脫硫技術(shù)_干法

1、2-1 LIFAC脫硫技術(shù)（脫硫技術(shù)（Limestone Injection into the Furnace and Calcium Oxide Activation) 一、工藝流程一、工藝流程二、基本原理二、基本原理1、爐內(nèi)噴鈣脫硫原理 將石灰石磨細成30m左右的微粒，在鍋爐900左右的部位噴入爐內(nèi)，石灰石受熱分解成CaO，CaO和SO2反應而脫硫。molkJCaSOOSOCaOmolkJCOCaOCaCO/50021/17842223化學反應方程式： 在活化器中噴水后，煙氣中未反應完的CaO和水進行水合反應產(chǎn)生Ca(OH)2， Ca(OH)2 然后和SO2作用而脫硫。22)(OHCaOH

2、CaO2、活化器脫硫原理OHCaSOOOHSOOHCaOHCaSOOHSOOHCa24222223222221)(2)(1、爐內(nèi)參數(shù)的影響三、影響參數(shù)三、影響參數(shù)最佳的溫度為8501100。當溫度升高時，石灰石的活性因為CaO的表面積和孔隙率的減小而下降，燒結(jié)作用增強，脫硫效率下降。(1)、溫度的影響當溫度下降時，SO2和CaO之間的反應速度較低，脫硫效率下降。(2)、Ca/S的影響Ca/S：吸收劑所含鈣的摩爾數(shù)與煙氣中SO2摩爾數(shù)之比。 當Ca/S增加時，SO2增加。當Ca/S2時，SO2增加緩慢，Ca的利用率下降，并且爐膛內(nèi)容易結(jié)焦，因此一般Ca/S92，200目全通過，30 m的88。粗

3、碎顎式破碎機7080mm中間倉細碎沖擊式細粉機中間倉2管磨機選粉機脈沖收塵器粉庫石灰石塊料 350mm(2) 爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)(3) 活化反應器系統(tǒng)作用：A、煙氣增濕使煙氣中未反應的CaO活化成Ca(OH)2而脫硫。B、使煙氣進入除塵器前不帶水，保證除塵器安全運行。C、降低煙氣比電阻，并起預除塵作用。(4) 脫硫灰再循環(huán)系統(tǒng)作用：提高脫硫效率和鈣的利用率。 再循環(huán)灰量為總灰量的30左右。(3) 活化反應器系統(tǒng)五、LIFAC系統(tǒng)對電廠運行的影響1、LIFAC對灰性能和ESP的影響(1) 爐內(nèi)噴鈣對灰性能和ESP的影響 灰性能A、噴鈣后，飛灰粒度變細，細灰容量負荷大大增加。B、噴鈣后，飛灰含碳量增加。

4、C、噴鈣后，飛灰比電阻增加34個數(shù)量級，為高比電阻粉塵。(2) 活化器對灰性能和ESP的影響 ESP性能噴鈣后，粉塵濃度、粉塵細度和比電阻增加，導致ESP性能下降，約8，灰的排放量增加23倍。增濕后，粉塵比電阻降低，粉塵比電阻約為108 cm。煙氣溫度降低使ESP的煙氣量降低?；罨鞯念A除塵作用使ESP的粉塵濃度降低。從而ESP的性能提高。2、LIFAC對鍋爐其它性能的影響(1) 使鍋爐受熱面積灰，熱效率降低，但影響不是太大。(2) 使鍋爐對流面的磨損增加。(3) 增加的灰負荷使鍋爐對流面的傳熱降低，爐膛水冷壁和過熱器的結(jié)渣和積灰也使輻射和對流傳熱降低。六、LIFAC技術(shù)特點1、脫硫效率可達8

5、5。2、適用于煤含硫量1.5%。3、工藝簡單、投資及運行費用低。 LIFAC的投資為濕法脫硫系統(tǒng)投資的32，運行費用為濕法脫硫系統(tǒng)的784、占地面積小，適用于老電廠的改造。5、沒有污水排放。七、LIFAC技術(shù)分步實施2、活化及灰再循環(huán)3、濕灰循環(huán)八、南京下關(guān)電廠LIFAC工藝1、爐內(nèi)噴鈣脫硫鍋爐：420t/h； 機組：125MW 煤含硫量0.97%處理氣體量：864348m3/h(含石灰石粉載氣和助混氣體)活化塔：高43m，直徑11m； 活化器阻力損失：92投資（2臺）：12億； 脫硫成本：1.52分(kWh)3-6 半干法煙氣脫硫技術(shù)( Semi-dry Flue Gas Desulfuri

6、zation )q 噴霧干燥法q 煙氣循環(huán)流化床q NID技術(shù) 石灰在與SO2進行化學反應的同時，不斷吸收煙氣中的熱量使石灰中的水分蒸發(fā)干燥，最后反應產(chǎn)物以干態(tài)脫硫渣形式排出。3-6-1 噴霧干燥法q 工藝原理q 工藝流程q 影響脫硫效率的因素q 主要工藝系統(tǒng)q 主要特點q 應用實例一、工藝原理生石灰制漿：22)(OHCaOHCaOSO2被液滴吸收：3222SOHOHSO吸收劑和SO2反應：OHCaSOSOHOHCa233222)(1、化學過程：2、物理過程 恒速干燥階段 液滴含水分充足，蒸發(fā)速度僅受熱量傳遞和液體表面的速度控制，蒸發(fā)速度大且恒定。 脫硫反應為液相反應，反應受SO2氣相傳質(zhì)的影

7、響。液滴中的CaSO3干燥析出：)()(33sCaSOaqCaSO降速干燥階段 蒸發(fā)基本停止，干燥顆粒內(nèi)部帶有平衡水份。 液滴表面出現(xiàn)固體，蒸發(fā)受到水分限制，蒸發(fā)速度降低，液滴溫度升高。 脫硫反應速度降低，Ca(OH)2溶解成為脫硫反應的控制因素。 假平衡階段二、噴霧干燥法工藝流程旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝流程圖旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝流程圖旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝示意圖旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝示意圖三、影響脫硫效率的因素 吸收塔煙氣出口溫度 煙氣出口溫度和絕熱飽和溫度之差T 表示煙氣出口溫度的影響。 T 越小，脫硫效率越高。 T 一般為1015 。 鈣硫比（CaS） Ca/S增加，脫硫效率增加，到一定時脫硫效率趨于平穩(wěn)。 C

8、a/S一般為1.31.5。進口SO2濃度SO2濃度增加，Ca(OH)2增加使液體含固量增加，液滴水分減少，從而使脫硫效率下降。 進口煙氣溫度進口溫度增加，可以加入更多的水份，從而增加第一階段的吸收作用，使脫硫效率增加。 霧滴直徑霧滴直徑應保證不能濕壁又不能干燥太快。一般霧滴直徑33550 m。脫硫灰渣與吸收劑混合后，灰渣在漿液霧化過程中起霧滴核心作用，提高新鮮漿液的表面積，從而提高脫硫效率和鈣的利用率。再循環(huán)灰量為總灰量的30左右。脫硫灰再循環(huán) 氯離子CaCl2能保持水分，延遲液滴干燥的時間，有利于脫硫。四、主要工藝系統(tǒng) 霧化器及料漿制備系統(tǒng)包括吸收劑的處理和制漿，以及灰渣再循環(huán)時灰渣的處理和

9、吸收劑與灰渣的混合。(1) 氣流式噴嘴霧化器霧化能量由490630KPa的壓縮空氣供給。氣體出口速度200340m/s，液體出口速度2m/s，高的氣液速度差漿液霧化。霧化錐角小，塔體較長（高徑比1.52）。兩相流霧化噴嘴兩相流霧化噴嘴特點 制造簡單，維護方便，噴嘴獨立運行，切換方便。 能耗大，數(shù)量多，檢修復雜。(2) 旋轉(zhuǎn)離心霧化器漿液通過離心力由高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤或霧化輪霧化成微小顆粒。霧化輪轉(zhuǎn)速為1000020000r/min。霧化容量達100g/s。霧化錐角大，塔體高徑比0.70.9。旋轉(zhuǎn)霧化噴嘴特點 霧化錐角大，調(diào)節(jié)能力好，霧化容量大，能耗低。 結(jié)構(gòu)復雜，投資大，不能在線維護。 噴霧干燥

10、塔q 氣液接觸方式并流：溫度最高的干燥煙氣和水份最大的水滴接觸，水份蒸發(fā)迅速，煙氣溫度顯著降低。逆流：塔底較濕的煙氣和塔頂水份最大的水滴接觸，干燥推動力較小，水份蒸發(fā)較慢。吸收塔尺寸吸收塔的尺寸由霧化器類型、煙氣量、SO2濃度、煙氣停留時間、吸收劑特性、煙氣出口溫度等決定。53/DH壓力及氣流式霧化器15 .0/DH旋轉(zhuǎn)霧化器除塵設(shè)備吸收塔下部錐角600，塔內(nèi)煙氣停留時間1012s。一般采用袋式除塵器和電除塵器。袋式除塵器中的脫硫效率可達總效率的1530，電除塵器中的脫硫效率可達總效率的1015。運行控制系統(tǒng) 漿液調(diào)節(jié)系統(tǒng) 聯(lián)鎖保護系統(tǒng)五、噴霧干燥法技術(shù)特點q 脫硫效率較高，7585q 投資和

11、運行費用較少、占地較小q 反應產(chǎn)物為干的，便于處理q 沒有廢水二次污染主要應用問題q 容器濕壁，管道堵塞q 噴霧器的磨損和破裂q 煙道和除塵器腐蝕q 對除塵器的性能有影響噴霧干燥塔濕壁情況噴霧干燥塔濕壁情況山東黃島電廠半干法脫硫系統(tǒng)機組：200MW處理煙氣量：300000m3/h入口煙氣溫度：145 出口煙氣溫度： T 1215 入口SO2濃度：5720mg/m3Ca/S: 1.4；石灰用量：307t/h脫硫效率：70脫硫成本：3.578元KgSO2；發(fā)電成本增加0.03元度投資：7403.6萬元3-6-2 煙氣循環(huán)流化床吸收劑和煙氣從吸收干燥塔下部進入，吸收劑在塔內(nèi)呈懸浮流態(tài)化，延長了吸收劑

12、在塔內(nèi)的停留時間。q 循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)(CFB-FGD) 德國魯奇(Lurgi)、Wulff、Thyssen公司q Wulff回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)(RCFB) 德國Wulff公司q 氣體懸浮吸收煙氣脫硫工藝(GSA) 丹麥FLS.Miljo公司特點：沒有噴漿系統(tǒng)和漿液噴嘴；床料98參與循環(huán)，石灰利用率達99；反應器速度1.836.1m/s，適應30100的負荷變化；脫硫效率92；產(chǎn)物主要為亞硫酸鈣。CFBFGD工藝循環(huán)流化床(干式)煙氣脫硫技術(shù)-工藝流程圖 RCFB工藝特點：塔底部為文丘里管；塔內(nèi)存在很強的內(nèi)部湍流，延長吸收劑停留時間；相比之下，石灰耗量極大減少；運行靈活；投資和

13、運行費用少。RCFB控制系統(tǒng)SO2控制：根據(jù)SO2量調(diào)節(jié)加入石灰量溫度控制：根據(jù)出口溫度調(diào)節(jié)噴水量排料控制：根據(jù)塔內(nèi)吸收劑濃度調(diào)節(jié)脫硫渣排出量GSA煙氣循環(huán)流化床流化床反應器消石灰漿池水水電除塵器布袋除塵器煙囪去灰場空氣煙氣旋風除塵器GSA工藝特點 床料高倍率循環(huán)(100倍)，吸收劑與煙氣充分接觸。 床料濃度高(5002000g/m3)。 吸收劑利用率高，耗量少，Ca/S1.2 脫硫效率可達90。NID技術(shù)流程增濕器增濕混合后吸收劑的濕度為5，具有很好的流動特性。NID技術(shù)特點q 沒有制漿和噴漿系統(tǒng)，實行石灰消化和循環(huán)增濕一體化，利用消化產(chǎn)生的蒸汽提高煙氣的相對濕度，對脫硫有利。q 脫硫灰多次

14、循環(huán)，循環(huán)倍率高達50，鈣利用率達95。q 脫硫效率高。Ca/S為1.21.3時，脫硫效率達90以上。q 沒有廢水二次污染。3-7 干法煙氣脫硫技術(shù)q 活性炭吸附法q 等離子體煙氣脫硫技術(shù)q CDSI荷電干式噴射脫硫技術(shù)3-7-1 活性炭吸附法一、基本原理*22*22*2)(2)(SOSOOHgOHOgO物理吸附化學吸附*242*2*42*42*2*3*3*2)(OnHSOHOnHSOHSOHOHSOSOOSO1、吸附過程影響SO2吸附的因素q 廢氣中含有足夠的氧和水蒸氣（化學吸附需要）q 吸附溫度：吸附溫度下降，吸附效率增加。q 對吸附劑進行處理：利用對SO2氧化起催化作用的金屬鹽對活性炭進

15、行處理，以提高活性炭的吸附能力，如Cu、Fe、Ni、Mn、Cr和Ce等。q 吸附劑的種類：各種活性炭由于其制造、原料的不同，其吸附能力不同。q 氣流速度：氣流速度增加，吸附效率下降。2、再生(1) 加熱再生對負載的活性炭進行加熱，得到高濃度的SO2副產(chǎn)品。加熱放出SO2的同時，活性炭將H2SO4還原為SO2。22242222COOHSOCSOH此法消耗了活性炭。(2) 水洗再生利用水洗的方法，將吸附在活性炭上的H2SO4 洗滌下來，其副產(chǎn)品為520的稀硫酸。洗滌液得到的硫酸濃度純水33的稀硫酸6.5%6.5的稀硫酸10%10的稀硫酸14.6%14.6的稀硫酸20%(3) 還原再生直接將H2SO

16、4還原為單質(zhì)S。還原器內(nèi)：OHSSHSOH2*149242443度活性炭脫硫器內(nèi)：用循環(huán)的惰性氣體在649 下將活性炭中1/4的S蒸發(fā)出來，其余的S進入H2S發(fā)生器。H2S發(fā)生器內(nèi)：SHSH2537.72度活性炭二、工藝流程德國Lurgi法水洗脫硫工藝。吸附床冷卻器70硫酸水過濾器1015硫酸儲液槽氣液接觸不均勻，用水量大，硫酸濃度低。適用于處理量小、SO2濃度低的地方。日本住友關(guān)電法加熱再生脫硫工藝德國的BF/Uhda法加熱再生工藝3-7-2 等離子體脫硫技術(shù) 基本原理 電子束脫硫 窄脈沖電暈脫硫基本原理32*22*2*22OOOHOOHeOHHeOHeOeO產(chǎn)生活性基團SO2氧化42234

17、2*33*232SOHOHSOSOHOHHSOHSOOHSOSOOSO加氨脫硫424342)(2SONHNHSOH電子束脫硫工藝流程電子束脫硫機理關(guān)鍵參數(shù)q 輸入能量q 脈沖電壓寬度和峰值q 氨濃度q 煙氣濕度和溫度技術(shù)特點q 能耗較高q 脈沖電源性能還不完善主要應用問題q 脫硫效率7590，脫硝效率6070q 同時脫硫脫硝q 干法脫硫，沒有二次污染q 回收硫銨和硝氨副產(chǎn)品作化肥3-7-3 荷電干式噴射脫硫工藝（CDSI）Charged Dry Absorbent Injection FGD一、工作原理使鈣基吸收劑高速流過噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電荷電區(qū)，吸收劑被荷以強大的靜電荷。 由于吸收劑荷電

18、，彼此排斥，從而在煙氣流中形成均勻的懸浮狀態(tài)，增加了吸收劑與SO2的接觸機會，提高脫硫效率。 荷電吸收劑的活性增加，降低了與SO2完全反應所需的時間，從而提高脫硫效率。二、工藝流程荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)（荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)（CDSICDSI）荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)示意圖荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)示意圖三、CDSI技術(shù)參數(shù)1、對吸收劑的要求粉狀Ca(OH)2，粒度3050微米；含水量2以下，具有良好的流動性；比表面積20m2/g2、技術(shù)條件要求煙氣粉塵濃度不高于10g/m33、技術(shù)參數(shù)綜合脫硫效率7090系統(tǒng)電耗為機組發(fā)電量的0.2%單位SO2脫硫成本：880元噸SO2新型煙氣脫

19、硫技術(shù) 等離子體脫硫技術(shù) 生物脫硫技術(shù) 膜分離煙氣脫硫技術(shù) 旋轉(zhuǎn)淋浴活性炭煙氣脫硫技術(shù) 煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù) 介質(zhì)阻擋強電離放電脫硫放電原理圖非平衡等離子體形態(tài)介質(zhì)阻擋強電離放電：電子濃度1015cm3，電子能量10eV 工業(yè)用等離子體放電效果圖等離子體濕式脫硫技術(shù)等離子體濕式脫硫技術(shù)膜分離煙氣脫硫技術(shù) 液膜法 電化學膜法液膜法工作原理吸收液：NaSO3NaOH；含F(xiàn)e2+， Fe3+的EDTA溶液等；膜：中空纖維膜；丙烯腈 -乙基乙烯基砜共聚物膜等液膜法工藝流程基于電滲析再生的膜法工藝流程電化學膜法機理27224332222427222221322OSSOSOSOOSOSOSOeOSeOSOSO2212324氣相氣相液相液相HV電子電子SO2/NO2/CO2分子分子放電等離放電等離子體技術(shù)子體技術(shù) 膜法分膜法分離技術(shù)離技術(shù) 特點：特點：p 不需要產(chǎn)生高能電子，能耗較低，具有更好的適應性不需要產(chǎn)生高能電子，能耗較低，具有更好的適應性