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《燃煤煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用前景》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、燃煤煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用前景摘要介紹了石灰石/石灰拋棄法,石灰石/石膏法、雙堿法、氧化鎂法、韋爾曼—洛德法、氨法、海水脫硫法等濕法脫硫法技術(shù),以及旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法,爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法、循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)、荷電干式噴射脫硫法、電子束照射法、脈沖電暈等離子體法等干式、半干式煙氣脫硫技術(shù),最后對各種煙氣脫硫方法進行了比較。關(guān)鍵詞煙氣脫硫濕法脫硫干式脫硫1前言我國的能源構(gòu)成以煤炭為主,其消費量占一次能源總消費量的70%左右,這種局面在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)不會改變?;痣姀S以煤作為主要燃料進行發(fā)電,煤直接燃燒釋放出大量SO2,造成大氣環(huán)境污染,且隨著裝機容量的遞增,SO
2、2的排放量也在不斷增加。加強環(huán)境保護工作是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要保證。所以,加大火電廠SO2的控制力度就顯得非常緊迫和必要。SO2的控制途徑有三個:燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫即煙氣脫硫(FGD),目前煙氣脫硫被認(rèn)為是控制SO2最行之有效的途徑。煙氣脫硫主要為干法/半干法和濕法。2各種煙氣脫硫技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用2.1濕法煙氣脫硫技術(shù)所謂濕法煙氣脫硫,特點是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后,脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點,所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由于是氣液反應(yīng),其脫硫反應(yīng)速度快、效率高、脫硫劑利用率高,如用石灰做脫硫劑時,當(dāng)Ca/S=1時,即可
3、達(dá)到90%的脫硫率,適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是,濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題,初投資大,運行費用也較高。2.1.1石灰石/石灰拋棄法以石灰石或石灰的漿液作脫硫劑,在吸收塔內(nèi)對SO2煙氣噴淋洗滌,使煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaCO3和CaSO4,這個反應(yīng)關(guān)鍵是Ca2+的形成。石灰石系統(tǒng)Ca2+的產(chǎn)生與H+的濃度和CaCO3的存在有關(guān);而在石灰系統(tǒng)中,Ca2+的生產(chǎn)與CaO的存在有關(guān)。石灰石系統(tǒng)的最佳操作PH值為5.8—6.2,而石灰系統(tǒng)的最佳PH值約為8(美國國家環(huán)保局)。石灰石/石灰拋棄法的主要裝置由脫硫劑的制備裝置、吸收塔和脫硫后廢棄物處理裝置組成。其關(guān)鍵
4、性的設(shè)備是吸收塔。對于石灰石/石灰拋棄法,結(jié)垢與堵塞是最大問題,主要原因在于:溶液或漿液中的水分蒸發(fā)而使固體沉積:氫氧化鈣或碳酸鈣沉積或結(jié)晶析出;反應(yīng)產(chǎn)物亞硫酸鈣或硫酸鈣的結(jié)晶析出等。所以吸收洗滌塔應(yīng)具有持液量大、氣液間相對速度高、氣液接觸面大、內(nèi)部構(gòu)件少、阻力小等特點。洗滌塔主要有固定填充式、轉(zhuǎn)盤式、湍流塔、文丘里洗滌塔和道爾型洗滌塔等,它們各有優(yōu)缺點,脫硫效率高的往往操作的可靠性最差。脫硫后固體廢棄物的處理也是石灰石/石灰拋棄法的一個很大的問題,目前主要有回填法和不滲透地存儲法,都需要占用很大的土地面積。由于以上的缺點,石灰石/石灰拋棄法已被石灰石/石膏法所
5、取代。2.1.2石灰石/石膏法該技術(shù)與拋棄法的區(qū)別在于向吸收塔的漿液中鼓入空氣,強制使CaSO3都氧化為CaSO4(石膏),脫硫的副產(chǎn)品為石膏。同時鼓入空氣產(chǎn)生了更為均勻的漿液,易于達(dá)到90%的脫硫率,并且易于控制結(jié)垢與堵塞。由于石灰石價格便宜,并易于運輸與保存,因而自80年代以來石灰石已經(jīng)成為石膏法的主要脫硫劑。當(dāng)今國內(nèi)外選擇火電廠煙氣脫硫設(shè)備時,石灰石/石膏強制氧化系統(tǒng)成為優(yōu)先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。石灰石/石膏法的主要優(yōu)點是:適用的煤種范圍廣、脫硫效率高(有的裝置Ca/S=1時,脫硫效率大于90%)、吸收劑利用率高(可大于90%)、設(shè)備運轉(zhuǎn)率高(可達(dá)90%
6、以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的煙氣脫硫工藝)、脫硫劑—石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石/石膏法的缺點也是比較明顯的:初期投資費用太高、運行費用高、占地面積大、系統(tǒng)管理操作復(fù)雜、磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重、副產(chǎn)物—石膏很難處理(由于銷路問題只能堆放)、廢水較難處理。采用石灰石/石膏法的煙氣脫硫工藝在我國應(yīng)用較廣泛,比較典型的是重慶珞璜電廠。該廠2×360MW機組1990年引進日本三菱公司的兩套石灰石/石膏法FGD系統(tǒng),93年全部建成投運。其脫硫工藝主要技術(shù)參數(shù)為:脫硫效率大于95%,進口煙氣SO2濃度10010mg/Nm3,石灰石年消耗量約130kt,副產(chǎn)品石膏純
7、度不低于90%,年產(chǎn)量約400kt,目前只有少量出售,大部分堆放在灰場。石灰石/石膏脫硫工藝是一套非常完善的系統(tǒng),它包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫劑漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)。系統(tǒng)非常完善和相對復(fù)雜也是濕法脫硫工藝一次性投資相對較高的原因,上述脫硫系統(tǒng)的四個大的分系統(tǒng),只有吸收塔脫硫系統(tǒng)和脫硫劑漿液制備系統(tǒng)是脫硫必不可少的;而煙氣換熱系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)則可根據(jù)各個工程的具體情況簡化或取消。國外也有類似的實踐,對于不需要回收石膏副產(chǎn)品的電廠,石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)可以不設(shè),直接將石膏漿液打入堆儲場地。濕法脫硫工藝簡化能使其投
8、資不同程度地降低。根據(jù)初