新鄉(xiāng)市鼎昌機(jī)械有限公司
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常用煙氣脫硫技術(shù)
摘要：綜述了二氧化硫煙氣治理的幾種常用方法:石灰石- 石膏法、氨水洗滌法、海水脫硫法、循環(huán)流化床煙氣脫硫法，其原理、特點(diǎn)。
1、石灰石一石膏法
此法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(jīng)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(shù)**成熟、運(yùn)行狀況**穩(wěn)定的脫硫工藝．脫硫效率達(dá)到90％以上。石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝過程中主要的化學(xué)反應(yīng)為：
吸收反應(yīng)：SO2+H2O→H2SO3+H+
溶解反應(yīng)：CaCO3+H+→Ca2++CO2+H2O
氧化反應(yīng)：HSO3-+1/2O2 →so42-+H+
石膏析出：Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4?2H2O
(1)技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠性好。國外火電廠該方法脫硫裝置投運(yùn)率可達(dá)95％以上。
(2)對(duì)煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)。該工藝適用于任何含硫量的煤種。
(3)脫硫效率高，可達(dá)95％以上，脫硫后的煙氣煙氣含塵量也大大減少。
(4)脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用。其脫硫副產(chǎn)物為二水石膏，可用于生產(chǎn)建材產(chǎn)品。
(5)吸收劑資源豐富．價(jià)格便宜。石灰石在我國分布很廣，資源豐富，且價(jià)格便宜。
(6)占地面積相對(duì)較大，一次性建設(shè)投資也相對(duì)較大。
2、氨水洗滌法
該法屬回收法，工藝以氨水為吸收劑，副產(chǎn)物為硫酸銨化肥。含硫煙氣經(jīng)換熱器冷卻，預(yù)洗滌器洗滌除去HCl和HF，洗滌后煙氣經(jīng)過兩級(jí)脫硫洗滌器除去其中的
2SO，洗滌中產(chǎn)生的濃度約30％的硫酸銨溶液可以送到化肥廠進(jìn)一步處理或直接作液體氮肥出售，也可將溶液進(jìn)一步濃縮蒸發(fā)干燥加工成顆粒、晶體或塊狀化肥出售。從經(jīng)濟(jì)方面來看，該法是目前已有回收法煙氣脫硫技術(shù)中**好的。但是，在煙氣脫硫領(lǐng)域，氨法的發(fā)展相當(dāng)緩慢，由于有大量粉塵，脫硫產(chǎn)品經(jīng)過除塵后，必須經(jīng)凈化后才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，在預(yù)洗滌器與噴人的再循環(huán)流酸銨漿液逆流接觸。由于循環(huán)漿液的蒸發(fā)使煙氣至飽和狀態(tài)．飽和煙氣通過消霧器進(jìn)入吸收塔與逆向旋轉(zhuǎn)的不飽和硫酸銨溶液接觸。氧化空氣中加氨控制再循環(huán)液體的PH值以達(dá)到脫除SO2的需要。凈化后煙氣通過2級(jí)**除霧器后排放。預(yù)洗滌器的作用是SO2吸收和氧化過程與生成的結(jié)晶分開。煙氣的熱能將洗滌器中漿液的水分蒸發(fā)．導(dǎo)致硫酸銨結(jié)晶和洗滌器中液位降低。吸收塔內(nèi)末飽和的硫酸銨溶液用于清洗預(yù)洗滌器的消霧器并控制預(yù)洗滌器的液位高度。
So2吸收和氧化過程發(fā)生在吸收塔的稀釋溶液階段，在吸收塔內(nèi)，so2被脫除并與氨起反甲。液氨貯存在一個(gè)壓縮的或冷藏的容器中，用泵送至氨蒸發(fā)器蒸發(fā)后與氧化空氣同時(shí)導(dǎo)入吸收塔，使亞硫酸銨氧化生成硫酸銨。
3、 海水脫硫技術(shù)
海水脫硫技術(shù)在電廠的應(yīng)用取得了較快的進(jìn)展，原理是利用海水的堿度達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫碗方法。在脫硫吸收塔內(nèi)，大**海水噴淋洗滌進(jìn)入吸收塔內(nèi)的燃煤煙氣．煙氣中的二氧化硫被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放。吸收二氧化硫后的海水與大量未脫硫的海水混合后，經(jīng)曝氣池曝氣處理，使其中的SO32-被氧化成為穩(wěn)定的SO42--，并使海水的PH值與COD調(diào)整達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放大海。海水脫硫工藝一般適用于靠海邊、擴(kuò)散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠。
主要由海水輸送系統(tǒng),煙氣系統(tǒng), SO2吸收系統(tǒng)和海水水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)組成,如圖3所示。
1) 海水輸送系統(tǒng):海水取自機(jī)組凝汽器的冷卻用水,通過虹吸井的吸水池,經(jīng)海水升壓泵將海水送入吸收塔頂部。
2) 煙氣系統(tǒng):鍋爐排出的煙氣經(jīng)除塵和引風(fēng)機(jī)及GGH 冷卻后,從塔底送入吸收塔,出口的清潔煙氣經(jīng)GGH 換熱升溫大于70 ℃,經(jīng)煙囪排入大氣。
3) SO2吸收系統(tǒng):從塔底送入吸收塔的煙氣與由塔頂均勻噴灑的純海水逆向流動(dòng),在相互接觸中2SO被海水吸收生成亞硫酸根離子。
4) 海水水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng):脫硫后的海水自吸收塔底部,靠自身的液位差流入曝氣池,池中注入大量海水(循環(huán)冷卻水) 和鼓入適量的壓縮空氣,使海水中的亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定無害的硫酸鹽,同時(shí)釋放出CO2,使 海水中pH大于6.5 ,達(dá)標(biāo)后排入大海。
海水脫硫具有原料易得,工藝簡(jiǎn)單,脫硫效率高,占地較少,運(yùn)行可靠,運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)。我國的海岸線長,沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),環(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格。沿海新建、改擴(kuò)建電廠的工程較多,因此純海水脫硫技術(shù)有廣泛的應(yīng)用前景。但純海水煙氣脫硫隨著環(huán)境溫度升高,脫硫效率會(huì)有所下降。若附近有氨堿法制純堿廠,則可將白泥適量的添加到吸收用海水中,可以提高脫硫率,達(dá)到堿廠、電廠一舉兩得,雙向治理,互利共贏。
4、 循環(huán)流化床煙氣脫硫
循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是20世紀(jì)80年代德國魯奇公司開發(fā)的一種新的半干法脫硫工藝。它以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過吸收劑的多次再循環(huán)，從而使吸收劑與煙氣的接觸時(shí)間增加，大大提高了吸收劑的利用率。它不但具有干法脫硫工藝的許多優(yōu)點(diǎn)，如占地少、投資小、流程簡(jiǎn)單，副產(chǎn)品可以綜合利用等，而且能在很低的鈣硫比（Ca／S=l～1．2）情況下接近或者達(dá)到濕法工藝的脫硫效率。該技術(shù)是一種適合我國國情的脫硫技術(shù)，它不僅適合于大型鍋爐，而且也適用于中、小型鍋爐的SO2污染治理。隨著脫硫市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注.
在循環(huán)流化床內(nèi)顆粒在懸浮狀態(tài)下與流體接觸，流一固相界面積大，有利于非均相反應(yīng)的進(jìn)行，提高了催化劑的利用；顆粒在流化床內(nèi)混合激烈，使顆粒在床內(nèi)的溫度、濃度均勻一致，使得穩(wěn)定性提高。床內(nèi)顆粒具有流體性質(zhì)，可以大量地從裝置中移出、引入，并可以大量循環(huán)；流體與顆粒之間的傳熱、傳質(zhì)速率也較其他接觸方式高。此外，**重要的一點(diǎn)，循環(huán)流化床反應(yīng)器中脫硫灰的再循環(huán)，顯著提高了反應(yīng)區(qū)中的Ca／S，從而提高了脫硫效率。如圖5所示，在運(yùn)行過程中，由氫氧化鈣和稀釋水組成的漿液與煙氣順流噴射到吸收塔底部。在反應(yīng)器內(nèi)，煙氣懸浮、干燥、輸送吸收劑，從反應(yīng)塔出來后進(jìn)人旋風(fēng)除塵器。被旋風(fēng)除塵器收集的一大部分反應(yīng)的和未反應(yīng)的吸收劑以干態(tài)顆粒狀重新進(jìn)入到吸收塔。循環(huán)改善了鈣基吸收劑的利用率，并為進(jìn)入塔內(nèi)的氫氧化鈣漿液提供了載體。與傳統(tǒng)的噴霧干燥系統(tǒng)相比，煙氣循環(huán)流化床使半干式吸收劑循環(huán)達(dá)到了很高的脫硫效率和脫硫劑利用率。
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