中小型锅炉脱硫技术样本

《中小型锅炉脱硫技术样本》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中小型锅炉脱硫技术样本（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。中小型锅炉脱硫实用技术对于锅炉烟气脱硫大致可分为四种型式: 一是燃煤前脱硫技术, 二是燃煤中脱硫技术, 三是煤转化中脱硫技术, 四是燃煤后脱硫技术。燃煤前脱硫技术主要是经过物理、 化学、 生物脱硫技术对入锅炉前的煤进行脱硫; 燃煤中脱硫技术是经过型煤固硫技术或循环流化床燃烧脱硫技术, 在煤的燃烧过程中进行脱硫; 煤转化中脱硫技术主要有煤气化技术、 煤液化技术和水煤浆技术; 燃煤后脱硫技术是对燃煤产生的烟气进行脱硫处理, 主要有: 湿法烟气脱硫技术、 半干法烟气脱硫技术、 干法烟气脱硫技术。近几十年来全世界研究的脱硫工艺多达上百种,

2、但真正在工业上应用的仅十来种( 见表1) 。表1常见烟气脱硫工艺比较表序号工艺名称工艺原理工艺特点应用情况1石灰石/石灰-石膏湿法利用石灰浆液洗涤烟气, 使石灰与烟气中SO2反应生成亚硫酸钙, 脱去烟气中的SO2, 再将亚硫酸钙氧化反应生成石膏。优点: 脱硫率高95%、 工艺成熟、 适合所有煤种、 操作稳定、 操作弹性好、 脱硫剂易得、 运行成本低、 副产物石膏能够综合利用, 不会形成二次污染; 缺点: 一次性投资较高。国内外应用最为广泛, 使用比例占到80%以上。2简易石灰石/石灰-石膏湿法简易湿法烟气脱硫工艺的脱硫原理和普通湿法脱硫基本相同, 只是吸收塔内部结构简单( 采用空塔或采用水平布

3、置) , 省略或简化换热器。优点: 投资和占地面积比较小; 缺点: 脱硫率低, 约70%。国外应用较少, 国内有应用实例3海水脱硫法利用海水洗涤烟气吸收烟气中的SO2气体。优点: 脱硫率比较高90%、 工艺流程简单, 投资省、 占地面积小、 运行成本低; 缺点: 受地域条件限制, 只能用于沿海地区。只适用于中、 低硫煤种、 有二次污染。国内外均有部分成功应用实例( 深圳西部电厂) 4旋转喷雾干燥法将生石灰制成石灰浆, 将石灰浆喷入烟气中, 使氢氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。优点: 工艺流程比石灰石-石膏法简单, 投资也较小。缺点: 脱硫率较低( 约70-80%) 、 操作弹性较小、

4、钙硫比高, 运行成本高、 副产物无法利用且易发生二次污染( 亚硫酸钙分解) 。国内外均有少数成功应用实例( 黄岛电厂) 5炉内干法喷钙直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉, 石灰石粉在高温下分解为氧化钙, 氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。优点: 工艺流程比石灰石-石膏法简单, 投资也较小。缺点: 脱硫率较低( 约30-40%) 、 操作弹性较小、 钙硫比高, 运行成本高、 副产物无法利用且易发生二次污染( 亚硫酸钙分解) 。国内外均有少数成功应用实例( 抚顺电厂) 6炉内喷钙-尾部增湿法直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉, 石灰石粉在高温下分解为氧化钙, 氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。为了

5、提高脱硫率, 在尾部喷入水雾, 增加氧化钙与烟气中的SO2反应活性。优点: 工艺流程比石灰石-石膏法简单, 投资也较小。缺点: 脱硫率较低( 约70%) 、 操作弹性较小、 钙硫比高, 运行成本高、 副产物无法利用且易发生二次污染( 亚硫酸钙分解) 。国内外均有少数成功应用实例( 抚顺电厂) 7烟气循环流化床在流化床中将石灰粉按一定的比例加入烟气中, 使石灰粉在烟气当中处于流化状态重复反应生成亚硫酸钙。优点: 钙利用率高、 无运动部件、 投资省。缺点: 脱硫率较低( 80%) 、 对石灰纯度要求较高、 国内石灰不易保证质量、 烟气压头损失大、 由于加料不均匀会影响锅炉运行。国内外均有少数成功应

6、用实例8活性炭法使烟气经过加有催化剂的活性炭, 烟气中的SO2经催化反应成SO3并吸附在活性炭中, 用水将活性炭中的SO3洗涤成为稀硫酸同时使活性炭再生。优点: 脱硫率较高( 90%) 、 工艺流程简单、 无运动设备、 投资较省、 运行费用低。缺点: 副产物为稀硫酸, 不适宜运输, 只能就地利用消化。活性炭定期需要更换。国内外均有少数成功应用实例( 四川豆坝电厂) 9电子束法将烟气冷却到60左右, 利用电子束辐照; 产生自由基, 生成硫酸和硝酸, 再与加入的氨气反应生成硫酸铵和硝酸铵。收集硫酸铵和硝酸铵粉造粒制成复合肥。优点: 脱硫率较高( 90%) 、 同时脱硫并脱硝, 副产物是一种优良的复

7、合肥, 无废物产生。缺点: 投资高, 因设备元件不过关, 大型机组应用较困难。国内外均有少数成功应用实例( 四川成都热电厂、 北京热电厂) 10脉冲电晕法将烟气冷却到60左右, 利用高压电场辐照; 产生自由基, 生成硫酸和硝酸, 再与加入的氨气反应生成硫酸铵和硝酸铵。收集硫酸铵和硝酸铵粉造粒制成复合肥。优点: 脱硫率较高( 90%) 、 同时脱硫并脱硝, 副产物是一种优良的复合肥, 无废物产生。缺点: 投资高, 因设备元件不过关, 大型机组应用较困难。尚处于试验当中。本章主要介绍几种用于小于锅炉成熟的燃煤后脱硫技术。第一节 双碱法烟气脱硫技术双碱法烟气脱硫工艺是湿法烟气脱硫技术的一种, 是为了

8、克服石灰石石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。它先用碱金属盐类如NaOH、 Na2CO3、 NaHCO3、 Na2SO3等的水溶液吸收SO2, 然后在另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收SO2后的溶液再生, 再生后的吸收液再循环使用, 最终产物以亚硫酸钙和石膏形式析出。一、 化学原理1、 在吸收塔内吸收SO2: 用NaOH吸收 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O用Na2SO3吸收 Na2SO3 + SO2 + H2O 2NaHSO3用Na2CO3吸收 Na2CO3 + SO2 Na2SO3 + CO22、 将吸收了SO2的吸收液送至石灰反应器, 进行吸收液的再生和固体副产品的板出,

9、 如以纳盐作为脱硫剂, 用石灰或石灰石对吸收剂进行再生, 则在反应器中会进行下面的反应: 用石灰再生 Ca(OH)2 + Na2SO3 NaOH + CaSO3 Ca(OH)2 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO3.1/2H2O + 1/2H2O用石灰石再生 CaCO3 + 2NaHSO3 Na2SO3 + CaSO3.1/2H2O + 1/2H2O + CO2再生后的NaOH和Na2SO3等脱硫剂能够循环使用。由于存在着一定的氧气, 因此同时会发生下面的副反应: Na2SO3 + 1/2O2 Na2SO4脱除硫酸盐 Ca(OH)2 + 2NaHSO4 + 2H2O NaOH +

10、CaSO4.2H2O2CaSO3.1/2H2O + Na2SO4 + H2SO4 + 3H2O 2NaHSO3 + 2 CaSO4.2H2O软化 Ca2+ + Na2CO3 2Na+ + CaCO3Ca2+ + H2O + CO2 2H+ + CaCO3Ca2+ + Na2SO3 + 1/2H2O 2Na+ + CaCO3.1/2H2O二、 工艺流程双碱法的工艺流程如图所示。烟气与含有亚硫酸纳、 硫酸钠、 亚硫酸氢纳的溶液接触, 在某些情况下, 溶液中还含有氢氧化钠或碳酸纳。亚硫酸纳被吸收的SO2转化成亚硫酸盐。抽出一部分再循环液与石灰反应, 形成不溶性的亚硫酸钙和可溶性的亚硫酸纳及氢氧化钠。

11、最初的双碱法一般只有一个循环水池, NaOH、 石灰和脱硫过程中捕集的飞灰同在一个循环池内混合。在清除循环池内的灰渣时, 烟灰、 反应生成物亚硫酸钙、 硫酸钙及石灰渣和未完全反应的石灰同时被清除, 清除的混合物不易综合利用而成为废渣。为克服传统双碱法的缺点, 对其进行了改进。主要过程是, 清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成脱硫液, 用泵打入吸收塔进行脱硫。三种生成物均溶于水, 在脱硫过程中, 烟气夹杂的飞灰同时被循环液湿润而捕集, 从吸收塔排出的循环浆流入沉淀池。灰渣经沉淀定期清除, 可回收利用, 如制砖等到。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应, 置换出的氢氧化钠溶解在循环水中, 同时生成

12、难溶解的亚硫酸钙、 硫酸钙和碳酸钙等, 可经过沉淀清除。位于佛罗里达靠近塔荷切的海湾电力公司的斯科尔茨发电站就是采用双碱法进行烟气脱硫。其烟气洗涤系统由一个可变喉径垂直振动型文丘里洗涤器后面跟一个板式塔或喷射接触吸收器组成。文丘里洗涤器和吸收塔都单独备有水池和除雾器, 以致它们能够分别进行试验。斯科尔茨发电站脱硫装置的操作情况如图所示, 图中曲线代表了活性碱浓度在0.150.4mol/L范围内变化时, 装置出口SO2浓度的变化情况。装置运行了15个月以后, 若采用文丘里和板式塔联合操作, SO2的平均脱除效率为95.5%; 如果只采用文丘里, 效率为90.7%。三、 双碱法工艺特点与石灰石或石

13、灰湿法相比, 钠碱双碱法原则上具有如下优点: 1、 用NaOH脱硫, 循环水基本上是NaOH的水溶液, 在循环过程中对水泵、 管道、 设备均无腐蚀与堵塞现象, 便于设备运行与保养; 2、 吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外, 减少了塔内结垢的可能性, 因此能够用高效的板式塔或填料塔代替当前广泛使用的喷淋塔, 从而减小了吸收塔的尺寸及操作液化比, 降低脱硫成本; 3、 脱硫效率高, 一般在90%以上。缺点是Na2SO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生, 需不断向系统补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外, 的存在也将降低石膏的质量。尘器联合使用以达到脱硫除尘的目的。同时烟气经过

14、布袋过滤时进一步进行脱硫。该技术1995年在中国山东德州热电厂75T/H煤粉炉和其它几个厂的中小锅炉上得以应用。第二节 荷电干式吸收剂喷射烟气脱硫技术荷电干式吸收剂喷射烟气脱硫技术属于干法烟气脱硫技术的一种, 该技术是美国阿兰柯环境资源( Alanco Environmental Resources Co.) 20世纪90年代开发的, 具有投资少, 占地面积小, 工艺简单的优点, 但对干吸收剂粉末中Ca(OH)2的含量、 粒度及含水率等要求较高, 在Ca/S为1.5左右时, 脱硫率达60-70%。荷电干式吸收剂喷射系统( CDSI) 适用于中小型锅炉的脱硫, 与布袋除尘器配合能够提高脱硫效率1

15、0-15%。一、 CDSI系统工作原理炉内喷钙脱硫由于与炉膛烟气混合不够好、 分布不均匀、 在有效的温度区停留时间短, 使其脱硫效率较低, 一般在40%以下。荷电干式吸收剂喷射烟气脱硫技术是使钙基吸收剂高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区, 使吸收剂得到强大的静电荷( 一般是负电荷) 。当吸收剂经过喷射单元的喷管被喷射到烟气中, 吸收剂由于都带同种电荷, 因而相互排斥, 很快在烟气中扩散, 形成均匀的悬浮状态, 使每个吸收剂粒子的表面充分暴露在烟气中, 与SO2的反应机会大大增加, 从而提高了脱硫效率; 而且荷电吸收剂粒子的活性大大提高, 降低了同SO2完全反应所需的停留时间, 一般在2S左右即可完成化学反应, 从而有效地提高了SO2的脱除率。除了提高吸收剂化学反应成效外, 荷电干式吸收剂喷射系统对小颗粒( 亚微米级PM10) 粉尘的去除率也很有帮助, 带电的吸收剂粒子把小颗粒吸附在自己的表面, 形成较大颗粒, 提高了烟气中尘粒的平均粒径, 这样就提高了相应除尘设备对亚微米级颗粒的去除率。很多碱性粉末物质可