技術成熟和可靠性高:石灰石-石膏法是一種非常成熟的煙氣脫硫技術,自20世紀80年代以來廣泛應用于全球的火電廠中。其技術已經(jīng)非常成熟,運行可靠性高,設備和技術容易獲取。
資源豐富且價格低廉:石灰石作為脫硫劑,來源廣泛且價格便宜。石灰石資源豐富,易于運輸和保存,這使得石灰石-石膏法在經(jīng)濟上具有很大的優(yōu)勢。
脫硫效率高:石灰石-石膏法的脫硫效率非常高,通常可以達到90%以上,甚至在某些裝置中可以超過95%。這種高效率使得該方法能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,滿足嚴格的環(huán)保要求。
適應性強:石灰石-石膏法對煤種變化、負荷變化和脫硫率變化具有較強的適應性,特別適用于大容量機組(如200MW及以上)和燃用含硫量較高的煤種。
副產(chǎn)品可利用:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏是一種有價值的副產(chǎn)品,可以用于建筑材料或肥料等工業(yè)應用,這不僅減少了廢物處理的成本,還增加了經(jīng)濟效益。
系統(tǒng)穩(wěn)定且無氨逃逸問題:石灰石-石膏法系統(tǒng)運行穩(wěn)定,吸收劑不存在揮發(fā)性問題,也無氨逃逸問題,這使得其在實際應用中更加安全可靠。
盡管石灰石-石膏法存在一些缺點,如初期投資和運行成本較高、占地面積大、系統(tǒng)管理復雜等,但其綜合優(yōu)勢使其成為目前國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的首選工藝。特別是在內(nèi)陸電廠或資源豐富的地區(qū),石灰石-石膏法因其經(jīng)濟性和高效性而被廣泛采用。
]]>技術規(guī)范與設計要求:
脫硫裝置的設計和施工應符合國家和行業(yè)標準《煙氣循環(huán)流化床法煙氣脫硫工程通用技術規(guī)范》(HJ 178—2018)等。
施工過程中使用的設備、材料必須符合國家標準,并取得供貨商的產(chǎn)品合格證后方可安裝和使用。
工程驗收應按相應專業(yè)驗收規(guī)范執(zhí)行,包括土建施工質(zhì)量驗收、機械設備安裝質(zhì)量驗收、電氣裝置驗收等。
運行與維護:
脫硫裝置的運行應根據(jù)燃料、原料及主體工程負荷的變化及時調(diào)整,確保SO2連續(xù)穩(wěn)定達標排放。
定期檢查和維護各類設備、電氣和自控儀表,確保裝置穩(wěn)定可靠運行。
在停運時,需及時排空并清洗管道和設備,避免二次污染。
維護人員應熟悉維護保養(yǎng)規(guī)定,定期檢查、更換或維修必要部件,并做好詳細記錄。
安全管理:
脫硫裝置不得在超過設計負荷的條件下長期運行。
應制定脫硫工程事故應急預案,儲備應急物資,并定期組織相關演習。
在操作過程中,應嚴格遵守安全操作規(guī)程,操作人員需接受培訓,掌握脫硫塔操作要領,正確穿戴個人防護用品。
環(huán)境保護:
脫硫廢水處理系統(tǒng)應滿足國家及行業(yè)標準,并定期檢查吸收塔、換熱器等設備的腐蝕、結晶和堵塞情況。
副產(chǎn)品應妥善堆放、貯存、運輸和利用,避免二次污染。
對可能產(chǎn)生粉塵污染的裝置,宜采用全負壓密閉操作,并盡量實現(xiàn)機械化和自動化作業(yè)。
經(jīng)濟性與效率:
脫硫系統(tǒng)的增容改造應提高系統(tǒng)的適應性和效率,以滿足高硫煤種的環(huán)保排放要求。
通過技術改造,如增加噴淋層、液體再分布裝置等,可以有效降低二氧化硫排放濃度。
其他注意事項:
在脫硫系統(tǒng)中,應避免將固體脫硫劑直接加入系統(tǒng),再生停留時間應控制在12-15分鐘。
脫硫液溫度應控制在35-45°C之間,操作要平穩(wěn),保持再生槽硫沫連續(xù)溢流。
脫硫改造需要綜合考慮技術規(guī)范、運行維護、安全管理、環(huán)境保護以及經(jīng)濟性等多個方面,以確保改造后的系統(tǒng)能夠安全、高效、穩(wěn)定地運行。
]]>氨法脫硫技術具有較高的脫硫效率,通??梢赃_到95%以上,且副產(chǎn)品硫酸銨具有較高的經(jīng)濟價值,可以作為化肥使用,因此在環(huán)保性和資源再生利用方面具有顯著優(yōu)勢。然而,氨法脫硫存在氨損失、能耗大以及加熱器材質(zhì)要求高等問題。此外,氨法脫硫系統(tǒng)不排廢水,但其漿液中的氯離子和氟離子濃度較高,可能導致腐蝕問題。
相比之下,石灰石-石膏法脫硫技術雖然占地面積較大,漿液循環(huán)量和耗電量較高,但其脫硫效率也高達95%,且運行成本已大幅降低。石灰石-石膏法的副產(chǎn)品為石膏,主要用于建材行業(yè),具有一定的市場價值。然而,該技術的缺點包括系統(tǒng)復雜、初始投資大、水耗大等。
從技術改造的角度來看,氨法脫硫改造為石灰石-石膏法脫硫需要考慮以下幾點:
設備調(diào)整:氨法脫硫塔的設計與石灰石-石膏法脫硫塔有所不同,需要對塔內(nèi)結構進行調(diào)整以適應石灰石-石膏法的工藝流程。
漿液制備:石灰石-石膏法需要將石灰石磨成粉并制成漿液,這與氨法脫硫的液氨或廢氨水不同,需要額外的設備和工藝來實現(xiàn)。
能耗與成本:石灰石-石膏法的能耗相對較高,且系統(tǒng)復雜度較高,因此改造過程中需要評估整體的能耗和運行成本是否合理。
安全性:石灰石-石膏法不涉及危險化學品的使用,安全性較高,而氨法脫硫存在氨泄漏的風險,需要采取相應的安全措施。
環(huán)保性:石灰石-石膏法的副產(chǎn)品石膏可以用于建材行業(yè),而氨法脫硫的硫酸銨則可以作為化肥使用,兩者在環(huán)保性方面各有優(yōu)勢。
改造氨法脫硫為石灰石-石膏法脫硫是一個復雜的工程任務,需要綜合考慮技術可行性、經(jīng)濟合理性以及環(huán)保要求。建議在進行改造前進行全面的技術評估和經(jīng)濟分析,以確保改造后的系統(tǒng)能夠高效、安全地運行,并符合環(huán)保標準。
]]>半干法脫硫:在半干法脫硫中,生石灰通常經(jīng)過消化變?yōu)闅溲趸}漿液,然后噴入煙氣中進行反應。這種情況下,脫硫溫度一般在70℃左右,煙氣未達到飽和,無需再熱即可排入煙囪。
干法脫硫:干法脫硫技術中,石灰粉經(jīng)過消化后進入反應器,與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應。干法的操作溫度一般控制在60-110℃之間。
濕法脫硫:在濕法脫硫工藝中,吸收塔入口煙氣的溫度一般建議為80℃到170℃之間,以確保脫硫效率。此外,有證據(jù)表明,濕法脫硫后的凈煙氣溫度一般在50-70℃之間,這取決于具體的工藝設計和操作條件。
其他情況:在某些特定的工藝如中,爐內(nèi)噴鈣增濕活化法(LIFAC),最佳的脫硫溫度范圍為850℃到1150℃。然而,這種方法主要用于高溫條件下的鍋爐煙氣處理。
生石灰煙氣脫硫所需的溫度范圍較廣,具體取決于所采用的脫硫技術和工藝條件。在實際應用中,需要根據(jù)具體的工藝要求和設備條件來確定合適的溫度。
]]>干法脫硫的優(yōu)勢:
工藝簡單:干法脫硫的工藝流程相對簡單,設備簡單,占地面積小,投資和運行費用較低。
能耗低:干法脫硫過程中不需要大量的水和能源,因此可以節(jié)省能源消耗,降低生產(chǎn)成本。
無腐蝕問題:由于不涉及大量水和化學反應,設備腐蝕程度較輕,延長了設備的使用壽命。
副產(chǎn)物易于處理:干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品通常是干燥的,更易于處理和運輸。
無需污水處理系統(tǒng):干法脫硫不需要額外的水處理系統(tǒng),節(jié)約水資源,避免了廢水處理的需求。
適用于低硫含量氣體:干法脫硫特別適合于含硫量較低的氣體,如天然氣、油田氣等。
濕法脫硫的優(yōu)勢:
高脫硫效率:濕法脫硫通常具有較高的脫硫效率,可達90%以上,甚至更高。
煙氣脫硫的基本原理及方法
煙氣脫硫的基本原理及方法
技術成熟:濕法脫硫技術較為成熟,生產(chǎn)運行安全可靠,適用范圍廣。
副產(chǎn)品易處理:濕法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品如石膏等可以回收利用,作為建筑材料或肥料。
反應速度快:濕法脫硫的氣液反應速度快,能夠迅速將煙氣中的二氧化硫轉化為硫酸鹽。
適用性強:濕法脫硫適用于各種規(guī)模的氣體處理,尤其在大型脫硫廠中廣泛應用。
然而,每種方法也存在一些劣勢。例如,干法脫硫的脫硫效率通常低于濕法脫硫,并且設備龐大、投資大。而濕法脫硫則面臨設備復雜、運行維護成本高、能耗高等問題。
選擇合適的脫硫技術需要根據(jù)具體的應用場景和需求進行綜合考慮。例如,在水資源緊張的地區(qū),干法脫硫可能更為合適;而在需要高效脫硫且副產(chǎn)品可回收利用的情況下,濕法脫硫可能是更好的選擇。
]]>此外,循環(huán)流化床鍋爐的脫硫過程還涉及多次循環(huán)和反復的低溫燃燒與脫硫反應,這使得脫硫劑(如石灰石粉)能夠充分與煙氣接觸,提高了脫硫效率。石灰石粉的最佳粒徑一般控制在0.1-0.5mm范圍內(nèi),以確保其反應表面足夠大,同時避免因粒徑過細而導致的輸送和反應效率問題。
循環(huán)流化床鍋爐的脫硫技術不僅適用于常規(guī)燃煤鍋爐,還可以通過改造應用于煤泥等低熱值燃料的鍋爐中,盡管煤泥鍋爐的SO?排放濃度不穩(wěn)定,但通過合理調(diào)整石灰石粉的添加量和反應條件,仍可以實現(xiàn)有效的脫硫。
循環(huán)流化床鍋爐脫硫技術以其高效、環(huán)保、適應性強等特點,在現(xiàn)代火力發(fā)電廠中得到了廣泛應用,并且隨著技術的不斷優(yōu)化和改進,其應用范圍和效果將進一步提升。
]]>濕法脫硫技術:濕法脫硫技術包括石灰石-石膏法、氨法、噴霧干燥法和循環(huán)流化床法等。這些方法通過氣液反應快速去除SO?,通常脫硫效率可以達到95%以上。然而,濕法脫硫可能會產(chǎn)生二次污染,如廢水處理問題。
半干法脫硫技術:半干法脫硫技術如循環(huán)流化床法,通過延長煙氣停留時間和增大鈣硫比來提高脫硫效率,通??梢赃_到99.8%的脫硫效率。這種方法相比濕法脫硫設備腐蝕小、無明顯溫降,更有利于煙囪排氣擴散。
干法脫硫技術:干法脫硫技術如活性炭吸附法,通過吸附劑對SO?進行吸附,再通過再生過程回收利用。這種方法具有流程短、設備投資省、能耗低等優(yōu)點。
選擇性催化還原(SCR)脫硝技術:SCR技術是目前主流的脫硝方法,通過催化劑使NH?與NOx反應生成氮氣和水,脫硝效率高,通常在350-420℃溫度范圍內(nèi)效率可達90%以上。然而,SCR技術對煙氣中的粉塵含量要求較高,容易造成催化劑堵塞,并且部分SO?會轉化為SO?,導致后續(xù)設備腐蝕。
非選擇性催化還原(SNCR)和高溫SCR組合技術:SNCR技術在高溫條件下直接將氨水噴入煙氣中進行脫硝,而高溫SCR則在較低溫度下進一步提高脫硝效率。這種組合技術可以有效處理NOx超標問題,并且活性焦脫硫可以協(xié)同處理SO?,同時對二噁英及重金屬也有一定的去除效果。
新型材料吸附法:一些新技術如微晶材料吸附法,通過吸附劑同時去除SO?和NOx,具有無二次污染、資源可回收利用的優(yōu)點。
球團煙氣的脫硫脫硝技術多種多樣,每種方法都有其優(yōu)缺點。選擇合適的工藝需要綜合考慮脫硫脫硝效率、運行成本、設備腐蝕、二次污染等因素。
]]>具體來說,小蘇打脫硫過程包括以下幾個步驟:
化學反應:小蘇打(碳酸氫鈉)在高溫條件下分解生成碳酸鈉(Na2CO3)、水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)。生成的碳酸鈉具有較高的反應活性,能夠迅速與煙氣中的SO2反應生成硫酸鈉(Na2SO4)。
物理吸附:除了化學反應外,小蘇打還可以通過物理吸附的方式去除煙氣中的酸性污染物和其他微量物質(zhì)。
設備應用:小蘇打脫硫通常應用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括脫硫劑供應系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)和引風機等設備。通過稀相粉塵輸送系統(tǒng)將超細磨粉的小蘇打粉均勻噴射到煙氣中,以提高脫硫效率。
副產(chǎn)物處理:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
優(yōu)勢與局限:小蘇打脫硫具有成本低、無廢水排放、副產(chǎn)物可回收等優(yōu)點,適用于煤電廠、垃圾焚燒廠等工業(yè)領域。然而,小蘇打價格較高,且在大規(guī)模工業(yè)應用中可能會產(chǎn)生二次污染,需要額外處理。
小蘇打脫硫技術是一種高效且經(jīng)濟實用的煙氣凈化方法,尤其適用于干法煙氣脫硫領域,但其應用效果受多種因素影響,如小蘇打的投加量、煙氣溫度和SO2濃度等。
]]>在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液充分接觸,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣發(fā)生化學反應,生成硫酸鈣,隨后結晶形成二水石膏。 脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去帶出的細小液滴,再通過換熱器加熱升溫后排放到大氣中。
石灰石膏法脫硫具有高效、低成本的特點,脫硫效率通??蛇_到95%以上。此外,該技術對煤種和負荷變化具有較強的適應性,適用于各種含硫煤種的煙氣處理。石膏作為副產(chǎn)品,可以綜合利用,如用于制造墻板材料等。
石灰石膏法脫硫技術在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應用,尤其在日本、德國、美國等國家的火力發(fā)電廠中,約90%的煙氣脫硫裝置采用此工藝。
]]>吸收劑的選擇與使用:濕法脫硫通常采用石灰石作為主要吸收劑,通過將其與水混合制成石灰石漿液。石灰石漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣中的SO2反應,生成亞硫酸鈣(CaSO3),然后通過氧化生成石膏(CaSO4·2H2O),從而凈化煙氣。石灰石漿液濃度、氣體流速和反應溫度等參數(shù)對脫硫效率有顯著影響。
工藝流程:濕法脫硫工藝包括預處理(如降溫、增濕、除塵)、吸收、氧化、富液處理(灰水處理)、除霧(氣水分離)、被凈化后的氣體再加熱以及產(chǎn)品濃縮和分離等步驟。整個過程在吸收塔中完成,吸收塔是核心設備,用于實現(xiàn)SO2的吸收和轉化。
反應條件控制:濕法脫硫過程中,反應溫度和壓力需在120-180℃和0.2-2.0 MPa之間,以確保反應效率。此外,堿液噴淋量的控制也至關重要,適量噴淋可以有效中和煙氣中的酸性成分,過多或過少都會影響脫硫效果。
設備設計與優(yōu)化:合理的反應器設計和優(yōu)化是提高脫硫效率的關鍵。例如,順流噴淋濕法脫硫系統(tǒng)通過設置雙向噴淋層,提高了脫硫劑粉的捕捉空間和脫硫效率。此外,濕法脫硫塔的設計參數(shù)對于工藝效率至關重要,需要根據(jù)煙氣特性和工藝要求進行選擇。
廢水處理:濕法脫硫過程中會產(chǎn)生廢水,需要進行預處理軟化、濃縮減量、蒸發(fā)結晶等處理工藝,以減少環(huán)境污染。廢水處理技術包括廢水循環(huán)利用和廢液再生等方法,以提高資源利用率。
協(xié)同除塵性能:濕法脫硫系統(tǒng)通常具有一定的協(xié)同除塵性能,綜合除塵效率應不小于70%,出口顆粒物濃度應不大于10 mg/m3。當出口顆粒物濃度大于10 mg/m3時,宜采用管式等型式的濕式電除塵器。
經(jīng)濟性與環(huán)保性:濕法脫硫技術具有高效、可靠、成熟等特點,是目前廣泛應用于燃煤電廠的脫硫技術之一。其副產(chǎn)品石膏經(jīng)脫水后可回收利用,具有較高的綜合利用價值。
濕法脫硫系統(tǒng)涉及多個關鍵環(huán)節(jié)和技術要點,包括吸收劑的選擇與使用、工藝流程、反應條件控制、設備設計與優(yōu)化、廢水處理以及協(xié)同除塵性能等方面。這些因素共同決定了濕法脫硫系統(tǒng)的效率和效果。
]]>