技術簡介 編輯
將煤中的硫元素用鈣基等方法固定成為固體防止燃燒時生成SO2,通過對國內外脫硫技術以及國內電力行業引進脫硫工藝試點廠情況的分析研究,目脫硫前脫硫方法一般可劃分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒後脫硫等3類。
其中燃燒後脫硫,又稱煙氣脫硫(Flue gas desulfurization,簡稱FGD),在FGD技術中,按脫硫劑的種類劃分,可分為以下五種方法:以CaCO3( 石灰石 )為基礎的鈣法,以MgO為基礎的鎂法,以Na2SO3為基礎的鈉法,以NH3為基礎的氨法,以有機堿為基礎的有機堿法。世界上普遍使用的商業化技術是鈣法,所占比例在90%以上。按 吸收劑 及 脫硫產物 在脫硫過程中的幹濕狀態又可將 脫硫技術 分為濕法、幹法和半幹(半濕)法。濕法FGD技術是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態下脫硫和處理脫硫產物,該法具有脫硫反應速度快、設備簡單、 脫硫效率 高等優點,但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及易造成二次汙染等問題。幹法FGD技術的脫硫吸收和產物處理均在幹狀態下進行,該法具有無 汙水 廢酸排出、設備腐蝕程度較輕,煙氣在淨化過程中無明顯降溫、淨化後煙溫高、利於 煙囪排氣 擴散、二次汙染少等優點,但存在脫硫效率低,反應速度較慢、設備龐大等問題。半幹法FGD技術是指脫硫劑在幹燥狀態下脫硫、在濕狀態下 _ (如水洗 活性炭 _流程),或者在濕狀態下脫硫、在幹狀態下處理脫硫產物(如噴霧幹燥法)的煙氣脫硫技術。特別是在濕狀態下脫硫、在幹狀態下處理脫硫產物的半幹法,以其既有 濕法脫硫 反應速度快、脫硫效率高的優點,又有幹法無汙水廢酸排出、脫硫後產物易於處理的優勢而受到人們廣泛的關注。按脫硫產物的用途,可分為 拋棄 法和回收法兩種。
2工藝種類 編輯
石膏法
石灰石—— 石膏法脫硫 工藝是世界上應用廣泛的一種脫硫技
濕法脫硫工藝流程圖
術,日本、 德國 、美國的 火力發電廠 采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。
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_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(jia)熱(re)升(sheng)溫(wen)後(hou),由(you)煙(yan)囪(cong)排(pai)入(ru)大(da)氣(qi)。由(you)於(yu)吸(xi)收(shou)塔(ta)內(nei)吸(xi)收(shou)劑(ji)漿(jiang)液(ye)通(tong)過(guo)循(xun)環(huan)泵(beng)反(fan)複(fu)循(xun)環(huan)與(yu)煙(yan)氣(qi)接(jie)觸(chu),吸(xi)收(shou)劑(ji)利(li)用(yong)率(lv)很(hen)高(gao),鈣(gai)硫(liu)比(bi)較(jiao)低(di),脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv)可(ke)大(da)於(yu)95%。
係統組成:
(1)石灰石儲運係統
(2)石灰石漿液製備及供給係統
(3)煙氣係統
(4)SO2 吸收係統
(5)石膏脫水係統
(6)石膏儲運係統
(7)漿液排放係統
(8)工藝水係統
(9)壓縮空氣係統
(10)廢水處理係統
(11)氧化空氣係統
(12)電控製係統
技術特點:
⑴、吸收劑適用範圍廣:在FGD裝置中可采用各種吸收劑,包括石灰石、石灰、鎂石、廢蘇打溶液等;
⑵、燃料適用範圍廣:適用於燃燒煤、重油、奧裏油,以及石油焦等燃料的鍋爐的尾氣處理;
⑶、燃料含硫變化範圍適應性強: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%~1負荷變化範圍內的穩定運行;
⑸、脫硫效率高:一般大於95%,可達到98%;
⑹、_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。
推薦的適用範圍:
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
噴霧幹燥法
噴霧幹燥 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
半幹法脫硫工藝流程
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bei脫tuo除chu。與yu此ci同tong時shi,吸xi收shou劑ji帶dai入ru的de水shui分fen迅xun速su被bei蒸zheng發fa而er幹gan燥zao,煙yan氣qi溫wen度du隨sui之zhi降jiang低di。脫tuo硫liu反fan應ying產chan物wu及ji未wei被bei利li用yong的de吸xi收shou劑ji以yi幹gan燥zao的de顆ke粒li物wu形xing式shi隨sui煙yan氣qi帶dai出chu吸xi收shou塔ta,進jin入ru 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 製漿 係統進行循環利用。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。
噴霧幹燥法脫硫工藝具有技術成熟、工藝流程較為簡單、 係統可靠性 高等特點,脫硫率可達到85%以上。該工藝在美國及 西歐 一些地區有_應用範圍(8%)。脫硫灰渣可用作製磚、築路,但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑。
磷銨肥法
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
脫硫流程
過程主要由吸附(活性炭脫硫製酸)、萃取(稀硫酸分解磷礦萃取磷酸)、中和(磷銨中和液製備)、吸收(磷銨液脫硫製肥)、氧化(亞硫酸銨氧化)、濃縮幹燥(固體肥料製備)等單元組成。它分為兩個係統:
煙氣脫硫係統——煙氣經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_),控製_脫硫率大於或等於70%,並製得30%左右濃度的 硫酸 ,_脫硫後的煙氣進入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫,淨化後的煙氣經分離霧沫後排放。
肥料製備係統——在常規單槽多漿萃取槽中,同_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幹燥製成磷銨複合肥料。
爐內噴鈣尾部增濕法
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℃
煙氣脫硫工藝流程
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 控製在2.0~2.5時,係統脫硫率可達到65~80%。由於增濕水的加入使煙氣溫度下降,一般控製出口煙氣溫度高於 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、反應產物呈幹燥態隨煙氣排出,被除塵器收集下來。
該脫硫工藝在 芬蘭 、美國、加拿大、 法國 等得到應用,采用這一脫硫技術的單機容量已達30萬千瓦。
煙氣循環流化床法
煙氣循環流化床脫硫工藝由吸收劑製備、吸收塔、脫硫灰再循環、除塵
石灰 石膏法脫硫工藝流程
器及控製係統等部分組成。該工藝一般采用幹態的消石灰粉作為 吸收劑 ,也可采用其它對 二氧化硫 有 吸收反應 能力的幹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 文丘裏裝置 ,煙氣流經文丘裏管後速度加快,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,由於固體顆粒反複循環達百次之多,故吸收劑利用率較高。
此工藝所產生的副產物呈幹粉狀,其化學成分與噴霧幹燥法脫硫工藝類似,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。由於其占地麵積少,投資較省,尤其適合於老機組 煙氣脫硫 。
海水脫硫
海水 脫硫工藝是利用海水的堿度達到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法
CAN等離子體煙氣脫硫工藝
。在脫硫吸收塔內,大量海水噴淋洗滌進入吸收塔內的 燃煤 煙氣,煙氣中的 二氧化硫 被海水吸收而除去,淨化後的煙氣經除霧器除霧、經煙氣換熱器加熱後排放。吸收 二氧化硫 後的海水與大量未脫硫的 海水混合 後,經 曝氣 池曝氣處理,使其中的SO32-被氧化成為穩定的SO42-,並使海水的PH值與COD調整達到排放標準後排放大海。海水脫硫工藝一般適用於靠海邊、擴散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠。海水脫硫工藝在 挪威 比較廣泛用於煉鋁廠、煉油廠等 工業爐窯 的煙氣脫硫,先後有20多套脫硫裝置投入運行。近幾年,海水脫硫工藝在電廠的應用取得了較快的進展。此種工藝問題是煙氣脫硫後可能產生的 重金屬 沉積和對 海洋環境 的影響需要長時間的觀察才能得出結論,因此在 環境質量 比較敏感和 環保 要求較高的區域需慎重考慮。
電子束法
該工藝流程有排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的充入、電子束照射和副產品捕
脫硫設備
集等工序所組成。鍋爐所排出的煙氣,經過除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℃,被噴射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內_得到蒸發,因此,不產生廢水。通過冷卻塔後的煙氣流進 反應器 ,在反應器進口處將_的 氨水 、壓縮空氣和軟水混合噴入,加入氨的量取決於SOx濃度和NOx濃度,經過電子束照射後,SOx和NOx在自由基作用下生成中間生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然後硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應,生成粉狀微粒(硫酸氨(NH4)2SO4與硝酸氨NH4NO3的混合粉體)。這zhe些xie粉fen狀zhuang微wei粒li一yi部bu分fen沉chen澱dian到dao反fan應ying器qi底di部bu,通tong過guo輸shu送song機ji排pai出chu,其qi餘yu被bei副fu產chan品pin除chu塵chen器qi所suo分fen離li和he捕bu集ji,經jing過guo造zao粒li處chu理li後hou被bei送song到dao副fu產chan品pin倉cang庫ku儲chu藏zang。淨jing化hua後hou的de煙yan氣qi經jing脫tuo硫liu風feng機ji由you煙yan囪cong向xiang大da氣qi排pai放fang。
氨水洗滌法
該脫硫工藝以氨水為吸收劑,副產 硫酸銨 化肥。鍋爐排出的煙氣經煙氣換
煙氣脫硫設備
熱器冷卻至90~100℃,進入預洗滌器經洗滌後除去HCI和HF,洗滌後的煙氣經過液滴分離器除去水滴進入前置洗滌器中。在前置洗滌器中,氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣,煙氣中的SO2被洗滌吸收除去,經洗滌的煙氣排出後經液滴分離器除去攜帶的水滴,進入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進一步被洗滌,經 洗滌塔 頂的除霧器除去霧滴,進入脫硫洗滌器。再經煙氣換熱器加熱後經煙囪排放。洗滌工藝中產生的濃度約30%的硫酸銨溶液排出洗滌塔,可以送到化肥廠進一步處理或直接作為液體氮肥出售,也可以把這種溶液進一步濃縮蒸發幹燥加工成顆粒、晶體或塊狀化肥出售。
燃燒前脫硫法
燃燒前脫硫_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。洗選煤是采用物理、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,使煤得以淨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:屬硫杆菌的 氧化亞鐵硫杆菌 、 氧化硫 杆菌、古細菌、熱硫化葉菌等。添加 固硫 劑(ji)是(shi)指(zhi)在(zai)煤(mei)中(zhong)添(tian)加(jia)具(ju)有(you)固(gu)硫(liu)作(zuo)用(yong)的(de)物(wu)質(zhi),並(bing)將(jiang)其(qi)製(zhi)成(cheng)各(ge)種(zhong)規(gui)格(ge)的(de)型(xing)煤(mei),在(zai)燃(ran)燒(shao)過(guo)程(cheng)中(zhong),煤(mei)中(zhong)的(de)含(han)硫(liu)化(hua)合(he)物(wu)與(yu)固(gu)硫(liu)劑(ji)反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)硫(liu)酸(suan)鹽(yan)等(deng)物(wu)質(zhi)而(er)留(liu)在(zai)渣(zha)中(zhong),不(bu)會(hui)形(xing)成(cheng)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_的潔淨煤技術。 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,其著火溫度比幹煤粉還低。
燃燒前脫硫技術中物理洗選煤技術已成熟,應用廣泛、經濟,但隻能脫無機硫;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(shui)煤(mei)漿(jiang)是(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)低(di)汙(wu)染(ran)代(dai)油(you)燃(ran)料(liao),它(ta)既(ji)保(bao)持(chi)了(le)煤(mei)炭(tan)原(yuan)有(you)的(de)物(wu)理(li)特(te)性(xing),又(you)具(ju)有(you)石(shi)油(you)一(yi)樣(yang)的(de)流(liu)動(dong)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing),被(bei)稱(cheng)為(wei)液(ye)態(tai)煤(mei)炭(tan)產(chan)品(pin),市(shi)場(chang)潛(qian)力(li)巨(ju)大(da),目(mu)前(qian)已(yi)具(ju)備(bei)商(shang)業(ye)化(hua)條(tiao)件(jian)。
meideranshaoqiandetuoliujishujinguanhaicunzaizhezhongzhongwenti,danqiyoudianshinengtongshichuquhuifen,jianqingyunshuliang,jianqingguoludezhanwuhemosun,jianshaodianchanghuizhachuliliang,haikehuishoubufenliuziyuan。
爐內脫硫
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
⑴ LIMB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,隻要能滿足環保要求,不_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。
⑵ LIFAC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_的燃煤電廠Shand電站采用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控製技術相當的水平。中國 下關 電廠引進LIFAC脫硫工藝,其工藝投資少、占地麵積小、沒有廢水排放,有利於老電廠改造。
煙氣脫硫簡介
(Flue gas desulfurization,簡稱FGD)
燃煤的煙氣脫硫技術是當前應用廣、效率高的脫硫技術。對 燃煤 電廠而言,在今後一個相當長的時期內,FGD將是控製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_、投資省、占地少、運行費用低、自動化程度高、可靠性好等。
幹式脫硫
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;脫硫產物呈幹態,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;對幹燥 過程控製 要求很高。
⑴ 噴霧幹式煙氣脫硫工藝:噴霧幹式煙氣脫硫(簡稱幹法FGD),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幹燥塔中與煙氣接觸,石灰漿液與SO2反應後生成一種幹燥的固體 反應物 ,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幹法煙氣脫硫的中間試驗,取得了一些經驗,為在200~300MW機組上采用旋轉噴霧幹法煙氣脫硫優化參數的設計提供了依據。
⑵ 粉煤灰幹式煙氣脫硫技術:日本從1985年起,研究利用粉煤灰作為脫硫劑的幹式煙氣脫硫技術,到1988年底完成工業實用化試驗,1991年初投運了首台粉煤灰幹式 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;煤灰脫硫劑可以複用;沒有漿料,維護容易,設備係統簡單可靠。
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年的曆史,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,全美火電廠采用濕式脫硫裝置中,濕式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,兩法共占87%;雙堿法占4.1%,碳酸鈉法占3.1%。世界各國(如德國、日本等),在大型火電廠中,90%以上采用濕式石灰/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,各設備製造廠商采用了各種不同的方法,開發出二代、第三代石灰/石灰石脫硫工藝係統。
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係統。目前,應用較多的是技術上成熟的_(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,利用電廠循環水餘熱來加熱煙氣,運行情況良好,是一種_有前途的方法。
等離子體煙氣脫硫
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。
脈衝法
脈(mai)衝(chong)電(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝(xiao)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)和(he)電(dian)子(zi)束(shu)輻(fu)照(zhao)脫(tuo)硫(liu)脫(tuo)硝(xiao)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)基(ji)本(ben)一(yi)致(zhi),世(shi)界(jie)上(shang)許(xu)多(duo)地(di)區(qu)進(jin)行(xing)了(le)大(da)量(liang)的(de)實(shi)驗(yan)研(yan)究(jiu),並(bing)且(qie)進(jin)行(xing)了(le)較(jiao)大(da)規(gui)模(mo)的(de)中(zhong)間(jian)試(shi)驗(yan),但(dan)仍(reng)然(ran)有(you)許(xu)多(duo)問(wen)題(ti)有(you)待(dai)研(yan)究(jiu)解(jie)決(jue)。
海水脫硫
海水通常呈堿性,自然堿度大約為1.2~2.5mmol/L,這使得海水具有的酸堿 緩衝能力 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 煙氣淨化 的目的。
海水脫硫工藝主要由 煙氣係統 、供排海水係統、海水恢複係統等組成。
美嘉華技術
脫硫係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、煤質適用麵寬、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_區域大、施工技術質量要求高、_失效維修難等特點。因此,該裝置的腐蝕控製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_材料的選擇_考慮以下幾個方麵:
(1)滿足複雜化學條件環境下的_要求:煙(yan)囪(cong)內(nei)化(hua)學(xue)環(huan)境(jing)複(fu)雜(za),煙(yan)氣(qi)含(han)酸(suan)量(liang)很(hen)高(gao),在(zai)內(nei)襯(chen)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)的(de)凝(ning)結(jie)物(wu),對(dui)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)的(de)建(jian)築(zhu)材(cai)料(liao)都(dou)具(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的(de)侵(qin)蝕(shi)性(xing),所(suo)以(yi)對(dui)內(nei)襯(chen)材(cai)料(liao)要(yao)求(qiu)具(ju)有(you)抗(kang)強(qiang)酸(suan)腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li);
(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,在脫硫係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_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、dizhenhefenglizuoyongdengqingkuang,yancongyouqishigaokongbuweikenenghuifashengyaodongdengjiaodupianxianghuopianli,tongshiyancongzaianzhuangheyunshuguochengzhongkenenghuifashengyixiebukekongdelixuezuoyongdeng,suoyiyaoqiufangfucailiaojuyou_的抗彎性能;
(5)具有良好的粘結力:防腐材料_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,附著力和衝擊強度較好,從而_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係統中繼換熱器、增壓風機後的大型設備,通常采用離心式,它直接從塔底部抽取漿液進行循環,是脫硫工藝中流量、使用條件苛刻的泵,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_過80000mg/L,在低pH值的條件下,將產生強烈的腐蝕性。
(3)氣蝕性
在脫硫係統中,循環泵輸送的漿液中往往含有_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複雜且_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,泵出現額外的噪聲振動,可導致泵軸、軸承及密封的損壞。泵吸入口處和葉片背麵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,_ 氣蝕 量liang增zeng加jia,氣qi體ti密mi度du小xiao,比bi容rong大da,可ke壓ya縮suo性xing大da,流liu變bian性xing強qiang,離li心xin力li小xiao,轉zhuan換huan能neng量liang性xing能neng差cha是shi引yin起qi泵beng工gong況kuang惡e化hua的de主zhu要yao原yuan因yin。試shi驗yan表biao明ming,當dang液ye體ti中zhong的de氣qi量liang(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_斷流。離心泵允許含氣量(體積比)小於5%。
高分子複合材料 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,修複工藝可現場操作或設備局部拆裝修複;美嘉華材料的可塑性好,本身具有_的耐磨性及抗衝刷能力,是解決該類問題理想的應用技術。
3方程 編輯
SO2被液滴吸收方程
SO2(氣)+H2O→H2SO3(液)
⑵ 吸收的SO2同溶液的吸收劑反應生成亞硫酸鈣;
Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O
Ca(OH)2 (固) +H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O
⑶ 液滴中CaSO3達到飽和後,即開始結晶析出;
CaSO3(液)→CaSO3(固)
⑷ 部分溶液中的CaSO3與溶於液滴中的氧反應,
氧化成硫酸鈣;
CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)
⑸ CaSO4(液)溶解度低,從而結晶析出
CaSO4(液)→CaSO4(固)
SO2與剩餘的Ca(OH)2 及循環灰的反應
Ca(OH)2 (固) →Ca(OH)2 (液)
SO2(氣)+H2O→H2SO3(液)
Ca(OH)2 (液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O
CaSO3(液)→CaSO3(固)
CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)
CaSO4(液)CaSO4(固)
雙堿法方程
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3
4NaHSO3+2Ca(OH)2→2Na2SO3+2CaSO3·H2O+H2O
2Na2SO3+O2 +2Ca(OH)2+4H2O→4NaOH+2CaSO4·2H2O
