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敢想、?#26131;觥?#22909;学、高效、务实    
目前较为流行的脱硫技术的优缺点

    中国成为世界上SO2NOXCO2排放量的头号大国已成为不可争辩的事实。由于SO2的大量排放,中国酸雨污染已占全国面积的40%左右。酸雨和SO2污染破坏了生态系?#22330;?#33104;蚀了建筑材料、危害了人体健康、造成?#21496;?#22823;的经济损失,它已成为制约社会经济发展的重要因素之一;NOXCO2是使地球变暖的主要气体之一。但是,签于中国目前的经济状况,使用投资少、效率高、占地面积小、简单易行的脱硫技术将是今后?#27426;?#26102;期内解决中国SO2NOXCO2污染的主要方法。

锅炉烟气脱硫技术在世界上已开发了多种方法,根据脱硫过程所处的不同阶段可分为:炉前脱 硫、炉中脱硫和炉后脱硫。炉前脱硫是指在煤炭的洗选中脱硫;炉中脱硫是指在炉内喷钙的脱硫技术;炉后脱硫即在锅炉烟气中进行脱硫。炉后脱硫是目前实际应用 最多的脱硫方式,按原理炉后脱硫可通常分为三大类:湿法;半干法;干法。

1、旋转喷雾干燥法

       该法流程是前置一?#36164;?#28784;乳桨液的制备系?#22330;?#33073;硫剂为小于是100um灰粉配成的浓度为30%的石灰浆,由桨泵通过高速旋转的雾化器送入反应器中同烟气接触,使SO2与吸收剂雾粒发生作用生成CaSO3CaSO4颗粒。然后经电除尘器捕集固态的CaSO4,其效率可达80%—85%。其主要脱硫反应为:

Ca(OH2 + SO2 → CaSO3·1/2 H2O

CaSO3·1/2 H2O O2 →  CaSO4 · 1/2 H2O

该工艺属成熟的技术,已共有1000多万千?#21579;?#32452;采用该脱硫工艺,最大单机为300MW。我国已掌握了设计、制造到运转的全套技术,可设计者200MW配套的脱硫装置。与石灰石-石膏法相比,工程投资和运行费用低一些。

?#23548;?#20013;也存在如下问题:(1)生成的脱硫渣是亚硫酸钙、硫酸钙、过量石灰及粉煤灰的混合物,目前尚无 很好处理利用实例;(2)系?#25104;?#35745;、设备制造和自动控制要求相当精确;(3)工程投?#34432;螅?#38041;硫比高,造成石灰消耗量大和渣量大;(4)石灰乳料浆制备易发 生?#25910;希?#38654;化机磨损大。

       该法要求较高水平的自动控制系?#22330;?#35813;设备投资占电厂总投资的12%,电耗?#30002;?#21457;电量的1%,脱硫运行成本为1230/tso2,发电运行成本增加3/kw·h,工艺流程复杂,脱硫效率为80%,设备占地面积大,不能脱氮,设备阻力高。

总的来说该工艺技术成熟可?#24247;?#36816;行水平要求高,投?#34432;螅?#21344;地也大。

2、炉内喷钙增湿活化法

        该工艺是炉内脱硫?#33073;?#27668;脱硫的组合技术。是采用石灰石往炉膛内喷射工艺,并将未反应的一部分石灰输送到庞大的活化反应塔进行增湿,然后再到静电除尘器中?#21344;?/SPAN>

脱硫剂是石灰石粉,要求粒径小于100微米。其主要反应为:

CaCO3 → CaO CO2       CaO SO2 → CaSO2

CaO H2O→ Ca(OH2       Ca(OH2 SO2 O2 → CaSO4

    该系统是由炉堂内喷射(?#30002;?#25237;资的10%)、烟气增湿及灰再循环(?#30002;?#25237;资的85%)、加湿灰桨再循环(?#30002;?#25237;资的5%)三大部分组成。脱硫终止物与?#20057;?#36215;堆放,没有再利用。脱硫装置本身无废水产生,烟气温度可控制在?#23454;?#30340;?#27573;?#20869;,无需再加热。

例如南京下关电厂二套12.5kw采用芬兰富腾集团公司提供的脱硫装置,设备总投资800万美元;江宁制粉厂投资120万元人民币,其设备投资占发电厂总投资比例的3%5%;耗电为500kw/h,电耗?#30002;?#21457;电量的1.5%;脱硫运行成本为1290(/t)SO2,发电运行成本增加1.69(/kw.h),工艺流程较简单,脱硫率为70%,设备占地面积较小,不能脱氮,设备阻力较高。

    ?#23548;?#20013;存在的问题是:

(1)灰石喷入炉膛11001200℃部位要消耗热量,?#20154;?#32791;大约增加0.4% 1.0%

(2)硫比较高,适用于中、低硫煤的脱硫;

(3)减少锅炉损失和降低脱硫渣的产生量,要求石灰石的?#34892;?/SPAN>CaO含量最好不低于90%,另外,石灰石需要磨细到150目左右;

(4)增大了后续除尘器的入口分尘浓度。该技术由于工艺流程复杂,投?#34432;螅?#22269;产化技术不成熟,运行要求高。

3、石灰石石膏法

    该法是用石灰石的乳液吸收烟气中的SO2,使之与SO2生成半水亚硫酸钙或石膏,其脱硫效率可达90%以上,技术也较成熟。该法通常由三个部分组成:

1SO2大吸收:这是该法的主要工序,它是在烟道中让SO2与石灰石的乳?#33322;?#34892;化学反应生成CaSO3CaSO4

2)固液分离:由于产生大量的亚硫酸钙和少量的硫酸钙?#32422;?#39044;除尘时尚未除尽的烟尘,因此,必须将其?#21491;?#20307;中分离后?#21491;?#22788;理。

3)固体处理:分离出来的固体物质一般采取两种方法?#22351;?#19968;是抛弃,这将会产生二次污染。第二是回收,在处理过程中,通入空气强制氧化和一些添加剂,可以使CaSO3生成CaSO4·2H2O(石膏)。

    石灰石石膏法的脱硫剂是250目的石灰石粉制成的浓度为28%—32%的石灰石浆。其主要脱硫反应为:

SO2 H2O   =   H2SO3

    CaCO3 H2SO3    =  CaSO3 CO2 ↑+ H2O

    CaSO3 + O2   =   CaSO4

    CaSO4 + H2O   =     CaSO4·2H2O

    此方法是世界上烟气脱硫应用最广泛、技术最成熟的工艺,国内外单机达到900MW左右,既可处理高硫煤又可处理低硫煤,钙硫比低。吸收剂价廉易得,运行可靠,应用较广,脱硫效率可达90%以上。

  但该技术主要缺点是:

(1)投?#34432;蟆?#20026;使在50℃脱硫反应后的烟气再升温到70℃以上,常用较大资金投入再热器。如20KW机组的再热器需1000万元投资。

(2)工艺流程复杂。该工艺包括8个子系统:吸收剂运输系?#22330;?#30707;灰石浆制备系?#22330;?#28895;气系?#22330;?/SPAN>SO2吸收系?#22330;?#30707;膏处理系?#22330;?#33976;汽系?#22330;?#20379;水和废水处理系统,设备比较复杂;

石灰制桨系统工艺相当复杂,石灰石需?#24515;?#21040;300目以上,电耗大,成本高。

(3)吸收喷淋系统技术要求高,气液比低,循环泵流量大,扬尘大,

  能耗大。如引进二台2×36KW机组锅炉烟气脱硫装置需4000万美元,约合人民币3亿多元,其设备投资占电厂投资比例为19%,电耗?#30002;?#21457;电量的2%,脱硫运行成本为1550/t•SO2

(4)设备占地面积很大,设备阻力高(1500Pa)。不能脱氮,发电运行成本增加2.52/kw·h。该法适用于新建电厂,?#39029;?#22320;大,资金充裕的项目。

(5)生成的脱硫渣是二水石膏,目前仅有少量出售,大部分仍?#35328;諢页?/SPAN>造成了二次污染;

(6)该法在脱硫的过程中产生大量的二氧化碳,这对地球变暖是非常不利的。

(7)该脱硫装置工程投?#34432;螅?#36816;行费用高。该技术成熟可靠,但仅适用于大型电站锅炉的脱硫,?#36865;?#22823;量脱硫副产品的出路和产生二氧化碳废气,也是一个很大的问题。

4、双碱法

    采用钠化合物(NaOHNa2CO3NaSO3等)溶液吸收SO 2,生成钠盐。其溶液再与石灰石(CaCO3)或石灰(Ca(OH)2)反应生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀。再生后的钠化合物返回洗?#30001;?#22791;重新作为吸收剂使用。设备调整PH值后循环使用。 

    NaOH + SO2    =    Na2SO3 + H2O

    Na2CO3 + SO2    =    Na2SO3 + CO2↑

    Na2SO3 + SO2 + H2O   =    2NaHSO3

    Ca(OH2 +2NaHSO3    =   Na2SO3 + CaSO3 + H2O

   Na2SO3 + Ca(OH2 + H2O   =     2NaOH + CaSO3

  此法由于生成CaSO3沉淀不在脱硫塔内部而是在再生池中进行,因此,不会在脱硫塔中产结垢和发生堵塞现象,脱硫效率可达90%,运行成本不高。

    但?#23548;?#20013;存在一些问题:

1)需多级较大的沉淀池和复杂的置换循环工艺;

2)大量CaSO3需脱水外运;

3)气体中含有少量的氧,会与洗?#21491;?#20013;的部分NaSO3发生反应生成不易去除的Na2SO4

4)吸收液的再生也较困?#36873;?/SPAN>

5)地面积较大。工艺复杂,投资较大。

6)该法在脱硫的过程中产生大量脱硫副产品,其出路是个大问题;大量的二氧化碳,这对地球变暖是非常不利的。



发?#38469;?#38388;:2011-7-29 [打印此页] [收藏此页]
 
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