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《脱硫方法综合比较说明书》

脱硫方法综合比较说明书(钙法、镁法、氨法)

2015年5月21日

目录

1 脱硫方法简介 (1)

2 脱硫方法工艺技术简介 (2)

2.1湿式钙法脱硫 (2)

2.1.1钙法脱硫工艺原理 (2)

2.1.2钙法脱硫工艺流程 (2)

2.1.3钙法脱硫工艺简图 (5)

2.2 氧化镁法脱硫 (5)

2.2.1氧化镁法脱硫原理 (5)

2.2.2氧化镁法脱硫工艺流程 (6)

2.2.3氧化镁法脱硫工艺简图 (9)

2.3 湿式氨法脱硫 (9)

2.3.1 湿式氨法脱硫原理 (9)

2.3.2 湿式氨法脱硫工艺简述 (10)

2.3.3 湿式氨法脱硫工艺简图 (11)

3 脱硫方法优缺点比较 (12)

3.1 石灰(石)/石膏法湿法脱硫 (12)

3.1.1钙法工艺主要优点 (12)

3.1.2钙法工艺主要缺点 (12)

3.2 氧化镁法脱硫 (14)

3.2.1 氧化镁法脱硫优点 (14)

3.2.2 氧化镁法脱硫缺点 (15)

3.3氨法脱硫 (16)

3.3.1 氨法脱硫主要优点 (16)

3.3.2 氨法脱硫主要缺点 (18)

4实例分析不同脱硫方法的技术经济性 (19)

4.1 技术经济性对比 (19)

4.2 运行费用对比 (20)

5 结论 (21)

1 脱硫方法简介

目前,工业应用的烟气脱硫技术可分为干法(含半干法)脱硫和湿法脱硫。

干法脱硫是使用固体吸收剂、吸附剂或催化剂除去废气中的SO2,常用的方法有活性炭吸附法、分子筛吸附法、氧化法和金属氧化物吸收法等。

干法脱硫的最大优点是治理中无废水、废酸的排出,减少了二次污染;缺点是脱硫效率低,设备庞大。

湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2,常用的方法有石灰石/石膏法、氧化镁吸收法、氨吸收法等。湿法脱硫所用设备比较简单,操作容易,脱硫效率高。目前多数火电厂、焦化厂等烟气脱硫采用湿法脱硫。

本技术方案主要针对湿法脱硫中常用的钙法、氧化镁法、氨法等技术在工艺特点、设备投资、运行费用等方面做综合比较。

2 脱硫方法工艺技术简介

本章节针对钙法、氧化镁法、氨法的反应原理及工艺系统组成做简要概述。

2.1湿式钙法脱硫

2.1.1钙法脱硫工艺原理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理如下:①烟气中的二氧化硫溶解水,生成亚硫酸并离解成氢离子和HSO3-离子;②烟气中的氧和氧化风机送入的空气中的氧将溶液中HSO3-氧化成SO42-;③吸收剂中的碳酸钙在一定条件下于溶液中离解出Ca2+;④在吸收塔内,溶液中的SO42-、Ca2+及水反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。化学反应式分别如下:

①SO2+H2O→H2SO3→H++HSO3-

②H++HSO3-+1/2O2→2H++SO42-

③CaCO3+2H++H2O→Ca2++2H2O+CO2↑

④Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O

由于吸收剂循环量大和氧化空气的送入,吸收塔下部浆池中的HSO3-或亚硫酸盐几乎全部被氧化为硫酸根或硫酸盐,最后在CaSO4达到一定过饱和度后,结晶形成石膏CaSO4·2H2O。石膏可根据需要进行综合利用或作抛弃处理。

2.1.2钙法脱硫工艺流程

石灰石—石膏湿法脱硫工艺系统主要有:烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。

1)烟气系统

烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和气—气加热器(GGH)等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道,烟气温度较低,

烟气含湿量较大,容易对烟道产生腐蚀,需进行防腐处理。

烟气挡板是脱硫装置进入和退出运行的重要设备,分为FGD主烟道烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的进出口,它是由双层烟气挡板组成,当关闭主烟道时,双层烟气挡板之间连接密封空气,以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。当FGD系统运行时,旁路烟道关闭,这时烟道内连接密封空气。旁路烟气挡板设有快开机构,保证在FGD系统故障时迅速打开旁路烟道,以确保锅炉的正常运行。

2)吸收系统

吸收系统的主要设备是吸收塔,它是FGD设备的核心装置,系统在塔中完成对SO2、SO3等有害气体的吸收。湿法脱硫吸收塔有许多种结构,如填料塔、湍球塔、喷射鼓泡塔、喷淋塔等等,其中喷淋塔因为具有脱硫效率高、阻力小、适应性、可用率高等优点而得到较广泛的应用,因而目前喷淋塔是石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中的主导塔型。

喷淋层设在吸收塔的中上部,吸收塔浆液循环泵对应各自的喷淋层。每个喷淋层都是由一系列喷嘴组成,其作用是将循环浆液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管,母管的侧向支管成对排列,喷嘴就布置在其中。喷嘴的这种布置安排可使吸收塔断面上实现均匀的喷淋效果。

吸收塔循环泵将塔内的浆液循环打入喷淋层,为防止塔内沉淀物吸入泵体造成泵的堵塞或损坏及喷嘴的堵塞,循环泵前都装有网格状不锈钢滤网(塔内)。单台循环泵故障时,FGD系统可正常进行,若全部循环泵均停运,FGD系统将保护停运,烟气走旁路。

氧化空气系统是吸收系统内的一个重要部分,氧化空气的功能是

保证吸收塔反应池内生成石膏。氧化空气注入不充分将会引起石膏结晶的不完善,还可能导致吸收塔内壁的结垢,因此,对该部分的优化设置对提高系统的脱硫效率和石膏的品质显得尤为重要。

吸收系统还包括除雾器及其冲洗设备,吸收塔内最上面的喷淋层上部设有二级除雾器,它主要用于分离由烟气携带的液滴,采用阻燃聚丙烯材料制成。

3)浆液制备系统

浆液制备通常分湿磨制浆与干粉制浆两种方式

不同的制浆方式所对应的设备也各不相同。至少包括以下主要设备:磨机(湿磨时用)、粉仓(干粉制浆时用)、浆液箱、搅拌器、浆液输送泵。

浆液制备系统的任务是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。通常要求粒度为90%小于325目。

4)石膏脱水系统

石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带脱水机等关键设备。

水力旋流器作为石膏浆液的一级脱水设备,其利用了离心力加速沉淀分离的原理,浆液流切进入水力旋流器的入口,使其产生环形运动。粗大颗粒富集在水力旋流器的周边,而细小颗粒则富集在中心。已澄清的液体从上部区域溢出(溢流);而增稠浆液则在底部流出(底流)。

真空皮脱水机将已经水力旋流器一级脱水后的石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上。

5)排放系统。

排放系统主要由事故浆池、区域浆池及排放管路组成。

2.1.3钙法脱硫工艺简图

图2.1 钙法脱硫典型工艺流程

2.2 氧化镁法脱硫

2.2.1氧化镁法脱硫原理

湿式-镁法脱硫的脱硫机理为碱性氧化物氧化镁与水反应生成氢氧化镁,再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应,反应生成亚硫酸镁和硫酸镁,亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。

其主要化学反应过程如下:

MgO熟化反应:

MgO+H2O=Mg(OH)2 (1)

吸收塔内二氧化硫(SO2)气体和少量SO3气体与Mg(OH)2的吸收反应:

Mg(OH)2+ SO2+2H2O=MgSO3.3H2O (2)

Mg(OH)2+SO2+5H2O=MgSO3.6H2O (3)

Mg(OH)2+ SO3+6H2O=MgSO4.7H2O (4)

循环浆液中的MgSO3在酸性条件下与SO2进一步反应:

SO2+ MgSO3.3H2O=Mg(HSO3)2+2H2O (5)

SO2+MgSO3.6H2O=Mg(HSO3)2+5H2O (6)

在吸收过程中,所产生的酸式盐(Mg(HSO3) 2-)对二氧化硫(SO2)不具备吸收能力。随着吸收过程的进行,吸收液中的SO2数量增多,吸收液的吸收能力下降,需要向吸收液中补充Mg(OH)2,使部分酸式盐(Mg(HSO3)2-)转变为MgSO3,以保持吸收液的吸收能力。浆液中的Mg(OH)2与Mg(HSO3)2反应:

Mg(OH)2+Mg(HSO3)2+4H2O=2MgSO3.6H2O (7)

Mg(OH)2+Mg(HSO3)2+H2O=2MgSO3.3H2O (8)

氧化反应:

MgSO3 + 1

2O2 = MgSO4 (9)

因此,镁法吸收是利用MgSO3-和Mg(HSO3)2溶液不断循环的过程来吸收烟气中的SO2,此过程中补充Mg(OH)2并非用来吸收SO2,只是保持吸收液中MgSO3的一定浓度比例。

2.2.2氧化镁法脱硫工艺流程

氧化镁法脱硫工艺分为脱硫剂制备与工艺系统、烟气系统、SO2吸收系统、硫酸镁溶液外排系统等组成。

1)脱硫剂制备与工艺系统

将合格的氧化镁粉投入氢氧化镁配制罐,加水熟化后,经氢氧化镁浆液泵打入氢氧化镁浆液储罐。在氢氧化镁浆液储罐内加水并搅拌配制成一定浓度的脱硫剂浆液,而后再由浆液供给泵送入脱硫塔。浆液制备过程中,熟化温度控制在90℃,熟化3h。

2)烟气系统

总烟道上的烟气经除尘器,去除大部分烟尘后,由引风机经烟道送入吸收塔底部,在吸收塔内脱硫净化,经除雾器除去水雾后经烟道进入烟囱排入大气。在引风机去原烟囱和吸收塔的烟道上设置烟道挡板门,当装置故障停运时,烟气经原烟囱排放。

3)SO2吸收系统

SO2吸收系统是烟气脱硫系统的核心,主要包括吸收塔、喷嘴、除雾器和浆液循环泵等设施、设备。在吸收塔内,烟气中的SO2被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的Mg(OH)2发生反应,生成亚硫酸镁晶体,循环泵将反应液反复送入吸收塔,以提高吸收反应的效率。在吸收塔的上部设有除雾器,以除去脱硫后烟气带出的细小液滴,从而使净烟气的液滴含量不超过保证值。

由于进入SO2吸收系统的烟气仍含有少量粉尘,脱硫剂也含有杂质(如硅、钙盐等),如果采用板式塔、填料塔等塔型,长期运行难免会出现结垢堵塞现象。所以,氧化镁湿法脱硫吸收塔宜采用开式喷淋塔(即“空塔”),采用碳钢衬玻璃钢结构,分为喷淋层和除雾器两部分结构简单,运行可靠,不会因为浆液中的固态物质和灰份在塔内件沉积和结垢。在喷淋塔内,吸收浆液与烟气逆流结构设计。采用四层喷淋,将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于充满烟气的塔中,增长气液反应时间,以保证高脱硫吸收效率,并具有一定的除尘效果。

吸收塔底部废液进入硫酸镁循环池,硫酸镁循环池采用混凝土防腐结构,采用罗茨风机通入氧化风进行曝气氧化,将亚硫酸镁(MgSO3)氧化变为硫酸镁(MgSO4),经充分氧化后,当循环浆液浓度达到31-33%后废液溢流入硫酸镁缓冲池,经板框压滤机去除杂质后硫酸镁清液排至界外,固体残渣外运抛弃。

当脱硫系统出现事故停车需要检修时,吸收塔内的吸收浆液硫酸镁循环池,以备再次启用之用。

SO2吸收系统的PH是脱硫运行中的一个主要的工艺测量参数,本工艺将PH控制在6.5~6.8的范围之内。PH的高低,不仅与SO2的吸收率和MgO利用率有关,而且与系统的腐蚀、沉淀有关。随着吸收剂Mg(OH)2的加入,吸收塔内部的浆液PH上升,高PH的浆液环境有利于SO2的吸收,随着PH的上升,吸收剂的利用率不断降低,在达到一定的PH后,脱硫效率不会继续升高,如果浆液呈碱性,则会影响到反应中Mg(HSO3)2的生成,降低吸收剂利用率,SO3的大量生成,会使系统中磨损和沉淀增强;如果PH偏低,脱硫效率低,腐蚀性加强,不利于脱硫,同时设备的腐蚀加大。

4)硫酸镁溶液外排系统

生成30%~35%的硫酸镁溶液经过板框压滤机除去杂质后,硫酸镁溶液根据情况利用或者外排如废水系统。

2.2.3氧化镁法脱硫工艺简图

图2.2 氧化镁法脱硫典型工艺流程

2.3 湿式氨法脱硫

2.3.1 湿式氨法脱硫原理

氨法脱硫是利用二氧化硫SO2与氨NH3在常温下反应,生成亚硫酸铵(NH4)2SO3,然后氧化生成硫酸铵(NH4)2SO4的原理,对烟气中的二氧化硫进行治理。

湿式氨法脱硫技术反应原理为:

吸收反应过程:

(1)(NH4)OH + SO2 = (NH4)HSO3

(2)2(NH4)OH + SO2 = (NH4)2SO3 + H2O

(3)(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3

(4)NH4HSO3 +NH3 = (NH4)2SO3

(5)(NH4)2SO3 + 1

2O2 = (NH4)2SO4

在通入氨量较少时,发生(1)反应;在通入氨量较多时发生(2)反应,而反应(3)表示的是湿式氨法脱硫反应过程中真正的吸收反应过程。随着吸收过程的进行,吸收液中的SO2数量增多,吸收液的吸收能力下降,需要向吸收液中补充氨,使部分酸式盐NH4HSO3转变为(NH4)2SO3(反应4)以保持吸收液的吸收能力。为防止采出的副产物(NH4)2SO3的分解,不断的向塔内通入空气,将(NH4)2SO3氧化成性质稳定的(NH4)2SO4(反应5)。

因此,湿式氨法脱硫技术是利用(NH4)2SO3—NH4HSO3溶液不断循环转换的过程来吸收烟气中的SO2,此过程中补充的绝大部分氨并不直接用来吸收SO2,只是保持吸收液中(NH4)2SO3的一定浓度比例。

2.3.2 湿式氨法脱硫工艺简述

湿式氨法脱硫工艺系统由烟气流程、氨水-硫铵流程、除雾器冲洗流程等部分组成。

1)烟气流程

来自锅炉烟道的原烟气经增压风机增压后,进入脱硫塔进行烟气净化。具体为:烟气自脱硫塔下部烟气入口进入塔内,自下而上依次经过浓缩层、吸收层以及除雾层转化为净烟气,然后经脱硫塔顶部排空。

2)氨水-硫铵流程

脱硫所需5%~20%氨水来自界外贮存于氨水罐,经氨水泵打入脱硫系统,与吸收塔中的亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵。

吸收剂(亚硫酸氢铵、亚硫酸铵混合液)由吸收剂循环泵送至填料上方经液体分布器分布均匀,并沿填料表面流下,与降温烟气呈逆流连续通过填料层的空隙,在填料表面上,气液两相密切连续接触充

分混合反应后,经吸收段溢流管线分别溢流至循环段的非氧化段和氧化段。

循环段非氧化段内浆液补充氨水再生吸收剂(亚硫酸铵)后,经循环泵打入脱硫塔吸收段,从而实现吸收液的循环喷淋。

从吸收段溢流至循环段氧化段的浆液则经氧化空气曝气氧化生成硫酸铵后,溢流至循环罐,然后经硫酸铵循环泵送至脱硫塔浓缩段循环浓缩至一定浓度(20%)后以硫酸铵溶液形式被利用或者进一步蒸发结晶生成固体外售。

3)除雾器冲洗流程

脱硫塔顶部除雾器冲洗水流程:工艺水经高扬程清水泵打入脱硫塔顶冲洗水分布器,按设定冲洗程序对除雾器层进行喷淋冲洗,防止除雾器结垢堵塞。

2.3.3 湿式氨法脱硫工艺简图

图2.3 湿式氨法脱硫典型工艺流程

3 脱硫方法优缺点比较

3.1 石灰(石)/石膏法湿法脱硫

石灰(石)湿法脱硫工艺是采用石灰石(CaCO3)或石灰(CaO)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。

3.1.1钙法工艺主要优点

(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。

3.1.2钙法工艺主要缺点

(1)系统复杂,占地面积大。

石灰石法脱硫装置的因包含浆液制备系统和副产物硫酸钙处理系统,占地面积较大。与氨法脱硫相比,占地面积几乎是它的2倍。

(2)造价高,一次性投资大

钙法脱硫具有较高的液气比(>15),循环泵流量相对较大。塔运行阻力大,增压风机等选型相对较大。

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。

(4)运行费用高。

钙法脱硫高液/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)环保影响

钙法有废水、废渣、废气排放,且不易处理,另外脱硫副产物-石膏无论纯度、抗压抗拉强度、含水率均无法与天然石膏竞争,不得不占用大量的土地作为废料处理,而这些石膏大量堆放、分解造成的二次污染,对气候、土壤、植物和人类健康带来危害。

(7)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。

(8)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。

3.2 氧化镁法脱硫

根据氧化镁再生反应的特性,通过外部再生诱导结晶工艺,生成高pH值、高吸收活性的亚硫酸钠、亚硫酸镁混合吸收清液,并采用与循环吸收清液特性相适应的高效雾化喷淋吸收技术来提高吸收效率,从而达到高脱硫效率、高运行可靠性、低投资费用、低运行成本的目的。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。

3.2.1 氧化镁法脱硫优点

1)脱硫效率高。

在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂,并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小。因此其它条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95-98%以上,而石灰石/石膏法的脱硫效率仅达到90-95%左右。

(2)投资费用少

与钙法相比,由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性,因此在吸收塔的结构设计、循环浆液量的大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小,这样一来,整个脱硫系统的投资费用可以降低20%以上。采用高pH 值的清液循环体系,对设备的腐蚀性小。

(3)运行费用低

决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂的消耗费用和水电汽的消耗费用。氧化镁的价格比氧化钙的价格高一些,但是脱除同样的SO2氧化镁的用量是碳酸钙的40%;水电汽等动力消耗方面,液气比是一个十分重要的因素,它直接关系到整个系统的脱硫效率以及系

统的运行费用。对石灰石石膏系统而言,液气比一般都在15L/m3以上,而氧化镁在7L/m3以下,这样氧化镁法脱硫工艺就能节省很大一部分费用。

(4)运行可靠性高。

镁法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题,能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行,同时镁法PH值控制在6.0-6.5之间,在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。总的来说,镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。

(5)循环液呈溶液状,不易结垢,不会堵塞

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。

(6)烟气波动适应性强。采用清液循环体系,溶液吸收活性高,与一般烟气脱硫系统相比,具有更高的适应烟气波动性能,烟气可在20% ~110%波动。

(7)脱硫产物易处置。亚硫酸镁清液法脱硫产物为硫酸镁溶液,简单处理即能达标排放,其中的污泥主要为原料氧化镁中所含杂质,其污泥量仅为石灰石-石膏法的1/20,污泥量极少便于处理。

3.2.2 氧化镁法脱硫缺点

1)脱硫剂价格

轻烧氧化镁市场价格比石灰石价格高,运行费用高。

2)脱硫剂制备方面

氧化镁相对难溶,浆液制备系统需消化(制浆)、供浆两步进行,系统较为复杂,如果直接采用工艺水制浆,氧化镁消化温度不够,将

导致氧化镁在脱硫过程中反应不彻底。

3)脱硫剂来源

氧化镁产地主要分布于辽东半岛和山东半岛,来源主要集中在几个大公司,对将来氧化镁粉采购带来相当难度。从近几年北京市场看,氧化镁价格从最初的300多元每吨上涨到现今810元每吨(80%纯度),并且还有进一步上涨的趋势

4)副产物处理及环保要求

产物亚硫酸镁过滤难度较大,含水率较高。而产物硫酸镁为可溶性盐,不能过滤,只有以硫酸镁溶液的形式外排,导致脱硫系统外排污水量大(外排水量将在石灰法的10倍以上),相应补水量也大大超过钙法脱硫。并且外排水还存在二次污染(可溶性盐超标)。

3.3氨法脱硫

氨水是一种良好的碱性吸收剂,其碱性强于钙基吸收剂但化学需热量远小于后者,氨吸收烟气中的SO2是气-液或气-气反应,反应速率快,吸收剂利用率高,吸收设备体积可以大大减少。

3.3.1 氨法脱硫主要优点

3.3.1.1 氨法脱硫与钙法脱硫优劣比较

湿式-氨法脱硫,氨法同石灰石(石灰)石膏法等比相对,主要优势是:

1)氨利用充分脱硫效率高。

氨无论是液态还是气态,同SO2、SO3都呈均相反应。而钙质脱硫剂无论是以粉状还是以浆状投入,同反应物之间均是异相反应,反应仅在其表面进行,颗粒内部成分很难得到利用。从反应动力学上看,二者在反应速率、反应进行完全程度上相差数个数量级。

2)中间产物都有脱硫或是脱硝作用。从实际经验来看,氨法脱

硫工艺中氨的利用率可达90%以上,脱硫效率在95%以上。

3)氨法脱硫的脱硫剂用量小,硫铵产物可生产化肥,无固液废弃物产生。

4)适用范围广,不受含硫量、锅炉容量的限制。

由于吸收剂氨比石灰石或石灰活性大,并且在设计时也考虑留有一定的裕度,因而氨法脱硫装置对煤质变化、锅炉负荷变化的适应性强。这在我国能源供应紧张、来什么煤烧什么煤的情况下,更显现出它的优势。氨法脱硫的特点之一是含硫越高,硫酸铵的产量就越大。

氨法脱硫装置对机组负荷变化有较强的适应性,能适应快速启动、冷态启动、温态启动、热态启动等方式;适应机组负荷35%BMCR~140%BMCR状态下运行。

5)系统结垢

钙法脱硫产物硫酸钙溶解度很低,是以悬浮液形式存在溶液中,容易使吸收塔内壁、管道结垢;而氨法脱硫产物硫酸铵易溶于水,通过pH值控制就可以调整硫酸铵颗粒的结晶大小,系统不易结垢。

6)环境保护

钙法有废水、废渣、废气排放,且不易处理,另外脱硫副产物-石膏大量堆放、分解造成的二次污染,对气候、土壤、植物和人类健康带来危害。而氨法脱硫副产物硫酸铵可以作为溶液直接利用,也可以蒸发浓缩得到固体硫酸铵外售获得一定的经济效益。

2.3.1.2 氨法脱硫与钙法脱硫运行成本比较

1)钙法脱硫液气比明显高于氨法(钙法在20左右,氨法仅在4左右),因此,氨法所选循环泵流量明显小于钙法。

2)钙法一般采用4-5层喷淋层,采用将吸收剂雾化的方式来扩大气液接触面积,而本技术投标书中采用填料塔,只需将吸收剂打入

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