发布时间:2023-04-02 点此:35次
海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内,大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气,烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去,净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。
吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后,经曝气池曝气处理,使其中的SO32-被氧化成为稳定的SO42-,并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。
海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。海水脱硫工艺在挪威比较广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫,先后有20多套脱硫装置投入运行。近几年,海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论,因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。
脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。
传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。
双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。
目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单,目前在工业中应用较多。
/ 湿法脱硫技术 /湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位。
湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。但是,生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
01 石灰石/石灰-石膏法是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到90%以上。海水脱硫法海水呈碱性,碱度1.2~2.5mmol/l,因而可用来吸收SO2达到脱硫的目的。
海水洗涤SO2 产生的CO2也应驱赶尽,因此必须设曝气池,在SO2-3氧化和驱尽CO2并调整海水pH值达标后才能排入大海。净化后的烟气再经气-气加热器加温后,由烟囱排出。海水脱硫法海水脱硫的优点颇多,吸收剂使用海水,因此没有吸收剂制备系统,吸收系统不结垢不堵塞,吸收后没有脱硫渣生成,这就不需要脱硫灰渣处理设施。
脱硫率可高达90%投资运行费用均较低。因此,世界上一些沿海国家均用此法脱硫,其中以挪威和美国用得最多,我国深圳西部电厂应用此法脱硫,效果良好。05 双碱法双碱法是由美国通用汽车公司开发的一种方法,在美国它也是一种主要的烟气脱硫技术。
它是利用钠碱吸收SO2、石灰处理和再生洗液,取碱法和石灰法二者的优点而避其不足,是在这两种脱硫技术改进的基础上发展起来的。双碱法的操作过程分三段:吸收、再生和固体分离。双碱法双碱法的优点在于生成固体的反应不在吸收塔中进行,这样避免了塔的堵塞和磨损,提高了运行的可靠性,降低了操作费用,同时提高了脱硫效率。它的缺点是多了一道工序,增加了投资。
06 磷铵复合肥法这种脱硫方法是我国独创的,它是活性炭法的延伸。活性炭一级脱硫之后,磷灰石经酸处理获得10%浓度的H2PO4,加NH3得(NH4)2HPO4,再用用(NH4)2HPO4溶液进行第二级脱硫,通空气氧化并加NH3中和生成复合肥料磷酸氢二铵和硫铵,经干燥成粒,就成为含N+P2O5在35%以上的磷铵复合肥料。总脱硫率可达95%。
海水法烟气脱硫工艺是利用天然海水的碱度脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。它可利用火电厂原有冷却用海水作为脱硫剂,在脱硫吸收塔内,大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气,烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去,净化后的烟气经除雾器除雾、烟气换热器加热后排放。
吸收二氧化硫后的海水在曝气池中与海水混合,曝气处理,其中不稳定的亚硫酸根被氧化成为稳定的硫酸根,并使海水的PH值与COD等指标恢复到海水水质标准后排入大海。
海水脱硫适用于靠海边,扩散条件较好,用海水作为冷却水,燃用低、中硫煤的电厂烟气脱硫。据悉,国家发改委已将海水法火电脱硫工艺列为我国大力推进的海水火电脱硫技术。
烟气脱硫分四类:干法抛弃系统,湿法抛弃系统,干法回收系统,湿法回收系统。用的最多是湿法抛弃系统的石灰/石灰石烟气脱硫法。
对石灰石法改进的方法有添加已二酸或者硫酸镁或者双碱。
其他湿法脱硫技术有氧化镁法,海水脱硫法,氨法。干法烟气脱硫技术有干法喷钙脱硫和循环流化床烟气脱硫。也可用同时脱硫脱氮工艺:电子束辐射法,氯酸氧化法(湿法),WAS-SNO法(湿法),湿法FGD添加金属螯合物,NOXSO法(干法),SNRB法(干法),CuO同时脱硫脱氮工艺。
湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作吸收剂,其中石灰石或石灰为吸收剂的强制氧化湿式脱硫方式是目前使用最广泛的脱硫技术。石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反应,反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来,经分离后即可抛弃,也可以石膏形式回收。
目前的系统大多数采用了大处理量洗涤塔,300MW机组可用一个吸收塔,从而节省了投资和运行费用。
系统的运行可靠性已达99%以上,通过添加有机酸可使脱硫效率提高到95%以上。其它湿式脱硫工艺包括用钠基、镁基、海水和氨作吸收剂,一般用于小型电厂和工业锅炉。以海水为吸收剂的工艺具有结构简单、不用投加化学品、投资小和运行费用低等特点。氨洗涤法可达很高的脱硫效率,副产物硫酸铵和硝酸铵是可出售的化肥。
其中包括石灰石——石膏法烟气脱硫工艺、海水烟气脱硫工艺、氨水洗涤法脱硫工艺1、石灰石——石膏法烟气脱硫工艺 石灰石(石灰)—石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。该工艺是将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。
由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95% 。该工艺反应机理为:(1) 吸收剂为石灰吸收:SO2(g)→SO2(l)+H2O→H++HSO3-→H++SO32-溶解:Ca(OH)2(s) →Ca2++2OH- CaSO3(s)→Ca2++SO32-中和:OH-+H+→H2O OH-+HSO3-→SO32-+H2O氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+ SO32-+1/2O2→SO42-结晶:Ca2++SO32-+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O(s) Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4•2H2O(s)(2) 吸收剂为石灰石吸收:SO2(g)→SO2(l)+H2O→H++HSO3-→H++SO32-溶解:CaCO3(s)+H+→Ca2++HCO3-中和:HCO3-+H+→CO2(g)+H2O氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+ SO32-+1/2O2→SO42-结晶:Ca2++SO32-+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O(s) Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4•2H2O(s)2、海水烟气脱硫工艺 海水通常呈碱性,自然碱度大约为1.2~2.5mmol/L,这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。
海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中的二氧化硫的一种脱硫方法。烟气经除尘器除尘后,由增压风机送入气—气换热器中的热侧降温,然后送入吸收塔。在脱硫吸收塔内,与来自循环冷却系统的大量海水接触,烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除。
脱除二氧化硫后的烟气经换热器升温,由烟道排放。该工艺的反应机理:SO2+H2O→H2SO3H2SO3→H++HSO3-HSO3-→H++SO32-SO32-+1/2O2→SO42-H++CO32-→HCO3-HCO3-+H+→H2CO3→CO2+H2O3、氨水洗涤法脱硫工艺 该脱硫工艺以氨水为吸收剂,副产硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器冷却至90~100℃,进入预洗涤器经洗涤后除去HCI和HF,洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中,氨水自塔顶喷淋洗涤烟气,烟气中的SO2被洗涤吸收除去,经洗涤的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴,进入脱硫洗涤器。
在该洗涤器中烟气进一步被洗涤,经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴,进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗涤工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔,可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售,也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。
上一篇:SCR脱硝技术