烟气脱硫概述
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烟气脱硫技术是控制二氧化硫污染的主要手段,其技术种类繁多,按照不同的分类方式,可以分为以下几类:一、按工艺技术分类1. 湿法脱硫:这种方法是目前应用最广泛的脱硫技术,主要是通过在碱性溶液中吸收烟气中的二氧化硫,生成亚硫酸盐或硫酸盐,然后进行氧化、结晶和分离等处理,最终得到纯净的烟气。
湿法脱硫技术具有处理烟气量大、脱硫效率高、适用范围广等优点,但也存在投资大、运行成本高、产生二次污染等问题。
2. 干法脱硫:这种方法是利用固体吸收剂在干燥状态下脱除烟气中的二氧化硫,不产生废水和废渣。
干法脱硫技术具有投资少、运行成本低、不产生二次污染等优点,但也有处理烟气量小、脱硫效率低等缺点。
3. 半干法脱硫:这种方法是结合了湿法和干法的优点,通过在干燥状态下吸附二氧化硫,再在湿状态下氧化、结晶和分离等处理,最终得到纯净的烟气。
半干法脱硫技术具有投资少、运行成本低、处理烟气量大、脱硫效率高等优点,但也有操作复杂、需要严格控制反应条件等缺点。
1. 石灰石脱硫剂:这是最常用的脱硫剂之一,其主要成分为碳酸钙,通过与二氧化硫反应生成亚硫酸钙或硫酸钙,从而脱除烟气中的二氧化硫。
石灰石脱硫剂具有资源丰富、成本低、脱硫效率高等优点,但也存在会产生废渣、需要处理等问题。
2. 氨水脱硫剂:氨水是一种常见的脱硫剂,通过与二氧化硫反应生成亚硫酸铵或硫酸铵,从而脱除烟气中的二氧化硫。
氨水脱硫剂具有反应速度快、脱硫效率高等优点,但也存在会产生废渣、需要处理等问题。
3. 氧化镁脱硫剂:氧化镁是一种新型的脱硫剂,通过与二氧化硫反应生成硫酸镁或亚硫酸镁,从而脱除烟气中的二氧化硫。
氧化镁脱硫剂具有资源丰富、成本低、不会产生二次污染等优点,但也有反应速度慢、需要高温高压等反应条件等缺点。
三、按吸收剂是否再生分类1. 抛弃法:这种方法是将吸收剂一次性使用,不再回收再生。
抛弃法具有操作简单、投资少等优点,但也存在资源浪费和产生二次污染等问题。
2. 回收法:这种方法是将吸收剂回收再生并循环使用。
烟气脱硫工艺流程
烟气脱硫是指将燃煤、燃油、燃气等燃料燃烧产生的含硫气体
经过脱硫设备处理,将其中的二氧化硫等有害物质去除,以减少对
大气环境的污染。
烟气脱硫工艺流程主要包括湿法脱硫和干法脱硫
两种方法。
湿法脱硫是指利用碱性吸收液与烟气进行接触,通过化学反应
将二氧化硫吸收到吸收液中,最终形成含有硫酸盐的废水。
湿法脱
硫工艺流程一般包括吸收、氧化、结晶、过滤和再生等步骤。
其主
要优点是脱硫效率高,适用于高硫煤和高硫燃料气的脱硫,但同时
也存在废水处理难题和设备投资运行成本高的缺点。
干法脱硫是指利用固体吸收剂或干法反应剂直接与烟气接触,
通过物理吸附或化学吸收将二氧化硫吸附或转化为固体废物的方法
进行脱硫。
干法脱硫工艺流程主要包括喷射吸收、旋流喷射、干法
石灰石法等方法。
其主要优点是无废水排放,适用于低硫煤和低硫
燃料气的脱硫,但脱硫效率较低,设备复杂,投资运行成本也较高。
在实际工程应用中,选择合适的烟气脱硫工艺流程需要综合考
虑烟气含硫量、水资源情况、废水处理能力、设备投资运行成本等
因素。
此外,还需要考虑脱硫设备的稳定性、可靠性和安全性,以及对烟气中其他污染物的处理效果等因素。
总的来说,烟气脱硫工艺流程的选择应根据实际情况综合考虑各种因素,以达到经济、环保和可持续发展的目标。
希望本文所述内容对烟气脱硫工艺流程的了解有所帮助。
烟气脱硫概述烟气脱硫科技名词定义中文名称:烟气脱硫英文名称:flue gas desulfurization,FGD;flue gas desulfurization定义1:从烟气中脱除硫氧化物的工艺过程。
所属学科:电力(一级学科);环境保护(二级学科)定义2:从煤炭燃烧或工业生产过程排放的废气中去除硫氧化物的过程。
所属学科:煤炭科技(一级学科);煤矿环境保护(二级学科);煤矿环境污染及防治(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布烟气脱硫:指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。
目录一、方法二、工艺介绍1干式烟气脱硫工艺2喷雾干式烟气脱硫工艺3粉煤灰干式烟气脱硫技术4湿法FGD工艺三、工艺历史1第一代FGD的效率一般为70%~85%2第二代FGD系统3第三代FGD系统四、湿法烟气脱硫1湿法烟气脱硫的基本原理2湿法烟气脱硫用脱硫剂3湿法烟气脱硫的类型及工艺过程4湿法烟气脱硫主要设备5湿法烟气脱硫技术的应用6湿法烟气脱硫存在的问题及解决。
7湿法烟气脱硫装置各腐蚀区域的腐蚀分析一、方法烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。
世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。
按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。
湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,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技术的脱硫吸收和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。
烟气脱硫的基本原理及方法
烟气脱硫是指将含有硫化物的烟气中的硫化物捕捉或转化为其他形式,以减少或消除燃煤、燃油等能源的燃烧排放物中的硫含量,从而降低大气污染物排放水平的一种技术手段。
烟气脱硫的基本原理是利用化学反应将硫化物转化为不易挥发的化合物,或利用吸附剂将硫化物捕捉降低。
常见的烟气脱硫方法包括湿法脱硫和干法脱硫。
湿法脱硫是指在烟气中喷洒含有氧化剂或还原剂的溶液,将硫化物氧化或还原成不易挥发的硫化物。
常见的湿法脱硫方法有石灰石法、氨法和碱法。
其中,石灰石法是利用石灰石[CaCO3]与烟气中的SO2反应,生成石膏[CaSO4•2H2O]以达到脱硫的目的;氨法是通过喷洒氨水[NH4OH]使SO2与氨发生反应,生成氨合硫酸铵[(NH4)2SO4],再通过加热脱硫剂回收和烧结成硫酸铵;碱法是喷洒含有碱性物质如NaOH、Na2CO3等的溶液,将硫化物转化为易溶于水的硫酸盐溶液。
干法脱硫是指利用吸附剂吸附烟气中的硫化物。
常见的干法脱硫方法有碳炭法、活性炭法和催化剂法。
碳炭法是利用含有活性炭的吸附剂如活性炭、脱硫剂等吸附烟气中的SO2,达到脱硫目的;活性炭法是通过喷洒活性炭溶液或热活性炭颗粒吸附SO2;催化剂法是使用催化剂如V2O5、K2S2O8等,在高温下将SO2氧化为SO3,再与催化剂反应生成固体硫酸盐而脱除。
烟气脱硫的选择应根据烟气中硫含量、燃料类型、燃烧工艺等多种因素综合考虑。
不同的方法具有不同的优缺点,选择适合的脱硫方法可以大幅度减少燃烧排放物中的硫含量,以保护大气环境和人类健康。
烟气脱硫技术方案一、引言随着工业化的快速发展,大量燃煤产生的硫氧化物对环境和人体健康造成了严重的影响。
烟气脱硫技术作为降低硫氧化物排放的重要手段,得到了广泛的关注和应用。
本文将对烟气脱硫技术方案进行详细介绍,以期为相关领域提供参考和借鉴。
二、烟气脱硫技术概述烟气脱硫技术是指通过一系列化学或物理过程,将燃煤烟气中的硫氧化物去除,以达到降低SO2排放的目的。
根据不同的脱硫原理和技术特点,烟气脱硫技术可分为湿法、半干法和干法三大类。
三、湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫技术是指利用液体吸收剂吸收烟气中的SO2,然后通过再生或处理将吸收剂中的硫元素转化为单质硫或硫化合物。
该方法具有脱硫效率高、技术成熟等优点,但同时也存在投资大、运行成本高、易造成二次污染等问题。
常见的湿法烟气脱硫技术包括石灰石-石膏法、海水脱硫法、氨法等。
四、半干法烟气脱硫技术半干法烟气脱硫技术是指利用固体吸收剂或溶液吸收剂在干燥状态下吸收烟气中的SO2,然后通过再生或处理将吸收剂中的硫元素转化为单质硫或硫化合物。
该方法具有投资少、运行成本低、无二次污染等优点,但同时也存在脱硫效率相对较低、技术成熟度不够等问题。
常见的半干法烟气脱硫技术包括循环流化床脱硫技术、喷雾干燥法等。
五、干法烟气脱硫技术干法烟气脱硫技术是指利用固体吸收剂在干燥状态下直接吸收烟气中的SO2,然后通过再生或处理将吸收剂中的硫元素转化为单质硫或硫化合物。
该方法具有投资少、运行成本低、无二次污染等优点,但同时也存在脱硫效率相对较低、技术成熟度不够等问题。
常见的干法烟气脱硫技术包括活性炭吸附法、荷电干式吸收剂喷射法等。
六、烟气脱硫技术方案选择在选择烟气脱硫技术方案时,应综合考虑多种因素,包括燃煤的含硫量、烟气的流量和温度、设备的投资和运行成本、技术的成熟度和可靠性等。
此外,还应充分考虑当地的资源条件、环境因素以及对副产品的需求等因素。
通过对各种烟气脱硫技术的优缺点进行综合分析,结合实际情况进行选择,可以制定出经济、合理、可行的烟气脱硫技术方案。
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。
湿法烟气脱硫的概念湿法烟气脱硫是一种常见的烟气净化技术,用于去除烟气中的二氧化硫(SO2)等有害气体。
它通过与烟气中的湿化剂溶液反应,将SO2转化为可溶于水的硫酸盐或亚硫酸盐,从而达到去除SO2的目的。
本文将详细介绍湿法烟气脱硫的原理、工艺流程、优缺点和应用领域。
一、湿法烟气脱硫的原理湿法烟气脱硫的核心原理是将烟气中的SO2转化为溶于水的硫酸盐或亚硫酸盐,这一过程主要包括以下几个步骤:1. 氧化反应:湿法烟气脱硫中通常采用氧化剂(如空氧、过氧化氢等)将SO2氧化为亚硫酸气体(SO3),反应公式为:SO2 + 1/2O2 →SO32. 吸收反应:亚硫酸气体与水中的湿化剂(一般为氧化钙或氢氧化钠溶液)发生反应生成硫酸盐或亚硫酸盐,反应公式为:SO2 + H2O + CaO →CaSO3 + 1/2O2SO2 + H2O + NaOH →Na2SO33. 成核和粒径增长:湿法烟气脱硫中的烟气中含有微细颗粒物,如PM2.5,SO3会在气液界面上成核,并与颗粒物发生反应,形成硫酸盐或亚硫酸盐颗粒。
4. 结晶和沉淀:硫酸盐或亚硫酸盐颗粒在湿法烟气脱硫装置中沉淀下来,从而实现了烟气中SO2的去除。
二、湿法烟气脱硫的工艺流程湿法烟气脱硫一般包括烟气预处理、烟气吸收、氧化和结晶沉淀等过程。
主要的工艺流程如下:1. 烟气预处理:烟气进入脱硫装置前需要进行一些预处理工作,如除尘、降温等。
这些工作主要是为了减小脱硫装置的负荷和保护脱硫设备。
2. 烟气吸收:烟气进入脱硫装置后,与湿化剂接触发生吸收反应。
常用的湿化剂有氧化钙和氢氧化钠等。
烟气在吸收塔内与湿化剂充分接触,SO2被吸收生成硫酸盐或亚硫酸盐。
3. 氧化:湿法烟气脱硫装置通常采用氧化剂将亚硫酸气体(SO2)氧化成SO3。
氧化反应一般是在氧化塔中进行的,然后将氧化后的烟气送回吸收塔进行吸收反应。
4. 结晶沉淀:湿法烟气脱硫中生成的硫酸盐或亚硫酸盐颗粒物沉淀到底部的装置中进行结晶沉淀。
烟气脱硫讲述烟气脱硫
烟气脱硫也就是炉后脱硫,它是一种广泛使用的有效脱硫技术。
基本原理是酸碱中和。
烟道气中的SO2是酸性物质,与碱性物质反应形成亚硫酸盐或硫酸盐,从而除去了烟道气中的SO2。
常用的碱性物质是石灰石,生石灰和熟石灰,也可用氨和海水等其它碱性物质。
但常规的湿法技术由于投资大、运行费用高、设备易腐蚀、易结垢等诸多缺点,使之在应用上受到很大限制。
在湿法烟气脱硫系统中,碱性物质和烟气在喷淋塔中汇合。
烟道气中的SO2溶解在水中以形成稀酸溶液,然后用溶解在水中的碱性物质中和。
反应产生的亚硫酸盐和硫酸盐从水溶液中沉淀出来,沉淀取决于溶液中存在的不同盐的相对溶解度。
例如,硫酸钙具有相对较差的溶解度,因此易于沉淀。
硫酸钠和硫酸铵的溶解度要好得多。
SO2在干法和半干法烟气脱硫系统中,将固体碱性吸收剂或烟道气通过碱性吸收剂床喷入烟道气流中,使其与烟道气相接触。
无论哪种情况,SO2都会直接与固体碱性物质反应生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐。
为了使该反应进行,固体碱性物质必须非常疏松或非常细碎。
在半干烟道气脱硫系统中,将水加到烟道气中以在碱性物质颗粒的表面上形成液膜,并且SO 2溶解在液膜中以促进与固体碱性物质的反应。
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。
2.脱硫技术脱硫技术包括:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫(烟气脱硫)三种。
2.1燃烧前脱硫2.1.1机械浮洗法(MF)机械浮洗法是目前用得最多的一种燃烧前脱硫方法,它利用煤和含无机硫煤密度差异进行分离,采用跳汰机和摇床联合作业,脱硫率40%~50%,脱灰率30%~40%。
煤的浮选实际上是硫分在煤中的再分配,煤浮选后可获一半多一点的低硫煤,同时有10%的尾煤,尾煤可作为制硫酸的原料或在流化床内脱硫和燃烧。
2.1.2强磁分选(HMS)强磁分选利用无机硫顺磁性和煤反磁性来分离,用超导材料制成磁选机,在2万高斯磁场下可实现脱硫,总脱硫率可达45%。
2.1.3微波辐射法(MCD)微波辐射法是用一定波长电磁波照射经水、碱或FeCl3等盐类处理过的50~100℃煤粉,能使煤中的Fe-S,C-S化学键共振裂解,形成游离S并与H,O反应生成H2S、SO2或含氧、硫低分子气体从煤中逸出,脱硫率可达70%。
2.1.4煤的气化我国城市民用煤气,大城市用鲁奇加压气化技术;中小城市则应用水煤气两段炉气化技术(都已商品化);工业燃料气则用常压固定床发生炉煤气为主;化工原料气大厂用德士古气化技术;中小厂也以常压水煤气为主。
2.2燃烧中脱硫2.2.1型煤固硫添加固硫剂的型煤是工业锅炉实现炉内脱硫的主要方法之一。
它是向煤粉中加入粘结剂和固硫剂,然后加压成具有一定形状的块状燃料。
采用添加固硫剂的型煤燃烧后,脱硫率可达40%~60%,并可减少烟尘排放量60%,节约煤炭15%~27%。
型煤技术的攻关和研究方向一直集中在新的粘结剂和大型高压成型设备两方面。
粘结剂可分为两大类,一类是有机粘结剂,疏水性有机粘结剂,如焦油沥青、石油沥青、焦油渣,亲水性有机粘结剂则有淀粉类、纸浆废液、腐植酸盐碱液、糖醛渣液等,有机粘结剂粘结能力强,但疏水性有机粘结剂价格高,来源有限,亲水性有机粘结剂加入量大,不防水,热强度较差;另一类是无机粘结剂,常用的有石灰、不溶性水泥、粘土、水溶性水玻璃等,此类粘结剂来源广,价格便宜,有的粘结剂粘结能力强,还有固硫作用,缺点是加入量大,型煤灰分增加量多,后处理工艺复杂,多数产品不防水。
烟气脱硫概述烟气脱硫科技名词定义中文名称:烟气脱硫英文名称:flue gas desulfurization,FGD;flue gas desulfurization 定义1:从烟气中脱除硫氧化物的工艺过程。
所属学科:电力(一级学科);环境保护(二级学科)定义2:从煤炭燃烧或工业生产过程排放的废气中去除硫氧化物的过程。
所属学科:煤炭科技(一级学科);煤矿环境保护(二级学科);煤矿环境污染及防治(三级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布烟气脱硫:指从烟道气或其他工业废气中除去硫氧化物(SO2和SO3)。
目录一、方法二、工艺介绍1干式烟气脱硫工艺2喷雾干式烟气脱硫工艺3粉煤灰干式烟气脱硫技术4湿法FGD工艺三、工艺历史1第一代FGD的效率一般为70%~85%2第二代FGD系统3第三代FGD系统四、湿法烟气脱硫1湿法烟气脱硫的基本原理2湿法烟气脱硫用脱硫剂3湿法烟气脱硫的类型及工艺过程4湿法烟气脱硫主要设备5湿法烟气脱硫技术的应用6湿法烟气脱硫存在的问题及解决。
7湿法烟气脱硫装置各腐蚀区域的腐蚀分析一、方法烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。
世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。
按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。
湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,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技术的脱硫吸收和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)的烟气脱硫技术。
特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法,以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。
按脱硫产物的用途,可分为抛弃法和回收法两种。
二、工艺介绍1干式烟气脱硫工艺该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初,与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点:投资费用较低;脱硫产物呈干态,并和飞灰相混;无需装设除雾器及再热器;设备不易腐蚀,不易发生结垢及堵塞。
其缺点是:吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺;用于高硫煤时经济性差;飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用;对干燥过程控制要求很高。
2喷雾干式烟气脱硫工艺喷雾干式烟气脱硫(简称干法FGD),最先由美国JOY公司和丹麦NiroAtomier公司共同开发的脱硫工艺,70年代中期得到发展,并在电力工业迅速推广应用。
该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触,石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物,最后连同飞灰一起被除尘器收集。
我国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验,取得了一些经验,为在200~300MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。
3粉煤灰干式烟气脱硫技术日本从1985年起,研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术,到1988年底完成工业实用化试验,1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备,处理烟气量644000Nm3/h。
其特点:脱硫率高达60%以上,性能稳定,达到了一般湿式法脱硫性能水平;脱硫剂成本低;用水量少,无需排水处理和排烟再加热,设备总费用比湿式法脱硫低1/4;煤灰脱硫剂可以复用;没有浆料,维护容易,设备系统简单可靠。
4湿法FGD工艺世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。
这种工艺已有50年的历史,经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较低和副产品易回收等优点。
据美国环保局(EPA)的统计资料,全美火电厂采用湿式脱硫装置中,湿式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,两法共占87%;双碱法占4.1%,碳酸钠法占3.1%。
世界各国(如德国、日本等),在大型火电厂中,90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。
石灰或石灰石法主要的化学反应机理为:石灰法:SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O 石灰石法:SO2+CaCO3+1/2H2O →CaSO3•1/2H2O+CO2其主要优点是能广泛地进行商品化开发,且其吸收剂的资源丰富,成本低廉,废渣既可抛弃,也可作为商品石膏回收。
目前,石灰/石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺,对高硫煤,脱硫率可在90%以上,对低硫煤,脱硫率可在95%以上。
传统的石灰/石灰石工艺有其潜在的缺陷,主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。
为了解决这些问题,各设备制造厂商采用了各种不同的方法,开发出第二代、第三代石灰/石灰石脱硫工艺系统。
湿法FGD工艺较为成熟的还有:氢氧化镁法;氢氧化钠法;美国DavyMckee公司Wellman-LordFGD工艺;氨法等。
在湿法工艺中,烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。
因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低(45℃),大都在露点以下,若不经过再加热而直接排入烟囱,则容易形成酸雾,腐蚀烟囱,也不利于烟气的扩散。
所以湿法FGD装置一般都配有烟气再热系统。
目前,应用较多的是技术上成熟的再生(回转)式烟气热交换器(GGH)。
GGH价格较贵,占整个FGD工艺投资的比例较高。
近年来,日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的GGH,较好地解决了烟气泄漏问题,但价格仍然较高。
前德国SHU公司开发出一种可省去GGH和烟囱的新工艺,它将整个FGD装置安装在电厂的冷却塔内,利用电厂循环水余热来加热烟气,运行情况良好,是一种十分有前途的方法。
三、工艺历史1927年英国为了保护伦敦高层建筑的需要,在泰吾士河岸的巴特富安和班支赛德两电厂(共120MW),首先采用石灰石脱硫工艺。
据统计,1984年有SO2控制工艺189种,目前已超过200种。
主要可分为四类:(1)燃烧前控制-原煤净化(2)燃烧中控制-硫化床燃烧(CFB)和炉内喷吸收剂(3)燃烧后控制-烟气脱硫(4)新工艺(如煤气化/联合循环系统、液态排渣燃烧器)其中大多数国家采用燃烧后烟气脱硫工艺。
烟气脱硫则以湿式石灰石/石膏法脱硫工艺作为主流。
自本世纪30年代起已经进行过大量的湿式石灰石/石膏法研究开发,60年代末已有装置投入商业运行。
ABB公司的第一套实用规模的湿法烟气脱硫系统于1968年在美国投入使用。
1977年比晓夫公司制造了欧洲第一台石灰/石灰石石膏法示范装置。
IHI(石川岛播磨)的首台大型脱硫装置1976年在矶子火电厂1、2号机组应用,采用文丘里管2塔的石灰石石膏法混合脱硫法。
三菱重工于1964年完成第一套设备,根据其运转实绩,进行烟气脱硫装置的开发。
1第一代FGD系统在美国和日本从70年代开始安装。
早期的FGD系统包括以下一些流程:石灰基流质;钠基溶液;石灰石基流质;碱性飞灰基流质;双碱(石灰和钠);镁基流质;Wellman-Lord 流程。
采用了广泛的吸收类型,包括通风型、垂直逆流喷射塔、水平喷射塔,并采用了一些内部结构如托盘、填料、玻璃球等来增进反应。
第一代FGD的效率一般为70%~85% 除少数外,副产品无任何商用价值只能作为废料排放,只有镁基法和Wellman-Lord法产出有商用价值的硫和硫酸。
特征是初投资不高,但运行维护费高而系统可靠性低。
结垢和材料失效是最大的问题。
随着经验的增长,对流程做了改进,降低了运行维护费提高可靠性。
2第二代FGD系统在80年代早期开始安装。
为了克服第一代系统中的结垢和材料问题,出现了干喷射吸收器,炉膛和烟道喷射石灰和石灰石也接近了商业运行。
然而占主流的FGD技术还是石灰基、石灰石基的湿清洗法,利用填料和玻璃球等的通风清洗法消失了。
改进的喷射塔和淋盘塔是最常见的。
流程不同其效率也不同。
最初的干喷射FGD可达到70%~80%,在某些改进情形下可达到90%,炉膛和烟道喷射法可达到30%~50%,但反应剂消耗量大。
随着对流程的改进和运行经验的提高,可达到90%的效率。
美国所有第二代FGD系统的副产物都作为废物排走了。
然而在日本和德国,在石灰石基湿清洗法中把固态副产品强制氧化,得到在某些工农业领域中有商业价值的石膏。
第二代FGD系统在运行维护费用和系统可靠性方面都有所进步。
3第三代FGD系统炉膛和烟道喷射流程得到了改进,而LIFAC和流化床技术也发展起来了。
通过广泛采用强制氧化和钝化技术,影响石灰、石灰石基系统可靠性的结垢问题基本解决了。
随着对化学过程的进一步了解和使用二基酸(DBA)这样的添加剂,这些系统的可靠性可以达到95%以上。
钝化技术和DBA都应用于第二代FGD系统以解决存在的问题。
许多这些系统的脱硫效率达到了95%或更高。
有些系统的固态副产品可以应用于农业和工业。
在德国和日本,生产石膏已是电厂的一个常规项目。
随着设备可靠性的提高,设置冗余设备的必要性减小了,单台反应器的烟气处理量越来越大。
在70年代因投资大、运行费用高和存在腐蚀、结垢、堵塞等问题,在火电厂中声誉不佳。
经过15年实践和改进,工作性能与可靠性有很大提高,投资和运行费用大幅度降低,使它的下列优点较为突出:(1)有在火电厂长期应用的经验;(2)脱硫效率和吸收利用率高(有的机组在Ca/S接近于1时,脱硫率超过90%);(3)可用性好(最近安装的机组,可用性已超过90%)。
人们对湿法的观念,从而发生转变。
目前它是应用最广,技术最成熟的工艺,运行可靠、检修周期长,采用经济实用、廉价的石灰石细粉作为吸收剂,与烟气中的SO2反应,经过几个反应步骤,生成副产品石膏。
椐统计,全世界现有烟气脱硫装置中,湿法约占85%(其中石灰石/石膏系统为36.7%,其它湿法48.3%),喷雾干燥系统8.4%,吸收剂再生系统3.4%,烟道内喷吸收剂1.9%。
四、湿法烟气脱硫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。