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烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。
1.1干式烟气脱硫工艺
该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初,与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点:投资费用较低;脱硫产物呈干态,并和飞灰相混;无需装设除雾器及再热器;设备不易腐蚀,不易发生结垢及堵塞。其缺点是:吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺;用于高硫煤时经济性差;飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用;对干燥过程控制要求很高。
(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NiroAtomier公司共同开发的脱硫工艺,70年代中期得到发展,并在电力工业迅速推广应用。该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触,石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物,最后连同飞灰一起被除尘器收集。我国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验,取得了一些经验,为在200~300MW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。
(2)粉煤灰干式烟气脱硫技术:日本从1985年起,研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术,到1988年底完成工业实用化试验,1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备,处理烟气量644000Nm3/h。其特点:脱硫率高达60%以上,性能稳定,达到了一般湿式法脱硫性能水平;脱硫剂成本低;用水量少,无需排水处理和排烟再加热,设备总费用比湿式法脱硫低1/4;煤灰脱硫剂可以复用;没有浆料,维护容易,设备系统简单可靠。
1.2湿法FGD工艺
世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史,经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料,全美火电厂采用湿式脱硫装置中,湿式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,两法共占87%;双碱法占4.1%,碳酸钠法占3.1%。世界各国(如德国、日本等),在大型火电厂中,90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。
石灰或石灰石法主要的化学反应机理为:
石灰法:SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O
石灰石法:SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O+CO2
其主要优点是能广泛地进行商品化开发,且其吸收剂的资源丰富,成本低廉,废渣既可抛弃,也可作为商品石膏回收。目前,石灰/石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺,对高硫煤,脱硫率可在90%以上,对低硫煤,脱硫率可在95%以上。
传统的石灰/石灰石工艺有其潜在的缺陷,主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。为了解决这些问题,各设备制造厂商采用了各种不同的方法,开发出第二代、第三代石灰/石灰石脱硫工艺系统。
湿法FGD工艺较为成熟的还有:氢氧化镁法;氢氧化钠法;美国DavyMckee公司Wellman-LordFGD工艺;氨法等。
在湿法工艺中,烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低(45℃),大都在露点以下,若不经过再加热而直接排入烟囱,则容易形成酸雾,腐蚀烟囱,也不利于烟气的扩散。所以湿法FGD装置一般都配有烟气再热系统。目前,应用较多的是技术上成熟的再生(回转)式烟气热交换器(GGH)。GGH价格较贵,占整个FGD工艺投资的比例较高。近年来,日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的GGH,较好地解决了烟气泄漏问题,但价格仍然较高。前德国SHU公司开发出一种可省去GGH和烟囱的新工艺,它将整个FGD装置安装在电厂的冷却塔内,利用电厂循环水余热来加热烟气,运行情况良好,是一种十分有前途的方法。
1 湿法烟气脱硫的基本原理(1)物理吸收的基本原理气体吸收可分为物理吸收和化学吸收两种。如果吸收过程不发生显著的化学反应,单纯是被吸收气体溶解于液体的过程,称为物理吸收,如用水吸收SO2。物理吸收的特...
采用脱硫塔,用加了烧碱的水在脱硫塔形成水幕,让烟气通过水幕,就可以把烟气中的硫脱掉。
烟气脱硫(FGD)是工业行业大规模应用的、有效的脱硫方法。按照硫化物吸收剂及副产品的形态,脱硫技术可分为干法、半干法和湿法三种。干法脱硫工艺主要是利用固体吸收剂去除烟气中的SO2,一般把石灰石细粉喷入...
烟气脱硫工艺
. 部分内容来源于网络,有侵权请联系删除! 我国烟气脱硫工艺技术发展展望 燕中凯 一、 我国“十二五”烟气脱硫的政策背景 二氧化硫减排是我国“十二五” |主要污染物减排最重要的任务之一。 2011 年 3月,国务院发布的“十二五”规划纲要将 二氧化硫作为主要污染物减排总量控制 的约束性指标,要达到减少8%的目标。 2011年 12月,国家“十二五”环境保护规划 已经公布,为达到减排 8%的目标,二氧化硫排放量由 2010年的 2267.8万吨要 进一步降低到 2015年 2086.4万吨。与此同时,我国的煤炭消费量预计将由 2010 年的 30亿吨增长到 2015年的 38亿吨左右。因此,二氧化硫减排任务十分艰巨。 2011年 11 月,国务院发布了《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》 (国发〔 2011〕35 号)提出:对电力行业实行二氧化硫排放总量控制,继续加 强燃煤电厂脱硫,
双碱法烟气脱硫工艺介绍
双碱法烟气脱硫工艺介绍 1 双碱法烟气脱硫工艺介绍 关键词:脱硫、结垢、烟气脱硫 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。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。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行, 更甚者严重影响 锅炉系统的正常运行。 为了尽量避免用钙基脱硫剂的不利因素, 钙法脱硫工艺大 都需要配备相应的强制氧化系统(曝气系统) ,从而增加初投资及运行费用,用 廉价的脱硫剂而易造成结垢堵塞问题, 单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱 硫产物不易处理, 二者矛盾相互凸现, 双碱法烟气脱硫工艺应运而生, 该工艺较 好的解决了上述矛盾问题。 1、工艺基本原理 双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫, 由于钠基脱硫剂碱性强, 吸收二氧 化硫后反
氨吸收法烟气脱硫(flue gas desulfurization by ammoniaabsorption process),用氨水吸收SO2的烟气脱硫技术。此法最早用于冶炼烟气脱硫。与用其它碱类比较,主要优点是脱硫费用低,氨可留在产品内作为化肥使用。但氨易挥发,使吸收剂耗量增大。因对吸收SO2后的吸收液采用不同的处理方法而形成了不同的脱硫工艺,其中以氨-硫酸铵法、氨-亚硫酸铵法和氨-酸法应用较为广泛。在吸收液中加入氨水以生成(NH1)2SO3,在氧化塔内用空气加压氧化,可回收(NH4)2SO4;若吸收液不用氨中和也可直接进行氧化,不仅得到硫酸铵溶液,还产生含SO2气体。氨-亚硫酸铵法是直接将母液加工成亚硫酸铵,作为产品。其工艺流程可分为吸收、中和及分离三部分。氨- 酸法是将吸收SO2后的吸收液用硫酸分解,从而获得高浓度的SO2气体和硫铵结晶,后者作为肥料。工艺比较成熟,操作方便。氨水吸收SO2,质量传递主要受气相阻力控制。设计吸收塔时必须考虑阳离子和阴离子两者的挥发性,加以回收。填料塔、筛板塔和总压力降较小的文丘里洗涤器都可用做吸收器。
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现行燃煤电厂烟气脱硫工艺主要有9种:湿法烟气脱硫技术、喷雾干燥法、烟气喷氨吸收法、炉内喷钙+尾部烟气增湿法、烟气循环流化床-悬浮吸收法、NID脱硫 技术、海水脱硫法、活性炭吸收法和电子束脱硫法。目前得到广泛应用的为湿法烟气脱硫技术、烟气循环流化床脱硫技术和海水脱硫技术。
脱硫技术目前在国际上已经是成熟技术,我国在火电厂烟气脱硫工程中所采用的技术,基本上是“十五”期间从国外大规模引进的。国内的脱硫企业经历了引进、消化、再创新的过程和大量工程实践,目前已基本掌握了大型燃煤机组烟气脱硫的全套工艺流程和设备制造技术。
(1)湿法烟气脱硫技术
自20世纪60年代末湿法烟气脱硫技术出现以来,经过不断改进和发展,石灰石-石膏法 脱硫工艺已成为烟气脱硫技术中技术最为成熟、应用最为广泛的脱硫技术,目前占全球脱硫装机总容量的85%。湿法脱硫技术已逐步由早期的填料塔向喷淋空塔、 喷淋筛板组合塔直至喷淋高速塔、液柱塔、鼓泡塔发展。
(2)烟气循环流化床脱硫技术
循环流化床烟气脱硫技术具有良好的发展前景,与湿法脱硫相比,其系统简单、造价低廉、结构紧凑、占地面积小、节水,适合于50M~300MW级的燃煤机组,特别对场地窄小的老机组改造和缺水地区具有很大优势。
(3)海水脱硫技术
利用海水的天然碱度来脱除SO2的海水脱硫技术,具有脱硫效率高(可达95%)、工艺简单、投资和运行费用低、无结垢和堵塞问题等优点,但仅适用于沿海电厂且占地面积较大。
火电烟气脱硝技术
目前烟气脱硝技术主要有低氮燃烧、选择性催化还原(SCR)、非选择性催化还原(SNCR)。
低氮燃烧技术
低氮燃烧技术主要包括:低NOx燃烧器技术、空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、烟气再循环技术和循环流化床锅炉燃烧技术。低氮燃烧技术的脱硝效率仅有25%~40%。
各种各样的低NOx燃烧技术中,燃尽风技术(OFA)和低NOx燃烧器(LNB)被认为是最切实可行的,并在电站锅炉中得到了广泛应用。它们既可以单独使用也可以联合使用,这两种方法联合使用可以脱除高达50%的NOx。
氨法烟气脱硫技术是世界上商业化应用的脱硫方法之一。该工艺既可高效脱硫又可以部分脱除烟气中的氮氧化物,副产物为硫酸铵,实现资源回收利用,是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和环保的湿法烟气脱硫技术。氨法烟气脱硫工艺过程一般分成3大步骤:脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。根据过程和副产物的不同又可分为氨-肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。