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环保企业必看的14种烟气脱硫技术及发展趋势

日期:2019-06-13 14:16

  北极星大气网讯:国内外已经建成的烟气脱硫设施以燃煤电厂居多,脱硫技术的研究也以电厂为主,石油炼化企业脱硫技术研究可在一定程度上借鉴电厂烟气脱硫已有的成熟技术。目前,按副产物的形态,烟气脱硫技术可分为湿法、干法、半干法三种。

  湿法烟气脱硫技术(WFGD)吸收剂在液态下与SO2反应,脱硫产物也为液态。该法脱硫效率高、运行稳定,但投资和运行维护费用高、系统复杂、脱硫后产物较难处理、易造成二次污染。

  干法烟气脱硫技术(DFGD)脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行。该法系统简单、无污水和废酸排出、设备腐蚀小、运行费用低,但脱硫效率较低。

  半干法烟气脱硫技术(SDFGD)半干法吸取了湿法和干法的优点,脱硫剂在湿态下脱硫,脱硫产物以干态排出。该法既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又具有干法无污水和废酸排出、硫后产物易于处理的优点。

  湿法烟气脱硫技术优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的 80% 以上。缺点: 生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高、系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。分类: 常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。

  1、石灰石/石灰-石膏法原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的 SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙( CaO3S)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙( CaSO4),以石膏形式回收。这是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到 90% 以上。

  2、间接石灰石-石膏法常见的间接石灰石-石膏法有: 钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理: 钠碱、碱性氧化铝 (Al2O3˙nH2O)或稀硫酸 (H2SO4) 吸收 SO2,生成的吸收液与石灰石反应而得以再生,并生成石膏。该法操作简单,二次污染少,无结垢和堵塞问题,脱硫效率高,但是生成的石膏产品质量较差。

  3、柠檬吸收法原理:柠檬酸(H3C6H5O7˙H2O)溶液具有较好的缓冲性能,当SO2气体通过柠檬酸盐液体时,烟气中的 SO2与水中 H+发生反应生成 H2SO3络合物,SO2吸收率在 99% 以上。这种方法仅适于低浓度 SO2烟气,而不适于高浓度 SO2气体吸收,应用范围比较窄。另外,还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫技术。

  干法烟气脱硫技术优点:干法烟气脱硫技术为气同反应,相对于湿法脱硫系统来说,具有设备简单、占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等优点。缺点: 反应速度慢,脱硫率低,先进的可达60~80%。但目前此种方法脱硫效率较低,吸收剂利用率低,磨损、结垢现象比较严重,在设备维护方面难度较大,设备运行的稳定性、可靠性不高,且寿命较短,限制了此种方法的应用。分类: 常用的干法烟气脱硫技术有活性炭吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的 SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。

  4、活性炭吸附法原理:SO2被活性炭吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成 H2SO4,饱和后的活性炭可通过水洗或加热再生,同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4,液态SO2和单质S,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫资源。该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进,开发出成本低、选择吸附性能强的ZL30,ZIA0,进一步完善了活性炭的工艺,使烟气中SO2吸附率达到 95.8%,达到国家排放标准。

  5、电子束辐射法原理:用高能电子束照射烟气,生成大量的活性物质,将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为 SO3和二氧化氮(NO2),进一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收。

  6、荷电干式吸收剂喷射脱硫法原理:吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有静电荷,当吸收剂被喷射到烟气流中,吸收剂因带同种电荷而互相排斥,表面充分暴露,使脱硫效率大幅度提高。此方法为干法处理,无设备污染及结垢现象,不产生废工业烟气脱硫技术研究进展水废渣,副产品还可以作为肥料使用,无二次污染物产生,脱硫率大于90%,而且设备简单,适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子; 对于一般的大型企业来说,需大功率的电子枪,对人体有害,故还需要防辐射屏蔽,所以运行和维护要求高。四川成都热电厂建成一套电子脱硫装置,烟气中SO2的脱硫达到国家排放标准。

  7、金属氧化物脱硫法原理: 根据 SO2是一种比较活泼的气体的特性,氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe3O4) 、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性,在常温或低温下,金属氧化物对 SO2起吸附作用,高温情况下,金属氧化物与 SO2发生化学反应,生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫方法,虽然没有污水、废酸,不造成污染,但是此方法也没有得到推广,主要是因为脱硫效率比较低,设备庞大,投资比较大,操作要求较高,成本高。该技术的关键是开发新的吸附剂。以上几种 SO2烟气治理技术目前应用比较广泛,虽然脱硫率比较高,但是工艺复杂,运行费用高,防污不彻底,造成二次污染等不足,与我国实现经济和环境和谐发展的大方针不相适应,故有必要对新的脱硫技术进行探索和研究。

  半干法烟气脱硫技术半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末- 颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。

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