文档介绍:烟气脱硫技术探讨
田斌
[摘要u本文探讨了烟气脱硫的基本原理及石灰石/石灰抛弃法,石灰石/石膏法、双 碱法、氧化镁法、韦尔曼一洛德法、氨法、海水脱硫法等湿法脱硫法技术,以及旋转 喷雾干燥法,炉内喷钙尾部增湿活化法、循环硫化床脱硫技术、荷电干式喷射脱硫法、 电子束照射法、脉冲电晕等离子体法等干式、半干式烟气脱硫技术,最后对各种烟气 脱硫方法进行了比较。
关键词烟气脱硫湿法脱硫十式脱硫
旨
我国的能源构成以煤炭为主,其消费量占一次能源总消费量的70%左右,这种局 面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电,煤直接燃烧 释放出大量S02 ,造成大气环境污染,且随着装机容量的递增,s02的排放量也在不 断增加。加强环境保护工作是我国实施可持续发展战略的重要保证。所以,加大火电 厂S02的控制力度就显得非常紧迫和必要。S02的控制途径有三个;燃烧前脱硫、燃 烧中脱硫、燃烧后脱硫即烟气脱硫(EGD),目前烟气脱硫被认为是控制s02最行之有 效的途径。烟气脱硫主要为干法/半干法和湿法。
学原理,
烟气中的S02实质上是酸性的,可以通过与适当的碱性物质反应从烟气中脱除 S02o烟道气脱最常用的碱性物质是石灰石(碳酸钙)、生石灰(氧化钙,cao)和熟 石灰(氢氧化钙)0石灰石产量丰富,因而相对便宜,生石灰和熟石灰都是由石灰石 通过加热来制取。有时也用碳酸纳(纯碱)、碳酸镁和氨等其它碱性物质。所用的碱 性物质与烟道气中的S02发生反应,产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物(根据所 用的碱性物质不同,这些盐可能是钙盐、钠盐、镁盐或铉盐)»亚硫酸盐和硫酸盐间 的比率取决于工艺条件,在某些工艺中,所有亚硫酸盐都转化成了硫酸盐。
S02与碱性物质间的反应或在碱溶液中发生(湿法烟道气脱硫技术),或在固体 碱性物质的湿润表面发生
(干法或半干法烟道气脱硫技术X
在湿法烟气脱硫系统中,碱性物质(通常是碱溶液,更多情况是碱的浆液)与烟 道气在喷雾塔中相遇。烟道气中S02溶解在水中,形成一种稀酸溶液,然后与溶解在 水中的碱性物质发生中和反应。反应生成的亚硫酸盐和硫酸盐从水溶液中析出,析出 情况取泱于溶液中存在的不同盐的相对溶解性。例如,硫酸钙的溶解性相对较差,因 而易于析出。硫酸纳和硫酸铉的溶解性则好得多。
在干法和半干法烟道气脱硫系统中,固体碱性吸收剂或,使烟气穿过碱性吸收剂 床喷入烟道气流中,使其与烟道气相接触。无论哪种情况,S02都是与固体碱性物质 直接反应,生成相应的亚硫酸盐和硫酸盐。为了使这种反应能够进行,固体碱性物质 必须是十分疏松或相当细碎。在半干法烟道气脱硫系统中,水被加入到姻道气中,以 在碱性物质颗粒物表面形成一层液膜,s02溶入液膜,加速了与固体碱性物质的反应。
3目前己开发应用的烟气脱硫技术
3 . 1湿法烟气脱硫技术
所谓湿法烟气脱硫,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、脱硫剂利用率高,如用石灰做脱硫剂时,当ca / s=l时,即 可达到90%的脱硫率,适合大型燃煤电站的烟气脱硫。但是,湿法姻气脱硫存在废水 处理问题,初投资大,运行费用也较高。
3 .
以石灰石或石灰的浆液作脱硫剂,在吸收塔内对S02烟气喷淋洗涤,使烟气中的 s02反应生成caC03和这个反应关键是ca2的形成:石灰石系统ca2,的产生与II的 浓度和cacog的存在有关;而在石灰系统中,ca2的生产与caO的存在有关t石灰 石系统的最佳操作PH值为5、8-6 . 2 ,而石灰系统的最佳PH值约为80
石灰石,/石灰抛弃法的主要装置由脱硫剂的制备装置、吸收塔和脱硫后废弃物处 理装置组成。其关键性的设备是吸收塔。对于石灰石/石灰抛弃法,结垢与堵塞是最大 问题,主要原因在于:溶液或浆液中的水分蒸发而使固体沉积:氢氧化钙或碳酸钙沉 积或结晶析出:反应产物亚硫酸钙或硫酸钙的结晶析出等。所以吸收洗涤塔应具有持 液量大、气液间相对速度高、气液接触面大、内部构件少、阻力小等特点。洗涤塔主 要有固定填充式、转盘式、湍流塔、文丘里洗涤塔和道尔型洗涤塔等,它们各有优缺 点,脱硫效率高的往往操作的可靠性最差。脱硫后固体废弃物的处理也是石灰石/石灰 抛弃法的一个很大的问题,目前主要有回填法和不渗透地存储法,都需要占用很大的 土地面积。山于以上的缺点,石灰石/石灰抛弃法己被石灰石/石膏法所取代。
3 .
该技术与抛弃法的区别在于向吸收塔的浆液中鼓入空气,强制使caS03都氧化为 caS04(石膏),脱硫的副产品为石膏。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆