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文檔簡介

1、中小型鍋爐脫硫?qū)嵱眉夹g(shù)對于鍋爐煙氣脫硫大致可分為四種型式: 一是燃煤前脫硫技術(shù),二是燃煤中 脫硫技術(shù),三是煤轉(zhuǎn)化中脫硫技術(shù),四是燃煤后脫硫技術(shù)。燃煤前脫硫技術(shù)主要 是通過物理、化學(xué)、生物脫硫技術(shù)對入鍋爐前的煤進行脫硫;燃煤中脫硫技術(shù)是 通過型煤固硫技術(shù)或循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù),在煤的燃燒過程中進行脫硫;煤轉(zhuǎn)化中脫硫技術(shù)主要有煤氣化技術(shù)、煤液化技術(shù)和水煤漿技術(shù);燃煤后脫硫技術(shù) 是對燃煤產(chǎn)生的煙氣進行脫硫處理, 主要有:濕法煙氣脫硫技術(shù)、半干法煙氣脫 硫技術(shù)、干法煙氣脫硫技術(shù)。近幾十年來全世界研究的脫硫工藝多達上百種,但 真正在工業(yè)上應(yīng)用的僅十來種(見表 1)。表1常用煙氣脫硫工藝比較表序號工藝名

2、稱工藝原理工藝特點應(yīng)用情況1石灰石/石灰-石膏濕法利用石灰漿液洗滌 煙氣,使石灰與煙 氣中SQ反應(yīng)生成 亞硫酸鈣,脫去煙 氣中的SQ,再將亞 硫酸鈣氧化反應(yīng)生 成石膏。優(yōu)點:脫硫率高95%工 藝成熟、適合所有煤種、操 作穩(wěn)定、操作彈性好、脫硫 劑易得、運行成本低、副產(chǎn) 物石膏可以綜合利用,不會 形成二次污染;缺點:一次性投資較咼。國內(nèi)外應(yīng) 用最為廣 泛,使用比例占到80%以上。2簡易石灰石/石灰-石膏濕法簡易濕法煙氣脫硫 工藝的脫硫原理和 普通濕法脫硫基本 相同,只是吸收塔 內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單(采 用空塔或采用水平 布置),省略或簡 化換熱器。優(yōu)點:投資和占地面積比較小;缺點:脫硫率低,約70%國外

3、應(yīng)用 較少,國內(nèi) 有應(yīng)用實 例3海水脫硫法利用海水洗滌煙氣 吸收煙氣中的SO 氣體。優(yōu)點:脫硫率比較咼90% 工藝流程簡單,投資省、占 地面積小、運行成本低;缺點:受地域條件限制,只 能用于沿海地區(qū)。只適用于 中、低硫煤種、有二次污染。國內(nèi)外均 有部分成 功應(yīng)用實 例(深圳西 部電廠)4旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法將生石灰制成石灰 漿,將石灰漿噴入 煙氣中,使氫氧化 鈣與煙氣中的SCO 反應(yīng)生成亞硫酸 鈣。優(yōu)點:工藝流程比石灰石- 石膏法簡單,投資也較小。缺點:脫硫率較低(約70-80%)、操作彈性較小、 鈣硫比咼,運行成本咼、副 產(chǎn)物無法利用且易發(fā)生二 次污染(亞硫酸鈣分解)。國內(nèi)外均 有少數(shù)成 功應(yīng)用實

4、 例(黃島電 廠)5爐內(nèi)干法噴鈣直接向鍋爐爐膛內(nèi) 噴入石灰石粉,石 灰石粉在高溫下分 解為氧化鈣,氧化 鈣與煙氣中的SCO 反應(yīng)生成亞硫酸 鈣。優(yōu)點:工藝流程比石灰石- 石膏法簡單,投資也較小。缺點:脫硫率較低(約30-40%、操作彈性較小、 鈣硫比咼,運行成本咼、副 產(chǎn)物無法利用且易發(fā)生二次 污染(亞硫酸鈣分解)。國內(nèi)外均 有少數(shù)成 功應(yīng)用實 例(撫順電 廠)6爐內(nèi)噴鈣-尾部增濕法直接向鍋爐爐膛內(nèi) 噴入石灰石粉,石 灰石粉在高溫下分 解為氧化鈣,氧化 鈣與煙氣中的SCO 反應(yīng)生成亞硫酸 鈣。為了提高脫硫優(yōu)點:工藝流程比石灰石- 石膏法簡單,投資也較小。缺點:脫硫率較低(約70%、操作彈性較小

5、、鈣 硫比咼,運行成本咼、副產(chǎn) 物無法利用且易發(fā)生二次 污染(亞硫酸鈣分解)。國內(nèi)外均 有少數(shù)成 功應(yīng)用實 例(撫順電 廠)率,在尾部噴入水 霧,增加氧化鈣與 煙氣中的SO反應(yīng) 活性。7煙氣循環(huán)流化床在流化床中將石灰 粉按一定的比例加 入煙氣中,使石灰 粉在煙氣當(dāng)中處于 流化狀態(tài)反復(fù)反應(yīng) 生成亞硫酸鈣。優(yōu)點:鈣利用率高、無運動 部件、投資省。缺點:脫硫率較低(W 80%、 對石灰純度要求較咼、國內(nèi) 石灰不易保證質(zhì)量、煙氣壓 頭損失大、由于加料不均勻 會影響鍋爐運行。國內(nèi)外均 有少數(shù)成 功應(yīng)用實 例8活性炭法使煙氣通過加有催 化劑的活性炭,煙 氣中的SQ經(jīng)催化 反應(yīng)成SQ并吸附 在活性炭中,用水

6、 將活性炭中的SQ 洗滌成為稀硫酸同 時使活性炭再生。優(yōu)點:脫硫率較高(90%、 工藝流程簡單、無運動設(shè) 備、投資較省、運行費用低。缺點:副產(chǎn)物為稀硫酸,不 適宜運輸,只能就地利用消 化?;钚蕴慷ㄆ谛枰鼡Q。國內(nèi)外均 有少數(shù)成 功應(yīng)用實 例(四川豆 壩電廠)9電子束法將煙氣冷卻到60C 左右,利用電子束 輻照;產(chǎn)生自由基, 生成硫酸和硝酸, 再與加入的氨氣反 應(yīng)生成硫酸銨和硝 酸銨。收集硫酸銨 和硝酸銨粉造粒制優(yōu)點:脫硫率較高(90%、 同時脫硫并脫硝,副產(chǎn)物是 一種優(yōu)良的復(fù)合肥,無廢物 產(chǎn)生。缺點:投資咼,因設(shè)備兀件 不過關(guān),大型機組應(yīng)用較困 難。國內(nèi)外均 有少數(shù)成 功應(yīng)用實 例(四川成 都

7、熱電廠、 北京熱電 廠)成復(fù)合肥。10脈沖電暈法將煙氣冷卻到60C 左右,利用咼壓電 場輻照;產(chǎn)生自由 基,生成硫酸和硝 酸,再與加入的氨 氣反應(yīng)生成硫酸銨 和硝酸銨。收集硫 酸銨和硝酸銨粉造 粒制成復(fù)合肥。優(yōu)點:脫硫率較高(90%、 同時脫硫并脫硝,副產(chǎn)物是 一種優(yōu)良的復(fù)合肥,無廢物 產(chǎn)生。缺點:投資咼,因設(shè)備兀件 不過關(guān),大型機組應(yīng)用較困 難。尚處于試 驗當(dāng)中。本章主要介紹幾種用于小于鍋爐成熟的燃煤后脫硫技術(shù)。第一節(jié)雙堿法煙氣脫硫技術(shù)雙堿法煙氣脫硫工藝是濕法煙氣脫硫技術(shù)的一種,是為了克服石灰石一石灰 法容易結(jié)垢的缺點而發(fā)展起來的。它先用堿金屬鹽類如NaOH NqCQ NaHCONaSO等的

8、水溶液吸收SQ,然后在另一石灰反應(yīng)器中用石灰或石灰石將吸收 SO 后的溶液再生,再生后的吸收液再循環(huán)使用,最終產(chǎn)物以亞硫酸鈣和石膏形式析 出。、化學(xué)原理1、在吸收塔內(nèi)吸收SQ:用NaOH吸收2NaOH + SO 2Na2SO+ H2O用NaSO吸收Na2SO + SO2 + H 2O2NaHSO用NaCO吸收Na 2CO+ SO2Na2SO + CQ2、將吸收了 SQ的吸收液送至石灰反應(yīng)器,進行吸收液的再生和固體副產(chǎn)品的板出,如以納鹽作為脫硫劑,用石灰或石灰石對吸收劑進行再生,則在反應(yīng)器中會進行下面的反應(yīng):用石灰再生 Ca(QH) 2 + Na 2SQ NaQH + CaSQCa(QH)2 +

9、 2NaHSQ NazSQ + CaSQ.1/2H 2Q + 1/2H 2。用石灰石再生 CaCQ3 + 2NaHSQNazSQ + CaSQ1/2H 2Q + I/2H2Q+ CQ再生后的NaQH和NqSQ等脫硫劑可以循環(huán)使用。由于存在著一定的氧氣, 因此同時會發(fā)生下面的副反應(yīng):Na2SQ + 1/2Q 2 NazSQ脫除硫酸鹽 Ca(QH) 2 + 2NaHSQ + 2H 2Q NaQH + CaSQ2H2Q2CaSQ1/2H 2Q + NazSQ + H 2SQ + 3H 2Q 2NaHSQ+ 2 CaSQ4.2H2Q軟化Ca 2+ + Na 2CQ 2Na+ + CaCQCeT + H

10、 2Q + CC2 2H+ + CaCQ2+ +Ca + NazSQ + 1/2H 20 2Na + CaCQ.1/2H2Q二、工藝流程雙堿法的工藝流程如圖所示。煙氣與含有亞硫酸納、硫酸鈉、亞硫酸氫納的 溶液接觸,在某些情況下,溶液中還含有氫氧化鈉或碳酸納。 亞硫酸納被吸收的 SQ轉(zhuǎn)化成亞硫酸鹽。抽出一部分再循環(huán)液與石灰反應(yīng),形成不溶性的亞硫酸鈣 和可溶性的亞硫酸納及氫氧化鈉。最初的雙堿法一般只有一個循環(huán)水池,NaQH石灰和脫硫過程中捕集的飛灰 同在一個循環(huán)池內(nèi)混合。在清除循環(huán)池內(nèi)的灰渣時,煙灰、反應(yīng)生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未完全反應(yīng)的石灰同時被清除, 清除的混合物不易綜合利用而 成為

11、廢渣。為克服傳統(tǒng)雙堿法的缺點,對其進行了改進。主要過程是,清水池一次性加 入氫氧化鈉溶劑制成脫硫液,用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶于水, 在脫硫過程中,煙氣夾雜的飛灰同時被循環(huán)液濕潤而捕集,從吸收塔排出的循環(huán)漿流入沉淀池?;以?jīng)沉淀定期清除,可回收利用,如制磚等到。上清液溢流進 入反應(yīng)池與投加的石灰進行反應(yīng),置換出的氫氧化鈉溶解在循環(huán)水中,同時生成 難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等,可通過沉淀清除。位于佛羅里達靠近塔荷切的海灣電力公司的斯科爾茨發(fā)電站就是采用雙堿 法進行煙氣脫硫。其煙氣洗滌系統(tǒng)由一個可變喉徑垂直振動型文丘里洗滌器后面 跟一個板式塔或噴射接觸吸收器組成。文丘里洗滌器和吸

12、收塔都單獨備有水池和 除霧器,以致它們能夠分別進行試驗。斯科爾茨發(fā)電站脫硫裝置的操作情況如圖 所示,圖中曲線代表了活性堿濃度在 0.15 0.4mol/L范圍內(nèi)變化時,裝置出口 SQ濃度的變化情況。裝置運行了 15個月以后,若采用文丘里和板式塔聯(lián)合操作, SQ的平均脫除效率為95.5%;如果只采用文丘里,效率為 90.7%。三、雙堿法工藝特點與石灰石或石灰濕法相比,鈉堿雙堿法原則上具有如下優(yōu)點:1、用NaQH兌硫,循環(huán)水基本上是NaQH勺水溶液,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,便于設(shè)備運行與保養(yǎng);2、吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發(fā)生在吸收塔外,減少了塔內(nèi)結(jié)垢的可能性,因此可以

13、用高效的板式塔或填料塔代替目前廣泛使用的噴淋塔,從而減小了吸收塔的尺寸及操作液化比,降低脫硫成本;3、脫硫效率高,一般在90%以上。缺點是NaSQ氧化副反應(yīng)產(chǎn)物NaSQ較難 再生,需不斷向系統(tǒng)補充 NaQH或NaCQ而增加堿的消耗量。另外,的存在也將 降低石膏的質(zhì)量。塵器聯(lián)合使用以達到脫硫除塵的目的。同時煙氣經(jīng)過布袋過濾時進一步進行脫 硫。該技術(shù)1995年在我國山東德州熱電廠75T/H煤粉爐和其他幾個廠的中小鍋 爐上得以應(yīng)用。第二節(jié)荷電干式吸收劑噴射煙氣脫硫技術(shù)荷電干式吸收劑噴射煙氣脫硫技術(shù)屬于干法煙氣脫硫技術(shù)的一種, 該技術(shù)是 美國阿蘭柯環(huán)境資源(Ala neo En viro nmen t

14、ai Resources Co. )20世紀(jì)90年代 開發(fā)的,具有投資少,占地面積小,工藝簡單的優(yōu)點,但對干吸收劑粉末中Ca(OH) 的含量、粒度及含水率等要求較高,在 Ca/S為1.5左右時,脫硫率達60-70%。 荷電干式吸收劑噴射系統(tǒng)(CDS)適用于中小型鍋爐的脫硫,與布袋除塵器配合 可以提高脫硫效率10-15%。一、CDSI系統(tǒng)工作原理爐內(nèi)噴鈣脫硫由于與爐膛煙氣混合不夠好、分布不均勻、在有效的溫度區(qū)停留時間短,使其脫硫效率較低,一般在 40%以下。荷電干式吸收劑噴射煙氣脫硫 技術(shù)是使鈣基吸收劑高速流過噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū),使吸收劑得到強大的靜電荷(通常是負電荷)。當(dāng)吸收劑通

15、過噴射單元的噴管被噴射到煙氣 中,吸收劑由于都帶同種電荷,因而相互排斥,很快在煙氣中擴散,形成均勻的 懸浮狀態(tài),使每個吸收劑粒子的表面充分暴露在煙氣中,與SO的反應(yīng)機會大大增加,從而提高了脫硫效率;而且荷電吸收劑粒子的活性大大提高,降低了同 SO完全反應(yīng)所需的停留時間,一般在2S左右即可完成化學(xué)反應(yīng),從而有效地提 高了 SQ的脫除率。除了提高吸收劑化學(xué)反應(yīng)成效外,荷電干式吸收劑噴射系統(tǒng)對小顆粒(亞微 米級PM10粉塵的去除率也很有幫助,帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附在自己 的表面,形成較大顆粒,提高了煙氣中塵粒的平均粒徑,這樣就提高了相應(yīng)除塵設(shè)備對亞微米級顆粒的去除率。很多堿性粉末物質(zhì)可作為吸收

16、劑,但從經(jīng)濟技術(shù)上分析,只有以鈣基吸收劑 最具有適用價值。用于粉末煙道噴射脫硫的吸收劑通常為 Ca(QH),氫氧化鈣是 高效強堿性脫硫試劑。一般燃煤鍋爐排煙溫度低于 425C。Ca(QH在煙氣中主 要是與 SO生成亞硫酸鈣,部分Ca(OHl與煙氣中的SO生成硫酸鈣。鈣的亞硫酸 鹽是相對穩(wěn)定的。氫氧化鈣脫硫的亞硫酸鹽化反應(yīng)和硫酸鹽化反應(yīng)原理為:Ca(OH) + SO2 CaSO + H2OCa(OH) + SO3 CaSO4+ H2O化學(xué)反應(yīng)須具備四個條件:反應(yīng)物質(zhì)、反應(yīng)接觸時間、足夠的能量和其他條 件。當(dāng)溫度低于425C, SO與Ca(OH反應(yīng)生成亞硫酸鈣是慢速化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng) 時間需大于2S,

17、并且固硫劑需要充分地擴散。粉末吸收劑的粒度及比表面積是 影響其粉末活性的重要因素。粉末荷電噴射有以下作用:1、擴散作用。荷電粉末可以在任何溫度下迅速擴散。由于粉末帶有同種電荷,因而相互排斥迅速地在煙道中擴散, 形成均勻分布的氣溶膠懸浮狀態(tài)。 每個 粉末的表面充分地暴露于煙氣中,使其與 SO的反應(yīng)機會增加,從而使脫硫效率 大幅度提高。2、活化作用。由于固硫劑粉末的荷電,提高了固硫劑的吸收活性,減小了 與SO反應(yīng)所需要的氣固接觸時間,一般 2S內(nèi)即可完成反應(yīng),從而大幅度地提 高脫硫效率和鈣利用率。3、除塵作用。帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附在自己的表面,形成較大顆 粒,提高了煙氣中塵粒的平均粒徑,這

18、樣就提高了相應(yīng)除塵設(shè)備對亞微米級顆粒 的去除率。二、CDSI系統(tǒng)基本工藝流程CDSI系統(tǒng)基本工藝流程如圖8-3 ( P43所示論文)所示。鍋爐煙氣與荷電粉 末混合,經(jīng)過1-2S時間,基本完成脫硫過程,通過布袋除塵器除塵和再脫硫。 鍋爐飛灰和殘留的Ca(OH)仍然具有一定的脫硫效果,因此干灰再循環(huán)是有意義的,可減少Ca(OH的運行消耗量。在除塵器灰斗卸灰時,通過三通閥門切換即 可實現(xiàn),不卸灰時,干灰盡可能循環(huán)利用。外來Ca(OH粉末拆包后倒入提升機料斗,提升到粉末儲存?zhèn)},通過給料機 和受料器輸入到荷電器,固硫劑粉末荷電后注入煙道。對流程中脫硫及除塵系統(tǒng)進行自動檢測和控制是必要的。在空氣預(yù)熱器設(shè)有

19、溫度、SO連續(xù)檢測,以便在溫度過高或過低報警時采取保護措施。SO的檢測主要用于控制Ca(OH)的用量。在袋式除塵器進出口分別設(shè)有溫度、壓力、流量、 SQ濃度的檢測,用于掌握爐況、除塵、清灰和 Ca(OH)用量控制。脫硫管道和除 塵器均需保溫,保溫后能夠防止煙氣結(jié)露。三、CDSI系統(tǒng)主要設(shè)備CDSI系統(tǒng)由粉末咼壓電暈荷電噴射系統(tǒng)、煙氣脫硫管道系統(tǒng)、布袋除塵系 統(tǒng)和測控系統(tǒng)組成。粉末高壓電暈荷電噴射系統(tǒng)包括給料單元、噴射單元及測控系統(tǒng);煙氣脫硫管道系統(tǒng)及除塵系統(tǒng)包括燃煤鍋爐、煙道、布袋除塵器及引風(fēng)機等。1、給料單元CDSI系統(tǒng)的給料單元由料倉、閘板閥、星型給料機、計算料斗、倉頂布袋 除塵器及給料機

20、組成。料倉是用來貯存吸收劑,其容積一般為2天連續(xù)運行所需 的吸收劑量。倉頂布袋除塵器是防止將吸收劑送入料倉時排出的帶有粉塵的空氣 而污染環(huán)境。閘板閥和星型給料機是將粉倉和計量料斗連接并按需要將料倉的吸 收劑自動送入計量斗。給料機為無級變速容積式給料機,根據(jù)煙氣中總量SO的多少來調(diào)節(jié)吸收劑的給料量。工作過程中利用高壓風(fēng)機的氣流引射,將計量斗定量給出的粉末發(fā)散形成氣 溶膠。料倉的吸收劑粉末經(jīng)過閘板閥和星型給料機進入螺旋給料機,螺旋給料機根據(jù)煙道中測試SO的濃度由變頻器控制轉(zhuǎn)速,適時調(diào)節(jié)給料量,高壓風(fēng)機出口 的引射器在高速引射氣流作用下在給料器粉末進口處產(chǎn)生負壓,將給料機輸出的 粉末引入噴射氣流中呈

21、氣溶膠狀態(tài)送入荷電器荷電。粉末發(fā)生速度和鼓風(fēng)量可 調(diào),引射氣流量由閘閥調(diào)節(jié)。2、粉末荷電單元高壓電源采用GGIOOkv 30mA高壓硅整流變壓器將自動控制器輸出的可控交 流電壓送高壓變壓器直接升壓,再經(jīng)硅堆全波整流,輸出直流負高壓,同時增加 一個限流電阻,以防止閃絡(luò)時電流過大損壞電極系統(tǒng)。粉末荷電單元由荷電噴槍、高壓電源、氣一固混合器、一次風(fēng)機、二次風(fēng)機 組成。一次風(fēng)機使給料器粉末進口處于負壓狀態(tài),這樣從給料器下來的粉末隨空氣按一定的氣固比進入噴槍的充電區(qū)充電,帶電的吸收劑進入煙道中與SQ發(fā)生反應(yīng)。二次風(fēng)機的作用是自動清掃充電區(qū),以防止充電部分被吸收劑粘附。3、SQ自動檢測裝置及計算機控制系統(tǒng)

22、SQ自動檢測裝置主要是測量 CDSI系統(tǒng)前后SQ的濃度及煙氣量并將數(shù)據(jù)自 動輸入計算機控制系統(tǒng)。由計算機控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的 Ca/S及其它參數(shù)自動調(diào) 節(jié)吸收劑的噴射量。CDSI系統(tǒng)吸收劑的噴射量是根據(jù)煙氣中 SQ的含量多少來決定的??刂莆?劑噴入量的方法有兩種:一是最準(zhǔn)確的控制方法,它是通過高精度的SQ測定儀, 連續(xù)檢測煙氣中SQ的含量及煙氣量,并將檢測的數(shù)據(jù)輸入計算機,計算機將根 據(jù)設(shè)定的程序自動調(diào)節(jié)吸收劑的噴入量。 這種方法的優(yōu)點是噴入量準(zhǔn)確,吸收劑 利用率高,但缺點是SQ測定儀價格昂貴,且日常維護復(fù)雜。二是簡單實用的控 制方法。對于電站鍋爐而言,負荷一般在一定范圍內(nèi)變化,而同一批煤中的

23、含硫 量及熱值變化不大,因此,可根據(jù)鍋爐負荷來調(diào)整吸收劑的噴入量, 這是一種比 較簡單經(jīng)濟實用的控制方法。四、CDSI系統(tǒng)的技術(shù)條件與參數(shù)1、對吸收劑的要求粉狀Ca(OH>,粒度30-50um;含水量在2%以下,具有良好的流動性;比表 面積20ng,干燥吸叫劑。2、技術(shù)條件為達到良好的脫硫效果,要求吸收劑噴射點的煙氣粉塵濃度不高于10g/m3,否則需要在CDSI系統(tǒng)前增加預(yù)除塵,將粉塵濃度降到 10g/m3以下。3、CDSI系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)1)CDSI系統(tǒng)采用布袋除塵器綜合脫硫率一般為 80-90%。2) 系統(tǒng)電耗和占地面積。以發(fā)電機組為例,約占機組額定發(fā)電量的0.2%左 右,占地面積很

24、小,一般情況下現(xiàn)有場上可布置。3)投資比例。CDSI的工程總造價約占電站總投資的 4%左右。以電站項目為 例,一般低于鍋爐本體的設(shè)備價格。第三節(jié)石灰-石膏濾泡濕法脫硫技術(shù)石灰-石膏濕法脫硫工藝并配套 DLP濾泡脫硫裝置,獨創(chuàng)循環(huán)流態(tài)化濾泡吸 收技術(shù),脫硫效率以及運行的經(jīng)濟性與可靠性均較傳統(tǒng)濕式脫硫裝置得以大幅度 提高。該項脫硫技術(shù)工藝具有下列突出特點。1、脫硫效率咼,脫硫率95%2、工藝成熟,適合所有煤種。3、操作穩(wěn)定,操作彈性好。4、脫硫劑、起泡劑易得,脫硫費用低。5、系統(tǒng)不結(jié)垢,能連續(xù)穩(wěn)定脫硫。6水可以循環(huán)使用,不會形成二次污染。7、造價和使用費用低。一、濕法脫硫工藝評價1影響脫硫效率的因

25、素分析本公司長期致力于濕法煙氣脫硫的研究,從理論和實踐兩個方面總結(jié)出影 響濕法煙氣脫硫效率的因素有以下幾條:1界面濃度脫硫液界面濃度應(yīng)愈低愈好。因此連續(xù)供給的脫硫液成為必須,可以通過 流動的水膜、噴射的霧滴、移動的濾泡來實現(xiàn)。2)液氣比要實現(xiàn)脫硫液對煙氣中二氧化硫的最大吸收,必須有充足的吸收液。理論 上認為當(dāng)液氣比達到15時脫硫率可接近100%但是同時帶來脫硫設(shè)備經(jīng)濟性 問題,以及脫硫產(chǎn)物的處理。事實上,我們希望最小的液氣比達到最大的吸收 效果。這就要求脫硫液在脫硫塔內(nèi)要實現(xiàn)最大比表面積,而實現(xiàn)最大比表面積 的方法有三種即:(1)水膜。由于水膜的厚度可小至幾個微米級, 單位體積的脫硫液的表面

26、積由于厚度的降低而放大。(2)水霧。使單位體積的脫硫液霧化成更加微小的顆粒。(3)水泡。由于水泡的膜厚僅為幾微米以下,且濾泡中包有煙氣,泡膜內(nèi)、 外層都能充分與煙氣接觸,因而是實現(xiàn)脫硫液最大比表面積的最佳途徑。3)吸收劑由于氣體溶質(zhì)與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因而吸收劑對吸收過程有很大的影響, 不同的吸收劑與SO反應(yīng)的速度也不一樣。好的吸收劑使SQ進入吸收液后很快 因化學(xué)反應(yīng)而消耗掉。使吸收液的平衡分壓降低,甚至可以為零,從而使吸收 推動力大大增加,吸收速率大為提高。選擇好的吸收劑對脫硫效率的影響是顯 著的,常用的吸收劑有 CaQ Ca(QH卜NaQH Na2CQ NHHQ等。4)吸收劑用量吸收劑的種

27、類和進塔濃度由設(shè)計者選定,而吸收劑用量和出塔溶液中吸收 質(zhì)濃度需通過計算確定。充足的吸收劑用量,是保證吸收反應(yīng)充分進行的前提。 由于常用鈣基脫硫劑,我們常用鈣硫比來表述吸收劑用量。5)煙氣與吸收劑吸收反應(yīng)時間毫無疑問,由于吸收速率及化學(xué)反應(yīng)速度的關(guān)系,必須使含硫煙氣與吸收 劑有充足的吸收反應(yīng)時間,才能確保吸收反應(yīng)的進行,因此煙氣在吸收塔內(nèi)的 停留反應(yīng)的時間,必須依上述幾個因素確定,一般為2-5m/s。在設(shè)計時,根據(jù)煙氣流量,吸收反應(yīng)的時間就決定了吸收塔的高度和煙氣的速度。而煙氣流速 則因不同的吸收塔結(jié)構(gòu)要求又有所不同,設(shè)計時應(yīng)充分考慮。6)吸收塔結(jié)構(gòu)同樣的吸收劑在不同結(jié)構(gòu)的吸收塔中吸收效果有所

28、不同,因此,應(yīng)充分考 慮吸收塔結(jié)構(gòu)對脫硫效率的影響。有填料層的吸收塔結(jié)構(gòu)通常會優(yōu)先考慮,但是,有填料層吸塔式旋流板結(jié) 構(gòu)的脫硫裝置在脫硫過程中由于有固態(tài)物產(chǎn)生,常常堵塞填料層,造成裝置運 行阻力的增加,并嚴(yán)重影響脫硫效果。而濾泡塔則突破了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計,使脫 硫塔結(jié)構(gòu)十分簡單,不存在固態(tài)物堵塞的可能,因此,與有填料層的吸收塔相 比具有明顯的結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢。2、常用脫硫吸收劑的比較濕法脫硫是一種化學(xué)吸收反應(yīng),吸收劑對吸收過程有很大的影響,不同的 吸收劑與SO反應(yīng)的速度也不一樣,常用的吸收劑有:氫氧化鈉或碳酸鈉、氧 化鎂、鈉-鈣雙堿、氨、海水、石灰乳、石灰石漿液等。1)氫氧化鈉(NaOH或碳酸鈉(Nq

29、CO)作為吸收劑脫硫,存在如下諸多 問題:(1)如果將脫硫后的產(chǎn)物亞硫酸鈉回收利用,存在流程過長、回收費用過 高、畐U產(chǎn)品無銷路等問題;(2)脫硫劑消耗量大,脫硫成本很高;(3)增加水處理費用。每年將產(chǎn)生大量亞硫酸鈉(NaSO),如直接排放, 大量具有還原性能的SO2-將使環(huán)境水體的COD大大升高,勢必造成對環(huán)境水體 的嚴(yán)重污染,這是絕對不允許的;若作污水處理后排放,則處理費用可能不低于 煙氣脫硫費用,企業(yè)難以承受。2)氧化鎂作為吸收劑脫硫由于氧化鎂來源有限,且氧化鎂脫硫后,如果不將脫硫劑循環(huán)使用而將脫硫 產(chǎn)物直接排放,必將對環(huán)境水體造成嚴(yán)重污染;如果象國外氧化鎂脫硫那樣循環(huán) 利用脫硫劑,則流

30、程很長,設(shè)備繁多,投資極大,占地面積大。3)海水作為吸收劑脫硫海水通常呈堿性,具有天然的酸堿緩沖能力及吸收 SO的能力,當(dāng)SO被海 水吸收后,再經(jīng)處理氧化為無害的硫酸鹽而溶 于海水。硫酸鹽是海水的天然成 分,經(jīng)脫硫而流回海洋的海水,其酸性成分只會稍有提高,流入海洋后這種差異 就會消滅,但海水脫硫必須以工廠座落于海邊為前提。4)氨作為吸收劑脫硫氨是一種良好的堿性吸收劑,其吸收反應(yīng)是氣氣反應(yīng),吸收反應(yīng)速度快, 反應(yīng)完全,但氨的價格相對于低廉的石灰來說是太高了。 過高的運行成本使氨法 脫硫的推廣應(yīng)用受到極大影響,在脫硫應(yīng)用中極少。但有廢氨水排放的企業(yè)可選 用該法。5)鈉-鈣雙堿法脫硫用NaOH乍吸收劑脫硫,吸收劑再生和脫硫渣的沉淀須在吸收塔外進行,致 使設(shè)備占地面積大,脫硫過程中需不斷補充 NaOH或NaCO,操作較繁瑣,且NaSQ 的存在也使脫硫產(chǎn)物石膏難以回收利用。6)石灰乳作為吸收劑脫硫脫硫產(chǎn)物是硫酸鈣(石膏),可容易地從脫硫系統(tǒng)中分離出來,不會對環(huán)境 水體造成污染,不存在脫硫廢水的處理問題;這種脫硫劑是價格低廉的石灰,脫 硫成本低,企業(yè)能承受,且這種方法技術(shù)成熟,可靠性高。2、常見吸收塔結(jié)構(gòu)比較針對石灰-石膏濕法脫硫工藝,選擇不同結(jié)構(gòu)的吸收塔對脫硫效果、操作的 方便性及使用壽命均有十分重要的影響。 在煙氣濕法脫硫技術(shù)發(fā)展進程中,

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