烟气脱硫工艺

烟气脱硫工艺（精选12篇）

烟气脱硫工艺 篇1

随着社会工业的发展和人们生活水平的提高,对能源的需求也在不断增加,煤场、炼化厂等产能企业日益增多,燃煤烟气中的SO2已经成为大气污染的主要原因。根据国家“十二五”规划中对烟气排放量的要求, 截止2015年,烟气排放中的SO2排放量要下降8%,氮氧化物排放量要下降10%,减少SO2污染已成为当今大气环境治理的当务之急。因此各企业烟气脱硫技术更新显得尤为必要。到目前为止,烟气脱硫工艺已经在工业中广泛应用,不仅减少了环境压力,也使得人类居住环境得到改善,对国家可持续发展和清洁生产有着重要意义。

1 常见的烟气脱硫技术

工业行业中应用范围最广泛且最有效的脱硫方法是烟气脱硫(FGD)。根据硫化物吸收剂及副产品形态的不同,脱硫技术通常可分为干法、湿法和半干法三种方法。干法脱硫工艺采用的吸附剂主要是固体形式的,一般是将石灰石磨成粉末状喷入炉膛中,与烟气中的SO2在高温下反应,生成CaSO3,从而达到去除烟气中SO2的目的,生成的CaSO3利用除尘器收集,部分经烟囱排放至大气中。

干法与湿法脱硫各有优缺点(见表1),企业可以根据自身的实际情况和发展方向进行选择。

1.1 干式烟气脱硫

1.1.1 喷雾干式烟气脱硫工艺

喷雾干式烟气脱硫(简称干法FGD),最先由

美国JOY公司和丹麦Niro Atomier公司共同开发,主要在电力工业中推广。

喷雾干式烟气脱硫工艺将石灰浆液进行雾化,在干燥塔中与含硫烟气接触反应,生成的反应物经干燥塔干燥,得到的固体反应物利用除尘器收集。

四川省白马电厂曾利用旋转喷雾干法烟气脱硫技术进行了试验,试验过程及结果给后期此技术的应用提供了宝贵经验,为在200~300 MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。

其反应方程式为:

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该技术一般可分为吸收剂雾化、混合流动、反应吸收、水汽蒸发、固性物分离五个阶段,此技术最大特点就是反应之前吸收剂要先被雾化,如此将大大增加吸收剂的比表面积,不仅使反应更加充分,也极大地提高了传热的速度。该技术的优点是装置建设费用相对较低,缺点是要用到大量的石灰石,吸收剂的利用率相对不高,产生的反应物无法循环再利用,因此运用该技术企业需要承担很大的运行成本。

1.1.2 脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫技术

脉冲电晕放电等离子烟气脱硫脱硝技术在八十年代兴起发展,是干式脱硫技术的一种。该技术利用高电压窄脉冲放电过程中产生的等离子处理含硫烟气。此技术既可以烟气脱硫也可以脱硝除尘,而且反应物为硫酸铵、硝酸铵,可作为肥料的原材料综合利用,从而降低生产成本。

王祖武等[1]研究了SO2在放电电场中形成负离子的机制和电迁移特性。试验证明,SO2在放电电场中具有电迁移能力,其迁移能力与电厂强度或放电区长度成正比,即电场强度或放电区长度越大,其迁移能力越强。

1.1.3 炭法烟气脱硫技术

炭法烟气脱硫的基本原理是利用活性炭、活性焦或者活性纤维等作为脱硫剂,通过物理吸附和化学吸附,达到去除烟气中SO2的目的。化学吸附主要体现在,当烟气中存在O2和水蒸气时,活性炭表面的SO2与氧气反应生成SO3,SO3与水反应生成H2SO4。由于此技术既有物理吸附又有化学吸附,因此吸效率很高。

1.1.4 填充式电晕法烟气脱硫技术

填充式电晕法是一项新型技术,近几年发展迅速,由于其设备简单,投资低,生产处理过程易于操作,因此近几年对此工艺的研究越来越深入。此工艺原理是由高压电晕放电产生电场,在电场的作用下,含硫烟气中会产生大量的非平衡态等离子体,在电子碰撞下使烟气中气体分子活化、裂解或者电离,从而产生大量的活化基团,最终使SO2氧化成SO3,从而达到烟气脱硫的目的。

1.2 湿法烟气脱硫

湿法烟气脱硫主要分为镁法、钠法、石膏法、石灰/石灰石、硫铵法、海水脱硫法等。

1.2.1 石灰石/石膏法

因石灰石(石灰)价格便宜,来源广泛,相对运行成本低,因此石灰石湿法脱硫技术在湿法FGD领域得到广泛的应用。石灰石(石灰)湿法烟气脱硫的反应机理为:

SO2(g)→SO2(l)+H2O→H++HSO3-

→2H++SO32-CaCO3(s)+H+

→Ca2++HCO3-HCO3-+H+

→CO2(g)+H2OHSO3-+1/2O2

→SO32-+H+SO32-+1/2O2

→SO42-Ca2++SO32-+1/2H2O

→CaCO3·1/2H2O(s)

该工艺的脱硫效率可达到95%以上,吸附剂的利用率也可以达到90%以上,比较适合SO2浓度高的烟气脱硫。但此工艺装置的建设费用较高,需要消耗很大的水量,产生的脱硫废水的腐蚀性比较严重。

1.2.2 海水脱硫法

海水烟气脱硫工艺是一种新型的脱硫方法,主要利用海水的碱度达到脱除烟气中SO2。

海水脱硫法在脱硫过程中不需要添加化学药剂,不产生固体废弃物,脱硫效率可达到92%,运行及维护费用较低。但是海水烟气脱硫工艺受地域限制,仅适用于有丰富海水资源的地区,而且只适用于中、低硫煤种,生产过程中还会产生二次污染,无法实现清洁生产。根据海水脱硫法的特点可知,此法对于加工高硫原油的炼油厂并不适用。

海水脱硫法特别适用于用海水作循环冷却水的火电厂,其海水脱硫工艺流程见图1。烟气首先经过除尘器由增压风机送入气—气换热器,换热器降温后的烟气进入吸收塔,与大量海水反应吸收脱除烟气中的SO2,脱除SO2后的烟气再经过换热器升温后高空排放,海水经过氧化反应后

排放。

1.2.3 镁法烟气脱硫

镁法烟气脱硫工艺在国外应用时间比较长,在国内还处于起步阶段。

镁法烟气脱硫主要利用氧化镁的浆液吸收SO2,生成水和亚硫酸镁,从而达到吸收取出烟气中SO2的目的。

主要反应方程式如下:

Mgundefined

将吸收塔内的浆液打入氧化塔与空气进行氧化反应,将亚硫酸镁氧化成硫酸镁。

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镁法相对于石灰石—石膏法,有很大优点:

(1)吸收剂用量少,生产装置占地面积小,投资费用相对较低。

(2)氢氧化镁相对安全,装置能够在相对安全的操作环境中运行。

(3)我国镁资源丰富,取材方便。

由于该技术的副产品硫酸镁还原成氧化镁,进行重复利用的工艺比较复杂,将副产品进行综合利用比较困难,因此在应用镁法脱硫工艺时,需要进行综合考虑[2]。

1.2.4 氨 法

氨—硫酸铵法的吸收液为氨水和亚硫酸铵溶液混合物,吸收液通过循环泵从塔的吸收段进入脱硫塔,烟气从下部进入脱硫塔,与喷淋出的吸收液反应后,再经除雾器除雾后进入烟囱排空。吸收液循环吸收达到一定浓度,经过强制氧化,制得脱硫副产物——硫酸铵。

主要化学反应:

SO2+H2O=H2SO3

H2SO3+NH3=NH4HSO3

NH4HSO3+ NH3=(NH4)2SO3

2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4

2(NH4)2SO3+2NO=2(NH4)2SO4+N2

氨法脱硫工艺优点:

(1)氨法脱硫工艺是以氨为吸收剂。由于氨的反应活性高于钙基吸收剂,因此脱硫效率要高于石灰石—石膏法,脱硫效率可以达到95%~98%。

(2)湿式氨法脱硫工艺的反应产物为硫酸铵化肥,不产生废水二次污染。硫酸铵化肥的利用价值很高,企业可实现废物综合利用。例如,某炼油化工企业2.80×106t/a催化裂化装置的再生烟气设计烟气量为420 000 Nm3/h,利用湿式氨法脱硫工艺每年可以产生21 000 t硫酸铵。硫酸铵可作为化肥用于农业生产,按照市场上硫酸铵的销售价格以1 000元/吨计算,可带给公司2 100万元的收入,这将大大降低企业生产成本。因此此法可作为新型炼油企业再生烟气脱硫技术的一种选择。

(3)湿式氨法脱硫工艺是国内自有技术,免去了大量的技术引进费用。与湿式Labsorb可再生湿式洗涤工艺以及Cansolv可再生湿法脱硫工艺相比,湿式氨法脱硫系统的建设投资较小。

2 其它烟气脱硫技术新进展

人类对生活环境的要求越来越高,在高速发展工业的今天,寻找经济实用且具有较高效率的烟气脱硫方法,是改善人类生活大气环境的关键,因此众多学者对烟气脱硫技术进行了研究与探讨,各种烟气脱硫技术顺势而出。

冯治宇等[3]研制了FeSO4/Ac 脱硫剂,并对FeSO4/Ac 脱硫剂的脱硫性能进行了试验研究。结果表明:当n(O2)∶n(SO2)=7~10、n(H2O)∶n(SO2)=3~5、脱硫温度为120 ℃时,FeSO4/Ac 脱硫剂具有良好的脱硫性能,脱硫效率可达92.1%~96.8%。FeSO4/Ac脱硫剂能够再生重复使用,采用水蒸气加热再生法对FeSO4/Ac 脱硫剂进行再生,实验结果显示,经4次加热法再生的FeSO4/Ac 脱硫剂的脱硫效率仍能达到91%。

张云峰等[4]提出了把磁流化床技术应用于烟气脱硫的新思路,并研制了一套磁流化床脱硫试验装置。多种工况下的脱硫实验验证了磁流化床强化脱硫的理论分析。当采用床料dp=220 μm 铁磁颗粒,施加外加磁场的磁感应强度B=40 mT, 钙硫物质的量比n(Ca)/n(S)=2.31,入口烟气温度T0=250的工况条件对初始浓度为2 000~3 000 mg/L 的模拟烟气进行脱硫时,获得了85.93%的脱硫效率。试验结果还表明,脱硫效率随着磁性颗粒粒径的变小或磁感应强度的增大而增加。

YAN 等[5]提出了一种工业范围内的半干法烟气脱硫过程。该法通过电晕放电进行烟气脱硫。在生产能力为12 000 Nm3/h 的中试条件下,使用SO2初始浓度为500 mg/L的烟气进行脱硫,脱硫率达到95%以上,反应器的能耗为1.8 Wh/Nm3,氨流失少于5 mg/L,且可获得合格的化学肥料。

3 脱硫行业技术展望

环境与发展是人类社会长期面临的一个主题,随着环境污染的日益严重,酸雨、温室效应的频频发生,环境问题已成为人们不容忽视的问题,生产技术创新已成为人们唯一的选择。

脱硫技术已成为令人关注的重要课题,主流的脱硫工艺将在国内外广泛应用。受技术条件及经济成本的制约,石灰石—石膏湿法、喷雾干燥工艺、湿式氨法是适合各种脱硫要求的首选工艺。而脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫技术和海水脱硫等工艺因还处于试验研究阶段,应用地域也受到限制,所以所占市场份额十分有限,但可以提供便利条件的地区将有所发展。其它烟气脱硫技术也在开发和利用中渐渐成熟起来,在不久的将来会成功地投入生产,为烟气脱硫治理提供更先进的技术。

参考文献

[1]王祖武,梅欢,周晶,等.SO2在放电电场中的电迁移特性研究[J].武汉大学学报,2006,39(6):75-78.

[2]郝吉明,王书肖,陆永琪,等.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[M.]北京:化学工业出版社,2001.

[3]冯治宇,胡筱敏,孙铁珩,等.FeSO4/Ac脱硫剂脱硫性能的研究[J].环境污染与防治,2005,27(1):47-49.

[4]张云峰,王之肖,马宇洁,等.磁流化床烟气脱硫反应特性研究[J].东南大学学报(自然科学版),2005,35(1):126-129.

[5]Yan Ke-ping,Li Rui-nian,Zhu Tian-le,etal.A semi-wettechnological process for fluegas desulfurization by coronadischarges at anindustrial scale[J].Chemical Engineering-Journal,2006,116(2):139-147

烟气脱硫工艺 篇2

目前, 世界上烟气脱硫工艺有上百种, 但具有实用价值的工艺仅十几种。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法3 种。湿法脱硫工艺应用广泛, 占世界总量的85.0%, 其中氧化镁法技术成熟, 尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说, 具有投资少, 占地面积小, 运行费用低等优点, 非常适合我国的国情。

采用湿法脱硫工艺, 要考虑吸收器的性能, 其性能的优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等。旋流板塔吸收器具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 可以快速吸收烟尘, 具有很高的脱硫效率。主要设计指标

1)二氧化硫(SO2)排放浓度<500mg/m3, 脱硫效率≥80.0%;

2)烟尘排放浓度<150mg/m3, 除尘效率≥99.3%;

3)烟气排放黑度低于林格曼黑度Ⅰ级;

4)处理烟气量≥15000m3/h;

5)处理设备阻力在800～1100 Pa之间, 并保证出口烟气不带水;

6)出口烟气含湿量≤8.0%。2 脱硫除尘工艺及脱硫吸收器比较选择 2.1 脱硫除尘工艺比较选择

脱硫除尘工艺比较选择如表1 所示

湿法

脱硫工艺 石灰石石膏法

脱硫效率/% 可靠性 钠法

双碱法 90～98 高 不结垢 不堵塞

氧化镁法

氨法

海水法 70～90 高 不结垢 不堵塞

喷雾干燥

炉内喷钙

循环流化

床

等离子体

半干法

干法

90～98 高 90～98 高 不结垢

90～98 高

90～98 一般 不结垢 不堵塞

70～85 一般

60～75 一般

60～90 高

≥90 高

结垢 易结垢 不结垢 易结垢 易 易 不结垢

堵塞 堵塞 堵塞 不堵塞 堵塞 堵塞 堵塞 不堵塞

占地面积 运行费用 投资 大 小 中 小 大 中 中 中 中 中

高 很高 一般 低 高 低 一般 一般 一般 一般

大 小 较小 小 大 较小 较小 小 较小 大

通过对脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法的对比分析: 石灰石-石膏法虽然工艺非常成熟,但投资大, 占地面积大, 不适合中、小锅炉。相比之下, 氧化镁法具有投资少、占地面积小、运行费用低等优点, 因此, 本方案选用氧化镁法脱硫工艺。2.2 脱硫吸收器比较选择

脱硫吸收器的选择原则, 主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。脱硫吸收器比较选择如表2 所示。

吸收器类型 喷淋塔 填料塔 湍球塔 筛板塔 旋流板塔 持液量 低 高 中 中 高

逆流接触

是 是 是 是 是

防堵性能

中 差 好 中 好

操作弹性 较好 较好 中 中 好

设备阻力

低 中 中 中 低

除尘性能

差 中 较好 较好 好

表2 吸收设备中: 喷淋塔液气比高, 水消耗量大;筛板塔阻力较大, 防堵性能差;填料塔防堵性能差, 易结垢、黏结、堵塞, 阻力也较大;湍球塔气液接触面积虽然较大, 但易结垢堵塞, 阻力较大。相比之下, 旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 适用于快速吸收过程, 且具有很高的脱硫效率。因此, 选用旋流板塔脱硫除尘器。3 脱硫除尘原理 3.1 氧化镁法脱硫原理

氧化镁法脱硫的主要原理: 在洗涤中采用含有MgO的浆液作脱硫剂, MgO被转变为亚硫酸镁(MgSO3)和硫酸镁(MgSO4), 然后将硫从溶液中脱除。氧化镁法脱硫工艺有如下特点:

1)氧化镁法脱硫工艺成熟, 目前日本、中国台湾应用较多, 国内近年有一些项目也开始应用。

2)脱硫效率在90.0%～95.0%之间。

3)脱除等量的SO2, MgO 的消耗量仅为CaCO3 的40.0%。

4)要达到90.0%的脱硫效率, 液气比在3～5L/m3之间, 而石灰石-石膏工艺一般要在10～15L/m3之间。

5)我国MgO储量约80亿t, 居世界首位, 生产量居世界第一。3.2 旋流板塔吸收器脱硫除尘原理

来自锅炉的含尘烟气首先进入文丘里管, 进行初级喷雾降尘脱硫处理, 而后以15～22m/s 的流速切向进入旋流板塔筒体, 首先通过离心力的作用,烟气中的大颗粒被甩向塔壁, 并被自上而下流动的吸收液捕集。当烟气高速通过旋流塔板时, 叶片上的吸收液被吹成很小的雾滴, 尘粒、吸收液和雾滴相互之间在碰撞、拦截、布朗运动等机理的作用下, 粒子间发生碰撞, 粒径不断增大。同时高温烟气向液体传热时, 尘粒被降温, 使水汽凝结在粒子表面, 粒子质量也随之增大, 在旋流塔板的导向作用下, 旋转运动加剧, 产生强大的离心力, 粉尘很容易从烟气中脱离出来被甩向塔壁, 在重力作用下流向塔底, 实现气固分离。

对于烟气中那些微细尘粒, 在通过一级塔板后不可能全部被捕集, 还有一定数量的尘粒逸出, 当其通过多层塔板后, 微细尘粒凝并, 质量不断增大后被捕集、分离, 从而达到最佳除尘效果。4 脱硫除尘工艺设计 4.1 主要设计参数

主要设计参数: 处理烟气量15000 m3/h;烟气 温度150～160 ℃;脱硫除尘塔入口烟温150～160 ℃;脱硫除尘塔出口烟温55 ℃;脱硫塔入口烟气SO2 浓度2500mg/m3(计算值);脱硫效率>83.0%(设计值);脱硫剂氧化镁粉>200目, 纯度>90.0%;液气比2～3 L/m3;脱硫剂耗量14kg/h(max);脱硫剂浆液浓度10.0%;吸收塔入口烟气粉尘浓度22g/m3(计算值);除尘效率99.3%(设计值)。4.2 脱硫除尘工艺设计说明

烟气脱硫除尘工艺可分为脱硫剂配制系统、烟气脱硫除尘系统和循环水系统三大部分。

每台锅炉配备1台旋流板塔, 锅炉烟气从烟道切向进入文丘里而后高速进入主塔底部, 在塔内螺旋上升中与沿塔下流的脱硫液接触, 进行脱硫除尘, 经脱水板除雾后, 由引风机抽出排空。

脱硫液从旋流板塔上部进入, 在旋流板上被气流吹散, 进行气液两相的接触, 完成脱硫除尘器后从塔底流出, 通过明渠流到综合循环池。

4.3 脱硫剂制备系统工艺流程设计说明

脱硫剂MgO乳液的制备系统主要由灰斗、螺旋给料机、乳液贮槽、搅拌机、乳液泵等组成。4.4 脱硫除尘工艺设备设计说明

1)文丘里管: 文丘里管由满缩管、吼管和扩张管三部分组成。

2)旋流板塔: 脱硫除尘塔(旋流板塔)塔体采用麻石砌筑, 主塔平台、支架、梯子等为碳钢,塔内件包括喷头、旋流板、脱水器、检修孔、支架、接管, 这些物件均采用316L不锈钢材质, 以确保整套装置的使用寿命。

设备外径为2540 mm(塔壁厚220mm), 高度为17000mm。

3)副塔: 塔体采用麻石砌筑, 主塔平台、支架、梯子等为碳钢, 塔内包括一层脱水器, 增加脱水效果。

设备外径为2000mm(塔壁厚200mm), 高度为17000mm。4.5 废水处理系统

脱硫废水产生量较小, 约0.5t/h, pH 在6～7 之间, 主要含SO3, MgSO4和固体悬浮物等, 建议将其汇入工厂原有沉淀池污水处理系统一并处理。4.6 烟气排放分析

经湿法脱硫洗涤净化后的冷烟气经脱水器脱水后, 温度降至露点以下, 通常为50～60 ℃, 所含水蒸气已近饱和, 极易结露, 对后续烟道腐蚀性较大, 采用蒸汽再热器提高烟气扩散温度(≥80 ℃)后经烟囱排放。

通过对锅炉烟气污染物净化, 最终排放烟气中污染物浓度预计为: 烟尘≤140mg/m3, SO2≤450mg/m3。5 投资估算和经济分析

1)工程主要费用: 46.01万元。

2)运行费用: 按月运行720h(30d×24h/d),电费0.6 元/度, 水费1.62 元/t, MgO450 元/t 计,职工月工资按800 元/人计, 各项运行费用合计0.69 万元/月。

3)效益: 环境效益, 每月减少烟尘排放472.0t, SO2排放45.4 t;综合社会效益, 按国内外资料统计, 以每排放1.0 t SO2引起综合经济损失500元计, 每月可减少综合经济损失2.27 万元;企业效益, 节支增收合计每月25.86 万元。5 结论

1)旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫工艺通过工程实例证明, 其系统运行可靠性高, 除尘脱硫效率高,完全达到了国家环保标准, 在技术上是完全可靠的。

2)旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫技术投资少,占地面积小, 运行费用低, 非常适合我国的国情。

燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自控研究 篇3

[关键词]燃煤锅炉;烟气脱硫;工艺技术;自动控制

当前整个社会正面临着非常严重的环境污染问题，由环境污染所帶来的一系列危害受到了各方人员的关注与重视，并已经对经济持续发展产生了不利影响。其中，酸雨作为危及人体健康，产生严重社会影响的环境问题之一，与人类工业化生产中所使用的煤、石油等燃料有密切关系，这些燃料经过充分燃烧所产生的硫氧化物以及氮氧化物成分在大气中经过复杂的化学反应，并被雨、雪吸收，降落至地面即形成酸雨。由此可见，为了最大限度的减少酸及其所带来的危害，针对燃煤锅炉而言，需要通过实施烟气脱硫工艺的方式，最大限度的减少硫氧化物的排放。本文即就燃煤锅炉烟气脱硫工艺与自动控制方面的问题进行探讨。

1、燃煤锅炉烟气脱硫工艺分析

燃气脱硫是当前在工业领域中脱除硫氧化物作为有效的一项工艺技术，应用范围非常广泛，且脱除效率理想，故得到了非常深入的应用。目前，国内外对烟气脱硫技术的发展趋势主要为更高的脱硫效率、更先进的技术水平、更小的投资力度，更少的占地面积，更低的运行费用，更高的自动化水平。具体而言，当前烟气脱硫工艺的应用主要有以下几种类型：

第一是湿式钙基脱硫工艺，此项工艺是以钙基作为脱硫剂的烟气脱硫技术，在实际应用中，本工艺具有技术经验成熟，可行性高，资源丰富（以石灰石为主），成本低廉，脱硫效率高，对煤种以及负荷变化适应性好的优势，但其结构比较复杂，占地面积较大，初始投资费用较高，且脱硫工艺实施中以脱硫石膏为主要副产品，容易对环境造成二次污染。

第二是湿法钠基脱硫工艺，此项工艺所使用的脱硫剂为钠基成分，具有非常强的践行，因此在吸收燃煤锅炉速哦产生二氧化硫后反应产物的溶解度高，不会出现过饱和结晶成分，但其运行费用较高是导致该工艺现阶段难以广泛推行的主要局限。

2、烟气脱硫工艺自控设计分析

本系统实现烟气脱硫的主要过程为：废液罐（碱罐）中的碱液成分通过加碱泵的操作传输至调节罐中，经过搅拌机充分搅拌并与水形成混合反应，产生具有一定浓度的碱液。这部分碱液通过喷液泵的操作经过加压处理后传输至喷嘴内，在此基础之上通过压缩空气进行雾化处理，喷入捕集进化器筒内，使其与锅炉烟气充分混合，在接触与传质的处理后实现对二氧化硫成分的吸收。

在构建烟气脱硫工艺自动控制系统的过程当中，本工艺废液罐（碱罐）均设置有专门的液位显示计，液位显示计能够将所监测到的液位信号传输至液位仪内，使液位水平在操作终端得以直观的显示。同时，该信号能够被同步传输至继电器工作单元内，当废液罐（碱罐）内部液位达到极限水平后，继电器单元自动转入动作状态，使罐底电磁阀转入开启状态，进而送出碱液，直至液位达到最低水平后电磁阀可自动关闭。在这一过程当中，罐继电器单元可同时接收到相应的信号，若碱液液位不在低位状态，则打开罐底的电磁阀送出碱液，当废液罐中碱液到达高位时，自动关闭碱罐底部的电磁阀，同时打开废液罐电磁阀，恢复由废液罐供碱。所供应碱液通过加碱泵处理后传输至调节罐内并与水进行混合反应。调节罐内所设置的PH探头能够对内部碱液浓度进行检测，检测中所生成的信号传输至PH计中，通过信号转数字的方式加以直观显示。进一步可将检测信号调整为电流（电流大小在4.0mA～20.0mA范围内）形式传输至PID调节仪表当中，将其与给定信号进行比较，最后传输变频器中，实现对加碱泵以及加碱液速度的调节控制。

除此以外，整个烟气脱硫工艺系统中还可以应用浮球开关对自来水进水阀进行控制，进而实现对调节罐液位的自动控制。还需要注意的一点是：当调节罐液位<电子液位计最低限位时，相应的信号则被传输至PLC中，系统整体执行停机动作。

系统整体构成如下图所示（见图1）。

图1 系统整体构成示意图

1）软件界面设计：本工艺系统自动控制的实现应用PLC完成，所涉及到的主要控制对象包括以下几个方面，1）对加碱泵启停动作切换的控制;2）对喷液泵启动动作切换的控制;3）对两套泵互锁功能的控制;4）对喷液压力显示功能的控制;5）对电磁阀操作功能的控制。以上控制功能以及操作的实现均搭建在PLC人机界面的基础之上完成。

2）设备选型：本工艺系统自动化控制所使用环境相对比较恶劣，因此设备选型中应当尽可能的选择质量可靠且性能优良的品牌产品。具体选型如下：1）变频器选型为FVR-E93，生产厂家为日本FUJI;2）液位计选型为PXW7BEY2，生产厂家为日本FUJI;3）可编程控制器选型为DVP-20EX，生产厂家为台湾台达;4）可编程控制器人机操作界面选型为DVP-20XP，生产厂家为日本FUJI;5）PH计选型为P33AINN，生产厂家为德国BURKERT;6）电磁阀选型为1067，生产厂家为德国BURKERT。

3、结束语

在现代工业化进程的背景作用之下，人类生存环境受到了非常严峻的挑战，酸雨作为影响社会环境可持续发展的关键问题之一，解决此问题的首要途径是控硫氧化物的排放。因此，燃煤锅炉烟气脱硫工艺的应用有着非常深入的现实意义与价值。本研究中将烟气脱硫工艺应用于燃煤锅炉中，并针对烟气脱硫工艺的控制要点进行了分析与阐述，值得引起重视。

参考文献

[1]曹媛，王娟，钟秦等.微生物烟气脱硫工艺中硫化物生物氧化与回收单质硫的研究[J].中国电机工程学报，2011，31（29）：48-54.

[2]张利琴，李凌昇，谢明等.火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺过程监控[J].山西化工，2015，35（2）：82-84.

烧结球团烟气脱硫工艺探究 篇4

1 烧结球团烟气脱硫工艺的选择

1.1 工艺要求

烧结球团烟气脱硫投资较大, 对设备和人员技术能力的要求都比较严格。我国钢铁企业在烧结球团烟气脱硫方面不适合完全引入国外烧结脱硫的技术路线, 在烧结球团烟气脱硫工艺路线选择上需要依照以下几点要求: (1) 技术必须成熟。如果技术不成熟对于烧结机工况不熟悉, 会导致烧结脱硫装置的不稳定运行, 很可能发生操作失误等安全事故, 给企业生产带来严重影响。 (2) 运营成本要低。对于烧结球团烟气脱硫工艺的使用必须考虑一次性投资和运行成本, 否则将会使得工程耗费的资金过大, 影响企业运营。 (3) 空间布置灵活。烧结球团烟气脱硫设施设备要尽量少占地, 要设计烧结工艺系统时要考虑预留烧结脱硫场地, 从而能够在必要时对现场工地进行灵活地布置。 (4) 综合利用价值要高。对于副产物的排放量以及副产物处置的费用要尽量低, 提高综合利用价值。 (5) 工艺具有可扩展性。从国家对烧结球团烟气脱硫工艺不断提高的要求标准来说, 结合烧结烟气多组分污染物特点, 要求脱硫工艺必须有很强的可扩展性。

1.2 工艺种类及特点

1.2.1 湿法工艺

烧结球团烟气脱硫湿法工艺种类主要包括石灰石—石膏湿法、钠碱法、双碱法、离子液湿法、硫铵湿法、氧化镁湿法等。

工艺特点:脱硫效率较高且比较稳定, 对排放浓度的控制达标, 工艺可操作性和可靠性较强, 成熟程度高。脱硫副产物能够迅速处理和利用, 对脱硫剂品质要求不严格, 价格不高。但是工艺投资特别大且运营成本过高, 占地面积大, 需要对脱硫产生的废水进行处理, 容易发生磨损、堵塞、泄露、腐蚀问题。另外, 湿法工艺排烟稳定低不利于烟气抬升扩散排放, 从而对烟囱造成严重的腐蚀。

1.2.2 干法工艺

烧结球团烟气脱硫干法工艺主要包括活性焦吸附干法、LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺、GSCA双循环流化床干法等。

工艺特点:目前我国烧结球团烟气脱硫主要采用的是干法工艺, 脱硫效率和运行成本都比较理想。尤其是LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺对烧结烟气二氧化硫浓度波动和烧结烟气量波动具有良好的适应能力, 由于吸收塔反应器多位空塔结构, 因而维护比较简便。同时LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺具有协同脱除多组分污染物的能力, 脱硫系统性能指标高, 污染物排放浓度低, 不存在废水及二次污染, 并且脱硫副产物为干粉态易于保存和运输, 综合利用价值较高。

1.2.3 半干法工艺

烧结球团烟气脱硫半干法工艺主要包括NID烟道循环法、密相干塔法、ENS法、LEC法、SDA旋转喷雾法等。

工艺特点:技术易操作, 运行和维护管理比较简便, 占地面积小, 总图布置容易实施, 对防腐要求不高且不会产生废水, 脱硫效率较高, 但是脱硫副产物综合利用价值较低, 对脱硫剂的利用率较低, 工艺运行和适应能力不强。

2 目前我国烧结球团烟气脱硫存在的问题

从我国钢铁企业烧结球团烟气脱硫装置来看, 使用效果不太理想, 有的企业甚至存在严重的二次污染情况。现阶段, 烧结球团烟气脱硫工艺仍然不成熟, 许多承揽公司经验不足, 各项工艺要求指标不合格, 即便是采用理论上成熟的工艺技术, 但是还是没有真正掌握核心技术和操作细节, 在工序实施中往往出现诸多问题。再者, 我国钢铁企业没有充分地对国际烧结烟气脱硫市场进行调研, 就盲目地引进国外先进工艺或者重复引进一些并不先进的脱硫工艺, 使得我国烧结球团烟气脱硫总体效果不理想, 许多已建成的项目都无法正常运行。

3 我国烧结球团烟气脱硫的发展建议

(1) 从环保的角度将烧结球团烟气脱硫适宜选择干法或者半干法工艺, 尤其是采用先进的LJS烟气循环流化床多组分污染物协同净化工艺能实现多组分污染物协同净化效果, 大大减少对环境的污染, 并且该技术在国外和国内大型钢铁企业已经有了成功运用的经历。 (2) 目前我国许多钢铁企业在烧结球团烟气脱硫设施托运后仍然出现效率不高、运行不稳等问题, 这主要不是技术原因, 主要是企业运行管理控制存在漏洞。所以, 除了选择正确的脱硫工艺, 掌握技术核心和细节以外, 还需要加强企业的管控水平。

总之, 现阶段我国烟气脱硫工艺使用还比较混乱。钢铁企业在选择烧结球团烟气脱硫工艺时要结合自身实际, 依照国家提出的新标准, 合理选择适合自己烧结球团烟气脱硫工艺。

参考文献

[1]曲余玲, 毛艳丽, 张东丽.烧结烟气脱硫技术应用现状及发展趋势[J].冶金能源, 2010 (06) .

烟气脱硫工艺 篇5

火力发电厂湿法烟气脱硫工艺主要调节回路

湿法烟气脱硫需要将一些化学和物理工艺参数维持在规定范围内,以获得稳定的性能和最佳经济效益.本文将对湿法烟气脱硫工艺主要调节回路中的SO2脱除效率控制,FGD入口烟气流量控制的各种控制方法进行了介绍.

作 者：邱文邦 作者单位：中电投远达环保工程有限公司刊 名：中国科技财富英文刊名：FORTUNE WORLD年，卷(期)：“”(12)分类号：X7关键词：SO2、烟气脱硫、吸收塔、控制回路

烟气脱硫技术的现状与发展 篇6

关键词烟气脱硫;吸附;二氧化硫;高岭土

中图分类号X773文献标识码A 文章编号1673-9671-(2010)032-0099-01

目前,烟气脱硫是最为有效的手段之一。烟气脱硫方法通常有两类方法:一是根据在脱硫过程只生成物的处置分为抛弃法和回收法;二是根据脱硫剂的形态分为干法和湿法。

干法主要有活性炭法、金属氧化物法、碳酸盐法等。其是利用固体吸附剂或催化剂脱除烟气中的SO2;湿法则是采用水或碱性吸收液或触媒离子的溶液吸收烟气中的SO2。湿法脱硫效率高,反应速度也快,但生成物是液体或泥浆,处理较为复杂,而且烟气在吸收过程中温度降低较多,不利于高烟囱扩散与稀释。且投资高、占地大、运行费用高,我国目前的经济能力难以承受。干法脱硫净化后烟气温度降低很少,由烟囱排入大气时利于扩散,生成物容易处理,干法脱硫具有系统简单、投资省、占地面积小、运行费用低等优点,但目前此方法脱硫效率较低,吸收剂利用率低,限制了此种方法的应用,所以国内外对干法脱硫的研究成为热点。

1我国烟气脱硫的现状

我国烟气脱硫起步较早,早在50年代就开始研究烟气硫回收,但由于如下种种原因,进展缓慢:

1)因原料来源和产品销路的限制,使一些较为成熟的技术在我国难以推广应用。如碱式硫酸铝—石膏法、石灰石—石膏法、亚硫酸钠法等。

2)我国的经济基础较差,投资较大的治理方法难以实施,即使某些已采用的脱硫装置的企业,也运行困难,如重庆珞璜电厂引进的石灰石—石膏法烟气脱硫装置,由于石膏销路不好,大量堆弃,费用巨大。

2我国脱硫技术发展方向

1)将国外引进技术国产化是发展我国烟气脱硫技术的重要途径,但不是唯一选择,应避免重复引进和盲目照搬的误区。

国外发达国家成功应用烟气脱硫技术解决了二氧化硫污染的问题,但不能否认的是,这些脱硫技术是依赖高投入和高消耗才得以实现的,计算国产化,对我国目前的经济发展来说,其投资和运行费用仍然很高。另外,发达国家选择的脱硫技术也是依照本国的国情,如日本和德国采用“石灰石—石膏法”脱硫成功,是因为这两个国家缺乏天然石膏资源,他们将副产石膏作为重要的石膏资源,解决了烟气脱硫石膏的出路问题,同时降低了脱硫成本。因此也应根据我国具体国情开发、选择适当的脱硫技术。

2)在充分借鉴国外烟气脱硫经验的基础上,大力发展具有自主知识产权的、符合中国国情的烟气脱硫技术。

通过学习、消化国外的先进烟气脱硫技术,探索中国自己的烟气脱硫道路,必将涉及到观念创新,技术创新,机制创新等多方面的问题。从20世纪70年代第一批烟气脱硫技术引进以来,许多人已经为我国的烟气脱硫道路付出了艰辛的劳动,也积累了许多宝贵的建议、经验、成果和教训,经过认真总结和思考,必将有利于加快开发具有自主的、符合我国国情的烟气脱硫技术。

3)经济化,资源化、综合化、多元化是我国烟气脱硫技术发展的重要方向,也是采用高技术取代与改造传统烟气脱硫技术的必然选择。

中国可以借鉴发达国家的脱硫经验及先进的脱硫技术,进行脱硫工程技术的开发研究和联合攻关,尽快开发出符合我国国情的脱硫技术;同时政府应配套必要的技术经济政策,以推进我国的脱硫技术进步和脱硫事业发展。只有这样,并经过长期不懈的不断努力,才能有效控制我国二氧化硫污染。

我国是稀土资源大国,稀土储量占世界储量的43%。我国稀土储量大、类型多、品种全、开发成本低,除钷(Pm)以外的16个稀土元素在我国从南到北分布齐全。因此,推广和开发应用稀土,对于充分利用我国富有的稀土资源,进一步推动稀土产业的发展,具有十分重要的社会意义。

利用改性高岭土作为烟气脱硫剂也是烟气脱硫的一个新的发展方向,我们将初步探讨其作为NOXSO工艺中高效吸附-催化剂载体的可行性。

本项目研究开发内容:

1)利用高岭土资源,研制一种可同时吸附NOX和SOX并促进其催化转化的新型吸附——催化剂。对同时吸附和催化转化机理进行研究。

2)对同时吸附和催化转化机理进行研究。

3)研究吸附——催化剂的再生——循环工艺,包括NOX循环促进作用硫化物的回收利用。

本项目的技术关键是要研究一种在机理上具有吸附——催化偶联协调作用,在技术上可一步同时脱除NOX和SOX的干式可再生环境友好新型吸附——催化剂。

1)可高效地脱除SO2;

2)这是一种干式的可再生的过程,因而没有淤泥和废水处理问题;

3)在较宽的工厂条件下能够可靠而稳定的操作;

4)对多种燃料具有良好的兼容性,包括高硫燃料;

5)与传统的烟道气脱硫结合选择性催化还原控制技术相比,在投资和操作费用上是可竞争的;

6)可满足对动力工业日益严格的排放限制。

利用高岭土作为载体开发一种能够大规模处理SOX的新型吸附——催化剂及脱除净化工艺。使烟气排放可达到更高要求,不但减少污染,而且可以回收大量有用产品元素硫。

拟研制的新型吸附——催化剂可以利用高岭土作为载体,所形成的技术可解决工业烟道气排放的环保问题,又可回收排放气中的有价值物质,因而具有重大的学术和工业应用意义。

参考文献

[1]韩效钊,朱艳芳,许民才.烟道气脱硫概述,安徽化工,1998.

[2]刘景良.大气污染控制工程[M].北京:中国轻工业出版社,2002,1.

[3]周荣迁,胡将军等.高效干法脱硫剂的研究与开发,环境与开发,2000.

[4]胡将军,刘慧龙等.高效干法脱硫剂的研究,环境保护科学,1999.

[5]张文俊,杨存金等.几种烟气脱硫剂的脱硫性能试验,中国环境监测,1999,6.

[6]吴忠标.大气污染控制技术[M].北京:化学工业出版社,2002,5

浅议烟气脱硫脱硝工艺 篇7

锅炉燃煤和冶炼等生产过程中, 产生大量含SO2烟气, 污染大气环境, 造成酸雨, 酸雨已成为当今人类面临的重大环境问题之一。酸雨是制约中国经济发展的重要因素之一, 控制SO2、NOx等排放是防止酸雨的关键措施。烟气脱硫是控制酸雨和SO2污染的主要技术途径。

烟气脱硫是目前最主要的脱硫方式, 迄今为止, 国内外已开发出的烟气脱硫技术, 可分为干法和湿法两大类。湿法脱硫技术可同时兼顾脱硫与除尘, 具有机动灵活、适用性强、投资少和运行费用低的特点, 被环保部门和有关专家学者认为是一项适合中国国情的实用技术。

1 脱硫工艺流程简介

氨法脱硫工艺吸收剂主要为氨水。由除尘器来的含SO2的烟气进入脱硫塔, 高温烟气进入脱硫塔内经过除尘、洗涤, 温度降至50℃~60℃, 气液在其中充分接触反应, 烟气中的SO2被吸收后, 由除雾器除去烟气中的水滴, 通过脱硫塔出口烟道进入烟囱排入大气, 脱硫工艺流程见图1。

循环液经浆液循环泵输送至脱硫塔喷淋层, 吸收烟气中的SO2形成 (NH4) 2SO3溶液, (NH4) 2SO3溶液在脱硫塔内被从塔底部鼓入的空气强制氧化为 (NH4) 2SO4, (NH4) 2SO4溶液在循环过程中充分利用烟气中的热量, 把饱和 (NH4) 2SO4中的水蒸发而析出 (NH4) 2SO4结晶。含固浓度5%的 (NH4) 2SO4溶液通过吸收塔排出泵送入后续硫铵工号, 经两级旋流器浓缩、离心机脱水后含水5%左右的粗产品去干燥器进一步干燥成含水率小于1%的硫铵成品, 然后经自动包装码垛, 在硫铵仓库房堆放。本脱硫装置采用二炉一塔配置, 共一个吸收塔。

2 脱硫工艺主要反应原理

3 脱硝工艺流程简介

本工艺采用液氨为还原剂, 为保证脱硝效率, 需将液氨吸收成氨水, 将氨水喷入炉膛。储罐内液氨在压力作用下自流入吸收器, 在吸收器内液氨蒸发成NH3, NH3再被水吸收成氨水。制备好的氨水流入氨水储罐中储存, 氨水输送泵将氨水储罐中氨水输送到氨水给料罐中。氨水给料泵将氨水给料罐中氨水输送到在线稀释系统, 在线稀释系统用水稀释氨水, 稀释好的氨水输送到锅炉, 在压缩空气的作用下, 氨水被雾化成细小的雾滴后喷入炉膛, 氨水在炉膛内蒸发成NH3, NH3与锅炉内的NOx在高温下发生反应, 生成N2和H2O, 从而脱除烟气中NOx, 脱硝工艺流程见图1。

4 以氨水为还原剂的脱硝反应原理

NH3高温下与NO反应时也会发生以下副反应:

反应的温度为850℃~1 100℃, 当反应温度在温度窗口范围内时, 主要发生NOx的还原反应, 而当反应温度高于温度窗口时, NH3的氧化反应会占主导地位。当反应温度低于温度窗口时, NH3不能与NOx反应而从锅炉逃逸。

氨水泵根据NOx分析仪的检测反馈控制调节阀的开度, 当氨逃逸浓度检测仪检测到氨逃逸浓度超标, 即使NOx检测的数据达不到设定值, 也要下调调节阀的开度。氨逃逸浓度检测仪由单独的控制器控制自动运行。

电气控制系统由仪表、DCS、电气柜、UPS等组成, 根据系统整体工艺流程的特点, 结合控制部分的技术要求, 采用了DCS监控整个系统。考虑目前国家有关设计规范和行业标准设计规定, 采用DCS对脱硫脱硝的工艺过程进行监视报警、过程控制和生产管理;在本装置设置的DCS系统实现装置的数据采集、连续控制、程序控制等功能。

5 脱硫脱硝工艺的关键控制参数

本公司采用的氨法脱硫脱硝工艺控制, 参数详见表1。

液氨和氨水属于危险品, 特别是液氨危险性大, 任何一个环节操作、维护不当都有可能造成液氨和氨水外泄, 造成人员伤亡。所以液氨系统操作必须慎重, 定期的维护和检查是十分重要的。

6 氨法脱硫脱硝工艺特点

在控制条件的约束下, 氨法烟气处理中, 与烟气中的SOx、NOx的反应是优先的, 因而不会与其它物质产生化合反应, 从而影响脱硫脱硝的效率。

不论氨是以气态形式还是液态形式与烟气中的NOx、SOx反应, 均是均相反应, 而钙质脱硫剂与NOx、SOx反应, 不论是浆状还是粉末状投入反应, 均是异相反应, 反应仅在反应物表面进行, 增加反应时间也只是将反应物破碎, 因而反应结果没有氨法完全, 效率明显低于氨法脱硫脱硝。

每吸收1 t SO2, 需要NH30.59 t, 若以石灰石粉作脱硫剂, 需石灰石粉15.63 t。改用石灰或熟石灰后相当于氨用量的14.8倍和19.6倍。可见, 在等吸收率的条件下, 氨的耗用量是最低的, 因而是最经济的。

氨水在脱硫脱硝工艺中不断循环, 只有反应完成的产物 (NH4) 2SO4才移出系统。脱硫效率在90%以上, 脱硝效率在80%以上。

脱硫剂利用率高, 脱硫产物量少, 易处理。氨法与钙脱硫对比见表2。

从反应产物看, 相等摩尔质量的Ca SO4虽只略重于 (NH4) 2SO4, 但钙法脱硫脱硝法中脱硫剂中的大量杂质和无法参与反应的Si O2等成分必须作为废渣处理, 并且由Ca CO3产生的大量CO2也是造成温室效应的主要污染物。

用氨水、石灰、熟石灰和石灰石粉作脱硫剂, 吸收1 mol的SO2的热值见表3, 可以看出以氨为脱硫剂时, 热效应最好。

氨剂可充分利用, 热量也可有效利用;钙质脱硫剂未有效利用杂质和未参加反应的成分, 以环境温度进入炉膛或烟道, 然后以某一较高温度带走大量热能, 离开系统;若是Ca CO3或Ca (OH) 2, 还将在炉内耗费热能, 反应转化为Ca O。

脱硫脱硝过程中, 转化NO、NO2并不消耗NH3, NH3或 (NH4) 2SO3吸收SO2产生NH4HSO3后失去脱硫能力, NH4HSO3将NO转化为N2后, 又重新转化为 (NH4) 2SO3的形式, 对SO2重新具有吸收能力。因此, 脱硫剂在整个脱硫脱硝工艺过程中是可以重复循环利用的。

7 结语

烟气脱硫工艺 篇8

1 项目概况

1.1 项目规模

项目由福华轧钢有限公司委托梅州环保设备有限公司协作并提供技术支持, 本项目为福华轧钢有限公司40T感应电炉烟气脱硫, 满足SO2排放要求。

1.2 主要技术参数

项目主要技术参数见表1。

1.3 项目研究概况

福华轧钢有限公司40T感应电炉烟气简易喷雾法烟气脱硫工艺于2012年7月1日开始立项研究, 2013年8月17日正式投入运行, 运行至今已近两年, 目前系统运行稳定。

1.4 感应电炉烟气的特点[1]

(1) 不稳定性[4]。由于感应电炉炼钢过程不稳定, 所产生的温度、SO2浓度会有大幅度变动, 且变化频率高。烟气温度变化可在50℃~140℃范围内变化, SO2浓度值取决于冶炼过程中废钢投加量及冶炼程度。 (2) 风量大, 烟尘含量高, SO2浓度低。 (3) 烟气温度波动幅度较大, 为50℃~140℃, 最高为145℃。 (4) 烟气湿度较为稳定, 相对湿度一般为30%~40%。 (5) 感应电炉年作业率高, 可达82%。

综合感应电炉烟气特点, 福华轧钢有限公司决定在公司原有除尘系统上进行改造, 研究一种简易喷雾法烟气脱硫装置用于处理感应电炉烟气中的低浓度SO2。

2 简易喷雾法烟气脱硫工艺介绍

2.1 工艺原理

工艺结合原袋式除尘系统[11], 利用原除尘系统沉降室作为吸收反应室, 简易雾化装置设置在沉降室上侧。烟气经管道进入吸收沉降室, 与被雾化后的吸收剂[12]接触, 发生物理、化学反应过程, 气体中的SO2被吸收净化。吸收SO2并干燥的颗粒物一部分沉降于沉降室底部, 定期清理去除, 未沉降部分随气流进入袋式除尘器经布袋拦截后落入灰斗去除。

2.2 工艺流程

简易喷雾法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂雾化及输送系统, 吸收反应系统, 原袋式除尘系统, 灰渣清理与外排及公辅设施系统等, 简易喷雾法烟气脱硫工艺流程见图1。

2.2.1 吸收剂雾化及输送系统

该系统由配药箱、雾化泵、连接管、喷嘴等组成。配药箱中的吸收剂经高速旋转的离心喷雾器进入连接管, 连接管另一端设有多个分支连接喷嘴, 吸收剂通过喷嘴喷射成均匀细小的雾状, 雾粒直径小于50um, 这些分散微粒具有很大的表面积, 与烟气接触时, 立即与烟气中的SO2发生化学反应, 将烟气中的SO2吸收。

2.2.2 脱硫除尘系统[13,14,15,16]

该系统由吸收沉降系统、布袋除尘器等组成。烟气经管道进入导流室, 与导流室内雾化的吸收剂在整个沉降室内充分接触, 迅速完成物理、化学反应 (同时进行吸收和蒸发干燥过程) , 达到脱硫目的。

脱除SO2后的一部分烟尘在落入沉降室, 未沉降部分经管道进入布袋除尘器分离, 达标气体经增压风机引送至烟囱排放。

雾化吸收剂分布于沉降室内, 还能熄灭烟气中可能存在的火星, 避免除尘器出现“烧袋”现象。

2.2.3 公辅设施系统

本工艺的公辅设施包括:给排水系统、供电系统、仪表及自动化控制系统。 (1) 给排水系统。主要用于吸收剂制备用水。 (2) 供电系统。直接引用原除尘器中的供电系统。 (3) 仪表及自动化控制系统。工艺采用PLC控制系统实现整个脱硫工程的生产过程控制。

3 投产后运行情况

3.1 简易喷雾法脱硫效果及分析

经过一段时间对改造后的脱硫除尘系统运行分析, 系统运行稳定, 达到脱硫效果, 设备未出现腐蚀现象。系统入口、出口烟气参数见表2。烟气脱硫进出口SO2浓度对比见图2。进出口烟尘浓度见图3。

注:压力为相对于大气压力;表中数据为数据采集时间 (2013年8月~2014年1月) 内平均值。

从表2可以发现: (1) 实际系统平均烟气量达到194270 m3·h-1, 最大烟气量为200321 m3·h-1, 与设计值基本相当, 系统负荷能够满足全烟气量运行, 不影响原除尘系统的正常运行。 (2) 系统入口SO2浓度平均值为275.2 mg·m-3, 比设计值相比偏低, 但系统出口SO2浓度为106.8 mg·m-3, 满足设计要求, 达到了排放标准, 且出口SO2浓度不受入口SO2浓度变化影响。在实际数据采集过程中, SO2浓度波动较大, 最高浓度达到350 mg·m-3, 但出口SO2浓度始终在150 mg·m-3以下, 说明简易喷雾法烟气脱硫装置能够满足感应电炉烟气SO2浓度波动大的特点。 (3) 出口烟尘浓度达到排放标准, 控制在20 mg·m-3以下, 说明原除尘系统并未受新增简易喷雾法烟气脱硫装置的影响。

对采集的数据进行分析发现, 整个系统平均脱硫效率为61.2% (见表3) , 达到了最初的50%的设计目标, 脱硫效率较普通烟气脱硫率低, 主要是因为入口的烟气SO2浓度较低。利用原除尘系统进行改造, 新增简易喷雾法烟气脱硫装置, 不仅实现了SO2减排, 原烟尘减排量也未受到新增系统的影响。

3.2 简易喷雾法烟气脱硫装置主要经济指标

简易喷雾法烟气脱硫装置正常运行期间, 主要消耗生产用水0.12m3·h-1, 864 m3·a-1;消耗电量1.5k W·h-1, 1.08×104k W·a-1。

4 结语

简易喷雾法烟气脱硫工艺简单易行, 投资及运行费用低, 设备置于除尘系统沉降室上部, 无需额外增加设备用地。吸收剂以雾粒的形式存在于吸收沉降室内, 具有接触面积大, 流动性强, 反应充分等优点。简易喷雾法烟气脱硫工艺充分结合烟气除尘设备管理运行, 对于中小型感应电炉高烟尘量中低浓度SO2的去除是行之有效的处理方法, 并具有极大的推广应用前景。

摘要：介绍了福华轧钢有限公司40T感应电炉简易喷雾法烟气脱硫工艺的脱硫原理、工艺流程及投产后应用情况, 通过对工艺应用后的脱硫效率分析, 结果表明简易喷雾法适合作为中小型感应电炉烟尘量大、SO2浓度低的烟气脱硫主工艺进行推广。

循环流化床锅炉烟气脱硫工艺分析 篇9

关键词：循环流化床锅炉,层次分析法,综合评价,二级脱硫

0 引言

燃烧含硫率为3.92%(电厂A)的发电厂,如果仅仅使用循环流化床炉内固硫,则无论如何改变反应条件,甚至牺牲部分热效率来提高脱硫效率,也不能达到排放标准。本文试图运用层次分析法实现定量和定性分析相结合,避开实际情况中由于未定量带来的判断困难,为选择合适的脱硫工艺提供决策方法。

1 研究对象

电厂A循环流化床锅炉拟燃用松藻矿区的煤矸石和劣质煤,设计煤种的收到基硫(St,ar)为3.92%,收到基恒容低位发热量(Qnet,var)为11.8MJ/kg。电厂A设计两台1162t/h的锅炉,经计算,在炉内固硫效率为85%时,排气筒出口烟气中SO2浓度未达标排放,因此,必须再选择一个脱硫工艺使之技术经济可行。

2 工艺选择模型建立

2.1 工艺选择

本次选择以下五种FGD[1,2]技术作为备选工艺:A:石灰石/石膏湿法;B:旋转喷雾干燥法(SDA法);C:CFB-FGD半干法;D:炉内喷钙尾部增湿(LIFAC法);E:电子束法。其中:A主要参考了重庆华能珞璜电厂一二期的脱硫设备的技术参数;B主要参考了山东黄岛电厂的脱硫设备的技术参数;C主要参考了四川内江发电总厂高坝电厂的脱硫设备的技术参数;D主要参考了南京下关电厂的脱硫设备的技术参数;E主要参考了四川成都热电厂的脱硫设备的技术参数。

2.2 层次分析法原理及步骤

层次分析法[3](AHP)是美国匹茨堡大学T.L.Saaty提出的一种用于解决多目标复杂问题的定性与定量结合的决策分析方法。层次分析法共分为三步:第一步,将问题分解成不同的组成因素,按照各因子之间的相互影响和隶属关系将其分层,形成一个有层次结构的模型。第二步,对模型中每一层次因子的相对重要性给与权重值。第三步,通过计算各层次的组合权重值,得到方案层相对于总目标的排序权重值,以此作为方案选择的依据。

2.3 综合评价指标体系的提出

综合考虑FGD技术自身特点,通过专家讨论、问卷调查等方式提出燃煤电厂烟气脱硫技术综合评价指标体系,其层次结构[4]如图1所示:

2.4 指标权重的确定

本次采取大样本专家数量的主观赋值法进行指标权重的确定,通过两次一致性检验去掉不合理的数据,使得结果接近实际。

3 结果与分析

本次采用Matlab程序的[V,D]=eig(A)格式计算矩阵的特征值和特征向量。

3.1 A-Bi权重值计算与分析通过Matlab计算可以得到A-Bi的判断矩阵的计算结果,如下表1所示。

由表1可知权重值为:技术指标>经济指标>环境指标。其中技术指标占到49.3%,说明在烟气脱硫的工艺选择中,二氧化硫达标排放是非常重要的。

3.2 Bi-Ci权重值计算与分析

对矩阵Bi-Ci进行计算,矩阵Bi-Ci的排序权重值如下表2。

由表2分析可知:

(1)B1的层次单排序中,子指标排序C2>C1,说明C2(脱硫成本)比C1(单位投资)重要。

(2)技术指标B2中,C3和C6的值较大,因此脱硫率和技术成熟度的权重比较大。

(3)在环境指标(B3)中,副产物的回收性(C11)相对重要。

3.3 Ci-Di权重值计算与分析

对矩阵Ci-Di进行计算,矩阵Ci-Di的排序权重值如下表3。

在11个次级指标中,脱硫率(C3)的比重很大,从上表3中可以看出,D1和D3的综合性能较好,D1和D3权重值的直观图如下图2所示。

由上图2可知,11个参选因素中,烟气循环流化床脱硫工艺有C1、C2、C4、C7、C9、C10等六个参数的排序权重值比石灰石/石膏湿法脱硫工艺大。

3.4 C、D层次排序权重值计算与分析通过计算,D层次5个脱硫工艺的权重排序值的直观图如下图3:

上图3中各工艺的层次总排序结果表明:D3(0.274)>D1(0.231)>D5(0.194)>D2(0.157)>D4(0.144),可知5个工艺中,烟气循环流化床工艺的重要性最强,其次是石灰石/石膏湿法脱硫工艺,然后依次是电子束法、旋转喷雾干燥法,最后是炉内喷钙脱硫尾部增湿脱硫工艺。

因此由层次分析法判断得出,烟气循环流化床脱硫工艺的综合性能最好。

4 结语

其一,建议A电厂选择循环流化床锅炉炉内固硫+烟气循环流化床脱硫工艺的组合工艺进行脱硫,不应该盲目选择脱硫效率很高的石灰石/石膏湿法脱硫工艺。

其二,针对含硫率在3.92%以下的高硫煤炭,CFB锅炉炉内固硫+CFB-FGD的两级脱硫工艺能使电厂烟气稳定达标排放,本文提

参考文献

[1]郝吉明.燃煤二氧化硫污染控制技术手册.北京:化学工业出版社,2001.

[2]国家经贸委.火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点[R].北京:2007.

[3]王树芬,许树柏.层次分析法引论.北京:中国人民大学出版社,1990.

[4]李柞泳.层次分析新标度法[J].系统工程理论与实践,1998,18,(10):74-77.

浅谈火电厂烟气脱硫工艺技术 篇10

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。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。

(一) 燃烧前脱硫技术。

主要为煤炭洗选脱硫, 即在燃烧前对煤进行净化, 去除原煤中部分硫分和灰分。分为物理法、化学法和微生物法等。

(二) 燃烧中煤脱硫技术。

煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂, 碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁, 与烟气中二氧化硫反应生成硫酸盐, 随灰分排出。在我国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种:型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。

(三) 燃烧后烟气脱硫技术。

烟气脱硫的基本原理是酸碱中和反应。烟气中的二氧化硫是酸性物质, 通过与碱性物质发生反应, 生成亚硫酸盐或硫酸盐, 从而将烟气中的二氧化硫脱除。最常用的碱性物质是石灰石、生石灰和熟石灰, 也可用氨和海水等其它碱性物质。共分为湿法烟气脱硫技术、干法烟气脱硫技术、半干法烟气脱硫技术三类。

二湿法烟气脱硫工艺技术

(一) 技术原理

烟气进入脱硫装置的湿式吸收塔, 与自上而下喷淋的碱性石灰石浆液雾滴逆流接触, 其中的酸性氧化物SO2以及其他污染物HCL、HF等被吸收, 烟气得以充分净化;吸收SO2后的浆液反应生成CaSO3, 通过就地强制氧化、结晶生成CaSO4 2H2O, 经脱水后得到商品级脱硫副产品—石膏, 最终实现含硫烟气的综合治理。

(二) 反应过程

1.吸收

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2.中和Neutralization

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3.氧化Oxidation

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4.结晶Crystallization

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三烟气脱硫工艺选择需要考虑的因素

(1) 脱硫工艺所需要的原材料获得是否便利。

在脱硫工艺选择中我们要了解火电厂所处位置的石灰石、海水等脱硫原料的存储量, 以及从其他地区运输的成本多少、原材料的质量如何, 运送的周期多长, 这些都会影响到后期脱硫工艺的效果。

(2) 脱硫设备的选择。

脱硫设备的选择需要考虑到火电厂的容量, 对于容量大的发电厂要配备脱硫系统相对稳定、高效的装备, 这样的装备处理能力强而且稳定。而对于容量小的火电厂要采用使用简单, 能耗低的设备。在同时达到排放标准, 脱硫效果的前提下能够降低投入, 实现经济效益的最大化。

(3) 避免对火电厂发电设备造成影响。

部分脱硫工艺在脱硫的过程中会产生残渣, 烟气等混浊物, 造成火电厂的烟道堵塞, 这些问题会对火电厂的发电带来负面影响。

(4) 脱硫设备采购和运行费用。

脱硫工艺的选择要考虑到脱硫设备的采购预算, 以及运行脱硫设备所需要的成本, 在保证规定的排放标准前提下, 尽可能的降低脱硫工序所带来的成本, 降低火电厂的运营费用, 提高火电厂的经济效益。

(5) 脱硫新工艺的尝试。

各国都在不断探索、研究和开发低投资、低运行成本、能够变废为宝的高科技新型工艺技术, 如电子束照射法、NADS法、生物脱硫法等, 这些都是能够变废为宝, 有效降低运行成本, 甚至能够产生经济效益的高科技工艺技术, 是未来脱硫技术的发展方向。

四防腐材料的施工技术要求

在湿法烟气脱硫工艺中, 橡胶的价格最为低廉, 而且橡胶的稳定性较好, 具有非常好的弹性, 不容易产生裂缝, 在烟道发生扭转的时候, 能够随着烟道的扭转而变换形状。因此大部分的脱硫防腐材料都选用橡胶。丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯共聚而成的一种合成橡胶, 简称IIR, 具有良好的化学稳定性和热稳定性, 最突出的是气密性和水密性。它对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7, 丁苯橡胶的1/5, 而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200, 丁苯橡胶的1/140。因此主要用于制造各种内胎、蒸汽管、水胎、水坝底层以及垫圈等各种橡胶制品。

在湿法烟气脱硫工艺中, 对于防腐材料的橡胶板我们采用的是压延工艺, 压延工艺能够使橡胶板形成一个多层的复合面, 通过多层的重叠压延, 使得整个复合面的可能产生针孔的概率大大的降低。由于每一个层面的橡胶所需要承受的环境和发挥的作用是不同的, 因此在一次的橡胶压延中, 我们要采用的是多种复合橡胶, 根据橡胶的不同特性, 将橡胶进行融合。

在管道粘结的工艺中, 普遍采用先进的双涂层粘结工艺。双涂层的粘结工艺能够在很好的条件下进行粘结的操作。首先我们要将防腐材料的表面进行一层喷砂处理, 橡胶衬里一般在2层到3层左右, 最多不超过3层, 在做衬胶之前要对橡胶板进行相应的检测, 防止漏电等问题的发生。之后要将防腐材料进行硫化, 最后要对硫化好的防腐材料进行漏电检验, 漏电检验一般采取的是电火花试验。电火花试验的输出电压一般不超过20伏特, 探头与橡胶衬里层的距离控制在一层的距离左右, 探头的的移动速度需要做好控制, 不宜过快。在探头经过橡胶衬里表层的过程中, 如果发现了连续的电火花, 而且呈现出青白色, 那就证明测试的位置存在漏电的风险, 这个防腐的衬里就是不合格的, 一定存在针孔的漏洞。那么防腐材料的防腐工作就需要重新来做。

五结束语

我国脱硫技术的发展正在逐步发展, 我们不仅要引进国外的先进技术, 同时要进行自我创新, 保证火电厂的脱硫工作正常稳定的进行, 提高脱硫效益, 降低环境污染。

参考文献

烟气脱硫工艺 篇11

关键词：电厂；燃煤；二氧化硫；烟气脱硫

中图分类号： TM6 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）24-255-2

0 引言

电能是社会发展的必要能源，而煤炭是生产电能的重要原料。电厂通过燃烧煤炭来生产电能，往往产生二氧化硫、二氧化碳等有毒气体，产生严重的空气污染，同时形成酸雨，对土壤和河流等造成污染，从而给人们的生产、生活带来危害。对此，相关研究者经过不断的钻研和探讨，研制出湿法、半干法、干法等三种烟气脱硫技术，在电厂中得到了广泛应用。

无论任何脱硫工艺，其环境脱硫效益是明显的，但在经济效益是亏损的，许多脱硫方法都能获得较高的脱硫效益，但脱硫效益的高低并不是评价脱硫方法优劣的唯一标准，初了看脱硫效益外，还要看改方法的综合技术经济情况，总的来说，要从以下几个方面考虑，脱硫首先要考虑环保要小，选择技术成熟运行可靠的工艺，选择投资省，运行费用低的工艺，要考虑废料的处置和二次污染的问题，吸收剂要有稳定的来源，并且质优价廉，这是一个非常重要的影响因素。以下分析了几种脱硫工艺的技术与方法。

1 湿法烟气脱硫技术

湿法烟气脱离技术目前应用最为广泛，其优点是技术成熟、脱硫迅速，缺点是投资大、成本高，因此还不适合大规模应用。

1.1 石灰/石灰石—石膏法

石灰/石灰石—石膏法烟气脱硫法技术十分成熟，通过石灰浆液在吸收塔与烟气中的二氧化硫发生反应，生成硫化钙，具有极强的脱硫效果。但是该烟气脱硫技术需要投入大量的资金用于运行和维护设备，同时在反应中还会产生二氧化碳等副产物，因此使其应用面临一定阻碍。随着科技的进步，国内一些专家学者对该技术进行了改善，研究出成本较低的技术方法，例如通过飞灰与氢氧化钙反应，大大提高了钙基脱硫剂的活性。

1.2 气动脱硫技术

气动脱硫技术的主要是将需要进行脱硫处理的烟气进行加速，从下部进入过滤器，从而利于旋转气流的生成，与上部流下的液体相融，高速旋转的烟气能够将液体分割成无数细碎的液粒，烟气与液体按照一定比例在混合到一定程度后形成稳定的动态液滴悬浮层，也称之为乳化层，如果烟气的承托力与液滴自身的重力达到一定平衡，新形成的乳化层将会取代之前形成的乳化成，并将其排除，同时烟气中的杂质被随之带出，进而使得烟气得到净化。该技术压力损失小，具有极高的脱硫与除尘效果，逐渐得到广泛应用。并通过引进俄罗斯等国家的先进技术，使得脱销效率提高到93.3%，将用于更大规模的燃煤锅炉。

2 半干法烟气脱硫技术

半干法烟气脱硫技术包括两种模式：干燥状态下脱硫剂反应脱硫，湿状态下脱硫剂进行再生；在湿状态下脱硫剂脱硫，干燥后对脱硫产物进行处理。该工艺技术涉及气、液、固三种状态，干粉状物质为最终产物，只需要除尘设备进行吸收，脱硫效率较一般提高10%，且投资较少，适合应用于一些旧电厂改造。

2.1 旋转喷雾干燥法

该方法主要借助高速旋转雾化器，将碱性吸收剂溶液雾化成微小的液体颗粒，被喷进吸收塔，利用气流分布器处理热烟气生成水蒸气与二氧化硫，将其导入吸收塔与碱性吸收液发生反应，湿性条件下反应，干燥条件下利用除尘设备吸收生成的硫化产物。旋转喷雾干燥法可以达到80%—90%的脱硫效果，不需要较大的资金投入，运行成本低，非常适合追求经济性能的电厂。

2.2 炉内喷钙增湿活化法

炉内喷钙增湿活化法的基础原理是炉内喷钙，通过不断发展，取得一定进步。该方法主要是在燃煤炉适当的温度区域内，向炉内喷射石灰石粉末，同时在安装活化反应器于除尘器与炉内空气预热器之间，从而通过喷水增加反应湿度，促进石灰石吸收二氧化硫的反应进行，增强脱硫效果。该烟气脱硫技术不需要太大的反应空间，操作简单，利用经济实惠的石灰石参加反应，且活化反应器的安装并不影响锅炉正常运行，因此具有很高的应用价值，适合在国内大力推广。

3 干法烟气脱硫技术

干法烟气脱硫技术的脱硫反应是在完全干燥的环境中进行的，生产干燥状态的产物，不需要过高的投资以及运行费用，并且没有污水和废酸等有害产物，但是其脱硫效率不高，且反应过程较慢，需要进一步研究及发展。

3.1 静电干式喷射脱硫法

静电干式喷射脱硫法的基本原理是吸收剂以最快的速度通过高压静电电晕区，之后被喷射入燃煤产生的烟气流中，扩散成细小的悬浊液态颗粒，大大增加了与二氧化硫的反应面积，同时因为该液态颗粒带有一定电晕特性，使其活性增强，将少了反应中的滞留时间，从而实现了脱硫效率的有效提高。该方法投资大约为湿法的10%，脱硫效率达到60%—70%，因此很适合于老电厂的改造。

3.2 等离子体法

等离子体法是70年代就获得发展和应用的烟气脱硫技术，其核心是利用高能电子激活裂解烟气中含有的二氧化硫以及二氧化氮等有害分子，同时产生许多活性粒子与二氧化硫、二氧化氮发生氧化反应，在注入氨气的反应条件下，生成硫铵以及硝铵化肥。产生等离子体的方法有很多种，包括电子束照射法、脉冲电晕放点法、高频放电法、微波放电法等，其中电子束照射法与脉冲电晕放电法发展较为成熟，得到了广泛应用。这种方法使得高硫煤可以被电厂所用，积极推动了我国煤炭综合节约利用的进程，同时产生农用化肥等副产物，提高了煤炭资源的利用效率。但是该方法需要较高的技术标准，因此适合技术条件和设备较充足的电厂。

4 烟气脱硫技术的发展趋势

目前，国内火电厂烟气脱硫工程绝大多数是从国外进口设备，国内负责土建和安装。为推动我国电力事业的发展，必须加快实现火电厂烟气脱硫技术和设备的国产化，以适应二氧化硫治理的需要。通过对以上烟气脱硫技术的分析可以发现，烟气脱硫技术的研究方向与发展趋势主要有两个：一是对已有技术进行改进，以降低脱硫设备的建设、运行及维护成本，提高脱硫效率；二是研究开发新的脱硫方法，如生物法烟气脱硫技术等。

5 结束语

总而言之，电厂对于我国的电力事业发挥着不可估量的作用，而燃煤烟气污染是电厂发展中的重点和难点，对此相关专家和技术人员应该不断对湿法、半干法、干法等烟气脱硫技术进行深入研究和发展，使其在电厂烟气处理中发挥更大的应用价值，减少空气污染等环境危害，促进电力事业的可持续发展。

参 考 文 献

[1] 赵朝利，王林.浅议燃煤电厂中烟气脱硫技术的发展[J].山东工业技术，2016（02）：156.

[2] 刘诚林.我国燃煤电厂烟气脱硫技术的应用与发展[J].科技创新与生产力，2011（11）：90-91+96.

[3] 贺鹏，张先明.中国燃煤发电厂烟气脱硫技术及应用[J].电力科技与环保，2014（01）：8-11.

[4] 靳胜英，赵江，边钢月.国外烟气脱硫技术应用进展[J].中外能源，2014（03）：89-95.

[5] 罗存存，郭文斌.国产石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术的实际应用[A].环境保护法制建设理论研讨会优秀论文集（下）[C].2007.

烟气脱硫工艺 篇12

关键词：烟气脱硫技术,烟气脱硫工艺,干法脱硫工艺

0 引言

烟气脱硫指在燃烧所产生的烟气中进行脱硫的技术和工艺, 目前烟气脱硫技术种类多达几十种, 如何削减二氧化硫的排放量, 控制大气二氧化硫污染、减少温室效应, 减少酸雨形成, 如何保护空气质量大气环境是当前长时间内环境保护的重点, 目前控制二氧化硫污染的技术工艺很多, 诸如改善能源的结构组织系统、采用清洁的燃烧材料等。单燃烧中的烟气脱硫仍是目前有效降低SO2排放量不可替代的技术。

1 烟气脱硫的工艺

烟气脱硫过程按照是否进行脱硫过程加水和脱硫过后产物的干湿形态分为湿法、半干法、干法这三大类脱硫工艺。根据物理及化学的基本原理分为吸收法、吸附法、催化法三种方法。吸收法通常指应用化学液体吸收净化烟气中的SO2, 因此吸收法烟气脱硫也称为湿法或湿式烟气脱硫.常用的湿法脱硫工艺有:以Ca CO3为基础的钙化法脱硫, 以Mg O为基础的镁化法, 以Na2SO3为基础的钠化法, 以NH3为基础的氨化法, 以有机碱为基础的有机碱化法。

1.1 湿法脱硫工艺

湿法脱硫指利用含有硫化物吸收剂的溶液在液态或湿润的状态下进行脱硫和处理脱硫产物的技术工艺, 该方法具有脱硫的化学反应快、需要的设备简单、脱硫效率高等优点, 但普遍存在化学腐蚀性强、运行维护成本高以及工艺流程中容易造成二次污染等问题。目前国内湿法脱硫应用较多未来发展方向是如何降低其运行维护成本和解决其化学腐蚀性问题。

1.2 干法脱硫工艺

干法脱硫是指脱硫过程中的脱硫吸收和脱硫产物处理均在相对干燥的状态下进行, 该工艺具有污染小、腐蚀性低, 对设备影响较小, 烟气在净化后烟温升高随烟囱排气散开、造成的二次污染少, 但存在的缺点脱硫效率较低, 脱硫反应速度较慢、进行脱硫工艺需要的设备庞大等。如果能提高其脱硫效率, 加快其脱硫反应速度干法脱硫也是很好的选择。

1.3 半干法脱硫工艺

半干法脱硫技术是指所用的脱硫剂在干燥状态下进行脱硫、在湿态下再生 (如水洗活性炭再生流程) , 或者是在湿态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物 (如喷雾干燥法) 的烟气脱硫技术。此方法既有湿法脱硫的有点又有干法脱硫工艺的有点, 但缺点也很明显脱硫过程较为复杂, 处理工艺较繁琐。

2 烟气脱硫反应原理

烟气脱硫的原理即是一个酸碱中和的化学反应过程, 适当的碱性物质通过与烟气中的SO2反应从而使烟气中的SO2脱离出来。酸碱中和中最常使用的碱性物质有石灰石、碳酸纳、碳酸镁、生石灰和熟石灰等。石灰石易采购易加工价格便宜, 由处理石灰石制得的生石灰、熟石灰使用较多, 相对碳酸纳 (纯碱) 、碳酸镁和氨等其它碱性物质由于材料属性不同反应过程不同使用较少。酸碱中和过程中碱性物质与酸性物质SO2发生化学反应, 产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物。SO2与碱性物质间的反应在碱性的溶液中发生的即为湿法烟气脱硫, 在固体碱性物质的表面发生的为干法或半干法烟气脱硫。

2.1 湿法烟气脱硫中的化学反应

湿法烟气脱硫系统中, 碱性物质碱溶液或碱的浆液与烟道气中的SO2在喷雾塔中相遇。烟道气中SO2先与溶液中的水发生反应生成稀酸溶液, 然后与溶液中的碱性物质进行中和反应, 随后化学反应生成的亚硫酸盐和硫酸盐逐步从溶液中析出达到烟气脱硫的目的。

2.2 干法和半干法脱硫中的化学反应

干法和半干法烟道气脱硫系统中, 使含SO2的烟气穿过固体的碱性吸收剂床然后喷入烟道气流的过程中完成酸碱中和反应。固体碱性物质使用前使其疏松细碎反应过程中SO2与固体碱性物质直接反应, 生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐完成脱硫化学反应。半干法脱硫过程中在烟道气中加入适量水, 与水反应使固体碱性物质颗粒的表面形成液态保护膜, SO2能溶入液膜中以达到加快脱硫反应的目的。

3 其他烟气脱硫技术及工艺

随着科技发展各种新材料新工艺的出现脱硫技术及工艺也的到了大力发展, 脱硫技术工艺更节能更环保, 脱硫效果更高, 为创造更美好的大气空间环境打下了基础。

3.1 吸附法烟气脱硫技术

吸附法采用吸附剂的方式脱硫。吸附剂主要包括活性碳、活性炭纤维、活性氧化铝、沸石、硅胶等, 吸附脱硫的原理为活性炭对烟气中SO2的吸附过程中有物理吸附又有化学吸附, 当烟气中存在着氧气和水蒸气时与SO2化学反应明显。活性炭表面催化对SO2与O2的反应生成SO3, SO3易溶于水而生成硫酸, 从而增加吸附量。但是由于传统技术存在脱硫容量低、脱硫速度慢, 再生频繁等缺点而阻碍了其推广应用。

3.2 荷电干式喷射脱硫法

该方法的工作原理是碱性吸收剂利用高压静电电晕区的静点效应高速通过得到静电荷然后喷射到烟气中, 此时的碱性吸收剂离子表面被静电荷打破充分暴露, 从而与SO2反应几率变大达到脱硫目的。

3.3 等离子体法脱硫技术

等离子体法脱硫技术是20世纪70年代发展起来的脱硫技术。它主要利用高能电子使烟气中的SO2, NOX, H2O, O2等分子被电离激活, 然后产生大量的离子及自由基等活性粒子, 由于强氧化性使SO2, NOX被氧化, 在注入氨的情况下生成硫酸铵和硝酸铵。但是投资和运行费用非常高, 技术含量高工艺复杂。目前, 该技术已进入大规模工业试验阶段, 其优点是, 设备简单、操作简便。

4 结论

烟气脱硫系统是一个庞大的化学链反应系统, 利用好各种酸碱材料的化学反应特性降低系统总能耗和减少环境污染。充分了解我国脱硫技术领域的现状, 深刻认识硫化物对环境的危害与影响, 采用合理的烟气脱硫技术和相关工艺为减少环境污染为国家的发展做出贡献。

参考文献

[1]王永军.烟气氨法脱硫技术应用[J].中国勘探设计, 2010 (09) :61-63.