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湿法脱硫原理

湿法脱硫原理
湿法脱硫原理

SO2污染物(发电机尾气,熔炉废气等) 双碱法处理。

1、采用NaOH溶液为第一碱吸收烟气中的SO2,然后再用石灰石或石灰作为第二碱处理吸收液,产物为石膏(CaSO4?2H2O),再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。

2、工艺流程

脱硫工艺主要包括5个部分:(1)吸收剂制备与补充;(2) 吸收剂浆液喷淋;(3)塔内雾滴与烟气接触混合;(4)再生池浆液还原钠基碱;(5)石膏脱水处理。

来自系统的烟气经烟道从塔底进入脱硫塔,在脱硫塔内布置若干层旋流板,旋流板塔具有良好的气液接触条件,从塔顶喷下的碱液在旋流板上进行雾化使得上升烟气与喷淋的碱液形成稳定的床层,接触面积加大,反应净化区形成气、液、固三相混合强反应区,经脱硫洗涤后的净烟气经过除雾器脱水后在引风机作用下通过烟囱排入大气。系统设计循环水池及水循环系统,由池中PH计控制水池的酸碱度自动给水池中投放烧碱。

Fe2O3给H2S脱硫及还原机理

Fe2O3·H2O+3H2S→Fe2S3·H2O+3H2O △H=63KJ/mol

Fe2O3·H2O+3H2S→2FeS+S+4H2O △H=103KJ/mol

氧化铁脱硫剂与H2S作用并放出热量,根据氧化铁的水合性质不同,产生以上不同的反应形式。

Fe2S3·H2O+3/2O2→Fe2O3·H2O+3S △H=63KJ/mol FeS·H2O+3/2O2+H 2O→Fe2O3·H2O+2S △H=63KJ/mol

硫化铁和三硫化二铁在有氧的条件下以及适宜的温度下发生上述还原反应并放出热量。可再生并产生硫磺。

烧碱配药罐加药

废气废气管风机旋流除尘塔

沉灰池

石灰配药罐加药

(再生池)

双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/ 石灰等其他湿法脱硫反应机理类似,主要反应为烟气中的SO2 先溶解于吸收液中,然后离解成H+ 和HSO3—;

SO2(g)= = = SO2(aq) (1 )

SO2(aq)+H2O(l) = = =H+ +HSO3—= = = 2H+ +SO32-;(2 )式(1 )为慢反应,是速度控制过程之一。然后H+ 与溶液中的OH -中和反应,生成盐和水,促进SO2 不断被吸收溶解。具体反应方程式如下:

2NaOH + SO2 →Na2SO3 + H2O

Na2SO3 + SO2 + H2O →2NaHSO3

脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱,一般是Ca(OH)2 进行再生,再生反应过程如下:

Ca(OH)2 + Na2SO3 →2 NaOH + CaSO3

Ca(OH)2 + 2NaHSO3 →Na2SO3 + CaSO3 ?1/2H2O +1/2H2O 存在氧气的条件下,还会发生以下反应:

Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O →2 NaOH + CaSO4 ?H2O

脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出,然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的NaOH 可以循环使用。

山东省热电设计院郝秉清脱硫技术按脱硫工艺与燃烧的结合点可分为:(1)燃烧前脱硫(如洗煤,微生物脱硫);(2)燃烧中脱硫(工业型煤固硫、炉内喷钙);(3)燃烧后脱硫,即烟气脱硫(Flue Gas Desulfurization, 简称FGD)。FGD是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是控制酸雨和二氧化硫污染的最主要技术手段。烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫,将之转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫,从而达到脱硫目的。FGD的方法按脱硫剂和脱硫产物含水量的多少可分为两类:(1)湿法:即采用液体吸收剂如水或碱性溶液(或脱硫液)等洗涤以除去二氧化硫。(2)干法、半干法:用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫,循环和排出物为干态。按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。按照吸收二氧化硫后吸收剂的处理方式可分为再生法和非再生法(抛弃法)。目前,国内外燃煤或燃油电厂所采用的烟气脱硫工艺多达百余种。在这些脱硫工艺中,有的技术较为成熟,已经达到商业化应用的水平,有的尚处于研究阶段。业主要选择工艺成熟、有大量相同规模运用业绩的技

术,尤其要选择运用具有国外技术背景在国内有常年运行业绩的脱硫技术。由于中小型电站规模小,难以对脱硫技术进行深入研究,所以最好选择常用成熟技术,避免投资风险。以下是几种常用的主要适用于中小型烟气脱硫技术工艺的说明与比较。 a 、半干法、干法脱硫技术半干法脱硫工艺的特点是脱硫剂以液浆形态喷入反应吸收区,被烟气加热,液体蒸发,产生干态的副产品。干法脱硫技术的特点是脱硫剂以干态喷入反应器,产生干态的副产品。已有成熟应用的半干法/干法工艺主要有喷雾干燥法和炉内喷钙尾部增湿活化法及循环流化床法(CFB)等。其它半干法/干法脱硫技术由于脱硫效率、磨损、脱硫剂利用率等存在不少问题。b、循环流化床烟气脱硫方法循环流化床烟气脱硫工艺的反应机理是:以循环流化床原理为基础,通过吸收剂的多次再循环,延长吸收剂与烟气的接触时间,以达到高效脱硫的目的。在塔内回流烟气循环流化床反应器内,飞灰、Ca(OH)2粉末、烟气及喷入的水分,在流化状态下充分混合,强化了传热、传质过程,加上Ca(OH)2粉末多次再循环,使实际反应的Ca/S比远远大于表观Ca/S比,从而实现高效脱硫。该工艺的特点是系统较简单:其Ca/S比较其它半干法低,脱硫效率可达85%以上;设计紧凑,节省空间,易用于改造项目;吸收剂,脱硫灰均为干态,生产过程中不产生废水,不易形成二次污染;固体颗粒停留时间长,提高了石灰利用率,降低了石灰耗量;排烟温度高,烟囱、烟道无需做防腐处理。该工艺脱硫效率相对湿法较低,不适用于含硫率太高的烟气脱硫;对锅炉负荷变化的适应性差,运行控制要求较高,比较适合于负荷变化不大的中小型锅炉,焚烧炉和工业窑炉。c、湿法脱硫技术湿法工艺是指脱硫剂以液浆形式喷入反应器,而脱硫产品也以液浆形式排出的系统。适用于中小型锅炉烟气脱硫技术,依采用的脱硫剂不同,常用的主要有石灰(石)法、氧化镁法、钠法、双碱法、氨法等几类。湿法脱硫因其脱硫效率高、适应范围广而得到广泛运用,市场占有率为85%以上。中小型脱硫产物的处理国内外多采用抛弃法处理。A、石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺石灰(石)/石膏湿法脱硫工艺是采用石灰石(CaCO3)或石灰(ca*)作脱硫吸收剂原料,经消化处理后加水搅拌制成氢氧化钙(Ca(OH)2)作为脱硫吸收浆。石灰或吸收剂浆液喷入吸收塔,吸附其中的SO2气体,产生亚硫酸钙,进而氧化为硫酸钙(石膏)副产品。该工艺的优点主要是:1、脱硫效率高,在Ca/S比小于1.1的时候,脱硫效率可高达90%以上;2、吸收剂利用率高,可达到90%;3、吸收剂资源广泛,价格低廉;4、适用于高硫燃料,尤其适用于大容量电站锅炉的烟气处理;5、副产品为石膏,高品位石膏可用于建筑材料。该工艺的缺点是:1、系统复杂,占地面积大;2、造价高,一次性投资大;(在美国,单位一般造价在$150— 200/kW;在中国,重庆珞璜电厂一期烟气脱硫工程2×360MW脱硫装置占电厂总投资的11.15%,太原第一热电厂高速平流简易湿式300MW机组的600000m3/h 脱硫装置的单位造价约RMB650元/kW,杭州半山电厂2×125MW和北京第一热电厂2×410t/h锅炉脱硫装置单位造价更高达RMB 1600/KW);

3、运行问题较多——由于副产品CaSO4易沉积和粘结,所以,容易造成系统积垢,堵塞和磨损;(而双减法在系统内产物是Naso3,不会造成堵塞和积垢)

4、运行费用高,高液/气比所带来的电、水循环和耗量非常大;

5、副产品处理问题——目前,世界上对该副产品处理,主要采用抛弃和再利用两种方法:西欧和日本因缺乏石膏资源,所以用此副产品做建筑用石膏板,与此同时,当地建筑规范也为该产品的推广使用提供了方便。但对副产品石膏的成分要求严格(CaSO4>96%)。在美国,因天然石膏资源丰富,空地较多,过去一般采用抛弃处理。在中国,天然石膏资源丰富,而石灰石的成分却很难保证,因此脱硫石膏的成分不稳定,建筑行业很难采用;对于建在城市近郊或工业区的需要脱硫的电厂,又很难容纳大量石膏渣液的抛弃,即使有空闲场地抛弃,从长远来讲,仍然可能造成固体废弃物的二次污染。因而副产物处理存在问题。

6、由于该工艺技术成熟,运用广泛,目前国家有相应技术规范,但国家环保总局在脱硫技术指导文件中明确指出该种方法适用于大型电站锅

炉的脱硫,中小锅炉运用存在规模不经济等问题。7、为适应国内中小型锅炉的烟气脱硫,对该工艺进行了改造运用,减少脱硫剂制备和石膏生成系统尚可,但其他部分的或缺带来诸多问题,因此要谨慎用之。B、钠基湿法脱硫工艺钠基是指氢氧化钠(NaOH),碳酸钠(Na2CO3——苏打)或碳酸氢(NaHCO3——小苏打)。这三种物质与SO2有很强的反应能力,且都有很好的溶解度,吸收SO2后产生的副产品为硫酸钠(Na2SO4)等盐类也都溶于水。因此,脱硫剂系统,吸收反应系统和副产品系统都在水溶液状态下运行,可靠、简便,易于自动控制。此外,钠基还具有吸收其它酸性气体(如HCl,HF,HBr)等的良好性能。因此,钠基系统广泛用于各工业生产过程的烟气净化,采用各类喷淋吸收塔。由于其系统简单,液/气比小,设备造价最低,占地最小。该种工艺的缺点是:由于脱硫剂的成本较高,脱硫系统经济性不好,比较适用于脱硫剂自产或有充足钠碱废液的企业使用。

C、双碱法脱硫工艺为降低钠基脱硫的运行费用,发展了“双碱法”工艺。“双碱法”是指脱硫吸收过程采用反应性能好的钠基或镁基吸收剂,其产生的副产品又与钙基吸收剂反应,将钠基或镁基脱硫吸收剂再生还原重复使用,再生反应中产生的石膏成为最终副产品。运用钠基高效脱硫,消耗的却是廉价的石灰石(石灰),该工艺综合石灰法与钠碱法的特点,解决了石灰法的效率低、易结垢问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。由于脱硫和再生反应的复杂性,此法的理想实现有一定的工艺难度,目前正在逐步实践和成熟中,适用于中小型锅炉脱硫使用。脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后),或将其氧化后制成石膏;或者直接将其与粉煤灰混合,可增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。多数直接与锅炉灰渣一起集中处理,不产生二次污染。

D、氨法脱硫工艺该脱硫工艺以氨水为吸收剂,副产品为硫酸铵。氨法脱硫作为一种脱硫工艺,在国内外都做过不少研究,但均停留在试验和小规模运用阶段。目前主要运用于氨来源丰富方便和硫酸铵便于处理的企业,如化肥厂或其附近。该工艺运用受限,究其原因主要有如下几个:1、简单氨法脱硫充其量只是表面上的脱硫,由于其喷水回收法实际上会造成大量的亚硫酸铵的泄漏和氨的泄漏,而亚硫酸铵易于分解(受热60-70℃即开始分解)出SO2,实际上等于没处理,而且氨的泄漏本身又增加了污染。2、由德国比晓夫公司拥有专利技术的深度氨法脱硫工艺,虽然用专利技术解决了亚硫酸铵和氨气气溶胶泄露的问题,但仍无法避免亚硫酸铵分解的问题。而且其系统之复杂、投资之大要远远超过简易氨法脱硫。3、氨法脱硫的副产物亚硫酸铵/硫酸铵的去向是氨法脱硫的另一个大问题:(a)如果不回收,排向水体,会对环境水体造成巨大污染,引发富营养化等问题。国家环保法有明确规定,环境水体绝不容许排放亚硫酸铵/硫酸铵。同时,如果副产物不回收,则运行成本太高,企业不可能承受;(b)如果将副产物制成氨肥,则投资成本大大增加,而且氨肥能否销售得出去也是一个未知数,毕竟市场氨肥的需求有限,氨法脱硫产生的氨肥的品质与普通市面上售氨肥的差别也是一个问题,硫酸铵是一种低质氮肥,国内产量过剩,长期使用会使土壤板结。

4、氨法脱硫的脱硫剂氨的运输、贮存、防泄漏均有一定要求对于靠近城镇区域内而言,易造成居民的抗议。

总之,简易氨法脱硫肯定不行,深度氨法脱硫的选择要特别慎重。对于脱硫剂取得十分容易,废液又有去向的企业采用氨法脱硫技术也许是一个不错的选择。E、氢氧化镁脱硫法氢氧化镁脱硫技术是利用氢氧化镁作为脱硫剂吸收烟气中的二氧化硫,生成亚硫酸镁,并通入空气将亚硫酸镁生成溶解度更大的硫酸镁。氢氧化镁作脱硫剂具有反应活性大、脱硫效率高、液气比小等优点,因此具有综合投资低,运行费用低等特点。氢氧化镁吸收SO2的湿法脱硫方式是目前适合于中、小型锅炉烟气脱硫技术最为成熟的脱硫方式之一。综合氢氧化镁脱硫法具有以下四个特点: 1、氧化镁原料取得容易目前包括在日本、首尔、东南亚地区、台湾地区等均有普遍使用的实绩和经验,而所使用的的氧化镁大部分均来自大陆地区。我国拥有丰富的氧化镁资源,储量约为160亿吨,占全世界的80%左右,环渤海

湾的山东、辽宁地区以及山西都有丰富的产量。由于广泛地运用,使该技术相对于其他脱硫技术更加成熟。2、循环液呈溶液状,不易结垢,不会堵塞。氢氧化镁湿法的脱硫产物硫酸镁是一种溶解度很大的物质,因此在吸收塔脱硫的反应过程中,不似石灰石(石灰)/石膏法会产生结垢或堵塞的问题。3、脱硫后溶液,处理后可直接排放,无二次污染。石灰石(石灰)/石膏法、氨/硫铵法、氧化镁法等所产生的产物都能综合利用,但不同的回收方式都导致脱硫系统复杂、一次投资和运行费用的提高。因此,是否考虑脱硫副产物的利用,都必须针对每个项目进行综合分析,如果氢氧化镁脱硫产物进行综合利用,可在浓缩干燥后再煅烧回用氧化镁,同时还可生产硫酸;脱硫产物也可在一定控制条件下生产附加值较大的七水硫酸镁。但根据目前国内外运行之经验,综合考虑初投资和运行费用等,针对中小型锅炉使用的氢氧化镁脱硫法一般均使用抛弃法,即产生的硫酸镁溶液经过滤后,将废液直接排入河流或海中。当然,部分电厂可以根据自身条件,将废液排入冲灰渣水池中再利用,或排入全厂废水处理系统中统一处理。4、脱硫设备简单,操作简单,成本低。脱硫系统包括熟化系统、吸收系统、废液处理系统,系统简单明了,现场布置简洁紧凑,系统运行安全可靠。综上所述,每一种脱硫技术都有其特点,适用于不同的脱硫环境和要求。电厂依据自身环境标准要求、现场情况、脱硫剂供应和锅炉规模及燃煤含硫多少,结合脱硫技术特点,选择投资省、技术成熟完善、运行安全可靠费用低和无二次污染的实用技术。对于大量中小型燃煤锅炉或脱硫改造工程,由于情况各异或限于投资,对适宜脱硫技术的选择变得尤为重要。《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》的通知(环发[2002]26号)中规定燃用含硫量≥2%煤的机组、或大容量机组(≥200MW)的电厂锅炉建设烟气脱硫设施时,宜优先考虑采用湿式石灰石—石膏法工艺,脱硫率应保证在90%以上,投运率应保证在电厂正常发电时间的95%以上。燃用含硫量<2%煤的中小电厂锅炉(<200MW=,或是剩余寿命低于10年的老机组建设烟气脱硫设施时,在保证达标排放,并满足S02排放总量控制要求的前提下,宜优先采用半干法、干法或其它费用较低的成熟技术,脱硫率应保证在75%以上,投运率应保证在电厂正常发电时间的95%以上。针对65t/h—670t/h电站锅炉,选择何种技术,要依据企业具体情况和当地环保标准要求而定,要选择成熟运用技术,确保安全可靠运行,以能够因地制宜、以废治废的技术工艺为最佳。

干法脱硫技术

煤气干法脱硫技术应用较早,最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术,之后,随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低,活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。

2.1氧化铁脱硫技术

最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁,为增加其孔隙率,脱硫剂以木屑为填充料,再喷洒适量的水和少量熟石灰,反复翻晒制成,其PH值一般为8-9左右,该种脱硫剂脱硫效率较低,必须塔外再生,再生困难,不久便被其他脱硫剂所取代。现在TF型脱硫剂应用较广,该种脱硫剂脱硫效率较高,并可以进行塔内再生。

氧化铁脱硫和再生反应过程如下:

(1)脱硫过程

2Fe(OH)3+3H2S= Fe2S3+6H2O

Fe(OH)3 + H2S =2Fe(OH)2+S+2H2O

Fe(OH)2 + H2S= FeS+2H2O

(2)再生过程

2Fe2S2+3O2+6H2O= 4Fe(OH)3+6S

4FeS+3O2+6H2O =4Fe(OH)2+4S

氧化铁脱硫剂再生是一个放热过程,如果再生过快,放热剧烈,脱硫剂容易起火燃烧,这种火灾现象曾在多个企业发生。

活性氧化铁脱硫工艺流程如图1

2.2活性炭脱硫技术

活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用,活性炭的催化活性很强,煤气中的H2S在活性炭的催化作用下,与煤气中少量的O2发生氧化反应,反应生成的单质S吸附于活性炭表面。当活性炭脱硫剂吸附达到饱和时,脱硫效率明显下降,必须进行再生。活性炭的再生根据所吸附的物质而定,S在常压下,190℃时开始熔化,440℃左右便升华变为气态,所以,一般利用450-500℃左右的过热蒸汽对活性炭脱硫剂进行再生,当脱硫剂温度提高到一定程度时,单质硫便从活性炭中析出,析出的硫流入硫回收池,水冷后形成固态硫。

活性炭脱硫的脱硫反应过程如下:

2H2S + O2 =S+2H2O

活性炭脱硫再生工艺流程如图2

3、湿法脱硫技术

湿法脱硫应用较早的方法是氨洗中和法,自从上世纪50年代初国外出现ADA法以来,我国也先后研制开发了改良型ADA法、MSQ法、KCS法以及栲胶法等脱硫技术。

与干法脱硫相比,湿法脱硫技术的应用相对要稍晚一些,最早湿法脱硫技术是在焦炉煤气和水煤气的净化方面首先应用,随着人们对发生炉煤气高净化度的要求,湿法脱硫技术才开始应用于发生炉煤气行业。湿法脱硫技术应用于发生炉煤气净化与其在焦炉煤气和水煤气的净化方面的应用略有不同,脱硫设备、工艺和操作参数都略有调整。

湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理吸收法是采用有机溶剂作为吸收剂,加压吸收H2S,再经减压将吸收的H2S释放出来,吸收剂循环使用,该法以环丁矾法为代表;化学吸收法是以弱碱性溶剂为吸收剂,吸收过程伴随化学反应过程,吸收H2S后的吸收剂经增温、减压后得以再生,热砷碱法即属化学吸附法;氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体为催化剂,吸收H2S,并将其氧化成单质硫,氧化法以改良ADA法和栲胶法为代表。

目前,在发生炉煤气的湿法脱硫技术中,应用较为广泛的是栲胶脱硫法。它是以纯碱作

为吸收剂,以栲胶为载氧体,以NaVO2为氧化剂。其脱硫及再生反应过程如下:

(1) 吸收:

在吸收塔内原料气与脱硫液逆流接触硫化氢与溶液中碱作用被吸收:H2S+Na2CO2=NaHS+NaHCO2

湿法脱硫原理

石灰石-石膏湿法脱硫原理分析 烟气脱硫发生在吸收塔吸收区内,装液有循环泵抽出,经喷淋层喷嘴雾化喷出,细小的聚液液滴充满整个吸收塔吸收区域,与逆流而上的烟气接触发生传质和化学吸收反应,脱除SO2.整个吸收过程可以假设由两部分组成,一是气态的SO2溶解在装液中的传质过程;而是溶解的SO2在浆液中所发生的化学吸收过程。 (1)气液相间传质过程 系数塔内气液相间的传质过程可用Whitman(1923)提出的双模理论来描述。该理论假设当气液两相接触时,在气体和液体之间存在稳定的相界面,相界面两侧各存在很薄的气模和液膜。气体一份子括但形势从气相主体穿过气模和液膜进入液相主体,在相界面气液两相平衡,且遵循亨利定律;在两膜层以外的中心区,流体勋在充分的湍流,分子浓度均匀。 (2)化学吸收反应过程 1)SO2水解 烟气中的SO2通过喷淋液相后,首先与浆液发生水解反应,反应的方程式: O2+H2O→H+ + HSO3- HSO3-→H+ + SO32- SO2的水解使得液相中的SO2分子减少,破坏了气液相间的分子平衡,以推动S02分子气相主体输送到液相主体,而从上面的方程式S02的水解和H2SO3的电离均是可逆过程,只消耗掉反应生成物,才能推动反应不断的进行,从而不断断的吸收气相中的S02分子,以到烟气脱的目的。 2)氧化反应 SO2水解后,脱硫浆液中会存在大量的HSO3-,由于其具有强还原性,在吸收塔浆液区,易于氧化风机以及烟气中带来的溶解氧反应,氧化反应过程为: HSO3-+O2=HSO4- HSO4-=H++SO42- 氧化反应将HSO3-氧化为SO42-,减少了水解反应的生成物,促进水解反应的进行和气态SO2的吸收,而且将化学特性较不稳定的SO32-氧化成为特性较稳定的SO42-,为下部与CaCO3的结晶反应提供了基础。 3)石膏结晶 在氧化反应阶段后,浆液中存在的SO42-与浆液的Ca2+离子反应生成难溶于水的二水硫酸钙(石膏),这些石膏会被石膏排出泵送出脱硫塔,降低脱硫塔内石膏的浓度,这使得石膏结晶的反应能够源源不断的进行下去。 反应的方程式为 Ca2++SO42-+H2O=CaSO4·2H2O 脱硫浆液中重金属的迁移机理 煤炭中

脱硫工艺过程介绍及控制方法

石灰石-石膏湿法烟气脱硫 脱硫工艺过程介绍及控制方法 摘要:从煤燃烧中降低SO2的排放的方法包括流化床燃烧(CFB)和整体气化燃烧循环(IG CC)发电。常规的火力电厂主要通过加装烟气脱硫装置(FGD)进行烟气脱硫。基于对烟气脱硫工艺过程和自动化控制的认识变得迫切,本文重点介绍几种常用电厂脱硫工艺原理和控制方法。 1.常用烟气脱硫工艺原理: 目前,几种常用成功的电厂烟气脱硫工艺原理介绍如下。 1.1石灰/石灰石洗涤脱硫工艺:(后面详细介绍) 石灰/石灰石洗涤器一般用于大型的燃煤电厂,包括现有电厂的改造。湿法石灰/石灰石是最广泛使用的FGD系统,当前流行的石灰/石灰石FGD系统的典型流程如图所示。石灰石的FGD几乎总能达到与石灰一样的脱硫效率,但成本比石灰低得多。 从除尘器出来的烟气进入FGD吸收塔,在吸收塔里S02直接和磨细的石灰石悬浮液接触并被吸收去除。新鲜的石灰石浆液不断地喷人到吸收塔中,被洗涤后的烟气通过除雾器,然后通过烟囱或冷却塔释放到大气中。反应产物从塔中取出,然后被送去脱水或进一步进行处理。 湿法石灰石根据其氧化方式不同一般可以分为强制氧化方式和自然氧化方式。氧化方式由化学反应,吸收浆液的PH值和副产品决定。其中强制氧化方式(PH值在5—6之间)在湿法石灰石洗涤器中较为普遍,化学反应方程式如下: CaCO3+SO2+1/2O2+2H2O=CaSO4·2H2O+CO2 图示是石灰石洗涤器中最简单的布置,目前已成为FGD的主流。所有的化学反应都是在一个一体化的单塔中进行的。这种布置可以降低投资和能耗,单塔结构占地少,非常适用于现有电厂的改造。因其投资低,脱硫效率高,十分普及。 1.2 海水洗涤脱硫工艺: 由于海水中含有碳酸氢盐,因而是碱性的,这说明在洗涤器中有很高的SO2脱除效率。被吸收的SO2形成硫酸根离子,而硫酸根离子是海水中的一种自然组分,因而可以直接排放到海水中。此工艺设备简单,不需要大量的化学药剂,基建投资和运行费用低。脱硫率高,可连续保持99%的二氧化硫除去率,能够满足严格的环保要求。

石灰石石膏湿法脱硫原理 (2)

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺 石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种,是目 前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当 前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得 的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅 拌成吸收浆液,当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水制 成吸收剂浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二 氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除, 最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴, 经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。 由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是 为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配 套的,但近几年来,这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了 应用. 根据美国EPRI统计,目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种,但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中,湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中,石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术,其优点是: 1、技术成熟,脱硫效率高,可达95%以上。 2、原料来源广泛、易取得、价格优惠 3、大型化技术成熟,容量可大可小,应用范围广

4、系统运行稳定,变负荷运行特性优良 5、副产品可充分利用,是良好的建筑材料 6、只有少量的废物排放,并且可实现无废物排放 7、技术进步快。 石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺,一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道,主要有:工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。 基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO2)的基本工艺过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为:(1)气态SO2与吸收浆液混合、溶解 (2) SO2进行反应生成亚硫根 (3)亚硫根氧化生成硫酸根 (4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐 (5)硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时,SO2在吸收塔中转化,其反应简式式如下: CaCO3+2 SO2+H2O ←→Ca(HSO3)2+CO2 在此,含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液,它从吸收塔的上部喷

石灰石-石膏湿法脱硫系统的设计计算解析

石灰石 - 石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制: x xxxx 环境保护有限公司 2014年 8 月 1.石灰石 - 石膏法主要特点 ( 1)脱硫效率高,脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少,脱硫效率高达 95%以上。(2)技术成熟,运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98%以上,特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺,使用寿命长,可取得良好的投资效益。

(3)对燃料变化的适应范围宽,煤种适应性强。无论是含硫量大于 3%的高硫燃料,还是含 硫量小于 1%的低硫燃料,湿法脱硫工艺都能适应。 (4)吸收剂资源丰富,价格便宜。石灰石资源丰富,分布很广,价格也比其它吸收剂便宜。(5)脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到 90%,是很好的建材原料。 (6)技术进步快。近年来国外对石灰石 - 石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进,可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 (7)占地面积大,一次性建设投资相对较大。 2.反应原理 (1)吸收剂的反应 购买回来石灰石粉(CaCO3)由石灰石粉仓投加到制浆池,石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 (2)吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触 ,循环浆液吸收大部分 SO2,反应如下: SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收) H2SO3→ H+ +HSO3- H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3-(溶解) Ca2+ +HSO3- +2H2O→ CaSO3·2H2O+H+(结晶) H+ +HCO3-→ H2CO3(中和) H2CO3→ CO 2+H2O 总反应式: SO2+ CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 (3)氧化反应 一部分 HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的 HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶,反应如下: CaSO3+1/2O2→ CaSO4(氧化) CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶) 4)其他污染物

烟气脱硫基本原理及方法

烟气脱硫基本原理及方法 烟气脱硫基本原理及方法: 1 、基本原理: =亚硫酸盐(吸收过程) 碱性脱硫剂+ SO 2 亚硫酸盐+ O =硫酸盐(氧化过程) 2 ,先反应形成亚硫酸盐,再加氧氧化成为稳定的硫酸盐,然碱性脱硫剂吸收 SO 2 后将硫酸盐加工为所需产品。因此,任何烟气脱硫方法都是一个化工过程。 2 、主要烟气脱硫方法 烟气脱硫的技术方法种类繁多。以吸收剂的种类主要可分为: ( 1 )钙法(以石灰石 / 石灰-石膏为主); ( 2 )氨法(氨或碳铵); ( 3 )镁法(氧化镁); ( 4 )钠法(碳酸钠、氢氧化钠); ( 5 )有机碱法; ( 6 )活性炭法; ( 7 )海水法等。

目前使用最多是钙法,氨法次之。钙法有石灰石 / 石灰-石膏法、喷雾干燥法、炉内喷钙法,循环流化床法、炉内喷钙尾部增湿法、 GSA 悬浮吸收法等,其中用得最多的为石灰石 / 石灰-石膏法。氨法亦多种多样,如硫铵法、联产硫铵和硫酸法、联产磷铵法等,以硫铵法为主。 二、烟气脱硫技术简介: ( 一 ) 石灰石 / 石灰 - 石膏湿法烟气脱硫技术: 石灰石 / 石灰 - 石膏湿法烟气脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气进行化学反应,最终反应产物为石膏。同时去除烟气中部分其他污染物,如粉尘、 HCI 、 HF 等。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经热交换器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。该技术采用单循环喷雾空塔结构,具有技术成熟、应用范围广、脱硫效率高、运行可靠性高、可利用率高,有大幅度降低工程造价的可能性等特点。

石灰石石膏湿法脱硫原理

石灰石石膏湿法脱硫原理

深度脱硫工艺流程简介 班级:应化 141 姓名:段小龙寇润宋蒙蒙 王春维贺学磊 石灰石- 石膏湿法烟气脱硫工艺 石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种,是目前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆

液,当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是为发电容量在100MW 以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配套的,但近几年来,这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了应用. 根据美国EPRI统计,目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种,但真正实现工业应用的仅10 多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中,湿法烟气脱硫技术占80% 左右。在湿法烟气脱硫技术中,石灰石/ 石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术,其优点是: 1、技术成熟,脱硫效率高,可达95%以上。 2、原料来源广泛、易取得、价格优惠 3、大型化技术成熟,容量可大可小,应用范围广 4、系统运行稳定,变负荷运行特性优良 5、副产品可充分利用,是良好的建筑材料 6、只有少量的废物排放,并且可实现无废物排放 7、技术进步快。 石灰石/ 石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺,一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道, 主要有:工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。 基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO)的基本工艺 过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为: (1) 气态SO2 与吸收浆液混合、溶解 (2)SO2进行反应生成亚硫根 (3)亚硫根氧化生成硫酸根 (4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐 (5)硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时,SQ在吸收塔中转化,其反应简式式如下:

石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算

石灰石-石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制:xxxxx环境保护有限公司 2014年8月

1、石灰石-石膏法主要特点 (1)脱硫效率高,脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少,脱硫效率高达95%以上。 (2)技术成熟,运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98%以上,特别就是新建的大机组采用湿法脱硫工艺,使用寿命长,可取得良好的投资效益。 (3)对燃料变化的适应范围宽,煤种适应性强。无论就是含硫量大于3%的高硫燃料,还就是含硫量小于1%的低硫燃料,湿法脱硫工艺都能适应。 (4)吸收剂资源丰富,价格便宜。石灰石资源丰富,分布很广,价格也比其它吸收剂便宜。 (5)脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到90%,就是很好的建材原料。 (6)技术进步快。近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进,可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 (7)占地面积大,一次性建设投资相对较大。 2、反应原理 (1)吸收剂的反应 购买回来石灰石粉(CaCO3)由石灰石粉仓投加到制浆池,石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 (2)吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2,反应如下: SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收) H2SO3→H+ +HSO3- H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3-(溶解) Ca2+ +HSO3-+2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶) H+ +HCO3-→H2CO3(中与) H2CO3→CO2+H2O 总反应式:SO2+CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 (3)氧化反应 一部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶,反应如下: CaSO3+1/2O2→CaSO4(氧化) CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶) (4)其她污染物

湿法烟气脱硫的原理(内容清晰)

湿法烟气脱硫的原理 湿法烟气脱硫的原理 1 湿法烟气脱硫的基本原理 (1)物理吸收的基本原理 气体吸收可分为物理吸收和化学吸收两种。如果吸收过程不发生显著的化学反应,单纯是被吸收气体溶解于液体的过程,称为物理吸收,如用水吸收SO2。物理吸收的特点是,随着温度的升高,被吸气体的吸收量减少。 物理吸收的程度,取决于气--液平衡,只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分压时,吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小,吸收速率较低,因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。物理吸收速率较低,在现代烟气中很少单独采用物理吸收法。 (2)化学吸收法的基本原理 若被吸收的气体组分与吸收液的组分发生化学反应,则称为化学吸收,例如应用碱液吸收SO2。应用固体吸收剂与被吸收组分发生化学反应,而将其从烟气中分离出来的过程,也属于化学吸收,例如炉内喷钙(CaO)烟气脱硫也是化学吸收。 在化学吸收过程中,被吸收气体与液体相组分发生化学反应,有效的降低了溶液表面上被吸收气体的分压。增加了吸收过程的推动力,即提高了吸收效率又降低了被吸收气体的气相分压。因此,化学吸收速率比物理吸收速率大得多。 物理吸收和化学吸收,都受气相扩散速度(或气膜阻力)和液相扩散速度(或液膜阻力)的影响,工程上常用加强气液两相的扰动来消除气膜与液膜的阻力。在烟气脱硫中,瞬间内要连续不断地净化大量含低浓度SO2的烟气,如单独应用物理吸收,因其净化效率很低,难以达到SO2的排放标准。因此,烟气脱硫技术中大量采用化学吸收法。用化学吸收法进行烟气脱硫,技术上比较成熟,操作经验比较丰富,实用性强,已成为应用最多、最普遍的烟气脱硫技术。 (3)化学吸收的过程 化学吸收是由物理吸收过程和化学反应两个过程组成的。在物理吸收过程中,被吸收的气体在液相中进行溶解,当气液达到相平衡时,被吸收气体的平衡浓度,是物理吸收过程的极限。被吸收气体中的活性组分进行化学反应,当化学反应达到平衡时,被吸收气体的消耗量,是化学吸收过程的极限。这里用Ca(OH)2溶液吸收SO2加以说明。 SO2(气体)

HPF脱硫工艺流程图

粗焦炉煤气脱硫工艺有干法和湿法脱硫两大类。干法脱硫多用于精脱硫,对无机硫和有机硫都有较高的净化度。不同的干法脱硫剂,在不同的温区工作,由此可划分低温(常温和低于100 ℃) 、中温(100 ℃~400 ℃) 和高温(> 400 ℃) 脱硫剂。 干法脱硫由于脱硫催化剂硫容小,设备庞大,一般用于小规模的煤气厂脱硫或用于湿法脱硫后的精脱硫。 湿法脱硫又分为“湿式氧化法”和“胺法”。湿式氧化法是溶液吸收H2S后,将H2S直接转化为单质硫,分离后溶液循环使用。目前我国已经建成(包括引进)采用的具有代表性的湿式氧化脱硫工艺主要有TH法、FRC法、ADA法和HPF法。胺法是将吸收的H2S 经再生系统释放出来送到克劳斯装置,再转化为单质硫,溶液循环使用,主要有索尔菲班法、单乙醇胺法、AS法和氨硫联合洗涤法。湿法脱硫多用于合成氨原料气、焦炉气、天然气中大量硫化物的脱除。当煤气量标准状态下大于3000m3/h 时,主要采用湿法脱硫。 HPF法脱硫工艺流程: 来自煤气鼓风机后的煤气首先进入预冷塔,与塔顶喷洒的循环冷却液逆向接触,被冷却至25℃~30℃;循环冷却液从塔下部用泵抽出送至循环液冷却器,用低温水冷却至2 3℃~28℃后进入塔顶循环喷洒。来自冷凝工段的部分剩余氨水进行补充更新循环液。多余的循环液返回冷凝工段。

预冷塔后煤气并联进入脱硫塔A、脱硫塔B,与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触,以吸收煤气中的硫化氢(同时吸收煤气中的氨,以补充脱硫液中的碱源)。脱硫后煤气进入下道工序进行脱氨脱苯。 脱硫基本反应如下: H2S+NH4OH→NH4HS+H2O2NH4OH+H2S→(NH4) S+2H2O 2 NH4OH+HCN→NH4CN+H2O NH4OH+CO2→NH4 HCO3 NH4OH+NH4HCO3→(NH4)2CO3+ H2O 吸收了H2S、HCN的脱硫液从脱硫塔A、B下部自流至反应槽,然后用脱硫液循环泵抽送进入再生塔再生。来自空压机站压缩空气与脱硫富液由再生塔下部并流进入再生塔A、B,对脱硫液进行氧化再生,再生后的溶液从塔顶经液位调节器自流回脱硫塔循环使用。 再生塔内的基本反应如下: NH4HS+1/2O2→NH4OH+S (NH4)2S+ 1/2O2+ H2O→ 2NH4OH+S (NH4)2Sx+1/2O2+ H2O→2NH4OH+Sx 除上述反应外,还进行以下副反应: 2NH4HS+2O2→(NH4)2S2O3+ H2O2(NH4)2 S2O3+O2→2(NH4)2SO4+2S

石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算

石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算

石灰石-石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制:xxxxx环境保护有限公司 8月

1.石灰石-石膏法主要特点 (1)脱硫效率高,脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少,脱硫效率高达95%以上。 (2)技术成熟,运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达98%以上,特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺,使用寿命长,可取得良好的投资效益。 (3)对燃料变化的适应范围宽,煤种适应性强。无论是含硫量大于3%的高硫燃料,还是含硫量小于1%的低硫燃料,湿法脱硫工艺都能适应。(4)吸收剂资源丰富,价格便宜。石灰石资源丰富,分布很广,价格也比其它吸收剂便宜。 (5)脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到90%,是很好的建材原料。 (6)技术进步快。近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断改进,可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 (7)占地面积大,一次性建设投资相对较大。 2.反应原理 (1)吸收剂的反应 购买回来石灰石粉(CaCO3)由石灰石粉仓投加到制浆池,石灰石粉与水结合生成脱硫浆液。 (2)吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分

SO2,反应如下: SO2(气)+H2O→H2SO3(吸收) H2SO3→H+ +HSO3- H+ +CaCO3→ Ca2+ +HCO3-(溶解) Ca2+ +HSO3- +2H2O→ CaSO3·2H2O+H+ (结晶) H+ +HCO3-→H2CO3(中和) H2CO3→CO2+H2O 总反应式:SO2+CaCO3+2H2O→CaSO3·2H2O+CO2 (3)氧化反应 一部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化并结晶,反应如下: CaSO3+1/2O2→CaSO4(氧化) CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O(结晶) (4)其它污染物 烟气中的其它污染物如SO3、Cl-、F-和尘都被循环浆液吸收和捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液中的石灰石,按以下反应式发生反应: SO2+H2O→2H++SO32- Ca CO3 +2HCl<==>CaCl2 + H2O+ CO2 Ca CO3 +2HF <==>CaF2 +H2O+ CO2 3.工艺流程

石灰石石膏湿法脱硫原理

深度脱硫工艺流程简介 班级:应化141 :段小龙寇润宋蒙蒙 王春维贺学磊

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺 石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种,是目前世界上应用围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当前国际上通行的大机组火电厂烟 气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破 碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液,当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化 处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二 氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除,最终反应产 物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热升温后排 入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收 剂的利用率很高。最初这一技术是为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较 高的矿物燃料发电设备配套的,但近几年来,这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾 电站上得到了应用. 根据美国EPRI统计,目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种,但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中,湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中,石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术,其优点是: 1、技术成熟,脱硫效率高,可达95%以上。 2、原料来源广泛、易取得、价格优惠 3、大型化技术成熟,容量可大可小,应用围广 4、系统运行稳定,变负荷运行特性优良 5、副产品可充分利用,是良好的建筑材料

6、只有少量的废物排放,并且可实现无废物排放 7、技术进步快。 石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺,一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道,主要有:工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。 基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO 2 )的基本工艺过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为: (1)气态SO 2 与吸收浆液混合、溶解 (2)SO 2 进行反应生成亚硫根 (3)亚硫根氧化生成硫酸根 (4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐 (5)硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时,SO 2 在吸收塔中转化,其反应简式式如下: CaCO 3+2 SO 2 +H 2 O=Ca(HSO 3 ) 2 +CO 2 在此,含CaCO 3 的浆液被称为洗涤悬浮液,它从吸收塔的上部喷入到烟气 中。在吸收塔中SO 2被吸收,生成Ca(HSO 3 ) 2 ,并落入吸收塔浆池中。 当pH值基本上在5和6之间时,SO 2 去除率最高。因此,为了确保持续高 效地俘获二氧化硫(SO 2 )必须采取措施将PH值控制在5和6之间;为了确保要 将PH值控制在5和6之间和促使反应向有利于生成2H+和SO 3 2-的方向发展,持 续高效地俘获二氧化硫(SO 2 ),必须采取措施至少从上面方程式中去掉一项反应

(完整word版)烟气脱硫设计计算..docx

烟气脱硫设计计算 1130t/h 循环流化床锅炉烟气脱硫方案 主要参数:燃煤含 S 量1.5% 工况满负荷烟气量285000m3/h 引风机量 1台,压力满足 FGD 系统需求 要求:采用氧化镁湿法脱硫工艺(在方案中列出计算过程) 出口 SO2含量200mg/Nm 3 第一章方案选择 1、氧化镁法脱硫法的原理 锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段,冷却至适合的温度后进入吸收塔,往上与逆向流下的吸收浆液反应, 氧化镁法脱硫法 脱去烟气中的硫份。吸收塔顶部安装有除雾器,用以除去净烟气中携带的细小雾滴。净烟气 经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。粉尘与脏东西附着在除雾器上,会导致除雾器堵塞、系统压损增大,需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。 吸收过程 吸收过程发生的主要反应如下: Mg(OH)2 + SO2→ MgSO3 + H2O MgSO3 + SO2 + H2O→ Mg(HSO3)2 Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2→ 2MgSO3 + 2H2O 吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底,吸收塔底部主要为氧化、循环过程。

氧化过程 由曝气鼓风机向塔底浆液内强制提供大量压缩空气,使得造成化学需氧量的MgSO3 氧化成 MgSO4 。这个阶段化学反应如下: MgSO3 + 1/2O2→ MgSO4 Mg(HSO3)2 + 1/2O2→ MgSO4 + H2SO3 H2SO3 + Mg(OH)2→ MgSO3 + 2H2O MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 循环过程 是将落入塔底的吸收液经浆液循环泵重新输送至吸收塔上部吸收区。塔底吸收液pH 由自动喷注的20 %氢氧化镁浆液调整,而且与酸碱计连锁控制。当塔底浆液pH 低于设定值时,氢氧化镁浆液通过输送泵自动补充到吸收塔底,在塔底搅拌器的作用下使浆液混合均匀, 至 pH 达到设定值时停止补充氢氧化镁浆液。20 %氢氧化镁溶液由氧化镁粉加热水熟化产 生,或直接使用氢氧化镁,因为氧化镁粉不纯,而且氢氧化镁溶解度很低,就使得熟化后的浆液非常易于沉积,因此搅拌机与氢氧化镁溶液输送泵必须连续运转,避免管线与吸收塔底 部产生沉淀。 镁法脱硫优点 技术成熟 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺,氧化镁脱硫工艺在世界各地都有 非常多的应用业绩,其中在日本已经应用了100 多个项目,台湾的电站95%是用氧化镁法,另外在美国、德国等地都已经应用,并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。 原料来源充足 在我国氧化镁的储量十分可观,目前已探明的氧化镁储藏量约为160 亿吨 ,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省,其中辽宁占总量的84.7%,其次是山东莱州,占总量的10%,其它主要是在河北邢台大河,四川干洛岩岱、汉源,甘肃 肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。 脱硫效率高

各种湿法脱硫工艺比较

电厂各种湿法脱硫技术对比优劣一目了然 北极星电力网新闻中心来源:化工707微信作者:小工匠2016/1/18 8:48:31 我要投稿 北极星火力发电网讯:随着我国环境压力逐年增大,国家排放要求进一步收紧,电厂烟气脱硫技术也得到了快速发展。目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。目前,湿法烟气脱硫技术最为成熟,已得到大规模工业化应用,但由于投资成本高还需对工艺和设备进行优化;干法烟气脱硫技术不存在腐蚀和结露等问题,但脱硫率远低于湿法脱硫技术,一般单想电厂都不会选用,须进一步开发基于新脱硫原理的干法脱硫工艺;半干法烟气脱硫技术脱硫率高,但不适合大容量燃烧设备。不同的工况选择最符合的脱硫方法才会得到最大的经济效益,接来下小七根据电厂脱硫技术的选择原则来分析各种工艺的优缺点、适用条件。 电厂脱硫技术的选择原则: 1、脱硫技术相对成熟,脱硫效率高,能达到环保控制要求,已经得到推广与应用。 2、脱硫成本比较经济合理,包括前期投资和后期运营。 3、脱硫所产生的副产品是否好处理,最好不造成二次污染,或者具有可回收利用价值。 4、对发电燃煤煤质不受影响,及对硫含量适用范围广。 5、脱硫剂的能够长期的供应,且价格要低廉 湿法烟气脱硫技术 湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为液体或浆液的脱硫技术,最大的优点是反应速度快、脱硫效率高,最大的缺点就是前期投资、后期运行成本高和副产品处理困难。湿法烟气脱硫技术是目前技术最为成熟,也是我国使用最广泛的,据不完全统计, 已建和在建火电厂的烟气脱硫项目中, 90 % 以上采用湿法烟气脱硫技术。 1 石灰石—石膏湿法脱硫工艺 工艺流程

脱硫计算公式比较全

湿法脱硫系统物料平衡 一、计算基础数据 (1)待处理烟气 烟气量:1234496Nm3/h(wet)、1176998 Nm3/h(dry) 烟气温度:114℃ 烟气中SO2浓度:3600mg/Nm3 烟气组成: 组分分子量V ol% mg/Nm3 SO264.06 0.113 3600(6%O2) O232 7.56(dry) H2O 18.02 4.66 CO244.01 12.28(dry) N228.02 80.01(dry) 飞灰200 石灰石浓度:96.05% 二、平衡计算 (1)原烟气组成计算 组分V ol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 (7.56%O2) 3797 59.33 O27.208 127116 3972.38 H2O 4.66 46214 2564.59 CO211.708 283909 6452.48 N276.283 1177145 42042.89 飞灰200(dry)235 合计1638416 55091.67 平均分子量(0.108×64.06+7.208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×2 8.02)/100=29.74 平均密度 1.327kg/m3

(2)烟气量计算 1、①→②(增压风机出口→ GGH出口): 取GGH的泄漏率为0.5%,则GGH出口总烟气量为1234496 Nm3/h×(1-0.5%)=1228324Nm3/h=1629634kg/h 泄漏后烟气组分不变,但其质量分别减少了0.5%,见下表。 温度为70℃。 组分V ol%(wet) mg/Nm3kg/h Kmol/h SO20.108 3226 (7.56%O2) 3778 59.03 O27.208 126480 3952.52 H2O 4.66 45983 2551.78 CO211.708 282489 6420.22 N276.283 1171259 41832.68 飞灰200 234 合计1630224 54816.21 2、⑥→⑦(氧化空气): 假设脱硫塔设计脱硫率为95.7%,即脱硫塔出口二氧化硫流量为3778×(1-95.7%)=163 kg/h,二氧化硫脱除量=(3778-163)/64.06=56.43kmol/h。 取O/S=4 需空气量=56.43×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86(空气分子量)=15499.60kg/h,约12000Nm3/h。 其中氧气量为537.14 kmol/h×0.21=112.80 kmol/h×32=3609.58kg/h 氮气量为537.14 kmol/h×0.79=424.34 kmol/h×28.02=11890.02kg/h。 氧化空气进口温度为20℃,进塔温度为80℃。 3、②→③(GGH出口→脱硫塔出口): 烟气蒸发水量计算: 1)假设烟气进塔温度为70℃,在塔内得到充分换热,出口温度为40℃。由物性数据及烟气中的组分,可计算出进口烟气的比热约为0.2536kcal/kg.℃,Cp (40℃) =0.2520 kcal/kg.℃。 Cp烟气=(0.2536+0.2520)/2=0.2528 kcal/kg.℃ 氧化空气进口温度为80℃,其比热约为0.2452 kcal/kg.℃,Cp(40℃)

烟气脱硫基本原理及方法

烟气脱硫基本原理及方 法 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

烟气脱硫基本原理及方法 烟气脱硫基本原理及方法: 1 、基本原理: =亚硫酸盐(吸收过程) 碱性脱硫剂+ SO 2 亚硫酸盐+ O =硫酸盐(氧化过程) 2 ,先反应形成亚硫酸盐,再加氧氧化成为稳定的硫酸盐,然碱性脱硫剂吸收 SO 2 后将硫酸盐加工为所需产品。因此,任何烟气脱硫方法都是一个化工过程。 2 、主要烟气脱硫方法 烟气脱硫的技术方法种类繁多。以吸收剂的种类主要可分为: ( 1 )钙法(以石灰石 / 石灰-石膏为主); ( 2 )氨法(氨或碳铵); ( 3 )镁法(氧化镁); ( 4 )钠法(碳酸钠、氢氧化钠); ( 5 )有机碱法; ( 6 )活性炭法; ( 7 )海水法等。 目前使用最多是钙法,氨法次之。钙法有石灰石 / 石灰-石膏法、喷雾干燥法、炉内喷钙法,循环流化床法、炉内喷钙尾部增湿法、 GSA 悬浮吸收法等,其中

用得最多的为石灰石 / 石灰-石膏法。氨法亦多种多样,如硫铵法、联产硫铵和硫酸法、联产磷铵法等,以硫铵法为主。 二、烟气脱硫技术简介: ( 一 ) 石灰石 / 石灰 - 石膏湿法烟气脱硫技术: 石灰石 / 石灰 - 石膏湿法烟气脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气进行化学反应,最终反应产物为石膏。同时去除烟气中部分其他污染物,如粉尘、 HCI 、 HF 等。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经热交换器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。该技术采用单循环喷雾空塔结构,具有技术成熟、应用范围广、脱硫效率高、运行可靠性高、可利用率高,有大幅度降低工程造价的可能性等特点。

脱硫工艺流程

现运行得各种脱硫工艺流程图汇总

通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况得分析研究,目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫与燃烧后脱硫等3类、 其中燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(Flue gasdesulfurization,简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂得种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础得钙法,以MgO为基础得镁法,以Na2SO3为基础得钠法,以NH3为基础得氨法,以有机碱为基础得有机碱法、世界上普 遍使用得商业化技术就是钙法,所占比例在90%以上。 按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中得干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法与半干(半湿)法。湿法FGD技术就是用含有吸收剂得溶液或浆液在湿状态下脱硫与处理脱硫产物,该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。 干法FGD技术得脱硫吸收与产物处理均在干状态下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点,但存在脱硫效率低,反应速度较慢、设备庞大等问题。 半干法FGD技术就是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)得烟气脱硫技术。特别就是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物得半干

法,以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高得优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理得优势而受到人们广泛得关注。按脱硫产物得用途,可分为抛弃法与回收法两种、 烧结烟气脱硫

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理 一、概述:脱硫过程就是吸收,吸附,催化氧化和催化还原,石灰石浆液洗涤含SO烟气,产生化学反应分离出脱硫副产物,化学吸收速率较快与扩散速率有关, 2又与化学反应速度有关,在吸收过程中被吸收组分的气液平衡关系,既服从于相平衡(液气比L/G,烟气和石灰石浆液的比),又服从于化学平衡(钙硫比Ca/S,二氧化硫与炭酸钙的化学反应)。 1、气相:烟气压力,烟气浊度,烟气中的二氧化硫含量,烟尘含量,烟气中的氧含量,烟气温度,烟气总量 2、液相:石灰石粉粒度,炭酸钙含量,黏土含量,与水的排比密度, -,它们与溶解了的CaCO和SOHSO的反应3、气液界面处:参加反应的主要是323是瞬间进行的。 二、脱硫系统整个化学反应的过程简述: 1、 SO在气流中的扩散,2 2、扩散通过气膜 3、 SO被水吸收,由气态转入溶液态,生成水化合物2 4、 SO水化合物和离子在液膜中扩散2 5、石灰石的颗粒表面溶解,由固相转入液相 6、中和(SO水化合物与溶解的石灰石粉发生反应)2 7、氧化反应 8、结晶分离,沉淀析出石膏, 三、烟气的成份:火力发电厂煤燃烧产生的污染物主要是飞灰、氮氧化物和二氧化硫,使用静电除尘器可控制99%的飞灰污染。 四、二氧化硫的物理、化学性质: ①. 二氧化硫SO的物理、化学性质:无色有刺激性气味的有毒气体。密度比2 空气大,易液化(沸点-10℃),易溶于水,在常温、常压下,1体积水大约能溶解40体积的二氧化硫,成弱酸性。SO为酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性、2 还原性、氧化性、漂白性。还原性更为突出,在潮湿的环境中对金属材料有腐蚀性,液体SO无色透明,是良好的制冷剂和溶剂,还可作防腐剂和消毒剂及还原2剂。 ②. 三氧化硫SO的物理、化学性质:由二氧化硫SO催化氧化而得,无色易挥23发晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃。SO为酸性氧化物,SO极易溶于水,溶于33水生成硫酸HSO,同时放出大量的热,42③. 硫酸HSO的物理、化学性质:二元强酸,纯硫酸为无色油状液体,凝固点423,浓硫酸溶于水会放出大量的热,密度为1.84g/cm具有10.4℃,沸点338℃,为强氧化性(是强氧化剂)和吸水性,具有很强的腐蚀性和破坏性, 五、石灰石湿-石膏法脱硫化学反应的主要动力过程: 1、气相SO被液相吸收的反应:SO经扩散作用从气相溶入液相中与水生成亚硫 22-+,当PHH 亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO值较高时,和氢离子酸HSO3232-,要使SO吸收不断进行下去,必须中和HSO二级电离才会生成较高浓度的SO233++当,即降低吸收剂的酸度,碱性吸收剂的作用就是中和氢离子电离产生的HH 吸收液中的吸收剂反应完后,如果不添加新的吸收剂或添加量不足,吸收液的酸度迅速提高,PH值迅速下降,当SO溶解达到饱和后,SO的吸收就告停止,脱22硫效率迅速下降

脱硫工艺流程

脱硫工艺流程 1、石灰石/石膏湿法脱硫工艺过程简介 石灰石/石膏湿法脱硫工艺是以石灰石溶解后制成的碱性溶液作为吸收剂对烟气中含有的酸性气体污染物(主要是二氧化硫)进行吸收处理的一种工艺。湿法脱硫工艺的主要过程可分为以下几个部分: (1)混合和加入新鲜的吸收液;(2)吸收烟气中的二氧化硫并反应生成亚硫酸钙;(3)氧化亚硫酸钙生成石膏;(4)从吸收液中分离石膏。 2 、吸收塔系统在湿法脱硫工艺中的重要地位 吸收塔系统是石灰石/石膏湿法脱硫工艺的核心部分,在湿法脱硫工艺的四个部分中,(1)~(3)三个部分是在吸收塔系统中实现的,即在吸收塔系统中完成了对烟气中二氧化硫进行吸收、氧化和结晶的整个反应过程。 2.1吸收塔系统的构成 吸收塔系统主要由如下几个子系统构成:吸收塔本体系统、石灰石浆液供应系统、氧化空气供应系统、石膏浆液排出系统。此外,石膏一级脱水系统及排空系统等也与吸收塔系统的运行密切相关。 2.2 吸收塔系统的工作原理 2.2.1 吸收塔本体吸收系统:在吸收塔的喷淋区,石灰石、副产物和水等混合物形成的吸收液经循环浆液泵打至喷淋层,在喷嘴处雾化成细小的液滴,自上而下地落下,而含有二氧化硫的烟气则逆流而上,气液接触过程中,发生如下反应: CaCO3+2 SO2+H2O <=> Ca(HSO3)2+CO2 除SO2外,烟气中三氧化硫、氯化氢和氟化氢等酸性组分也以很高的效率从烟气中去除。浆液中的水将烟气冷却至绝热饱和温度,消耗的水量由工艺水补偿。为优化吸收塔的水利用,这部分补充水被用来清洗吸收塔顶部的除雾器。 2.2.2氧化空气供应系统 在吸收塔的浆池区,通过鼓入空气,使亚硫酸氢钙在吸收塔氧化生成石膏,反应如下: Ca(HSO3)2+O2+ CaCO3+3 H2O 2CaSO4.2H2O+CO2

烟气脱硫设计计算

烟气脱硫设计计算 1?130t/h循环流化床锅炉烟气脱硫方案 主要参数:燃煤含S量1.5% 工况满负荷烟气量285000m3/h 引风机量1台,压力满足FGD系统需求 要求:采用氧化镁湿法脱硫工艺(在方案中列出计算过程) 出口SO2含量?200mg/Nm3 第一章方案选择 1、氧化镁法脱硫法的原理 锅炉烟气由引风机送入吸收塔预冷段,冷却至适合的温度后进入吸收塔,往上与逆向流下的吸收浆液反应, 氧化镁法脱硫法 脱去烟气中的硫份。吸收塔顶部安装有除雾器,用以除去净烟气中携带的细小雾滴。净烟气经过除雾器降低烟气中的水分后排入烟囱。粉尘与脏东西附着在除雾器上,会导致除雾器堵塞、系统压损增大,需由除雾器冲洗水泵提供工业水对除雾器进行喷雾清洗。 吸收过程 吸收过程发生的主要反应如下: Mg(OH)2 + SO2 → MgSO3 + H2O MgSO3 + SO2 + H2O → Mg(HS O3)2 Mg(HSO3)2 + Mg(OH)2 → 2MgSO3 + 2H2O 吸收了硫分的吸收液落入吸收塔底,吸收塔底部主要为氧化、循环过程。

氧化过程 由曝气鼓风机向塔底浆液内强制提供大量压缩空气,使得造成化学需氧量的MgSO3氧化成MgSO4。这个阶段化学反应如下: MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 Mg(HSO3)2 + 1/2O2 → MgSO4 + H2SO3 H2SO3 + Mg(OH)2 → MgSO3 + 2H2O MgSO3 + 1/2O2 → MgSO4 循环过程 是将落入塔底的吸收液经浆液循环泵重新输送至吸收塔上部吸收区。塔底吸收液pH由自动喷注的20 %氢氧化镁浆液调整,而且与酸碱计连锁控制。当塔底浆液pH低于设定值时,氢氧化镁浆液通过输送泵自动补充到吸收塔底,在塔底搅拌器的作用下使浆液混合均匀,至pH达到设定值时停止补充氢氧化镁浆液。20 %氢氧化镁溶液由氧化镁粉加热水熟化产生,或直接使用氢氧化镁,因为氧化镁粉不纯,而且氢氧化镁溶解度很低,就使得熟化后的浆液非常易于沉积,因此搅拌机与氢氧化镁溶液输送泵必须连续运转,避免管线与吸收塔底部产生沉淀。 镁法脱硫优点 技术成熟 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺,氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩,其中在日本已经应用了100多个项目,台湾的电站95%是用氧化镁法,另外在美国、德国等地都已经应用,并且目前在我国部分地区已经有了应用的业绩。 原料来源充足 在我国氧化镁的储量十分可观,目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省,其中辽宁占总量的84.7%,其次是山东莱州,占总量的10%,其它主要是在河北邢台大河,四川干洛岩岱、汉源,甘肃肃北、别盖等地。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。 脱硫效率高

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