萍鄉(xiāng)科隆為您介紹—煙氣脫硫技術(shù)的種類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)
目前煙氣脫硫技術(shù)種類(lèi)達(dá)幾十種,按脫硫過(guò)程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài),煙氣脫硫分為:濕法、半干法、干法三大類(lèi)脫硫工藝。濕法脫硫技術(shù)較為成熟,效率高,操作簡(jiǎn)單。
濕法煙氣脫硫技術(shù)
優(yōu)點(diǎn):
濕法煙氣脫硫技術(shù)為氣液反應(yīng),反應(yīng)速度快,脫硫效率高,一般均高于90%,技術(shù)成熟,適用面廣。濕法脫硫技術(shù)比較成熟,生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠,在眾多的脫硫技術(shù)中,始終占據(jù)主導(dǎo)地位,占脫硫總裝機(jī)容量的80%以上。
缺點(diǎn):
生成物是液體或淤渣,較難處理,設(shè)備腐蝕性嚴(yán)重,洗滌后煙氣需再熱,能耗高,占地面積大,投資和運(yùn)行費(fèi)用高。系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大、耗水量大、一次性投資高,一般適用于大型電廠。
分類(lèi):
常用的濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。
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石灰石/石灰-石膏法
原理:
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)zui成熟、運(yùn)行狀況zui穩(wěn)定的脫硫工藝,脫硫效率達(dá)到90%以上。
優(yōu)缺點(diǎn):
目前傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝在現(xiàn)在的中國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用是比較廣泛的,其采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣,由于其溶解度較小,極易在脫硫塔內(nèi)及管道內(nèi)形成結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。對(duì)比石灰石法脫硫技術(shù),雙堿法煙氣脫硫技術(shù)則克服了石灰石—石灰法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)。
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間接石灰石-石膏法
常見(jiàn)的間接石灰石-石膏法有:鈉堿雙堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。
原理:
鈉堿、堿性氧化鋁(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2,生成的吸收液與石灰石反應(yīng)而得以再生,并生成石膏。該法操作簡(jiǎn)單,二次污染少,無(wú)結(jié)垢和堵塞問(wèn)題,脫硫效率高,但是生成的石膏產(chǎn)品質(zhì)量較差。
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檸檬吸收法
原理:
檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有較好的緩沖性能,當(dāng)SO2氣體通過(guò)檸檬酸鹽液體時(shí),煙氣中的SO2與水中H發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3絡(luò)合物,SO2吸收率在99%以上。
優(yōu)缺點(diǎn):
這種方法僅適于低濃度SO2煙氣,而不適于高濃度SO2氣體吸收,應(yīng)用范圍比較窄。
另外,還有海水脫硫法、磷銨復(fù)肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術(shù)。
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石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫工藝
石灰石(石灰)石膏脫硫系統(tǒng)包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫漿液制備系統(tǒng)、亞硫酸鈣氧化系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)等幾部分;該工藝是目前世界上zui成熟應(yīng)用zui廣泛的技術(shù)。
其脫硫過(guò)程為:煙氣經(jīng)過(guò)除塵器、換熱系統(tǒng)進(jìn)入脫硫塔,在吸收塔與石灰乳濁液接觸,漿液吸收煙氣中的SO2,生成CaSO3,隨后經(jīng)過(guò)CaSO3氧化系統(tǒng)被氧化成CaSO4,即石膏。本工藝脫硫效率可以達(dá)到95%以上,適用范圍廣,工藝成熟,運(yùn)行穩(wěn)定,是大中型煤電廠脫硫工藝的方法之一。
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氧化鎂-七水硫酸鎂回收法煙氣脫硫工藝
氧化鎂法脫硫的基本原理與石灰石(石灰)法類(lèi)同,即以氧化鎂漿液吸收煙氣中的SO2,主要生成三水和多水亞硫酸鎂,然后經(jīng)氧化生成穩(wěn)定和溶解態(tài)的硫酸鎂,再對(duì)硫酸鎂進(jìn)行提濃結(jié)晶,zui后生成MgSO4·7H2O成品;
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雙堿法煙氣脫硫工藝
雙堿法是用可溶性的堿性清液作為吸收劑在吸收塔中吸收SO2,然后將大部分吸收液排出吸收塔外再用石灰乳對(duì)吸收液進(jìn)行再生。
由于在吸收和吸收液處理中,使用了兩種不同類(lèi)型的堿,故稱(chēng)為雙堿法。雙堿法包括了鈉鈣、鎂鈣、鈣鈣等各種不同的雙堿工藝。鈉鈣雙堿法是較為常用的脫硫方法之一,成功應(yīng)用于電站和工業(yè)鍋爐。
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濕式氨法煙氣脫硫工藝
氨法脫硫工藝是采用氨作為吸收劑除去煙氣中的SO2的工藝,該工藝過(guò)程一般分成三大步驟:硫吸收、中間產(chǎn)品處理、副產(chǎn)品制造;根據(jù)過(guò)程和副產(chǎn)物的不同,又可分為氨-硫銨肥法、氨-磷銨肥法、氨-酸法、氨-亞硫酸銨法等;
該工藝主要由脫硫洗滌系統(tǒng)、濃縮系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、氨貯存系統(tǒng)、硫酸銨生產(chǎn)系統(tǒng)(若非氨-硫銨法則是于其工藝相對(duì)應(yīng)的副產(chǎn)物制造系統(tǒng))、電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。
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電石渣-石膏法煙氣脫硫工藝
電石是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料,主要用于生產(chǎn)乙炔,進(jìn)一步生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)、醋酸乙烯(VAc)、氯丁橡膠(CR)等化工產(chǎn)品及金屬加工(切割焊接等)。電石渣是電石生產(chǎn)乙炔時(shí)產(chǎn)生的廢渣,主要成分除Ca(OH)2外,還含有Fe2O3、SiO2、Al2O3等金屬的氧化物、氫氧化物及少量有機(jī)物。
電石渣中含有的大量Ca(OH)2呈強(qiáng)堿性,是良好的二氧化硫吸收劑。試驗(yàn)結(jié)果表明,電石渣的脫硫能力比商品Ca(OH)2高20%,而產(chǎn)品成本僅為商品Ca(OH)2的三分之一。
其工藝流程與石灰石-石膏法基本相同,包含煙氣系統(tǒng)、脫硫劑制備系統(tǒng)、吸收循環(huán)系統(tǒng)、副產(chǎn)物處理及電氣自動(dòng)控制等系統(tǒng)。
干法煙氣脫硫技術(shù)
優(yōu)點(diǎn):
干法煙氣脫硫技術(shù)為氣同反應(yīng),相對(duì)于濕法脫硫系統(tǒng)來(lái)說(shuō),設(shè)備簡(jiǎn)單,占地面積小、投資和運(yùn)行費(fèi)用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無(wú)污水處理系統(tǒng)等。
缺點(diǎn):
但反應(yīng)速度慢,脫硫率低,先進(jìn)的可達(dá)60-80%。但目前此種方法脫硫效率較低,吸收劑利用率低,磨損、結(jié)垢現(xiàn)象比較嚴(yán)重,在設(shè)備維護(hù)方面難度較大,設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性不高,且壽命較短,限制了此種方法的應(yīng)用。
分類(lèi):
常用的干法煙氣脫硫技術(shù)有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。
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活性碳吸附法
原理:
SO2被活性碳吸附并被催化氧化為三氧化硫(SO3),再與水反應(yīng)生成H2SO4,飽和后的活性碳可通過(guò)水洗或加熱再生,同時(shí)生成稀H2SO4或高濃度SO2。
可獲得副產(chǎn)品H2SO4,液態(tài)SO2和單質(zhì)硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫資源。
優(yōu)缺點(diǎn):
該技術(shù)經(jīng)西安交通大學(xué)對(duì)活性炭進(jìn)行了改進(jìn),開(kāi)發(fā)出成本低、選擇吸附性能強(qiáng)的ZL30,ZIA0,進(jìn)一步完善了活性炭的工藝,使煙氣中SO2吸附率達(dá)到95.8%,達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
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電子束輻射法
原理:
用高能電子束照射煙氣,生成大量的活性物質(zhì),將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2),進(jìn)一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收
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荷電干式吸收劑噴射脫硫法(CD.SI):
原理:
吸收劑以高速流過(guò)噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū),使吸收劑帶有靜電荷,當(dāng)吸收劑被噴射到煙氣流中,吸收劑因帶同種電荷而互相排斥,表面充分暴露,使脫硫效率大幅度提高。
優(yōu)點(diǎn):
此方法為干法處理,無(wú)設(shè)備污染及結(jié)垢現(xiàn)象,不產(chǎn)生廢水廢渣,副產(chǎn)品還可以作為肥料使用,無(wú)二次污染物產(chǎn)生,脫硫率大于90%,而且設(shè)備簡(jiǎn)單,適應(yīng)性比較廣泛。
缺點(diǎn):
但是此方法脫硫靠電子束加速器產(chǎn)生高能電子;對(duì)于一般的大型企業(yè)來(lái)說(shuō),需大功率的電子槍?zhuān)瑢?duì)人體有害,故還需要防輻射屏蔽,所以運(yùn)行和維護(hù)要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置,煙氣中SO2的脫硫達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
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金屬氧化物脫硫法:
原理:
根據(jù)SO2是一種比較活潑的氣體的特性,氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對(duì)SO2具有較強(qiáng)的吸附性,在常溫或低溫下,金屬氧化物對(duì)SO2起吸附作用,高溫情況下,金屬氧化物與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成金屬鹽。
優(yōu)缺點(diǎn):
然后對(duì)吸附物和金屬鹽通過(guò)熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法,雖然沒(méi)有污水、廢酸,不造成污染,但是此方法也沒(méi)有得到推廣,主要是因?yàn)槊摿蛐时容^低,設(shè)備龐大,投資比較大,操作要求較高,成本高。該技術(shù)的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)新的吸附劑。
以上幾種SO2煙氣治理技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛的,雖然脫硫率比較高,但是工藝復(fù)雜,運(yùn)行費(fèi)用高,防污不*,造成二次污染等不足,與我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境和諧發(fā)展的大方針不相適應(yīng),故有必要對(duì)新的脫硫技術(shù)進(jìn)行探索和研究。
半干法煙氣脫硫技術(shù)
半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末一顆粒噴動(dòng)床脫硫、煙道噴射脫硫等。
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干燥噴霧法:
噴霧干燥脫硫方法是利用機(jī)械或氣流的力量將吸收劑分散成極細(xì)小的霧狀液滴,霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積,在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的脫硫方法。
一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等,目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下,此種方法的脫硫率65%~85%。
優(yōu)點(diǎn):
脫硫是在氣、液、固三相狀態(tài)下進(jìn)行,工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,生成物為干態(tài)的CaSO 、CaSO ,易處理,沒(méi)有嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和堵塞情況,耗水也比較少。
缺點(diǎn):
自動(dòng)化要求比較高,吸收劑的用量難以控制,吸收效率不是很高。所以,選擇開(kāi)發(fā)合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。
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半干半濕法:
原理:
半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法,其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間,該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。
優(yōu)點(diǎn):
這種技術(shù)的特點(diǎn)是:投資少、運(yùn)行費(fèi)用低,脫硫率雖低于濕法脫硫技術(shù),但仍可達(dá)到70%tn,并且腐蝕性小、占地面積少,工藝可靠。工業(yè)中常用的半干半濕法脫硫系統(tǒng)與濕法脫硫系統(tǒng)相比,省去了制漿系統(tǒng),將濕法脫硫系統(tǒng)中的噴入Ca(OH):水溶液改為噴入CaO或Ca(OH):粉末和水霧。
與干法脫硫系統(tǒng)相比,克服了爐內(nèi)噴鈣法SO2和CaO反應(yīng)效率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn),提高了脫硫劑的利用率,且工藝簡(jiǎn)單,有很好的發(fā)展前景。
脫硫脫硝常用產(chǎn)品:塑料孔板波紋填料、不銹鋼規(guī)整填料、塑料液體分布器、塑料格柵、塑料壓柵、316L絲網(wǎng)除沫器、不銹鋼折流板除霧器、塑料鮑爾環(huán)、塑料多面空心球、PP海爾環(huán)等。