山东高工环保科技有限公司

网站首页 > 应用文献 > 环保知识

脱硫 脱硝27种工艺(二)

2019-05-27 16:29:27 山东高工环保科技有限公司 阅读

 / 干法烟气脱硫法 / 


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。在高温下煅烧时,脱硫剂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。


干法脱硫技术的工艺过程简单,无污水、污酸处理问题,能耗低,特别是净化后烟气温度较高,有利于烟囱排气扩散,不会产生“白烟”现象,净化后的烟气不需要二次加热,腐蚀性小。但是,脱硫效率较低,设备庞大、投资大、占地面积大,操作技术要求高。


干法烟气脱硫技术在钢铁行业中已经应用于大型转炉和高炉,对于中小型高炉该方法则不太适用。


常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、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。


01 活性炭吸附法


SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成H2SO4,饱和后的活性碳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和单质硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫资源。


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。


02 电子束辐射法


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 。

电子束法脱硫技术用于火电厂不仅投资和运行费用低,可实现硫、氮的资源化利用,无废弃物排放,而且工艺流程短,占地面积小,对新老电厂都适用。


同时,在用于城市垃圾焚烧烟气处理方面,它还有处理汞和二口恶英的独特功效。电子束脱硫技术已经在我国展现出良好的应用前景。


03 荷电干式吸收剂喷射脱硫法(CDSI)


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。


此方法无设备污染及结垢现象,不产生废水废渣,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。


04 金属氧化物脱硫法


因为SO2比较活泼,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。

这种干法脱硫,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。


05 脉冲电晕等离子体脱硫


脉冲电晕等离子法烟气脱硫脱硝技术(简称PPCP技术),是利用烟气中高压脉冲电晕放电产生的高能活性粒子,将烟气中的SO2和NO3氧化为高价态的硫氧化物和氮氧化物,与水蒸气和注入反应器的氨反应生成硫铵和硝铵,属干法脱硫技术。

脉冲电晕等离子脱硫技术工程投资及运行费用相对经济;能同时去除90%的二氧化硫和70%的氮氧化物,避免将来建设脱除氮氧化物装置的重复投资;不产生废水、废渣等二次污染物; 副产物是硫酸铵硝酸铵,可用作优质农肥;实现了氮硫资源的综合利用和自然生态循环。


06 烟气循环流化床法


德国鲁奇公司在70年代开发了循环流化床脱硫技术,在循环流化床中加入脱硫剂-石灰石已达到脱硫的目的。

由于流化床具有传质和传热的特性,所以在有效的吸收SOx的同时还能除掉HCl和HF等有害气。


可通过喷水将床稳控制在最佳反应温度下,通过物料的循环使脱硫剂的停留时间增长,大大提高钙利用率和反应器的脱硫效率。用此法可处理高硫煤,在Ca/S为1-1.5时,能达到90-97%的脱硫效率。

与湿法相比,结构简单,造价低,约为湿法投资的50%。


由于采用干式运行,运行可靠,产生的最终固态产物易于处理。


硫化床技术的应用,增加了脱硫剂和烟气的接触时间,提高脱硫率,降低Ca/S比,减少脱硫剂损耗。


07 回流式循环流化床


与Lurgi公司的工艺相比,RCFB工艺主要在吸收塔的流场设计和塔顶结构上做了较大改进,在吸收塔上部出口区域布置了独创的回流板。


RCFB吸收塔中一部分烟气产生回流,提高了吸收剂的利用率和脱硫效率。另外,吸收塔内产生回流使得塔出口的含尘浓度大大降低。一般说来,塔内部回流的固体物量为外部再循环量的30%~50%。这样便大大减轻了除尘器的负荷。


与常规的循环流化床及喷雾吸收塔脱硫技术相比,石灰耗量(费用)有极大降低;维修工作量少,设备可用率很高;运行灵活性很高,可适用于不同的SO2含量(烟气)及负荷变化要求;不需增加锅炉运行人员;由于设计简单,石灰耗量少,维修工作量小,投资与运行费用较低,约为石灰-石膏工艺技术的60%;占地面积小,适合新老机组,特别是中、小机组烟气脱硫地改造。


08 气体悬浮吸收烟气脱硫工艺


GSA工艺与其他烟气循环流化床工艺相似,只是所用的脱硫剂不是干消化石灰,而是石灰浆。


床料高倍率循环(约100倍),因此保证吸收剂与烟气充分接触,提高吸收剂的利用率;流化床床料浓度高达500~2000g/m3,约为普通流化床床料浓度的50~100倍;烟气在反应器及旋风分离器中停留时间短(3~5s);脱硫率高达90%以上;吸收剂利用率高,消耗量少,Ca/S=1.2;运行可靠,操作简便,维护工作量少,基建投资相对较低。


以上几种SO2烟气治理技术目前应用比较广泛的,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。