湿式栲胶法脱硫缺点
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脱硫工艺技术对比脱硫工艺技术是指将燃煤电厂或锅炉排放的硫化物进行减排的技术方法。
目前常见的脱硫工艺技术包括湿法脱硫和干法脱硫两种。
下面将对这两种脱硫工艺技术进行对比。
湿法脱硫是一种利用化学反应将SO2转化为硫酸盐的方法。
这种技术主要包括石灰石石膏法、石灰浆喷雾吸收法和海水脱硫法等。
其中石灰石石膏法是最常用的湿法脱硫技术。
这种方法是将石灰石与SO2气体反应生成硫酸钙,然后再通过过滤的方式分离出硫酸盐。
湿法脱硫技术具有脱硫效率高、操作稳定等优点,但是其缺点是投资大、设备体积大、能耗高。
干法脱硫是一种通过化学吸附或物理吸附的方式将SO2气体去除的技术。
这种技术主要包括活性炭吸附法、电吸附法和干式法等。
其中活性炭吸附法是最常用的干法脱硫技术。
这种方法是将煤炭燃烧产生的SO2经过活性炭吸附,使其转化为硫酸盐。
干法脱硫技术具有投资小、装置简单等优点,但是其缺点是脱硫效率低、处理能力有限。
对比来看,湿法脱硫技术相较于干法脱硫技术在脱硫效率和稳定性上更有优势。
湿法脱硫技术通过化学反应将SO2转化为硫酸盐,脱硫效率可以达到90%以上,而干法脱硫技术的脱硫效率一般在70%左右。
此外,湿法脱硫技术操作相对稳定,适用范围广,可以适应不同燃煤电厂或锅炉的需求。
然而,湿法脱硫技术也存在一些问题。
首先是投资成本高,设备体积大,需要占用较多的空间。
其次是能耗高,需要大量的能源来进行操作。
另外,湿法脱硫技术还会产生大量的废水和废渣,对环境造成一定的污染。
干法脱硫技术相较于湿法脱硫技术在投资成本和能耗方面具有优势。
干法脱硫技术投资成本相对较低,适用于一些投资有限的企业。
同时,干法脱硫技术使用的能源相对较少,节省了能源成本。
然而,干法脱硫技术的脱硫效率相对较低,不能达到湿法脱硫技术的脱硫效果。
此外,干法脱硫技术对煤种的适应性较差,处理能力有限。
因此,在选择脱硫工艺技术时,需要综合考虑各种因素,选择最合适的技术方案。
综上所述,在湿法脱硫技术和干法脱硫技术之间进行对比,可以发现每种技术都有自己的优势和劣势。
湿法烟气脱硫存在的问题及解决办法摘要:我国是世界上最大的煤炭消费国,煤炭占一次能源消费总量的70%左右。
随着经济的迅猛发展,电力需求日益增加,煤炭消耗量亦迅速攀升,连续多年二氧化硫年排放量居世界首位。
二氧化硫形成的酸雨覆盖了40%以上的国土面积,全国50%以上的城市遭受酸雨的影响,严重危害人类生存环境。
因此,必须结合我国国情,加快烟气脱硫技术设备国产化的步伐。
本文主要阐述了湿法烟气脱硫存在的问题及解决办法。
关键词:烟气脱硫存在问题解决办法目前,我国已把解决烟气脱硫问题纳入国家大政方针并成为治理火电行业和化工行业首要解决的问题。
我国虽从20世纪60年代初开始研究火电厂烟气脱硫技术,但由于技术、经济等多方面的原因,至今还不完全具备200MW以上机组烟气脱硫的设计和设备成套能力。
随着我国环境保护法律、法规和标准的日趋严格及执法力度的加大,在未来10年内,至少有40GW以上火电装机容量需安装烟气脱硫装置,显然,这个任务太艰巨,所需的资金很庞大。
因此,必须结合我国国情,加快烟气脱硫技术设备国产化的步伐。
烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一,按工艺特点主要分为湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。
其中,湿法脱硫是采用液体吸收剂洗涤SO2烟气以脱除SO2。
常用方法为石灰/石灰石吸收法、钠碱法、铝法、催化氧化还原法等,湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可做商品出售等优点成为世界上占统治地位的烟气脱硫方法。
本文仅就湿法烟气脱硫技术中的富液及烟气处理作一介绍。
1富液的处理用于烟气脱硫的化学吸收操作,不仅要达到脱硫的要求,满足国家及地区环境法规的要求,还必须对洗后SO2的富液(含有烟尘、硫酸盐、亚硫酸盐等废液)进行合理的处理,既要不浪费资源,又要不造成二次污染。
合理处理废液,往往是湿法烟气脱硫技术成败的关键因素之一。
因此,吸收法烟气脱硫工艺过程设计,需要同时考虑SO2吸收及富液合理的处理。
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。
湿式氧化法脱硫的控制过程及影响因素前言目前,湿式氧化法脱硫仍然是煤化工企业中脱除H2S的主要生产工艺,随着脱硫设备、工艺的不断完善、新型脱硫催化剂的出现以及国家对环保事业的重视、各企业领导的支持和脱硫技术人员的不断努力,使湿法脱硫技术得到了很大的提高,为大气污染治理和企业的节能减排做出了应有的贡献,但是在某些企业仍然还存在着净化度低、再生差、堵塔、副盐生成率高等问题,制约着企业的正常生产。
本文着重从湿法脱硫工艺原理、技术特点及工艺条件影响因素,结合近几年的脱硫技术服务遇到的突出问题与大家做一些分享,希望对大家有所帮助!一工艺原理1、吸收过程湿式氧化法脱硫就是以碱性水溶液(如纯碱或氨水)在脱硫塔中选择性吸收煤气中的酸性气体H2S,生成HS- ,同时在氧化态催化剂作用下将HS-氧化成单质硫(在吸收塔和富液槽内完成)。
1、 H2S液 ===== H+ + HS_2、 NH4OH + HS_ ===== NH4HS + OH_3、 H+ + OH_ ===== H2O4、NH4HS + [O+] ===== S↓+ NH4OH +[O-]2、再生过程脱硫液(富液)中的单质硫在吹空气时聚合并在催化剂的表面张力的作用下浮选出来,同时使还原态的催化剂氧化变成氧化态,使脱硫液(此时称为贫液)中的催化剂得以再生。
(以上过程正常应在再生塔内完成)。
化学反应方程式 [O-] + O2 ===== [O+]3、硫回收过程浮选出的硫泡沫经DS硫泡沫过滤机分离水分后进行熔硫,熔硫后的清液经处理后返回脱硫系统或去提盐工段。
4、盐浓缩过程湿式氧化法脱硫在完成了主反应的同时,不可避免的会有副反应的生成,但是副反应可以通过催化剂、操作优化、停留时间、空气量、温度等因素有效控制并维持一定的平衡。
焦化厂有氰化氢的存在,硫氰酸盐的存在是不可避免的,把副盐从脱硫液中分离出来维持脱硫液的平衡和提高脱硫液的吸收能力减少腐蚀是十分重要的,越来越被焦化厂和化肥厂所重视。
脱硫技术—(经验交流)湿法脱硫运行问题探讨堵塔、副盐、腐蚀是湿法脱硫装置运行普遍存在的三大难题,制约着生产连续稳定运行,三者相互影响,相互促进,最终导致问题发生。
一、堵塔堵塔分为两种形成模式,一是硫堵,二是盐堵。
硫堵的成因就是因溶液中的悬浮硫较高,脱硫溶液中的悬浮硫在脱硫塔内流动过程中粘附于填料层,长时间积累,极易造成硫堵。
原因一:前工序煤气较脏,洗涤、除尘、除焦效果差,煤气中夹带的粉尘、颗粒物等杂质较多,进入脱硫塔后,部分滞留在填料层,部分进入溶液系统,影响溶液再生,硫泡沫不易浮选,造成贫液中悬浮硫较高。
原因二:脱硫塔喷淋密度较小,无法达到35-50m3/(m2*h)正常控制范围,溶液循环量小,分布不均匀,易使塔内填料形成干区,气液接触不好,时间一长,就会形成局部堵塞,气液偏流,塔阻上升,造成塔堵。
原因三:再生调节控制不好,其一是再生空气量较大,泡沫层翻腾厉害呗空气打碎,硫泡沫浮选不出来,造成返混,进入贫液中,进而悬浮硫高;其二是对再生槽液位的控制,若液位控制过低,硫泡沫层过厚,硫泡沫未能及时溢出进入贫液中。
盐堵的成因是溶液中的NaCNS、Na2S2O3、Na2SO4三类副盐造成堵塔。
副盐的生成与煤气中的杂质有关,例如焦炉气中的HCN较多,生成的NaCNS就较多,但因NaCNS本身溶解度较大,溶液温度在35-42℃时,溶解度为170左右,此类盐不易造成盐堵,但若在富氧条件下,极易生成Na2SO4,溶解度仅为48,像Na2S2O3溶解度为105,NaHCO3溶解度则为12。
溶液中各组份溶解度的大小是关乎着盐堵成份的重要理论依据。
影响副盐的形成还与溶液的温度、催化剂的氧化能力及再生调节有关,具体见副盐形成介绍。
若是硫堵,可采用加大溶液循环量和减小煤气量方式,或溶液中添加清塔催化剂,也可降低脱硫塔阻力,还有加强溶液置换,提高溶液洁净度。
二、副盐溶液中主要有NaCNS、Na2S2O3、Na2SO4三种副盐,以下副盐的反应形成方式:2NaHS+2O2=Na2S2O3+H2O (1)Na2CO3+2HCN=2NaCN+H2O+CO2 (2)NaCN+S=NaCNS (3)2NaHS+2HCN+O2=2NaCNS+2H2O (4)2Na2S2O3+02=2Na2SO4+2S (5)2NaCNS+5O2=Na2SO4+ 2CO2+SO2+N2 (6)从以上的反应形成看,NaCNS副盐生成只与原料气中含有的HCN有关,此类副盐含量不可控制。
燃煤电厂各种干法、半干法、湿法脱硫技术及优缺点汇总北极星环保网讯: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进行优化;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,能达到环保控制要求,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应,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,一般脱硫效率只能达到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℃的区域在炉内发生的化学反应包括石灰石的分解和煅烧,SO2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SO2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。
中、小氮肥半水煤气和变换气脱硫所采用的化学吸收湿式氧化法以栲胶和888法得到广泛的应用。
近年来推出的高效脱硫催化剂较多,新、老脱硫方法的操作经验和技术改造方案亦不断推出,满足了合成氨及尿素生产的要求。
而栲胶和888法脱硫以脱硫效率高、运行稳定、原材料消耗低、易得、硫磺回收率高等优点得到行业的认可。
栲胶、888法等湿式氧化法脱硫应用于半脱和变脱,工艺流程简单,生产操作易行,设备多为常压和低压,企业自制为主,脱硫催化剂的替换更改亦比较方便,多数脱硫装置运行效果良好。
湿式氧化法脱硫工艺流程虽然简单,但实际反应机理较复杂,主、副反应交叉进行,氧化还原过程受多种因素影响。
工艺流程、设备结构、溶液组分及吸收脱硫与氧化再生诸多因素调整是否合理,均影响脱硫装置的稳定运行。
本人以抛砖引玉的态度,试就湿式氧化法脱硫的稳定运行谈几点看法。
1 以栲胶法脱硫为例生产反应机理中、小氮肥厂在用的湿法脱硫有几十种,目前以栲胶和“888”法脱硫为多,888法为一元式氰钴式湿式氧化法,栲胶为二元催化法,以栲胶为例简述生产反应原理。
碱性溶液吸收H2S生成HS-。
Na2CO3+H2S→NaHS+NaHCO3(1)NaHS和偏钒酸钠(V5+)反应生成焦钒酸钠(V4+),并析出S↓。
NaHS+NaVO3+H2O→NaV4O9+NaOH+S↓ (2)焦钒酸钠被栲胶氧化(Q代表栲胶)。
NaV4O9+Q(氧化态)+NaOH+H2O→NaVO3+Q(还原态) (3)还原栲胶被空气氧化再生为氧化态栲胶。
Q(还原态)+O2→Q(氧化态)+H2O (4)溶液中碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠。
NaHCO3+NaOH→Na2CO3+H2O (5)主要副反应Na2CO3+CO2+H2O→2NaHCO3(6)2NaHS+2O2→Na2S2O3+H2O (7)2Na2S2O3+O2→2Na2SO4(8)2 半脱与变脱工艺流程简述2.1 半水煤气脱硫工艺流程半水煤气脱硫工艺应着重做好人脱硫塔气体的净化(见图1),这是半脱正常运行的基础和前提。
浅谈湿法脱硫技术问题及脱硫效率摘要:随着我国家国民经济的持续发展,对工业生产的需求和生活在电力上的人们日益增加。
但同时电厂所提供的生产力是会对环境产生影响的,为了尽可能的达到国家制定的安全标准,严格控制了过程中生成的二氧化硫。
基于此,讨论和分析湿脱硫技术和脱硫效率的问题。
关键词:湿法脱硫;技术问题;脱硫效率引言:脱硫是工业生产中防治大气污染的重要技术措施之一。
一般指燃料燃烧前从燃料中脱硫的过程和燃烧气体排放前脱硫的过程。
脱硫有很多选择。
总的来说,脱硫技术的选择原则主要有:脱硫技术比较成熟,脱硫效率高,能满足环保控制要求,并已得到推广应用;脱硫成本相对便宜且合理,包括初期投资和后续运行;无论副产品是否易于处理,最好不要造成二次污染或具有可回收价值;不影响发电用燃煤质量,硫含量应用范围广;脱硫剂可长期供货,价格低廉。
目前最常用的方法只有三种,即干法脱硫、湿法脱硫和半干半湿法脱硫。
其余的原因是成本高、技术要求高、使用频率低。
一般来说,三类硫排放控制工艺是:在燃烧前向其他化学原料中添加物质以改变其性质,减少污染;燃烧中选择封闭式鼓风炉,对这些污染气体进行均匀回收;燃烧后经过专业处理,达到国家统一脱硫标准。
工艺的种类很多,化学法有石膏法和磷铵肥法,用得比较多,化学法有喷雾干燥法。
湿法脱硫技术在我国燃煤发电项目中应用广泛。
下面就湿法脱硫和脱硫效率的技术问题进行分析探讨。
一、燃煤电厂脱硫废水的来源及特点在燃煤电厂中,烟气污染物主要包括二氧化硫、硫化物、氯化物、氟化物、重金属离子和烟尘等。
为防止硫污染,必须对含硫烟气进行脱硫处理。
根据工艺特点,目前烟气脱硫技术有湿法、半干法和干法三种,大部分燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。
为避免污染物在厂内堆积,湿法脱硫工艺为避免系统内污染物富集,须排放一部分废水以维持系统内污染物浓度,这部分废水主要含有大量悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属等污染物。
二、湿法脱硫技术出现问题原因1结垢、堵塞等问题分析在湿法脱硫技术中,使用的主要材料是石灰石或石膏。
栲胶脱硫法早在1960年日本就有单宁及其盐类从气体重脱除H2S并同时回收硫磺的小试验报道,但一直未在工业上应用。
我国广西化工研究所、百色栲胶厂、广西林业科学研究所等单位合作于1977年8月完成栲胶法脱硫小试验后直接在都安氮肥厂,柳州化肥厂和上林氮肥厂进行了工业生产试验。
1978年7月通过自治区技术鉴定。
根据鉴定会的建议,由原化工部有关部门委托北京化工试验厂补做了中间试验并于1979年9月通过了中间试验鉴定。
(1)基本原理①栲胶及其水溶液的性质栲胶是由植物的皮(如栲树、落叶松)、果(如橡*、叶(如漆树)和干(如坚木、栗木)的水萃液熬制而成。
栲胶的主要成分是单宁,单宁是化学结构十分复杂的化合物组成的混合物。
随着来源的不同(如叶、根、皮等),单宁的组分也不一样,大体上可分为水解型和缩合型两种,它们都是由多羟基芳族化合物组成。
橡*宁主要由栗木精、甜栗精、栗*灵酸、甜栗*灵酸、橡栗精酸、异橡*精酸和甜栗灵组成。
虽然单宁各组分的分子结构相当悬殊,但它们都是具有酚式结构的多羟基化合物,有的还含有醌式结构,这就是栲胶能用于脱硫过程的原因。
栲胶可以无限制地溶于水中,虽然随着栲胶浓度的提高可以发现沉淀的形成,若再加入栲胶仍能继续溶解,而使溶液逐渐变为浓稠状的浆,最后成为糊状,放置时间长变为坚硬的固体。
温度升高,溶解度增大。
栲胶水溶液在空气中易被氧化。
单宁中较活泼的羟基易被空气中的氧氧化,生成醌态结构物。
单宁的吸氧能力因溶液的pH值和温度的升高而大大加强,pH值大于9时,单宁的氧化特别显著。
铁盐和铜盐能提高单宁的吸氧能力,而草酸盐能使单宁的吸氧能力下降。
单宁能与多种金属离子(如钒、铬、铝等)形成水溶性络合物。
在碱性溶液中单宁能与铜、铁反应并在材料表面上形成单宁酸盐的薄膜,从而具有防腐作用。
栲胶水溶液,特别是高浓度的栲胶水溶液是典型的胶体溶液。
在水中,单宁物质分子中众多的羟基能形成典型的氢键,使单宁分子互相缔合成大分子群分散在水中,这种大分子群称为胶核。
16种脱硫工艺技术以及实际应用情况详解焦炉煤气属于可燃性气体,其中含有的H2S,HCN,CO等气体毒性极大,对人体和环境有严重的危害。
同时,国家也出台了相应的,鼓励企业充分利用处理焦炉煤气,既能减少污染,也能节省资源。
其中,焦炉煤气中毒性较大的硫分为有机硫和无机硫,目前焦炉煤气硫处理工艺主要分为干法脱硫,和湿法脱硫。
湿法脱硫最大的优点是脱硫效率高,比拟经济适用。
下面,小七来为大家介绍一下工厂应用最多的湿法脱硫工艺。
湿法脱硫湿法脱硫工艺按照脱硫机理可以分为化学吸收法,物理吸收法,物理化学吸收法和湿法氧化法。
该方法最大的优点是能脱出废气中绝大局部的硫化物,经济适用。
缺点是有些方法脱硫效率不稳定,脱硫精度不高。
1化学吸收法化学吸收法亦称为化学溶剂法,它以碱性溶液为吸收剂,与气体中的酸性气体反响来到达脱硫的目的。
化学吸收法主要有醇胺法和热钾碱法。
〔1〕醇胺法醇胺法包括一乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、二甘醇胺DGA、二异丙醇胺DIDEA法等。
醇胺法是常用的天然气脱硫方法,在脱硫的同时,也可根据需要脱除局部CO2。
醇胺法在山东,四川等工厂有广泛的应用。
2021年,永坪炼油厂改用醇胺法脱硫,脱硫效果及产品质量均得到提高。
〔2〕热钾碱法催化热钾碱法工艺图热碱钾法采用的是较高浓度的碳酸钾水溶液做吸收剂,可以直接吸收煤气中的硫化氢和氰化氢。
该方法吸收酸气速率慢,效率低,已逐渐被催化热钾碱法取代。
催化热钾碱法就是在碳酸钾溶液里参加一定量的催化剂,加快反响速率。
真空碳酸钾法工艺流程真空碳酸钾法是利用碳酸钾溶液直接吸收酸性气体,脱硫装置在粗苯回收后面,位于焦炉煤气工艺流程末端。
该工艺开始是由德国引进而来的,使用该方法脱硫脱氰后的酸性气体,既可以采用克劳斯法生产元素硫,也可以使用接触法生产硫酸。
之后,中野焦耐公司在吸收国内外真空碳酸钾先进技术及生产实践的根底上,与高等院校合作开发了具有自主产权的新工艺,已在宝钢股份化工公司梅山分公司,陕西焦化,邯郸新区焦化厂等工厂得到应用。
浅谈湿法脱硫技术问题及脱硫效率随着我国工业化进程的不断加快,环境污染问题日益凸显。
大气污染是一个特别严重的问题,而二氧化硫的排放是造成大气污染的一个重要原因。
为了降低二氧化硫排放,保护环境,我国对燃煤电厂等工业企业的二氧化硫排放标准也在不断提高。
脱硫技术成为了燃煤电厂等工业企业进行大气污染治理的重要手段之一。
而在脱硫技术中,湿法脱硫技术因其脱硫效率高、适用范围广等优点备受关注。
一、湿法脱硫技术原理及优点湿法脱硫技术是指将气态二氧化硫通过喷淋洗涤剂的方式,将二氧化硫溶解在洗涤剂中,进而将溶解在洗涤剂中的二氧化硫与其它气态杂质分离出来的一种脱硫技术。
湿法脱硫技术主要包括喷雾吸收器、石膏脱水系统等组成。
相比干法脱硫技术,湿法脱硫技术脱硫效率高,脱硫后的气体排放更为清洁,且可利用石膏资源。
湿法脱硫技术具有适用范围广等优点。
由于湿法脱硫技术对煤种及燃烧方式要求不高,因此适用于各种煤种、各种燃烧方式的企业,适用范围广。
湿法脱硫技术能够减少二氧化硫的排放,对大气环境的改善有着显著的作用。
湿法脱硫技术成为了目前工业企业中较为广泛应用的一种脱硫技术。
二、湿法脱硫技术存在的问题尽管湿法脱硫技术具有众多优点,但也存在一些问题。
湿法脱硫技术的投资及运行成本较高。
相比干法脱硫技术,湿法脱硫技术需要占用更大的场地,所需设备投资及运行成本更高。
湿法脱硫技术所产生的石膏需要进行处理和处置,对环境造成一定压力。
湿法脱硫技术还存在着对洗涤剂的需求量大、洗涤剂回收成本高等问题。
湿法脱硫技术在运行过程中也存在一些问题。
由于二氧化硫主要通过洗涤剂被吸收,因此洗涤剂的稳定性及循环利用成为了影响脱硫效率的因素之一。
而且,对洗涤剂的需求量大,也增加了脱硫过程的运行成本,同时洗涤剂的回收及处理也会带来环境负担。
如何解决湿法脱硫技术中的问题,提高脱硫效率成为了当前需要解决的关键问题。
三、提高脱硫效率的途径为了提高湿法脱硫技术的脱硫效率,需要从多方面着手。
综述湿法脱硫工艺摘要:煤气是工业原料之一,煤气原料气处理是其他产业的基础,发展也很全面。
脱硫工艺在煤气净化精制中重要的步骤对后续产品的质量操作工艺与设备影响很大,对整个煤气净化具有举足轻重的作用。
目前脱硫的方法很多脱硫程度不尽相同,设备也因此而异,应用的催化剂也有很多种,针对此做出一些归纳与综述,以便做有关工艺设计参考用,介绍了国内外脱硫技术最新进展,阐述了各种不同脱硫技术的性能、特点、反应原理和应用现状,并预测了脱硫技术的发展趋势。
关键词:焦炉煤气;净化;湿法脱硫;前言脱硫工艺概述脱硫脱氰是焦炉煤气净化的主要工艺过程,通常有干法脱硫和湿法脱硫两种工艺,但干法脱硫工艺的局限性较大,制约了其在焦炉煤气净化中的应用,而湿法脱除H2S 和HCN 的技术则早已被广泛采用,在焦炉煤气脱硫脱氰净化中,通过与废液处理技术相结合,采用湿法脱硫技术可组成各种不同的焦炉煤气脱硫脱氰工艺流程。
在生产实际应用中可以结合干法脱硫与湿法脱硫技术的优点,将两种脱硫方法结合起来应用,利用湿法硫先将焦炉煤气中的大部分H2S 脱除,然后再利用干法脱硫对其中的H2S 进行精脱,从而达到满意的脱硫净度。
这样既利用了湿法脱硫可以在线调整的优点,又利用了干法脱硫效率高的优点,并克服了由于干法脱硫时脱硫剂硫容量因素而造成的脱硫剂失效过快的问题。
对于脱硫净度的问题,可以根据后续用户对净化后焦炉煤气中H2S和HCN 含量的不同要求,选择相应脱硫效率的脱硫工艺。
在冶金企业,焦炉煤气的绝大部分用作一般轧钢加热炉的燃料,此时要求H2S 含量≤250 mgPm3 ,HCN 含量≤150 mgPm3 ,因此选用AS 循环洗涤法脱除H2S和HCN 就能满足要求。
而当焦炉煤气用作城市煤气、氨用和甲醇用合成原料气时,则必须选择湿式氧化法中的改良ADA 法、TH法、FRC 法等脱硫效率更高的脱硫工艺。
在煤炭炼焦过程中,煤炭中约30 %~35 %的硫转化成H2S、CS2 、COS 等硫化物,与NH3 和HCN 等一起形成煤气中的杂质,要脱除H2S 和HCN ,必须采用有碱性的脱硫液或脱硫剂,碱源可分为两类: ①外加碱源,如乙醇胺、碳酸钠及氢氧化铁等分别是萨尔费班法、真空碳酸盐或改良ADA 法及干法脱硫工艺的碱源,同时需不断向脱硫液中补充碱源,才能保持其碱度。
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。
随着我国经济的快速发展和电能需求的不断增加,燃煤电厂含So:废气的排放量也逐年上升。
烟气脱硫是削减So 排放量无可替代的技术。
脱硫方法很多,目前达产业化规模的有湿法、炉内喷钙尾部增湿活化法、烟气循环流化床法、旋转喷雾干燥法、海水脱硫法等_1]。
其中湿法的业绩最多、运行最稳定、效果最好,且能满足大容量、高参数火电机组烟气脱硫需要,在欧美、日本占85 以上市场份额。
但尽管如此,湿法烟气脱硫通常存在废液难以处理、结垢和堵塞、腐蚀和磨损等棘手问题。
这些问题如解决得不好,便会造成二次污染、运转效率低下或不能运转等。
1 废液的处理湿法脱硫常常采用碱液或弱酸盐溶液吸收烟气中的So ,产生含有大量烟尘、硫酸盐、亚硫酸盐等的废液。
这些废液如果不经处理而直接排放,则会对周围环境造成二次污染。
合理处理废液往往是湿法烟气脱硫技术成败的关键因素之一。
回收和利用废液中的硫酸盐类,使废物资源化是合理的处理技术。
2 除雾湿法加脱硫剂脱硫后的水雾含盐分(脱硫产物)种类多、浓度高。
其中有弱溶解性的硫酸盐,如加石灰脱硫时产生的硫酸钙。
水分在烟道蒸发后会析出石膏或其他盐分,在烟道壁,特别是引风机叶轮片上结起硬壳,破坏叶轮的动平衡,容易烧毁电机,甚至报废引风机。
因此,工艺上对吸收设备提出除雾的要求,被净化的烟气在排出吸收塔之前要除雾。
我国相当一部分脱硫装置未安装除雾器。
除雾器最好安装在脱硫塔的顶部,净化后的烟气出口。
根据烟气流速,可安装在塔的圆筒顶部(垂直布置)或塔出口弯道后的平直烟道上(水平布置)。
后者允许烟气流速高于前者,并对除雾器设置冲洗水,间歇冲洗除雾器,净化除雾后的烟气中残余水分不得高于1O0 mg/m。
3 排烟温度大多数含硫烟气温度为120~185℃或更高。
由于低温有利于吸收,为了提高脱硫效率,一般吸收要求在60℃左右进行。
因此,在吸收之前,要对烟气进行预冷却,再加上去除烟尘的要求,一般工艺在吸收塔之前都增设预洗涤器、喷淋器。
湿式栲胶法脱硫缺点 干法脱硫与湿法脱硫技术结合应用 前言:能源是人类赖以生存和发展的基础,随着人们环境保护和保证企业最终产品质量意识的提高,人们对能源的洁净利用开始日趋重视。发生炉煤气作为我国主要能源之一煤炭的一种洁净利用方式,在我国的玻璃、建材、化工、机械、耐火材料等行业被广泛的应用,近年,人们对煤气净化程度的认识已经不止是煤气中的含尘量、含焦油量和含水量等的概念,人们开始更加重视煤气中的含硫量。 煤气中的硫绝大部分以H2S的形式存在,而H2S随煤气燃烧后转化成SO2,空气中SO2含量超标会形成局域性酸雨,危害人们的生存环境,我国对燃烧发生炉煤气炉窑规定其SO2的最高排放浓度为900mg/m3;另一方面,SO2对诸如陶瓷、高岭土等行业的最终产品质量影响较大,鉴于以上因素,发生炉煤气中H2S的脱除程度业已成为其洁净度的一个重要指标。 1、煤气脱硫方法 发生炉煤气中的硫来源于气化用煤,主要以H2S形式存在,气化用煤中的硫约有80%转化成H2S进入煤气,假如,气化用煤的含硫量为1%,气化后转入煤气中形成H2S大约2-3g/Nm3左右,而陶瓷、高岭土等行业对煤气含硫量要求为20-50 mg/Nm3;假如煤气中的H2S燃烧后全部转化成SO2为2.6g/m3左右,比国家规定的SO2的最高排放浓度指标高出许多。所以,无论从环保达标排放,还是从保证企业最终产品质量而言,煤气中这部分H2S都是必须要脱除的。 煤气的脱硫方法从总体上来分有两种:热煤气脱硫和冷煤气脱硫。在我国,热煤气脱硫现在仍处于试验研究阶段,还有待于进一步完善,而冷煤气脱硫是比较成熟的技术,其脱硫方法也很多。 冷煤气脱硫大体上可分为干法脱硫和湿法脱硫两种方法,干法脱硫以氧化铁法和活性炭法应用较广,而湿法脱硫以砷碱法、ADA、改良ADA和栲胶法颇具代表性。 2、干法脱硫技术 煤气干法脱硫技术应用较早,最早应用于煤气的干法脱硫技术是以沼铁矿为脱硫剂的氧化铁脱硫技术,之后,随着煤气脱硫活性炭的研究成功及其生产成本的相对降低,活性炭脱硫技术也开始被广泛应用。 2.1氧化铁脱硫技术 最早使用的氧化铁脱硫剂为沼铁矿和人工氧化铁,为增加其孔隙率,脱硫剂以木屑为填充料,再喷洒适量的水和少量熟石灰,反复翻晒制成,其PH值一般为8-9左右,该种脱硫剂脱硫效率较低,必须塔外再生,再生困难,不久便被其他脱硫剂所取代。现在TF型脱硫剂应用较广,该种脱硫剂脱硫效率较高,并可以进行塔内再生。 氧化铁脱硫和再生反应过程如下: (1)脱硫过程 2Fe(OH)3+3H2S Fe2S3+6H2O Fe(OH)3 + H2S 2Fe(OH)2+S+2H2O Fe(OH)2 + H2S FeS+2H2O (2)再生过程 2Fe2S2+3O2+6H2O 4Fe(OH)3+6S 4FeS+3O2+6H2O 4Fe(OH)2+4S 氧化铁脱硫剂再生是一个放热过程,如果再生过快,放热剧烈,脱硫剂容易起火燃烧,这种火灾现象曾在多个企业发生。 活性氧化铁脱硫工艺流程如图1
2.2活性炭脱硫技术 活性炭脱硫主要是利用活性炭的催化和吸附作用,活性炭的催化活性很强,煤气中的H2S在活性炭的催化作用下,与煤气中少量的O2发生氧化反应,反应生成的单质S吸附于活性炭表面。当活性炭脱硫剂吸附达到饱和时,脱硫效率明显下降,必须进行再生。活性炭的再生根据所吸附的物质而定,S在常压下,190℃时开始熔化,440℃左右便升华变为气态,所以,一般利用450-500℃左右的过热蒸汽对活性炭脱硫剂进行再生,当脱硫剂温度提高到一定程度时,单质硫便从活性炭中析出,析出的硫流入硫回收池,水冷后形成固态硫。 活性炭脱硫的脱硫反应过程如下: 2H2S + O2 S+2H2O 活性炭脱硫再生工艺流程如图2
3、湿法脱硫技术 湿法脱硫应用较早的方法是氨洗中和法,自从上世纪50年代初国外出现ADA法以来,我国也先后研制开发了改良型ADA法、MSQ法、KCS法以及栲胶法等脱硫技术。 与干法脱硫相比,湿法脱硫技术的应用相对要稍晚一些,最早湿法脱硫技术是在焦炉煤气和水煤气的净化方面首先应用,随着人们对发生炉煤气高净化度的要求,湿法脱硫技术才开始应用于发生炉煤气行业。湿法脱硫技术应用于发生炉煤气净化与其在焦炉煤气和水煤气的净化方面的应用略有不同,脱硫设备、工艺和操作参数都略有调整。 湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理吸收法是采用有机溶剂作为吸收剂,加压吸收H2S,再经减压将吸收的H2S释放出来,吸收剂循环使用,该法以环丁矾法为代表;化学吸收法是以弱碱性溶剂为吸收剂,吸收过程伴随化学反应过程,吸收H2S后的吸收剂经增温、减压后得以再生,热砷碱法即属化学吸附法;氧化法是以碱性溶液为吸收剂,并加入载氧体为催化剂,吸收H2S,并将其氧化成单质硫,氧化法以改良ADA法和栲胶法为代表。 目前,在发生炉煤气的湿法脱硫技术中,应用较为广泛的是栲胶脱硫法。它是以纯碱作为吸收剂,以栲胶为载氧体,以NaVO2为氧化剂。其脱硫及再生反应过程如下: (1) 吸收: 在吸收塔内原料气与脱硫液逆流接触硫化氢与溶液中碱作用被吸收: H2S+Na2CO2=NaHS+NaHCO2 (2) 析硫: 在反应槽内硫氢根被高价金属离子氧化生成单质硫: NaHS+NaHCO2+2NaVO2======S↓+Na2V2O2+Na2 CO2+H2O (3) 再生氧化 在喷射再生槽内空气将酚态物氧化为醌态: 2HQ+1/2O2====2Q+H2O 以上过程按顺序连续进行从而完成气体脱硫净化。另有资料和实验证实,在酚被氧化为醌的同时有双氧水生成,故再生氧化也可按下式表达: 2HQ+O2====2Q+H2O2 生成双氧水 H2O2+V+4 ====V+5+H2O HS_ +V +5 ====S0↓+V+4 其脱硫和再生工艺流程如图3:
图3 湿法栲胶脱硫和再生工艺流程 (1)气体流程: 降温、除尘、除焦油的冷煤气由煤气加压机升压至1800~2000mm水柱,进入脱硫塔底部,自下而上与塔内喷淋的脱硫液逆流接触,将煤气中的H2S脱除至50 mg/Nm3以下,脱硫后的煤气从脱硫塔顶部引出,经捕滴器脱除水份后,送至用户。 (2)溶液流程: 从脱硫塔顶喷淋下来的溶液,吸收硫化氢后,称为富液,经脱硫塔液封槽引出至富液槽。在富液槽内未被氧化的硫氢化钠被进一步氧化,并析出单质硫,此时,溶液中吸收的硫以单质悬浮状态存在。出富液槽的溶液用再生泵加压后,打入再生槽顶部,经喷射器进入喷射再生槽,同时吸入足够的空气,以达到氧化栲胶和浮选硫膏之目的。再生好的溶液称为贫液,贫液经液位调节器进入贫液槽,出贫液槽的贫液用脱硫泵打入脱硫塔顶部,经喷头在塔内喷淋,溶液循环使用。 再生槽浮选出的单质硫呈泡沫悬浮于液面上,溢流至硫泡沫槽内,上部清液回贫液槽循环使用,沉淀出的硫膏入熔硫釜生成副产品硫磺。 4、干法脱硫与湿法脱硫技术综合比较 4.1 干法脱硫的优缺点 4.1.1 干法脱硫的优点 在选用反应活性好硫容高的脱硫剂的前提下,干法脱硫脱硫效率高,比较适宜处理含H2S较低的煤气,因为,煤气中H2S过高会造成脱硫剂很快失效。 4.1.2干法脱硫的缺点 (1)干式氧化铁法脱硫 设备笨重,脱硫剂再生大多为间歇再生,每次再生完毕,必须用蒸汽将塔内的残余空气吹净,煤气分析合格后,方能倒塔送气,否则会引起爆炸;另外,更换脱硫剂时,操作劳动强度大,操作不当很容易起火燃烧,较为危险。 (2)干式活性法脱硫 脱硫剂再生使用的过热蒸汽不易获得,而且再生效果很难达到要求,多数厂家干脆就不再生,而是取出后更换新的活性炭。 干式脱硫,由于硫的吸附,会增加脱硫剂床层的阻力,即而引起煤气压力波动,不利于窑前煤气的正常燃烧;另外,采用干式脱硫,脱硫效率随着脱硫剂应用时间增加而不断降低,不利于控制最终产品质量;而且,由于干法脱硫大多属于间歇再生,为了不影响企业连续生产,必须设置备用脱硫塔,造成设备闲置浪费。 4.2 湿式栲胶法脱硫优缺点 4.2.1湿式栲胶法脱硫优点 湿式栲胶法脱硫整个脱硫和再生过程为连续在线过程,脱硫与再生同时进行,不需要设置备用脱硫塔;煤气脱硫净化程度可以根据企业需要,通过调整溶液配比调整,适时加以控制,净化后煤气中H2S含量稳定。 4.2.2 湿式栲胶法脱硫缺点 设备较多,工艺操作也较复杂,设备投资较大 4.3 运行成本比较 从煤气站脱硫系统运行费用来看,活性炭脱硫和氧化铁法脱硫较湿法栲胶脱硫要略低一些,但考虑干法脱硫需要再生的费用,则干法脱硫和湿法栲胶脱硫方法比较,其运行成本相差不大。最近,我公司研制成功了一种新型湿法脱硫剂,可以替代价格较贵的栲胶和矾,使湿法脱硫成本大大降低,其运行成本已经低于干法脱硫。 5、干法脱硫与湿法脱硫技术结合应用 对于一些对煤气中的H2S比较敏感的行业,可以结合干法脱硫与湿法脱硫技术的优点,将两种脱硫方法结合起来应用,利用湿法脱硫先将煤气中的大部分H2S脱除,然后,再利用干法脱硫对煤气中的H2S进行精脱,从而,达到较高的脱硫净度。这样既利用了湿法脱硫可以在线调整的优点,又利用了干法脱硫脱硫效率高的优点,并克服了由于干法脱硫脱硫剂硫容因素造成的脱硫剂失效过快的问题。 结语:为了保持人们优良的生存环境和提高企业最终产品质量,对煤气进行脱硫是非常必要的,而采用何种脱硫方法确是值得厂家研究与探讨,我们在选择何种脱硫方法,要结合各种脱硫方法的优缺点,优化选择。