煙氣脫硫方法有哪些?

【專家解說】：煙氣脫硫 指煙道氣或其工業(yè)廢氣除硫氧化物(SO2SO3) 目錄 1工藝簡介 2基本原理 3工藝 ? 簡介 ? 干式脫硫 ? 噴霧脫硫 ? 煤灰脫硫 ? 濕脫硫 4工藝歷史 5脫硫防腐保護 1工藝簡介編輯 煙氣脫硫(Flue gas desulfurization簡稱FGD),[1]FGD技術(shù),按脫硫劑種類劃,五種:CaCO3(石灰石)基礎(chǔ)鈣MgO基礎(chǔ)鎂Na2SO3基礎(chǔ)鈉NH3基礎(chǔ)氨機堿基礎(chǔ)機堿[1] 2基本原理編輯 化原理:煙氣SO2 實質(zhì)酸性[2]通與適堿性物質(zhì)反應(yīng)煙氣脫除SO2煙道氣脫用堿性物質(zhì)石灰石(碳酸鈣)、石灰(氧化鈣Cao)熟石灰(氫氧化鈣)石灰石產(chǎn)量豐富相便宜石灰熟石灰都由石灰石通加熱制取用碳酸納(純堿)、碳酸鎂氨等其堿性物質(zhì)所用堿性物質(zhì)與煙道氣SO2發(fā)反應(yīng)產(chǎn)種亞硫酸鹽硫酸鹽混合物(根據(jù)所用堿性物質(zhì)同些鹽能鈣鹽、鈉鹽、鎂鹽或銨鹽)亞硫酸鹽硫酸鹽間比率取決于工藝條件某些工藝所亞硫酸鹽都轉(zhuǎn)化硫酸鹽SO2與堿性物質(zhì)間反應(yīng)或堿溶液發(fā)(濕煙道氣脫硫技術(shù))或固體堿性物質(zhì)濕潤表面發(fā)(干或半干煙道氣脫硫技術(shù)) 濕煙氣脫硫系統(tǒng)堿性物質(zhì)(通堿溶液更情況堿漿液)與煙道氣噴霧塔相遇煙道氣SO2溶解水形種稀酸溶液與溶解水堿性物質(zhì)發(fā)反應(yīng)反應(yīng)亞硫酸鹽硫酸鹽水溶液析析情況取決于溶液存同鹽相溶解性例硫酸鈣溶解性相較差易于析硫酸納硫酸銨溶解性則SO2干半干煙道氣脫硫系統(tǒng)固體堿性吸收劑或使煙氣穿堿性吸收劑床噴入煙道氣流使其與煙道氣相接觸論哪種情況SO2都與固體堿性物質(zhì)直接反應(yīng)相應(yīng)亞硫酸鹽硫酸鹽使種反應(yīng)能夠進行固體堿性物質(zhì)必須十疏松或相細碎半干煙道氣脫硫系統(tǒng)水加入煙道氣堿性物質(zhì)顆粒物表面形層液膜SO2溶入液膜加速與固體堿性物質(zhì)反應(yīng) 3工藝編輯 簡介 世界普遍使用商業(yè)化技術(shù)鈣所占比例90%按吸收劑及脫硫產(chǎn)物脫硫程干濕狀態(tài)脫硫技術(shù)濕、干半干(半濕)濕FGD技術(shù)用含吸收劑溶液或漿液濕狀態(tài)脫硫處理脫硫產(chǎn)物該具脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點普遍存腐蝕嚴(yán)重、運行維護費用高及易造二污染等問題干FGD技術(shù)脫硫吸收產(chǎn)物處理均干狀態(tài)進行該具污水廢酸排、設(shè)備腐蝕程度較輕煙氣凈化程明顯降溫、凈化煙溫高、利于煙囪排氣擴散、二污染少等優(yōu)點存脫硫效率低反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐等問題半干FGD技術(shù)指脫硫劑干燥狀態(tài)脫硫、濕狀態(tài)再(水洗性炭再流程)或者濕狀態(tài)脫硫、干狀態(tài)處理脫硫產(chǎn)物(噴霧干燥)煙氣脫硫技術(shù)特別濕狀態(tài)脫硫、干狀態(tài)處理脫硫產(chǎn)物半干其既濕脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高優(yōu)點干污水廢酸排、脫硫產(chǎn)物易于處理優(yōu)勢受廣泛關(guān)注按脫硫產(chǎn)物用途拋棄收兩種 目前內(nèi)外用煙氣脫硫按其工藝致三類:濕式拋棄工藝、濕式收工藝干工藝其變頻器設(shè)備應(yīng)用節(jié)約能源做巨貢獻[3] 干式脫硫 干式煙氣脫硫工藝 該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80代初與規(guī)濕式洗滌工藝相比優(yōu)點:投資費用較低;脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)并飛灰相混;需裝設(shè)除霧器及再熱器;設(shè)備易腐蝕易發(fā)結(jié)垢及堵塞其缺點:吸收劑利用率低于濕式煙氣脫硫工藝;用于高硫煤經(jīng)濟性差;飛灰與脫硫產(chǎn)物相混能影響綜合利用;干燥程控制要求高 噴霧脫硫 噴霧干式煙氣脫硫工藝 噴霧干式煙氣脫硫(簡稱干FGD)先由美JOY公司丹麥NiroAtomier公司共同發(fā)脫硫工藝70代期發(fā)展并電力工業(yè)迅速推廣應(yīng)用該工藝用霧化石灰漿液噴霧干燥塔與煙氣接觸石灰漿液與SO2反應(yīng)種干燥固體反應(yīng)物連同飛灰起除塵器收集我曾四川省白馬電廠進行旋轉(zhuǎn)噴霧干煙氣脫硫間試驗取些經(jīng)驗200~300MW機組采用旋轉(zhuǎn)噴霧干煙氣脫硫優(yōu)化參數(shù)設(shè)計提供依據(jù) 煤灰脫硫 粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù) 本1985起研究利用粉煤灰作脫硫劑干式煙氣脫硫技術(shù)1988底完工業(yè)實用化試驗1991初投運首臺粉煤灰干式脫硫設(shè)備處理煙氣量644000Nm3/h其特點:脫硫率高達60%性能穩(wěn)定達般濕式脫硫性能水平;脫硫劑本低;用水量少需排水處理排煙再加熱設(shè)備總費用比濕式脫硫低1/4;煤灰脫硫劑復(fù)用;沒漿料維護容易設(shè)備系統(tǒng)簡單靠 濕脫硫 FGD工藝 世界各濕煙氣脫硫工藝流程、形式機理同異主要使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑反應(yīng)塔煙氣進行洗滌除煙氣SO2種工藝已50歷史經(jīng)斷改進完善技術(shù)比較熟且具脫硫效率高(90%~98%)機組容量煤種適應(yīng)性強運行費用較低副產(chǎn)品易收等優(yōu)點據(jù)美環(huán)保局(EPA)統(tǒng)計資料全美火電廠采用濕式脫硫裝置濕式石灰占39.6%石灰石占47.4%兩共占87%;雙堿占4.1%碳酸鈉占3.1%火電廠鋼廠90%采用濕式石灰/石灰石-石膏煙氣脫硫工藝流程臺灣本等脫硫處理較早家區(qū)基本采用鎂脫硫占95% 濕式鎂主要化反應(yīng)機理: 其主要優(yōu)點脫硫效率高同步運行率高且其吸收劑資源豐富副產(chǎn)品吸收商業(yè)價值高目前鎂脫硫本等煙氣控制嚴(yán)格區(qū)引用較尤其早進行脫硫發(fā)本區(qū)100例應(yīng)用臺灣電站95%用鎂硫煤要求高適應(yīng)性論高硫煤低硫煤都脫率達98% 鎂脫硫主要問題吸收劑單價較高副產(chǎn)品設(shè)備復(fù)雜優(yōu)點高脫除率高運行率副產(chǎn)品經(jīng)濟效益等 濕FGD工藝較熟:海水;氫氧化鈉;美DavyMckee公司W(wǎng)ellman-LordFGD工藝;氨等 濕工藝煙氣再熱問題直接影響整FGD工藝投資經(jīng)濕工藝脫硫煙氣般溫度較低(45℃)都露點若經(jīng)再加熱直接排入煙囪則容易形酸霧腐蝕煙囪利于煙氣擴散所濕FGD裝置般都配煙氣再熱系統(tǒng)目前應(yīng)用較技術(shù)熟再(轉(zhuǎn))式煙氣熱交換器(GGH)GGH價格較貴占整FGD工藝投資比例較高近本三菱公司發(fā)種省泄漏型GGH較解決煙氣泄漏問題價格仍較高前德SHU公司發(fā)種省GGH煙囪新工藝整FGD裝置安裝電廠冷卻塔內(nèi)利用電廠循環(huán)水余熱加熱煙氣運行情況良種十前途 4工藝歷史編輯 1927英保護倫敦高層建筑需要泰吾士河岸巴特富安班支賽德兩電廠(共120MW)首先采用石灰石脫硫工藝 據(jù)統(tǒng)計1984SO2控制工藝189種目前已超200種主要四類:(1)燃燒前控制-原煤凈化(2)燃燒控制-硫化床燃燒(CFB)爐內(nèi)噴吸收劑(3)燃燒控制-煙氣脫硫(4)新工藝(煤氣化/聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)、液態(tài)排渣燃燒器)其數(shù)家采用燃燒煙氣脫硫工藝煙氣脫硫則濕式石灰石/石膏脫硫工藝作主流 自本世紀(jì)30代起已經(jīng)進行量濕式石灰石/石膏研究發(fā)60代末已裝置投入商業(yè)運行ABB公司第套實用規(guī)模濕煙氣脫硫系統(tǒng)于1968美投入使用1977比曉夫公司制造歐洲第臺石灰/石灰石石膏示范裝置IHI(石川島播磨)首臺型脫硫裝置1976磯火電廠1、2號機組應(yīng)用采用文丘管2塔石灰石石膏混合脫硫三菱重工于1964完第套設(shè)備根據(jù)其運轉(zhuǎn)實績進行煙氣脫硫裝置發(fā) 第代FGD系統(tǒng):美本70代始安裝早期FGD系統(tǒng)包括些流程:石灰基流質(zhì);鈉基溶液;石灰石基流質(zhì);堿性飛灰基流質(zhì);雙堿(石灰鈉);鎂基流質(zhì);Wellman-Lord流程采用廣泛吸收類型包括通風(fēng)型、垂直逆流噴射塔、水平噴射塔并采用些內(nèi)部結(jié)構(gòu)托盤、填料、玻璃球等增進反應(yīng) 第代FGD效率般70%~85% 除少數(shù)外副產(chǎn)品任何商用價值能作廢料排放鎂基Wellman-Lord產(chǎn)商用價值硫硫酸特征初投資高運行維護費高系統(tǒng)靠性低結(jié)垢材料失效問題隨著經(jīng)驗增流程做改進降低運行維護費提高靠性 第二代FGD系統(tǒng) 80代早期始安裝克服第代系統(tǒng)結(jié)垢材料問題現(xiàn)干噴射吸收器爐膛煙道噴射石灰石灰石接近商業(yè)運行占主流FGD技術(shù)石灰基、石灰石基濕清洗利用填料玻璃球等通風(fēng)清洗消失改進噴射塔淋盤塔見流程同其效率同初干噴射FGD達70%~80%某些改進情形達90%爐膛煙道噴射達30%~50%反應(yīng)劑消耗量隨著流程改進運行經(jīng)驗提高達90%效率美所第二代FGD系統(tǒng)副產(chǎn)物都作廢物排走本德石灰石基濕清洗固態(tài)副產(chǎn)品強制氧化某些工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域商業(yè)價值石膏第二代FGD系統(tǒng)運行維護費用系統(tǒng)靠性面都所進步 第三代FGD系統(tǒng) 爐膛煙道噴射流程改進LIFAC流化床技術(shù)發(fā)展起通廣泛采用強制氧化鈍化技術(shù)影響石灰、石灰石基系統(tǒng)靠性結(jié)垢問題基本解決隨著化程進步解使用二基酸(DBA)添加劑些系統(tǒng)靠性達95%鈍化技術(shù)DBA都應(yīng)用于第二代FGD系統(tǒng)解決存問題許些系統(tǒng)脫硫效率達95%或更高些系統(tǒng)固態(tài)副產(chǎn)品應(yīng)用于農(nóng)業(yè)工業(yè)德本產(chǎn)石膏已電廠規(guī)項目隨著設(shè)備靠性提高設(shè)置冗余設(shè)備必要性減單臺反應(yīng)器煙氣處理量越越70代投資、運行費用高存腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問題火電廠聲譽佳經(jīng)15實踐改進工作性能與靠性提高投資運行費用幅度降低使列優(yōu)點較突:(1)火電廠期應(yīng)用經(jīng)驗;(2)脫硫效率吸收利用率高(機組Ca/S接近于1脫硫率超90%);(3)用性(近安裝機組用性已超90%)濕觀念發(fā)轉(zhuǎn)變 5脫硫防腐保護編輯 脫硫系統(tǒng)見主要設(shè)備吸收塔、煙道、煙囪、脫硫泵、增壓風(fēng)機等主要設(shè)備濕脫硫等工藝具介質(zhì)腐蝕性強、處理煙氣溫度高、SO2吸收液固體含量、磨損性強、設(shè)備防腐蝕區(qū)域、施工技術(shù)質(zhì)量要求高、防腐蝕失效維修難等特點該裝置腐蝕控制直影響裝置周期安全運行重點問題脫硫防腐主要幾面: 1、吸收塔、煙囪應(yīng)用 2、雙流式塔盤防腐保護 某電廠2010洗滌器升級安裝新型雙流式塔盤2011檢驗表明塔盤較低表面形沉積物區(qū)域面基底金屬產(chǎn)較深點蝕用高壓水沉積物清洗干凈改變流量噴嘴試著控制結(jié)垢腐蝕區(qū)域現(xiàn)需要進行涂層保護防止進步破壞采用阿克-20防腐涂層塔盤替換陳舊碗狀物進行涂層效非 3、煙道脫硫防腐保護 研發(fā)新陰極防腐系統(tǒng)用于燃燒系統(tǒng)廢氣處理或者空氣污染控制設(shè)施保護–效控制(電流控制)高溫/極酸腐蝕環(huán)境(150ºC,pH-2)薄涂層解決案[4]