技術信息

              脫硫技術


                  1)石灰石(石灰)石膏濕法
              煙氣脫硫技術中石灰石/石膏法應用最廣,在世界脫硫市場上占有的份額超過80%。石灰石/石膏法工藝成熟,適合各類煤種,脫硫效率高,系統運行的可靠性高。從二十世紀九十年代以來,國際上各類先進的石灰石/石膏工藝陸續在我國新建火電廠上應用,目前工藝已基本成熟,關鍵設備的國產化率得到了較大的提高,使一次性投資費用大大降低,運行費用也有明顯下降。
              本項目團隊開發的WFGD工藝采用石灰石漿液作為吸收劑,在吸收塔內,煙氣中的SO2被吸收漿液洗滌并與漿液中的CaCO3發生反應,在吸收塔底部的循環漿池內被氧化風機鼓入的空氣強制氧化,最終生成石膏晶體,由石膏漿排漿泵排出吸收塔送入石膏處理系統脫水。該工藝主要由吸收劑制備系統、吸收和氧化系統及石膏處理系統組成。
              石灰石石膏濕法煙氣脫硫技術中最關鍵的吸收塔,本技術對吸收塔有圍繞著噴淋塔的各個主要組成部分,進行了以下改進:
              1、通過優化噴淋噴嘴的結構、改進塔內氣流分布以強化氣液傳質過程;
              2、改進漿液攪拌方式、增強氧化空氣的均布性、改善漿液池氛圍;
              3、改進塔型,使結構更為緊湊,降低系統電耗,降低系統投資和運行費用,減少占地面積。
              本技術已在從10t/h鍋爐到600MW火電機組上有大規模應用。
              2)氨法
              氨是一種良好的堿性吸收劑,其堿性強于鈣基吸收劑。用氨吸收煙氣中的SO2是氣-液或氣-氣相反應,反應速率快,吸收劑利用率高,吸收設備體積可大大減小。另外,其脫硫副產品硫酸銨在某些地區可作為農用肥料。20世紀70年代初,日本和意大利等國相繼開發成功濕式氨法煙氣脫硫工藝,但由于其高運行成本,以及腐蝕,凈化后煙氣中的氣溶膠等問題而影響其推廣應用,進入90年代后,隨著技術的進步和對氨法煙氣脫硫觀念的轉變,其應用呈逐步上升的趨勢。
              氨法煙氣脫硫工藝主要由吸收過程和結晶過程組成。在吸收塔中,煙氣中的SO2與氨水吸收劑逆向接觸,SO2被氨水吸收,生成亞硫酸銨與亞硫酸氫銨。在吸收塔底槽,亞硫酸銨被充入的強制氧化空氣氧化成硫酸銨。由底槽排出的硫酸銨吸收液,先經灰渣過濾器濾去飛灰,再在結晶反應器中析出硫酸銨結晶液,經脫水、干燥后得到副產品硫酸銨。脫硫后的煙氣經塔內上方安置的除霧器脫除霧滴和氣溶膠后,再經氣氣熱交換器升溫后排入煙囪。
              主要反應方程式如下:

              脫硫技術1.jpg

                  該工藝的主要技術特點是脫硫效率高,能滿足任何當地的環保要求,對煙氣條件變化適應性強,副產物為直徑0.2~0.6mm的硫酸銨晶體,在某些地區可做肥料,整個系統不產生廢水或廢渣,能耗低,對安全運行有高可靠性和適用性。在鋼鐵企業煉焦產生的廢氨水正好滿足脫硫吸收劑的需求。氨法脫硫工藝成熟,適應負荷范圍廣,脫硫效率高,推薦在鋼鐵企業燒結生產中使用。
              3)鎂法
              鎂法是工藝技術十分成熟的煙氣脫硫工藝之一。該工藝在臺灣省有較多的應用。臺塑集團的電廠和熱源廠都采用氧化鎂法脫硫,具有長周期可靠運行的經驗。在日本也有100多個項目應用氧化鎂法,美國和歐洲也有不少采用氧化鎂作為脫硫劑的電廠和工業尾氣處理裝置。
              鎂法采用氧化鎂作為脫硫劑與二氧化硫反應,生成化學性能穩定硫酸鎂或生成亞硫酸鎂通過再生處理生產硫酸。主要化學方程式如下:

              脫硫技術2.jpg

                  直接排放:

              脫硫技術3.jpg

                  回收硫酸鎂:

              脫硫技術4.jpg

                  回收SO2:

              脫硫技術5.jpg

                  氧化鎂法脫硫效率高,與石灰石法相比,氧化鎂脫硫劑活性高,吸收塔體積小,重量輕,漿液循環量小,運行費用低,且不易堵塞。若硫酸鎂溶液直接排放,工藝流程短,從而節省投資和場地,尤其適合與中小工業鍋爐尾氣處理。
              4)雙堿法
              鈉堿吸收SO2具有非常高的吸收速率,可以減少吸收塔尺寸降低循環泵功耗。且產物溶解度高,不堵塞。但鈉堿價格昂貴,吸收劑費用高。雙堿法利用鈉堿吸收SO2、石灰處理和再生吸收液,去鈉堿法和和石灰法二者優點而避其不足。雙堿法的操作過程分三段:吸收、再生和固體分離。反應如下:

              脫硫技術6.jpg

                  副反應:

              脫硫技術7.jpg

                  副反應的發生會導致鈉堿無法再生,吸收劑費用增加,本團隊開發的雙堿法利用獨特的氣氛控制措施,使氧化鋁低于1%,大大降低了運行費用。


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