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烟气脱硫技术及工艺流程超全剖析

时间:2018-12-06 10:30

来源:大气前沿

就目前而言,烟气脱硫技巧品种达几十种,按脱硫进程能否加水和脱硫产物的干湿状态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术比较成熟,效率高,操作简单。

前烟气脱硫技术是当今化工人、环保人都不会陌生的废气处理技术。目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。

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

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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(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。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。

优缺点:

目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的,其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。对比石灰石法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。

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

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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。

优缺点:

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。

4、石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺

石灰石(石灰)石膏脱硫系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫浆液制备系统、亚硫酸钙氧化系统、石膏脱水系统等几部分;该工艺是目前世界上最成熟应用最广泛的技术。

其脱硫过程为:烟气经过除尘器、换热系统进入脱硫塔,在吸收塔与石灰乳浊液接触,浆液吸收烟气中的SO2,生成CaSO3,随后经过CaSO3氧化系统被氧化成CaSO4,即石膏。本工艺脱硫效率可以达到95%以上,适用范围广,工艺成熟,运行稳定,是大中型煤电厂脱硫工艺的首选方法之一。工艺流程见下图:

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5、氧化镁-七水硫酸镁回收法烟气脱硫工艺

氧化镁法脱硫的基本原理与石灰石(石灰)法类同,即以氧化镁浆液吸收烟气中的SO2,主要生成三水和多水亚硫酸镁,然后经氧化生成稳定和溶解态的硫酸镁,再对硫酸镁进行提浓结晶,最后生成MgSO4·7H2O成品。

6、双碱法烟气脱硫工艺

双碱法是用可溶性的碱性清液作为吸收剂在吸收塔中吸收SO2,然后将大部分吸收液排出吸收塔外再用石灰乳对吸收液进行再生。

由于在吸收和吸收液处理中,使用了两种不同类型的碱,故称为双碱法。双碱法包括了钠钙、镁钙、钙钙等各种不同的双碱工艺。钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一,成功应用于电站和工业锅炉。

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7、湿式氨法烟气脱硫工艺

氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺,该工艺过程一般分成三大步骤:硫吸收、中间产品处理、副产品制造;根据过程和副产物的不同,又可分为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等;

该工艺主要由脱硫洗涤系统、浓缩系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统(若非氨-硫铵法则是于其工艺相对应的副产物制造系统)、电气自动控制系统等组成。

8、电石渣-石膏法烟气脱硫工艺

电石是有机合成工业的重要原料,主要用于生产乙炔,进一步生产聚氯乙烯(PVC)、醋酸乙烯(VAc)、氯丁橡胶(CR)等化工产品及金属加工(切割焊接等)。电石渣是电石生产乙炔时产生的废渣,主要成分除Ca(OH)2外,还含有Fe2O3、SiO2、Al2O3等金属的氧化物、氢氧化物及少量有机物。

电石渣中含有的大量Ca(OH)2呈强碱性,是良好的二氧化硫吸收剂。试验结果表明,电石渣的脱硫能力比商品Ca(OH)2高20%,而产品成本仅为商品Ca(OH)2的三分之一。

其工艺流程与石灰石-石膏法基本相同,包含烟气系统、脱硫剂制备系统、吸收循环系统、副产物处理及电气自动控制等系统。

编辑:李丹

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