铁路燃煤锅炉脱硫除尘及节能技术研究

目前，中国大多数铁路燃煤锅炉作为一种中小型燃煤锅炉，在运行中效率低下，技术落后。在经济成本方面，铁路燃煤锅炉很难实现大型电站锅炉的巨额投资，也无法运行昂贵的除尘脱硫设备。因此，有必要找到一种安装简单、脱硫成本低的烟气脱硫技术。

1 脱硫技术常用于我国中小型燃煤锅炉。
根据燃烧和脱硫技术的相互契合点，脱硫技术可分为:燃烧前脱硫，如微生物脱硫和洗煤等。燃烧过程中脱硫，如炉内喷钙；燃烧后的脱硫，即烟气脱硫(即FGD)。其中，世界上最大的商业脱硫方法是烟气脱硫，可以有效控制S02和雾霾。一般来说，SOx是通过以下化学变化产生的：
为有效地控制二氧化硫的产生，可根据实际情况合理应用下列技术：
1.1 燃烧前进行脱硫
燃烧前使用的脱硫技术通常包括微生物脱硫、液化、煤气化、化学或物理洗涤和选煤方法。物理洗涤和选煤技术是许多技术方法中比较成熟的，但是煤液化和气化技术还不够成熟，需要不断深化和完善。目前，虽然燃烧和油炸脱硫技术存在一些缺陷，但它可以有效去除灰分，大大减少货物和炉渣的处理量，减少锅炉的磨损。
1.2 在燃烧过程中脱硫
首先，在燃煤中加入固硫剂和粘合剂，然后加压制成具有固定形状的粘合剂。
小燃料，然后在锅炉燃烧时脱硫；其次，将吸附剂喷入炉中脱硫。将自云石等脱硫剂喷入炉中，在900℃至1250℃的烟温下，脱硫剂可转化为MgO或CaO，然后加入S02，相互反应产生硫酸镁或硫酸钙，从而完成脱硫操作。在简单的炉内喷钙系统中脱硫率极低，因此可以在炉内加入加湿活化器，从而产生LIFAC，即炉内喷钙和尾端增湿活性脱硫。第三，循环流化床脱硫，即CFBC。
1.3 燃烧后进行脱硫
锅炉燃烧后产生的烟尘经过科学处理，烟尘中的二氧化氯经过多种方法去除。FGD是目前最高效、应用最广泛的脱硫技术。
根据脱硫时脱硫产品的干湿状态和是否加水，FGD分为干湿法和半干法。与半干法和干法相比，湿法烟气脱硫是一种汽液反应，反应效率高，速度快，钙硫比低。但是也有一些缺陷，就是需要更多的资金，非常复杂，脱硫产品很难有效处理。同时，湿法脱硫后，烟气温度会低于漏点，因此有必要对其进行升温和脱水处理，以防止烟道和风扇的腐蚀和烟尘的潮湿。
目前，石灰石法是湿法烟气脱硫工艺中应用最广泛的方法。此外，还有氢氧化钠法、氯化镁法、双碱法、氨法和氢氧化钠法。
根据中小型锅炉的基本特点，我国已经开发了许多简单的烟气脱硫技术。一般来说，这种技术往往是基于备用除尘设备，可以选择一些碱性浆体，如石灰和冲渣水作为吸附剂，并利用文丘里除尘、喷雾塔和筛板塔吸收、水膜除尘和旋风除尘等多种机制进行除尘和脱硫。开发了多管喷雾、麻石水膜、冲激旋风除尘脱硫等多种集成烟气脱硫技术。
2 锅炉烟尘除尘脱硫一体化技术
2.1 旋流板塔烟气脱硫除尘装置
这种设备主要由湿法烟气脱硫技术制成，其主塔内旋踏板的形状像汽轮机的挡板。在运行过程中，烟尘会逐渐向上切入塔底。在塔上喷洒除尘水时，除尘水会通过旋流踏板中含有的叶片表面均匀地向下流动。在塔内旋流塔叶片的影响下，烟尘会接触到除尘水，所以在烟尘和液体完全接触的基础上，可以得到完全分离，得到普通塔的1.5倍汽液负荷。因为塔板叶片有很大的开口率和很薄的液体层，所以只有少于普通塔板的内阻才能消除。
该装置的脱硫率和除尘率分别为70%、98%，但随着喷水pH值的增加，脱硫效果也越来越好。而且其液体比是普通除尘器的1.5倍左右，可以增加除尘脱硫率，但也会造成锅炉排烟温度极低，促进烟气中的水分，进而引起引风机振动和积灰，促进烟囱、钢烟道、引风机腐蚀，同时降低烟囱的浮动力，导致粉尘无法顺利扩散。
2.2 等离子锅炉烟尘除尘脱硫一体化设备
该设备采用干试锅炉烟气除尘脱硫技术制造。作为最新的技术设备，该设备中的烟尘中含有的水蒸气、氧气和N2，在获得一定量的电子束直射后，可以吸收大部分能量，从而产生大量的自由基，如HO2和OH，它们都有很强的反应活性，在与烟尘中的二氧化硫反应后产生盐酸，然后与氨反应，然后产生硫酸铵。图1 旋流板塔烟尘脱硫除尘工艺流程
该技术不会产生水垢，也不会对设备造成污染，也不会造成废渣开水，其副产物也可以作为肥料，不会造成二次污染物，脱硫效率高于90%。同时，它有一个特别简单的设备，可以广泛应用于许多领域。但由于其主要是在电子加速器的影响下产生的高能电子，因此对于一般大型企业来说，必须配备功率大的电子枪，这样会危及人们的健康，因此必须进行防辐射操作，以便充分维护和运行。
2.3 脱硫除尘设备SHG型设备
该设备的主要设备是立世塔。该塔采用干湿结构，上部为脱水段，中间为吸收段，下部为旋风除尘段。烟尘先进入旋风除尘段，大颗粒清除后再进入系统。当通过筛板时，它们会与上面的吸收液完全接触，进行传质吸收反应，然后去除二氧化硫和细小的灰尘。当烟尘完全除尘脱硫时，会在脱水段除雾脱水，避免烟尘中含有水分，然后通过出口排入烟囱。
该设备的液气比为0.3升至0.5升，不含立方米。塔内液体量大，可实现汽液的完全接触，除尘率高于95%，脱硫率高于70%，非常适合6t/h以下的小型燃煤锅炉，但设备成本非常高。
3 当前烟气脱硫除尘装置存在的问题
经过多年的广泛应用，中小型锅炉的烟气脱硫除尘技术也在不断发展和完善，其工艺体系和技术实力得到了更大的创新和提升。但是在实际使用中，还是会有很大的问题。
(1)总体而言，装置脱硫效率较低，同时处理产生的砂浆操作也十分复杂和困难，极易造成二次污染。
(2)严重积垢。集成除尘脱硫装置，尤其是选择定位石灰的脱硫剂时，会出现更严重的积垢现象。系统经常堵塞，从而阻碍系统的正常运行。理论上，如果浆体的pH值增加，脱硫效率可以大大提高，但这也会在更短的时间内迅速积垢，从而堵塞管道。
(3)腐蚀现象严重。例如，水蒸气和烟尘中的S02会相互反应，然后产生亚硫酸，这将极大地腐蚀设备和管道。如果不使用科学有效的材料，由于腐蚀造成的渗透会在短时间内发生，导致脱硫除尘过程系统无法有序稳定运行。
(4)脱硫装置会消耗相当多的水源。这是因为蒸汽