十四种烟气脱硫手艺
时间:2018-03-28 会见量:5873
海内外已经建成的烟气脱硫设施以燃煤电厂居多,脱硫手艺的研究也以电厂为主,石油炼化企业脱硫手艺研究可在一定水平上借鉴电厂烟气脱硫已有的成熟手艺。现在,按副产品的形态,烟气脱硫手艺可分为湿法、干法、半干法三种。
湿法烟气脱硫手艺(WFGD):
吸收剂在液态下与SO2反应,脱硫产品也为液态。该法脱硫效率高、运行稳固,但投资和运行维护用度高、系统重大、脱硫后产品较难处置惩罚、易造成二次污染。湿法烟气脱硫手艺优点: 湿法烟气脱硫手艺为气液反应,反应速率快、脱硫效率高,一样平常均高于90%,手艺成熟、适用面广。湿法脱硫手艺较量成熟,生产运行清静可靠,在众多的脱硫手艺中, 始终占有主导职位,占脱硫总装机容量的 80% 以上。弱点:天生物是液体或淤渣,较难处置惩罚,装备侵蚀性严重,洗涤后烟气需再热, 能耗高, 占地面积大,投资和运行用度高、系统重大、装备重大、耗水量大、一次性投资高,一样平常适用于大型电厂。分类: 常用的湿法烟气脱硫手艺有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
1、石灰石/石灰-石膏法
是使用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的 SO2,天生亚硫酸钙,经疏散的亚硫酸钙(CaO3S) 可以扬弃, 也可以氧化为硫酸钙( CaSO4),以石膏形式接纳。这是现在天下上手艺最成熟、运行状态最稳固的脱硫工艺, 脱硫效率抵达 90% 以上。
2、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,天生的吸收液与石灰石反应而得以再生,并天生石膏。该法操作简朴,二次污染少,无结垢和梗塞问题,脱硫效率高,可是天生的石膏产品质量较差。
3、柠檬酸吸收法
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+爆发反应天生 H2SO3络合物,SO2吸收率在 99% 以上。这种要领仅适于低浓度 SO2烟气,而不适于高浓度 SO2气体吸收,应用规模较量窄。另外, 尚有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫手艺。
干法烟气脱硫手艺(DFGD)
脱硫吸收和产品处置惩罚均在干状态下举行。该法系统简朴、无污水和废酸倾轧、装备侵蚀小、运行用度低,但脱硫效率较低。
干法烟气脱硫手艺优点:干法烟气脱硫手艺为气同反应,相关于湿法脱硫系统来说,具有装备简朴、占地面积小、投资和运行用度较低、操作利便、能耗低、天生物便于处置惩罚、无污水处置惩罚系统等优点。弱点: 反应速率慢,脱硫率低,先进的可达60~80%。但现在此种要领脱硫效率较低, 吸收剂使用率低,磨损、结垢征象较量严重,在装备维护方面难度较大,装备运行的稳固性、可靠性不高,且寿命较短,限制了此种要领的应用。分类: 常用的干法烟气脱硫手艺有活性炭吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。典范的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的 SO2反应天生硫酸钙,抵达脱硫的目的。
4、活性炭吸附法
原理:SO2被活性炭吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应天生 H2SO4, 饱和后的活性炭可通过水洗或加热再生,同时天生稀H2SO4或高浓度SO2?苫竦酶辈稨2SO4, 液态SO2和单质S,即可以有用地控制SO2的排放,又可以接纳硫资源。该手艺经冰球突破游戏网站对活性炭举行了刷新,开发出本钱低、选择吸附性能强的ZL30,ZIA0,进一步完善了活性炭的工艺,使烟气中SO2吸附率抵达 95.8%,抵达国家排放标准。
5、电子束辐射法
原理:用高能电子束照射烟气,天生大宗的活性物质,将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为 SO3和二氧化氮(NO2),进一步天生H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收。
6、荷电干式吸收剂喷射脱硫法
原理:吸收剂以高速流过喷射单位爆发的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有静电荷, 当吸收剂被喷射到烟气流中,吸收剂因带同种电荷而相互倾轧,外貌充分袒露,使脱硫效率大幅度提高。此要领为干法处置惩罚,无装备污染及结垢征象,不爆发废工业烟气脱硫手艺研究希望水废渣, 副产品还可以作为肥料使用,无二次污染物爆发,脱硫率大于90%,并且装备简朴,顺应性较量普遍。可是此要领脱硫靠电子束加速器爆发高能电子;关于一样平常的大型企业来说,需大功率的电子枪,对人体有害,故还需要防辐射屏障,以是运行和维护要求高。
7、金属氧化物脱硫法
原理:凭证 SO2是一种较量生动的气体的特征,氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe3O4) 、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性,在常温或低温下,金属氧化物对 SO2起吸附作用,高温情形下,金属氧化物与 SO2爆发化学反应,天生金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热剖析法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫要领, 虽然没有污水、废酸,不造成污染, 可是此要领也没有获得推广,主要是由于脱硫效率较量低,装备重大,投资较量大,操作要求较高,本钱高。该手艺的要害是开发新的吸附剂。以上几种 SO2烟气治理手艺现在应用较量普遍,虽然脱硫率较量高, 可是工艺重大,运行用度高,防污不彻底,造成二次污染等缺乏,与我国实现经济和情形协调生长的大目的不相顺应,故有须要对新的脱硫手艺举行探索和研究。
半干法烟气脱硫手艺(SDFGD)
半干法烟气脱硫手艺(SDFGD)半干法吸收了湿法和干法的优点,脱硫剂在湿态下脱硫,脱硫产品以干态倾轧。该法既具有湿法脱硫反应速率快、脱硫效率高的优点,又具有干法无污水和废酸倾轧、硫后产品易于处置惩罚的优点。半干法烟气脱硫手艺半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末- 颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。
8、喷雾干燥脱硫法
是使用机械或气流的实力将吸收剂疏散成极细小的雾状液滴,雾状液滴与烟气形成较量大的接触外貌积,在气液两相之间爆发的一种热量交流、质量转达和化学反应的脱硫要领。一样平常用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等,现在绝大大都装置都使用石灰乳作为吸收剂。一样平常情形下,此种要领的脱硫率 65%~85% 。其优点:脱硫是在气、液、固三相状态下举行,工艺装备简朴,天生物为干态的CaSO4、CaSO4,易处置惩罚,没有严重的装备侵蚀和梗塞情形,耗水也较量少。弱点:自动化要求较量高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率不是很高。以是,选择开发合理的吸收剂是解决此要领面临的新难题。
9、半干半湿法
半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫要领,其脱硫效率和脱硫剂使用率等参数也介于两者之间,该要领主要适用于中小锅炉的烟气治理。这种手艺的特点是: 投资少、运行用度低,脱硫率虽低于湿法脱硫手艺,但仍可抵达70%tn,并且侵蚀性小、占地面积少,工艺可靠。工业中常用的半干半湿法脱硫系统与湿法脱硫系统相比,省去了制浆系统,将湿法脱硫系统中的喷入 Ca(OH)2:水溶液改为喷入CaO或Ca(OH)2 粉末和水雾。与干法脱硫系统相比, 战胜了炉内喷钙法SO2和CaO反应效率低、反应时间长的弱点,提高了脱硫剂的使用率,且工艺简朴,有很好的生长远景。
10、粉末- 颗粒喷动床脱硫法
手艺原理:含SO2的烟气经由预热器进入粉粒喷动床,脱硫剂制成粉末状预先与水混淆, 以浆料形式从喷动床的顶部一连喷入床内,与喷动粒子充分混淆,借助于和热烟气的接触, 脱硫与干燥同时举行。脱硫反应后的产品以干态粉末形式从疏散器中吹出。这种脱硫手艺应用石灰石或消石灰做脱硫剂。具有很高的脱硫率及脱硫剂使用率,并且对情形的影响很小。但进气温度、床内相对湿度、反应温度之间有严酷的要求,在浆料的含湿量和反应温度控制不当时, 会有脱硫剂粘壁征象爆发。
11、烟道喷射半干法
烟气脱硫该要领使用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器举行脱硫,不需要另外加吸收容器,使工艺投资大大降低,操作简朴,需园地较小,适合于在我国开发应用。半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液,浆滴边蒸发边反应,反应产品以干态粉末出烟道。
新脱硫手艺:
脱硫新手艺最近几年,科技突飞猛进, 情形问题已提升到执法高度。我国的科技事情者研制出了一些新的脱硫手艺,但大多还处于试验阶段,有待于进一步的工业应用验证。
12、硫化碱脱硫法
由 Outokumpu公司开发研制的硫化碱脱硫法主要使用工业级硫化纳作为质料来吸收SO2工业烟气,产品以天生硫磺为目的。反应历程相当重大,有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物质天生,由天生物可以看出历程耗能较高,并且副产品价值低,华南理工大学的石林经由研究批注历程中的种种硫的化合物含量随反应条件的改变而改变,将溶液pH值控制在5.5~6.5 之间,加入少量起氧化作用的添加剂 TFS,则产品主要天生Na2S203,过滤、蒸发可获得附加值高的5H20˙Na2S203,并且脱硫率高达97%,反应历程为: SO2+Na2S=Na2S203+S。此种脱硫新手艺已通过中试,正在推广应用。
13、膜吸收法
以有机高分子膜为代表的膜疏散手艺是近几年研究出的一种气体疏散新手艺,已获得普遍的应用,尤其在水的净化和处置惩罚方面。中科院大连物化所的金美等研究员创立性地使用膜来吸收脱出 SO2气体,效果较量显著,脱硫率达90%。历程是:他们使用聚丙烯中空纤维膜吸收器,以 NaOH 溶液为吸收液,脱除 SO2气体,其特点是使用多孔膜将气体SO2气体和 NaOH吸收液脱离,SO2气体通过多孔膜中的孔道抵达气液相界面处,SO2与 NaOH 迅速反应,抵达脱硫的目的。此法是膜疏散手艺与吸收手艺相团结的一种新手艺,能耗低,操作简朴,投资少。
14、微生物脱硫手艺
凭证微生物加入硫循环的各个历程,并获得能量这一特点,使用微生物举行烟气脱硫,其机理为: 在有氧条件下,通过脱硫细菌的间接氧化作用,将烟气中的SO2氧化成硫酸,细菌从中获取能量。生物法脱硫与古板的化学和物理脱硫相比,基本没有高温、高压、催化剂等外在条件,均为常温常压下操作,并且工艺流程简朴,无二次污染。外洋曾以地热发电站天天脱除5t 量的H2S为基础;盘算微生物脱硫的总用度是通例湿法50%。无论关于有机硫照旧无机硫,一经燃烧均可天生被微生物间接使用的无机硫SO2,因此,生长微生物烟气脱硫手艺,很具有潜力。四川大学的王安等人在实验室条件下,选用氧化亚铁杆菌举行脱硫研究,在较低的液气比下,脱硫率达 98% 。