垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣工藝提升對垃圾處理費的影響
凱利公司在固廢及危廢處理方面，具有專業(yè)環(huán)保資質(zhì)，清洗資質(zhì)，安全資質(zhì)，危險品經(jīng)營許可證，固廢處理資質(zhì)，化工裝 置拆除資質(zhì)等。具有安全專家，環(huán)保專家，清洗專家等組成的處置技術小組。能保障處置過程的安全及環(huán)保要求。處置后的 危險廢物，大部分可以進行現(xiàn)場無害化處理，部分無法現(xiàn)場處理危險廢物，送至專業(yè)危廢處理公司進行進一步處理。凱利公司在危廢處理、殘留危險品處置方面，具有專業(yè)環(huán)保施工資質(zhì)，危險廢物經(jīng)營許可資質(zhì)，危險品經(jīng)營許可資質(zhì)，化學清洗資質(zhì)，安全施工許可證，化工拆除資質(zhì)等。具有安全專家，環(huán)保專家，清洗專家等組成的處置技術小組。能保障處置過程的安全及環(huán)保。大部分危險化學品和危險廢物都可以在現(xiàn)場無害化處理和減量化處置，部分無法現(xiàn)場處理危險物，送至專業(yè)危廢處理公司進行進一步處理
煙氣脫硫副產(chǎn)物的處置與處置
北極星大氣網(wǎng)
泉源:河北冶金 作者:王建華 王東等
2020/12/10 9:42:39 我要投稿
所屬頻道: 固廢處置 關鍵詞:脫硫副產(chǎn)物 脫硫灰 脫硫石膏
北極星大氣網(wǎng)訊:摘要：常用的煙氣脫硫工藝有鈣法、氨法、鎂法、鈉法、海水法、活性炭法,工藝差異副產(chǎn)物的種類和狀態(tài)也不相同。脫硫副產(chǎn)物的出路是脫硫工藝選擇的主要參考因素。對比了6種差異煙氣脫硫工藝的副產(chǎn)物處置和處置方式。其中,鈣濕法脫硫的副產(chǎn)物產(chǎn)量最大,行使率較高,2018年我國脫硫石膏產(chǎn)量跨越1.2億t,其綜合行使率為74%。由于脫硝及消白的需要,存在濕法改半干法的趨勢,但半干法工藝的Ca/S比濕法高,這會導致行使率低的脫硫灰產(chǎn)量增大;鈣半干法脫硫協(xié)同脫硝會導致脫硫灰處置更為難題,需要進一步加大對脫硫灰的處置研究。
0 弁言
SO2是大氣環(huán)境的主要污染物之一，其中人為因素導致的SO2污染，主要集中在化石燃料燃燒、化工/石油生產(chǎn)、金屬冶煉等行業(yè)，占污染源的2 /3。SO2對人體康健、生態(tài)環(huán)境、修建質(zhì)料均有危害，其主要危害形式為酸雨。去除煙氣中SO2( 即煙氣脫硫) 的工藝有多種，但每種工藝或多或少都市有副產(chǎn)物天生。
我國大氣中SO2濃度到達國家空氣質(zhì)量二級標準的環(huán)境容量僅為1 200 萬t，雖然電廠完成了80%的超低排放，鋼鐵等非電行業(yè)也在舉行超低排放刷新，但現(xiàn)在SO2的排放仍跨越環(huán)境承載力，可見SO2減排義務之艱難。SO2減排的同時會發(fā)生大量的脫硫副產(chǎn)物，2018 年重點考察工業(yè)企業(yè)的脫硫石膏發(fā)生量為1.2億t，其中電力、熱力生產(chǎn)行業(yè)發(fā)生量為1.0億t; 其次為黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)( 主要為鋼鐵行業(yè)) ，發(fā)生量為746.0萬t。
《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法( 修訂草案) 》的第三十七條劃定，國家執(zhí)行工業(yè)固體廢物排污允許制度。發(fā)生工業(yè)固廢的單元必須提供固廢物的種類、發(fā)生量、流向、貯存、處置等有關資料，以及削減固廢發(fā)生、促進綜合行使的具體措施，申請領取排污允許證。一旦執(zhí)行，將極大地推動脫硫副產(chǎn)物的處置。
本文憑證脫硫工藝的差異，連系脫硫副產(chǎn)物處置現(xiàn)狀，剖析其處置與處置方式，為脫硫工藝選擇及副產(chǎn)物處置提供參考。
1 典型脫硫工藝及副產(chǎn)物
1.1 脫硫方式
脫硫方式可以分為濕法、半干法和干法。濕法脫硫在日本占98%、美國占92%、德國占90%、中國占91%，天下平均占85%。大型燃煤機組大多接納濕法脫硫[3]。我國當前燃煤發(fā)電在整個發(fā)電行業(yè)內(nèi)占比跨越70%，絕大多數(shù)燃煤電廠接納“石灰石―石膏濕法脫硫工藝”。
濕法脫硫是一種十分高效、穩(wěn)固且投資較低的脫硫工藝。但受到海內(nèi)部門地方政府除濕、消白政策的影響，現(xiàn)在在鋼鐵、焦化行業(yè)半干法、干法受到青睞，并有逐步取代濕法脫硫的趨勢。而隨著人們對霧霾形成機理的進一步熟悉，生態(tài)環(huán)境部發(fā)文要求不得強制企業(yè)治理濕煙羽”。因此，濕法脫硫仍有生存空間。
濕法脫硫和干法、半干法脫硫的副產(chǎn)物差異很大，差異的脫硫工藝，副產(chǎn)物也不盡相同。
1.2 典型脫硫工藝及其副產(chǎn)物
雖然天下各國研究開發(fā)的煙氣脫硫手藝多達200多種，但現(xiàn)實工業(yè)應用的不跨越20種。海內(nèi)外較為成熟的煙氣脫硫工藝包羅: 鈣法、鈉法、氨法、鎂法、活性炭法、海水法等。其中石灰石/石灰―石膏法工藝應用最多，因而副產(chǎn)物( 石膏) 產(chǎn)量最大。
常用的煙氣脫硫( FGD) 工藝及副產(chǎn)物見表1所示。
2 脫硫副產(chǎn)物的處置與處置
2. 1 鈣法脫硫
2. 1. 1 石灰石/石灰―石膏濕法脫硫
石灰石/石灰―石膏濕法脫硫的副產(chǎn)物為含水率10% 的石膏( CaSO4 ?2H2O )。每脫除1t 的SO2，則發(fā)生2.7t石膏。脫硫石膏主要有綜合行使及甩掉兩種處置方式。
( 1) 綜合行使。2018年脫硫石膏的行使率為74%。首先，石膏主要用于修建質(zhì)料，據(jù)《中國資源綜合行使年度報告( 2014) 》報道，工業(yè)副產(chǎn)石膏主要用作水泥緩凝劑和生產(chǎn)紙面石膏板，二者消耗量約占總行使量的96%，尚有部門石膏用于墻體質(zhì)料的生產(chǎn)。其次，石膏還可以農(nóng)用。脫硫石膏改良堿化土壤的最佳用量局限為0.5%～1.0%; 亦可用于改善紅壤區(qū)域土壤普遍缺乏營養(yǎng)元素的問題; 在酸性土壤上適量施用石膏，可以提高土壤養(yǎng)分含量，改善土壤理化性子。現(xiàn)在我國農(nóng)田年施用燃煤煙氣脫硫石膏量較高，為20～60t.hm。我國部門煙氣脫硫石膏中存在Hg、Cd、As、Se、F和Cl等含量差異水平超出國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準和地下水質(zhì)量標準的情形。
日本絕大部門石膏用于建材，甩掉法僅占3%。德國和美國的脫硫石膏行使率分別為100% 和75%，主要用于建材。
( 2) 甩掉法。因我國自然石膏資源豐富，脫硫石膏難以普遍接納應用。這些廢棄的脫硫副產(chǎn)物不得不作為固廢舉行堆埋，不僅浪費了大量的硫資源，也占用了大量土地資源。脫硫石膏綜合行使區(qū)域差異很大，內(nèi)蒙古、西南、西北區(qū)域綜合行使率相對低，累計堆存量較大。
2.1.2 半干法脫硫
半干法副產(chǎn)物脫硫灰為干態(tài)灰渣，石膏有用因素較少，以亞硫酸鹽為主。脫硫灰物相組成重大，有CaSO3 ?1 /2H2O、CaCO3、Ca ( OH)2、CaSO4、CaCl2。而針對半干法脫硫灰中存在CaSO3 ?1 /2H2O的不穩(wěn)固性及Ca( OH)2水化后的膨脹性，現(xiàn)在綜合行使難度較大，僅有少部門用于礦山回填或鋪路，絕大部門仍然堆放，占有大量的土地資源。也有探索用于蒸壓磚質(zhì)料、加氣混凝土砌塊質(zhì)料、礦渣微粉復合夾雜材添加劑、水泥砂漿摻混劑等的相關研究。
由于濕法脫硫的Ca /S 比為1.03，而半干法的Ca /S 比設計為1.3，現(xiàn)實運行能到達1.8甚至更高，加之現(xiàn)在存在濕法脫硫改半干法脫硫的趨勢，勢必會導致脫硫副產(chǎn)物產(chǎn)量增添?，F(xiàn)階段的半干法脫硫協(xié)同氧化脫硝的工藝，脫硫灰中會引入脫硝產(chǎn)物亞硝酸鹽和硝酸鹽。硫硝灰中亞硫酸鹽的不穩(wěn)固性和及亞硝酸鹽的毒性會增添處置難度，硫硝灰化學因素的重大性進一步增添了其綜合行使難度。
2.2 氨法脫硫
氨法脫硫?qū)ξ談┤淳嚯x、周圍環(huán)境等有較嚴酷的要求; 且存在氨逃逸和( NH4)2SO3氣溶膠，因而應用不普遍。但在有余氨或廢氨水泉源的廠區(qū)( 如焦化廠) 運用該工藝，則有較好的經(jīng)濟性。
由于氨氮是污水排放的主要檢測指標之一，無法接納甩掉法處置脫硫副產(chǎn)廢液。( NH4)2SO3易剖析為SO2造成二次污染，故接納氧化接納硫酸銨鹽工藝。有兩種方案可選:
( 1) 現(xiàn)有企業(yè)已有硫銨工段，可將脫硫液送至硫銨工段接納硫銨。
( 2 ) 配套三效蒸發(fā)器系統(tǒng)，結晶、離心產(chǎn)出硫銨。
由于副產(chǎn)品( NH4)2SO4純度不高，且含有氮、硫兩種營養(yǎng)元素，現(xiàn)在作為化肥使用。
2.3 鎂法脫硫
我國的氧化鎂儲藏量占全天下的80% 左右，是天下最大的MgO 生產(chǎn)國和出口國之一。鎂法脫硫手藝在海內(nèi)靠近氧化鎂產(chǎn)區(qū)的中小機組鍋爐上獲得較普遍的應用。
脫硫副產(chǎn)物主要有甩掉法、再生法、硫酸鎂接納法3 種處置途徑。
( 1) 甩掉法。傳統(tǒng)的鎂法脫硫手藝，氧化鎂吸收SO2后，在塔內(nèi)強制氧化成穩(wěn)固和消融態(tài)的MgSO4，降低COD 后外排，或直接排至廠區(qū)污水處置系統(tǒng)，因而無需設置單獨的脫硫副產(chǎn)物處置系統(tǒng)和廢水處置系統(tǒng)。日本及臺灣區(qū)域?qū)︽V法脫硫副產(chǎn)品的處置多為甩掉法。
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清淤、抽沙機器人是凱利環(huán)境公司新研發(fā)的智能水下清淤設備。針對化工企業(yè)不停產(chǎn)清淤作業(yè)的迫切需求，尤其是人工清淤帶來的安全事故頻發(fā)。凱利集團與西安交大深度合作研發(fā)水下清淤機器人，解決國內(nèi)化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中不停產(chǎn)水下清淤的難題。 該機器人具有深水作業(yè)、智能遙控、24小時連續(xù)作業(yè)、履帶越野行走、全液壓控制、防爆作業(yè)、安全環(huán)保等特點。 目前該機器人兩大系列，清淤機器人應用化工沉淀污泥，污水廠清淤，市政管網(wǎng)清淤，河道清淤，水庫清淤等作業(yè)。抽沙機器人應用黃河抽沙，河道抽沙，水庫抽沙等作業(yè)。在國家新的安全和環(huán)保要求形式下，以安全技術和環(huán)保理念，對化工裝置拆除，符合國家要求，確保施工安全。凱利的化工拆除一站式解決方案，為企業(yè)解決殘留物處置，危廢無害化，危廢減量化，水切割拆除一體化服務。避免安全和環(huán)保事故的發(fā)生。
( 2) 再生法。再生的鎂法煙氣脫硫工藝與傳統(tǒng)方式相比，削減了副產(chǎn)物的強制氧化步驟，以MgSO3為主要產(chǎn)物。副產(chǎn)物經(jīng)星散、干燥、加入還原劑焙燒后，熱剖析可重新獲得MgO 和一定濃度的SO2富氣，如反映式( 1) 所示，前者作為脫硫劑可循環(huán)使用，后者可生產(chǎn)硫磺或硫酸。受鎂資源限制，美國大多接納氧化鎂再生工藝。
MgSO3?6H2O→MgO + 6H2O + SO2( 1)
( 3) 硫酸鎂接納法。由于缺乏控制MgSO3氧化的有用手段，阻礙了再生手藝的應用，因此海內(nèi)鎂法煙氣脫硫終產(chǎn)物多為MgSO4。波蘭亦多接納硫酸鎂接納法。
工藝流程: 脫硫塔→強制氧化→壓濾除渣→三效蒸發(fā)器→稠厚器冷卻結晶→離心脫水→MgSO4?7H2O。
2Mg( OH)2 + 2SO2 + 12H2O + O2→2MgSO4?7H2O( 2)
為了限制脫硫吸收液中的雜質(zhì)濃度，結晶后的母液需有一部門外排。
純度較低或純化難度較大的硫酸鎂，常用于制備硫酸鎂農(nóng)用肥料或直接用于改良土壤; 也可在修建領域用于制備膠凝質(zhì)料; 以及用于畜牧業(yè)和歷程工業(yè)。
2.4 鈉法脫硫
2.4.1 鈉堿法脫硫
由于鈉堿價錢較貴，致使脫硫成本高而較難普及。但現(xiàn)在，海內(nèi)有相當部門小鍋爐接納濕式鈉堿法脫硫。副產(chǎn)物可以分為甩掉法和接納法。
( 1) 甩掉法。傳統(tǒng)的鈉堿法脫硫手藝，脫硫產(chǎn)物為NaHSO3、Na2SO3、Na2SO4的夾雜溶液，基本沒有接納，接納甩掉處置。
( 2) 接納結晶鹽。由于Na2SO4市場價值較低，NaHSO3不易保留，Na2SO3耗堿高，因此可以接納市場需求更大、價值較高的Na2S2O5和Na2S2O3。
通過控制脫硫液pH 值及抑制氧化，當溶液中NaHSO3過飽和時，析出Na2S2O5結晶，亦可與硫磺夾雜共熱，生產(chǎn)Na2S2O3?5H2O，如反映式( 3) 所示。通過過濾除雜、結晶、星散接納。
Na2SO3 + S + 5H2O→Na2S2O3?5H2O ( 3)
2.4.2 雙堿法脫硫
鈉鈣雙堿法接納Na2CO3吸收SO2，吸收液再用Ca( OH)2舉行再生，并將再生產(chǎn)物氧化成石膏，如式( 4) 所示。由于灰分和脫硫副產(chǎn)物Na2SO4的存在嚴重影響了石膏的品質(zhì)，故一樣平常以甩掉為主。
Ca( OH)2 + 2NaHSO3 + 1 /2O2→Na2SO3 + CaSO4?2H2O ( 4)
2.4.3 SDS 干法脫硫、SDA 半干鈉法脫硫
SDS 法接納煙道噴射NaHCO3，在140 ℃以上舉行干法脫硫，其副產(chǎn)物為含Na2SO3、Na2SO4以及10% ～ 20% 的Na2CO3的夾雜物。現(xiàn)在需要有用地行使消納途徑。
SDA 鈉法，行使20%～25% 的Na2CO3溶液，旋轉噴霧干燥脫硫。副產(chǎn)物為干粉狀態(tài)夾雜物，難以接納行使。
2.5 海水法脫硫
由于海水的pH 值為7.8～8.3，呈微堿性，是一種堿性吸收劑。僅適用于較低SO2含量的煙氣脫硫，且海水的地域限制阻礙了該手藝的推廣應用。
脫硫副產(chǎn)物，經(jīng)由曝氣填補的氧氣將亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，以降低吸收液的COD，吸收液經(jīng)循環(huán)冷卻水稀釋后排回大海。
2.6 活性炭法脫硫
活性炭/焦脫硫，通過活性炭的吸附及高溫剖析，剖析出20%～40%的SO2富氣。SO2富氣可以通過制酸或制鹽，作為工業(yè)質(zhì)料出售; 活性炭粉末可以回用。
( 1 ) 制酸。通過凈化+ 干吸轉化工序制成硫酸。
( 2) 制鹽。通過凈化+ 配堿反映制成焦亞硫酸鈉( Na2S2O5) 和硫代硫酸鈉( Na2S2O3) 。
Na2CO3 + 2SO2 + H2O→2NaHSO3 + CO2( 5)
2NaHSO3→Na2S2O5 + H2O ( 6)
但凈化工序均有含酸廢水需要處置。
3 結論
( 1) 現(xiàn)在常用的脫硫工藝有鈣法、鈉法、氨法、鎂法、活性炭法，副產(chǎn)物的種類和狀態(tài)各不相同，其中鈣法的脫硫副產(chǎn)物( 石膏) 產(chǎn)量最大，行使率也較高。
( 2) 在中小規(guī)模的煙氣脫硫中，鈉法、鎂法、氨法使用較多，其脫硫副產(chǎn)物接納不足，甚至傳統(tǒng)多為甩掉法。
( 3) 半干法和干法脫硫副產(chǎn)物由于反映不完全、因素重大，處置顯著比濕法工藝難題，現(xiàn)在行使率很低。
( 4) 脫硫工藝的選擇，很大水平上受脫硫副產(chǎn)物影響，現(xiàn)在脫硫存在濕改干的趨勢，會導致脫硫副產(chǎn)物進一步增添，且脫硫灰的處置較難; 因此，要加大對脫硫灰的處置處置研究。
凱利采用最新高壓水射流切割技術，也稱為水刀，對化工裝置危險設備進行安全環(huán)保拆除。該技術采用超高壓水射流，利 用水壓高速射流切割設備技術，該技術具有安全環(huán)保，切割不產(chǎn)生溫度，不產(chǎn)生揚塵，能安全、環(huán)保、快速的對化工設備和管 道，儲罐，換熱器，精憎塔等進行安全環(huán)保拆除處理。
垃圾焚燒發(fā)電的技術特點與應對措施