烟气脱硫方式汇总对比
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几种最常用烟气脱硫技术的优缺点中脱硫率工艺脱硫率70%~90%路博环保中等脱硫技术包括三种工艺:炉内喷钙加增湿活化工艺(LIFAC),烟气循环流化床(CFB,包括喷钙和常规)和喷雾干燥工艺。
与低脱硫效率的工艺相比,脱硫效率有所提高,运行费用相对减少,设备较复杂,因而投资费用增加。
与高效率的湿法工艺相比具有启停方便,负荷跟踪能力强的特点。
适用于燃用中低含硫量的现有机组的脱硫改造。
(1)LIFAC脱硫技术是由芬兰的Tampella公司和IVO公司首先开发成功并投入商业应用的该技术是将石灰石于锅炉的800℃~1150℃部位喷入,起到部分固硫作用,在尾部烟道的适当部位(一般在空气预热器与除尘器之间)装设增湿活化反应器,使炉内未反应的CaO和水反应生成Ca(OH)2,进一步吸收SO2,提高脱硫率。
LIFAC技术是将循环流化床技术引入到烟气脱硫中来,是其开创性工作,目前该技术脱硫率可达90%以上,这已在德国和奥地利电厂的商业运行中得到实现。
LIFAC技术具有占地小、系统简单、投资和运行费用相对较、无废水排放等优点,脱硫率为60%~80%;但该技术需要改动锅炉,会对锅炉的运行产生一定影响。
我国南京下关电厂和绍兴钱清电厂从芬兰引进的LIFAC脱硫技术和设备目前已投入运行。
(2)炉内喷钙循环流化床反应器脱硫技术是由德国Sim-meringGrazPauker/LurgiGmbH公司开发的。
该技术的基本原理是:在锅炉炉膛适当部位喷入石灰石,起到部分固硫作用,在尾部烟道电除尘器前装设循环流化床反应器,炉内未反应的CaO随着飞灰输送到循环流化床反应器内,在循环硫化床反应器中大颗粒CaO 被其中湍流破碎,为SO2反应提供更大的表面积,从而提高了整个系统的脱硫率。
该技术将循环流化床技术引入到烟气脱硫中来,是其开创性工作,目前该技术脱硫率可达90%以上,这已在德国和奥地利电厂的商业运行中得到证实。
在此基础上,美国EEC(EnviromentalElementsCorporation)和德国Lurgi公司进一步合作开发了一种新型烟气的脱硫装置。
脱硫技术比较一、石灰石-石膏法脱硫(一)脱硫原理CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2氧化过程2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2OCa(HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O+H2SO4(二)脱硫工艺流程1、石灰石浆液制备系统:主要由石灰石粉贮仓、石灰石粉计量和输送装置、带搅拌的浆液罐、浆液泵等组成,如图所示。
将石灰石粉由罐车运到料仓存储,然后通过给料机、计量器和输粉机将石灰石粉送入在浆配制罐。
在罐中与来自工艺过程的循环水一起配制成石灰石质量分数为15%~20%浆液。
用泵将该浆液经由一带流量测量装置的循环管道打入吸收塔内。
2、烟气系统:原烟气通过增压风机和烟道进入脱硫塔脱硫除尘后,最后通过烟道或原有烟囱排放。
3、脱硫循环吸收系统:FGD吸收系统采用带就地强制氧化的喷淋空塔。
吸收塔浆液循环系统包括循环泵、管道系统、喷淋组件及喷嘴, 使吸收浆液及原烟气进行充分的接触。
在吸收塔内烟气与石灰石/石膏悬浮液滴逆向流动时,SO2和SO3等与悬浮液中石灰石反应,形成亚硫酸钙等,亚硫酸钙在吸收塔浆池(吸收塔下部区)中被空气氧化成硫酸钙超饱和溶液,并结晶成石膏。
4、石膏脱水系统:脱硫塔底部浆液循环槽固含量浓度在10~15%,经过浆液排出泵输送到旋流器进行浓缩处理,旋流器底流液(其固含量浓度在45~55%)流入真空皮带脱水机进行脱水石膏含水率可以控制10%左右,旋流器顶流液(其浓度为4%)进入入吸收塔循环使用。
5、事故浆液系统:脱硫工程设置事故浆液箱(或者事故浆液池),并增加池内搅动设施和事故浆液泵,事故浆液泵在小时内排空事故浆液池液体。
事故浆液池用来储存吸收塔在停运检修期间吸收塔浆液池中的浆液,并为FGD的重新启动提供石膏晶种。
烟气脱硫方式汇总对比1、火电厂脱硫方式从煤使用的进程上来分,燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫三种。
(1)燃烧前主要是煤炭洗选,这样只能脱掉煤炭中的部分无机硫,对于有机硫还没有经济可行的去除方法;(2)燃烧中—洁净煤燃烧技术—CFBC技术:燃烧过程中脱硫,具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、控制炉温减少氮氧化物排放等特点。
(3)燃烧后—烟气脱硫(FDG):在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的烟道处加装脱硫设备,目前95%以上的燃煤锅炉采用此方式实施脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技术手段。
2、按照脱硫系统有无液相介入进行烟气脱硫方法分类(1)湿法脱硫:进入湿吸收剂,排出湿物质,湿法是利用碱性溶液为脱硫剂,应用吸收原理在气、液、固三相中进行脱硫的方法,脱硫产物和残液混合在一起,为稀糊状的流体。
湿法脱硫的操作温度在44-55ºC。
(2)半干法脱硫:进入湿吸收剂,排出干物质,半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法,脱硫产物为干粉状。
半方法的操作温度控制在60-80ºC。
(3)干法脱硫:进入干吸收剂,排出干物质。
干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。
如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末,即脱硫产物为粉状。
干法的操作温度在800-1300ºC。
(4)电子束法:是一种利用高能物理原理,采用电子束辐照烟气,或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。
电子束法使用的脱硫剂为合成氨,目前仅限于吨位不大的燃煤锅炉烟气脱硫。
(5)海水法:采用海水对烟气脱硫的方法,此方法受地域条件限制。
且有氯化物严重腐蚀设备的问题。
脱硫残液PH很低,必须配置参数合理的水质恢复系统,才能达到环保要求的排放条件。
3、按照脱硫剂来分类:(1)以石灰石、生石灰为基础的钙法:效率》95%,原料丰富,每吨SO2消耗1.8—1.9吨石灰石,325目石灰石市场价约170元/吨,副产品为石膏,每吨SO2产石膏2.6吨,每吨价格60元,这样每处理一吨SO2,成本为150元;(2)以氧化镁为基础的镁法:效率》95%,原料有限,每吨SO2消耗0.36吨氧化镁,市场价约1100元/吨,副产品做为石膏废水排掉,这样每处理一吨SO2,成本为398元;(3)以合成氨为基础的氨法:效率》95%,合成原料丰富,每吨SO2消耗2.6吨碳铵,农用级碳铵市场价约1200元/吨,副产品为化肥硫酸铵,每吨SO2产化肥2吨,每吨价格600元,这样每处理一吨SO2,成本为1920元;(4)以有机碱为基础的碱法;(5)以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法:效率》95%,合成原料有限,每吨SO2消耗1.7吨纯碱,纯碱市场价约1200元/吨,副产品为硫酸钠,抛弃,这样每处理一吨SO2,成本为2040元;。
CFB-FGD、NID、RCFB-FGD三种脱硫⼯艺的⽐较CFB-FGD、NID、RCFB-FGD三种脱硫⼯艺的⽐较⼀、烟⽓循环流化床⼲法脱硫技术(CFB-FGD):烟⽓循环流化床⼲法脱硫技术是德国鲁奇能捷斯(LLAG)公司最早在上世纪七⼗年代末开始了循环流化床烟⽓脱硫技术的研究,经过近三⼗年的不断改进(主要是在90年代中后期),解决了烟⽓循环流化床⼲法脱硫技术在负荷适应性、煤种适应性、物料流动性、可靠性、⼤型化应⽤等⽅⾯的问题,使烟⽓循环流化床脱硫技术得以成熟地进⾏⼯业应⽤。
德国鲁奇能捷斯(LLAG)公司是世界上最早从事烟⽓治理设备研制和⽣产的企业,已有⼀百多年的历史(静电除尘器的除尘效率计算公式---多依奇公式,就是该公司多依奇先⽣在上世纪初发明的)。
迄今为⽌,德国LLAG公司的循环流化床⼲法脱硫技术在全世界已有约50多套应⽤业绩。
其中包括世界上成功运⾏的300MW机组配套配套业绩。
从已投运装置的情况看,LLAG的烟⽓循环流化床技术,在脱硫率、Ca/S⽐、负荷适应能⼒、系统阻⼒、可控性、系统配置灵活性、可靠性等多项技术指标上,居于世界领先⽔平。
德国LLAG公司的烟⽓循环流化床脱硫技术的主要特点说明如下:1、采⽤流化床脱硫塔,⼀炉⼀塔。
2、塔内烟⽓流速约5m/s,烟⽓与脱硫剂的接触时间⼤于8秒钟以上,有利于脱硫效率的保证和脱硫灰⽔分的充分蒸发,提⾼整个系统的可靠性。
另外,长达8秒的接触时间为⾼脱硫率提供了的保证。
3、将物料和⽔分开单独加⼊到吸收塔内,加⽔的位置位于流化床颗粒浓度最⼤和湍动能最⼤的区域,采⽤单根回流式⾼压喷嘴,注⼊到塔内的雾化⽔的粒径⼩于200µ,通过⽓流和以⼤量激烈湍动的颗粒,促使脱硫反应的降温⽔得到有效的蒸发。
4、采⽤回流式⾼压喷嘴单喷嘴,⽔泵的出⽔设计量是喷嘴注⽔量的数倍,适应烟温变化的能⼒较强。
5、脱硫灰和吸收剂均从⽂丘⾥下部烟⽓⾼温段注⼊,抑制和减少了强吸⽔性物质的产⽣,提⾼了脱硫灰的流动性,解决了脱硫灰过度抱团、黏结的问题。
尾部烟气脱硫方案比选目前尾部烟气脱硫主要方式有干法和湿法,湿式烟气脱硫在工业上应用较早,具有技术成熟、运行可靠,脱硫效率高,适用煤种广等优点,特别适用于大型机组的脱硫,是我国目前应用最多的脱硫技术,但该法多为重复引用国外的技术,生成的副产物石膏硝路不畅,其他副产物是液体淤渣,较难处理,设备腐蚀严重、能耗高、占地面积大、投资和运行费用高,系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高等问题日益显现。
干法烟气脱硫具有工艺流程简单、占地面积小、投资运行费用较低吸收剂和副产物均为干态,设备和烟囱不需做任何防腐处理,无任何废水排放等优点。
2009 年国家环保部将烟气循环流化床干法脱硫工艺列入《2009 年国家鼓励发展的环境保护目录》、《燃煤电厂污染防治最佳技术指南(2010 年2 月)》推荐我国目前600MW 等级机组上实用干法脱硫技术。
湿法脱硫与干法脱硫技术比较经过太原、榆次、东营、临沂、临邑、徐州多地湿法脱硫、干法脱硫考察,湿法脱硫实际运行中主要存在以下几个问题:1、脱硫废水,脱硫废水的水质很差,既含有一类污染物,镉、汞、铬、铅、镍等重金属离子,对环境有很强的污染性。
又含有二类污染物铜、锌、氟化物、硫化物,另外废水的COD 悬浮物都比较高,许多水质指标都超过了排放标准,不能直排,很多地方目前要求脱硫废水深度处理,成本高,处理困难。
2、脱硫的副产物石膏,本意可用作水泥的缓凝剂,建材、化学工业等工业用途,实际由于脱硫石膏的品质、石膏销路不畅甚至没有,绝大多数供热企业目前为热源厂露天堆放,供暖结束后,随着灰渣外运填埋,造成二次污染。
3、湿法脱硫后从烟囱排出的烟气处于饱和状态,在采暖季温度较低的时候,凝结水气形成白色烟羽(见图6-22),并且这些烟气水分子排出烟囱后与烟囱周围的二氧化碳、氮气、粉尘吸附在一起,形成团状颗粒物,形成区域雾霾,很多专家认为湿法脱硫尾气带水是携带可溶物进入大气形成颗粒物是造成雾霾的主要原因4、目前很多地方出台了地方标准消除石膏雨、有色烟羽等条文,例2018 年8 月28 日,浙江省环保厅发布强制性地方环境标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》标准要求燃煤发电机组应采取烟温控制及其他有效措消除石膏雨、有色烟羽。
CFB锅炉烟气脱硫方式的比较摘要:CFB锅炉是一种环保型的锅炉,可以通过喷入一定的石灰石,实现了一定效率的炉内干法脱硫,炉内脱硫效率一般在60%~90%之间。
但由于CFB锅炉的燃料特点,在一些燃烧高硫燃料或所在地SO2排放标准要求严的CFB锅炉,必须在炉后进一步进行烟气脱硫。
本文通过对传统湿法脱硫工艺(钙法、镁法、氨法)存在的问题以及对循环流化床干法脱硫工艺优点的论述,得出了对于CFB锅炉采用循环流化床干法脱硫工艺更具有科学性结论。
关键词:CFB锅炉先除尘后脱硫先脱硫后除尘循环流化床干法综合利用腐蚀结垢旁路CFB锅炉以其在劣质煤利用、煤种的适应性、电网负荷调节等方面,具有独特的优势,得到了广泛的关注。
我国现已全面掌握了300MW 及以下机组CFB锅炉燃烧技术,600MWCFB锅炉技术也进入了示范应用阶段。
CFB锅炉通过喷入一定的石灰石,在炉内高温煅烧生成CaO,与烟气中的SO2进行反应,生成CaSO4,实现了一定效率的炉内干法脱硫,炉内脱硫效率一般在60%~90%(取决于Ca/S和锅炉结构)之间。
但由于CFB锅炉的燃料特点,在一些燃烧高硫燃料或所在地SO2排放标准要求严的CFB锅炉,必须在炉后进一步进行烟气脱硫。
CFB锅炉烟气脱硫提效的传统工艺路线,一般是烟气先经过布袋除尘器(或电除尘器)除尘后,再旁路进入湿法脱硫装置进行烟气的提效脱硫。
由于CFB锅炉烟气含尘浓度高,加上炉内脱硫后的烟尘比电阻高。
因此,传统的CFB锅炉烟气除尘净化一般采取配套布袋除尘器的方案。
笔者认为这种传统的先除尘后脱硫的工艺方案,应用于CFB 锅炉烟气的二次脱硫,是一种不合理的工艺路线,特别是随着取消脱硫旁路的要求日益得到落实,这种先除尘后脱硫的工艺方案所暴露的问题将更加严重。
这种传统的先除尘后脱硫的工艺方案存在的问题简述如下。
湿法脱硫塔的洗涤效果可以除去经电除尘器排出的部分颗粒(湿法脱硫的洗涤除尘效率一般可以达到50%),但由于湿法脱硫后的除雾器的除雾效果有限,排出的烟气含有浆液水汽中,夹带有大约15mg/m3的浆液细颗粒。
污染物处理技术装置海水法脱硫工艺由烟气系统、SO2吸收系统、海水供排水系统、海水恢复系统、电气及控制系统设备等组成镁法脱硫装置由增压机、吸收塔、吸收循环泵、氧化风机等设备组成有机胺法脱硫工艺由预分离器、、吸收装置、解吸装置、胺净化装置组成石灰法石灰-石膏法湿法脱硫工艺由吸收剂制备系统、烟气吸收及氧化系统、脱硫副产物、脱硫废水处理系统、烟气系统自控和在线监测系统组成。
亚硫酸钠法脱硫工艺包括烟气预处理、SO2吸收、吸收剂再生、SO2回收和产品纯化等工序。
氧化锌法主要由配浆、洗涤脱硫和固液分离等工序组成。
氨法干法吸附法主要由烟气预处理、吸附剂、SO2回收系统等炉内喷钙法脱硫系统由石灰供料系统、脱硫剂输送系统、气化系统组成二氧化硫旋转喷雾法主要由吸收剂浆液制备系统、喷雾干燥吸收塔、布袋除尘器或电除尘器等组成烟气循环流化床法主要由吸收剂制备系统、二氧化硫吸收系统、除尘系统、吸收剂再循环系统、自控和在线监测系统等组成半干法原理优点海水法烟气脱硫工艺是利用天然海水的碱度脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。
它可利用火电厂原有冷却用海水作为脱硫剂,在脱硫吸收塔内,大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气,烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去,净化后的烟气经除雾器除雾、烟气换热器加热后排放。
吸收二氧化硫后的海水在曝气池中与海水混合,曝气处理,其中不稳定的亚硫酸根被氧化成为稳定的硫酸根,并使海水的PH值与COD等指标恢复到海水水质标准后排入大海。
以海水作为吸收剂,节约淡水资源和矿产资源;被吸收的SO2转化成海水中的天然组分硫酸盐,不存在废弃物处理等问题,一定程度上可减少SO2的排放;可以适用中低硫煤;不存在结垢堵塞的问题;不产生任何固体;建设和运行费用较低,便于运行;脱硫效率较高(可以达到90%以上)。
采用菱镁矿经过煅烧生成的氧化镁,氧化钙作为脱硫吸收剂,将氧化镁和氧化钙通过浆液制备系统制成氢氧化镁,氢氧化钙在脱硫吸收塔内与烟气充分接触,烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化镁,氢氧化钙进行化学反应生成亚硫酸镁,亚硫酸钙,脱除燃煤烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性物质,净化燃煤烟气。
五种常用的烟气脱硫技术1、钠碱法钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的SO2,并可副产高浓度SO2气体或Na2SO3,它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点,适合于烟气SO2浓度较高的废气S02吸收处理。
但同时也存在副产品回收困难、运行费用高等缺点。
2、石灰石/石灰法烟气脱硫工艺中的石灰石法,主要采用细度200-300目的石灰石粉与水混合后制成石灰石浆液,然后输送至吸收塔内,再通过喷淋雾化装置使其与烟气接触,并吸收烟气,从而达到脱硫的目的。
该工艺需配备石灰石粉碎与化浆系统。
由于石灰石活性较低,脱硫过程需通过增大吸收液的喷淋量,提高液气比,以保证达到足够的脱硫效率,因此,采用该方法脱硫的运行费用较高。
石灰法是用石灰粉代替石灰石,石灰粉活性大大高于石灰石,可提高脱硫效率。
石灰法存在的主要问题是塔内容易结垢,引起气液接触器(喷头或塔板)的堵塞。
3、双碱法双碱法[Na2CO3/Ca(0H)2]是在石灰法基础上结合钠碱法,利用钠盐易溶于水,在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2。
吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰进行再生,从而使钠离子能循环吸收利用。
该工艺是在综合石灰法与钠碱法的特点基础上通过改进的结果。
主要解决了石灰法在塔内易结垢的问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。
脱硫副产物主要为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后)。
与氧化镁法相比,钙盐不具污染性,因此不产生废渣的二次污染。
4、氧化镁法氧化镁法采用氧化镁与SO2反应得到亚硫酸镁与硫酸镁,它们通过煅烧可重新分解出氧化镁,同时回收较纯净的SO2气体,脱硫剂可循环使用。
由于氧化镁活性比石灰水高,脱硫效率也较石灰法高。
它的缺点是氧化镁回收过程需煅烧,工艺较复杂,但若直接采用抛弃法,镁盐会导致二次污染,总体运行费用也较高。
5、氨法氨法采用氨水作为SO2的吸收剂,SO2与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。
根据吸收液再生方法的不同,氨法可分为氨—酸法、氨—亚硫酸氨法和氨—硫酸氨法。
目前最常用的几种烟气脱硫技术的优缺点前言我国的能源以燃煤为主,占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧,煤燃烧过程中产生严重污染,如烟气中CO2是温室气体,SOx可导致酸雨形成,NOX也是引起酸雨元凶之一,同时在一定条件下还可破坏臭氧层以及产生光化学烟雾等,伦敦正是由于光化学烟雾的原因,整天被雾所笼罩着,所以才会有雾都之称。
总之燃煤产生的烟气是造成中国生态环境破坏的最大污染源之一。
中国的能源消费占世界的8%~9%,SO2的排放量占到世界的15.1%,燃煤所排放的SO2又占全国总排放量的87%。
中国煤炭一年的产量和消费高达12亿吨,SO2的年排放量为2000多吨,预计到2010年中国煤炭量将达18亿吨,如果不采用控制措施,SO2的排放量将达到3300万吨。
据估算,每削减1万吨SO2的费用大约在1亿元左右,到2010年,要保持中国目前的SO2排放量,投资接近1千亿元,如果想进一步降低排放量,投资将更大。
为此1995年国家颁布了新的《大气污染防治法》,并划定了SO2污染控制区及酸雨控制区。
各地对SO2的排放控制越来越严格,并且开始实行SO2排放收费制度。
随着人们环境意识的不断增强,减少污染源、净化大气、保护人类生存环境的问题正在被亿万人们所关心和重视,寻求解决这一污染措施,已成为当代科技研究的重要课题之一。
因此控制SO2的排放量,既需要国家的合理规划,更需要适合中国国情的低费用、低耗本的脱硫技术。
正文烟气脱硫经过了近30年的发展已经成为一种成熟稳定的技术,在世界各国的燃煤电厂中各种类型的烟气脱硫装置已经得到了广泛的应用。
从烟气脱硫技术的种类来看,除了湿式洗涤工艺得到了进一步的发展和完善外,其他许多脱硫工艺也进行了研究,并有一部分工艺在燃煤电厂得到了使用。
烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨的有效手段之一,根据脱硫工艺脱硫率的高低,可以分为高脱硫率工艺、中等脱硫率工艺和低脱硫率工艺;最常用是按照吸收剂和脱硫产物的状态进行分类可以分为三种:湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫。
湿法与半干法烟气脱硫工艺技术比较随着国家环保政策的日益严格,对火力发电厂锅炉烟气脱硫、除尘的要求也更加严格,现行超净排放标准一般为粉尘:≤5mg/Nm³,二氧化硫:≤35mg/Nm³;部分地区甚至要求超超净排放,粉尘:≤2mg/Nm³,二氧化硫:≤8mg/Nm³等,如此要求对火力发电厂烟气脱硫、除尘工艺也提出了更高的要求。
现行火力发电厂锅炉烟气脱硫工艺主要分为湿法和半干法两种,两种脱硫方式结合不同的除尘工艺,共同组成了烟气脱硫、除尘处理工艺。
现就两种不同的工艺路线做出相应比较,明确相关优缺点,可作为工艺路线选取的参考。
一、工艺路线比较1.湿法脱硫主要工艺路线石灰石-石膏湿法工艺路线流程见下图:图1石灰石-石膏湿法工艺路线流程示意图湿法脱硫采用GaCO3作为脱硫剂,核心装置为脱硫塔,GaCO3粉经制浆系统后,以浆液形式经喷淋系统进入脱硫塔,在脱硫塔内与SO2反应,最终以GaSO4形式将SO2固化脱除。
其它系统包含增加脱硫剂利用效率的浆液循环系统,增加GaSO3到GaSO4转化的氧化系统,浆液外排系统,浆液的脱水系统等。
为降低大量粉尘进入脱硫塔,对脱硫循环浆液造成不利影响,一般在烟气进入脱硫塔前,须进行脱尘处理。
而又由于湿法脱硫塔顶部仅设有除雾器,对液滴脱除效率不高,要达到粉尘超净排放,一般需在脱硫塔后配套湿式电除尘器来实现。
故整体处理工艺一般如下:锅炉烟气经SCR脱硝处理后,一级配套高效除尘器(电袋、布袋除尘器、电除尘器)进行脱硫前除尘,保证脱硫入口烟气粉尘浓度满足要求。
经一级除尘后烟气进入湿法喷淋塔进行脱除SO2反应。
由于湿法脱硫反应环境无法脱除烟气中以细微硫酸雾滴存在的SO3,在湿法喷淋塔之后必须进一步配套湿式电除尘器来实现脱除。
配套的二级湿式电除尘器同时肩负粉尘减排提效作用。
由于湿法路线后级脱硫及除尘均在湿式环境下进行,为了提高排烟温度,系统通常还同时配套换热器。
脱硫工艺对比目前世界上的脱硫工艺有很多种,有的技术成熟,已经达到商业化应用的水平,有的处于研究阶段。
脱硫工艺总体可以分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。
目前应用较多的干法脱硫工艺有干法石灰/石膏脱硫工艺和半干法石灰/石膏脱硫工艺。
湿法脱硫主要有石灰/石膏湿法脱硫工艺、石灰石/石膏湿法脱硫工艺、氧化镁湿法脱硫工艺、双减法脱硫工艺和氨法脱硫工艺。
目前应用在烧结机上的脱硫主要有6中。
其性能比较见下表:从上表中可以看到石灰/石膏法、石灰石/石膏法、镁法和氨法都能达到90%以上的脱硫效率。
其中石灰/石膏法和石灰石/石膏法是当今世界上的主导脱硫工艺,约占全部烟气脱硫装置90%以上。
其特点是技术成熟,系统可靠性高,吸收效率高,吸收剂来源广泛,适用范围广,能应用于大容量机组。
与石灰石/石膏法相半干法只能应用于中小机组,且运行费用较高。
氨法虽然脱硫效率也可达到90%,但受脱硫剂,且工艺复杂,投资成本巨大。
镁法与氨法类似,主要受脱硫剂来源限制。
与石灰石/石膏法相比,石灰/石膏法更适合烧结机脱硫。
主要原因有:(1)烧结机本身需要使用石灰,所以无需单独购买脱硫剂;(2)与锅炉脱硫相比,烧结机一般没有脱硫预留场地,石灰法占地面积更小河北普阳钢铁有限公司2×180㎡烧结机,是目前国内主流大型烧结机组,所以综合脱硫效率、系统稳定性、脱硫剂来源、运行费用、投资成本等方面的因素考虑,石灰/石膏法无疑是河北普阳钢铁有限公司2×180㎡烧结机的最佳选择。
石灰/石膏湿法脱硫工艺主要有以下特点:1 投资费用少、占地面积小石灰/石膏法烟气脱硫系统主体设备为脱硫塔,脱硫塔兼有脱硫和除尘双重功效。
其它石灰干法脱硫系统主体设备除了脱硫塔外,还有脱硫风机及塔后除尘器进行除尘,因此石灰/石膏法烟气脱硫系统在投资上低于其它石灰干法脱硫,占地面积小于其它石灰干法脱硫。
2运行费用低本脱硫工艺采用目前世界上工艺最成熟的湿法石灰/石膏法脱硫工艺,相对于石灰干法/半干法脱硫,本工艺(湿法)脱硫系统阻力小(石灰/石膏法烟气脱硫系统阻力≤1000Pa,其它干法烟气脱硫系统由于需要采用布袋除尘,系统阻力≥3000Pa),系统电耗远远低于石灰干法/半干法脱硫;石灰利用率高,钙硫比仅为1.05,其它石灰干法脱硫钙硫比≥1.3(实际运行时可能达到2),石灰用量低于其它石灰干法/半干法脱硫,在石灰运输、储存、熟化、供应、反应等系统等方面也大大简化。
脱硫工艺是用湿法、半湿法还是干法,看完这篇就知道了导读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。
湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。
一、湿法烟气脱硫技术优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。
湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的80%以上。
缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。
系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。
分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
技术路线A、石灰石/石灰-石膏法原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。
是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到90%以上。
目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的,其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。
对比石灰石法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。
B 、间接石灰石-石膏法:常见的间接石灰石-石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。
原理:钠碱、碱性氧化铝(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2,生成的吸收液与石灰石反应而得以再生,并生成石膏。
该法操作简单,二次污染少,无结垢和堵塞问题,脱硫效率高,但是生成的石膏产品质量较差。
C、柠檬吸收法:原理:柠檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有较好的缓冲性能,当SO2气体通过柠檬酸盐液体时,烟气中的SO2与水中H发生反应生成H2SO3络合物,SO2吸收率在99%以上。
烟气脱硫方式汇总对比
1、火电厂脱硫方式从煤使用的进程上来分,燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫三种。
(1)燃烧前主要是煤炭洗选,这样只能脱掉煤炭中的部分无机硫,对于有机硫还没有经济可行的去除方法;
(2)燃烧中—洁净煤燃烧技术—CFBC技术:燃烧过程中脱硫,具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、控制炉温减少氮氧化物排放等特点。
(3)燃烧后—烟气脱硫(FDG):在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的烟道处加装脱硫设备,目前95%以上的燃煤锅炉采用此方式实施脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技术手段。
2、按照脱硫系统有无液相介入进行烟气脱硫方法分类
(1)湿法脱硫:进入湿吸收剂,排出湿物质,湿法是利用碱性溶液为脱硫剂,应用吸收原理在气、液、固三相中进行脱硫的方法,脱硫产物和残液混合在一起,为稀糊状的流体。
湿法脱硫的操作温度在44-55ºC。
(2)半干法脱硫:进入湿吸收剂,排出干物质,半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法,脱硫产物为干粉状。
半方法的操作温度控制在60-80ºC。
(3)干法脱硫:进入干吸收剂,排出干物质。
干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。
如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末,即脱硫产物为粉状。
干法的操作温度在800-1300ºC。
(4)电子束法:是一种利用高能物理原理,采用电子束辐照烟气,或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。
电子束法使用的脱硫剂为合成氨,目前仅限于吨位不大的燃煤锅炉烟气脱硫。
(5)海水法:采用海水对烟气脱硫的方法,此方法受地域条件限制。
且有氯化物严重腐蚀设备的问题。
脱硫残液PH很低,必须配置参数合理的水质恢复系统,才能达到环保要求的排放条件。
3、按照脱硫剂来分类:
(1)以石灰石、生石灰为基础的钙法:效率》95%,原料丰富,每吨SO2消耗1.8—1.9吨石灰石,325目石灰石市场价约170元/吨,副产品为石膏,每吨SO2产石膏2.6吨,每吨价格60元,这样每处理一吨SO2,成本为150元;
(2)以氧化镁为基础的镁法:效率》95%,原料有限,每吨SO2消耗0.36吨氧化镁,市场价约1100元/吨,副产品做为石膏废水排掉,这样每处理一吨SO2,成本为398元;
(3)以合成氨为基础的氨法:效率》95%,合成原料丰富,每吨SO2消耗2.6吨碳铵,农用级碳铵市场价约1200元/吨,副产品为化肥硫酸铵,每吨SO2产化肥2吨,每吨价格600元,这样每处理一吨SO2,成本为1920元;
(4)以有机碱为基础的碱法;
(5)以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法:效率》95%,合成原料有限,每吨SO2消耗1.7吨纯碱,纯碱市场价约1200元/吨,副产品为硫酸钠,抛弃,这样每处理一吨SO2,成本为2040元;。