘效率为 图2 净化装置外形示意图          图3 装置阻力特性      1. 供液器 2. 含尘气入口 3. 上旋体 4. 净化气出口 5. 筒体 6. 锥体 7. 排污口 98. 7 % , 排烟林格曼黑度小于1级; SO X 脱除效率为72. 5 % ; 装置阻力为1091. 7 Pa; 液气 96 第2期          魏先勋等: 煤烟型气体的有效净化               比为0. 25 löm 3; 沉淀池使用一年仅需清理一次Λ表2所示, 除尘效率为97. 01 % ; 排烟林格 曼黑度小于1级; SO X 脱除效率为36. 36 % ; 装置阻力为1147 Pa; 液气比为0. 20 löm 3Λ水质 分析结果如表3所示Λ 表1 1töh 锅炉烟气除尘脱硫系列测试结果 采样装置 烟气温度ö℃ 烟气流量ö(Nm 2õh- 1) 烟尘浓度ö(m gõNm - 3) 烟气 SO 2浓度ö(m gõNm - 3) 装置入口 305 2852. 4 1524. 3 510. 0 装置出口 127 3036. 2 38. 8 140. 4 表2 4töh 锅炉烟气除尘脱硫系列测试结果 采样装置 烟气温度ö℃ 烟气流量ö(Nm 2õh- 1) 烟尘浓度ö(m gõNm - 3) 烟气 SO 2浓度ö(m gõNm - 3) 装置入口 135 8967 1687 381. 5 装置出口 70 9344 50. 4 242. 8 表3 除尘脱硫系统各部分水质分析结果 项  目 液 封 池 缓 冲 池 循 环 池 pH 3. 22 7. 94 10. 55 CODö(m gõL - 1) 830 530~ 650 100~ 400 SSö(m gõL - 1) 1720 R01 未 测 S 化合物ö(m gõL - 1) 2. 84 未测出 1. 78 SOX ö(m gõL - 1) 未 测 未 测 0. 45 Ca+ + ö(m gõL - 1) 31. 8 34. 6 0. 45 M g+ + ö(m gõL - 1) 15. 4 未 测 未 测 2. 2 烟气净化系统 从锅炉尾部出来的含尘、含硫烟气流经烟道进入除尘脱硫设备后, 与喷入的吸收液 (含Ca (OH ) 2,M g (OH ) 2等) 充分接触, 浸润尘粒, 吸收 SO X , 并由离心力分离尘粒, 脱除液 体Λ净化后的烟气经烟道由引风机送至烟囱排入大气Λ 2. 3 循环供液系统 由循环泵送来的吸收液经雾化, 形成一定粒度分布的液粒, 与烟气中的尘硫等有害物 充分接触, 除去烟气中的尘粒并吸收 SO X , 形成的酸性含尘废水从设备下部排出, 与具有 一定碱性的烟尘和炉渣充分混合, 同时还利用锅炉排污和其它可利用的碱性废液, 使废液 的酸性减弱或完全中和, 甚至使废液呈现碱性, 再经循环泵送至净化设备, 构成循环供液 系统Λ 2. 4 废液处理系统 从除尘脱硫设备下部排出的酸性含尘废液, 流入锅炉湿式出渣机的渣池, 经多孔的高 温炉渣吸附, 过滤, 除去绝大部分尘粒, 尘粒由出渣机排走Λ剩下的液体从出渣机溢流出 来, 再经中间池和沉淀池处理后, 得到进一步净化、中和、调节水质, 再进行循环使用或达 标排放Λ同时还可引入锅炉或其他系统的碱性废液等作为补液, 以补充因高温烟气蒸发, 高温炉渣、烟尘的吸水等损失的液量Λ图4为系统工艺图Λ 07              湖南大学学报 (自然科学版)             2000年 图4 系统工艺流程图 1. 锅炉 2. 本体装置 3. 循环液 4. 烟囱 5. 引风机 6. 液封池 7. 补水 (液) 8. 锅炉表面排污水 9. 循环泵 10. 循环池 11. 锅炉定期排污水 12. 渣池 2. 5 材料的选择 燃煤炉窑烟气湿式除尘脱硫的 环境十分恶劣, 其特点是烟气量大、 温度高, 存在腐蚀和磨蚀的共同作 用, 对结构材料要求苛刻Λ我们对目 前市场上可供选择的材料进行了认 真筛选和大量的研究, 结果表明: 以 单一的金属材料或非金属材料作为 整个湿式除尘脱硫装置及系统的结 构材料, 似乎不够理想, 因此必须探 讨新的结构材料Λ提出了材料优化 组合, 即根据系统中各部位不 同的环境条件相应采取不同的结构 材料, 既有一般金属和合金材料, 也 有有机和无机材料Λ应用表明, 优化组合结构材料, 经济合理地解决了燃煤炉窑烟气湿式 除尘脱硫系统材料的难题Λ 3 结 论 利用湿式吸收烟尘, 用烟尘中所含的CaO , SiO 2,M gO , Fe2O 3等成分来脱除烟气中的 SO X 与NO X 等有害物是一种很好的以废治废的方法, 值得提倡Λ但是由于湿法需要消耗 一定的水量, 对缺水地区的使用有一定的局限性, 而且还带来了新的污水处理Λ煤烟型气 流的净化还需作更好的研究Λ 参考文献: [1 ] 魏先勋主编. 环境工程设计手册[M ]. 长沙: 湖南科学技术出版社, 1992. 112- 137. [2 ] 利光裕, 陈信常, 梁顺堂. 环境工程概论[M ]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1986. 33- 45. 17 第2期          魏先勋等: 煤烟型气体的有效净化              
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