燃煤烟气脱硫技术
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燃煤电厂烟气脱硫技术简介摘要:现阶段,社会经济发展速度显著加快,一定程度上提升了人们物质生活水平,使煤炭资源紧张程度加剧,且可持续发展思想与环保理念深入人心。
火电厂污染物的排放量大,对于能源的消耗也更多,因而有必要加大控制力度,对脱硫脱硝与烟气防尘技术进行优化与改善,使污染物的实际排放量得以降低,全面优化能源的利用效果。
由此可见,深入研究并分析火电厂锅炉脱硫脱硝与烟气除尘技术十分有必要。
关键词:燃煤;电厂;烟气脱硫技术引言通过燃烧煤炭、天然气、石油等能源物质实现由化学能向电能的转化,是中国现阶段最主要的电力生产方式。
随着人们生活水平的提升,对于电能的需求也在不断增加,进而导致了较为严重的烟气污染问题。
在这样的情况下,有必要围绕电厂实际运行情况落实完善的锅炉烟气脱硫、脱硝及烟气除尘技术,同时进一步提升对于烟气污染的治理能力,确保可以在发电过程中有效落实可持续发展的绿色理念。
1燃煤电厂烟气脱硫技术各国从脱硫技术的要求出发,已经开发了很多燃煤锅炉控制SO2排量技术,并应用于工程中。
这些技术总结起来分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。
利用化学、物理或生物方法脱去煤中硫被称为燃烧前脱硫,因其工艺成本高,尚未得到广泛应用。
在燃烧过程中对煤进行脱硫称为燃烧中脱硫,主要有循环流化床锅炉燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术。
燃烧后脱硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)是对燃烧后的烟气进行脱硫,主要有海水法、石灰石—石膏法、氨吸收法和双碱法,是目前世界范围内应用最广泛、规模最大的脱硫技术。
西安某火电厂1#、2#机组(2×300MW)采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺,使用石灰石作为脱硫剂,工艺上将其研磨成细粉与水混合制成吸收浆,吸收浆与烟气在吸收塔内混合接触,浆液中的碳酸钙与烟气中SO2、空气混合接触并发生氧化反应,最终生成二水石膏。
脱硫后的烟气经换热器加热升温后排入空气,余下的石膏浆经脱水处理后回收并循环利用。
密相干塔法脱硫
一、密相干塔法脱硫技术简介
密相干塔法脱硫技术是一种先进的燃煤烟气脱硫技术,在我国环保领域得到了广泛的应用。
它通过在燃煤烟气中添加脱硫剂,利用脱硫剂与SO2的化学反应,将烟气中的SO2转化为无害的硫酸盐,从而实现脱硫目的。
二、脱硫原理及过程
密相干塔法脱硫技术的主要过程包括:喷雾吸收、干燥、脱硫反应、产物收集和再生。
在脱硫塔内,燃煤烟气与喷雾吸收剂充分接触,使SO2被吸收并转化为硫酸盐。
随后,硫酸盐与脱硫剂在干燥过程中进一步反应,形成固态脱硫产物。
最后,通过收集和再生系统,将脱硫产物分离和处理,实现环保排放。
三、脱硫效果与优势
密相干塔法脱硫技术具有以下优势:
1.脱硫效率高,可达95%以上;
2.适应性强,适用于各种煤种的燃煤锅炉;
3.运行稳定,设备占地面积小;
4.投资和运行成本较低;
5.副产品具有一定的经济价值。
四、应用领域与前景
密相干塔法脱硫技术在我国燃煤锅炉、工业炉窑等领域得到了广泛应用,未来在我国环保政策推动下,该技术在电力、冶金、建材等行业具有广阔的市
场前景。
燃煤电厂烟气NID脱硫技术与工程应用目前,国内燃煤电厂锅炉烟气脱硫技术有了很大发展,新建机组配套脱硫和在役机组脱硫改造成为一种必然的发展趋势。
根据炉后烟气脱硫过程中工艺水的应用特点,将炉后烟气脱硫技术分为湿法、干法和半干法三大类。
其中,半干法脱硫是指在脱硫过程中有少量工艺水投入,但脱硫产物最终是以干态的形式出现。
特别是在役机组的脱硫改造,受已有条件限制,脱硫工艺和方案布置受到很大制约。
300MW以下机组改造选用半干法脱硫工艺的较多,半干法脱硫主要有脱硫除尘一体化脱硫工艺(NID)、烟气循环流化床法(CFB)等。
NID脱硫工艺以其独到的设计和相好的性能越来越受到重视和应用。
N1D脱硫工艺NID(Nove11ntegratedDesu1phurization)脱硫除尘一体化脱硫技术由A1STOM公司在20世纪90年代初从喷雾干燥法开发而成,用于燃煤、燃油电厂、工业锅炉、垃圾焚烧电厂的烟气脱硫及有害气体的处理。
1工艺原理及流程N1D是利用含有Cao的吸收剂或消石灰(氢氧化钙)与二氧化硫反应生成CaS03和Ca-S04o除尘器收集下来有一定碱性的粉尘与CaO混合增湿后再进入除尘器入口烟道和烟箱,反复循环。
NID 工艺特征是吸收剂的低湿度和高比例循环。
在吸收剂的大表面积和低湿度作用下,烟温快速下降,吸收剂水份快速蒸发。
由于水份蒸发时间很短,使得反应器容积减小。
N1D脱硫工艺可与除尘器组合为一体,构造简单,占地面积小,物料循环倍率可达30~50次以上。
正常情况下,脱硫率一般可达85以上。
2性能特点根据国家发展和改革委员会最新发布的《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程D1/T5196-20**»中关于脱硫工艺选择的一般性原则的要求,***电厂#2机组已投产约25年,属于剩余寿命低于10年的老机组,本工程设计的燃煤含硫量Sar<2.0,且吸收剂来源和副产品处置均能充分落实,适宜优先采用半干法、干法或其他费用较低的成熟脱硫技术。
火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保随着工业化进程的加快以及能源消费量的不断增加,燃煤火电厂作为我国主要的能源供应方式,占据着重要的地位。
燃煤火电厂在发电过程中产生的大量烟气中含有的二氧化硫和氮氧化物等有害物质给环境带来了严重的影响。
为了保护环境,减少空气污染,我国对火电厂烟气的净化技术提出了更高的要求,其中烟气脱硫脱硝技术应用成为了重点。
本文将从火电厂烟气脱硫脱硝技术的应用与节能环保方面进行探讨。
一、烟气脱硫脱硝技术概述1. 烟气脱硫技术烟气脱硫技术是指利用化学方法或物理方法降低烟气中二氧化硫的浓度,从而减少对大气环境的污染。
目前常见的烟气脱硫方法包括湿法石膏法、干法石灰石法和氨法等。
湿法石膏法是目前应用最为广泛的一种方法,其原理是将石膏与二氧化硫反应生成硫酸钙,从而达到脱除二氧化硫的目的。
烟气脱硝技术是指采用各种方法降低烟气中氮氧化物的浓度,从而减少对大气环境的污染。
常见的烟气脱硝方法包括选择性非催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)以及催化氧化法等。
SCR技术由于具有高脱硝效率、低能耗和低副产物生成等优点,被广泛应用于火电厂的烟气脱硝工程中。
目前,我国火电厂烟气脱硫脱硝技术应用已取得了显著的成效。
各地燃煤火电厂纷纷按照国家环保政策的要求,进行烟气脱硫脱硝改造,以减少大气污染物排放。
京能集团旗下的燕山热电厂采用了世界先进的湿法石膏法脱硫技术,将烟气中的二氧化硫大幅降低,达到国家排放标准。
与此该公司还引进了SCR脱硝技术,通过对烟气进行催化还原处理,有效降低了氮氧化物的排放浓度。
神华集团、华电集团等国内大型火电企业也在技术改造方面取得了积极成果,不断提高烟气脱硫脱硝技术的应用水平。
1. 节能作用烟气脱硫脱硝技术的应用在一定程度上有助于提高火电厂的能源利用率,达到节能减排的目的。
烟气脱硫过程中所需的吸收剂以及脱硝过程中的催化剂等均属于能源材料的消耗,但通过技术改造和优化设计,可以降低该消耗量,提高设备和反应效率,从而达到节能要求。
燃煤电厂各种干法、半干法、湿法脱硫技术及优缺点汇总目前,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开展优化;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,接下来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,能到达环保控制要求,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给,且价格要低廉一、干法脱硫干法脱硫工艺工艺用于电厂烟气脱硫始于20世纪80年代初。
传统的干法脱硫工艺主要有干法喷钙脱硫工艺、荷电干法吸收剂喷射脱硫法、电子束照射法、吸附法等。
传统的干法脱硫技术有工艺简单投资少,设备简占地面积小且不存在腐蚀和结露,副产品是固态无二次污染等优点,在缺水地区优势明显。
但是脱硫效率很低,一般脱硫效率只能到达70%左右,难以满足排放要求。
干法喷钙脱硫工艺工艺介绍磨细的石灰石粉通过气力方式喷人锅炉炉膛中温度为900〜1250。
C的区域在炉内发生的化学反应包括石灰石的分解和煨烧,S02和SO3与生成的Cao之间的反应。
颗粒状的反应产物与飞灰的混合物被烟气流带人活化塔中;剩余的CaO与水反应,在活化塔内生成Ca(OH)2,而Ca(OH)2很快与S02反应生成CaSo3,其中部分CaSO3被氧化成CaSo4;脱硫产物呈干粉状,大部分与飞灰一起被电除尘器收集下来,其余的从活化塔底部分离出来从电除尘器和活化塔底部收集到的部分飞灰通过再循环返回活化塔中。
烟气脱硫技术的研究与应用一、烟气脱硫技术概述烟气脱硫技术也称为燃煤烟气脱硫技术,是一种通过化学反应除去烟气中二氧化硫(SO2)的技术,常用于火力发电厂等高污染烟气的处理。
二、烟气脱硫技术的原理烟气脱硫技术的原理为钙基脱硫技术,即利用石灰石或石膏等材料与烟气中的SO2反应生成硫酸钙或二硫酸钙,进而达到降低烟气中SO2含量的目的。
三、烟气脱硫技术的主要方法1.湿法烟气脱硫技术:将石灰浆、喷雾液或者氨水喷入烟气中,与其中的SO2反应,生成硫酸钙或二硫酸钙。
2.干法烟气脱硫技术:将石灰或活性炭喷入烟气中,将SO2吸附在表面,之后经过冲洗等工艺除去SO2。
四、湿法烟气脱硫技术的研究与应用湿法烟气脱硫技术是烟气脱硫技术中应用最广泛的一种,其研究与应用历史悠久,技术成熟。
在火力发电等烟气处理行业中,湿法脱硫技术具有优异的除硫效果和较为稳定的操作特性。
五、干法烟气脱硫技术的研究与应用干法烟气脱硫技术相对于湿法脱硫技术具有的优点包括节能、降低除硫成本等,具有一定的研究价值。
目前,干法脱硫技术的研究尚处于探索阶段,缺少工业化应用经验和成熟的工艺。
六、烟气脱硫技术的发展趋势随着环保意识的不断提高,烟气脱硫技术得到了广泛关注,未来的趋势是技术的进一步完善和创新,降低除硫成本和提高脱硫效果。
同时,综合利用除硫后的废渣、尾气等资源,也成为研究的热点之一。
七、结语烟气脱硫技术的研究和应用为环境保护贡献了重要力量,发展绿色经济事业的大趋势下,其地位和作用日益突显。
今后烟气脱硫技术的研究方向将着重在提高技术创新和成熟度、减少成本和减少废气排放等方面发力。
五种常用的烟气脱硫技术解说烟气脱硫是指用各种物理、化学手段把燃煤电厂和工业炉窑等的尾气中的二氧化硫(SO2)降低到确定的水平,以达到国家对排放标准的限制要求。
本文将介绍五种常用的烟气脱硫技术。
1. 石灰石石膏法石灰石石膏法是一种常见的湿法脱硫技术,也是最早接受的脱硫技术之一、该技术的原理是在燃煤烟气中加入石灰膏和水,将SO2转化为二氧化硫酸钙(CaSO3),再将其进一步氧化为石膏(CaSO4)。
这种技术的优点是脱硫效率高,达到了90%以上,废料易于处理,成本较低,适用于中小型燃煤电厂。
但是,石灰石石膏法存在的问题是需大量耗水,对环境造成确定的影响。
2. 硫酸铵法硫酸铵法是一种干法脱硫技术,即在燃煤烟气中喷入硫酸铵(NH4HSO4),将SO2转化为二氧化硫酸铵(NH4)2SO4)。
硫酸铵法的优点是对气相、水相的污染小,不会产生像石膏一样的固体废物,不要消耗大量的水,运行成本相对较低。
但是,硫酸铵法要求精密的设备和掌控系统,而且对于不同的燃料成分,脱硫效率会有很大的影响。
3. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种干法脱硫技术,即通过喷入活性炭吸附剂,将SO2吸附在化学吸附辅佑襄助体(如多孔硅酸铝)中,从而实现脱硫。
活性炭吸附法的优点是相对较小的投资和运行成本,更高的稳定性和效率,并且在不同的环境和燃料适用性方面具有很大的快捷性。
但是,活性炭吸附法有一个问题是反应所产生的二氧化碳在整个处理流程中需要正确地处理。
4. 膜法膜法是一种新型的湿法脱硫技术。
基本原理是在燃烧过程中产生的SO2溶于水,通过半透膜,向其他相较低的浓度环境扩散。
可将废气中SO2除去,降低其排放浓度。
膜法的优点是占地面积小、操作便捷、操作维护费用低。
但膜法过程中的废弃物处理有确定的难度,协调好处理措施以避开对水资源环境带来危害。
5. 酸空气氧化法酸空气氧化法是一种湿法脱硫技术,它将烟气和过氧化氢混合,在酸性催化存在下氧化SO2生成硫酸。
该技术被认为是一种优越的回收硫的方式,在烟气脱硫过程和废气中,可形成硫酸液,再通过其他操作设备进行硫回收。
火电脱硫工艺一、燃烧前脱硫燃烧前脱硫通常采用物理或化学方法去除原煤中的硫分,以降低燃煤烟气中二氧化硫的排放。
常用的燃烧前脱硫技术包括:1. 洗煤技术:通过物理方法去除原煤中的部分硫分和杂质,常用的洗煤方法有重介质洗煤、浮选洗煤等。
2. 煤的脱硫技术:采用化学方法将原煤中的硫分转化为可分离的形态,常用的脱硫技术有氧化还原脱硫、化学链脱硫等。
二、燃烧中脱硫燃烧中脱硫即在燃烧过程中向炉内添加脱硫剂,以降低二氧化硫的排放。
常用的燃烧中脱硫技术包括:1. 循环流化床燃烧技术:通过向炉内添加石灰石等脱硫剂,利用循环流化床的特殊燃烧方式,使燃料和脱硫剂在炉内充分混合燃烧,提高脱硫效率。
2. 炉内喷钙技术:通过向炉内喷洒石灰石等钙基脱硫剂,利用高温燃烧产生的硫酸钙等物质,将二氧化硫转化为硫酸钙等物质,从而达到脱硫目的。
三、燃烧后脱硫燃烧后脱硫即对燃煤烟气进行脱硫处理,以进一步降低二氧化硫的排放。
常用的燃烧后脱硫技术包括:1. 湿法脱硫技术:利用碱性溶液(如石灰石、氧化镁等)吸收烟气中的二氧化硫,生成硫酸盐或亚硫酸盐,再将吸收液进行氧化、结晶、脱水等处理,最终得到硫磺或硫酸等产品。
常用的湿法脱硫技术有石灰石-石膏法、氧化镁法等。
2. 干法脱硫技术:利用干态的吸附剂(如活性炭、分子筛等)吸附烟气中的二氧化硫,达到脱硫目的。
常用的干法脱硫技术有活性炭吸附法、分子筛吸附法等。
3. 电子束照射法:利用高能电子束照射烟气,使二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸和硝酸,再与氨反应生成硫酸铵和硝酸铵,从而达到脱硫脱硝的目的。
4. 脉冲电晕法:利用高压脉冲电源产生高能电子,激活烟气中的氧气和水分子,产生强氧化性自由基,将二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸和硝酸,再与添加的氨反应生成硫酸铵和硝酸铵。
四、烟气处理对烟气进行除尘、脱硝、脱汞等处理,以降低烟气中有害物质的排放。
常用的烟气处理技术包括:1. 除尘技术:通过物理或化学方法去除烟气中的粉尘颗粒物,常用的除尘技术有机械除尘、静电除尘、袋式除尘等。
燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例燃煤烟气脱硫脱硝是一种对烟气中SO2和NOx进行去除的重要技术。
随着环境保护要求的提高,燃煤电厂等工业生产设施需要采取有效的脱硫脱硝措施,以减少大气污染物的排放。
燃煤烟气脱硫主要采用湿法和干法两种方式进行,湿法脱硫常见的技术有石膏法、海水脱硫法和氨法等,干法脱硫主要采用煤炭活性炭法和选择性催化还原法。
石膏法是目前最常用的湿法脱硫技术之一,其基本原理是通过喷射石膏糊液或喷射石膏粉末来与烟气中的SO2反应生成石膏,达到脱硫的目的。
石膏法脱硫设施主要包括石膏浆液制备系统、石膏浆液输送系统、石膏浆液喷射系统和石膏浆液除尘系统等。
该技术在国内外也有广泛应用。
海水脱硫技术是近年来发展起来的一种新型湿法脱硫技术,其原理是利用海水中的碱性物质与SO2反应生成硫酸盐,达到脱硫的目的。
与传统的石膏法相比,海水脱硫技术具有碱源充足、液气比低、脱硫效率高等优点,但也面临着海水腐蚀问题。
因此,在实际工程应用中,需要针对不同情况进行系统设计和工艺优化。
氨法是另一种常用的湿法脱硫技术,其原理是通过将氨气和烟气中的SO2反应生成硫酸铵,并在后续的步骤中将其转化为硫酸,达到脱硫的目的。
氨法脱硫技术具有高脱硫效率、适应性强等特点,在一些特殊的燃烧工况下得到了广泛应用。
除了烟气脱硫技术外,烟气脱硝也是减少大气污染物排放的重要措施之一。
常见的烟气脱硝技术包括选择性催化还原法、非选择性催化还原法和氨水法等。
选择性催化还原法是目前最常用的烟气脱硝技术之一,其原理是利用还原剂(如氨气或尿素等)与烟气中的NOx反应生成氮气和水蒸气。
该技术具有脱硝效率高、操作简单等特点,已经在多个工业领域得到了广泛应用。
非选择性催化还原法是一种适用于高温烟气的脱硝技术,其原理是通过将烟气中的NOx与添加催化剂(如铵盐、金属氧化物等)的干燥剂接触反应,使其发生化学反应转化为氮气和水蒸气。
氨水法是另一种常用的烟气脱硝技术,其原理是将氨水喷射到烟气中,通过与烟气中的NOx反应生成氮气和水蒸气。
常见烟气脱硫脱硝技术介绍1、磷铵肥法(PAFP)烟气脱硫技术磷铵肥法(Phosphate Ammoniate Fertilizer Process,简称PAFP),此技术的特点是将烟气中的SO2脱除并针对我国硫资源短缺的现状,回收SO2取代硫酸生产肥料,在解决污染的同时,又综合利用硫资源,是一项化害为利的烟气脱硫新方法。
2、活性炭纤维法(ACFP)烟气脱硫技术活性炭纤维法(Activated Carbon Fiber Process,简称ACFP)烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂(DSACF)脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的一项新型脱硫技术。
该技术脱硫率可达95%以上,单位脱硫剂处理能力会高于活性炭脱硫一个数量级以上(一般GAC处理能力为102Nm3/h.t,而ACF可达104Nm3/h.t)。
由于工艺过程简单,设备少,操作简单。
投资和运行成本低,且能在消除SO2污染同时回收利用硫资源,因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用,改善目前烟气脱硫技术装置“勉强上得起,但运行不起”的状况。
该烟气脱硫技术按10万KW机组锅炉机组烟气计,装置投资费用3500万,年产硫酸3万~4万吨。
仅用于全国高硫煤电厂脱硫每年约可减少SO2排放240万吨,副产硫酸360万吨,产值可达数十亿元。
3、软锰矿法烟气脱硫资源化技术MnO2是一种良好的脱硫剂。
在水溶液中,MnO2与SO2发生氧化还原发应,生成了MnSO4。
软锰矿法烟气脱硫正是利用这一原理,采用软锰矿浆作为吸收剂,气液固湍动剧烈,矿浆与含SO2烟气充分接触吸收,生成副产品工业硫酸锰。
该工艺的脱硫率可达90%,锰矿浸出率为80%,产品硫酸锰达到工业硫酸锰要求(GB1622-86)。
常规生产工业硫酸锰方法是:软锰矿粉与硫酸和硫精沙混合反应,产品净化得到工业硫酸锰。
由于我国软锰矿品位不高,硫酸耗量增大,成本上升。
燃煤电厂烟气脱硫技术的选择与优化方法燃煤电厂是我国主要的电力供应来源,然而,长期以来,燃煤烟气排放中的二氧化硫(SO2)对环境和人类健康造成了严重影响。
因此,对燃煤烟气进行脱硫处理成为保护环境的关键。
一、脱硫技术的选择当前,可供选择的燃煤烟气脱硫技术主要包括石灰石湿法脱硫、海藻酸盐湿法脱硫、吸收剂循环流化床脱硫、干法脱硫以及氨法脱硫等。
1. 石灰石湿法脱硫石灰石湿法脱硫是传统的脱硫技术,通过在烟气中喷入石灰浆或石灰石浆来吸收和固定硫酸二氧化硫。
该技术成熟、操作简单,但存在处理量小、石灰石消耗大、废液处理难等问题。
2. 海藻酸盐湿法脱硫海藻酸盐湿法脱硫是一种新型的脱硫技术,利用海藻酸盐作为吸收剂进行脱硫。
这种技术对硫酸二氧化硫的吸收效果显著,而且可以回收和循环利用,具有较好的经济性和环保性。
3. 吸收剂循环流化床脱硫吸收剂循环流化床脱硫是目前较为先进的技术之一。
它利用循环流化床反应器,以晶体硫化钙为吸收剂,将二氧化硫吸附为硫酸钙,并通过再生与重复利用吸收剂来实现连续脱硫。
该技术适用于大型燃煤电厂,并具有较高的脱硫效率和较低的能耗。
4. 干法脱硫干法脱硫主要通过氧化剂将SO2氧化成硫酸气态或固态颗粒物,然后收集和处理。
这种技术能够适应高硫煤的脱硫需求,但能耗较高且设备体积较大。
5. 氨法脱硫氨法脱硫是近年来发展起来的一种新型脱硫技术。
该技术通过在烟气中喷射氨水或氨气来与二氧化硫发生反应,生成硫化物并进行固定,以达到去除二氧化硫的目的。
氨法脱硫技术具有高效脱硫、无排放物和废水、运行费用低等优势,成为燃煤电厂脱硫的关注点。
二、脱硫技术的优化方法除了选择适合的脱硫技术,还需要对脱硫系统进行优化,以提高脱硫效率和降低运行成本。
1. 优化吸收剂特性优化吸收剂特性能够提高脱硫效率。
例如,通过改变吸收剂浓度、添加助剂或改变吸收剂的颗粒形状等手段,可以增加吸收剂与烟气中SO2接触的表面积,提高吸收效果。
2. 优化脱硫工艺参数合理设置脱硫工艺参数也是提高脱硫效率的关键。
燃煤电厂烟气脱硫技术漫谈[摘要]:含硫气体作为燃煤电厂排放的尾气中的主要污染物,其对环境的影响及破坏是非常严重的,因此在将燃煤电厂的尾气排放到大气之前很有必要对其进行处理,从而消除或降低尾气中含硫气体的含量,让其达到某个安全值再进行排放。
鉴于煤是我国最主要的燃料,烟气脱硫技术在我国已经有了长足的发展。
本文将对烟气脱硫技术进行概述,然后进一步剖析海水脱硫过程。
[关键词]:燃煤电厂烟气脱硫一、烟气脱硫技术概述近年来,我国二氧化硫气体的污染越来越严重,这在很多城市都能得以体现,很多地区都会出现严重的雾霾天气,室外能见度很低,这种严重的空气污染现象和二氧化硫的排放有着密切关系。
二氧化硫如果未经处理直接排放到空气中很有可能形成酸雨,酸雨对于建筑、农作物还有人体的腐蚀和侵害是严重而直接的,因此,燃煤电厂做好二氧化硫的处理是很有必要的。
在所有的排放源中,燃煤电厂的二氧化硫排放量无疑是最大的,在我国,燃煤电厂越来越多,有的企业有良好的道德标准及环境意识,会按照相关规定对于相应气体进行处理,然而,仍然存在着大量企业社会责任感及环境意识都很低下,将燃煤尾气未达标就肆意排放到空气中,这种行为是应当明令禁止的。
世界范围内针对电厂燃煤尾气的处理主要有三个途径,一种是燃烧前脱硫,一种是燃烧中脱硫,还有一种是燃烧后脱硫,也就是常说的烟气脱硫,这种方式也是应用最普遍的,并且在技术上很成熟,成本也最低。
烟气脱硫的工艺技术也有很多种,最常用的则是湿法烟气脱硫中的海水烟气脱硫,这种方法技术成熟、工艺简单,并且系统运行可靠、脱硫效率也很高,同时,它还具备投资运行费用低的特点,因此十分受到亲睐。
海水脱硫法是利用海水中天然含有的大量可溶性盐,尤其是其中的氯化物和硫酸盐,同时,海水中溶有大量的弱酸阴离子,例如:hco3-、co32-、h2bo3-及h2po4-、sio4-等,这些离子的存在使得海水呈现出一定的“碱度”,海水的ph值通常在8.0-8.2之间,这是一个很好的吸收酸性气体的环境,因此,海水天然就具备吸收二氧化硫的性质,是非常好的尾气处理试剂。
近年来,我国越来越重视环境污染问题,相关环保政策和大气污染物排放标准的相继出台,对烟气排放的要求越发严格。
在超低排放的背景下,降低燃煤烟气中的硫含量排放势在必行。
目前,我国燃煤烟气脱硫工艺迅速发展,也引进了许多国外先进的脱硫技术并实现了本土化。
常见的脱硫技术以燃烧阶段为基础可以分为三大类,即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。
目前,燃烧后脱硫技术以其成熟的技术优势在世界范围内广泛应用,尤其是在发达国家内更是占有最高的市场比例,取得的效果显著。
1 燃烧前脱硫
在煤炭燃烧前将硫分从煤炭中脱离出来,以减少最终排放烟气中二氧化硫含量的技术称为燃烧前脱硫。
这种技术不仅能够提高煤炭自身的燃烧效率,使煤炭充分燃烧,还可以将硫元素对后续存在的工艺设备造成的伤害和影响降至最低。
根据脱硫基本原理燃烧前脱硫可分为物理法脱硫、化学法脱硫和微生物法脱硫。
1.1 物理法脱硫
物理法脱硫利用煤中硫分和煤基体的密度、导电性、悬浮性等物理性质之间的差异而在洗选煤过程中脱除存在于煤中的无机硫,是我国目前较为常用的燃烧前脱硫方法。
该法的优点是工艺简单,投资少;缺点是只能脱除煤中的无机硫,对于煤中的有机硫没有脱除效果,并且脱硫效率也不高。
目前常用的工艺有:重选法、浮选法、磁选法、电选法。
重选法常用的脱硫设备有水力旋流机、摇床等。
该方法的优点是成本低、处理量大、污染小,但局限性也比较大,几乎不能脱除有机硫,对颗粒较细的煤炭脱除效果也不好。
浮选法利用矿物的疏水性,通过较多气泡黏附在其表面而上浮在浮选液之上,形成一种矿化泡沫层,刮除该层泡沫层从而实现煤炭与矿物杂质的分离。
磁选法首先将煤与含硫矿物经过强磁场,然后进入磁选,利用它们磁性的差异来分离煤中的含硫矿物。
但该方法只能脱除部分无机硫,对有机硫无脱除作用。
1.2 化学法脱硫
化学法脱硫是在高温、高压、氧化剂等作用下,将煤中的硫氧化或者置换,最终实现脱硫目的。
该法的优点是能够脱除无机硫和大部分有机硫,但所用设备复杂,能耗大,成本较高,并且脱硫试剂对设备具有一定的腐蚀性,会破坏煤炭结构,难以工业化利用。
目前已有的化学法脱硫工艺主要有:氧化法、碱处理法、热解法、溶剂萃取法等。
氧化法是指利用氧化剂,在一定的反应条件下氧化煤中硫分,使其成为一种可溶于酸或碱的成分,从而脱除煤中的硫分。
碱处理法以碱液作浸出剂,在一定的温度与压力下将无机硫和有机硫转化为可溶的硫化物和亚硫酸盐,然后通过洗涤过滤进行脱除。
该方法处理后的煤炭将会失去膨胀性和黏结性,缩小了煤炭的工业应用范围。
热解法是在惰性气体或还原性气体的保护下,逐渐升温或者在最终温度下,对煤进行热处理,使煤中的硫分发生动力学反应,在气、液、固三相状态中重新分配,最终实现脱硫的目的。
溶剂萃取法是在惰性气体保护下,将煤和有机溶剂按一定比例混合,在加压加热等条件下处理,通过置换将煤中的硫分离出来。
该方法需在高温高压下进行,难以实现规模化生产。
1.3 微生物法脱硫
微生物法脱硫是利用微生物能够选择性地氧化有机硫或无机硫的特点,除去煤中的硫元素,从而达到脱硫目的。
该方法具有设备简单、投资少、能耗低、安全可靠、无二次污染、脱硫条件温和,可将煤炭中的硫分转化为可溶性产品等优点,具有广阔的发展前景,但目前仍处于开发研究阶段。
目前已有的微生物法脱硫工艺主要有:生物浸出法处理、生物表面处理、生物选择性絮凝法。
生物浸出法利用微生物的氧化性,通过微生物的氧化分解,将煤中的硫铁矿氧化为硫酸盐,然后通过水浸溶解的方式脱除。
生物浸出法技术相对成熟,但需要充分的时间进行微生物的氧化作用,脱硫时间较长。
生物表面处理技术结合了传统的浮选工艺。
在煤浆中加入微生物,然后进行充分搅拌,以确保微生物和煤浆充分混合,微生物的附着改变了含硫矿物的亲水性,极易沉淀进入尾矿,从而达到脱硫目的。
生物选择性絮凝法利用了微生物对不同矿物絮凝能力的不同进行脱硫,通常采用疏水性微生物吸附在煤粒表面,使煤粒形成稳定絮团。
2 燃烧中脱硫
燃烧中脱硫是在煤炭燃烧阶段脱除煤中的硫的技术。
将固硫剂在煤炭燃烧过程中加入燃烧室,使煤炭和固硫剂充分接触,固硫剂受热分解生成CaO、MgO,与燃煤烟气中的SO2结合生成硫酸盐随灰分排出燃烧室,以达到脱除燃煤烟气中的二氧化硫。
通常使用的固硫剂有白云石(CaCO3·MgCO3)或石灰石(CaCO3)等。
目前固硫技术主要有燃料中掺入固硫剂、型煤加工掺入固硫剂以及固硫剂喷入炉膛中。
该方法具有投资少、成本低、经济性高、不会产生新的废气等优点,但对煤炭本身的燃烧有较大影响,降低了煤炭的燃烧效率。
3 燃烧后脱硫
燃烧后脱硫是在煤炭燃烧完成,生成含硫烟气后的阶段进行烟气脱硫的技术,脱除的是烟气中已经生成的二氧化硫。
煤炭燃烧生成烟气后,在烟气排放到大气中之前,向烟气中喷洒脱硫剂,利用酸碱中和的原理去除烟气中的二氧化硫,从而达到净化烟气的目的。
这项技术应用成熟,运行状况稳定,脱硫效率比较高。
根据对烟气脱硫过程中是否加入水,以及脱硫生成的产物的干湿状态,可以将烟气脱硫技术划分为三种,即干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术以及湿法烟气脱硫技术。
3.1 干法脱硫技术
干法脱硫中反应过程和脱硫产物均处于干态,脱硫剂与烟气中的二氧化硫接触,从而脱除二氧化硫,常见的方法主要有:活性炭吸附法、电子束辐射法等。
活性炭吸附法利用活性炭对燃煤烟气中二氧化硫的吸附作用,使烟气通过吸附床,吸附分离二氧化硫。
活性炭还可以再生使用。
该项技术效率较高,但脱硫系统较为庞杂,占地面积大。
电子束辐射法通过使用高能电子束照射烟气,产生大量的具有强氧化性的活性离子,将烟气中的二氧化硫氧化为三氧化硫,之后与水蒸气反应生成雾状硫酸,雾状硫酸再与提前注入的氨反应生成硫铵,从而脱除二氧化硫。
该方法脱硫效果好,脱除率较高,且副产品可进行利用,无二次污染,但其技术含量高,投资费用高。
3.2 半干法脱硫技术
半干法烟气脱硫技术的脱硫反应中气、液、固三相共存。
将吸收剂溶于水或者以浆液的形式喷入烟道,洗涤烟气进行脱硫,吸收液中的水分吸收烟气显热蒸发,使得最终的脱硫产物呈干粉状态。
该方法的优点是投资费用低、占地面积小、脱硫产物易处理、脱硫效率高,缺点是自动化要求比较高,吸收剂利用率低。
常见的半干法脱硫技术主要有:喷雾干燥法、烟气循环流化床法[8]。
喷雾干燥法是向吸收塔内喷入通过高速旋转雾化器雾化后,作为吸收剂的石灰浆液,使其与二氧化硫进行反应,生成CaSO3、CaSO4,从而脱除硫分。
此外,吸收剂不断吸收烟气中的热量,呈现干燥状态,最终生成的废渣以干态排出。
该方法脱硫效率较高,占地面积小,但技术要求高,易产生腐蚀问题。
烟气循环流化床法以消石灰浆液作为吸收剂,燃煤烟气经脱硫塔底部经文丘里管进入吸收塔,烟气中的二氧化硫与消石灰浆液进行反应,生成CaSO3、CaSO4,达到脱硫目的。
这项技术脱硫效率高,但其脱硫副产物缺少利用途径。
3.3 湿法烟气脱硫技术
湿法烟气脱硫是在脱硫剂为湿状态(呈液体或者浆液状)下进行脱硫的过程,所得脱硫产物也是湿态。
该方法的脱硫系统通常置于烟气除尘系统之后,脱硫剂呈碱性,最常用的是石灰石。
目前最常用的湿法烟气脱硫技术主要有:石灰石-石膏烟气脱硫、氨法烟气脱硫等。
其中,石灰石-石膏烟气脱硫技术在我国市场上占有率超过90%,成为我国应用广泛的脱硫技术。
石灰石-石膏烟气脱硫技术中,作为吸收剂的石灰石浆液与烟气中的二氧化硫在吸收塔内部逆向充分接触,生成亚硫酸钙(CaSO3),随后亚硫酸钙与空气中的氧气反应,生成可回收利用的石膏(CaSO4·2H2O),脱除二氧化硫后的烟气经
除雾器后直接排入大气。
该方法的优点是吸收剂来源广泛易得,脱硫反应速率快,脱硫效率高(一般均高于90%),技术成熟,运行状况稳定,对不同煤种均具有较好的适应性,对进口烟气的二氧化硫浓度适应性强,但是其缺点也很明显,它投资成本高,要求的设备体积大,占地面积广,反应工艺过程繁杂,容易腐蚀设备,能耗高。
氨法脱硫以氨水或液氨作吸收剂,通过吸收剂对燃煤烟气中二氧化硫的吸收作用净化烟气。
燃煤烟气进入吸收塔与喷淋的吸收剂充分接触后,二氧化硫被吸收生成硫酸铵,从烟气中脱除出去。
氨法脱硫效率高,但会存在氨逃逸和气溶胶问题。
4 结语
综上所述,现有的烟气脱硫技术多种多样,但都还面临着各种各样的技术难题需要克服。
随着环境污染问题的越发严重,人们的环保意识不断增强,发展一种高效的、可广泛应用的脱硫技术,以满足不断升级的环保标准势在必行。
这就要求我们不局限于传统的脱硫技术,完善和改进现有脱硫技术,开发出适应于我国国情的脱硫技术,保护环境。