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烟气脱硫“必杀技”全面盘点!速收藏~

2017-05-18信息来源 : 工业过程气体监测技术
  本文介绍了国内外脱硫技术最新进展,阐述了各种不同脱硫技术的性能、特点、反应原理和应用现状,并预测了脱硫技术的发展趋势。
 
  烟气脱硫技术是控制SO2的有效手段之一,经过了近几十年的发展,它已在世界各国的各类烟气脱硫装置得到了广泛的应用。最常用的方法是按照吸收剂和脱硫产物的状态进行分类可以分为三种:湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫。
 
  湿法烟气脱硫
 
  概述:湿法烟气脱硫广泛应用于大型电厂,其特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后,脱硫过程的反应温度低于露点,所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应,其脱硫反应速度快、效率高、如用石灰做脱硫剂时,当Ca:S=1时,即可达到百分之九十以上的脱硫率。
 
  优点:脱硫反应速度快、效率高。
 
  缺点:存在废水处理问题,初次投资大。
 
  细分:石膏脱硫法、氨水洗涤脱硫法等。
 
  石膏脱硫法原理
 
  将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂,泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度,结晶形成为二水石膏。
 
  经过吸收塔排出的石膏浆液浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,我们再一次经过换热器加热升温,由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率已经大于95%。
 
  半干法烟气脱硫
 
  概述:采用吸收剂以浆液状态进入吸收塔(洗涤塔),脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程。
 
  细分:喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、烟道喷射脱硫等。
 
  1喷雾干燥法
 
  喷雾干燥脱硫方法是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴,雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积,在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。
 
  一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等,目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下,此种方法的脱硫率65%——85%。
 
  优点:脱硫是在气、液、固三相状态下进行,工艺设备简单,生成物为干态的CaSO3、CaSO4,易处理,没有严重的设备腐蚀和堵塞情况,耗水也比较少。
 
  缺点:自动化要求比较高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率不是很高。所以,选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。
 
  2半干半湿法
 
  半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法,其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间,该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。
 
  技术特点:投资少、运行费用低,脱硫率虽低于湿法脱硫技术,但仍可达到70%,并且腐蚀性小、占地面积少,工艺可靠。
 
  与湿法脱硫系统相比:省去了制浆系统,将湿法脱硫系统中的喷入Ca(OH)2水溶液改为喷入CaO或Ca(OH)2粉末和水雾。
 
  与干法脱硫系统相比:克服了炉内喷钙法SO2和CaO反应效率低、反应时间长的缺点,提高了脱硫剂的利用率,且工艺简单,有很好的发展前景。
 
  3烟道喷射半干法烟气脱硫
 
  半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液,浆滴边蒸发边反应,反应产物以干态粉末出烟道。该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫,不需要另外加吸收容器,使工艺投资大大降低,操作简单,需场地较小,适合于在我国开发应用。
 
  干法烟气脱硫
 
  概述:采用吸收剂进入吸收塔,脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。
 
  优点:与湿法相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点。
 
  缺点:钙硫比高、脱硫效率低、副产物不能商品化。
 
  细分:活性碳吸附法、电子束辐射法、金属氧化物脱硫法等。
 
  1活性碳吸附法
 
  原理:SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成H2SO4,饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生,同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4,液态SO2和单质硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫资源。
 
  2电子束辐射法
 
  原理:用高能电子束照射烟气,生成大量的活性物质,将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为SO3和二氧化氮(NO2),进一步生成H2SO4和硝酸(HNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收。
 
  3金属氧化物脱硫法
 
  原理:根据SO2是一种比较活泼的气体的特性,氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性,在常温或低温下,金属氧化物对SO2起吸附作用,高温情况下,金属氧化物与SO2发生化学反应,生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。
 
  优点:无污水、废酸,不造成污染。
 
  缺点:脱硫效率比较低,设备庞大,投资大,操作不易,成本高,因此未得到推广,利用的较少。
 
  烟气脱硫技术发展的趋势
 
  现在的各种烟气脱硫技术在脱除SO2的过程中取得了一定的经济、社会和环保效益,但是还有一些不足,随着生物技术及高新技术的不断发展,电子束脱硫技术和生物脱硫等一系列高新、适用性强的脱硫技术必将成为今后烟气脱硫技术发展的主要趋势。