烟气脱硫方法有哪些?

【专家解说】：烟气脱硫 指烟道气或其工业废气除硫氧化物(SO2SO3) 目录 1工艺简介 2基本原理 3工艺 ▪ 简介 ▪ 干式脱硫 ▪ 喷雾脱硫 ▪ 煤灰脱硫 ▪ 湿脱硫 4工艺历史 5脱硫防腐保护 1工艺简介编辑 烟气脱硫(Flue gas desulfurization简称FGD),[1]FGD技术,按脱硫剂种类划,五种:CaCO3(石灰石)基础钙MgO基础镁Na2SO3基础钠NH3基础氨机碱基础机碱[1] 2基本原理编辑 化原理:烟气SO2 实质酸性[2]通与适碱性物质反应烟气脱除SO2烟道气脱用碱性物质石灰石(碳酸钙)、石灰(氧化钙Cao)熟石灰(氢氧化钙)石灰石产量丰富相便宜石灰熟石灰都由石灰石通加热制取用碳酸纳(纯碱)、碳酸镁氨等其碱性物质所用碱性物质与烟道气SO2发反应产种亚硫酸盐硫酸盐混合物(根据所用碱性物质同些盐能钙盐、钠盐、镁盐或铵盐)亚硫酸盐硫酸盐间比率取决于工艺条件某些工艺所亚硫酸盐都转化硫酸盐SO2与碱性物质间反应或碱溶液发(湿烟道气脱硫技术)或固体碱性物质湿润表面发(干或半干烟道气脱硫技术) 湿烟气脱硫系统碱性物质(通碱溶液更情况碱浆液)与烟道气喷雾塔相遇烟道气SO2溶解水形种稀酸溶液与溶解水碱性物质发反应反应亚硫酸盐硫酸盐水溶液析析情况取决于溶液存同盐相溶解性例硫酸钙溶解性相较差易于析硫酸纳硫酸铵溶解性则SO2干半干烟道气脱硫系统固体碱性吸收剂或使烟气穿碱性吸收剂床喷入烟道气流使其与烟道气相接触论哪种情况SO2都与固体碱性物质直接反应相应亚硫酸盐硫酸盐使种反应能够进行固体碱性物质必须十疏松或相细碎半干烟道气脱硫系统水加入烟道气碱性物质颗粒物表面形层液膜SO2溶入液膜加速与固体碱性物质反应 3工艺编辑 简介 世界普遍使用商业化技术钙所占比例90%按吸收剂及脱硫产物脱硫程干湿状态脱硫技术湿、干半干(半湿)湿FGD技术用含吸收剂溶液或浆液湿状态脱硫处理脱硫产物该具脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点普遍存腐蚀严重、运行维护费用高及易造二污染等问题干FGD技术脱硫吸收产物处理均干状态进行该具污水废酸排、设备腐蚀程度较轻烟气净化程明显降温、净化烟温高、利于烟囱排气扩散、二污染少等优点存脱硫效率低反应速度较慢、设备庞等问题半干FGD技术指脱硫剂干燥状态脱硫、湿状态再(水洗性炭再流程)或者湿状态脱硫、干状态处理脱硫产物(喷雾干燥)烟气脱硫技术特别湿状态脱硫、干状态处理脱硫产物半干其既湿脱硫反应速度快、脱硫效率高优点干污水废酸排、脱硫产物易于处理优势受广泛关注按脱硫产物用途抛弃收两种 目前内外用烟气脱硫按其工艺致三类:湿式抛弃工艺、湿式收工艺干工艺其变频器设备应用节约能源做巨贡献[3] 干式脱硫 干式烟气脱硫工艺 该工艺用于电厂烟气脱硫始于80代初与规湿式洗涤工艺相比优点:投资费用较低;脱硫产物呈干态并飞灰相混;需装设除雾器及再热器;设备易腐蚀易发结垢及堵塞其缺点:吸收剂利用率低于湿式烟气脱硫工艺;用于高硫煤经济性差;飞灰与脱硫产物相混能影响综合利用;干燥程控制要求高 喷雾脱硫 喷雾干式烟气脱硫工艺 喷雾干式烟气脱硫(简称干FGD)先由美JOY公司丹麦NiroAtomier公司共同发脱硫工艺70代期发展并电力工业迅速推广应用该工艺用雾化石灰浆液喷雾干燥塔与烟气接触石灰浆液与SO2反应种干燥固体反应物连同飞灰起除尘器收集我曾四川省白马电厂进行旋转喷雾干烟气脱硫间试验取些经验200~300MW机组采用旋转喷雾干烟气脱硫优化参数设计提供依据 煤灰脱硫 粉煤灰干式烟气脱硫技术 本1985起研究利用粉煤灰作脱硫剂干式烟气脱硫技术1988底完工业实用化试验1991初投运首台粉煤灰干式脱硫设备处理烟气量644000Nm3/h其特点:脱硫率高达60%性能稳定达般湿式脱硫性能水平;脱硫剂本低;用水量少需排水处理排烟再加热设备总费用比湿式脱硫低1/4;煤灰脱硫剂复用;没浆料维护容易设备系统简单靠 湿脱硫 FGD工艺 世界各湿烟气脱硫工艺流程、形式机理同异主要使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂反应塔烟气进行洗涤除烟气SO2种工艺已50历史经断改进完善技术比较熟且具脱硫效率高(90%~98%)机组容量煤种适应性强运行费用较低副产品易收等优点据美环保局(EPA)统计资料全美火电厂采用湿式脱硫装置湿式石灰占39.6%石灰石占47.4%两共占87%;双碱占4.1%碳酸钠占3.1%火电厂钢厂90%采用湿式石灰/石灰石-石膏烟气脱硫工艺流程台湾本等脱硫处理较早家区基本采用镁脱硫占95% 湿式镁主要化反应机理: 其主要优点脱硫效率高同步运行率高且其吸收剂资源丰富副产品吸收商业价值高目前镁脱硫本等烟气控制严格区引用较尤其早进行脱硫发本区100例应用台湾电站95%用镁硫煤要求高适应性论高硫煤低硫煤都脱率达98% 镁脱硫主要问题吸收剂单价较高副产品设备复杂优点高脱除率高运行率副产品经济效益等 湿FGD工艺较熟:海水;氢氧化钠;美DavyMckee公司Wellman-LordFGD工艺;氨等 湿工艺烟气再热问题直接影响整FGD工艺投资经湿工艺脱硫烟气般温度较低(45℃)都露点若经再加热直接排入烟囱则容易形酸雾腐蚀烟囱利于烟气扩散所湿FGD装置般都配烟气再热系统目前应用较技术熟再(转)式烟气热交换器(GGH)GGH价格较贵占整FGD工艺投资比例较高近本三菱公司发种省泄漏型GGH较解决烟气泄漏问题价格仍较高前德SHU公司发种省GGH烟囱新工艺整FGD装置安装电厂冷却塔内利用电厂循环水余热加热烟气运行情况良种十前途 4工艺历史编辑 1927英保护伦敦高层建筑需要泰吾士河岸巴特富安班支赛德两电厂(共120MW)首先采用石灰石脱硫工艺 据统计1984SO2控制工艺189种目前已超200种主要四类:(1)燃烧前控制-原煤净化(2)燃烧控制-硫化床燃烧(CFB)炉内喷吸收剂(3)燃烧控制-烟气脱硫(4)新工艺(煤气化/联合循环系统、液态排渣燃烧器)其数家采用燃烧烟气脱硫工艺烟气脱硫则湿式石灰石/石膏脱硫工艺作主流 自本世纪30代起已经进行量湿式石灰石/石膏研究发60代末已装置投入商业运行ABB公司第套实用规模湿烟气脱硫系统于1968美投入使用1977比晓夫公司制造欧洲第台石灰/石灰石石膏示范装置IHI(石川岛播磨)首台型脱硫装置1976矶火电厂1、2号机组应用采用文丘管2塔石灰石石膏混合脱硫三菱重工于1964完第套设备根据其运转实绩进行烟气脱硫装置发 第代FGD系统:美本70代始安装早期FGD系统包括些流程:石灰基流质;钠基溶液;石灰石基流质;碱性飞灰基流质;双碱(石灰钠);镁基流质;Wellman-Lord流程采用广泛吸收类型包括通风型、垂直逆流喷射塔、水平喷射塔并采用些内部结构托盘、填料、玻璃球等增进反应 第代FGD效率般70%~85% 除少数外副产品任何商用价值能作废料排放镁基Wellman-Lord产商用价值硫硫酸特征初投资高运行维护费高系统靠性低结垢材料失效问题随着经验增流程做改进降低运行维护费提高靠性 第二代FGD系统 80代早期始安装克服第代系统结垢材料问题现干喷射吸收器炉膛烟道喷射石灰石灰石接近商业运行占主流FGD技术石灰基、石灰石基湿清洗利用填料玻璃球等通风清洗消失改进喷射塔淋盘塔见流程同其效率同初干喷射FGD达70%~80%某些改进情形达90%炉膛烟道喷射达30%~50%反应剂消耗量随着流程改进运行经验提高达90%效率美所第二代FGD系统副产物都作废物排走本德石灰石基湿清洗固态副产品强制氧化某些工农业领域商业价值石膏第二代FGD系统运行维护费用系统靠性面都所进步 第三代FGD系统 炉膛烟道喷射流程改进LIFAC流化床技术发展起通广泛采用强制氧化钝化技术影响石灰、石灰石基系统靠性结垢问题基本解决随着化程进步解使用二基酸(DBA)添加剂些系统靠性达95%钝化技术DBA都应用于第二代FGD系统解决存问题许些系统脱硫效率达95%或更高些系统固态副产品应用于农业工业德本产石膏已电厂规项目随着设备靠性提高设置冗余设备必要性减单台反应器烟气处理量越越70代投资、运行费用高存腐蚀、结垢、堵塞等问题火电厂声誉佳经15实践改进工作性能与靠性提高投资运行费用幅度降低使列优点较突:(1)火电厂期应用经验;(2)脱硫效率吸收利用率高(机组Ca/S接近于1脱硫率超90%);(3)用性(近安装机组用性已超90%)湿观念发转变 5脱硫防腐保护编辑 脱硫系统见主要设备吸收塔、烟道、烟囱、脱硫泵、增压风机等主要设备湿脱硫等工艺具介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量、磨损性强、设备防腐蚀区域、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点该装置腐蚀控制直影响装置周期安全运行重点问题脱硫防腐主要几面: 1、吸收塔、烟囱应用 2、双流式塔盘防腐保护 某电厂2010洗涤器升级安装新型双流式塔盘2011检验表明塔盘较低表面形沉积物区域面基底金属产较深点蚀用高压水沉积物清洗干净改变流量喷嘴试着控制结垢腐蚀区域现需要进行涂层保护防止进步破坏采用阿克-20防腐涂层塔盘替换陈旧碗状物进行涂层效非 3、烟道脱硫防腐保护 研发新阴极防腐系统用于燃烧系统废气处理或者空气污染控制设施保护–效控制(电流控制)高温/极酸腐蚀环境(150ºC,pH-2)薄涂层解决案[4]