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[于老师说环保] 烟气脱硫技术知识大全

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发布日期:2019-11-01 浏览次数:146
核心提示:燃料煤的主要成分分由碳、氢、氧、氮、硫等元素及灰分、水分和少量重金属元素组成。其燃烧后,形成对环境有害的烟气成分包括SO2、CO2、NOX、NO及少量其他有害气体。灰分散布大气中影响人的健康,文章整理了烟气脱硫技术知识大全,包括脱硫技术以及工艺流程原理图。

1.煤燃烧后产生的有害气体

燃料煤的主要成分分由碳、氢、氧、氮、硫等元素及灰分、水分和少量重金属元素组成。其燃烧后,形成对环境有害的烟气成分包括SO2、CO2、NOX、NO及少量其他有害气体。灰分散布大气中影响人的健康。

2.烟气排放物对人的威害

烟气成分中的二氧化硫在大气中达到一定温度,会对人及动物健康造成影响。加重呼吸道疾病。它形成的,酸雨使得湖泊变为酸性,导致水生物死亡,使土壤酸化和贫瘠化,使农作物和森林生长受到影响。严重时导致植物死亡。

烟气成分中的二氧化碳、氮氧化物是ISO140064—1确定六类温室气,它产生的温室效应会使全球气候变化导致灾害性气候事件频发。冰川和积雪融化加速,水资源分布失衡,生物多样性受到威胁,对农、林、牧、渔等经济社会活动产生了不利影响,甚至加速疾病传播,可以说气候变化威胁着全球经济和社会发展以及人类的生存健康。全球变暖还引起海平面上升,尤其是洪涝、风暴等自然灾害对沿海地区的影响更为严重,小岛屿国家和沿海低洼地带甚至面临被淹没的威胁。这两种气体它威害人类气体是企业减排对象。

3、脱硫类型

多年来世界各国大力推动SO2控制技术的研究,到目前为止,世界研发、使用的SO2控制技术已超过200种。烟气脫硫大致分为三类:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫。

4、燃烧过程如何脱硫

燃烧中脱硫是在煤的燃烧过程中减少SO2的排放量,例如:在循环硫化床锅炉中加入石灰石可以降低烟气SO2的排放量。加入催化剂促进S02的吸收等。燃烧中脱硫量和发展高效清洁的煤燃烧是大型燃煤锅炉节能减排技术最重要的方向之一。

5.在使用煤燃烧催化剂减少SO2排放实例

国内在使用煤燃烧催化剂减少SO2排放方面已有一些成果。如北京某有限公司研制酌CHARNAVC燃烧催化剂,其由载体和起催化作用的活性物质以及若干个辅助促进剂组成。载体主要是油性溶媒,作用是溶解各种组分,在分散混合过程中能有效地将各种组分能最大限度地在煤中分散。在使用过程中,该催化剂能够使煤炭颗粒保持好的空隙结构和高的比表面积。使煤的表面活性最少提高30%以上。这些高反应性表面立即可以与反应中的SO2反应,生成高稳定性的含硫化合物如硫酸铝等。可以使燃烧尾气中SO2含量减少25%-35%。

6.后低脱硫率方法

烟气脱硫系统按脱硫效率低的方法主要为炉内喷钙,管道喷射工艺,简易湿法脱硫。脱硫率在小于等于75%。

7.烧后中脱硫率方法

中脱硫率方法主要为喷雾干燥工艺、CFB工艺、LIFAC工艺和电子束辐照工艺;脱硫率在70%~90%。

8.烧后高脱硫率方法

高脱硫率90%以上,主要是湿式洗涤工艺,如石灰石—石膏工艺,镁加强石灰工艺,已有石灰石/石膏湿法、旋转喷雾干燥法、常压循环流化床法、海水脱硫法、炉内喷钙尾部烟气增湿活化法、电子束法、烟气循环流化床法。但主流的脱硫技术仍为石灰石/石膏湿法脱硫技术。

9.法烟气脱硫工艺流程图

图片1

10.各装置使用设备

除尘装置设备有:除尘器、加压风机。

烟气处理和SO2吸收装置设备有:吸收塔、或(鼓泡塔、液柱塔就)机械搅拌器也有安装脉冲悬浮系统、有的还安装换热器为了防止石膏、灰尘和其它物质堵塞元件吸收塔中装有水冲洗系统。

石灰浆液制备装置设备有:湿式琼球磨机、储浆槽、浆泵。

石膏处理装置设备有:水力旋流器、皮带过滤机、滤液水槽、水泵等。

11.SO2的吸收反应方程式

S02在吸收塔内的反应比较复杂,一般认为有四个过程,我们只谈吸收反应结果。石膏结晶

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12.石灰石湿法脱硫的缺点

产生废水是石灰石湿法脱硫的缺点。一些国家和地区对脱硫废水处理有严格规定。其处理过程为:通过加碱中和脱硫废水,并使废水中的大部分重金属形成沉淀物;加入絮凝剂使沉淀浓缩成为污泥,污泥被送至灰场堆放。废水的pH值和悬浮物达标后直接外排。

13.氨法脱硫技术

氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺。

14.氨法脱硫工艺比钙基吸收剂的优点

氨法脱硫工艺具有很多特点。

(1)氨是一种良好的碱性吸收剂,氨的碱性强于钙基吸收剂;

(2)氨吸收烟气中SO2是气—液或气—气反应,反应速度快、反应完全、吸收剂利用率高,可以做到很高的脱硫效率,

(3)相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。

(4)另外,其脱硫副产品硫酸铵是一种常用的化肥,副产品的销售收入能大幅度降低运行成本。

15.氨吸收法

在氨吸收法中,因吸收液再生方法不同而形成不同的脱硫方法,其中以氨—酸法、氨—亚硫酸铵法和氨—硫铵法较多。

16.氨法脱硫工艺图

17.各装置系统使用设备

除尘装置系统使用:加压风机、除尘器、回收灰设备;

吸收装置系统使用设备:换热器、吸收塔、流出泵等;

硫酸铵脱水装置使用设备:水力旋流器、离心机、离心机给料槽、回水槽、泵、干燥炉、压滤机、压滤机给料槽等;

试剂储罐装置使用设备:液氨储罐、泵。

18.氨法脱硫工艺原理

19.湿法氨水脱硫工艺

经除尘后的烟气先经过热交换器,从上方进人洗涤塔,与氨气(25%浓度)并流而下,氨水落入池中,用泵抽入吸收塔内循环喷淋烟气。烟气则经除雾器后进入另一台洗涤塔,将残存的盐溶液洗涤出来,最后经热交换器加热后的清洁烟气排人烟囱。

20.氨硫酸铵法工艺

将传统的多塔改为结构紧凑的单塔并在塔内安置湿式电除尘器解决气溶胶问题。整个反应在一结构紧凑的洗涤吸收塔内进行,有效地降低了投资成本和能耗。

该工艺艺的主要技术特点:脱硫效率高,能满足任何当地的环保要求;对烟气条件变化适应性强;副产物为可做肥料的硫酸铵,不产生废水或废渣;能耗低;对安全运行有高可靠性和适用性。

21.海水脱硫技术

海水脱硫是利用海水的天然碱度来脱除烟气中的SO2,适应于有条件的电厂。海水脫硫具有技术成熟、工艺简单、系统运行可靠、脱硫效率高和投资运行费用低等特点,从20世纪60 年代就被采用,已在一些沿海国家和地区得到了应用。我国深圳西部电力公司、福建后石电厂等已引进国外技术于20世纪90年代来投产,

22.典型的海水脱硫工艺流程介绍

(1)海水脱硫工艺不添加任何化学物质,其基本出发点是恢复硫自然循环的平衡,其功能为截断工业排放的硫进人大气造成污染和破坏的渠道,同时将硫以硫酸盐的形式排人大海。

(2)工艺是在脱硫过程中投加石灰石辅助脫硫过程。一般海水中大约含镁,以氯化镁和硫酸镁为主要存在形式。在吸收塔中,喷人的海水与石灰浆液相遇,镁与石灰浆反应生成氢氧化镁,它可有效地吸收二氧化硫。

(3)典型工艺流程约为冷却水总量2%的海水用于溶解脱硫生成的石膏晶体。在洗涤过程中加人石灰或石灰和石灰石的混合物。提高脱硫所需的碱度。海水中可溶性镁与加入的碱再生为吸收剂Mg(OH)2,可以提高S02的脱除率。

23.干法烟气脱硫工艺的概念

无论加入的脱硫剂是干态的或湿态的,脫硫的最终反应产物都是干态的。这一工艺与常规湿式工艺相比有以下优点:①脱硫产物呈干态,并与飞灰相混:无需装设除雾器及烟气再热器;②设备不易腐蚀,不易发生结垢及堵塞;③投资费用较低。

该工艺的缺点是:①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,②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等。

24.最主要的干法脱硫技术

主要的干法脱硫技术有烟气循环流化床、喷雾干燥法、炉内喷钙法等方法。国际能源机构煤炭研究组织调查表明,目前干法脱硫装置约占全世界烟气脱硫装置容量的15%。

25.烟气循环流化床脱硫技术

烟气循环流化床脱硫技术它具有系统简单、性能优良、占地面积小以及投资费用较省等特点,目前它已在一定程度上代替喷雾干燥法(SDA)被广泛采用。在国际上该技术被普遍认为是最有发展前途的脫硫技术之一。

26.烟气循环流化床脱硫技术机理

循环流化床脱硫的机理涉及脱硫吸收剂(干态石灰粉或消石灰)对烟气中SO2的吸收与吸附过程。CFB 脱硫过程本身是一个重要的传热传质过程,该过程受床内气、液温度与粒子物理状况等因素的影响。脱硫反应主要在液相中进行,水的蒸发对床内的气液温度,床内的分压等产生影响。当液相蒸发完毕时,认为反应基本停止。

27.循环流化床(RCFB)烟气脱硫工艺流程

28.循环流化床(RCFB)工艺最大优点

最大的优点是在吸收塔上部出口区域的塔壁上布置了独创的回流板,造成烟气中固体颗粒的回流,通过RCFB内部最佳的反应条件,保持强烈的气固接触,固体停留时间长达30-60min及不断更新的化学反应表面,使该工艺在低消耗下实现很高的污染物脫除效率。

29.气体悬浮吸收(GSA)烟气脱硫技术

30.气体悬浮吸收(GSA)烟气脱硫技术优点

该工艺不是喷干粉吸收剂,而是把石灰浆液经喷嘴雾化后从吸收塔底部喷人烟气中,并在吸收塔中保持悬浮湍动状态,边干燥边反应,:干燥后的吸收剂颗粒经除尘器除下后返回吸收塔循环利用,其中石灰颗粒在其中大约能循环100次左右。上图是GSA烟气脱硫示意图。GSA工艺床料循环倍率高(约100倍),因此保证吸收剂与烟气充分接触,提高吸收剂的利用率;流化床床料浓度高达500-2000g/㎡,约为普通流化床床料浓度的50~100倍;烟气在反应器及旋风分离器中驻留时间短(3-5s);脱硫效率高达90%以上;吸收剂利用率高,消耗量少,运行可靠,操作简便,维护工作量少,基建投资相对较低。

 

31.(GSA)烟气脱硫示意图说明

由空气压缩机、水和石灰浆液组成的石灰浆液经喷嘴雾化系统;

由引风机和烟气组成反应器的供气系统;

气体悬浮吸收(GSA)器与收集器组成再循环工艺;

由除尘器、副产品收集器引风机组成除尘和产品收集系统

32.石灰石炉内喷射和钙活化(LIFAC)脱硫技术

LIFAC是将石灰石粉(CaCO3含量大于92%,80%以上的粒度小于42um)喷射到锅炉炉膛内合适的温度区,未反应的吸收剂一个位于尾部的专门的增湿活化器内进行喷水以进一步活化,使炉内喷钙与炉后活化相结合,达到烟气脱硫的目的。LIFAC工艺包括两个主要阶段,即炉内喷钙和炉后增湿活化。

33.LIFAC工艺系绞流程图如下图:

图片5

34.喷雾干燥脱硫技术

喷雾干燥法(SDA)烟气脱硫是利用喷雾干燥的原理,在吸收剂喷入吸收塔后,一方面吸收剂与烟气中的S02发生化学反应,成固体产物;另一方面烟气将热量传递给吸收剂,使之不断干燥,在塔内脱硫反应后形成的产物为干粉,其部分在塔内分离,由锥体出口排出;另一部分随脱硫后烟气进入电除尘器收集。

35.荷电干式吸收剂喷射脱硫技术

该技术适用于中小型锅炉的脱硫,与各种除尘设备联合使用以达到脱硫除尘的目的。

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