脱硫系统

                        日期:2017-05-03 10:35:00 / 人气:1980

                        目前,各国研究的烟气脱硫方法很多,已超过一百种,其中有的进行了中间试验,有的还处于实验室研究阶段,真正能应用于工业生产中的只有十余种?;鸬绯Ч唐蚜蚍椒ǖ难≡裰饕【鲇诠萘?、燃料的成分、脱硫剂的供应条件及相应的地理条件、副产品的利用等因素。当前应用的烟气脱硫方法,按脱硫工艺的反应状态大致可分为干法、半干法和湿法三类。按脱硫工艺在生产中所处的部位不同可采用:

                        燃烧前脱硫,如原煤洗选脱硫;

                        燃烧中脱硫,如洁净煤燃烧、循环流化床锅炉和炉内喷钙;

                        燃烧后脱硫,如烟气脱硫。

                        燃烧后的烟气脱硫(Flue Gas Desulphrization),是目前世界上控制SO2污染所采用的主要手段。

                        现将目前应用较为广泛的几种脱硫工艺原理、特点及其应用状况简要介绍如下:

                        1、回流式循环流化床(RCFB干法)烟气脱硫

                        回流式循环流化床烟气脱硫工艺(简称RCFB)是德国WULFF Rolf Graf博士开发的一种较为先进的干法烟气脱硫技术。

                        工艺流程:锅炉空预器出来的烟气,从除尘器前也可从除尘器后引进吸收塔底部。吸收塔底部为一文丘里装置,烟气流经时被加速。吸收剂通过一套喷射装置在吸收塔底部喷入。在文丘里的喉部设一喷水装置,喷入的雾化水使烟气降至70~90℃,这是反应的理想温度,高速的烟气使水进一步雾化。增湿的烟气控制在以4m/s的烟速上升与喷入的吸收剂相混合,吸收剂与SO2反应,生成亚硫酸钙、硫酸钙等。带有大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入除尘器。大部分的固体颗粒通过除尘器下的在循环系统,返回吸收塔继续参与反应,如此循环可达100次以上,少部分的脱硫渣经过一个中间仓,经灰渣处理系统输入到渣仓。洁净的烟气经除尘器通过引风机排入烟囱。烟气温度高于露点温度,故不需要再加热。

                        2、NID半干法烟气脱硫

                        NID半干法烟气脱硫是新型的综合烟气脱硫系统,是瑞典ABB公司在半干法DRYPAC系统上发展而成,它借鉴了半干法DRYPAC技术脱硫原理,有克服了该技术制浆系统的弊端,使其具有干法的廉价、系统简单等优点,又具有湿法脱硫效率高的优点。

                        吸收剂为CaO,除尘器入口竖直烟道作为反应器。

                        工艺流程:锅炉空预器出来的烟气,经烟气分布器进入反应器,与增湿的可自由流动的石灰与飞灰混合粉接触,吸收剂与SO2反应,生成亚硫酸钙、硫酸钙等。带有大量固体颗粒的烟气进入除尘器除尘,洁净的烟气通过引风机排入烟囱。烟气温度高于露点温度,故不需要再加热。

                        除尘器下的固体颗粒通过除尘器下的增湿系统进入NID反应器,继续参与反应。少部分的脱硫渣经过一个中间仓,经灰渣处理系统输入到渣仓。

                        3、双减法脱硫工艺系统

                        双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造成过饱和结晶,造成结垢堵塞问题。

                        双碱法脱硫技术工艺基本原理

                        双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造过饱和结晶,造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生,再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用,比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。

                        双减法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂,配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的,然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括5个部分:(1)吸收剂制备与补充;(2)吸收剂浆液喷淋;(3)塔内雾滴与烟气接触混合;(4)再生池浆液还原钠基碱;(5)石膏脱水处理。


                        双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似,主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中,然后离解成H+和HSO3-;使用Na2CO3或NaOH液吸收烟气中的SO2,生成HSO31-、SO32-与SO42-,反应方程式如下:

                        脱硫反应:

                        Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2↑ (1)

                        2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O (2)

                        Na2SO3+ SO2 + H2O → 2NaHSO3 (3)

                        其中:式(1)为启动阶段Na2CO3溶液吸收SO2的反应;

                        式(2)为再生液pH值较高时(高于9时),溶液吸收SO2的主反应;

                        式(3)为溶液pH值较低(59)时的主反应。

                        再生过程:

                        Ca(OH)2+Na2SO3→2NaOH+CaSO3(4)

                        Ca(OH)2+2NaHSO3→Na2SO3+CaSO3.1/2H2O+3/2H2O(5)

                        氧化过程(副反应)

                        CaSO3+1/2O2→CaSO4(6)

                        CaSO3.1/2H2O+1/2O2→CaSO4+1/2H2O(7)

                        双碱法脱硫技术工艺特点:

                        a、脱硫效率90%以上。

                        b、脱硫剂采用钠碱和石灰,塔内清液吸收,有效避免塔内结垢。

                        c、液气比小??赏蚜虺疽惶寤?。

                        d、一次投资省,运行成本低,国产程度高。

                        e、适应范围广。

                        4、石灰石(石灰)—石膏湿法脱硫工艺

                        石灰石(石灰)—石膏湿法脱硫工艺采用石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收剂浆。也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液。当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收剂浆。在吸收塔内,吸收剂浆液与烟气接触混合,烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收剂浆的循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。


                        该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫,脱硫效率可达到95%以上。

                        石灰石—石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为:

                        在脱硫吸收塔内烟气中SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3,CaSO3被鼓入氧化空气中的O2氧化最终生成石膏晶体CaSO4·2H2O。其主要化学反应式为:

                        吸收过程:

                        SO2+H2O—→H2SO3—→HSO3-+H+

                        CaCO3+2H+—→Ca2++CO2+H2O

                        氧化过程:

                        HSO3-+1/2O2—→SO42-+H+

                        Ca2++SO42-+2H2O—→CaSO4·2H2O

                        典型石灰石(石灰) —石膏湿法脱硫工艺流程图

                        按脱硫副产物石膏的处置方式划分,一般有抛弃和回收利用两种方法,脱硫石膏处置方式的选择主要取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。抛弃方式,如采用弃置灰场或回填矿坑,以美国为主要代表,抛弃量占86%;另一种是综合利用方式,德国及日本采用较多,主要用作水泥缓凝剂和建筑材料等,石膏的利用率达90%以上。

                        石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫是技术成熟、应用广泛,运行最可靠的工艺。但同时存在着运行费用及占地大,有废水排放,设备、管道易结垢的问题。

                        5、氨-硫酸铵法

                        氨法脱硫是一种高效、低耗能的湿法脱硫方式,脱硫过程是气液相反应,反应速率快,吸收剂利用率高,能保持脱硫效率95~99%。 氨在水中的溶解度超过20%。

                        氨法具有丰富的原料。氨法以氨为原料,其形式可以是液氨、氨水碳铵。目前我国火电厂年排放二氧化硫约1000万吨,即使全部采用氨法脱硫,用氨量也不超过500万吨/年,供应完全有保证。

                        氨法的最大特点是 SO2的可资源化,可将污染物SO2回收成为高附加值的商品化产品。副产品硫铵是一种性能优良的氮肥,在我国具有很好的市场前景。


                        该工艺以氨为脱硫吸收剂,在吸收塔内采用饱和的硫酸铵循环浆液和烟气中SO2充分接触,在吸收塔的喷淋区发生吸收SO2的反应,生成硫酸氢铵和亚硫酸氢铵:

                        (1) SO2﹢H2O = H2SO3

                        (2) H2SO3﹢(NH4)2SO4 = NH4HSO4﹢NH4HSO3

                        (3) H2SO3﹢(NH4)2SO3 = 2NH4HSO3

                        在反应式(1)中,烟气中的二氧化硫(SO2)溶于水并生成亚硫酸。在反应式(2)(3)中,亚硫酸同溶于水中的硫酸铵和亚硫酸铵起反应。

                        氨注入吸收塔底部的浆液中,按下列反应中和酸性物质:

                        (4) H2SO3﹢NH3 = NH4HSO3

                        (5) NH4HSO3﹢NH3 = (NH4)SO3

                        (6) NH4HSO3﹢NH3 = (NH4)2SO4

                        氧化空气注入吸收塔底部使亚硫酸铵氧化成硫酸铵;

                        (7) (NH4)2SO3﹢1/2O2 = (NH4)2SO4

                        由于化学反应的继续和在烟气里水的蒸发,使硫酸铵溶液得到饱和并进而析出结晶。其蒸发热由烟气中的热量供给:

                        (8) (NH4)2SO4(水)﹢蒸发热 = (NH4)2SO4(固) 在吸收塔里的硫酸铵是以离子形式存在于溶液里,或是以固体结晶的形式存在于浆液里。系统里的主要成分溶解或结晶的硫酸铵均已完全被氧化,在副产品中氮的含量很容易达到大于20.5%。

                        技术特点:

                        a、完全资源化--变废为宝、化害为利

                        氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥,不产生任何废水、废液和废渣,没有二次污染,是一项真正意义上的将污染物全部资源化,符合循环经济要求的脱硫技术。

                        b、脱硫副产物价值高

                        氨回收法脱硫装置的运行过程即是硫酸铵的生产过程,每吸收1吨液氨可脱除2吨二氧化硫,生产4吨硫酸铵,按照常规价格液氨2000元/吨、硫酸铵700元/吨,则烟气中每吨二氧化硫体现了约400元的价值。因此相对运行费用小,并且煤中含硫量愈高,运行费用愈低。

                        c、装置阻力小,节省运行电耗

                        利用氨法脱硫的高活性,使液气比较常规湿法脱硫技术降低。脱硫塔的阻力仅为850Pa左右,无加热装置时包括烟道等阻力脱硫岛总阻力在1000Pa左右;配蒸汽加热器时脱硫岛的总设计阻力也只有1250Pa左右。因此,氨法脱硫装置可以利用原锅炉引风机的潜力,大多无需新配增压风机;即便原风机无潜力,也可适当进行风机改造或增加小压头的风机即可。系统阻力较常规脱硫技术节电50%以上。另外,循环泵的功耗降低了近70%。

                        d、防腐先进、运行可靠

                        氨回收法采用国外先进的重防腐技术,并选用可靠的材料和设备,装置可靠性达98.5%。脱硫剂及脱硫产物都是易溶性物质,装置内脱硫液为澄清溶液,无积垢无磨损,更容易实现PLC、DCS自动控制,操作控制简单易行。

                        e、装置设备占地小,便于老锅炉改造

                        氨回收法脱硫装置无需原料预处理工序,副产物的生产过程也相对简单,总配置的设备在30台套左右,且处理量较少,设备选型无需太大。脱硫部分的设备占地与锅炉的规模相关,75t/h1000t/h的锅炉占地在150m2500m2左右;脱硫液处理即硫铵工序占地与锅炉的含硫量有关,但相关系数不大,整个硫铵工序正常占地在500m2内。

                        f、既脱硫又脱硝--适应环保更高要求

                        氨对NOx同样有吸收作用。另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOx还具有还原作用,所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的。

                        g、自主知识产权技术,适合长远推广

                        氨回收法烟气脱硫技术是拥有我国自主知识产权的脱硫技术,因此投资更少、从长远角度更有利于在我国长期和全面推广。

                        氨法技术本身已经通过专家及工程实践证明是成熟可靠的,如果企业采用合成氨生产过程中产生废氨水作脱硫剂,将更符合循环经济和节能要求。

                        作者:新雅环保


                        现在致电 0371-65797402 OR 查看更多联系方式 →

                        Go To Top 回顶部
                        百家乐微信群 炝冬笋网| 天天基金网| 团圆汤网| 山西黄河新闻网| 宁夏英才网| 松花网| 中国网联网| 砂仁羊肉汤网| 清润红绿糖水网| 香露苹果网| 百度有啊| 朝天锅网| 一听音乐网| 汤泡猪肚尖网| 太原人才网| 炸大扁网| 荷包豆腐网| 电子书论坛| 中国质量监督检验检疫总局| 爱自由旅游网| 移动支付门户网| 浏阳之窗| 十二台菜网| 虫草鸭舌网| 白果南杏生鱼汤网| 国家篮球协会网| 麒麟石斑网| 新华视频| 中国国务院台湾事务办公室| 牡丹江大鹏新闻网| 中国田径协会网| 氽节子网| 中国新闻出版总署| 中国人校友录| 五柳黄花鱼网| 中国铁人三项运动协会官网| 豆瓣鲜鱼网| 软烧豆腐网| 中国人大新闻网| 扬州网| 猴头菇白果鲨鱼骨汤网|