半干法烟气脱硫技术介绍
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半干法脱硫技术介绍一、概述循环流化床烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇(LURGI)公司开发的一种新的半干法脱硫工艺,这种工艺以循环流化床原理为基础以干态消石灰粉Ca(OH)2作为吸收剂,通过吸收剂的多次再循环,在脱硫塔内延长吸收剂与烟气的接触时间,以达到高效脱硫的目的,同时大大提高了吸收剂的利用率。
通过化学反应,可有效除去烟气中的SO2、SO3、HF与HCL等酸性气体,脱硫终产物脱硫渣是一种自由流动的干粉混合物,无二次污染,同时还可以进一步综合利用。
该工艺主要应用于电站锅炉烟气脱硫,单塔处理烟气量可适用于蒸发量75t/h~1025t/h之间的锅炉,SO2脱除率可达到90%~98%,是目前干法、半干法等类脱硫技术中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的一种方法。
二、CFB半干法脱硫系统工艺原理Ca(OH)2+ SO2= CaSO3 + H2OCa(OH)2+ 2HF= CaF2 +2H2OCa(OH)2+ SO3= CaSO4 + H2OCa(OH)2+ 2HCl= CaCl2+ 2H2OCaSO3+ 1/2O2= CaSO4三、流程图四、CFB半干法脱硫工艺系统组成1、脱硫剂制备系统2、脱硫塔系统3、除尘器系统4、工艺水系统5、烟气系统6、脱硫灰再循环系统7、脱硫灰外排系统8、电控系统五、CFB半干法脱硫工艺技术特点1、脱硫塔内烟气和脱硫剂反应充分,停留时间长,脱硫剂循环利用率高;2、脱硫塔内无转动部件和易损件,整个装置免维护;3、脱硫剂和脱硫渣均为干态,系统设备不会产生粘结、堵塞和腐蚀等现象;4、燃烧煤种变化时,无需增加任何设备,仅增加脱硫剂就可满足脱硫效率;5、在保证SO2脱除率高的同时,脱硫后烟气露点低,设备和烟道无需做任何防腐措施;6、脱硫系统适应锅炉负荷变化范围广,可达锅炉负荷的30%~110%;7、脱硫系统简单,装置占地面积小;8、脱硫系统能耗低、无废水排放;9、投资、运行及维护成本低。
半干法脱硫一、半干法脱硫概述半干法脱硫是一种利用石灰石作为脱硫剂,将烟气中的二氧化硫转化为硫酸盐的方法。
该方法主要应用于火力发电厂、钢铁厂等大型工业企业中,可以有效降低二氧化硫排放量,保护环境。
二、半干法脱硫原理半干法脱硫主要是通过将石灰石与水混合形成一定浓度的悬浮液,然后将其喷入烟道中与烟气进行反应。
在反应过程中,二氧化硫会与悬浮液中的碳酸钙反应生成硫酸钙,并释放出水和二氧化碳。
最终形成的固体产物会随着烟气被带到除尘器中进行收集。
三、半干法脱硫设备1. 石灰石仓:存放用于制备悬浮液的石灰石。
2. 破碎机:将大块的石灰石粉碎成适当大小。
3. 搅拌桶:将粉碎后的石灰石与水混合成悬浮液。
4. 喷雾器:将制备好的悬浮液喷入烟道中与烟气进行反应。
5. 除尘器:收集反应后形成的固体产物。
四、半干法脱硫工艺流程1. 石灰石仓中的石灰石经过粉碎机粉碎成适当大小。
2. 粉碎后的石灰石与水在搅拌桶中混合成悬浮液。
3. 制备好的悬浮液通过喷雾器喷入烟道中与烟气进行反应。
4. 反应后形成的固体产物被带到除尘器中进行收集。
五、半干法脱硫优缺点1. 优点:(1)适用于高含硫量和高湿度的废气处理,效果显著;(2)设备简单,易于维护;(3)可以实现无二氧化硫排放或排放量显著降低。
2. 缺点:(1)对于低含硫量和低湿度的废气处理效果不理想;(2)需要大量使用石灰石作为脱硫剂,造成资源浪费;(3)在反应过程中会产生大量二氧化碳,对环境造成一定影响。
六、半干法脱硫的应用前景半干法脱硫技术具有较高的脱硫效率和经济性,已经被广泛应用于火力发电厂、钢铁厂等大型工业企业中。
随着环保意识的不断提高,半干法脱硫技术将会得到更广泛的应用和推广。
同时,随着科技的不断进步和发展,该技术也将会不断完善和优化。
半干法脱硫原理
半干法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,主要通过喷射干石灰粉末或半干石灰乳液来吸收烟气中的二氧化硫。
其基本原理是将石灰喷射到烟气中,石灰与二氧化硫发生化学反应形成石膏,将二氧化硫从烟气中去除。
半干法脱硫的主要过程包括喷射设备、石灰粉末输送系统和石膏排放系统等。
烟气经过除尘设备去除粉尘后,进入脱硫塔,同时喷射石灰粉末或半干石灰乳液。
石灰与二氧化硫反应生成石膏,石膏颗粒随石灰粉末一同沉积在脱硫塔底部的石膏池中。
经过脱硫后的烟气由脱硫塔顶部排出,排放到大气中。
半干法脱硫具有处理烟气中二氧化硫的效果好、适用于小颗粒煤粉燃烧、脱硫效率高等优点。
在半干法脱硫过程中,石灰粉末或半干石灰乳液通过喷射形成细小的液滴或粉末,增大了石灰颗粒与烟气接触的有效面积,提高了脱硫效率。
此外,脱硫过程中形成的石膏还可以作为一种有价值的资源,用于建筑材料、水泥生产等。
总之,半干法脱硫通过喷射石灰粉末或半干石灰乳液吸收烟气中的二氧化硫,从而实现了脱硫的效果。
该技术具有高效、适用范围广等特点,在工业生产中得到了广泛应用。
半干法烟气脱硫技术工艺及技术参数半干法烟气脱硫技术是利用CaO加水制成Ca(OH)2悬浮液与烟气接触反应,去除烟气中SO2、HCl、HF、SO3等气态污染物的方法。
半干法脱硫工艺具有技术成熟、系统可靠、工艺流程简单、耗水量少、占地面积小的优点,一般脱硫率可超过85%。
目前应用较为广泛的主要有两种:旋转喷雾干燥法工艺和烟气循环流化床工艺。
一、旋转喷雾干燥法脱硫技术(SDA)1.1工艺流程简介旋转喷雾干燥法脱硫技术的吸收剂主要为生石灰和熟石灰;一般使用生石灰(CaO)作为吸收剂,生石灰经过消化后与再循环脱硫副产物制成熟石灰浆液(Ca(OH)2)。
消化过程被控制在合适的温度(90-100℃),使得消化后的熟石灰浆液(含固量25%-30%)具有非常高的活性。
熟石灰浆液通过泵输送至吸收塔顶部的旋转雾化器,在雾化轮接近10000rpm的高速旋转作用下,浆液被雾化成数以亿计的50um的雾滴。
未经处理的热烟气进入吸收塔后,立即与呈强碱性的吸收剂雾滴接触,烟气中的酸性成分(HCI、HF、SO2、SO3)被吸收,同时雾滴的水分被蒸发,变成干燥的脱硫产物。
这些干燥的产物有少量直接从吸收塔底部排出,大部分随烟气进人吸收塔后的除尘器内被收集,再通过机械或气力方式输送,处理后的洁净烟气通过烟囱排放。
根据实际情况,SDA系统还可以采用部分脱硫产物再循环制浆以提高吸收剂的利用率。
烟气在喷雾干燥吸收塔中的停留时间一般为10-12S,吸收塔内飞灰和脱硫灰大部分通过除尘器收集,只有5%-10%的干燥固体物从吸收塔底部排出。
1.2影响脱硫效率的主要因素1.2.1雾滴粒径雾滴粒径越小,传质面积也越大,但粒径过细,干燥速度也越快,气液反应就变成了气固反应,脱硫效率反而会降低。
有关研究表明,雾化粒径在50um时脱硫率较高。
1.2.2接触时间在旋转喷雾干燥法脱硫技术中,以烟气在脱硫塔中的停留时间来衡量烟气与脱硫剂的接触时间,停留时间主要取决于液滴的蒸发干燥时间,一般为10-12S,降低脱硫塔的空塔流速,延长停留时间,有利于提供脱硫率。
半干法脱硫原理
半干法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,其原理是利用石灰石和水混合制成石
灰浆,然后将烟气通过石灰浆喷淋塔,石灰浆中的氢氧化钙(Ca(OH)2)与烟气中
的二氧化硫(SO2)发生化学反应,生成硫酸钙(CaSO3)和水,达到脱硫的目的。
在半干法脱硫过程中,石灰石和水的混合比例是至关重要的。
如果石灰浆中氢
氧化钙的浓度过高,会导致生成的硫酸钙结晶不完全,从而影响脱硫效果;而如果浓度过低,则会导致脱硫效率不高。
因此,需要根据烟气中二氧化硫的浓度和流量来调节石灰浆的配比,以达到最佳的脱硫效果。
除了石灰浆的配比外,半干法脱硫还需要考虑烟气温度和湿度的影响。
一般来说,烟气温度越高,脱硫效果越好,因为高温有利于硫酸钙的结晶;而烟气湿度越高,也有利于硫酸钙的生成。
因此,在实际应用中,需要根据烟气的实际情况来调节石灰浆的喷淋量和喷淋位置,以达到最佳的脱硫效果。
另外,半干法脱硫还需要考虑石灰浆的循环利用。
由于石灰浆中的氢氧化钙会
随着脱硫反应逐渐消耗,因此需要定期补充新鲜的石灰浆,并对已使用的石灰浆进行处理和循环利用,以减少成本和资源浪费。
总的来说,半干法脱硫是一种成熟、高效的烟气脱硫技术,通过合理调节石灰
浆的配比、喷淋量和喷淋位置,以及对石灰浆的循环利用,可以达到较好的脱硫效果,减少烟气中二氧化硫的排放,保护环境,符合可持续发展的要求。
在实际应用中,需要根据具体情况进行调整和优化,以达到最佳的脱硫效果。
半干法烟气脱硫技术半干法烟气脱硫技术是目前应用较广泛的烟气脱硫技术之一,它是在湿法烟气脱硫技术的基础上进行改良和创新的产物。
相比较湿法烟气脱硫技术,半干法烟气脱硫技术在硫酸洗涤液中添加了一定量的干石灰粉,由于烟气与洗涤液的接触时间较短,脱除了水分和粉尘,所以称为半干法烟气脱硫技术。
本文将对半干法烟气脱硫技术的原理、工艺流程和优点进行详细介绍。
半干法烟气脱硫技术的原理是通过将烟气与硫酸洗涤液接触,使其中的硫酸溶解,通过反应生成石膏。
脱硫反应主要通过湿润的石灰石表面上生成的一层石灰胶体液膜进行,石灰胶体液膜能够增大反应表面积,提高脱硫效果。
同时,硫酸洗涤液中添加的一定量的干石灰粉也能有效地吸附和转化烟气中的二氧化硫,提高脱硫效率。
半干法烟气脱硫技术的工艺流程一般分为废气处理和排放两个步骤。
废气处理阶段主要包括预处理、吸收、除尘和脱硫四个步骤。
首先,废气经过除尘系统进行粉尘的分离和回收,然后通过吸收塔与硫酸洗涤液接触,进行脱硫反应,生成石膏。
最后,通过排放系统将脱硫后的净化烟气排放到大气中。
半干法烟气脱硫技术相比湿法烟气脱硫技术具有以下几个优点:首先,半干法烟气脱硫技术在脱硫过程中所需的水量相对较少,大大减少了废水的排放量,降低了对水资源的消耗,并且由于水量减少,减少了废水的处理过程,降低了处理成本。
其次,半干法烟气脱硫技术所利用的硫酸洗涤液具有较高的浓度和缓冲能力,能够更好地稳定脱硫过程。
同时,硫酸洗涤液可以在一定程度上吸附和转化烟气中的二氧化硫,提高脱硫效率。
此外,半干法烟气脱硫技术适用范围广,可以适用于烟气中不同浓度和排放量的二氧化硫。
同时,在应用半干法烟气脱硫技术的过程中还可以利用生成的石膏进行资源化利用,如生产建材等。
综上所述,半干法烟气脱硫技术通过脱除烟气中的水分和粉尘,利用硫酸洗涤液中的硫酸和干石灰粉吸附和转化烟气中的二氧化硫,从而达到脱硫的效果。
与湿法烟气脱硫技术相比,半干法烟气脱硫技术具有水量少、处理成本低、适用范围广等优点。
半干法烟气脱硫技术工艺及技术参数半干法烟气脱硫技术是利用CaO加水制成Ca(OH)2悬浮液与烟气接触反应,去除烟气中SO2、HCl、HF、SO3等气态污染物的方法。
半干法脱硫工艺具有技术成熟、系统可靠、工艺流程简单、耗水量少、占地面积小的优点,一般脱硫率可超过85%。
目前应用较为广泛的主要有两种:旋转喷雾干燥法工艺和烟气循环流化床工艺。
一、旋转喷雾干燥法脱硫技术(SDA)1.1工艺流程简介旋转喷雾干燥法脱硫技术的吸收剂主要为生石灰和熟石灰;一般使用生石灰(CaO)作为吸收剂,生石灰经过消化后与再循环脱硫副产物制成熟石灰浆液(Ca(OH)2)。
消化过程被控制在合适的温度(90-100℃),使得消化后的熟石灰浆液(含固量25%-30%)具有非常高的活性。
熟石灰浆液通过泵输送至吸收塔顶部的旋转雾化器,在雾化轮接近10000rpm的高速旋转作用下,浆液被雾化成数以亿计的50um的雾滴。
未经处理的热烟气进入吸收塔后,立即与呈强碱性的吸收剂雾滴接触,烟气中的酸性成分(HCI、HF、SO2、SO3)被吸收,同时雾滴的水分被蒸发,变成干燥的脱硫产物。
这些干燥的产物有少量直接从吸收塔底部排出,大部分随烟气进人吸收塔后的除尘器内被收集,再通过机械或气力方式输送,处理后的洁净烟气通过烟囱排放。
根据实际情况,SDA系统还可以采用部分脱硫产物再循环制浆以提高吸收剂的利用率。
烟气在喷雾干燥吸收塔中的停留时间一般为10-12S,吸收塔内飞灰和脱硫灰大部分通过除尘器收集,只有5%-10%的干燥固体物从吸收塔底部排出。
1.2影响脱硫效率的主要因素1.2.1雾滴粒径雾滴粒径越小,传质面积也越大,但粒径过细,干燥速度也越快,气液反应就变成了气固反应,脱硫效率反而会降低。
有关研究表明,雾化粒径在50um时脱硫率较高。
1.2.2接触时间在旋转喷雾干燥法脱硫技术中,以烟气在脱硫塔中的停留时间来衡量烟气与脱硫剂的接触时间,停留时间主要取决于液滴的蒸发干燥时间,一般为10-12S,降低脱硫塔的空塔流速,延长停留时间,有利于提供脱硫率。
半干法脱硫技术一、工艺概述循环悬浮式半干法烟气脱硫技术兼有干法与湿法的一些特点,其既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又具有干法无污水排放、脱硫后产物易于处理的好处而受到人们广泛的关注。
循环悬浮式半干法烟气脱硫技术是近几年国际上新兴起的比较先进的烟气脱硫技术,它具有投资相对较低,脱硫效率相对较高,设备可靠性高,运行费用较低的优点,因此它的适用性很广,在许多国家普遍使用。
循环悬浮式半干法烟气脱硫技术主要是根据循环流化床理论,采用悬浮方式,使吸收剂在吸收塔悬浮、反复循环,与烟气中的SO2充分接触反应来实现脱硫的一种方法。
利用循环悬浮式半干法最大特点和优势是:可以通过喷水(而非喷浆)将吸收塔温度控制在最佳反应温度下,达到最好的气固紊流混合并不断暴露出未反应的消熟石灰的新表面;同时通过固体物料的多次循环使脱硫剂具有很长的停留时间,从而大大提高了脱硫剂的利用率和脱硫效率。
与湿法烟气脱硫相比,具有系统简单、造价较低,而且运行可靠,所产生的最终固态产物易于处理等特点。
二、技术特点循环悬浮式半干法烟气脱硫技术是在集成浙大和国外环保公司半干法烟气脱硫技术基础上,结合中国的煤质和石灰品质及国家最新环保要求,经优化、完善后开发的第三代半干法技术。
它是在锅炉尾部利用循环流化床技术进行烟气净化,脱除烟气中的大部分酸性气体,使烟气中的有害成分达到排放要求。
与第一、第二代半干法相比,第三代循环悬浮式半干法烟气脱硫技术具有以下特点:1、在吸收塔喉口增设了独特的文丘里管,使塔的流场更均匀。
2、在吸收塔设置上下两级双流喷嘴,雾化颗粒可达到50µm以下,精确的灰水比保证了良好的增湿活化效果,受控的塔温度使脱硫反应在最佳温度下进行,从而取得较高的脱硫效率,较长的滤料使用寿命。
3、采用比第二代更完善的控制系统,操作更简捷。
4、采用成熟的国产原材料和设备,降低成本,节约投资.5、占地少,投资省,运行费用低,无二次污染。
6、非常适合中小型锅炉的脱硫改造。
一.总步骤描述清华同方环境有限责任企业循环流化床半干法烟气脱硫工艺是在清华大学热态试验研究基础上, 开发含有自主知识产权循环流化床半干式烟气脱硫技术。
清华同方循环流化床半干法烟气脱硫工艺总步骤描述以下:锅炉空气预热器出口烟气首先经过预除尘器, 除去绝大部分粉煤灰, 通常除尘效率设定为85%, 预除尘器作用关键是使大部分粉煤灰得以回收和进行后续再利用; 从预除尘器出来烟气从循环流化床脱硫塔底部经文丘里喷管进入脱硫塔中, 消石灰粉料经过气力输送形式喷入脱硫塔, 流态化物料和烟气中二氧化硫等酸性气体在脱硫塔中发生化学反应, 脱除掉大部分二氧化硫等酸性气体; 雾化水经过水喷嘴均匀喷射进入脱硫塔使烟气均匀降温, 使脱硫反应达成最好反应状态; 然后烟气经过脱硫塔顶部排出, 经袋式除尘器除去绝大部分细灰; 袋式除尘器除下灰部分经过空气斜槽进入脱硫塔循环利用, 以提升脱硫剂利用率, 布袋除尘器另部分灰由仓泵打入脱硫灰库; 处理后洁净烟气经过引风机排入烟囱。
步骤图见附图1。
图1 步骤图二.分系统描述循环流化床半干法烟气脱硫系统关键包含: 流化床脱硫塔系统、消石灰制备及供给系统、循环灰返料系统、除尘系统、工业水供给系统等几部分组成(1)流化床脱硫塔系统循环流化床半干法烟气脱硫技术是在锅炉尾部利用循环流化床技术进行烟气脱硫, 脱除烟气中大部分二氧化硫、达成排放要求。
该技术含有以下特点:①关键以消石灰、飞灰等作循环物料, 脱硫塔内固体颗粒浓度均匀, 固体内循环强烈, 气固混合、接触良好, 气固间传热、传质十分理想。
②在脱硫塔直接喷水增湿, 达成最好反应温度。
固体颗粒之间强烈接触摩擦,造成脱硫塔中气、固、液三相之间极大反应活性和反应表面积, 对于塔内二氧化硫去除, 达成非常理想效果。
③固体物料经布袋除尘器搜集, 再经空气斜槽回送至脱硫塔, 使脱除剂反复循环, 在反应器内停留时间延长, 从而提升吸收剂利用率, 降低运行成本。
半干法烟气脱硫技术增湿灰循环脱硫技术常用的脱硫剂为CaO。
CaO在一个专门设计的消化器中加水消化成Ca(OH)2。
在通过混合增湿器后,混合灰的水分含量由2%增加5%。
然后导入烟道反应器与烟气中的SO2反应。
生成亚硫酸钙,并使最终产物为干粉状。
半干法工艺过程半干法工艺是利用含有石灰(氧化钙)的干燥剂或干燥的消石灰(氢氧化钙)吸收二氧化硫的,这两种吸收剂都可使用,也可以使用含适当碱性的飞灰。
任何干法烟气脱硫工艺中,关键的控制参数都是反应区内,即反应器及其后的除尘器内的烟气温度。
在相对湿度为40%至50%时,消石灰活性增强,能够非常有效地吸收二氧化硫。
烟气的相对湿度是利用给烟气内喷水的方法提高的。
在传统的干法烟气脱硫工艺中,水和石灰是以浆液的状态(不论是否循环)注入烟气的,但水分布在粉料微粒的表面,水在其中的含量仅占百分之几。
这样,吸收剂的循环量比传统干法烟气脱硫要高得多。
即,用于蒸发的表面积非常大。
进入烟气的粉料的干燥时间非常短,所以它可以采用比传统喷雾干燥技术小得多的反应器。
提高了烟气的相对湿度,足以在典型的干法脱硫操作温度或高于饱和温度10℃~20℃(实践中这一温度范围是65℃~75℃)激活石灰吸收剂二氧化硫。
水在增湿搅拌机中加入吸收剂,然后才注入烟气。
半干法技术的独到之处是所有的循环吸收剂都要在搅拌机中增湿,这样做,可以最大限度的利用循环吸收剂。
经过活化和干燥之后,烟气中干燥的循环粉料在高效的除尘器,最好是袋式除尘器中被分离出来,进入搅拌机,补充石灰也是在这里加入的。
注入搅拌机的水量要保证恒定的烟出口温度。
控制系统以烟气的出入口温度为基础,以烟气量为辅助,采用前馈信号控制,并有反馈微调。
出口的SO2也采用类似的方法进行控制:入口和出口的SO2浓度加上烟气流量决定石灰的加入速率。
副产品收集在除尘器灰斗内,当达到回斗的最高料位时,副产品溢流排出。
技术特点:1)具有较高的脱硫效率和较低的钙硫比,脱硫效率可达90%以上,钙硫比小于1.3;2)具有与静电除尘器、布袋除尘器适应性强的特点,对原有除尘器无影响;3)在接近烟气绝热饱和温度下运行,且高于酸露点温度15度以上,不存在酸腐蚀及带水情况;4)工程实施场地适应性好,尤其适合于老机组改造项目;5)系统简单,检修维护量小,运行费用低;6)脱硫副产物为干粉状,与粉煤灰一并处理,无二次污染产生。
4 半干法烟气脱硫技术4.1 喷雾干燥法旋转喷雾干燥法脱硫是利用喷雾干燥的原理,在吸收剂喷入吸收塔之后,一方面吸收剂与烟气中的二氧化硫发生化学反应生成固体灰渣;另一方面烟气又将热量传递给吸收剂使之不断干燥,所以完成脱硫反应后的废渣将以干态形式排出。
在国外为了把它与炉内喷钙脱硫相区别,把这种方式称作半干法脱硫。
这种脱硫方式一般用石灰作为吸收剂,由两个主要工艺系统构成。
其一为石灰浆制备系统,用球磨机或其它消化方式将生石灰制成粒度为50um、具有较高活性的熟石灰浆;其二为脱硫系统,石灰浆经配制后送入脱硫吸收塔,在吸收塔内被石灰浆离心式雾化机雾化成<100um的雾粒,然后与烟气接触混合,完成烟气脱硫的化学反应。
主要反应式为:烟气接触混合,完成烟气脱硫的化学反应。
该工艺系统主要包括烟气系统、温度控制系统和喷钝系统等。
其很关键的一个参数就是吸收塔出口温度。
一方面要求有足够低的温度,以满足脱硫化学反应的需要,另一方面又要保证高于露点,以防止设备和烟道的腐蚀。
因此在烟气中二氧化硫浓度、钙硫比不变的情况下,就只能通过水量的变化来控制吸收塔出口温度。
一般根据不同含硫量的烟气,这一温度又有一定的范围,一般用吸收塔出口温度高于相同状态下的绝热饱和温度△T来表示,在美国△T一般为10~18℃,最高的△T不超过℃,仅在含量低且脱硫要求不高的装置上,才采用较高的近绝热饱和温度,而对含硫量高且脱硫要求也高的装置上,近绝热饱和温度一般为△T=10~15℃。
在设计中考虑烟气在塔内的停留时间一般为8~12s,吸收塔的高径比(吸收塔圆柱部分高与其直径的比值)一般为0.7~0.9。
该法脱硫已达到80%~90%程度,与湿法石灰浆液法相比,设备投资较低,塔内不结垢,所需厂用电仅为湿法石灰浆液法的50%左右,但副产物无用,要废弃,增加堆场面积,系统也存在磨损、堵塞等问题。
4.2 固定床水洗解吸式活性炭吸附法固定床水洗解式活性炭吸附法是一种在日本炼铁厂和德国的火力发电厂已有应用的烟气脱硫技术。
半干法脱硫引言半干法脱硫是一种常用的燃煤烟气脱硫方法,通过将石灰浆喷射到烟气中,与SO2发生化学反应,达到脱硫的目的。
本文将详细探讨半干法脱硫的原理、工艺流程以及优缺点等方面。
原理半干法脱硫的主要原理是利用石灰浆中的Ca(OH)2与SO2反应生成CaSO3,然后通过进一步氧化反应转化为CaSO4,达到脱硫的目的。
该方法的反应过程可以用以下化学方程式表示:1.Ca(OH)2 + SO2 -> CaSO3 + H2O2.2CaSO3 + O2 -> 2CaSO4工艺流程半干法脱硫一般包括以下几个主要工艺步骤:石灰石破碎与磨细首先需要将石灰石进行破碎和磨细处理,以获得适合反应的颗粒度。
通常采用颚式破碎机和磨煤机进行破碎和磨细。
石灰浆制备石灰石经过破碎和磨细后,与水进行混合,形成石灰浆。
石灰浆的浓度和配比对脱硫效果有一定影响,通常需要根据具体工艺要求进行调整。
烟气喷射石灰浆通过喷嘴喷射到烟气中,形成细小的石灰颗粒。
烟气在与石灰颗粒接触的过程中,发生脱硫反应,将SO2转化为固态CaSO3。
氧化反应经过脱硫反应后的烟气中还残留一部分CaSO3,需要进行进一步的氧化反应,将CaSO3转化为CaSO4。
这一反应通常需要在高温下进行,以加快反应速率。
粉尘分离经过脱硫和氧化反应后,烟气中会生成一定的固体颗粒,需要进行粉尘分离。
常用的分离设备有静电除尘器、布袋除尘器等,可以有效去除固体颗粒。
石灰浆回收经过粉尘分离后,石灰浆中的固体颗粒被分离出来,可以通过后续处理进行回收利用。
回收的石灰浆可以重新进行制备,以实现资源的循环利用。
优缺点半干法脱硫具有以下优点和缺点:优点•脱硫效率高:半干法脱硫可以达到90%以上的脱硫效率,能够满足环保要求。
•工艺相对简单:相比湿法脱硫和干法脱硫,半干法脱硫的工艺流程相对简单。
•回收利用石灰浆:半干法脱硫过程中产生的石灰浆可以进行回收利用,实现资源的循环利用。
缺点•投资和运行成本较高:半干法脱硫相对于湿法脱硫来说,投资和运行成本较高。
烟气半干法脱硫技术方案
一、烟气半干法脱硫技术概况
1、半干法脱硫技术简介
烟气半干法脱硫技术是指通过吸收剂催化剂混合物消除烟气中的SO2,从而将含硫烟气转化为低硫烟气的技术。
采用这一技术,可以将烟气中的SO2含量降至标准以下,从而满足烟气排放质量标准要求,可极大地减少
环境污染。
2、半干法脱硫技术原理
半干法脱硫技术的基本原理是采用一种叫做“催化剂-吸收剂混合物”的脱硫剂,其主要作用有:(1)吸收剂吸收SO2,从而使其密度降低,
从而阻止SO2进行催化反应;(2)催化剂促进吸附剂的SO2吸收过程;(3)SO2在催化剂的作用下发生可逆的氧化还原反应,从而将烟气中的
SO2转变成H2O和CO2,最终达到净化烟气的目的。
1、反应器设计
为了实现烟气半干法脱硫,需要设计一个反应器,该反应器安装在烟
气预处理系统后面,用来实现脱硫的过程。
该反应器最好设计为一个封闭
系统,以确保催化剂和吸收剂的安全使用、节约脱硫剂,并减少排放的
SO2浓度。
2、催化剂-吸收剂混合物的选择。
密相干塔半干法脱硫密相干塔半干法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,适用于烟气硫含量较高的工况。
本文将介绍密相干塔半干法脱硫的原理、工艺流程以及优缺点。
一、原理密相干塔半干法脱硫是通过石灰石喷射、水喷淋、气液反应等方式实现脱硫的。
当烟气通过密相干塔时,石灰石喷射装置将石灰石粉末喷入烟气中,与烟气中的SO2发生化学反应,生成石膏。
同时,喷射的水雾与石膏颗粒进行接触,使其增大尺寸,提高沉降速度。
最后,烟气中的石膏颗粒与水雾一起被收集下来,完成脱硫过程。
二、工艺流程密相干塔半干法脱硫主要包括石灰石喷射系统、水喷淋系统、石膏收集系统和废水处理系统四个部分。
1. 石灰石喷射系统:将石灰石粉末通过喷射装置喷入烟气中,与烟气中的SO2发生反应。
2. 水喷淋系统:通过喷淋装置向烟气中喷射水雾,与石膏颗粒接触,增大其尺寸,提高沉降速度。
3. 石膏收集系统:收集烟气中的石膏颗粒,可采用湿式除尘器或电除尘器进行收集。
4. 废水处理系统:处理石膏颗粒与水的混合物,将其中的石膏颗粒固化,以减少对环境的影响。
三、优缺点密相干塔半干法脱硫具有以下优点:1. 脱硫效率高:石灰石喷射装置将石灰石粉末喷入烟气中,与SO2充分接触,反应效率高,脱硫效果好。
2. 适应性强:密相干塔半干法脱硫适用于烟气硫含量较高的工况,能够有效处理高硫煤烟气。
3. 石膏质量好:通过水喷淋系统的作用,石膏颗粒尺寸增大,沉降速度提高,石膏质量更好。
密相干塔半干法脱硫也存在一些缺点:1. 能耗较高:由于需要喷射石灰石粉末和水雾,密相干塔半干法脱硫的能耗较高。
2. 设备投资大:密相干塔半干法脱硫所需的设备较多,投资较大。
3. 废水处理困难:密相干塔半干法脱硫会产生大量的废水,处理难度较大。
密相干塔半干法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,具有脱硫效率高、适应性强等优点。
然而,其能耗较高、设备投资大以及废水处理困难等缺点也需要引起重视。
在实际应用中,需要综合考虑各方面因素,选择合适的脱硫技术。
半干法脱硫
喷雾干燥(SDA-FGD)半干法烟气脱硫是一种适合城市生活垃圾焚烧发电厂锅炉和燃煤电厂锅炉的烟气处理技术,有用较少的脱硫剂取得更高的脱硫率,脱硫产物是干粉,便于存输,无污水和二次污染;同时保持了投资成本低的优势。
1、工艺流程
系统选用纯度大于90%的CaO粉末,调制成一定浓度的石灰浆,由计量泵将石灰浆送入反应塔,通过塔顶的固定或旋转雾化喷头使石灰浆液雾化成30~60μm左右的雾滴,烟气通过气流分布器均匀分配入塔内。
烟气中的SO2、HCL、HF等酸性气体与含有石灰的碱性雾滴发生化学反应被吸收,从而在塔内完成脱硫过程。
同时塔内的高温烟气使得浆液雾滴在下降的过程中得到干燥,并在到达塔底前将水分充分蒸发,形成固体反应物CaSO3、CaSO4、CaCl2从塔底排出机构排除。
脱硫后剩余的较细小的颗粒随烟气从反应塔下部烟道进入后续的除尘器(布袋除尘器或电除尘器)进行除尘后,净烟气通过引风机、烟囱排放。
2、系统组成
喷雾干燥半干法烟气处理系统主要包括有:吸收剂制备、喷雾干燥脱硫塔、(吸附剂喷入)、袋除尘或电除尘、除灰系统、电控系统等。
3、技术特点
(1)脱除SO2效率可达95%以上,SO3几乎全部去除;
(2)系统非常简单,可用率更高,通常可达97%-99%;
(3)投资费用低;
(4)没腐蚀,不用GGH加热烟气。
吸收塔及后部设备、烟囱不用防腐;
(5)没废水排放;
(6)运行、维护费用低得多;
(7)低水耗,低电耗,占地面积小。
六种半干法烟气脱硫技术介绍半干法烟气脱硫是湿法与干法相结合优化的方法;包括喷雾干燥法脱硫、循环流化床脱硫、半干半湿法脱硫、粉末-颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫、喷雾-喷动床半干法烟气脱硫等。
1、喷雾干燥法脱硫喷雾干燥法脱硫诞生于欧美,20世纪80年代初至中期在工业上推广使用。
这种脱硫方法主要应用于中低硫煤的脱硫,利用喷雾干燥的原理,将吸收剂浆液以雾状形式喷入吸收塔内,吸收剂与烟气中的SO2发生反应,并不断吸收烟气中的热量使物料中的水分蒸发干燥,最后完成脱硫后的废渣以干态灰渣形式排出。
该法脱硫效率达80%~85%,投资及运行费用较低、腐蚀小、系统简单、运行可靠性高、脱硫产物呈干粉状、无废水排放。
近十年来,国内喷雾干燥脱硫技术主要致力于提高吸收剂利用率的研究。
方法是采用灰渣再循环、利用添加剂、研制高效吸收剂等。
2、循环流化床脱硫循环流化床(CFB)烟气脱硫技术是德国20世纪80年代后期开发的一种新型半干法技术。
该工艺以循环流化床原理为基础,是一种基于流态化的脱硫工艺。
3、半干半湿法脱硫半干半湿法脱硫技术属于半干法烟气脱硫范畴,是在克服旋转喷雾法的制浆系统庞大、设备磨损以及炉内喷钙尾部增湿法的钙硫比过高等缺点基础上发展起来的一种新型半干法脱硫技术,在Ca/S物质的量比<2时,脱硫率可达80%以上。
同时此种技术极易发生“湿壁现象”。
导致的原因有:(1)塔的结构造成烟气的不良流动是主要原因;(2)喷水的雾化粒度过大而来不及蒸发尽。
4、粉末-颗粒喷动床半干法烟气脱硫粉末-颗粒喷动床(PPSB)半干法烟气脱硫是近年来日本的研究人员开发的一种新型半干法脱硫技术。
含二氧化硫的烟气经过预热器进入粉粒喷动床,脱硫剂制成粉末状预先与水混合,以浆料形式从喷动床的顶部连续喷入床内,与喷动粒子充分混合,借助于和热烟气的接触,脱硫与干燥同时进行。
脱硫反应后的产物以干态粉末形式从分离器中吹出。
这种脱硫技术应用石灰石或消石灰做脱硫剂,具有很高的脱硫率及脱硫剂利用率,而且对环境的影响很小。
一.总流程描述
清华同方环境有限责任公司的循环流化床半干法烟气脱硫工艺是在清华大学热态实验研究的基础上,开发的具有自主知识产权的循环流化床半干式烟气脱硫技术。
清华同方循环流化床半干法烟气脱硫工艺总流程描述如下:锅炉空气预热器出口烟气首先经过预除尘器,除去绝大部分粉煤灰,一般除尘效率设定为85%,预除尘器的作用主要是使大部分粉煤灰得以回收和进行后续的再利用;从预除尘器出来的烟气从循环流化床脱硫塔的底部经文丘里喷管进入脱硫塔中,消石灰粉料通过气力输送形式喷入脱硫塔,流态化的物料和烟气中的二氧化硫等酸性气体在脱硫塔中发生化学反应,脱除掉大部分的二氧化硫等酸性气体;雾化水通过水喷嘴均匀的喷射进入脱硫塔使烟气均匀降温,使脱硫反应达到最佳反应状态;然后烟气经过脱硫塔的顶部排出,经袋式除尘器除去绝大部分细灰;袋式除尘器除下的灰部分经过空气斜槽进入脱硫塔循环利用,以提高脱硫剂的利用率,布袋除尘器的另部分灰由仓泵打入脱硫灰库;处理后的干净烟气经过引风机排入烟囱。
流程图见附图1。
图1 流程图
二.分系统描述
循环流化床半干法烟气脱硫系统主要包括:流化床脱硫塔系统、消石灰制备及供给系统、循环灰返料系统、除尘系统、工业水供给系统等几部分组成
(1)流化床脱硫塔系统
循环流化床半干法烟气脱硫技术是在锅炉尾部利用循环流化床技术进行烟气脱硫,脱除烟气中的大部分二氧化硫、达到排放要求。
该技术具有如下特点:
①主要以消石灰、飞灰等作循环物料,脱硫塔内固体颗粒浓度均匀,固体
内循环强烈,气固混合、接触良好,气固间传热、传质十分理想。
②在脱硫塔直接喷水增湿,达到最佳的反应温度。
固体颗粒之间的强烈接
触摩擦,造成脱硫塔中气、固、液三相之间极大的反应活性和反应表面
积,对于塔内二氧化硫的去除,达到非常理想的效果。
③固体物料经布袋除尘器收集,再经空气斜槽回送至脱硫塔,使脱除剂反
复循环,在反应器内的停留时间延长,从而提高吸收剂的利用率,降低
运行成本。
④在脱硫塔体适当部位增设喷水点,调节脱硫塔内脱硫反应的温度始终保
持在烟气酸露点温度10 ℃以上,同时取得较佳的脱硫反应温度,保证脱
硫效率,无结垢,无腐蚀。
⑤设备占地少,干态的脱硫产物易于处理。
⑥无需对清洁烟气再加热,大幅度降低系统整体投资。
脱硫塔内生成产物主要是亚硫酸钙,部分亚硫酸钙在脱硫塔中与空气的接触氧化成硫酸钙。
脱硫塔中发生的主要化学反应如下:
①烟气中的SO2向固体表面上液膜的扩散:
SO2(气)→SO2(液)
②SO2溶解:
SO2+H2O→H2SO3
③形成的H2SO3在碱性介质中离解:
H2SO3·H+ + HSO3-→4H+ + 2SO32-
SO2(液)+H2O+SO32-→2HSO3-
④吸收剂溶解
Ca(OH)2+H2O→Ca2++2OH-
⑤形成脱除产物
HSO3-+OH-→SO32-+H2O
Ca2++SO32-+0.5H2O→CaSO3·1/2H2O
CaSO3·1/2H2O+O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O(部分)固体颗粒表面水份蒸发,最终形成干态产物。
从脱硫塔储灰仓排出的固体废弃物成分有:飞灰、CaSO3、CaCO3、CaSO4、Ca(OH)2、等。
脱硫塔烟气出口温度保持在75℃左右,并且不低于70℃,在烟气酸露点10℃以上,为反应过程提供一个适宜的温度,提高脱硫效率,防止设备的腐蚀。
(2)消石灰制备及供给系统
循环流化床脱硫塔吸收剂可采用粒径:≤1mm,纯度80%的生石灰粉料(也可以直接采用粒径200目,纯度80%的消石灰粉),经消化制成Ca(OH)2作为脱硫剂进入塔内。
吸收剂由密封罐车运至场内送入生石灰仓储存,由仓底的电子螺旋称输送至消和系统。
消和系统采用两极消和的方式使生石灰与喷入水的混合物在消化器中完成消化过程,同时被干燥,消化制成的Ca(OH)2通过斗提输送志消石灰仓储存,消石灰仓下的消石灰粉通过气力输送的形式喷入脱硫塔内进行脱硫反应。
(3)循环灰返料系统
由脱硫塔后布袋除尘器收集的脱硫飞灰大部分需要再次返回脱硫塔以保证脱硫塔内的循环物料浓度和循环倍率。
由于返灰量较大,采用在布袋除尘器底部安装经济、可靠、输送量大的空气斜槽来完成脱硫灰的回送。
(4)除尘系统
脱硫塔入口设定预除尘器,除去绝大部分分煤灰,使粉煤灰得以回收和进行后续的再利用;脱硫塔出口设定布袋除尘器,除去绝大部分细灰,使其出口排放浓度小于50mg/Nm3,满足国家的排放标准。
(5)工业水供给系统
工业水供给系统主要包括缓冲水罐、供水泵等设备。
工业水供给系统主要完成向脱硫塔体提供压力用水的功能。
为保证工业水源的稳定可靠,从而保证脱硫
塔系统的稳定运行,设置缓冲水罐,储存一定量的工业用水,由水泵保证供给水喷嘴的工业水压力。
三.工程业绩
①宁夏银川热电有限公司:采用烟气循环流化床脱硫技术,1台150T/H锅
炉,设计脱硫效率为85 %。
于2004年6月投入运行。
②河南许昌市火力发电厂垃圾焚烧发电工程:尾气处理采用烟气循环流化
床脱硫技术,2台75T/H循环流化床锅炉,日处理垃圾450t/D,设计脱
酸效率为85 %。
于2004年5月投入运行。
③清华大学实验电厂脱硫装置:烟气循环流化床脱硫技术,处理烟气量
29000Nm3/h,设计脱硫效率80%,实际运行脱硫效率85%,于2000年
11月投入运行。
④齐鲁石化热电厂烟气脱硫除尘装置:采用烟气循环流化床脱硫技术,2
台410T/H锅炉,设计脱硫效率为85 %。
项目正在建设中,计划于2005
年12月底投入运行。