烟气脱硫技术比较

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1、脱硫技术比较石灰石-石膏法脱硫(一)脱硫原理CaC03+S02+l/2H20CaS03 1/2H20+C02Ca(0H)2+S02CaS03 1/2H2O+1/2H2OCaSO3 l/2H20+S02+l/2H20Ca(HS03)2氧化过程2CaSO3 l/2H20+02+3H202CaS04 2H2OCa(HS03)2+02+2H20CaS04 2H2O+H2SO4(二)脱硫工艺流程1、石灰石浆液制备系统:主要由石灰石粉贮仓、石灰石粉计量和输送装置、 带搅拌的浆液罐、浆液泵等组成,如图所示。将石灰石粉由罐车运到料仓存 储,然后通过给料机、计量器和输粉机将石灰石粉送入在浆配制罐。在罐中 与来自

2、工艺过程的循环水一起配制成石灰石质量分数为15%20%浆液。用泵 将该浆液经由一带流量测量装置的循环管道打入吸收塔内。2、烟气系统:原烟气通过增压风机和烟道进入脱硫塔脱硫除尘后,最后通 过烟道或原有烟囱排放。3、脱硫循环吸收系统:FGD吸收系统采用带就地强制氧化的喷淋空塔。吸收 塔浆液循环系统包括循环泵、管道系统、喷淋组件及喷嘴,使吸收浆液 及原烟气进行充分的接触。在吸收塔内烟气与石灰石/石膏悬浮液滴逆向 流动时,SO2和S03等与悬浮液中石灰石反应,形成亚硫酸钙等,亚硫酸 钙在吸收塔浆池(吸收塔下部区)中被空气氧化成硫酸钙超饱和溶液, 并结晶成石膏。4、石膏脱水系统:脱硫塔底部浆液循环槽固含

3、量浓度在1015%,经过浆液 排出泵输送到旋流器进行浓缩处理,旋流器底流液(其固含量浓度在45 55% )流入真空皮带脱水机进行脱水 石膏含水率可以控制10%左右,旋 流器顶流液(其浓度为4%)进入入吸收塔循环使用。5、事故浆液系统:脱硫工程设置事故浆液箱(或者事故浆液池),并增加池 内搅动设施和事故浆液泵,事故浆液泵在小时内排空事故浆液池液体。 事故浆液池用来储存吸收塔在停运检修期间吸收塔浆液池中的浆液,并 为FGD的重新启动提供石膏晶种。6、压缩空气、工艺水等公用工程系统:工艺水系统主要用于配浆系统补水、 除雾器冲洗、真空泵用水、皮带脱水机滤饼冲洗水以及设备冷却水等。 仪用空气直接采用主厂

4、仪用空气,或设置压缩空气系统,或者与脱硝一 起设置设置压缩空气系统。7、副产品石膏是石灰石一石膏法湿法烟气脱硫的副产物,脱硫石膏晶体的 粒径为1250 um,主要集中在3060m,在脱硫装置正常运行时产生的 脱硫石膏颜色近白色,采用石灰石-石膏法脱硫石膏的纯度一般在90%95% 之间。石灰石石膏湿法脱晞工艺谎程示議ESI nlier me X jyptsuin (1 刖ggniiliuuiir*rj*Q此女!*日件卷唱况训以眼泊jht1 eonvrti (o.pboinii I)faucum bed prum(三)石灰石一石膏法优缺点1、工艺成熟,运行可靠,现在大型锅炉发电站使用范围广泛,大约

5、80%使用此技术,现在脱硫效率达98%以上,达到超低排放标准。2、脱硫剂采用石灰石,价格便宜,供应方便。脱硫石膏可以用于水泥生 产和公路施工。3、塔内浆液吸收,控制不好容易塔内结垢管道堵塞。4、液气比大,脱硫循环泵投资和电费大。5、一次投资较大,运行成本高。二、CFB循环流化床半干法脱硫(一) 烟气循环流化床脱硫工艺原理CFB工艺在空预器和除尘器间安装流化塔。生石灰经过消化变成氢氧化钙, 烟气从塔底进入同喷入的消石灰干粉和增湿水接触并反应。塔内烟气流速设计在固/气二相相对速度较高的范围,物料层呈流态化悬浮 状。烟气S02被消石灰吸收生成亚硫酸钙。并摩擦不断出现新表面参与反应。被烟气带出塔的颗粒

6、由后续除尘器收集并再次回流到吸收塔参与反应。烟 气采用布袋除尘器,收集粉尘,达标后排放。主要反应式:SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2OSO3 + Ca(OH)2 CaSO4 + H2O(1) 吸收剂制备系统主要包括生石灰仓、消石灰仓、消化器及与之配套 的布袋除尘器、称重螺旋和电动锁气给料机。在制备过程中,生石灰与水反应放 出热量,将熟石灰中的水分蒸发,熟石灰变成粉末。(2) 喷粉增湿系统主要包括喷粉风机、工艺水泵、水箱和喷嘴,其作用是 将烟气降温增湿,为反应提供水分。(3) 烟气系统主要包括烟道、电动挡板门、引风机,其作用将烟气接入和 输送。净烟气再循环吸收系统主要包括再循环烟

7、道和电动挡板门,其作用是维持 床层流化速度,确保流化床层的稳定。(4) 布袋除尘器系统,分离粉尘和烟气,使烟气达标排放(5) 输灰系统主要包括外排灰电动锁气给料机、输灰斜槽、流量控制阀、 仓泵、加湿搅拌机等,其作用是为吸收塔提供稳定的外循环灰。(6) 产品料仓,硫酸钙储槽。(三)烟气循环流化床脱硫工艺优缺点烟气循环流化床工艺的优点:(1) 系统简单,系统设备少;(2) 占地面积省,工程投资少,运行费用低;(3) 系统防腐要求低;(4) 有效脱除S03、几乎全部脱除HC1、和HF;(5) 系统布置灵活,非常适合现有机组改造;(6) 脱硫副产品为干态,有利于综合利用和处置,不会造成二次污染。 主要

8、缺点:(1) 脱硫塔出口温度应严格控制在高于露点温度1520*以上运行。但是如果烟气出口温度低于65*运行,稍有不慎会造成塔内壁结露、湿壁;(2) Ca/S比高,脱硫终产物中未反应的Ca(0H)2多;(3) 系统阻力大;(4) 流化床层压降运行不稳定会导致出口 SO2浓度波动大,所以对操作人员素质要求高;(5) 脱硫终产物综合利用受限; 脱硫副产品应用尚待开发,当脱硫效率要求 高时,钙硫比要求高,产品含氢氧化钙含量高,不好利用。(6) 反应速率慢。(7) 使用石灰作为吸收剂,比石灰石价格高。三、氧化镁法脱硫(一) 氧化镁脱硫原理 氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺,氧化镁脱硫工艺在

9、世界 各地都有非常多的应用业绩,其中在日本已经应用了多个项目,台湾的电站 95%是用氧化镁法,另外在美国、德国等地都已经应用,并且目前在我国部分地 区已经有了应用的业绩。 镁法脱硫工艺是镁的碱性氧化物与水反应生成氢氧化物,再与二氧化硫溶于水 生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应,氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁, 亚硫酸镁氧化后生成硫酸镁。脱硫过程中发生的主要化学反应有 MgO+H2O=Mg(OH)2Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O MgSO3 H2O+SO2=Mg(HSO3)2 MgSO3 +1/2O2 =MgSO4徹佬倭鹘化憲氢机比袄1甬瓯工岂*(二)、氧化镁脱硫工艺流程咽田工艺诜稈

10、汰直图如下:nDG-SPXM 锐疏除空装甘(三)、氧化镁脱硫特点:y除樂誥培遵档皈0 昏SI一弓i阅机 缸化槽竝凤机机化権工艺水箱-L_rJ 匕 T瞬故眾適播克水井医=-*扑排*氧化镁法脱硫是一种前景较好的脱硫工艺,该工艺较为成熟,原料来源充足, 在我国氧化镁的储量十分可观。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于各单位 的脱硫系统中去。镁法投资少,运行费用低,脱硫效率高,结构简单,并且能够减少二次污染。 镁法脱硫相对于钙法的最大优势是不会系统发生设备结垢堵塞问题,能保证整 个脱硫系统能够安全有效的运行,同时镁法pH值控制在6.06.5之间,在这 种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。镁法比石

11、灰石吸收速率高, 液气比可以小点点,可以节省循环泵电能。氧化镁法脱硫是一种前景较好的脱硫工艺,该工艺较为成熟,原料来源充足, 在我国氧化镁的储量十分可观。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于各单位 的脱硫系统中去。四、氨法脱硫(一)氨法脱硫原理 氨法烟气脱硫是一个十分典型的化工过程, 包括两个基本的化学反应过 程:吸收:S02吸收生成为亚硫酸盐;氧化:亚硫酸盐氧化为硫酸盐。氨法脱硫以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础:吸收:S02+H20+xNH3= (NH4)xH2-xS03(亚硫铵)主要吸收反应为SO2+H2O + (NH4) S0=2NH4HS03(亚硫酸氢铵)23氧化:(NH4)xH2

12、-xS03+l/202+(2-x)NH3=(NH4)2S04(硫铵)这是回收法,其明显特点是:无二次废渣、废水和废气污染;回收SO2,生 产硫铵,实现SO2回收价值的最大化。(二)、氨法脱硫工艺流程:除尘后的烟气经引风机加压后,进入脱硫吸收系统的一级浓缩段,利用烟气中热量,蒸发硫酸铵液体的水分,烟气然后进入吸收段,烟气的二 氧化硫与喷入的循环吸收液进行中和反应,亚硫酸铵溶液在脱硫塔外部 循环泵的作用下,打到塔上部的喷淋层,经高效喷嘴雾化后形成高度叠 加的喷淋区与烟气中残留的SO2等酸性气体进行吸收反应,生成亚硫酸 氢铵落入到脱硫塔底部的集液池内,补充到集液池内的氨水与集液池内 的亚硫酸氢铵进行

13、中和反应生成亚硫酸铵,综合脱硫效率达到98%以 上;如此循环往复S02气体被大量吸收,使烟气得到净化。同时,烟气 中含有的大部分的固体尘粒也被洗涤分离,此时脱硫过程完成。在烟气 与脱硫浆液接触、洗涤过程中,SO2被浆液吸收,并发生如下总反应: SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3SO2+(NH4)2SO3+H2O=2NH4HSO3NH3+ NH4HSO3=(NH4)2SO3 通常在吸收段上部增加一段逃逸氨吸收段,采用清水循环吸收氨、亚硫 酸铵,经净化后的烟气经过脱硫塔顶部除雾器将烟气中含有的大颗粒雾 滴除去后,再经两层除沫器将烟气中含有的少量呈沫状的液滴阻挡以免 被烟气带出塔体,此时烟

14、气中的水雾及液滴均被阻挡沿塔壁流入塔底, 烟气直接经塔顶烟囱排放大气,此时除雾过程完成。脱硫塔底生成的一定浓度的亚硫酸铵溶液,导出脱硫塔时,首先进入粉 尘过滤装置,除去亚硫酸铵溶液中可能存在的除尘器未除尽的亚微米粉 尘。经过滤机过滤后由滤液泵打入到特制的氧化器内,采用喷射器自身 带入的空气氧化亚硫酸铵,亚硫酸铵溶液经过两级射流强制氧化生成硫 酸铵溶液。发生如下的化学反应:2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 氧化生成的硫酸铵溶液。由管道输送至回收部分的母液暂存池,打入系 统的蒸发段内浓缩至44%以上的晶浆,将此晶浆送入稠厚器、离心机、 干燥机等设备进行回收处理后通过半自动包装机包装

15、外运,完成硫酸铵 产品的回收。稠厚器溢流液以及离心后的母液溢流回蒸发器中,继续蒸发循环利用, 至此回收过程完成。(三)、氨法脱硫特点1、完全资源化一变废为宝、化害为利氨回收法技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为化肥,是一项真正意义 上的将污染物全部资源化,符合循环经济要求的脱硫技术。2、脱硫副产物价值高3、装置阻力小,节省运行电耗利用氨法脱硫的高活性,使液气比较常规湿法脱硫技术降低,脱硫塔的 阻力仅为850Pa左右,系统阻力较常规脱硫技术节省循环水泵和风机电 费,加压风机节电30%以上,另外,循环泵的功耗降低了近70%。4、装置设备占地小氨回收法脱硫装置无需原料预处理工序,副产物的生产过程也相对简单,总配置的设备在30台套左右,且处理量较少,设备选型无需太大。5、既脱硫又脱硝一适应环保更高要求氨对NOX同样有吸收作用。另外脱硫过程中形成的亚硫铵对NOX还具有 还原作用,所以氨法脱硫的同时也可实现脱硝的目的,环保实测数据氮 氧化物去除率为22.3%。6、脱硫塔不易结垢。7、燃料含硫变化范围适应性强,特别是高含硫煤、高硫重油、高硫石油 焦的脱硫,无二次污染。8、如果烟气温度大于11

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