脫硫01 |
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| 脫硫 脫硫,泛指燃燒前脫去燃料中的硫分以及煙道氣排放前的去硫過程。是防治大氣污染的重要技術(shù)措施之一。 目前脫硫方法一般有燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫等三種。隨著工業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對能源的渴求也不斷增加，燃煤煙氣中的SO2 已經(jīng)成為大氣污染的主要原因。減少SO2 污染已成為當(dāng)今大氣環(huán)境治理的當(dāng)務(wù)之急。不少煙氣脫硫工藝已經(jīng)在工業(yè)中廣泛應(yīng)用，其對各類鍋爐和焚燒爐尾氣的治理也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 一、技術(shù)簡介 通過對國內(nèi)外脫硫技術(shù)以及國內(nèi)電力行業(yè)引進(jìn)脫硫工藝試點(diǎn)廠情況的分析研究，目前脫硫方法一般可劃分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫等3類。 其中燃燒后脫硫，又稱煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡稱FGD），在FGD技術(shù)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(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。世界上普遍使用的商業(yè)化技術(shù)是鈣法，所占比例在90%以上。 按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)又可將脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干（半濕）法。 1、濕法FGD技術(shù) 是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，該法具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高及易造成二次污染等問題。
濕法脫硫工藝流程圖 2、干法FGD技術(shù)脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行，該法具有無污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散、二次污染少等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問題。
干法脫硫工藝流程圖
3、半干法FGD技術(shù)是指脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物（如噴霧干燥法）的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢而受到人們廣泛的關(guān)注。按脫硫產(chǎn)物的用途，可分為拋棄法和回收法兩種。
半干法脫硫工藝流程圖 1、石膏法 石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，日本、德國、美國的火力發(fā)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：將石灰石粉加水制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(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。 石膏法的優(yōu)點(diǎn)是工藝成熟、適用于不同容量的機(jī)組，應(yīng)用范圍最廣，脫硫劑利用充分，脫硫效率可達(dá)95%以上，對機(jī)組容量無限制。石膏法的脫硫劑來源豐富，價(jià)格較低，副產(chǎn)品石膏利用前景較好；不足之處是系統(tǒng)比較復(fù)雜，占地面積大，初投資及廠肜電較高，一般需進(jìn)行廢水處理。 鑒于石膏法投資高、占地面積大等特點(diǎn)不利于應(yīng)用，從而研究應(yīng)用了簡易石膏法。簡易石膏法的原理與石膏法基本相同，只是將約75%左右的煙氣脫硫，脫硫裝置效率仍為90%以上，但裝置的容量相應(yīng)減小，并取消煙氣加熱裝置，其余約25%的煙氣不經(jīng)過脫硫裝置，而是旁路到煙囪，脫硫后的低溫?zé)煔馀c未經(jīng)脫硫的高溫?zé)煔饣旌虾笈欧�，提高了排煙溫度，簡易石膏法總的煙氣脫硫率可達(dá)70%以上。簡易石膏法可使造價(jià)及占地大大降低，對脫硫率要求不太高的電廠，此種方法很有采用的價(jià)值。 系統(tǒng)組成：（1）石灰石儲運(yùn)系統(tǒng)；（2）石灰石漿液制備及供給系統(tǒng)；（3）煙氣系統(tǒng)；（4）SO2 吸收系統(tǒng)；（5）石膏脫水系統(tǒng)；（6）石膏儲運(yùn)系統(tǒng)；（7）漿液排放系統(tǒng)；（8）工藝水系統(tǒng)；（9）壓縮空氣系統(tǒng)；（10）廢水處理系統(tǒng)；（11）氧化空氣系統(tǒng)；（12）電控制系統(tǒng)。 技術(shù)特點(diǎn)： ⑴、吸收劑適用范圍廣：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、燃料適用范圍廣：適用于燃燒煤、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(yīng)性強(qiáng)：可以處理燃料含硫量高達(dá)8%的煙氣； ⑷、機(jī)組負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)：可以滿足機(jī)組在15～100%負(fù)荷變化范圍內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)行； ⑸、脫硫效率高：一般大于95%，最高達(dá)到98%； ⑹、托盤技術(shù)：有效降低液/氣比，有利于塔內(nèi)氣流均布，節(jié)省物耗及能耗，方便吸收塔內(nèi)件檢修； ⑺、吸收劑利用率高：鈣硫比低至1.02～1.03； ⑻、副產(chǎn)品純度高：可生產(chǎn)純度達(dá)95%以上的商品級石膏； ⑼、燃煤鍋爐煙氣的除塵效率高：達(dá)到80%～90%； ⑽、交叉噴淋管布置技術(shù)：有利于降低吸收塔高度。 推薦的適用范圍： ⑴、200MW及以上的中大型新建或改造機(jī)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(qū)。 2、NID干法 NID（New Integrated Desuifurization）法原理為石灰粉經(jīng)過石灰消化器（LDH）消化后進(jìn)入反應(yīng)器，與煙氣中的 SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成 CaSO3和 CaSO4，煙氣中的 SO2被脫除。NID 干法具有投資低，方便可行的特點(diǎn)，用于中小型容量機(jī)組，當(dāng)煤中含硫量<2%時(shí)，脫硫效率至少可達(dá)80%，且原料消耗和能耗都比噴霧干燥法有大幅度下降。 3、噴霧干燥法 噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔內(nèi)的霧化裝置，在吸收塔內(nèi)，被霧化成細(xì)小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO3，煙氣中的SO2被脫除。與此同時(shí)，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應(yīng)產(chǎn)物及未被利用的吸收劑以干燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔，進(jìn)入除塵器被收集下來。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。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(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉(zhuǎn)噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。 噴霧干燥法脫硫工藝具有技術(shù)成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點(diǎn)，脫硫率可達(dá)到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定應(yīng)用范圍（8%）。脫硫灰渣可用作制磚、筑路，但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑。
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