湿法烟气脱硫
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湿法脱硫的工作原理
湿法脱硫是指通过化学吸收来去除烟气中的SO2的过程。
在
湿法脱硫系统中,石灰石和石膏浆液作为吸收剂,在循环泵的驱
动下,从吸收塔底部进入到吸收塔上部的吸收区域,与烟气进行
充分的接触,从而使烟气中的SO2与浆液中的CaCO3发生化学反应,生成石膏。
而经过石灰石浆液吸收的SO2又被排入到石灰石
浆液循环泵入口。
在脱硫系统中,石灰石浆液循环泵起到一个增
压作用,使循环泵的转速增加。
而浆液在循环泵的驱动下,会从
入口带到出口区域,其流速会进一步增加。
在烟气进入到循环泵
之前,还需要设置一个预处理系统,以便除去进入脱硫系统的粉
尘等杂质。
经过预处理系统后,烟气中的SO2含量将进一步降低。
然后通过湿法脱硫装置中的一种特殊装置——喷淋装置(sludgeplant)进行脱硫。
喷淋装置在脱硫系统中起到两个主
要作用:第一是吸收剂喷射装置,该装置具有将脱硫剂雾化为细
小液滴并输送到烟气中去的功能;第二是吸收塔内发生化学反应
时所需要的高温环境。
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湿法脱硫的工作原理是
湿法脱硫是一种常用的烟气脱硫技术,其工作原理是通过将烟气与含有氧化剂的吸收剂接触,使烟气中的二氧化硫(SO2)被吸收剂吸收并转化为硫酸盐。
这种技术主要适用于燃煤电厂、工业锅炉等燃烧过程中产生大量二氧化硫的场合。
具体来说,湿法脱硫的工作原理包括以下几个步骤:
1. 烟气接触:烟气从燃烧设备中排出后,进入脱硫塔或吸收器。
在脱硫塔中,烟气与喷射进来的吸收剂进行接触,形成气液两相的接触界面。
2. 吸收剂循环:吸收剂通常是一种碱性溶液,如石灰石浆液(石灰石和水的混合物)。
吸收剂通过喷淋或喷射的方式,与烟气进行充分接触。
在接触过程中,二氧化硫会被吸收剂吸收。
3. 反应转化:二氧化硫与吸收剂中的氧化剂(如氧气或空气)发生反应,生成硫酸盐。
这个反应通常是一个氧化还原反应,将二氧化硫氧化为硫酸。
4. 产物处理:生成的硫酸盐会与吸收剂中的其他成分一起形成溶液。
这个溶液需要进行处理,以便回收或处理其中的有害物质,同时将吸收剂重新循环使用。
总的来说,湿法脱硫通过将烟气与吸收剂接触和反应,将二氧化硫转化为硫酸盐,从而实现脱硫的目的。
这种技术在减少燃煤电厂和工业锅炉等燃烧过程中产生的
二氧化硫排放方面具有重要的应用价值。
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。
烟气脱硫技术与方法烟气脱硫技术是指通过一系列的工艺和方法将烟气中的二氧化硫(SO2)去除,以减少硫氧化物对环境的污染。
烟气脱硫技术主要应用于燃煤和油气燃烧产生的烟气处理中,以及一些工业过程中排放的含硫废气处理中。
一、烟气脱硫的主要方法1. 湿法烟气脱硫方法湿法烟气脱硫是目前应用较广泛的方法之一。
其主要原理是将烟气与一定量的脱硫剂(如石灰石、石膏等)接触,使SO2与脱硫剂发生反应生成硫酸盐,然后通过洗涤、过滤等工艺将硫酸盐分离,最终获得净化后的烟气。
湿法烟气脱硫方法包括石灰石石膏法、氧化钙吸收法、海藻泥吸附法等。
其中,石灰石石膏法是最常见的湿法脱硫技术之一,其操作简单、效果稳定,并能够同时去除烟气中的颗粒物。
2. 半干法烟气脱硫方法半干法烟气脱硫是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法。
该技术主要是在煤粉燃烧过程中加入一定量的脱硫剂,使之与SO2发生反应生成硫酸盐,并通过一系列的设备和工艺将硫酸盐去除。
半干法烟气脱硫技术包括半干法石灰石法、半干法硬石膏法等。
相比于湿法和干法,半干法烟气脱硫技术具有较低的水耗、较高的脱硫效率和较高的SO2适应性。
3. 干法烟气脱硫方法干法烟气脱硫是将烟气与固体脱硫剂直接接触,使之发生反应,从而去除烟气中的SO2。
干法烟气脱硫技术主要适用于SO2浓度较低的烟气处理,如天然气燃烧排放的烟气脱硫。
干法烟气脱硫方法包括石灰吸收法、固定床吸附法、浮动床吸附法等。
这些方法利用固体吸附剂(如活性炭、沸石等)吸附烟气中的SO2,形成二硫化钙等化合物,并通过一系列的设备进行处理和回收。
二、烟气脱硫技术的选择与比较选择合适的烟气脱硫技术应综合考虑多种因素,包括烟气特性、脱硫效率、设备投资及运行成本等。
下面简要比较一下几种常见的烟气脱硫方法:1. 湿法烟气脱硫方法湿法烟气脱硫技术脱硫效率高,适用于高浓度、高湿度的烟气处理。
其设备体积较大,水耗较高,但可同时去除烟气中的颗粒物。
2. 半干法烟气脱硫方法半干法烟气脱硫技术在湿法和干法之间,具有较高的脱硫效率和较低的水耗。
烟气脱硫方法的原理
烟气脱硫是一种常用的空气污染治理方法,其原理主要通过化学反应将烟气中的二氧化硫(SO2)转化为无害的硫酸盐(如石膏)或硫酸。
以下是常用的烟气脱硫方法及其原理:
1. 湿法烟气脱硫(湿法脱硫工艺):
- 石灰石-石膏法:石灰石(CaCO3)与含SO2的烟气反应生成石膏(CaSO4·2H2O),反应方程式为:CaCO3 + SO2 + H2O →CaSO4·2H2O + CO2。
石膏可以作为一种资源利用或废物处理。
- 石灰石-氨法:石灰石与氨气反应生成氯化钙(CaCl2)和硫酸(H2SO4),反应方程式为:CaCO3 + 2NH3 + H2O →CaCl2 + (NH4)2SO4 + CO2。
- 浆液喷射法:通过将喷雾剂(如石膏浆液)喷射到烟气中,使烟气中的SO2与喷射剂中的钙离子发生反应,生成硫酸钙(CaSO4)。
2. 半干法烟气脱硫(喷射吸收法):
- 以一种含碱的废气液滴(吸收剂)通过喷射装置,由烟气顺流吹入反应器中,烟气中的SO2与吸收剂中的碱发生反应生成不溶性硫酸盐。
3. 干法烟气脱硫(干法脱硫工艺):
- 活性炭吸附法:通过将烟气中的SO2吸附到活性炭表面上,从而减少烟气中的SO2含量。
- 活性氧化催化剂法:通过加入活性氧化催化剂(如二氧化钛)到烟气中,
促进SO2与氧气的氧化反应生成二氧化硫(SO3),再与水反应生成硫酸。
这些方法的原理主要是通过化学反应将烟气中的SO2转化成无害的化合物,从而达到脱除烟气中SO2的目的。
不同的脱硫方法适用于不同的工业领域和排放条件,选择合适的脱硫方法可以有效减少SO2对环境的污染。
湿法脱硫工艺属于煤燃烧后的脱硫技术。
整个脱硫系统位于空气预热器、除尘器之后,脱硫过程在液态下进行,脱硫剂和脱硫生成物均为湿态,脱硫过程的反映温度低于露点,所以脱硫后的烟气一班需经进一步加热才从烟囱排出。
湿法烟气脱硫过程是汽液反应,具有脱硫反应速度快,脱硫效率和吸收剂利用率高,工艺简单可靠、运行成本低、性能好等优点,适合于火力发电厂锅炉排烟脱硫。
湿法烟气脱硫的吸收剂主要是石灰石和石灰,石灰石的成分主要是Ca2CO3,石灰的主要成分是CaO。
湿法烟气过流工艺系统的工作过程是:来自锅炉引风机出口的烟气经FGD系统的增压风机(Booster Up Fan,简称BUF)提升压头,进入气—气加热器(Gas Gas Heater,简称GGH)降温,高温原烟气经降温后进入吸收塔。
烟气通过吸收塔后,烟气中的SO2被喷淋浆液吸收,同时烟气在吸收塔内被冷却。
吸收塔循环泵从反应罐中连续不断的将浆液送至一个或多个插入吸收塔内的喷淋母管中,每根母管上有许多支管,支管上装有数量众多、各自独立的雾化喷嘴,浆液经喷嘴雾化成细小的液滴喷出。
吸收塔塔体的下面是反应罐,两者成为一个整体,反应罐既是手机喷淋浆液的容器,又是塔体的基础。
经洗涤后的烟气在离开吸收塔系统之前需通过除雾器(Mist Eliminator,简称ME),出去烟气中夹带的浆体液滴。
离开除雾器(ME)之后,清洁、饱和烟气在返回到气—气加热器(GGH)中被加热,提升烟温后,经FGD系统出口烟道,有烟囱排入大气。
石灰石—石膏湿法FGD系统主要工艺过程如下:(1)混合和加入新鲜的吸收液。
(2)吸收烟气中的so2并反映生成亚硫酸钙。
(3)氧化亚硫酸钙生成石膏。
(4)从吸收液中分离石膏。
相对应的化学反映方程式如下:气相SO2被液相吸收反映为SO2(l)+H2O↔H2SO3(l) (1-1)H 2SO3(l)↔H++HSO3-(1-2)HSO3-↔H++SO32- (1-3) 石灰石吸收剂溶解、中和反应为:CaCO3(s)→ CaCO3(l) (1-4)CaCO3(l)+ H++HSO3-→Ca2++ SO32-+H2O+CO2(1-5)Ca(OH)2→ Ca2++2OH- (1-6)Ca2++2OH-+H++ HSO3-→ Ca2++ SO32- (1-7)SO32-+ H+→ HSO3- (1-8)氧化反应为:SO32-+1/2O2→SO42- (1-9)HSO3-+1/2O2→ SO42-+H+ (1-10)结晶析出为:Ca2++SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O(s) (1-11)Ca2++SO32-+2H2O→ CaSO4·2H2O(s) (1-12)总反应方程式为:CaCO3+1/2H2O+SO2→ CaSO3·1/2H2O+CO2(g) (1-13)CaCO3+2H2O+SO2+1/2O2→ CaSO3·2H2O+CO2(g) (1-14)Ca(OH)2 +SO2→ CaSO3·1/2H2O+1/2H2O (1-15)Ca(OH)2 +SO2+1/2O2+H2O→ CaSO3·2H2O (1-16)石灰石—石膏脱硫工艺过程的脱硫反应速率取决于上述四个控制步骤。
湿法脱硫技术湿法脱硫技术是一种环保的烟气脱硫方法,它广泛应用于工业和电力行业,用于减少大气中的二氧化硫排放,降低空气污染。
本文将从湿法脱硫技术的原理、工艺和应用等方面进行详细介绍。
一、湿法脱硫技术的原理湿法脱硫技术是利用溶液中的碱性物质与二氧化硫发生化学反应,将二氧化硫转化为可溶于水中的硫酸盐。
主要的反应方程式为:SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O湿法脱硫技术有两种主要方式,分别是石灰石石膏法和海水脱硫法。
石灰石石膏法是将石灰石干燥研磨成粉末后与烟气中的二氧化硫反应,产生石膏,而海水脱硫法则是通过将海水喷洒到烟气中,利用海水中的碱性物质进行反应。
二、湿法脱硫技术的工艺湿法脱硫技术主要包括烟气净化系统和废水处理系统两部分。
烟气净化系统主要由除尘器、喷射塔和循环泵等设备组成。
烟气通过除尘器进行初步的净化,去除其中的颗粒物和粉尘。
之后,烟气进入喷射塔,喷洒石灰石水浆或海水,与二氧化硫发生反应,形成硫酸盐溶液。
最后,循环泵将硫酸盐溶液回收,净化后再次喷洒到烟气中,循环利用。
废水处理系统用于处理湿法脱硫过程中产生的废水。
废水中含有大量的硫酸盐和其他污染物,需要进行化学处理和沉淀处理,以降低污染物的浓度,使其达到排放标准。
三、湿法脱硫技术的应用湿法脱硫技术被广泛应用于工业和电力行业的烟气净化中,主要用于减少二氧化硫的排放量,保护环境。
以下是湿法脱硫技术在不同领域的应用举例:1. 电力行业:湿法脱硫技术被广泛应用于火电厂和燃煤发电厂中,用于减少烟气中的二氧化硫排放,降低大气污染。
2. 钢铁行业:湿法脱硫技术可以应用于钢铁生产中的高炉和转炉烟气脱硫,减少二氧化硫的排放,减轻对大气环境的污染。
3. 化工行业:湿法脱硫技术可以用于化工厂废气的治理,降低二氧化硫的排放,保护周边的环境质量。
4. 石油行业:湿法脱硫技术可以应用于炼油厂中,减少烟气中的硫化氢等有害气体的排放,改善工作环境。
总之,湿法脱硫技术是一种重要的烟气脱硫方法,具有广泛的应用前景。
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。
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。
湿法烟气脱硫技术、工艺及其优缺点图文并茂详解一、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。
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。
石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺应用是比较广泛的,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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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%。
湿法烟气脱硫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。
物理吸收的特点是,随着温度的升高,被吸气体的吸收量减少。
物理吸收的程度,取决于气--液平衡,只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分压时,吸收过程就会进行。
由于物理吸收过程的推动力很小,吸收速率较低,因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。
物理吸收速率较低,在现代烟气中很少单独采用物理吸收法。
(2)化学吸收法的基本原理若被吸收的气体组分与吸收液的组分发生化学反应,则称为化学吸收,例如应用碱液吸收SO2。
应用固体吸收剂与被吸收组分发生化学反应,而将其从烟气中分离出来的过程,也属于化学吸收,例如炉内喷钙(CaO)烟气脱硫也是化学吸收。
在化学吸收过程中,被吸收气体与液体相组分发生化学反应,有效的降低了溶液表面上被吸收气体的分压。
增加了吸收过程的推动力,即提高了吸收效率又降低了被吸收气体的气相分压。
因此,化学吸收速率比物理吸收速率大得多。
物理吸收和化学吸收,都受气相扩散速度(或气膜阻力)和液相扩散速度(或液膜阻力)的影响,工程上常用加强气液两相的扰动来消除气膜与液膜的阻力。