煙氣脫硫的基本原理及方法

更新時間：2008-10-30 14:00 來源：作者: 閱讀：2631

基本原理

堿性脫硫劑+SO₂=亞硫酸鹽（吸收過程）

亞硫酸鹽+SO₂=硫酸鹽（氧化過程）

堿性脫硫吸收劑吸收SO₂，先反應(yīng)形成亞硫酸鹽，再加上氧氧化成為穩(wěn)定的硫酸鹽，然后將硫酸鹽加工為所需產(chǎn)品。因此，任何脫硫方法都是一個化工過程。

主要的煙氣脫硫方法

煙氣脫硫的技術(shù)方法種類繁多。以吸收劑的種類主要可以分為：

1）鈣法（以石灰石/石灰-石膏為主）

2）氨法（氨或者碳銨）

3）鎂法（氧化鎂）

4）鈉法（碳酸鈉、氫氧化鈉）

5）有機堿法

6）活性炭法

7）海水法等

目前使用最多的是鈣法，氨法次之。鈣法有石灰石/石灰-石膏、噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣法、循環(huán)流化床法、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法、GSA懸浮吸收法等，其中用的最多的是石灰石/石灰-石膏法。氨法也是多種多樣的，如硫氨法、聯(lián)產(chǎn)硫氨法和硫酸法、聯(lián)產(chǎn)磷銨法等，以磷銨法為主。

煙氣脫硫技術(shù)簡介

（一）石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)

石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝采用價廉易得的石灰石作為脫硫劑，石灰經(jīng)過破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)過消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{液。

在吸收塔內(nèi)吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鈣以及鼓入的空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終的反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。同時能夠去除煙氣中的其他雜質(zhì)。脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器去除帶出的細小的液滴，經(jīng)過熱交換器加熱升溫后排如煙囪。脫硫石膏經(jīng)過脫水裝置脫水后回收。

系統(tǒng)的組成

石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫裝置由吸收劑制備系統(tǒng)、煙氣吸收及氧化系統(tǒng)、脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)、脫硫廢水處理系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、自控和在線監(jiān)測系統(tǒng)等組成。

(二）干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)

干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的一種新的干法煙氣脫硫技術(shù)，該技術(shù)具有投資少、占地小、結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，兼有高效除塵和煙氣凈化功能，運行費用低等優(yōu)點。

因而，國家電站燃燒工程技術(shù)研究中心和清華大學(xué)煤的清潔燃燒技術(shù)國家重點實驗室分別對該技術(shù)的反應(yīng)機理、反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型等進行了理論和實驗研究。其工藝流程如圖3示，從煤粉燃燒裝置產(chǎn)生的實際煙氣通過引風(fēng)機進入反應(yīng)器，再經(jīng)過旋風(fēng)除塵器，最后通過引風(fēng)機從煙囪排出。脫硫劑為從回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的高品質(zhì)石灰粉，用螺旋給粉機按給定的鈣硫比連續(xù)加入。旋風(fēng)除塵器除下的一部分脫硫灰經(jīng)循環(huán)灰斗和螺旋給灰機進入反應(yīng)器中再循環(huán)。在文丘里管中有噴水霧化裝置，通過調(diào)節(jié)水量來控制反應(yīng)器內(nèi)溫度。

干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)在煙氣中SO₂濃度較低的情況下尤其適用。它具備以下特點:

(1)鍋爐飛灰作為循環(huán)物料，反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒濃度均勻，固體內(nèi)循環(huán)強烈，氣固混合、接觸良好，氣固間傳熱、傳質(zhì)十分理想。

(2)反應(yīng)塔中由于顆粒的水分蒸發(fā)與水分吸附、固體顆粒之間的強烈接觸摩擦，造成氣、固、液三相之間極大的反應(yīng)活性和反應(yīng)表面積，對于煙氣SO₂的去除有非常理想的效果。

(3)固體物料被反應(yīng)器外的高效旋風(fēng)分離器和除塵器收集，再回送至反應(yīng)塔，使脫除劑反復(fù)循環(huán)，在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間延長，從而提高了脫除劑的利用率，降低了運行成本。

(4)通過向反應(yīng)器內(nèi)噴水，使煙氣溫度降至接近水蒸汽分壓下的飽和溫度，提高脫硫效率。

(5)反應(yīng)器不易腐蝕、磨損。

(6)系統(tǒng)中的粉煤灰對脫硫反應(yīng)有催化作用

系統(tǒng)組成

煙氣流化床主要由吸收劑的制備系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、吸收劑再循環(huán)系統(tǒng)、自控和在線監(jiān)測系統(tǒng)等組成。見如下流程圖。