㈠ 脫硫的工藝種類
石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術,日本、德國、美國的火力發電廠採用的煙氣脫硫裝置約90%採用此工藝。
它的工作原理是:將石灰石粉加水製成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣,硫酸鈣達到一定飽和度後,結晶形成二水石膏。經吸收塔排出的石膏漿液經濃縮、脫水,使其含水量小於10%,然後用輸送機送至石膏貯倉堆放,脫硫後的煙氣經過除霧器除去霧滴,再經過換熱器加熱升溫後,由煙囪排入大氣。由於吸收塔內吸收劑漿液通過循環泵反復循環與煙氣接觸,吸收劑利用率很高,鈣硫比較低,脫硫效率可大於95%。
系統組成:
(1)石灰石儲運系統
(2)石灰石漿液制備及供給系統
(3)煙氣系統
(4)SO2 吸收系統
(5)石膏脫水系統
(6)石膏儲運系統
(7)漿液排放系統
(8)工藝水系統
(9)壓縮空氣系統
(10)廢水處理系統
(11)氧化空氣系統
(12)電控制系統
技術特點:
⑴、吸收劑適用范圍廣:在FGD裝置中可採用各種吸收劑,包括石灰石、石灰、鎂石、廢蘇打溶液等;
⑵、燃料適用范圍廣:適用於燃燒煤、重油、奧里油,以及石油焦等燃料的鍋爐的尾氣處理;
⑶、燃料含硫變化范圍適應性強:可以處理燃料含硫量高達8%的煙氣;
⑷、機組負荷變化適應性強:可以滿足機組在15~100%負荷變化范圍內的穩定運行;
⑸、脫硫效率高:一般大於95%,最高達到98%;
⑹、專利托盤技術:有效降低液/氣比,有利於塔內氣流均布,節省物耗及能耗,方便吸收塔內件檢修;
⑺、吸收劑利用率高:鈣硫比低至1.02~1.03;
⑻、副產品純度高:可生產純度達95%以上的商品級石膏;
⑼、燃煤鍋爐煙氣的除塵效率高:達到80%~90%;
⑽、交叉噴淋管布置技術:有利於降低吸收塔高度。
推薦的適用范圍:
⑴、200MW及以上的中大型新建或改造機組;
⑵、燃煤含硫量在0.5~5%及以上;
⑶、要求的脫硫效率在95%以上;
⑷、石灰石較豐富且石膏綜合利用較廣泛的地區 噴霧乾燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑,石灰經消化並加水製成消石灰乳,消石灰乳由泵打入位於吸收塔內的霧化裝置,在吸收塔內,被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸,與煙氣中的SO2發生化學反應生成CaSO3,煙氣中的SO2被脫除。與此同時,吸收劑帶入的水分迅速被蒸發而乾燥,煙氣溫度隨之降低。脫硫反應產物及未被利用的吸收劑以乾燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔,進入除塵器被收集下來。脫硫後的煙氣經除塵器除塵後排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率,一般將部分除塵器收集物加入制漿系統進行循環利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇,一種為旋轉噴霧輪霧化,另一種為氣液兩相流。
噴霧乾燥法脫硫工藝具有技術成熟、工藝流程較為簡單、系統可靠性高等特點,脫硫率可達到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定應用范圍(8%)。脫硫灰渣可用作制磚、築路,但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑。 磷銨肥法煙氣脫硫技術屬於回收法,以其副產品為磷銨而命名。該工藝過程主要由吸附(活性炭脫硫制酸)、萃取(稀硫酸分解磷礦萃取磷酸)、中和(磷銨中和液制備)、吸收(磷銨液脫硫制肥)、氧化(亞硫酸銨氧化)、濃縮乾燥(固體肥料制備)等單元組成。它分為兩個系統:
煙氣脫硫系統——煙氣經高效除塵器後使含塵量小於200mg/Nm3,用風機將煙壓升高到7000Pa,先經文氏管噴水降溫調濕,然後進入四塔並列的活性炭脫硫塔組(其中一隻塔周期性切換再生),控制一級脫硫率大於或等於70%,並製得30%左右濃度的硫酸,一級脫硫後的煙氣進入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫,凈化後的煙氣經分離霧沫後排放。
肥料制備系統——在常規單槽多漿萃取槽中,同一級脫硫製得的稀硫酸分解磷礦粉(P2O5 含量大於26%),過濾後獲得稀磷酸(其濃度大於10%),加氨中和後製得磷氨,作為二級脫硫劑,二級脫硫後的料漿經濃縮乾燥製成磷銨復合肥料。 爐內噴鈣加尾部煙氣增濕活化脫硫工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上在鍋爐尾部增設了增濕段,以提高脫硫效率。該工藝多以石灰石粉為吸收劑,石灰石粉由氣力噴入爐膛850~1150℃溫度區,石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。由於反應在氣固兩相之間進行,受到傳質過程的影響,反應速度較慢,吸收劑利用率較低。在尾部增濕活化反應器內,增濕水以霧狀噴入,與未反應的氧化鈣接觸生成氫氧化鈣進而與煙氣中的二氧化硫反應。當鈣硫比控制在2.0~2.5時,系統脫硫率可達到65~80%。由於增濕水的加入使煙氣溫度下降,一般控制出口煙氣溫度高於露點溫度10~15℃,增濕水由於煙溫加熱被迅速蒸發,未反應的吸收劑、反應產物呈乾燥態隨煙氣排出,被除塵器收集下來。
該脫硫工藝在芬蘭、美國、加拿大、法國等國家得到應用,採用這一脫硫技術的最大單機容量已達30萬千瓦。 煙氣循環流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環、除塵器及控制系統等部分組成。該工藝一般採用干態的消石灰粉作為吸收劑,也可採用其它對二氧化硫有吸收反應能力的乾粉或漿液作為吸收劑。
由鍋爐排出的未經處理的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進入。吸收塔底部為一個文丘里裝置,煙氣流經文丘里管後速度加快,並在此與很細的吸收劑粉末互相混合,顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦,形成流化床,在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下,吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應生成CaSO3 和CaSO4。脫硫後攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出,進入再循環除塵器,被分離出來的顆粒經中間灰倉返回吸收塔,由於固體顆粒反復循環達百次之多,故吸收劑利用率較高。
此工藝所產生的副產物呈乾粉狀,其化學成分與噴霧乾燥法脫硫工藝類似,主要由飛灰、CaSO3、CaSO4和未反應完的吸收劑Ca(OH)2等組成,適合作廢礦井回填、道路基礎等。
典型的煙氣循環流化床脫硫工藝,當燃煤含硫量為2%左右,鈣硫比不大於1.3時,脫硫率可達90%以上,排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應用在10~20萬千瓦等級機組。由於其佔地面積少,投資較省,尤其適合於老機組煙氣脫硫。 燃燒前脫硫就是在煤燃燒前把煤中的硫分脫除掉,燃燒前脫硫技術主要有物理洗選煤法、化學洗選煤法、添加固硫劑、煤的氣化和液化、水煤漿技術等。洗選煤是採用物理、化學或生物方式對鍋爐使用的原煤進行清洗,將煤中的硫部分除掉,使煤得以凈化並生產出不同質量、規格的產品。微生物脫硫技術從本質上講也是一種化學法,它是把煤粉懸浮在含細菌的氣泡液中,細菌產生的酶能促進硫氧化成硫酸鹽,從而達到脫硫的目的;微生物脫硫技術目前常用的脫硫細菌有:屬硫桿菌的氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、古細菌、熱硫化葉菌等。添加固硫劑是指在煤中添加具有固硫作用的物質,並將其製成各種規格的型煤,在燃燒過程中,煤中的含硫化合物與固硫劑反應生成硫酸鹽等物質而留在渣中,不會形成SO2。煤的氣化,是指用水蒸汽、氧氣或空氣作氧化劑,在高溫下與煤發生化學反應,生成H2、CO、CH4等可燃混合氣體(稱作煤氣)的過程。煤炭液化是將煤轉化為清潔的液體燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的一種先進的潔凈煤技術。水煤漿(Coal Water Mixture,簡稱CWM)是將灰份小於10%,硫份小於0.5%、揮發份高的原料煤,研磨成250~300μm的細煤粉,按65%~70%的煤、30%~35%的水和約1%的添加劑的比例配製而成,水煤漿可以像燃料油一樣運輸、儲存和燃燒,燃燒時水煤漿從噴嘴高速噴出,霧化成50~70μm的霧滴,在預熱到600~700℃的爐膛內迅速蒸發,並拌有微爆,煤中揮發分析出而著火,其著火溫度比干煤粉還低。
燃燒前脫硫技術中物理洗選煤技術已成熟,應用最廣泛、最經濟,但只能脫無機硫;生物、化學法脫硫不僅能脫無機硫,也能脫除有機硫,但生產成本昂貴,距工業應用尚有較大距離;煤的氣化和液化還有待於進一步研究完善;微生物脫硫技術正在開發;水煤漿是一種新型低污染代油燃料,它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有石油一樣的流動性和穩定性,被稱為液態煤炭產品,市場潛力巨大,目前已具備商業化條件。
煤的燃燒前的脫硫技術盡管還存在著種種問題,但其優點是能同時除去灰分,減輕運輸量,減輕鍋爐的沾污和磨損,減少電廠灰渣處理量,還可回收部分硫資源。 爐內脫硫是在燃燒過程中,向爐內加入固硫劑如CaCO3等,使煤中硫分轉化成硫酸鹽,隨爐渣排除。其基本原理是:
CaCO3==高溫==CaO+CO2↑
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2====2CaSO4
⑴LIMB爐內噴鈣技術
早在本世紀60年代末70年代初,爐內噴固硫劑脫硫技術的研究工作已開展,但由於脫硫效率低於10%~30%,既不能與濕法FGD相比,也難以滿足高達90%的脫除率要求。一度被冷落。但在1981年美國國家環保局EPA研究了爐內噴鈣多段燃燒降低氮氧化物的脫硫技術,簡稱LIMB,並取得了一些經驗。Ca/S在2以上時,用石灰石或消石灰作吸收劑,脫硫率分別可達40%和60%。對燃用中、低含硫量的煤的脫硫來說,只要能滿足環保要求,不一定非要求用投資費用很高的煙氣脫硫技術。爐內噴鈣脫硫工藝簡單,投資費用低,特別適用於老廠的改造。
⑵LIFAC煙氣脫硫工藝
LIFAC工藝即在燃煤鍋爐內適當溫度區噴射石灰石粉,並在鍋爐空氣預熱器後增設活化反應器,用以脫除煙氣中的SO2。芬蘭Tampella和ⅣO公司開發的這種脫硫工藝,於1986年首先投入商業運行。LIFAC工藝的脫硫效率一般為60%~85%。
加拿大最先進的燃煤電廠Shand電站採用LIFAC煙氣脫硫工藝,8個月的運行結果表明,其脫硫工藝性能良好,脫硫率和設備可用率都達到了一些成熟的SO2控制技術相當的水平。中國下關電廠引進LIFAC脫硫工藝,其工藝投資少、佔地面積小、沒有廢水排放,有利於老電廠改造。 簡介
(Flue gas desulfurization,簡稱FGD)
燃煤的煙氣脫硫技術是當前應用最廣、效率最高的脫硫技術。對燃煤電廠而言,在今後一個相當長的時期內,FGD將是控制SO2排放的主要方法。目前國內外火電廠煙氣脫硫技術的主要發展趨勢為:脫硫效率高、裝機容量大、技術水平先進、投資省、佔地少、運行費用低、自動化程度高、可靠性好等。
乾式脫硫
該工藝用於電廠煙氣脫硫始於80年代初,與常規的濕式洗滌工藝相比有以下優點:投資費用較低;脫硫產物呈干態,並和飛灰相混;無需裝設除霧器及再熱器;設備不易腐蝕,不易發生結垢及堵塞。其缺點是:吸收劑的利用率低於濕式煙氣脫硫工藝;用於高硫煤時經濟性差;飛灰與脫硫產物相混可能影響綜合利用;對乾燥過程式控制制要求很高。
⑴噴霧乾式煙氣脫硫工藝:噴霧乾式煙氣脫硫(簡稱干法FGD),最先由美國JOY公司和丹麥Niro Atomier公司共同開發的脫硫工藝,70年代中期得到發展,並在電力工業迅速推廣應用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧乾燥塔中與煙氣接觸,石灰漿液與SO2反應後生成一種乾燥的固體反應物,最後連同飛灰一起被除塵器收集。中國曾在四川省白馬電廠進行了旋轉噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗,取得了一些經驗,為在200~300MW機組上採用旋轉噴霧干法煙氣脫硫優化參數的設計提供了依據。
⑵粉煤灰乾式煙氣脫硫技術:日本從1985年起,研究利用粉煤灰作為脫硫劑的乾式煙氣脫硫技術,到1988年底完成工業實用化試驗,1991年初投運了首台粉煤灰乾式脫硫設備,處理煙氣量644000Nm3/h。其特點:脫硫率高達60%以上,性能穩定,達到了一般濕式法脫硫性能水平;脫硫劑成本低;用水量少,無需排水處理和排煙再加熱,設備總費用比濕式法脫硫低1/4;煤灰脫硫劑可以復用;沒有漿料,維護容易,設備系統簡單可靠。
濕法工藝
世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機理大同小異,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑,在反應塔中對煙氣進行洗滌,從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史,經過不斷地改進和完善後,技術比較成熟,而且具有脫硫效率高(90%~98%),機組容量大,煤種適應性強,運行費用較低和副產品易回收等優點。據美國環保局(EPA)的統計資料,全美火電廠採用濕式脫硫裝置中,濕式石灰法佔39.6%,石灰石法佔47.4%,兩法共佔87%;雙鹼法佔4.1%,碳酸鈉法佔3.1%。世界各國(如德國、日本等),在大型火電廠中,90%以上採用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。
石灰或石灰石法主要的化學反應機理為:
石灰法:SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O
石灰石法:SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
其主要優點是能廣泛地進行商品化開發,且其吸收劑的資源豐富,成本低廉,廢渣既可拋棄,也可作為商品石膏回收。目前,石灰/石灰石法是世界上應用最多的一種FGD工藝,對高硫煤,脫硫率可在90%以上,對低硫煤,脫硫率可在95%以上。
傳統的石灰/石灰石工藝有其潛在的缺陷,主要表現為設備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損。為了解決這些問題,各設備製造廠商採用了各種不同的方法,開發出第二代、第三代石灰/石灰石脫硫工藝系統。
濕法FGD工藝較為成熟的還有:氫氧化鎂法;氫氧化鈉法;美國Davy Mckee公司Wellman-Lord FGD工藝;氨法等。
在濕法工藝中,煙氣的再熱問題直接影響整個FGD工藝的投資。因為經過濕法工藝脫硫後的煙氣一般溫度較低(45℃),大都在露點以下,若不經過再加熱而直接排入煙囪,則容易形成酸霧,腐蝕煙囪,也不利於煙氣的擴散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統。目前,應用較多的是技術上成熟的再生(回轉)式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價格較貴,占整個FGD工藝投資的比例較高。近年來,日本三菱公司開發出一種可省去無泄漏型的GGH,較好地解決了煙氣泄漏問題,但價格仍然較高。前德國SHU公司開發出一種可省去GGH和煙囪的新工藝,它將整個FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內,利用電廠循環水余熱來加熱煙氣,運行情況良好,是一種十分有前途的方法。 等離子體煙氣脫硫技術研究始於70年代,目前世界上已較大規模開展研究的方法有2類:
電子束法
電子束輻照含有水蒸氣的煙氣時,會使煙氣中的分子如O2、H2O等處於激發態、離子或裂解,產生強氧化性的自由基O、OH、HO2和O3等。這些自由基對煙氣中的SO2和NO進行氧化,分別變成SO3和NO2或相應的酸。在有氨存在的情況下,生成較穩定的硫銨和硫硝銨固體,它們被除塵器捕集下來而達到脫硫脫硝的目的。
脈沖法
脈沖電暈放電脫硫脫硝的基本原理和電子束輻照脫硫脫硝的基本原理基本一致,世界上許多國家進行了大量的實驗研究,並且進行了較大規模的中間試驗,但仍然有許多問題有待研究解決。 海水通常呈鹼性,自然鹼度大約為1.2~2.5mmol/L,這使得海水具有天然的酸鹼緩沖能力及吸收SO2的能力。國外一些脫硫公司利用海水的這種特性,開發並成功地應用海水洗滌煙氣中的SO2,達到煙氣凈化的目的。
海水脫硫工藝主要由煙氣系統、供排海水系統、海水恢復系統等組成。 脫硫系統中常見的主要設備為吸收塔、煙道、煙囪、脫硫泵、增壓風機等主要設備,美嘉華技術在脫硫泵、吸收塔、煙道、煙囪等部位的防腐蝕、防磨效果顯著,現分別敘述。
應用1
濕法煙氣脫硫環保技術(FGD)因其脫硫率高、煤質適用面寬、工藝技術成熟、穩定運轉周期長、負荷變動影響小、煙氣處理能力大等特點,被廣泛地應用於各大、中型火電廠,成為國內外火電廠煙氣脫硫的主導工藝技術。但該工藝同時具有介質腐蝕性強、處理煙氣溫度高、SO2吸收液固體含量大、磨損性強、設備防腐蝕區域大、施工技術質量要求高、防腐蝕失效維修難等特點。因此,該裝置的腐蝕控制一直是影響裝置長周期安全運行的重點問題之一。
濕法煙氣脫硫吸收塔、煙囪內筒防腐蝕材料的選擇必須考慮以下幾個方面:
(1)滿足復雜化學條件環境下的防腐蝕要求:煙囪內化學環境復雜,煙氣含酸量很高,在內襯表面形成的凝結物,對於大多數的建築材料都具有很強的侵蝕性,所以對內襯材料要求具有抗強酸腐蝕能力;
(2)耐溫要求:煙氣溫差變化大,濕法脫硫後的煙氣溫度在40℃~80℃之間,在脫硫系統檢修或不運行而機組運行工況下,煙囪內煙氣溫度在130℃~150℃之間,那麼要求內襯具有抗溫差變化能力,在溫度變化頻繁的環境中不開裂並且耐久;
(3)耐磨性能好:煙氣中含有大量的粉塵,同時在腐蝕性的介質作用下,磨損的實際情況可能會較為明顯,所以要求防腐材料具有良好的耐磨性;
(4)具有一定的抗彎性能:由於考慮到一些煙囪的高空特性,包括是地球本身的運動、地震和風力作用等情況,煙囪尤其是高空部位可能會發生搖動等角度偏向或偏離,同時煙囪在安裝和運輸過程中可能會發生一些不可控的力學作用等,所以要求防腐材料具有一定的抗彎性能;
(5)具有良好的粘結力:防腐材料必須具有較強的粘結強度,不僅指材料自身的粘結強度較高,而且材料與基材之間的粘結強度要高,同時要求材料不易產生龜裂、分層或剝離,附著力和沖擊強度較好,從而保證較好的耐蝕性。通常我們要求底塗材料與鋼結構基礎的粘接力能夠至少達到10MPa以上
應用2
脫硫漿液循環泵是脫硫系統中繼換熱器、增壓風機後的大型設備,通常採用離心式,它直接從塔底部抽取漿液進行循環,是脫硫工藝中流量最大、使用條件最為苛刻的泵,腐蝕和磨蝕常常導致其失效。其特性主要有:
(1)強磨蝕性
脫硫塔底部的漿液含有大量的固體顆粒,主要是飛灰、脫硫介質顆粒,粒度一般為0~400µm、90%以上為20~60µm、濃度為5%~28%(質量比)、這些固體顆粒(特別是Al2O3、SiO2顆粒)具有很強的磨蝕性
(2)強腐蝕性
在典型的石灰石(石灰)-石膏法脫硫工藝中,一般塔底漿液的pH值為5~6,加入脫硫劑後pH值可達6~8.5(循環泵漿液的pH值與脫硫塔的運行條件和脫硫劑的加入點有關);Cl-可富集超過80000mg/L,在低pH值的條件下,將產生強烈的腐蝕性。
(3)氣蝕性
在脫硫系統中,循環泵輸送的漿液中往往含有一定量的氣體。實際上,離心循環泵輸送的漿液為氣固液多相流,固相對泵性能的影響是連續的、均勻的,而氣相對泵的影響遠比固相復雜且更難預測。當泵輸送的液體中含有氣體時泵的流量、揚程、效率均有所下降,含氣量越大,效率下降越快。隨著含氣量的增加,泵出現額外的雜訊振動,可導致泵軸、軸承及密封的損壞。泵吸入口處和葉片背面等處聚集氣體會導致流阻阻力增大甚至斷流,繼而使工況惡化,必須氣蝕量增加,氣體密度小,比容大,可壓縮性大,流變性強,離心力小,轉換能量性能差是引起泵工況惡化的主要原因。試驗表明,當液體中的氣量(體積比)達到3%左右時,泵的性能將出現徒降,當入口氣體達20%~30%時,泵完全斷流。離心泵允許含氣量(體積比)極限小於5%。
高分子復合材料現場應用的主要優點是:常溫操作,避免由於焊補等傳統工藝引起的熱應力變形,也避免了對零部件的二次損傷等;另外施工過程簡單,修復工藝可現場操作或設備局部拆裝修復;美嘉華材料的可塑性好,本身具有極好的耐磨性及抗沖刷能力,是解決該類問題最理想的應用技術。
㈡ 請問煙氣脫硫有幾種方法
煙氣脫硫分四類:干法拋棄系統,濕法拋棄系統,干法回收系統,濕法回收系統。用的最多是濕法拋棄系統的石灰/石灰石煙氣脫硫法。對石灰石法改進的方法有添加已二酸或者硫酸鎂或者雙鹼。其他濕法脫硫技術有氧化鎂法,海水脫硫法,氨法。干法煙氣脫硫技術有干法噴鈣脫硫和循環流化床煙氣脫硫。也可用同時脫硫脫氮工藝:電子束輻射法,氯酸氧化法(濕法),WAS-SNO法(濕法),濕法FGD添加金屬螯合物,NOXSO法(干法),SNRB法(干法),CuO同時脫硫脫氮工藝。
脫硫脫硝的方法,總結了六種:
1)活性炭法
該工藝主體設備是一個類似於超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器內,煙氣中的SO2被氧化成SO3並溶於水中,產生稀硫酸氣溶膠,隨後由活性炭吸附。向吸附塔內注入氨,氨與NOx在活性炭催化還原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭可進入脫附器中加熱再生。
2)SNOx(WSA-SNOx)法
WSA-SNOx法是濕式洗滌並脫除NOx技術。在該工藝中煙氣首先經過SCR反應器,NOx在催化劑作用下被氨氣還原為N2,隨後煙氣進入改質器中,SO2在此被固相催化劑氧化為SO3,SO3經過煙氣再熱器GGH後進入WSA冷凝器被水吸收轉化為硫酸。
3)NOxSO法
在電除塵器下游設置流化床吸收塔,用硫酸鈉浸漬過的γ-Al2O3圓球作為吸收劑,吸收劑吸收NOx、SO2後,在高溫下用還原性氣體(CO、CH4等)進行還原,生成H2S和N2。
4)高能粒子射線法
高能粒子射線法包括電子束(EBA)工藝和等離子體工藝,原理是利用高能粒子(離子)將煙氣中的部分分子電離,形成活性自由基和自由電子等,氧化煙氣中的NOx。這種技術不僅能去除煙氣中的NOx和SO2,還能同時去除重金屬等物質。
5)濕式FGD加金屬螯合物法
仲兆平等發明了噴射鼓泡法用煙氣脫硫脫硝吸收液,包括石灰或石灰石漿液、占石灰或石灰石漿液0.05%~0.5%(質量分數)的水溶性有機酸和占石灰或石灰石漿液0.03%~0.3%(質量分數)的鐵系或銅系金屬螯合物。
6)氯酸氧化法
由於氯酸的強氧化性,採用含有氯酸的氧化吸收液可以同時脫硫脫硝,脫硫率可達98%,脫硝率達95%以上,還可以脫除有毒的微量金屬元素。除了採用氯酸脫硫脫硝外,採用NaClO3/NaOH同時脫除SO2和NOx也獲得較好的效果。
㈣ 脫硫的主要方法有哪些
脫硫產物的干濕形態,煙氣脫硫分為:濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術較為成熟,效率高,操作簡單。傳統的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝採用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫後生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣,由於其溶解度較小,極易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現象。雙鹼法煙氣脫硫技術是為了克服石灰石—石灰法容易結垢的缺點而發展起來的。
㈤ 煤氣脫硫方法有哪些
煤氣脫硫方法
發生爐煤氣中的硫來源於氣化用煤,主要以H2S形式存在,氣化用煤中的硫約有80%轉化成H2S進入煤氣,假如,氣化用煤的含硫量為1%,氣化後轉入煤氣中形成H2S大約2-3g/Nm3左右,而陶瓷、高嶺土等行業對煤氣含硫量要求為20-50 mg/Nm3;假如煤氣中的H2S燃燒後全部轉化成SO2為2.6g/m3左右,比國家規定的SO2的最高排放濃度指標高出許多。所以,無論從環保達標排放,還是從保證企業最終產品質量而言,煤氣中這部分H2S都是必須要脫除的。
煤氣的脫硫方法從總體上來分有兩種:熱煤氣脫硫和冷煤氣脫硫。在我國,熱煤氣脫硫現在仍處於試驗研究階段,還有待於進一步完善,而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術,其脫硫方法也很多。
冷煤氣脫硫大體上可分為干法脫硫和濕法脫硫兩種方法,干法脫硫以氧化鐵法和活性炭法應用較廣,而濕法脫硫以砷鹼法、ADA、改良ADA和栲膠法頗具代表性。
2、干法脫硫技術
煤氣干法脫硫技術應用較早,最早應用於煤氣的干法脫硫技術是以沼鐵礦為脫硫劑的氧化鐵脫硫技術,之後,隨著煤氣脫硫活性炭的研究成功及其生產成本的相對降低,活性炭脫硫技術也開始被廣泛應用。
2.1氧化鐵脫硫技術
最早使用的氧化鐵脫硫劑為沼鐵礦和人工氧化鐵,為增加其孔隙率,脫硫劑以木屑為填充料,再噴灑適量的水和少量熟石灰,反復翻曬製成,其PH值一般為8-9左右,該種脫硫劑脫硫效率較低,必須塔外再生,再生困難,不久便被其他脫硫劑所取代。現在TF型脫硫劑應用較廣,該種脫硫劑脫硫效率較高,並可以進行塔內再生。
氧化鐵脫硫和再生反應過程如下:
(1)脫硫過程
2Fe(OH)3+3H2S== Fe2S3+6H2O
Fe(OH)3 + H2S ==2Fe(OH)2+S+2H2O
Fe(OH)2 + H2S== FeS+2H2O
(2)再生過程
2Fe2S2+3O2+6H2O== 4Fe(OH)3+6S
4FeS+3O2+6H2O ==4Fe(OH)2+4S
氧化鐵脫硫劑再生是一個放熱過程,如果再生過快,放熱劇烈,脫硫劑容易起火燃燒,這種火災現象曾在多個企業發生。
干法脫硫是在圓柱狀脫硫塔內裝填一定高度的脫硫劑,煤氣自下而上通過脫硫劑,H2S被去除,實現脫硫過程,常用的脫硫劑為氧化鐵,其粒狀為圓柱狀,氧化鐵脫硫的原理如下:
Fe2O3·H2O+3H2S=Fe2S3·H2O+3H2O
由上面的反應方程
㈥ 常用燃煤煙氣脫硫方法有哪幾大類
常見的脫硫技術
編輯
煙氣脫硫(FGD)是工業行業大規模應用的、有效的脫硫方法。按照硫化物吸收劑及副產品的形態,脫硫技術可分為干法、半干法和濕法三種。干法脫硫工藝主要是利用固體吸收劑去除煙氣中的SO2,一般把石灰石細粉噴入爐膛中,使其受熱分解成CaO,吸收煙氣中的SO2,生成CaSO3,與飛灰一起在除塵器收集或經煙囪排出。濕法煙氣脫硫是採用液體吸收劑在離子條件下的氣液反應,進而去除煙氣中的SO2,系統所用設備簡單, 運行穩定可靠,脫硫效率高。干法脫硫的最大優點是治理中無廢水、廢酸的排出,減少了二次污染;缺點是脫硫效率低,設備龐大。濕法脫硫採用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2,所用設備比較簡單,操作容易,脫硫效率高;但脫硫後煙氣溫度較低,設備的腐蝕較干法嚴重。[1]
石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝
石灰石(石灰)濕法脫硫技術由於吸收劑價廉易得,在濕法FGD領域得到廣泛的應用。
以石灰石為吸收劑反應機理為:
吸收:SO2(g)→ SO2(L)+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32-
溶解:CaCO3(s)+H+ → Ca2++HCO3-
中和:HCO3- +H+ →CO2(g)+H2O
氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO32- +1/2O2→SO42-
結晶:Ca2++SO42- +1/2H2O →CaSO4·1/2H2O(s)
該工藝的特點是脫硫效率高(>95%)、吸收劑利用率高(>90%)、能適應高濃度SO2煙氣條件、鈣硫比低(一般<1.05) 、脫硫石膏可以綜合利用等。缺點是基建投資費用高、水消耗大、脫硫廢水具有腐蝕性等。
海水煙氣脫硫
海水煙氣脫硫工藝是利用海水的鹼度達到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。脫硫過程不需要添加任何化學葯劑,也不產生固體廢棄物,脫硫效率>92%,運行及維護費用較低。煙氣經除塵器除塵後,由增壓風機送入氣-氣換熱器降溫,然後送入吸收塔。在脫硫吸收塔內,與來自循環冷卻系統的大量海水接觸,煙氣中的二氧化硫被吸收反應脫除,海水經氧化後排放。脫除二氧化硫後的煙氣經換熱器升溫,由煙道排放。
海水煙氣脫硫工藝受地域限制,僅適用於有豐富海水資源的工程,特別適用於海水作循環冷卻水的火電廠,但需要妥善解決吸收塔內部、吸收塔排水管溝及其後部煙道、煙囪、曝氣池和曝氣裝置的防腐問題。其工藝流程見圖1。
噴霧乾燥工藝
噴霧乾燥工藝(SDA)是一種半干法煙氣脫硫技術,其市場佔有率僅次於濕法。該法是將吸收劑漿液Ca(OH)2在反應塔內噴霧,霧滴在吸收煙氣中SO2的同時被熱煙氣蒸發,生成固體並由除塵器捕集。當鈣硫比為1.3~1.6時,脫硫效率可達80%~90%。半干法FGD技術兼干法與濕法的一般特點。其主要缺點是利用消石灰乳作為吸收劑,系統易結垢和堵塞,而且需要專門設備進行吸收劑的制備,因而投資費用偏大;脫硫效率和吸收劑利用率也不如石灰石/石膏法高。
噴霧乾燥技術在燃用低硫和中硫煤的中小容量機組上應用較多。國內於1990年1月在白馬電廠建成了一套中型試驗裝置。後來許多機組也採用此脫硫工藝,技術已基本成熟。
電子束煙氣脫硫工藝(EBA法)
電子束輻射技術脫硫工藝是一種干法脫硫技術,是一種物理方法和化學方法相結合的高新技術。該工藝的流程是由排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的沖入、電子束照射和副產品捕集工序組成。鍋爐所排出的煙氣,經過集塵器的粗濾處理之後進入冷卻塔,在冷卻塔內噴射冷卻水,將煙氣冷卻到適合於脫硫、脫硝處理的溫度(約70℃)。煙氣的露點通常約為50℃。通過冷卻塔後的煙氣流進反應器,注入接近化學計量比的氨氣、壓縮空氣和軟水混合噴入,加入氨的量取決於SOx和NOx濃度,經過電子束照射後,SOx和NOx在自由基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然後硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應,生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。脫硫率可達90%以上,脫硝率可達80%以上。此外,還可採用鈉基、鎂基和氨作吸收劑,一般反應所生成的硫酸銨和硝酸銨混合微粒被副成品集塵器分離和捕集,經過凈化的煙氣升壓後向大氣排放。
㈦ 煙氣脫硫選擇哪種比較好
脫硫技術
目前煙氣脫硫技術種類達幾十種,按脫硫過程是否加水和脫硫產物的干濕形態,煙氣脫硫分為:濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法煙氣脫硫技術最為成熟,已得到大規模工業化應用,但由於投資成本高還需對工藝和設備進行優化;干法煙氣脫硫技術不存在腐蝕和結露等問題,但脫硫率遠低於濕法脫硫技術,一般電廠都不會選用,須進一步開發基於新脫硫原理的干法脫硫工藝;半干法脫硫技術脫硫率高,但不適合大容量燃燒設備。不同的工況選擇最符合的脫硫方法才會得到最大的經濟效益,
1濕法煙氣脫硫技術
優點:濕法煙氣脫硫技術為氣液反應,反應速度快,脫硫效率高,一般均高於90%,技術成熟,適用面廣。濕法脫硫技術比較成熟,生產運行安全可靠,在眾多的脫硫技術中,始終占據主導地位,占脫硫總裝機容量的80%以上。
缺點:生成物是液體或淤渣,較難處理,設備腐蝕性嚴重,洗滌後煙氣需再熱,能耗高,佔地面積大,投資和運行費用高。系統復雜、設備龐大、耗水量大、一次性投資高,一般適用於大型電廠。
分類:常用的濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。
A 石灰石/石灰-石膏法:
原理:是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2,生成亞硫酸鈣,經分離的亞硫酸鈣(CaSO3)可以拋棄,也可以氧化為硫酸鈣(CaSO4),以石膏形式回收。是目前世界上技術最成熟、運行狀況最穩定的脫硫工藝,脫硫效率達到90%以上。
目前傳統的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝在現在的中國市場應用是比較廣泛的,其採用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫後生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣,由於其溶解度較小,極易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現象。對比石灰石法脫硫技術,雙鹼法煙氣脫硫技術則克服了石灰石—石灰法容易結垢的缺點。
B 間接石灰石-石膏法:
常見的間接石灰石-石膏法有:鈉鹼雙鹼法、鹼性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理:鈉鹼、鹼性氧化鋁(Al2O3&dot;nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2,生成的吸收液與石灰石反應而得以再生,並生成石膏。該法操作簡單,二次污染少,無結垢和堵塞問題,脫硫效率高,但是生成的石膏產品質量較差。
C 檸檬吸收法:
原理:檸檬酸(H3C6H5O7&dot;H2O)溶液具有較好的緩沖性能,當SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時,煙氣中的SO2與水中H發生反應生成H2SO3絡合物,SO2吸收率在99%以上。
㈧ 常用的煙霧脫硫,脫氮方法有哪些
石灰石-石膏濕法脫硫、氨法脫硫、鎂法脫硫,前者常用。
脫硝方法:SCR,SNCR
㈨ 鍋爐脫硫的方法有哪些
SNCR、SCR法聯合脫硝結合了SCR法高效和SNCR法投資省的優點。SNCR、SCR法聯合脫硝有兩個反應區,第一個反應區即在鍋爐爐膛內噴入還原劑,反應原理為SNCR法,實現初步脫硝。然後,未反應完的還原劑進入第二個反應區進一步脫硝,反應原理為SCR法。其優點是比單一的SNCR法脫硝效率高,另外,由於有了初步的SNCR法脫硝,第二步脫硝比單獨採用SCR法可以減少催化劑用量,降低費用。
還原劑(主要使用 NH3)在催化劑作用下,將氮氧化物還原為對大氣無污染的氮氣和水。「選擇性」的是指還原劑NH3有選擇地進行還原反應,低溫脫硫脫硝廠家介紹的此處指只選擇煙氣中的氮氧化物還原。SCR法脫硝通過將氨噴入煙道,並使氨和煙氣均勻混合,流過安放有催化劑的反應器,通過控制適宜反應溫度,在催化劑的作用下完成還原反應。目前常用的催化劑有V2O5和TiO2,脫硫脫硝設備反應溫度區間320~400 ℃,通常催化劑負載於載體上,載體的主要作用是提供大的比表面積。SCR法脫硝效率為70%~90%。
從SNCR法逃逸的氨可能來自兩種情況,一是由於噴入的溫度過低影響了氨與氮氧化物的反應;二是由於噴入氨過量從而導致氨分布不均。工程中可以在出口煙氣管道中安裝連續測量氨逃逸量的裝置進行控制。SNCR法脫硝以爐膛為反應器,可通過對鍋爐進行改造實現,脫硝效率一般為30%~60%,受鍋爐結構尺寸影響很大。