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划重点:烟气脱硫技术大汇总

 保蓝环保 2021-03-19

脱硫技术

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。

一、湿法脱硫

技术简介

石灰/石膏法脱硫工艺是湿法脱硫的一种,是采用石灰石、石灰或白云石等作为脱硫吸收剂脱除废气中SO2的方法,其中石灰石应用的最多并且是最早作为烟气脱硫的吸收剂之一。是目前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。

它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液,当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。石灰石料源广泛,原料易得,且价格低廉,因而到目前为止,在各种脱硫方法中,仍以石灰/石膏法运行费用最低。

湿法脱硫除尘系统工艺流程图

工作原理

将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使其含水量小于10%,然后用输送机送至石膏贮仓堆放,脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于99%。

石灰/石膏法脱硫技术特点

(1)吸收剂适用范围广:在FGD装置中可采用各种吸收剂,包括石灰石、石灰、镁石、 废苏打溶液等;

(2)燃料适用范围广:适用于燃烧煤、重油、奥里油,以及石油焦等燃料的锅炉的尾气处理;

(3)燃料含硫变化范围适应性强:可以处理燃料含硫量高达8%的烟气;

(4)机组负荷变化适应性强:可以满足机组在15~100%负荷变化范围内的稳定运行;

(5)脱硫效率高:高达99%以上;

(6)专利托盘技术:有效降低液/气比,有利于塔内气流均布,节省物耗及能耗,方便吸收塔内件检修;

(7)吸收剂利用率高:钙硫比低至1.02~1.03;

(8)副产品纯度高:可生产纯度达95%以上的商品级石膏;

(9)燃煤锅炉烟气的除尘效率高:达到80%~90%;

(10)交叉喷淋管布置技术:有利于降低吸收塔高度。

石灰/石膏法脱硫设备优势

(1)脱硫效率高。保蓝石灰/石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达99%以上,脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低,而且烟气含尘量也大大减少。大机组采用湿法脱硫工艺,二氧化硫脱除量大,有利于地区实行总量的控制。

(2)技术成熟,运行可靠性好。保蓝石灰/石膏湿法脱硫装置投运率一般可达99%以上,由于其发展历史长,技术成熟,运行经验多,因此不会因脱硫设备而影响锅炉的正常运行。特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺,使用寿命长,可取得良好的投资效益。

(3)对煤种变化的适应性强。保蓝石灰/石膏湿法脱硫工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫,无论是含硫量大于3%的高硫煤,还是含硫量低于1%的低硫煤,石灰/石膏湿法脱硫工艺都能适应。

(4)占地面积大,一次性建设投资相对较大。石灰/石膏湿法脱硫工艺比其它工艺的占地面积要大,所以现有电厂在没有预留脱硫场地的情况下采用该工艺有一定的难度,其一次性建设投资比其它工艺也要高一些。

(5)吸收剂资源丰富,价格便宜。作为保蓝石灰/石膏湿法脱硫工艺吸收剂的石灰石,在我国分布很广,资源丰富,许多地区石灰石品位也很好,碳酸钙含量在90%以上,优者可达95%以上。在脱硫工艺的各种吸收剂中,石灰石价格最便宜,破碎磨细较简单,钙利用率较高。

(6)脱硫副产物便于综合利用。保蓝石灰/石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。在日本、德国脱硫石膏年产量分别为250万吨和350万吨左右,基本上都能综合利用,主要用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂。脱硫副产物综合利用,不仅可以增加工厂效益、降低运行费用,而且可以减少脱硫副产物处置费用,延长灰场使用年限。

湿法脱硫设备案例

二、CFB半干法脱硫

技术简介

半干法技术是一种简洁、低投资、高性能的脱硫系统,占地面积小,容易接近。 半干法脱硫工艺是指脱硫剂以湿态加入,利用烟气显热蒸发浆液中的水分。在干燥过程中,脱硫剂与烟气中的二氧化硫发生反应,生成干粉状的产物。为了提高脱硫效率,通常采用石灰粉消化制浆作为脱硫剂。 脱硫终产物脱硫渣是一种自由流动的干粉混合物,无二次污染,同时还可以进一步综合利用。该工艺主要应用于电站锅炉烟气脱硫,单塔处理烟气量可适用于蒸发量75t/h~1025t/h之间的锅炉,SO2脱除率可达到90%~98%,是目前干法、半干法等类脱硫技术中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的一种方法。

工作原理

来自锅炉空预器的烟气由脱硫塔下部通过布风装置进入脱硫塔,然后烟气通过脱硫塔底部的文丘里管的加速,进入循环流化床体,物料在循环流化床里,气固两相由于气流的作用,产生激烈的湍动与混合,充分接触,在上升的过程中,不断形成聚团物向下返回,而聚团物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升,使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍,使得床内的Ca/S比高达87以上。反应过程中的烟气温度靠喷入的雾化水调节到约70℃,合格的吸收剂(合格细度的Ca(OH)2 )干粉经喷射泵气力输送进入吸收塔,在塔内与烟气进行脱硫化学反应,反应后的大量的气--固混合物从吸收塔顶部排出。这样循环流化床内气固两相流机制,极大地强化了气固间的传质与传热,为实现高脱硫率提供了根本的保证。

净化后的含尘烟气从脱硫塔顶部侧向排出,然后转向进入高效除尘器,再通过锅炉风机排入烟囱。经除尘器捕集下来的固体颗粒,通过除尘器下的再循环系统,返回脱硫塔继续参加反应,如此循环。

技术特点

半干法烟气脱硫技术是在锅炉尾部利用循环流化床技术进行烟气净化,脱除烟气中的大部分酸性气体,使烟气中的有害成分达到排放要求。

半干法烟气脱硫技术具有以下特点:

(1)在吸收塔喉口增设了独特的文丘里管,使塔内的流场更均匀。

(2)在吸收塔内设置上下两级双流喷嘴,雾化颗粒可达到50µm以下,精确的灰水比保证了良好的增湿活化效果,受控的塔内温度使脱硫反应在最佳温度下进行,从而取得较高的脱硫效率,较长的滤料使用寿命。

(3)采用比第二代更完善的控制系统,操作更简捷。

(4)采用成熟的国产原材料和设备,降低成本,节约投资.

(5)占地少,投资省,运行费用低,无二次污染。

(6)非常适合中小型锅炉的脱硫改造。

(7)输灰采用上引式仓泵,耗气量小,输灰管路不易堵塞,使用寿命长。同时,在仓泵和布袋之间增设中间灰仓,使仓泵运行更稳定、可靠。

固体物料经袋式除尘器收集,再用空气斜槽回送至反应器,使未反应的脱除剂反复循环,在反应器内的停留时间延长,从而提高脱除剂的利用率,降低运行成本。

根据烟气净化需要,添加适量的活性炭等添加剂可改变循环物料组成,有效地吸附脱除二噁英和重金属等毒性大、难去除的污染物,达到特殊净化效果。由于采用了大量的技术改良和优化,目前掌握的第三代半干法烟气脱硫技术克服了第一代半干法脱硫装置易塌床、易磨损、系统阻力大、运行不可靠及第二代半干法脱硫装置塔内易结垢、效率较低等缺点,具有先进、可靠、高效、低维护要求的特点,适用于200MW以下发电机组的尾部烟气净化工程。

保蓝半干法脱硫设备优势

(1)占地面积小,节省土地资源;

(2)脱酸、除尘效率高,一步到位,能够满足较长时间内国家的环保标准和热电分厂的长远利益。

脱硫效率≥95%

SO2排放浓度 ≤200mg/Nm3

除尘效率≥99.999%

烟尘排放浓度 ≤30mg/Nm3

(3)系统简单,辅助系统少,运行可靠,操作简单;

(4)无废水排出,无二次污染;

(5)原料采用废碱液和廉价的石灰,可稳定供应;

(6)产物为干态,可以综合利用;

(7)改造项目可以按每台炉分步实施,改造不影响热电厂的正常生产;

(8)系统运行安全稳定

本系统还可应用保蓝互补联合净化工艺,成功应用于多项工程。

半干法工艺与湿法工艺的区别

半干法工艺与湿法工艺最大的区别在于,脱硫吸收塔内的完全处于干式的环境,新鲜吸收剂Ca(OH)2是以干粉的形式进入系统,而所有的终产物也是以干灰的形式排放。烟气从底部进入吸收塔,吸收塔的底部为文丘里装置,烟气流经时被加速。吸收剂通过一套喷射装置在吸收塔锥部喷入,循环物料从吸收塔锥部的另一侧送入吸收塔。吸收剂和循环物料受加速后的烟气冲击后悬浮起来,形成流化床,与烟气充分混合完成脱硫反应,最后从顶部排除。经过反应的烟气立即进入了下游除尘器。

半干法脱硫设备工艺图

半干法脱硫技术案例

三、SDS干法脱硫

技术简介

干法脱硫又称干法烟气脱硫,是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中含硫化物的气体。 干法脱硫是利用SO2的还原性和可燃性,用固体氧化剂或吸附剂来脱硫,或者直接使之燃烧。干法脱硫是以NaHCO3与SO2反应生成Na2SO4的一种方法,称之为干法脱硫。

工作原理

从烟道取出的烟气(烟温230℃)进入SDS脱硫除尘系统。烟气首先进入SDS反应器,在SDS反应器内喷入碳酸氢钠超细粉,碳酸氢钠超细粉在高温烟气的作用下分解出高活性碳酸钠和二氧化碳,活性强的Na2CO3与烟气中SO2及其他酸性介质充分接触发生化学反应,被吸收净化。

技术特点

与其他公司的SDS烟气干法脱硫技术相比,我公司SDS脱硫技术具备以下特点:

1、利用高温烟气激活超细碳酸氢钠粉,脱硫效率可达98%以上。

2、保蓝干法脱硫采用自主研发的催化型----氢氧化钙,其运行成本为普通小苏打的1/2。

3、布袋除尘器的滤料耐温在250度以上,有效保证袋除的稳定运行。

4、设有SDS专有的喷射和掺混部件,提高气固接触时间和掺混的均匀度,保证停留时间在4S以上。

5、采用分级磨,出粉粒径1000目以上(15μm以下)。并且破碎比大,能量利用率高,产品粒度好,稳定。

6、系统采用了真空上料系统,自动化程度高,工人劳动强度小。

设备优势

1、排放指标的保证。

SDS脱硫效率高达98%以上,SDS脱硫配有高效布袋除尘系统,颗粒物排放能达到10mg/Nm³以下。

2、工艺流程最为顺畅,简单。

①、工艺上先SDS脱硫后脱硝,可脱除烟气中大部分有害物质(如SO2、SO3、焦油和粉尘等)对中低温催化剂的影响,大大延长了催化剂的使用寿命。

②、能源利用上,SDS脱硫系统中烟气温降小于5度,正常情况下可直接进中低温SCR脱硝。

3、运行的稳定性好。

①、该工艺非常成熟,在国外得到广泛应用。

②、设备简单,控制简单。特别是SDS全干法脱硫系统,只需控制脱硫剂的投加量,就能快速响应SO2浓度的变化。

4、性价比高。

①、该工艺系统简单,投资相对较低,特别是相比于SDA工艺。

②、运行费用较低。虽然脱硫剂的单价有所提高,但其运行阻力低,无需工艺水,电耗低,能源利用率高。

5、二次污染的控制。

①、该系统为全干法脱硫,无“废水”排放。

②、该系统排烟温度超过130度,无“白烟”“白水气”等产生。

6、占地面积小,总图布置烟风系统最为顺畅。

①、系统简单,无SDA系统大的反应塔和复杂的制浆系统。无湿法脱硫的后处理或热备系统等。

②、烟风系统最为顺畅。

干法脱硫设备案例

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