1. 湿法脱硫技术的原理、工艺流程等
湿法脱硫工艺技术原理、流程:
烟气进入脱硫装置的湿式吸收塔,与自上而下喷淋的碱性石灰石浆液雾滴逆流接触,其中的酸性氧化物SO2以及其他污染物HCL、HF等被吸收,烟气得以充分净化;吸收SO2后的浆液反应生成CaSO3,通过就地强制氧化、结晶生成CaSO4•2H2O,经脱水后得到商品级脱硫副产品—石膏,最终实现含硫烟气的综合治理。
(1)烟气脱硫装置工艺设计扩展阅读:
技术优势:
1集消烟、脱硫、脱氮、除尘、脱水一体化同时完成的技术设计,结构简单紧凑、工艺流程合理,内部不易结垢堵塞,烟气不带水设计;
2设备内部有效面积使用率达100%设计,用烟尘在整个净化过程中全部完全溶于碱性水溶液,达到高效传质的效果;
3应用高效外溅喷射雾化设计,设备内部无易损件设计,保证最高效的脱硫与除尘;
4构成烟气与碱性溶液最充分的传质过程、以保证达到最高效的脱硫与除尘;
5制造材料可选用天然耐磨蚀的花岗石制成,解决了环保设备长期以来不耐磨、不抗腐蚀、寿命短等缺点;
6保证一定的液气化、稳定的二氧化硫吸收速率、控制ph值在10左右25%的稀碱液作为二氧化硫吸收剂。不易挥发、损失小,实现脱硫效率高、效果稳定,还有效地解决了设备内部积灰、结垢问题;
7设备内部畅通的烟气通道设计、烟气走向没有死角,降低烟气热态阻力,保证设计工况下的效果,不影响锅炉等燃烧设备的运行;
8简易高效的循环双碱法脱硫原理,充分利用了工厂生产的废碱液、以废治废、综合利用、降低运行成本、碱性水闭路循环使用、废水利用率100%、实现无二次废水污染排放
2. 烟气脱硫的工艺方法
烟气脱硫(FGD)是工业行业大规模应用的、有效的脱硫方法。按照硫化物吸收剂及副产品的形态,脱硫技术可分为干法、半干法和湿法三种。干法脱硫工艺主要是利用固体吸收剂去除烟气中的SO2,一般把石灰石细粉喷入炉膛中,使其受热分解成CaO,吸收烟气中的SO2,生成CaSO3,与飞灰一起在除尘器收集或经烟囱排出。湿法烟气脱硫是采用液体吸收剂在离子条件下的气液反应,进而去除烟气中的SO2,系统所用设备简单,
运行稳定可靠,脱硫效率高。干法脱硫的最大优点是治理中无废水、废酸的排出,减少了二次污染;缺点是脱硫效率低,设备庞大。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2,所用设备比较简单,操作容易,脱硫效率高;但脱硫后烟气温度较低,设备的腐蚀较干法严重。
石灰石(石灰)-石膏湿法烟气脱硫工艺石灰石(石灰)湿法脱硫技术由于吸收剂价廉易得,在湿法FGD领域得到广泛的应用。
以石灰石为吸收剂反应机理为:
吸收:SO2(g)→ SO2(L)+H2O → H++HSO3- → H+ +SO32-
溶解:CaCO3(s)+H+ → Ca2++HCO3-
中和:HCO3- +H+ →CO2(g)+H2O
氧化:HSO3-+1/2O2→SO32-+H+
SO32- +1/2O2→SO42-
结晶:Ca2++SO32- +1/2H2O →CaSO3·1/2H2O(s)
该工艺的特点是脱硫效率高(>95%)、吸收剂利用率高(>90%)、能适应高浓度SO2烟气条件、钙硫比低(一般<1.05)
、脱硫石膏可以综合利用等。缺点是基建投资费用高、水消耗大、脱硫废水具有腐蚀性等。
3. 脱硫塔设计-浆液循环泵使用
第十一届全国燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技术“十一五”烟气脱硫脱氮技术创新与发展交漉会 -351? 脱硫吸收塔浆液循环泵的汽蚀周立年 (许继联华国际环境工程有限责任公司,北京 100085) 摘要循环泵的汽蚀在湿法脱硫工艺经常出现,但并没有引起重视。本文从汽蚀原理上分析出循环 泵汽蚀极容易发生,指出了避免汽蚀现象发生的一些措施。 石灰石一石膏法烟气脱硫工艺中,循环泵的工作效率关系到吸收塔内浆液喷淋效果,影响到脱硫效率和耗电量。通常对循环泵的腐蚀和磨蚀比较注意,循环泵的汽蚀现象不容易发现而没有 引起足够的重视。我们在脱硫作业中发现循环泵叶轮叶片出现一些坑坑点点损坏现象,循环泵电流下降,脱硫效率降低,经过仔细分析认为是汽蚀作用比较大,同时存在的腐蚀、磨蚀现象,也 加重了循环泵叶轮叶片的损坏。为此,我们必须对循环泵的汽蚀作认真的研究,避免或者减轻汽蚀现象的发生。 一、汽蚀机理 汽蚀现象是当水泵内液体流通时水汽化成汽泡,汽泡再凝结成水的过程中,对水泵流通金属表面的破坏,这种现象称为汽蚀或空蚀。 在一个标准大气压时,水加热到100℃会沸腾,产生大量气泡。当容器内压力小于一个标准 大气压时,降低一定温度水也会沸腾。例如,当水温在50℃时,水面上的压降到12.3 kPa,水 会开始汽化而沸腾,当水面上的压力升到大于12.3 kPa时,水就会停止汽化沸腾。所以水和汽 在温度一定时,通过变化压力可以互相转化。 循环泵的运转过程中,泵各处的流速和压力变化巨大,在叶轮进浆处压力最低。这个地方的浆液温度为50℃,当这个地方浆液压力小于或等于12.3 kPa时,浆液就会汽化,形成许多细小 的汽泡,有些汽泡会附着在叶轮叶片和泵壳内壁上,同时溶解在浆液中的SO:、0:、CI等腐蚀性 气体会因为压力降低而逸出,这些气体腐蚀性极强。由于吸收塔内浆液加入了大量的氧化空气, 所以吸收塔内是一个充满大量空气汽泡的石膏一石灰石浆液混合液体,在进入循环泵之前,已经充满了气体,更加有利于汽化现象发生。 浆液中SO:、0:、CI气体在总压力(气体和汽体)等于101.33 kPa时溶解于lOOg水中的气体质量为:S02:6.47 是一种强腐蚀性气体。 循环泵叶轮边缘是泵体内压力最低和最高的切换点,浆液中瞬间形成许多蒸汽和气体混合的 小气泡,当小气泡随水流到达压力较高区域时,汽泡急剧凝结而消失,同时,汽泡周围的浆液以 很高的速度填充汽泡空间。 从汽泡产生到消失,时间极短。估计这段时间,如叶轮叶片进口处浆液的相对速度为30m/ S,叶轮叶片汽蚀破坏部位与叶片进口边的距离为3cm,汽泡从产生到消失的时间约为0.001S。 汽泡在短暂的时间内消失,会产生很强的水锤压强,局部压强可达到200MPa以上,这样高的瞬 时冲击压强作用在叶轮叶片上足以使表面上微观裂缝处产生破坏作用。同时,汽泡中的SO:、 0:、CI等腐蚀性气体,也会借助汽泡凝结及气体压强而产生的热量,加快叶轮叶片表面的化学 腐蚀破坏作用。所以叶轮叶片表面首先出现坑坑点点的“点蚀”损坏现象。g;02:0.0031 g;CI:0.459 g。浆液中s02、cI气体含量大于02含量, ?352? “十一五”烟气脱硫脱氮技术创新与发展交流会(2007) 二、循环泵产生汽蚀的现象 2.1对循环泵过流部件产生破坏作用汽蚀破坏最严重的是叶轮,及叶轮上的叶片部件,叶轮口环间隙处会产生汽蚀破坏现象。 2.2产生噪声和振动 汽蚀发生时,会有汽泡的破灭产生的各种频率的噪声,如炒豆子的燥裂声,同时机组会有振 动现象。 2.3循环泵效率下降 循环泵汽蚀严重时,由于浆液中有大量汽泡,实际上改变了浆液的密度,叶片表面充满了汽 泡,造成脱流,造成泵实际扬送的充满汽体的浆液,而不是单纯的浆液,使循环泵的功率、扬程 和效率均会迅速下降,如图所示: 三、汽蚀的界限Pn 3.1、泵汽蚀余量NPSH, 泵汽蚀余量Ahr是由泵本身的特性决定的, 是表示泵本身抗汽蚀性能的参数,与泵本身的设 计、制造和泵的使用转速有关。泵的汽蚀余量Ahr越低,说明泵的抗汽蚀性能越好,反之,泵 的抗汽蚀性能越差。 3.2、装置汽蚀余量NPSH。:图1Q 装置汽蚀余量是由外界的吸入装置特性决定 汽蚀对特性曲线的影响 的,是表示装置汽蚀性能的参数,(例如吸收塔浆液循环泵吸人装置的装置汽蚀余量是由塔内液 面高度及管道系统阻力所决定的)。装置汽蚀余量越高,泵越不容易汽蚀,反之,泵越容易 汽蚀。 3.3、泵产生汽蚀的界限: 泵产生汽蚀的界限是泵汽蚀余量NPSH,等于装置汽蚀余量NPSH。。当装置汽蚀余量低到等 于泵汽蚀余量NPSH,时,泵就己经开始汽蚀,换言之,泵的汽蚀余量高到等于装置汽蚀余量时,泵就已开始汽蚀。 四、装置汽蚀余量计算为使循环泵不发生汽蚀,装置汽蚀余量(NPSH。)必须大于泵的汽蚀余量(NPSH,),为了 安全还应增加1m的安全余量即:NPSH。≥NPSH,+1 m 装置汽蚀余量是指泵入口处单位重量液体所具有的高于汽化压力能头的能量。影响循环泵装 置汽蚀余量的条件有:吸收塔内浆液高度与循环泵入口高度之差,泵人lZl管道直径、长度、形 式、阀门,入口管道内壁光洁度,当地绝对标高,浆液温度,以及浆液中汽体含量和汽泡大 小等。 泵的汽蚀余量为循环泵的结构的设计参数所决定,由泵厂商在泵试验中确定。 装置汽蚀余量的计算如下式: NPSH。=(H砒m—H,。。)/10pp+Hs 式中:H。——泵安装地点的环境压力,kPa; H,。。——浆液汽化压力,kPa; 第十一届全国燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技术“十一五”烟气脱硫脱氮技术创新与发展交流会 ‘353? Hs——泵入口总水头,m; pp——浆液密度,t/m3 泵入口总水头计算如下式:H。=Zl~Hnl—Hii z。——循环泵实际提升高度(吸收塔内浆液面与循环泵中心线之差),m; H。.——循环泵进口管段沿程水头损失,m; Hii——循环泵进口管段局部水头损失之和,m;Hnl=f×L/D×V2/29 F——泵进口管内壁摩擦系数; L——泵进口管当量长度,lIl; D——泵进口管内径,in; V——泵进口管浆液流速,m/s; g——重力加速度,g=9.81m/s2;Hii=H^一HB—Hc—HD HA——泵进口管过滤网水头损失,in; H。——泵进口管蝶阀水头损失,m; H。——泵进I=I管收缩段水头损失,m; H。——泵进I=I管与吸收塔接头型式水头损失,m; 五、泵的汽蚀余量计算泵的汽蚀余量的计算如下式:NPSH,=V02/29+hW02/29 由泵的汽蚀余量计算公式可以看出,减少泵的汽蚀余量,提高泵的汽蚀性能应该采取以下措施: 降低泵的转速,采用低转速泵。 入值采用求导方式取最小值点,加大叶轮进口直径,符合KO值在4.5—5.5之间,为高汽蚀余量泵。 增加叶片进口宽度,从而减小Vo和Wo。 增加了盖板进口部分曲率半径,采用两段圆弧设计,从而减低Vo值。叶片数量最少,排挤系数小。 叶片进口冲角在保证效率的情况,采用正冲角。 叶片进口采用自然流线角度,流体阻力小。 加大平衡孔设计,进出口压力得到平衡,减小泄流量。 采用能耐酸腐蚀、耐磨蚀、强度高、韧性大的金属材料。国际和国内通用材料有:A49(双 相耐磨白口铁)或1.4517、1.4460、1.4539、1.4529等双相钢,也可以采用衬胶方式,均表现 出比较良好的耐腐蚀、耐磨损性能。 六、循环泵汽蚀实例计算某600MW机组脱硫吸收塔,循环泵浆液输送量为9800m3/h,吸收塔浆液面与泵进121之差为9.6m,进口管直径为1.2m,进121管几何长度为6.26m,石膏浆液比重1.15 t/m3,循环泵必需汽 蚀余量NPSH,=8.7 m。 m。 根据当地标高,Hatm为90 kPa,Hvap为13 kPa。PP为1.15 t/m3。经过计算,Hs=9.7 “十一五”烟气脱硫脱氮技术创新与发展交流会(2007) NPSH。=(Hatm—Hvap)/10pp+Hs=(90—13)/10×1.15+9.7=15.7 由于NPSH。+1=8.7+1=9.7m m 该泵的装置汽蚀余量大于泵的汽蚀余量加l米的数值,满足汽蚀余量的要求,不会发生汽蚀现象。 七、循环泵避免汽蚀现象的措施改进循环泵的内部结构和参数。 循环泵进口管道适当加粗,减少弯曲和变径,改进管道与吸收塔的接口形式。 减少循环泵进口管道长度。 调试及正常生产时,降低吸收塔低液位的使用频率,保持正常液位操作,保持较高的装置汽蚀余量与泵的汽蚀余量的差值。 吸收塔内氧化空气管出口尽量设计在较高的位置上,减少浆液中的空气含量。 在石灰石进入制浆前设筛子或者过滤装置,提高石灰石的纯度,减少石灰石中的SiO:及异物,避免进入吸收塔内造成对循环泵叶轮叶片的损坏。 在石膏排放泵出口设过滤器,在往塔内回输时可以净化石膏浆液,减少SiO:及异物在浆液 中循环,减少对泵的损坏。 脱硫装置开始运行时严格检查烟道及浆液系统的杂质和异物。 使用质量良好的浆液喷头,减少破损喷头对泵的损伤。 八、结论湿法脱硫工程中循环泵极容易形成汽蚀,和循环浆液中充满大量氧化空气、浆液温度较高有 关,同时浆液中有大量腐蚀性气体,加剧了循环泵叶轮叶片的破坏。在循环泵外部配置设计时应 充分注意,改善各种装置的外部条件,避免汽蚀的发生。对泵生产厂商要求浆液泵在研制和生产 时,采取专门的防范措施,避免汽蚀、腐蚀、磨蚀对泵的损伤。参考文献 《选矿设计手册》冶金工业出版社 《水泵原理、运行维护与泵站管理》化学工业出版社 《锅炉设计手册》机械工业出版社 《化学分析手册》化学工业出版社 脱硫吸收塔浆液循环泵的汽蚀作者: 作者单位: 周立年 许继联华国际环境工程有限责任公司,北京,100085 相似文献(10条) 1.会议论文 王乃华.鲁天毅 石灰石/石膏湿法烟气脱硫金属浆液循环泵国产化研究及实践 2006 本文介绍了襄樊五二五泵业有限公司成功开发烟气脱硫金属浆液循环泵的有关情况.包括:泵的水力模型、结构、机械密封、材料的研究成果,经工业 性考核和鉴定该泵已达国际先进水平,完全可实现我国火电机组湿法脱硫装置的各种金属浆液循环泵的国产化. 2.会议论文 孙克勤.徐海涛.徐延忠 利用自主工艺包实施WFGD核心设备国产化 2004 本文对石灰石-石膏湿法烟气脱硫关键设备吸收塔浆液输送及分配系统——浆液循环泵及FRP喷林管道进行国产化研究及工程实施的过程进行了介绍 。试验数据表明,由江苏苏源环保工程股份有限公司与连云港中复连众复合材料集团公司联合开发的FRP喷淋管道及与石家庄泵业集团有限公司联合开发 的大流量浆液循环泵完全满足600MW等级火电厂湿法烟气脱硫工程的需要,部分指标已达到或接近世界先进水平,此两项设备已成功应用于太仓港环保发电 有限公司一二期烟气脱硫工程中,其成功开发将对推动我国烟气脱硫技术及装备的国产化产生深远的意义。 3.会议论文 龙辉.钟明慧 影响600MW机组湿法烟气脱硫厂用电率主要因素分析 2005 针对影响600MW机组湿式石灰石—石膏法脱硫岛厂用电率的主要因素,对煤收到基硫分高低、烟气量大小、采用的不同脱硫设备等对脱硫厂用电率的 影响进行了详细分析,结论是应根据工程具体煤种情况核算硫系统主要6kV设备(增压风机、浆液循环泵、磨粉机、真空泵、氧化风机等)的轴功率,在初步 设计(预设计)阶段对可能出现的厂用电率计算后,完成湿式石灰石—石膏法脱硫岛硫部分厂用变容量的选择. 4.会议论文 王乃华 石灰石(石灰)/石膏湿法烟气脱硫装置用泵及其国产化 2003 为了实现石灰石(石灰)/石膏湿法烟气脱硫装置用泵国产化,满足市场用泵需求,襄樊五二五泵业有限公司根据输送浆液的腐蚀磨蚀特性,在引进技术 基础上进行了大量研发工作,并取得了良好的应用业绩,实现了烟气脱硫装置中吸收塔循环泵、各种渣浆泵、长轴液下泵以及搅拌机等多种设备的国产化. 5.会议论文 朱晨曦.吴志宏 烟气脱硫浆液循环泵国产化研究 2006 本文介绍了湿法烟气脱硫装置(WFGD)脱硫浆液循环泵国产化的研究过程,将成果转化为产品并应用于实际工位,达到了设计参数要求,同时填补国 内湿法脱硫大型石膏浆液循环泵(合金泵)空白,突破与掌握了脱硫大型浆液循环泵创新技术和关键技术。 6.会议论文 黄河 FGD浆液循环泵叶轮叶片断裂原因分析及防范措施 2008 针对石灰石-石膏湿法脱硫系统浆液循环泵保证寿命期内叶轮叶片断裂的现象,探讨了其断裂的因素。结合断样金相组织分析、断面能谱成分和扫描 电镜分析结果,提出了该位置断裂的原因及防范措施。 7.期刊论文 赵芳.黄魁 烟气湿法脱硫优化运行讨论 -科技信息2009,""(34) 从分析烟气湿法脱硫系统的运行特性出发,提出合理控制吸收塔内浆液的pH值、石膏浆液的密度和石灰石粉的颗粒度,优化浆液循环泵的运行,加强烟 气、废水系统的管理等控制策略.结合脱硫单耗调控、能耗排序优化、入炉煤的合理掺混,并结合系统和设备改造与完善,最终达到优化运行的目的. 8.期刊论文 周祖飞.ZHOU Zu-fei 燃煤电厂烟气脱硫系统的运行优化 -浙江电力2008,27(5) 介绍了燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫系统运行优化的研究成果,主要内容有以吸收塔浆液pH值控制为核心的脱硫化学反应工艺的细调,增压风机和 GGH等设备及系统运行方式的调整优化,以及循环泵的节能组合投运等提高脱硫运行经济性的措施. 9.会议论文 龙辉.于永志 影响600MW机组湿法烟气脱硫装置厂用电率主要因素分析 2006 针对影响600MW机组湿式石灰石-石膏法脱硫岛厂用电率的主要因素,对煤收到基硫分高低、烟气量大小、采用的不同脱硫设备等对脱硫厂用电率的影 响进行了详细分析,国内现设计的600MW机组采用湿法烟气脱硫工艺时,设计煤种为高热值,低硫分(硫分低于0.7%),并且脱硫烟气系统不设GGH或设GGH时 ,脱硫厂用电率为1.0%~1.1%;当采用低热值,高水分设计煤种,脱硫厂用电率在1.7%以上.当采用高硫分(硫分高于4%)、中等热值的煤种时,脱硫厂用 电率最高可达1.98%.应根据工程具体煤种情况核算脱硫系统主要设备(增压风机、浆液循环泵、磨粉机、真空泵、氧化风机等主要设备)的轴功率,在初 步设计阶段核算脱硫部分厂用电率后,完成湿式石灰石-石膏法脱硫岛脱硫部分厂用变容量的选择. 10.学位论文 杜谦 并流有序降膜组脱除烟气中SO<,2>过程的研究 2004 在当前的湿法烟气脱硫技术中占主导地位的是喷雾型石灰石—石膏法烟气脱硫.喷雾型吸收塔具有许多优点,但也存在一些问题.如因喷雾的要求,循 环泵能耗较大、对喷嘴的要求高;雾滴被气体包夹,脱水除雾困难,塔内难实现高气速,且烟气带水对尾部设备腐蚀较严重等.随着对脱硫过程的深入了解 ,吸收塔内的化学过程能得到很好的控制,结垢问题基本得到解决.本文针对喷雾型吸收塔存在的问题及塔内结垢问题得到解决的基础上,提出了新型并流 有序降膜式湿法烟气脱硫工艺,旨在利用降膜反应器的一系列优点,如塔内降膜能提供充分有效的气液接触反应面,是一种高效的气液反应器;塔内气、液 膜互不贯通,可防止脱硫后烟气中携带雾滴,可省却除雾器,简化系统设备,同时可减轻尾部设备的腐蚀;塔内能实现高气速,可缩小塔体;塔内气相压降小 ,降膜通过布液器采用溢流方式形成,且可实现低液气比,系统能耗低等特点,从而降低脱硫装置投资及运行成本;同时本文旨在利用并流有序降膜塔内气、 液接触的表面积相对已知,是一种良好的研究脱硫过程机理的反应器的特点,对湿式石灰石-石膏法脱硫过程进行比较准确的研究,以便更深入了解湿法脱 硫过程,为合理设计和运行脱硫设备提供理论依据.本文最后对新型并流有序降膜式湿法烟气脱硫过程进了数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行了比较 分析.结果表明,模型能较准确地对并流降膜式湿法烟气脱硫过程进行模拟,能较准确地对系统脱硫率、浆液中剩余石灰石含量及各离子浓度进行预测.
4. 脱硫脱硝的工艺有哪些
烟气脱硫脱硝技术有PAFP、ACFP、软锰矿法、电子束氨法、脉冲电晕法、石膏湿法、催化氧化法、微生物降解法等技术。
1.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。
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。
2.干法烟气脱硫技术:
优点:干法烟气脱硫技术为气同反应,相对于湿法脱硫系统来说,设备简单,占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等。
缺点:但反应速度慢,脱硫率低,先进的可达60-80%。但目前此种方法脱硫效率较低,吸收剂利用率低,磨损、结垢现象比较严重,在设备维护方面难度较大,设备运行的稳定性、可靠性不高,且寿命较短,限制了此种方法的应用。
分类:常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。
典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。
(4)烟气脱硫装置工艺设计扩展阅读:
烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。故应用此项技术对环境空气净化益处颇多。
脱硫脱硝采用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段工艺。氧化吸收塔是采用氧化剂HCIO3来氧化NO和SO2及有毒金属,碱式吸收塔则作为后续工艺采用Na2S及NaOH作为吸收剂,吸收残余的碱性气体。该工艺去除率达95%以上。
氯酸是一种强酸,比硫酸酸性强,浓度为35%的氯酸溶液99%可发生解离。氯酸是一种强氧化剂,氧化电位受液相pH控制。在酸性介质条件下,氯酸的氧化性比高氯酸(HCIO4)还要强。
根据水泥窑氮氧化物的形成机理,水泥窑降氮减排的技术措施有两大类:
一类是从源头上治理。控制煅烧中生成NOx。其技术措施:采用低氮燃烧器;分解炉和管道内的分段燃烧,控制燃烧温度;改变配料方案,采用矿化剂,降低熟料烧成温度。
另一类是从末端治理。控制烟气中排放的NOx,其技术措施:
“分级燃烧+SNCR”,国内已有试点;选择性非催化还原法(SNCR),国内已有试点;③选择性催化还原法(SCR),欧洲只有三条线实验;SNCR/SCR联合脱硝技术,国内水泥脱硝还没有成功经验;生物脱硝技术。
总之,国内开展水泥脱硝,尚属探索示范阶段,还未进行科学总结。各种设计工艺技术路线和装备设施是否科学合理、运行可靠的脱硝效率、运行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都将经受实践的检验。
5. 锅炉烟气脱硫设计(浮阀塔)
硫技术
通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究,目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。
其中燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物,该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点,但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点,但存在脱硫效率低,反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物(如喷雾干燥法)的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法,以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途,可分为抛弃法和回收法两种。
1.1脱硫的几种工艺
(1)石灰石——石膏法烟气脱硫工艺
石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。
它的工作原理是: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95% 。
(2)旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺
喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂,石灰经消化并加水制成消石灰乳,消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触,与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时,吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥,烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔,进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率,一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择,一种为旋转喷雾轮雾化,另一种为气液两相流。
喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点,脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围(8%)。脱硫灰渣可用作制砖、筑路,但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。
(3) 磷铵肥法烟气脱硫工艺
磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法,以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附(活性炭脱硫制酸)、萃取(稀硫酸分解磷矿萃取磷酸)、中和(磷铵中和液制备)、吸收( 磷铵液脱硫制肥)、氧化(亚硫酸铵氧化)、浓缩干燥(固体肥料制备)等单元组成。它分为两个系统:
烟气脱硫系统——烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3,用风机将烟压升高到7000Pa,先经文氏管喷水降温调湿,然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组(其中一只塔周期性切换再生),控制一级脱硫率大于或等于70%,并制得30%左右浓度的硫酸,一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫,净化后的烟气经分离雾沫后排放。
肥料制备系统——在常规单槽多浆萃取槽中,同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉(P2O5 含量大于26%),过滤后获得稀磷酸(其浓度大于10%),加氨中和后制得磷氨,作为二级脱硫剂,二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。
(4)炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺
炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段,以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂,石灰石粉由气力喷入炉膛850~1150℃温度区,石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行,受到传质过程的影响,反应速度较慢,吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷入,与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在2.0~2.5时,系统脱硫率可达到65~80%。由于增湿水的加入使烟气温度下降,一般控制出口烟气温度高于露点温度10~15℃,增湿水由于烟温加热被迅速蒸发,未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出,被除尘器收集下来。
该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用,采用这一脱硫技术的最大单机容量已达30万千瓦。
(5)烟气循环流化床脱硫工艺
烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。
由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置,烟气流经文丘里管后速度加快,并在此与很细的吸收剂粉末互相混合,颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦,形成流化床,在喷入均匀水雾降低烟温的条件下,吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3 和CaSO4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入再循环除尘器,被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔,由于固体颗粒反复循环达百次之多,故吸收剂利用率较高。
此工艺所产生的副产物呈干粉状,其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似,主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成,适合作废矿井回填、道路基础等。
典型的烟气循环流化床脱硫工艺,当燃煤含硫量为2%左右,钙硫比不大于1.3时,脱硫率可达90%以上,排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在10~20万千瓦等级机组。由于其占地面积少,投资较省,尤其适合于老机组烟气脱硫。
(6)海水脱硫工艺
海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内,大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气,烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去,净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后,经曝气池曝气处理,使其中的SO32-被氧化成为稳定的SO42-,并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。海水脱硫工艺在挪威比较广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫,先后有20多套脱硫装置投入运行。近几年,海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论,因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。
(7) 电子束法脱硫工艺
该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气,经过除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔,在冷却塔内喷射冷却水,将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度(约70℃)。烟气的露点通常约为50℃,被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发,因此,不产生废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器,在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混合喷入,加入氨的量取决于SOx浓度和NOx浓度,经过电子束照射后,SOx和NOx在自由基作用下生成中间生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应,生成粉状微粒(硫酸氨(NH4)2SO4与硝酸氨NH4NO3的混合粉体)。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部,通过输送机排出,其余被副产品除尘器所分离和捕集,经过造粒处理后被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。
(8)氨水洗涤法脱硫工艺
该脱硫工艺以氨水为吸收剂,副产硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器冷却至90~100℃,进入预洗涤器经洗涤后除去HCI和HF,洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中,氨水自塔顶喷淋洗涤烟气,烟气中的SO2被洗涤吸收除去,经洗涤的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴,进入脱硫洗涤器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤,经洗涤塔顶的除雾器除去雾滴,进入脱硫洗涤器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗涤工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔,可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售,也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。
1。2燃烧前脱硫
燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉,燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化、水煤浆技术等。洗选煤是采用物理、化学或生物方式对锅炉使用的原煤进行清洗,将煤中的硫部分除掉,使煤得以净化并生产出不同质量、规格的产品。微生物脱硫技术从本质上讲也是一种化学法,它是把煤粉悬浮在含细菌的气泡液中,细菌产生的酶能促进硫氧化成硫酸盐,从而达到脱硫的目的;微生物脱硫技术目前常用的脱硫细菌有:属硫杆菌的氧化亚铁硫杆菌、氧化硫杆菌、古细菌、热硫化叶菌等。煤的气化,是指用水蒸汽、氧气或空气作氧化剂,在高温下与煤发生化学反应,生成H2、CO、CH4等可燃混合气体(称作煤气)的过程。煤炭液化是将煤转化为清洁的液体燃料(汽油、柴油、航空煤油等)或化工原料的一种先进的洁净煤技术。水煤浆(Coal Water Mixture,简称CWM)是将灰份小于10%,硫份小于0.5%、挥发份高的原料煤,研磨成250~300μm的细煤粉,按65%~70%的煤、30%~35%的水和约1%的添加剂的比例配制而成,水煤浆可以像燃料油一样运输、储存和燃烧,燃烧时水煤浆从喷嘴高速喷出,雾化成50~70μm的雾滴,在预热到600~700℃的炉膛内迅速蒸发,并拌有微爆,煤中挥发分析出而着火,其着火温度比干煤粉还低。
燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟,应用最广泛、最经济,但只能脱无机硫;生物、化学法脱硫不仅能脱无机硫,也能脱除有机硫,但生产成本昂贵,距工业应用尚有较大距离;煤的气化和液化还有待于进一步研究完善;微生物脱硫技术正在开发;水煤浆是一种新型低污染代油燃料,它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有石油一样的流动性和稳定性,被称为液态煤炭产品,市场潜力巨大,目前已具备商业化条件。
煤的燃烧前的脱硫技术尽管还存在着种种问题,但其优点是能同时除去灰分,减轻运输量,减轻锅炉的沾污和磨损,减少电厂灰渣处理量,还可回收部分硫资源。
1.3 燃烧中脱硫,又称炉内脱硫
炉内脱硫是在燃烧过程中,向炉内加入固硫剂如CaCO3等,使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣排除。其基本原理是:
CaCO3→CaO+CO2↑
CaO+SO2→CaSO3
CaSO3+1/2×O2→CaSO4
(1) LIMB炉内喷钙技术
早在本世纪60年代末70年代初,炉内喷固硫剂脱硫技术的研究工作已开展,但由于脱硫效率低于10%~30%,既不能与湿法FGD相比,也难以满足高达90%的脱除率要求。一度被冷落。但在1981年美国国家环保局EPA研究了炉内喷钙多段燃烧降低氮氧化物的脱硫技术,简称LIMB,并取得了一些经验。Ca/S在2以上时,用石灰石或消石灰作吸收剂,脱硫率分别可达40%和60%。对燃用中、低含硫量的煤的脱硫来说,只要能满足环保要求,不一定非要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。炉内喷钙脱硫工艺简单,投资费用低,特别适用于老厂的改造。
(2) LIFAC烟气脱硫工艺
LIFAC工艺即在燃煤锅炉内适当温度区喷射石灰石粉,并在锅炉空气预热器后增设活化反应器,用以脱除烟气中的SO2。芬兰Tampella和IVO公司开发的这种脱硫工艺,于1986年首先投入商业运行。LIFAC工艺的脱硫效率一般为60%~85%。
加拿大最先进的燃煤电厂Shand电站采用LIFAC烟气脱硫工艺,8个月的运行结果表明,其脱硫工艺性能良好,脱硫率和设备可用率都达到了一些成熟的SO2控制技术相当的水平。我国下关电厂引进LIFAC脱硫工艺,其工艺投资少、占地面积小、没有废水排放,有利于老电厂改造。
1.4 燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD)
燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。对燃煤电厂而言,在今后一个相当长的时期内,FGD将是控制SO2排放的主要方法。目前国内外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势为:脱硫效率高、装机容量大、技术水平先进、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠性好等。
1.3.1干式烟气脱硫工艺
该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初,与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点:投资费用较低;脱硫产物呈干态,并和飞灰相混;无需装设除雾器及再热器;设备不易腐蚀,不易发生结垢及堵塞。其缺点是:吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺;用于高硫煤时经济性差;飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用;对干燥过程控制要求很高。
(1) 喷雾干式烟气脱硫工艺:喷雾干式烟气脱硫(简称干法FGD),最先由美国JOY公司和丹麦Niro Atomier公司共同开发的脱硫工艺,70年代中期得到发展,并在电力工业迅速推广应用。该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触,石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物,最后连同飞灰一起被除尘器收集。我国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验,取得了一些经验,为在200~300MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。
(2) 粉煤灰干式烟气脱硫技术:日本从1985年起,研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术,到1988年底完成工业实用化试验,1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备,处理烟气量644000Nm3/h。其特点:脱硫率高达60%以上,性能稳定,达到了一般湿式法脱硫性能水平;脱硫剂成本低;用水量少,无需排水处理和排烟再加热,设备总费用比湿式法脱硫低1/4;煤灰脱硫剂可以复用;没有浆料,维护容易,设备系统简单可靠。
1.3.2 湿法FGD工艺
世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史,经过不断地改进和完善后,技术比较成熟,而且具有脱硫效率高(90%~98%),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料,全美火电厂采用湿式脱硫装置中,湿式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,两法共占87%;双碱法占4.1%,碳酸钠法占3.1%。世界各国(如德国、日本等),在大型火电厂中,90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。
石灰或石灰石法主要的化学反应机理为:
石灰法:SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O
石灰石法:SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O+CO2
其主要优点是能广泛地进行商品化开发,且其吸收剂的资源丰富,成本低廉,废渣既可抛弃,也可作为商品石膏回收。目前,石灰/石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺,对高硫煤,脱硫率可在90%以上,对低硫煤,脱硫率可在95%以上。
传统的石灰/石灰石工艺有其潜在的缺陷,主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。为了解决这些问题,各设备制造厂商采用了各种不同的方法,开发出第二代、第三代石灰/石灰石脱硫工艺系统。
湿法FGD工艺较为成熟的还有:氢氧化镁法;氢氧化钠法;美国Davy Mckee公司Wellman-Lord FGD工艺;氨法等。
在湿法工艺中,烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低(45℃),大都在露点以下,若不经过再加热而直接排入烟囱,则容易形成酸雾,腐蚀烟囱,也不利于烟气的扩散。所以湿法FGD装置一般都配有烟气再热系统。目前,应用较多的是技术上成熟的再生(回转)式烟气热交换器(GGH)。GGH价格较贵,占整个FGD工艺投资的比例较高。近年来,日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的GGH,较好地解决了烟气泄漏问题,但价格仍然较高。前德国SHU公司开发出一种可省去GGH和烟囱的新工艺,它将整个FGD装置安装在电厂的冷却塔内,利用电厂循环水余热来加热烟气,运行情况良好,是一种十分有前途的方法。
1.5等离子体烟气脱硫技术
等离子体烟气脱硫技术研究始于70年代,目前世界上已较大规模开展研究的方法有2类:
(1) 电子束辐照法(EB)
电子束辐照含有水蒸气的烟气时,会使烟气中的分子如O2、H2O等处于激发态、离子或裂解,产生强氧化性的自由基O、OH、HO2和O3等。这些自由基对烟气中的SO2和NO进行氧化,分别变成SO3和NO2或相应的酸。在有氨存在的情况下,生成较稳定的硫铵和硫硝铵固体,它们被除尘器捕集下来而达到脱硫脱硝的目的。
(2) 脉冲电晕法(PPCP)
脉冲电晕放电脱硫脱硝的基本原理和电子束辐照脱硫脱硝的基本原理基本一致,世界上许多国家进行了大量的实验研究,并且进行了较大规模的中间试验,但仍然有许多问题有待研究解决。
1.6 海水脱硫
海水通常呈碱性,自然碱度大约为1.2~2.5mmol/L,这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。国外一些脱硫公司利用海水的这种特性,开发并成功地应用海水洗涤烟气中的SO2,达到烟气净化的目的。
海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统等组成。
6. 煤气脱硫塔如何设计及其设计参数
简单说两句:
首先确定设计所必须的条件:
1,煤气处理量xxxxxNM3/H 2,初始H2S含量g/Nm3 3,最终H2S含量g/Nm3 4,当地海拔Km
5,煤气入口温度℃ 6,煤气入口压力Pa 7,煤气入口压力Pa
设计脱硫塔时应考虑的数据:
1,空塔速度 0.4~0.75m/s
2,填料比表面积95~120m-1
3,溶液入口流速2~3.5m/s
4,溶液出口流速0.2~1.2m/s
以上是设计的前题然后根据以上数据计算出脱硫塔的塔径及高度。不知道这些东西能不能帮助你.
7. 火力发电厂 脱硫工艺主要有哪几种
脱硫技术分类(按相对燃烧过程的位置)
燃烧前的脱硫
1) 煤的洗选(可脱硫30-60%)
2) 其他原料煤的脱硫技术(化学法,物理法,微波法,生物法。。。。。。)
3) 煤的转化(液化,气化,高纯水煤浆,燃气-蒸汽联合循环[wiki]IGCC[/wiki])
4) 燃料电池,等离子。。。。。。
燃烧中脱硫
1) 型煤
2) 流化床燃烧: 鼓泡床(BFBC),循环床(CFBC),增压床合循环(PFBC-CC)
3) 炉内喷钙
燃烧后烟气脱硫(FGD)
1) 干法烟气脱硫
a) 炉内喷钙+尾部增湿活化(LIFAC)--下关,钱清,沾化
b) 旋转喷雾法(SDA)—白马,黄岛
c) 循环流化床烟气脱硫(CFB-FGD)恒运,漳山,榆社
d) 增湿灰循环法(NID)--衢州[wiki]化工[/wiki]
e) 荷电干粉喷射法(CDSI)--德州, 杭钢二热
f) 其他
2)湿法烟气脱硫
a) 石灰石/石灰—抛弃/石膏法—珞璜,太原。。。。。。
b) 海水法—深圳西,后石
c) 氨法—内江
d) 镁法---
e) 磷氨法—豆坝
f) 其他
3)其他脱硫法 (同时脱硫和脱硝)
a) 电子束—成都
b) 脉冲电晕
c)活性炭
(3)烟气的预冷却
大多数含硫烟气的温度为120~185℃或更高,而吸收操作则要求在较低的温度下(60℃左右)进行。低温有利于吸收,高温有利于解吸。因而在进行吸收之前要对烟气进行预冷却。通常,将烟气冷却到60℃左右较为适宜。常用冷却烟气的方法有:应用热交换器间接冷却;应用直接增湿(直接喷淋水)冷却;用预洗涤塔除尘增湿降温,这些都是较好的方法,也是目前使用较广泛的方法。通常,国外湿法烟气脱硫的效率较高,其原因之一就是对高温烟气进行增湿降温。
我国目前已开发的湿法烟气脱硫技术,尤其是燃煤工业锅炉及窑炉烟气脱硫技术,高温烟气未经增湿降温直接进行吸收操作,较高的吸收操作温度,使SO2的吸收效率降低,这就是目前我国燃煤工业锅炉湿法烟气脱硫效率较低的主要原因之一。
(4)结垢和堵塞
在湿法烟气脱硫中,设备常常发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞,已成为一些吸收设备能否正常长期运行的关键问题。为此,首先要弄清楚结构的机理,影响结构和造成堵塞的因素,然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。
一些常见的防止结垢和堵塞的方法有:在工艺操作上,控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量;控制溶液的PH值;控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和;保持溶液有一定的晶种;严格除尘,控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量,设备结构要作特殊设计,或选用不易结垢和堵塞的吸收设备,例如流动床洗涤塔比固定填充洗涤塔不易结垢和堵塞;选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收设备。
脱硫系统的结构和堵塞,可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器设置热交换器结垢和堵塞。其原因是烟气中的氧气将CaSO3氧化成为CaSO4(石膏),并使石膏过饱和。这种现象主要发生在自然氧化的湿法系统中,控制措施为强制氧化和抑制氧化。 强制氧化系统通过向氧化槽内鼓入压缩空气,几乎将全部CaSO3氧化成CaSO4,并保持足够的浆液含固量(大于12%),以提高石膏结晶所需要的晶种。此时,石膏晶体的生长占优势,可有效控制结垢。
抑制氧化系统采用氧化抑制剂,如单质硫,乙二胺四乙酸(EDTA)及其混合物。添加单质硫可产生硫代硫酸根离子,与亚硫酸根自由基反应,从而干扰氧化反应。EDTA则通过与过渡金属生成螯合物和亚硫酸根反应而抑制氧化反应。(5)腐蚀及磨损
煤炭燃烧时除生成SO2以外,还生成少量的SO3,烟气中SO3的浓度为10~40ppm。由于烟气中含有水(4%~12%),生成的SO3瞬间内形成硫酸雾。当温度较低时,硫酸雾凝结成硫酸附着在设备的内壁上,或溶解于洗涤液中。这就是湿法吸收塔及有关设备腐蚀相当严重的主要原因。解决方法主要有:采用耐腐蚀材料制作吸收塔,如采用不锈钢、环氧玻璃钢、硬聚氯乙烯、陶瓷等制作吸收塔及有关设备;设备内壁涂敷防腐材料,如涂敷水玻璃等;设备内衬橡胶等。
含有烟尘的烟气高速穿过设备及管道,在吸收塔内同吸收液湍流搅动接触,设备磨损相当严重。解决的主要方法有:采用合理的工艺过程设计,如烟气进入吸收塔前要进行高效除尘,以减少高速流动烟尘对设备的磨损;采用耐磨材料制作吸收塔及其有关设备,以及设备内 壁内衬或涂敷耐磨损材料。近年来,我国燃煤工业锅炉及窑炉烟气脱硫技术中,吸收塔的防腐及耐磨损已取得显著进展,致使烟气脱硫设备的运转率大大提高。
吸收塔、烟道的材质、内衬或涂层均影响装置的使用寿命和成本。吸收塔体可用高(或低)合金钢、碳钢、碳钢内衬橡胶、碳钢内衬有机树脂或玻璃钢。美国因劳动力昂贵,一般采用合金钢。德国普遍采用碳钢内衬橡胶(溴橡胶或氯丁橡胶),使用寿命可达10年。腐蚀特别严重的如浆池底和喷雾区,采用双层衬胶,可延长寿命25%。ABB早期用C-276合金钢制作吸收塔,单位成本为63[wiki]美元[/wiki]/KW,现采用内衬橡胶,成本为22美元/KW。烟道应用碳钢制作时,采用何种防腐措施取决于烟气温度(是否在酸性[wiki]露点[/wiki]或水蒸汽饱和温度以上)及其成分(尤其是SO2和H2O含量)。
日本日立公司的防腐措施是:烟气再热器、吸收塔入口烟道、吸收塔烟气进口段,采用耐热玻璃鳞片树脂涂层,吸收塔喷淋区用不锈钢或碳钢橡胶衬里,除雾器段和氧化槽用玻璃鳞片树脂涂层或橡胶衬里。
(6)除雾
湿法吸收塔在运行过程中,易产生粒径为10~60m的“雾”。“雾”不仅含有水分,它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等,如不妥善解决,任何进入烟囱的“雾”,实际就是把SO2排放到大气中,同时也造成引风机的严重腐蚀。因此,工艺上对吸收设备提出除雾的要求。被净化的气体在离开吸收塔之前要进行除雾。通常,除雾器多设在吸收塔的顶部。
目前,我国相当一部分吸收塔尚未设置除雾器,这不仅造成SO2的二次污染,对引风机的腐蚀也相当严重。脱硫塔顶部净化后烟气的出口应设有除雾器,通常为二级除雾器,安装在塔的圆筒顶部(垂直布置)或塔出口的弯道后的平直烟道上(述评布置)。后者允许烟气流速高于前者。对于除雾器应设置冲洗水,间歇冲洗除雾器。净化除雾后烟气中残余的水分一般不得超过100mg/m3,更不允许超过200mg/m3,否则含沾污和腐蚀热交换器、烟道和风机。
(7)净化后气体再加热
在处理高温含硫烟气的湿法烟气脱硫中,烟气在脱硫塔内被冷却、增湿和降温,烟气的温度降至60℃左右。将60℃左右的净化气体排入大气后,在一定的气象条件下将会产生“白烟”。由于烟气温度低,使烟气的抬升作用降低。特别是在净化处理大量的烟气和某些不利的气象条件下,“白烟”没有远距离扩散和充分稀释之前就已降落到污染源周边的地面,容易出现高浓度的SO2污染。为此,需要对洗涤净化后的烟气进行二次再加热,提高净化气体的温度。被净化的气体,通常被加热到105~130℃。为此,要增设燃烧炉。燃烧炉燃烧天然气或轻柴油,产生1000~1100℃的高温燃烧气体,再与净化后的气体混对。这里应当指出,不管采用何种方法对净化气体进行二次加热,在将净化气体的温度加热到105~130℃的同时,都不能降低烟气的净化效率,其中包括除尘效率和脱硫效率。为此,对净化气体二次加热的方法,应权衡得失后进行选择。
吸收塔出口烟气一般被冷却到45~55℃(视烟气入口温度和湿度而定),达饱和含水量。是否要对脱硫烟气再加热,取决于各国环保要求。德国《大型燃烧设备法》中明确规定,烟囱入口最低温度为72℃,以保证烟气扩散,防止冷烟雾下沉。因吸收塔出口与烟囱入口之间的散热损失约为5~10℃,故吸收塔出口烟气至少要加热到77~82℃。据ABB或B&W公司介绍,美国一般不采用烟气再加热系统,而对烟囱采取防腐措施。如脱硫效率仅要求75%时,可引出25%的未处理的旁通烟气来加热75%的净化烟气,
德国第1台湿法脱硫装置就采用这种方法。德国现在还把净化烟气引入自然通风冷却塔排放的脱硫装置,籍烟气动量(质量 速度)和携带热量的提高,使烟气扩散的更好。
烟气再加热器通常有蓄热式和非蓄热式两种形式。蓄热式工艺利用未脱硫的热烟气加热冷烟气,统称GGH。蓄热式换热器又可分为回转式烟气换热器、板式换热器和管式换热器,均通过载热体或热介质将热烟气的热量传递给冷烟气。回转式换热器与电厂用的回转式空气预热器的工作原理相同,是通过平滑的或者带波纹的金属薄片载热体将热烟气的热量传递给净化后的冷烟气,缺点是热烟气会泄露到冷烟气中。板式换热器中,热烟气与冷烟气逆流或交*流动,热交换通过薄板进行,这种系统基本不泄露。管式加热器是通过中间载体水将热烟气的热量传递给冷烟气,无烟气泄露问题,用于年满负荷运行在4000~6500h的脱硫装置。 非蓄热式换热器通过蒸汽、天然气等将冷烟气重新加热,又分为直接加热和间接加热。直接加热是燃烧加热部分冷烟气,然后冷热烟气混合达到所需温度;间接加热是用低压蒸汽(≥2×105Pa)通过热交换器加热冷烟气。这种加热方式投资省,但能耗大,使用于脱硫装置年运行时间4000h-6500h的脱硫装置。
(8)脱硫风机位置的选择
安装烟气脱硫装置后,整个脱硫系统的烟气阻力约为2940Pa,单*原有锅炉引风机(IDF)不足以克服这些阻力,需设置一助推风机,或称脱硫风机(BUF)。脱硫风机有四种布置方案。脱硫引风机处于低烟温段,风机容量相当,由于风机位于再热器后,烟气中水份得到改善,对风机防腐无特殊要求。脱硫系统在负压下运行,有利于环境保护。(9)石灰石制备系统
将块状石灰石应用干磨或湿磨研磨成石灰石粉,或从石粉制造厂购进所需要的石灰石粉,由罐车运到料仓存储,然后通过给料机、输粉机将石灰石粉输入浆池,加水制备成固体质量分数为10%-15%的浆液。对石灰石粉粒度要求一般是90%通过325目筛(45m)或250目筛。石灰石纯度须大于90%。工艺对其活性、可磨性也有一定的要求。
(10)氧化槽
氧化槽的功能是接受和储存脱硫剂、溶解石灰石,鼓风氧化CaSO3,结晶生成石膏。循环的吸收剂在氧化槽内的设计停留时间一般为4-8min,与石灰石反应性能有关。石灰石反应性能越差,为使之完全溶解,则要求它在池内滞留时间越长。氧化空气采用罗茨风机或离心风机鼓入,压力约5×104-8.6×104Pa一般氧化1mo1SO2需要1mo1 O2。
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8. 寻求高浓度SO2烟气烟道式脱硫工艺
山东国舜建设集团有限公司30年的脱硫
9. 精脱硫工艺流程图
脱硫工艺流程图,烟气脱硫技术主要利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫,将之转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫,从而达到脱硫的目的。FGD的方法按脱硫剂和脱硫产物含水量的多少可分为两类:①湿法,即采用液体吸收剂如水或碱性溶液(或浆液)等洗涤以除去二氧化硫。②干法,用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂以除去二氧化硫。按脱硫产物是否回用可分为回收法和抛弃法。按照吸收二氧化硫后吸收剂的处理方式可分为再生法和非再生法(抛弃法)。
各种不同的烟气脱硫技术所用的吸收剂、脱硫副产品,以及脱硫效率和投资成本差别很大。对于某一具体项目,最适用的烟气脱硫技术一般是根据现场的客观条件和经济情况来选择的,即这种脱硫技术充分利用了现场的有利条件,并在整个使用期间总成本最低。影响总成本的因素有很多,这些因素包括:技术因素;经济因素(生产成本、投资成本);商业因素等。
理想的脱硫工艺应该是投资少,占地小,运行成本低,与主体工程兼容性好,脱硫效率能够满足排放标准要求,脱硫副产品容易处理,无二次污染。如果副产品能有较好的销售市场,所产生的经济效益可冲抵部分装置运行费用,甚至有所结余,则是最理想的。
锅炉烟气脱硫烟气,经过干式等离子体,由脱硫塔体中下部进入,进气口的布置是精心设计的,以保持向塔内有足够的向下倾斜坡度,从而保证烟气的停留时间和均匀分布,有效地避免烟气的旋流及壁面效应。吸收液由泵打入喷淋母管,经喷嘴从塔体上部均匀喷出。这时,喷出的吸收液和上流向的烟气充分接触,碱液液滴、液雾与烟气中的SO2发生剧烈碰撞,经反应生成亚硫酸钠,钠盐液体流到塔体底部,继续循环吸收。脱硫后的净烟气,经吸收塔上部的一级除雾器除水后再经过湿式等离子体由塔顶直接排放,塔底排出吸收液送入公司污水处理场。
脱硫后的烟气采用国际流行的直排方案,其原因是经过联合脱硝脱硫的工艺,烟气内的污染物含量已经非常小,从塔顶加高后直接排出即可确保对周边环境无影响,符合国家环保标准。
烟气直排:塔顶直排方式是在吸收塔上加装烟气管道,烟气经过吸收除雾装置后直接在塔顶排放,不回原烟道,其总高度满足烟囱最低允许高度要求。
10. 谁有火电厂锅炉烟气脱硫除尘系统设计
我们单位是做锅炉辅机的,这是一种脱硫装置,主要就是喷淋脱硫。但是没有具体设计,因为设计具体需要计算、选型,才能设计的。不是广告哈,只是无意发现,希望能帮你。需要M我。