各種脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上脫硫技術(shù)及其發(fā)展一. 濕法脫硫技術(shù)1. 石灰石-石膏濕法 （ph=56）該工藝采用石灰石或石灰做脫硫吸收劑，石灰石破碎與水混合，磨細(xì)成粉狀，制成吸收漿液。在吸收塔內(nèi)，煙氣中的SO2與漿液中的CaCO3以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成二水石膏，SO2被脫除。吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器去水、換熱器加熱升溫后進(jìn)入煙囪排向大氣。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫的主要優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠，系統(tǒng)可用率高(95% )；已大型化。目前國(guó)內(nèi)煙氣脫硫的80%以上采用此法，設(shè)備和技術(shù)很容易取得；吸收劑利用率很高(90%以上)。2. 氨法濕式氨法是目前較

2、成熟的、已工業(yè)化的氨法脫硫工藝，并且能同時(shí)脫氮。濕式氨法脫硫技術(shù)的原理是采用氨水作為脫硫吸收劑，氨水溶液中的NH3和煙氣中的SO2反應(yīng)，得到亞硫酸銨，其化學(xué)反應(yīng)式為：SO2+H2O+xNH3=(NH4)XH2-xSO3(x=1. 21. 4)亞硫酸銨通過(guò)用空氣氧化，得到硫酸銨溶液，其化學(xué)反應(yīng)式為：(NH4)XH2 -xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=（NH4）2SO4硫酸銨溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶，離心機(jī)分離脫水，干燥器干燥后可制得硫酸銨產(chǎn)品。濕式氨法脫硫的優(yōu)點(diǎn)在于：1.脫硫效率高，可達(dá)到95% 99%；2.可將回收的SO2和氨全部轉(zhuǎn)化為硫酸銨作為化肥；3.工藝流程短，占地面積小；運(yùn)行成本低，尤其

3、適合中高硫煤；4.無(wú)廢渣廢液排放，不產(chǎn)生二次污染；5.脫硫過(guò)程中形成的亞硫銨對(duì)NOX具有還原作用，可同時(shí)脫除20%左右的氮氧化物。但濕式氨法脫硫技術(shù)也存在著一些問(wèn)題，如吸收劑氨水價(jià)格高；脫硫系統(tǒng)設(shè)備腐蝕大；排氣中的氨生成亞硫酸銨、硫酸銨和氯化銨等難以除去的氣溶膠，造成氨損失和煙霧排放；副產(chǎn)品的穩(wěn)定性等問(wèn)題。這在一定程度上限制了此工藝的應(yīng)用。氨法脫硫技術(shù)既可利用化工行業(yè)的廢氨資源又可回收硫資源，具有突出的技術(shù)成本優(yōu)勢(shì)。隨著合成氨工業(yè)的不斷發(fā)展以及對(duì)氨法脫硫工藝自身的不斷完善和改進(jìn)，氨法脫硫工藝在我國(guó)將擁有廣闊的應(yīng)用前景。3. 海水法海水脫硫工藝是利用天然海水脫除煙氣中SO2的一種濕式煙氣脫硫方法

4、，其主要過(guò)程是利用海水的自身堿性吸收煙氣中SO2，根據(jù)是否向海水中添加化學(xué)成分，海水脫硫技術(shù)分為用純海水作為吸收劑（不添加其它化學(xué)物質(zhì)）和用增堿度海水作為吸收劑（添加其它化學(xué)物質(zhì)）兩種工藝。在此工藝中，煙氣經(jīng)過(guò)靜電除塵器除塵后送入氣-氣熱交換器進(jìn)行冷卻，再進(jìn)入吸收塔。在脫硫吸收塔內(nèi)，大量海水噴淋洗滌進(jìn)入吸收塔的燃煤煙氣，煙氣中的SO2被海水吸收后除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放。吸收SO2后的海水與大量未脫硫的海水混合后，經(jīng)曝氣池曝氣處理，使其中的SO32-氧化成穩(wěn)定的SO42-，并使海水的pH值與COD調(diào)整達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排向大海。海水煙氣脫硫工藝的優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟，工藝

5、簡(jiǎn)單，不再采用其他添加劑，因此系統(tǒng)不會(huì)結(jié)垢或低。該工藝也存在一些不足之處，如需要足夠條件的海水資源，且海水應(yīng)有足夠的鹽(堿)度，易流動(dòng)，擴(kuò)散條件好；對(duì)燃料含硫率有嚴(yán)格要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù)在1. 5%以內(nèi))，不適合用于處理燃用高硫煤的煙氣；以海水為脫硫劑，對(duì)設(shè)備的腐蝕較為嚴(yán)重；對(duì)海洋環(huán)境有一定影響，燃料中重金屬元素對(duì)海洋環(huán)境和生態(tài)危害極大，對(duì)重金屬含量高的燃料不宜采用海水脫硫工藝。利用豐富的海水資源進(jìn)行煙氣脫硫是一種既經(jīng)濟(jì)可行又能夠?qū)崿F(xiàn)自然資源綜合利用的有效方法。采用海水脫硫也符合國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保政策，但在使用時(shí)應(yīng)對(duì)周?chē)Ｑ蟓h(huán)境進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。該技術(shù)在一些沿海國(guó)家和地區(qū)得到日益廣泛的應(yīng)用。4. 雙堿

6、法先用堿金屬鹽類(lèi)的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰反應(yīng)器中用石灰或者石灰石將吸收SO2后的溶液再生，再生后的洗手液再循環(huán)使用，最終產(chǎn)物以亞硫酸鈣和石膏形式析出。由于再吸收和吸收液處理中，使用了不同類(lèi)型的堿，故成為雙堿法。明顯優(yōu)點(diǎn)是，由于采用液相吸收，從而不存在結(jié)垢和漿料堵塞等問(wèn)題；另外副產(chǎn)的石膏純度較高，應(yīng)用范圍可以更廣泛一些。主要由鈉堿雙堿法，堿性硫酸鋁-石膏法和CAL法。5. 鎂法主要包括氧化鎂法和氫氧化鎂法。氧化鎂法是用MgO的漿液吸收煙氣中的SO2，生成含水亞硫酸鎂和少量的硫酸鎂，然后將其脫水，干燥后加熱，使其分解，得到MgO和SO2。再生的MgO可重新循環(huán)用于脫硫。氫氧化鎂法是使用氫

7、氧化鎂作脫硫劑吸收二氧化硫，生成亞硫酸鎂，并將其氧化為硫酸鎂而排放的方法。鎂法脫硫率高，吸收劑利用率高；液氣比小，吸收塔高度低；吸收劑制備系統(tǒng)簡(jiǎn)單，體積小；系統(tǒng)不結(jié)垢，不堵塞，運(yùn)行可靠性高。6. 磷銨肥法工藝過(guò)程主要包括吸附，萃取，中和，吸收，氧化，濃縮干燥等單元操作組成。7. 有機(jī)酸鈉-石膏法 有機(jī)酸鈉-石膏法是用有機(jī)酸鈉吸收液吸收煙氣中的二氧化硫后，再用石灰石將吸收液還原為有機(jī)酸鈉再循環(huán)使用，同時(shí)得到副產(chǎn)品石膏。8. 石灰-鎂法 煙氣經(jīng)再熱器吸收進(jìn)入吸收塔，脫除二氧化硫后又經(jīng)再熱器加熱進(jìn)入煙囪，而吸收液則經(jīng)過(guò)氧化，濃縮，結(jié)晶，排出副產(chǎn)品石膏，還原后再循環(huán)使用。9. 氧化鋅法氧化鋅法是用氧化

8、鋅料漿吸收煙氣中二氧化硫的方法。該法可將脫硫工藝與原有冶煉工藝緊密結(jié)合起來(lái)，氧化鋅漿液可用鋅精礦沸騰焙燒爐的旋風(fēng)除塵器收集的煙塵配置，而所得二氧化硫又可送去制硫酸，從而解決了吸收劑的來(lái)源和吸收產(chǎn)物的處理問(wèn)題。10. 尿素法尿素作為吸收劑去除煙氣中的SO2的技術(shù)最早起源于俄羅斯門(mén)捷列夫化學(xué)工藝學(xué)院。主要化學(xué)反應(yīng)為：此工藝采用的吸收液PH為59，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕作用，吸收液經(jīng)處理后可回收硫酸銨。東南大學(xué)的岑超平等利用模擬煙氣通過(guò)固定液柱的方法在填有金屬鮑爾環(huán)的柱式噴淋吸收反應(yīng)器中對(duì)尿素/KMnO4、尿素/添加劑脫除SO2和NOX進(jìn)行研究。并在此基礎(chǔ)上對(duì)尿素/添加劑溶液對(duì)煙氣同時(shí)脫硫脫氮吸收反應(yīng)過(guò)程中尿

9、素消耗的動(dòng)力學(xué)方程和吸收特性等方面做了一定的研究，研究結(jié)果表明吸收過(guò)程中尿素溶液濃度隨時(shí)間的變化呈線性關(guān)系，煙氣同時(shí)脫硫脫氮吸收反應(yīng)過(guò)程中各反應(yīng)有協(xié)同促進(jìn)作用。在尿素/添加劑水溶液中，煙氣中SO2的吸收由氣膜控制，是液相中伴有快速不可逆化學(xué)反應(yīng)的氣體吸收；NOX的吸收由氣膜和液膜共同控制，是液相中伴有慢速不可逆化學(xué)反應(yīng)的氣體吸收。11. 絡(luò)合吸收法周春瓊等在鼓泡反應(yīng)吸收器中的乙二胺合鈷溶液中加入尿素，結(jié)果表明：乙二胺合鈷溶液中加入尿素，可保證吸收后SO2氧化效率接近100%，NO脫除效率在95%以上。 鐘秦等在噴射鼓泡反應(yīng)器中進(jìn)行可再生半胱氨酸亞鐵溶液同時(shí)脫除SO2和NOX的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

10、表明，在堿性條件下，半胱氨酸亞鐵溶液吸收NO后生成亞硝酰絡(luò)合物，隨后半胱氨酸(CySH)被氧化成胱氨酸(CySSCy)，而吸收的NO被還原成N2。CySSCy能被煙氣中的SO2還原為CySH，使半胱氨酸溶液脫硫脫硝反應(yīng)得以循環(huán)進(jìn)行。吸收液的pH值、Fe(CyS)2的濃度對(duì)NOX脫除率有影響，可用傳質(zhì)模型進(jìn)行解釋。在55和pH=9的條件下，能同時(shí)達(dá)到82.3%的NOX脫除率和94.4 %的SO2脫除率。絡(luò)合吸收技術(shù)的最大難題是吸收液的再生和副產(chǎn)物的處理問(wèn)題。二. 干法脫硫技術(shù)1. 爐內(nèi)噴鈣 該工藝由兩步固硫反應(yīng)組成，第一步為爐內(nèi)噴鈣過(guò)程，即把干吸收劑直接噴到鍋爐爐膛的氣流中去，典型的吸收劑有石灰

11、石粉，消石灰和白云石。吸收劑被爐膛內(nèi)的熱量燃燒形成具有活性的CaO粒子，這些粒子的表面與煙氣中的SO2通過(guò)氣固相反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。第二步為煙氣除塵，即用除塵設(shè)備如靜電除塵器或布袋除塵器將第一步的反應(yīng)產(chǎn)物和飛灰與煙氣分離，煙氣達(dá)標(biāo)排放，獲得的反應(yīng)產(chǎn)物和飛灰可進(jìn)一步綜合利用。2. 爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫 爐內(nèi)噴鈣在靜電除塵之前噴水增濕，可以使未反應(yīng)的CaO活化，提高煙氣脫硫總效率。又稱(chēng)為L(zhǎng)IFAC工藝。工藝整體上可以分兩個(gè)階段，即爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化。3. 管道噴射管道噴射石灰漿液脫硫工藝是利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應(yīng)器進(jìn)行脫硫，不需要另外加吸收容器，因而其工藝投資大大降低，

12、操作簡(jiǎn)單，需要場(chǎng)地較少。在鍋爐尾部空氣預(yù)熱器和靜電除塵器或布袋除塵器之間噴入鈣基或鈉基脫硫吸收劑進(jìn)行煙氣脫硫的過(guò)程。4. 荷電干式吸收劑噴射 吸收劑以高速流過(guò)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(qiáng)大的靜電荷。當(dāng)吸收劑通過(guò)噴射單元的噴管被噴射到煙氣流中，吸收劑顆粒荷電性質(zhì)相同，因此相互排斥，迅速在煙氣中擴(kuò)散，形成均勻的懸浮狀態(tài)，這樣每個(gè)吸收劑粒子的表面都充分暴露在煙氣中，與二氧化硫的反應(yīng)機(jī)會(huì)大大增加，從而提高了脫硫率。5. 等離子體法 電子束法是利用電子束輻照煙氣，將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化為硫銨和硝銨的一種煙氣脫硫脫硝技術(shù)。電子束法在注入氨氣的條件下用電子束照射煙氣進(jìn)行脫硫脫硝

13、，當(dāng)用電子束照射煙氣時(shí)，產(chǎn)生活性高的物質(zhì)，煙氣中的SO2、NOX與這些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸、硝酸，它們與加入的氨反應(yīng)，轉(zhuǎn)換為硫氨、硝銨，最終由除塵器除去。電暈法是利用電暈放電方法產(chǎn)生高能電子。使煙氣中的H2O，O2等分子被激活，電離或裂解，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的自由基，然后，這些自由基對(duì)SO2和NOX進(jìn)行等離子體催化氧化，分別生成SO3和NO2或者相應(yīng)的酸；在有添加劑的情況下，生成相應(yīng)的鹽而沉降下來(lái)。等離子體氨法由于能耗大、效率不高，并且設(shè)備容易阻塞，關(guān)鍵設(shè)備大功率的電子束加速器和脈沖電暈發(fā)生裝置還在研制中，因此這兩種方法尚未進(jìn)入應(yīng)用階段。6. 活性焦炭法活性焦煙氣脫硫的原理是：利用活性焦的吸附特性

14、和催化特性，使煙氣中SO2與煙氣中的水蒸氣和氧反應(yīng)生成硫酸，并吸附在活性焦的表面；吸附飽和后的活性焦可通過(guò)加熱再生，釋放出高濃度SO2氣體，可加工成硫酸、單質(zhì)硫等多種化工產(chǎn)品；再生后的活性焦恢復(fù)吸附活性，可循環(huán)使用。活性焦煙氣脫硫工藝的特點(diǎn)是：脫硫效率大于95%，除塵效率大于70%；脫硫過(guò)程基本不耗水，無(wú)廢水、廢渣、廢氣等產(chǎn)生；硫資源回收利用率大于90%，副產(chǎn)品便于綜合利用；脫硫后煙氣溫度在120以上，易于排放，無(wú)需煙氣再熱系統(tǒng)?；钚越沟南募s占煙氣脫硫技術(shù)總成本的65%，這是影響活性焦脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素。若能開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出高硫容、高強(qiáng)度、大顆粒、抗毒化能力強(qiáng)和抗氧化性能好、低成本的活性焦，

15、該工藝將成為市場(chǎng)前景廣闊的煙氣凈化技術(shù)。三. 半干法脫硫技術(shù)1. 噴霧干燥噴霧干燥脫硫是將生石灰制成消石灰漿液后噴如反應(yīng)塔中與煙氣接觸達(dá)到脫除二氧化硫目的的一種工藝。噴霧干燥工藝在反應(yīng)塔內(nèi)主要可分為四個(gè)階段：1霧化，可采用旋轉(zhuǎn)霧化輪霧化或高壓噴嘴霧化；2吸收劑與煙氣接觸；3 反應(yīng)與干燥；4干態(tài)物質(zhì)從煙氣中分離。2. 循環(huán)流化床循環(huán)流化床脫硫塔內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是非常復(fù)雜的。增濕的煙氣與噴入的吸收劑強(qiáng)烈混合，煙氣中大量的二氧化硫和含量極少的三氧化硫與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。部分亞硫酸鈣與煙氣的過(guò)剩氧生成硫酸鈣。3. 噴動(dòng)床脫硫 該技術(shù)是在噴動(dòng)床上進(jìn)行，噴動(dòng)床是一種處理大顆粒的流態(tài)化技術(shù)，

16、相對(duì)于其它固定床裝置來(lái)說(shuō)，噴動(dòng)床具有傳質(zhì)傳熱性能好，流態(tài)化性能好的特點(diǎn)。此技術(shù)最早是由加拿大學(xué)者開(kāi)發(fā)的，河北工業(yè)大學(xué)的張少峰在噴動(dòng)床上用生石灰進(jìn)行了脫硫性能的研究，張少峰設(shè)計(jì)并研發(fā)了一套噴動(dòng)床半干式脫硫裝置，研究了其流體力學(xué)性能和脫硫性能，后又對(duì)傳統(tǒng)的柱錐狀噴動(dòng)床進(jìn)行了放大設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出了雙噴嘴矩形噴動(dòng)床，其全床壓降得到降低，處理量大大增加，后又在噴動(dòng)床上加了擋板和導(dǎo)流管，對(duì)噴動(dòng)床性能進(jìn)行了更深入的研究。噴動(dòng)床內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)很復(fù)雜，但是此種方法相對(duì)于濕法來(lái)說(shuō)，其所用設(shè)備占地面積少，投資少，此方法目前還未用于工業(yè)研究，只是處于研發(fā)階段。四. 生物法脫硫技術(shù)生物法脫硫技術(shù)包括燃燒前生物法脫硫技術(shù)

17、和燃燒后生物脫硫技術(shù)。燃燒前脫硫：在所有脫硫方法中，只有燃燒前的微生物煤炭脫硫，可在常溫常壓下進(jìn)行，利用微生物作用使煤中的硫得以去除，具有安全、環(huán)保、低耗和高效的特點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)外報(bào)道的主要方法為生物浸出和生物浮選法，應(yīng)用的微生物種主要有氧化亞鐵硫桿菌、紅球菌、枯草桿菌、黃孢原毛平革菌、球紅假單胞菌、白腐菌等，此外，還有將磁化技術(shù)應(yīng)用于微生物煤炭脫硫的研究。中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所采用生長(zhǎng)在含高硫煤培養(yǎng)基中的硅酸鹽細(xì)菌來(lái)去除煤炭中的硫。結(jié)果表明硅酸鹽細(xì)菌對(duì)煤炭有一定脫硫效果，全硫脫除率最高達(dá)36.70%，其中細(xì)菌有效脫除率達(dá)9.91%，處理后煤樣含硫3.45%。燃燒后脫硫：煤炭中的硫無(wú)論是無(wú)機(jī)硫

18、還是有機(jī)硫，一經(jīng)燃燒，其中95%的硫組分均轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀晃⑸镩g接利用的無(wú)機(jī)硫SO2。微生物脫硫是利用化能自養(yǎng)微生物對(duì)SOX的代謝過(guò)程，將煙道氣中的硫氧化物脫除。在生物脫硫過(guò)程中，氧化態(tài)的污染物如SO2、硫酸鹽、亞硫酸鹽及硫代硫酸鹽，必須先經(jīng)生物還原作用生成硫化物或H2S；然后再經(jīng)生物氧化過(guò)程生成單質(zhì)硫，才能去除。參與這類(lèi)硫污染物還原的微生物是硫酸鹽還原菌，還原過(guò)程的實(shí)質(zhì)是以硫酸鹽作為有機(jī)物氧化時(shí)的受氫體，脫硫弧菌，是具有恰恰能割裂硫還原作用的典型的代表，能將硫酸鹽還原成H2S。微生物通過(guò)一系列生化反應(yīng)使硫化氫或硫化物轉(zhuǎn)化為硫酸，在氧化過(guò)程中獲得能量并以二氧化碳為碳源合成細(xì)胞成分。微生物凈化SO2即利用微生物和鐵離子體系共同催化氧化和吸收作用來(lái)脫除煙氣SO2。微生物主要有氧化硫硫桿菌和氧化亞鐵硫桿菌等，在酸性條件下快速氧化Fe2 +離子成Fe3+離子和SO32-成SO42-的過(guò)程。從目前國(guó)內(nèi)外微生物脫硫技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r看，該技術(shù)仍處于初始研究階段，工業(yè)化程度不高。究其原因，一是受微生物基礎(chǔ)研究的限制。因微生物的生長(zhǎng)和代謝與污染物數(shù)量、種類(lèi)、生物種群的構(gòu)成及環(huán)境因素有關(guān)，