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1、濕法、半干法、干法煙氣脫硫技術(shù)的綜合比較煙氣脫硫方法概述2%85%13%半干法干法濕法煙氣脫硫濕法:石灰石——石膏法雙堿法鎂法氨法海水法堿液法半干法:循環(huán)流化床噴霧干燥NID密相干塔干法:活性炭吸附荷電干式吸收劑噴射電子束照射濕法煙氣脫硫技術(shù)的介紹濕法FGD技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物。據(jù)美國環(huán)保局(EPA)的統(tǒng)計(jì)資料,全美火電廠采用濕式脫硫裝置中,濕式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,兩法共占87%;雙堿法占4.1%,碳酸鈉法占3.1%。世界各國(如德國、日本等),在大型火電廠中,90%以上采用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。
2、在國內(nèi)外燃煤發(fā)電廠中,濕法煙氣脫硫中,石灰石/石灰——石膏法、石灰石/石灰拋棄法煙氣脫硫,占煙氣脫硫總量的83%左右,目前,國內(nèi)有一部分鋼鐵企業(yè)的燒結(jié)煙氣脫硫也采用這種工藝。這里主要對濕式石灰石灰石——石膏法、海水法、雙堿法、氨法進(jìn)行了比較介紹。1、濕式石灰石灰石——石膏法原理:利用SO2氣體在水中有良好的溶解性能,并可以引起連鎖反應(yīng),使其與CaCO3中和成CaSO4而排出,達(dá)到脫硫目的吸收塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)過程(1)吸收過程SO2+H2O?SO2﹒H2O?H2SO3?H++HSO-3?2H++SO32-(2)氧化過程H2SO3+1/2O2→H2SO4(3)中和過程H2SO4
3、+CaCO3→CaSO4﹒2H2O+CO2在吸收過程中也可能發(fā)生H++HSO3-+CaCO3→CaSO3﹒1/2H2O+1/2H2O+CO2但經(jīng)過完全氧化后,CaSO3?1/2H2O將最終也成為CaSO4?2H2O。硫酸鈣是一種溶解性較差的鹽類,于是就有硫酸鈣的結(jié)晶析出。工藝該工藝系統(tǒng)主要包括:吸收劑制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、石膏脫水及儲存系統(tǒng)、公用工程系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn):1)吸收漿液循環(huán)利用,鈣硫比低,一般不超過1.05,脫硫吸收劑的利用率很高;2)吸收劑資源豐富,價(jià)格也很便宜;3)脫硫效率高(95%以上);4)脫硫后的煙氣中不但二氧化硫濃度很低,而且煙氣含塵量也大大減
4、少;5)對煤種的適應(yīng)性好,尤其適用于高硫煤,副產(chǎn)品石膏也可以作為建材使用。缺點(diǎn):占地面積大、投資和運(yùn)行費(fèi)用較高、耗水量大且廢水處理費(fèi)用高、副產(chǎn)物石膏在我國不易再利用等問題。海水法海水煙氣脫硫工藝僅適用于沿海電廠。這是ABBFlakt公司和NorskHydro公司聯(lián)合開發(fā)的FlaktHydro工藝。海水呈堿性,其pH值為8.0~8.3,堿度為1.2~2.5mmol/L。很早以來世界上就有利用堿性海水來吸收煙氣中的SO2的傳統(tǒng)。海水煙氣脫硫工藝由凝汽器出來的冷卻水(海水)約有20%進(jìn)入洗滌塔,以塔頂噴入,煙氣從塔底進(jìn)入。塔內(nèi)的吸收段裝滿填料,以增大氣液的接觸面,提高SO2的吸收效
5、果。目前脫硫率可達(dá)90%以上,最高達(dá)98%海水洗滌塔內(nèi)完全靠海水的堿度進(jìn)行脫硫,其化學(xué)反應(yīng)式如下:SO2+H20+1/2O2→SO42-+2H+;此時(shí)海水中原有的HCO3-與H+作用HCO-3+H+→CO2+H2O;而SO42-留在海水中,成為酸性廢水,送至水處理廠,使其最終成為硫酸鹽(MgSO4或MgSO3),可溶于水,排入大海。優(yōu)點(diǎn):1、工藝簡單,運(yùn)行可靠;2、無磨損、堵塞和結(jié)垢問題,系統(tǒng)可靠性高;3、不需要設(shè)置陸地廢棄物處理廠,最大程度減小了對環(huán)境的負(fù)面影響;4、脫硫效率高,可達(dá)90%以上,有明顯的環(huán)境效益和運(yùn)行保證率;5、占地少;6、運(yùn)行的投資費(fèi)用低,一般
6、占電廠投資的7%~8%,全煙氣處理時(shí)系統(tǒng)電耗占機(jī)組發(fā)電量的1-1.5%左右,無需采購、運(yùn)輸、制備其他添加劑;缺點(diǎn):1、吸收塔出來的海水具有較強(qiáng)的酸性(pH值一般在3左右),必須用大量的海水進(jìn)行中和(脫硫水比例為5%,中和用海水比例為95%),同時(shí)排水對海洋環(huán)境會產(chǎn)生一定的影響。2、適用范圍小。一般適用于靠海邊、擴(kuò)散條件較好、用海水作為冷卻水及燃用低硫煤的電廠。3、海水脫硫要求燃料中重金屬元素含量低雙堿法雙堿法煙氣脫硫技術(shù)是為了克服石灰石—石灰法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)而發(fā)展起來的。雙堿法是采用鈉基脫硫劑進(jìn)行塔內(nèi)脫硫,由于鈉基脫硫劑堿性強(qiáng),吸收二氧化硫后反應(yīng)產(chǎn)物溶解度大,不會形成過飽
7、和結(jié)晶,造成結(jié)垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)用氫氧化鈣進(jìn)行還原再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。脫硫工藝主要包括5個(gè)部分:(1)吸收劑制備與補(bǔ)充;(2)吸收劑漿液噴淋;(3)塔內(nèi)霧滴與煙氣接觸混合;(4)再生池漿液還原鈉基堿;(5)石膏脫水處理1、脫硫塔;2、引風(fēng)機(jī);3、煙囪;4、綜合池;5、石灰熟化池;6、鈉堿罐;7、泵與石灰石或石灰濕法脫硫工藝相比,雙堿法原則上有以下優(yōu)點(diǎn):(1)用NaOH脫硫,循環(huán)水基本上是NaOH的水溶液,在循環(huán)過程中對水泵、管道、設(shè)備均無腐蝕與堵塞現(xiàn)象