对工业烟气脱硫技术的研究进展
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内循环流化床烟气脱硫技术研究一、研究背景随着我国经济的快速发展,工业生产和能源消耗也在不断增加,这导致了空气质量逐渐恶化,尤其是大气中的二氧化硫(SO浓度逐年攀升。
为了改善空气质量,减少污染物排放,我国政府对环境保护和节能减排提出了更高的要求。
因此研究和开发新的烟气脱硫技术显得尤为重要。
内循环流化床烟气脱硫技术是一种新型的环保技术,它可以将烟气中的二氧化硫有效地去除,从而达到降低污染物排放的目的。
这种技术具有操作简便、效率高、能耗低等优点,因此备受关注。
然而目前内循环流化床烟气脱硫技术在实际应用中还存在一些问题,如脱硫效率不高、设备成本较高等,这些问题亟待解决。
1. 国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状及存在的问题;内循环流化床烟气脱硫技术作为一种环保的脱硫方式,近年来在国内外得到了广泛的关注和研究。
然而尽管这项技术有很多优点,但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
首先让我们来看看国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状。
在国内这项技术已经取得了一定的进展,但与国外相比还有很大的差距。
目前国内的一些大型钢铁企业已经开始采用内循环流化床烟气脱硫技术,但由于技术和资金等方面的限制,这些项目的运行效果并不理想。
而在国外内循环流化床烟气脱硫技术已经非常成熟,广泛应用于各种工业领域。
那么为什么内循环流化床烟气脱硫技术在国内还存在这么多问题呢?一方面这可能与国内的技术水平和管理水平有关,与国外相比,国内的环保意识和技术水平还有待提高。
另一方面这也可能与国内的投资环境有关,由于环保政策的限制和市场竞争的压力,很多企业可能会选择更为简单和低成本的脱硫方式。
虽然内循环流化床烟气脱硫技术在国内外都得到了广泛的关注和研究,但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
我们需要进一步加强技术研发和人才培养,同时改善投资环境和管理水平,才能更好地推动内循环流化床烟气脱硫技术在我国的发展。
2. 国家环保政策和法律法规的要求话说这环保事儿,可真是让人头疼。
烟气脱硫技术的发展及应用现状的论文摘要:我国是一个能源消耗大国,同时我国的燃料组成结构主要以煤炭为主,这样在煤炭的燃烧过程中会有大量的SO2产生并排放到大气中,使大气中所含有的SO2超过标定的标准,所以针对这类污染源,需要做好燃气排放过程中的SO2的脱硫工作,从而改善其对大气的污染程度。
文中针对当前脱硫技术发展及应用现状进行了分析,以供参考。
关键词:烟气脱硫技术;发展趋势;应用现状SO2随烟气排入大气会形成酸雨,造成环境污染,破坏生态系统,危害人类健康和建筑物。
煤炭和石油燃烧过程排出的SO2约占世界总SO2排放量的90%,因此采取有效方法脱除燃煤、石油烟气中的SO2是控制SO2污染的主要途径。
虽然国内外为防治SO2污染进行了长期和大量的工作,提出了近200种烟气脱硫方法,但真正实施工业化的也仅10多种。
探求技术上先进、经济上合理的烟气脱硫技术是现阶段环保领域广泛关注的焦点之一。
1我国烟气脱硫技术的发展现状目前我国许多工厂在生产工艺流程中都加入了烟气脱硫技术,近年来,许多地方的大气污染都得到了不同程度的改善。
而不同的地区,不同的工厂中,所使用的烟气脱硫技术也有所不同,目前的发展阶段最为常用的是湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术以及半干法烟气脱硫技术这三类。
1.1湿法烟气脱硫技术。
湿法烟气脱硫技术在当今的许多工业生产领域都非常常用,很多工厂有着较为成熟的技术应用基础,并且脱硫效果与脱硫效率非常好,技术工艺相对来说也并不困难。
在脱硫过程中,主要采用液体的吸收剂去除掉二氧化硫气体,液体吸收剂的主要成分为石灰石以及水,脱硫原理为工业生产气体在通过液体吸收剂时,二氧化硫与碳酸钙发生反应,从而形成了硫酸钙以及二氧化碳,达到了脱硫的目的。
通常湿法烟气脱硫技术的具体工艺可以分为直接使用石灰石脱硫以及间接使用石灰石脱硫两类,根据工业生产过程中的具体条件选择合适的脱硫方法。
1.2干法烟气脱硫技术。
相对于湿法脱硫来说,干法烟气脱硫技术具有更加鲜明的特点,在当今的许多工厂中得到了非常广的应用。
科技资讯科技资讯S I N &T NOLO GY I NFORM TI ON2008N O.07SCI EN CE &TECHN OLOG Y I NFOR M A TI O N学术论坛近年来,大量的FC C 再生器烟气,由于其含有大量的S O X 、NO X 、颗粒物及C O 等,已经成为重要的空气污染源。
据估计[1],炼油厂排放的SO X 约占其总排放量的6%~7%,而催化裂化所排放的S O X 就占5%左右。
减少炼油厂S O X 的排放正受到前所未有的关注。
环保的压力迫使其排放量越来越低,而由于高硫原料的比重不断增加,其在烟气中的浓度不断增加,因此此必须加以控制。
美国的烟气排放标准为,每燃烧1000kg 的焦炭允许排放25g 二氧化硫和1kg 颗粒。
欧洲的烟气排放标准为新建F CC 装置烟气ρ(SO 2)为20~150m g/m 3,颗粒含量为10~30m gm 3。
随着对环境保护要求日益严格,我国的催化裂化装置也将面临着烟气排放的限制。
烟气脱硫技术主要分为干法、半干法烟气脱硫技术和湿法烟气脱硫技术,本文了主要对国内外几种典型的FCC 烟气脱硫技术的应用现状及其发展进行了综述。
1干法、半干法洗涤干法工艺使用某干粉作吸收剂,半干法工艺使用某种湿的吸收剂但做成一种干粉来用,吸收剂通过颗粒回收系统进行回收。
干法和半干法工艺优点是不降低排气温度,扩散效果好,没有水污染处理问题。
缺点是其吸附反应仅在固体表面进行,而内部反应时间长,要求具备大型吸附塔,并需要大量吸附剂。
Engel har d 公司开发的脱SO x 工艺(E SR )是一种干法工艺,采用干燥固体流化床,S O x 脱除率达95%以上。
固体物料可完全再生,E SR 吸附器为一稀相提升管,其中烟气与再生固体吸附剂接触,待生固体吸附剂在鼓泡床中用燃料气进行再生。
ESR 工艺的优点是投资较低,操作费用低[2]。
2湿法烟气脱硫技术2.1E D V 烟气脱硫技术Bel co 公司开发的ED V 湿法洗涤技术[3],从1994年开始工业应用以后,已显示出其优异的操作性和可靠性。
烟气生物脱硫技术1引言煤炭燃烧生成的SO2随烟气进入大气, 可能会形成酸雨, 对人类生存环境产生极大的危害。
而目前我国的能源结构以煤炭为主, 占一次能源的75%, 并且随着经济的增长, 在今后若干年内还有上升的趋势。
目前可以进入工业化的技术多为物理和化学方法, 与这些方法相比, 生物法脱硫去除率高、成本低、能耗少, 展示了广阔的应用前景。
本文将对生物烟气脱硫技术的研究进展进行介绍。
2烟气生物脱硫原理应用微生物脱硫的研究是伴随着利用微生物选矿的研究而开始的。
1947 年, Colmer 和Hinkle 发现并证实化能自养细菌能够促进氧化并溶解煤炭中存在的黄铁矿, 这被认为是生物湿法冶金研究的开始。
在20 世纪50 年代, Leathan 及Temple 等人就分别发现某些化能自养微生物与煤中的硫化铁的氧化有关, 并从煤矿废水中分离出氧化亚铁硫杆菌( Thiobacillus ferrooxidans) 。
但直到20 世纪70 年代, 随着酸雨和大气污染问题的日益严重, 微生物脱硫技术才开始得到重视。
微生物脱硫技术可以用在很多方面, 近年来, 在微生物煤炭脱硫、微生物除臭、微生物降解挥发性有机气体的研究和工业应用方面取得了较大进展, 而将微生物用于烟气脱硫(BFGD) 是一项较新的技术, 目前文献报道极少。
但随着人们对脱硫微生物认识的进一步提高, 生物脱硫技术将被广泛地应用于烟气脱硫。
2.1吸收SO2的工作原理烟气中的SO2通过水膜除尘器或吸收塔溶解于水并转化为亚硫酸盐、硫酸盐;在厌氧环境及有外加碳源的条件下,硫酸盐还原菌(SRB1将亚硫酸盐、硫酸盐还原成硫化物;然后再在好氧条件下通过好氧微生物的作用将硫化物转化为单质硫,从而将硫从系统中去除。
可以将烟气生物脱硫过程划分为两个阶段,即SO2的吸收过程和含硫吸收液的生物脱硫过程。
利用微小水滴的巨大表面积完成对烟气的吸收,从而使SO2从气相转入液相,并且主要以亚硫酸根、硫酸根的形式存在吸收效果与吸收液的比表面积、pH、碱度、温度等有关,但主要取决于吸收液的比表面积。
二氧化碳捕获技术在烟气脱硫脱硝中的应用研究在供能领域,化石能源的使用是无法避免的。
而化石能源使用所带来的问题之一就是排放的废气,其中二氧化碳是最为广泛的污染物之一。
为了控制这种污染,二氧化碳捕获技术已经成为了解决方案之一。
而在污染治理领域,烟气的脱硫脱硝同样是一个需要解决的问题。
本文将探讨二氧化碳捕获技术在烟气脱硫脱硝方面的应用研究进展。
一、烟气脱硫脱硝技术在化石能源的使用过程中,燃料中的硫和氮进入大气形成硫酸和硝酸等有害物质,这些物质对环境和人体健康都有一定危害。
因此,污染控制部门一直都在寻求各种解决方案。
脱硫脱硝技术是其中比较成熟的技术之一。
当燃料中的硫和氮被氧化后,再通过与吸收剂接触就可以达到脱硫脱硝的效果,从而减少有害物质的排放。
二、二氧化碳捕获技术二氧化碳的排放与气候变化有密切关系,因此需要进行控制。
而二氧化碳捕获技术则是一种处理这种排放的解决方案。
该技术使用吸收剂吸收二氧化碳,一旦捕获就可以集中处理或储存。
这样,就可以将二氧化碳排放降低到最小或不产生。
三、二氧化碳捕获技术在烟气脱硫脱硝中的应用研究进展近年来,许多研究团队尝试将二氧化碳捕获技术与烟气脱硫脱硝技术相结合,以降低碳排放和废气排放。
这样的组合技术被称为“二氧化碳吸收脱硫脱硝”(DASN)。
本文将介绍一些最新的相关研究成果。
1. 外置DASN技术外置DASN技术指的是把吸收剂放置在除硫器的氧化药罐处,与硫酸反应并吸收二氧化碳。
通过这种方式,可以同时实现脱硫、脱硝和二氧化碳的捕获。
研究结果显示,该技术可以将二氧化碳捕获效率提高至95%以上。
2. 一体式DASN技术一体式DASN技术指的是将吸收剂与脱硝催化剂混合在一起,使其能够同时进行脱硫、脱硝和二氧化碳的捕获。
该技术具有结构紧凑、应用灵活等优点。
然而,由于吸收剂与催化剂的相互作用,可能会导致吸收剂寿命短。
3. 传感器反馈控制的DASN技术传感器反馈控制的DASN技术利用传感器检测出氧化剂剩余浓度和液位,以控制进氧化剂的供应和二氧化碳的吸收。
钢铁厂烧结烟气脱硫技术的研究进展摘要:钢铁工业是国民经济的重要支柱之一,然而其生产过程中排放的烟气中含有大量的二氧化硫等有害气体,严重污染了环境。
为了解决这一问题,钢铁厂烧结烟气脱硫技术应运而生。
本文通过概述钢铁厂烧结烟气脱硫技术的发展趋势和应用实践,分析其前景,并给出结论。
通过对该技术的研究进展进行综述,旨在推动钢铁行业的绿色发展,提高环境质量,实现可持续发展目标。
关键词:钢铁厂;烧结烟气脱硫技术;研究进展1.钢铁厂烧结烟气脱硫技术的概述钢铁厂烧结烟气脱硫技术是针对烧结烟气中含有大量二氧化硫等有害气体的问题而研发的一种技术。
随着工业化进程的不断推进,钢铁厂烧结烟气排放问题日益突出,严重影响了环境质量和人民群众的健康。
因此,研究钢铁厂烧结烟气脱硫技术具有重要的理论和实践意义。
钢铁厂烧结烟气脱硫技术的概述主要包括脱硫原理、脱硫装置、脱硫剂选择以及脱硫效果评价等方面。
首先,脱硫原理是指通过将烟气中的二氧化硫与脱硫剂进行反应,使其转化为硫酸盐等可溶性化合物,从而达到脱除二氧化硫的目的。
其次,脱硫装置是指用于进行脱硫的设备,常见的包括湿法脱硫装置和干法脱硫装置两种。
湿法脱硫装置主要通过喷淋液或吸收剂与烟气进行接触,吸收和转化二氧化硫;而干法脱硫装置则主要通过干法吸附、干法反应或干法催化等方式进行脱硫处理。
脱硫剂选择是钢铁厂烧结烟气脱硫技术中的关键环节。
常用的脱硫剂包括石灰石、石膏、活性炭等。
不同的脱硫剂具有不同的脱硫效果和成本,因此在选择脱硫剂时需要综合考虑其脱硫效果、成本、可用性等因素。
此外,脱硫效果评价是对钢铁厂烧结烟气脱硫技术进行评估和改进的重要手段。
通过对脱硫效果的评价,可以及时发现问题并采取相应的措施进行改进,以提高脱硫效率和降低运行成本。
综上所述,钢铁厂烧结烟气脱硫技术的概述主要包括脱硫原理、脱硫装置、脱硫剂选择以及脱硫效果评价等方面。
该技术的研究和应用对于改善钢铁厂烧结烟气排放问题具有重要意义,同时也对推动环保事业的发展和保护人民群众的健康具有积极的影响。
烟气脱硫、脱硝及除尘技术研究进展文献综述文献综述烟气脱硫、脱硝及除尘技术研究进展一、前言部分我国能源结构是以燃煤为主,煤烟型污染的控制是大气环境保护的重点。
应因地制宜、结合国情,根据地区大气环境的特点,开发应用成熟技术、实用技术。
在除尘方面,在满足环境质量标准和排放标准的前提下,小型电厂锅炉除尘可选择单元复合多管式除尘器和陶瓷多管除尘器;对于中大型电厂锅炉除尘优先采用多级静电除尘器和袋式除尘,以满足环境质量标准要求。
在脱硫脱硝方面,可通过选择低硫煤(0,7以下),采用循环流化床锅炉,而且在燃烧过程加入石灰石为主的脱硫剂,可以有效的控制SO2的排放。
相对较低的燃烧温度也大大降低了NOx 的生成。
烟气脱硫,我国先后引进并建成了包括石灰石/石灰—石膏法、旋转喷雾干燥法、炉内喷钙炉后活化干法、海水洗涤法和电子束法的示范工程,为电厂因地制宜选用不同的烟气脱硫工艺提供样板。
但湿法脱硫工艺是世界上应用最多最为成熟的技术,也是我国重点发展的脱硫技术。
我国低NOx燃烧技术也发展很快,通过空气分级燃烧、尾气再循环等改变燃烧条件和燃烧方式,控制燃烧温度以减少NOx的产生。
结合我国国情开发电子束脱硫脱硝技术等,使其SO2、NOx资源回收利用,将会有广阔的应用前景。
注重选择引进国外先进、实用技术,通过消化吸收、加速使其国产化、 1配套化,降低造价。
从而可知对于除尘、脱硫、脱硝处理系统的研究对现在的社会发展和未来有着重大的意义。
二、主题部分随着国民经济的迅速发展,我国已经成为能源生产和消费大国,在此产生的二氧化硫和氮氧化物的排放量也逐年增加,目前已经居世界第一位。
由于我国的经济结构和社会生活建立在国产能源的基础上,而煤炭又占常规能源探明储量的90 ,因此,在今后相当长的时期内,煤炭仍将是我国的主要能源,据有关统计:若不采取有效的削减措施,2020年我国SO2:排放量将达到3500万吨,NOx排放量将 2,3,4达到2700万吨之多其中燃煤二氧化硫排放量占二氧化硫排放总量的90以上,火电站是我国的主要耗煤大户,其次是工业锅炉和取暖锅炉。
有机胺法烟气脱硫技术研究进展前言联合国环境规划部署1988年公布的统计资料显示,SO2已成为世界第一大污染物,人类每年向大气排放的SO2达1800万t。
我国1995年SO2排放量为2341万t,超过美国当时的2100万t;2004年SO2排放量为2254万t;2005年SO2排放总量为2549万t,居世间首位,均超过“十五”规划总量控制目标(1800万t/年),“十一五”期间减排SO2成为我国环境治理的重点,因此,减排SO2的污染已迫在眉睫。
与传统的脱硫技术比较,有机胺法烟气脱硫是一种再生型烟气脱硫技术,具有脱硫效率高、工艺流程简单、胺液循环周期长等特点,有着广阔的发展前景,本文对有机胺法烟气脱硫技术的研究进展进行介绍。
1. 传统脱硫技术烟气脱硫技术多种多样,世界各国从20世纪50年代开始研究脱硫技术,至今脱硫技术已达200多种。
根据脱硫过程所处的不同阶段,可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫三种。
按脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法烟气脱硫。
烟气脱硫是目前控制大气中二氧化硫排放浓度与总量最有效、应用最广的烟气脱硫技术。
烟气脱硫即采用化学、物理及生物等方法将烟气中的SO2予以固定和脱除。
目前,烟气脱硫技术中最为成熟的为湿法技术,占总装机量的85%,其中以石灰石/石膏湿法占36.7%,另外,还有氨-硫酸铵法,MgO法、活性炭法、钠碱法、电子催化氧化法、钠碱循环吸收法等。
湿法脱硫技术尽管脱除效率较高达90%以上,脱硫剂利用率高,但其设备费用约相当于发电厂全部建设费用的10%,且运行费用昂贵,管理维护困难,产生二次污染。
因此,开发一种资源化、高效化、经济化的烟气脱硫净化技术是当今环保工作者研究热点。
2. 有机胺法脱硫技术发展概况2.1国外胺法脱硫技术发展现状早期烟气脱硫以乙醇胺(MEA)为溶剂,其特点是化学反应活性好,能同时大量脱除原料气中的硫和碳,且几乎没有选择性。
MEA水溶液的缺点是容易发泡及降解变质。
锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术研究摘要随着我国改革开放,经济不断高速增长,与此同时也伴随着能源大量消耗,自然资源紧缺等问题。
国家曾多次提倡节能减排,减少对大气环境的污染。
因此有必要对大型电厂进行改造,旨在降低排放在空气中的污染物。
基于这个观点,本文指出了电厂锅炉脱硫、脱硝及烟气除尘技术的现状,分析了此项技术的概况和必要性,展示了在实际应用过程中成果,最后阐述了锅炉脱硫脱硝行业未来发展愿景。
关键词:锅炉;脱硫;脱硝;烟气除尘前言目前,我国生产电力的主要方式是通过燃烧煤炭、天然气、石油等能源物质,产生的化学能向电能转化。
燃料在燃烧不充分时候就会产生的碳硫化物等有毒气体。
这些有毒气体不经处理排放对环境会造成很大污染。
与此同时,这些元素氧化物会极大地影响生态环境并且降低综合质量[1]。
将会产生烟气污染等问题,因此有必要改善锅炉烟气脱硫、脱硝及烟气除尘技术,同步提高治理烟气污染的能力,有效监控电力企业,秉承可持续发展的绿色理念。
一、锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术现状1.1我国锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术概况我国经济高速发展,伴随着产生了工业大气污染问题,我国在环保方面也投入了大量资源。
基于此,急需高效治理火电厂污染物。
目前阶段,脱硫脱硝及烟气除尘技术在电厂发电过程中应用极广。
与此同时,高效使用这种技术也有效地控制了大气污染。
但是,我国脱硫、脱硝及烟气除尘技术与发达国家的先进技术之间也存在一定的差距,所以火电厂应充分研究相关技术,结合自己企业的实际情况,不断地优化与改进技术。
技术的发展可以极大地促进节能减排工作实施,同步可以使电厂在激烈的市场竞争中处于不败之地。
1.2锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的必要性改革开放以后,我国工业在发展过程中对煤炭的需求日益增加。
研究课题表明,当前煤炭数量直接应用于燃烧方面的平均已经达到了12t/d[2]。
尤其是在火电厂,需要的煤炭的资源日益增加。
与此同时,火电厂锅炉燃烧不充分,排放出来的硫化物、氮化物将会对周围环境造成污染,不能满足节能减排理念要求。
编号:AQ-Lw-04962( 安全论文)单位:_____________________审批:_____________________日期:_____________________WORD文档/ A4打印/ 可编辑对工业烟气脱硫技术的研究进展Research progress of industrial flue gas desulfurization technology对工业烟气脱硫技术的研究进展备注:加强安全教育培训,是确保企业生产安全的重要举措,也是培育安全生产文化之路。
安全事故的发生,除了员工安全意识淡薄是其根源外,还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。
摘要:本文针对工业烟气的脱硫技术的研究现状及研究方向进行综合性分析。
关键词:烟气脱硫技术研究1前言SO2是造成大气污染的主要污染物之一,有效控制工业烟气中SO2是当前刻不容缓的环保课题。
据国家环保统计,每年各种煤及各种资源冶炼产生二氧化硫(SO2)达2158.7万t,高居世界第一位,其中工业来源排放量1800万t,占总排放量的83%。
其中我国目前的一次能源消耗中,煤炭占76%,在今后若干年内还有上升的趋势。
我国每年排入大气的87%的SO2来源于煤的直接燃烧。
随着我国工业化进程的不断加快,SO2的排放量也日渐增多。
2、烟气脱硫技术进展目前,烟气脱硫技术根据不同的划分方法可以分为多种方法;其中最常用的是根据操作过程的物相不同,脱硫方法可分为湿法、干法和半干法[1]。
2.1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[2]。
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。
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(CaO3S)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。
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。
这种方法仅适于低浓度SO2烟气,而不适于高浓度SO2气体吸收,应用范围比较窄[3]。
另外,还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫技术。
2.2干法烟气脱硫技术优点:干法烟气脱硫技术为气同反应,相对于湿法脱硫系统来说,设备简单,占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等。
缺点:但反应速度慢,脱硫率低,先进的可达60-80%。
但目前此种方法脱硫效率较低,吸收剂利用率低,磨损、结垢现象比较严重,在设备维护方面难度较大,设备运行的稳定性、可靠性不高,且寿命较短,限制了此种方法的应用。
分类:常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。
典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。
以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。
A活性碳吸附法:原理:SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成H2SO4,饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生,同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。
可获得副产品H2SO4,液态SO2和单质硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫资源。
该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进,开发出成本低、选择吸附性能强的ZL30,ZIA0,进一步完善了活性炭的工艺,使烟气中SO2吸附率达到95.8%,达到国家排放标准[4]。
B电子束辐射法:原理:用高能电子束照射烟气,生成大量的活性物质,将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为SO3和二氧化氮(NO2),进一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收C荷电干式吸收剂喷射脱硫法(CD.SI):原理:吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有静电荷,当吸收剂被喷射到烟气流中,吸收剂因带同种电荷而互相排斥,表面充分暴露,使脱硫效率大幅度提高。
此方法为干法处理,无设备污染及结垢现象,不产生废水废渣,副产品还可以作为肥料使用,无二次污染物产生,脱硫率大于90%[7],而且设备简单,适应性比较广泛。
但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子;对于一般的大型企业来说,需大功率的电子枪,对人体有害,故还需要防辐射屏蔽,所以运行和维护要求高。
四川成都热电厂建成一套电子脱硫装置,烟气中SO2的脱硫达到国家排放标准。
D金属氧化物脱硫法:原理:根据SO2是一种比较活泼的气体的特性,氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe3O4)、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性,在常温或低温下,金属氧化物对SO2起吸附作用,高温情况下,金属氧化物与SO2发生化学反应,生成金属盐。
然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。
这是一种干法脱硫方法,虽然没有污水、废酸,不造成污染,但是此方法也没有得到推广,主要是因为脱硫效率比较低,设备庞大,投资比较大,操作要求较高,成本高。
该技术的关键是开发新的吸附剂。
以上几种SO2烟气治理技术目前应用比较广泛的,虽然脱硫率比较高,但是工艺复杂,运行费用高,防污不彻底,造成二次污染等不足,与我国实现经济和环境和谐发展的大方针不相适应,故有必要对新的脱硫技术进行探索和研究。
2.3半干法烟气脱硫技术半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末一颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。
A喷雾干燥法[5]:喷雾干燥脱硫方法是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴,雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积,在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。
一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等,目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。
一般情况下,此种方法的脱硫率65%~85%。
其优点:脱硫是在气、液、固三相状态下进行,工艺设备简单,生成物为干态的CaSO、CaSO,易处理,没有严重的设备腐蚀和堵塞情况,耗水也比较少。
缺点:自动化要求比较高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率不是很高。
所以,选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。
B半干半湿法:半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法,其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间,该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。
这种技术的特点是:投资少、运行费用低,脱硫率虽低于湿法脱硫技术,但仍可达到70%tn,并且腐蚀性小、占地面积少,工艺可靠。
工业中常用的半干半湿法脱硫系统与湿法脱硫系统相比,省去了制浆系统,将湿法脱硫系统中的喷入Ca(OH):水溶液改为喷入CaO或Ca(OH):粉末和水雾。
与干法脱硫系统相比,克服了炉内喷钙法SO2和CaO反应效率低、反应时间长的缺点,提高了脱硫剂的利用率,且工艺简单,有很好的发展前景。
C粉末一颗粒喷动床半千法烟气脱硫法:技术原理:含SO2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人床内,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。
但进气温度、床内相对湿度、反应温度之间有严格的要求,在浆料的含湿量和反应温度控制不当时,会有脱硫剂粘壁现象发生。
D烟道喷射半干法烟气脱硫:该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫,不需要另外加吸收容器,使工艺投资大大降低,操作简单,需场地较小,适合于在我国开发应用。
半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液,浆滴边蒸发边反应,反应产物以干态粉末出烟道。
3新兴的烟气脱硫方法以及当前研究的热点最近几年,科技突飞猛进,环境问题已提升到法律高度。
我国的科技工作者研制出了一些新的脱硫技术,但大多还处于试验阶段,有待于进一步的工业应用验证。
3.1硫化碱脱硫法由Outokumpu公司开发研制的硫化碱脱硫法主要利用工业级硫化纳作为原料来吸收SO2工业烟气,产品以生成硫磺为目的。
反应过程相当复杂,有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx 等物质生成,由生成物可以看出过程耗能较高,而且副产品价值低,华南理工大学的石林经过研究表明过程中的各种硫的化合物含量随反应条件的改变而改变,将溶液pH值控制在5.5—6.5之间,加入少量起氧化作用的添加剂TFS,则产品主要生成Na2S203,过滤、蒸发可得到附加值高的5H0·Na2S203,,而且脱硫率高达97%,反应过程为:SO2+Na2S=Na2S203+S。
此种脱硫新技术已通过中试,正在推广应用。
3.2膜吸收法以有机高分子膜为代表的膜分离技术是近几年研究出的一种气体分离新技术,已得到广泛的应用,尤其在水的净化和处理方面。
中科院大连物化所的金美等研究员创造性地利用膜来吸收脱出SO2气体,效果比较显著,脱硫率达90%。
过程是:他们利用聚丙烯中空纤维膜吸收器,以NaOH溶液为吸收液,脱除SO2气体,其特点是利用多孔膜将气体SO2气体和NaOH吸收液分开,SO2气体通过多孔膜中的孔道到达气液相界面处,SO2与NaOH迅速反应,达到脱硫的目的。
此法是膜分离技术与吸收技术相结合的一种新技术,能耗低,操作简单,投资少。
3.3微生物脱硫技术根据微生物参与硫循环的各个过程,并获得能量这一特点,利用微生物进行烟气脱硫,其机理为:在有氧条件下,通过脱硫细菌的间接氧化作用,将烟气中的SO2氧化成硫酸,细菌从中获取能量。
生物法脱硫与传统的化学和物理脱硫相比,基本没有高温、高压、催化剂等外在条件,均为常温常压下操作,而且工艺流程简单,无二次污染。