A. SZL10-1.25-AII型号的锅炉,除尘效率和脱硫效率分别是多少(除尘设施:湿式。脱硫设施:湿式)
除尘器的除尘效率计算
________________________________________
除尘器的除尘效率计算
除尘器效率是评价除尘器性能的重要指标之一。它是指除尘器从气流中兵捕集粉尘的能力,常用除尘器全效率、分级效率和穿透率表示。
1.全效率计算
(1)质量算法
含尘气体通过除尘器时所捕集的粉尘量占进入除尘器的粉尘总量的百分数称为除尘器全效率,以 表示。如图5-2-1所示,全效率 的定义式为:
(5-2-1)
式中 ——进入除尘器的粉尘量,g/s;
——从除尘器排风口排出的粉尘量,g/s;
——除尘器所捕集的粉尘量,g/s。
(2)浓度算法
如果除尘器结构严密,没有漏风,除尘器入口风量与排气口风量相等,均为L,则式(5-2-1)可改写为:
(5-2-2)
式中 L——除尘器处理的空气量,m3/s;
——除尘器进口的空气含尘浓度,g/m3;
——除尘器出口的空气含尘浓度,g/m3。
公式(5-2-1)要通过称重求得全效率,称为质量法,用这种方法测出的结果比较准确,主要用于实验室。在现场测定除尘器效率 时,通常先同时测出除尘器前后的空气含尘浓度,再按公式
图5-2-1 除尘器粉尘量之间的关系
(5-2-2)求得全效率,这种方法称为浓度法。含尘空气管道内的浓度分布既不均匀又不稳定,要测得准确的结果是比较困难的。
(3)多台除尘器串联总效率
在除尘系统中为提高除尘效率常把两个除尘器串联使用(如图5-2-2所示),两个除尘器串联时的总除尘效率为:
(5-2-3)
式中 ——除尘系统的除尘总效率;
——第一级除尘器效率;
——第二级除尘器效率。
应当注意,两个型号相同的除尘器串联运行时,由于它们处理粉尘的粒径不同, 和 是不相同的。
n个除尘器串联时其总效率为
(5-2-4)
图5-2-2 两级除尘器除尘系统
2.穿透率
有时两台除尘器的全效率分别为99%或99.5%,两者非常接近,似乎两者的降尘效果差别不大。但是从大气污染的角度去分析,两者的差别是很大的,前者排入大气的粉尘量要比后者高出一倍。因此,对于高效除尘器,除了用除尘器效率外,还用穿透率P表示除尘器的性能。其计算式为:
(5-2-5)
3.除尘器的分级效率
除尘器全效率的大小与处理粉尘的粒径有很大关系,例如有的旋风除尘器处理40 m以上的粉尘时,效率接近100%,处理5 m以下的粉尘时,效率会下降到40%左右。因此,只给出除尘器的全效率对工程设计是没有意义的,必须同时说明试验粉尘的真密度和粒径分布或该除尘器的应用场合。要正确评价除尘器的除尘效果,必须按粒径标定除尘器效率,这种效率称为分级效率。
如果除尘器进口处粉尘的粒径分布为 、空气含尘浓度为 ,那末进入除尘器的粒径在 范围内的粉尘量 。同理在除尘器出口处, 。 是除尘器出口处理粉尘的粒径分布。
对粒径在 范围内的粉尘,除尘器的分级效率为
如果 ,则
(5-2-6)
如果除尘器捕集下的粉尘的粒径分布为 ,除尘器所捕集的粒径在 范围内的粉尘量为
当 时,上式可简化为
分级效率
研究表明,大多数除尘器的分级效率可用下列经验公式表示:
(5-2-8)
式中 a、m——特定的常数。
4.分级效率与全效率的关系
(5-2-9)
式中 ——除尘器全效率;
——在除尘器进口处,该粒径范围内的粉尘所占的质量百分数;
——在除尘器灰斗中,该粒径范围内的粉尘所占的质量百分数。
(5-2-10)
2.2脱硫效率的主要影响因素
湿式烟气脱硫工艺中,吸收塔循环浆液的pH值、液气比、烟气速度、烟气温度等参数对烟气脱硫系统的设计和运行影响较大。
2.1.1吸收塔洗涤浆液的PH
吸收塔洗涤浆液中pH值的高低直接影响SO2 的吸收率及设备的结垢、腐蚀程度等, 而且脱硫过程的pH值是在一定范围内变化的。长期的研究和工程实践表明,湿法烟气脱硫的工艺系统一般要求洗涤浆液的P H 值控制在4.5 ~5.5之
间。
2.1.2液气比
氧化镁法喷淋塔的液气比一般在(15~25)L/m3。取L/G=18L/m3,则:
液体用量
2.1.3烟气流速和烟气温度
目前, 将吸收塔内烟气流速控制在(2.6~3.5)m/s 较合理,典型值为3m/s。则吸收塔的截面积为:
低洗涤温度有利于SO2 的吸收。所以要求整个浆液洗涤过程中的烟气温度都在100℃以下。100℃左右的原烟气进入吸收塔后, 经过多级喷淋层的洗涤降温, 到吸收塔出口时温度一般为(45~70)℃。
3.设计条件:
锅炉参数:蒸发量75t/h,出口蒸汽压力39MP
设计耗煤量:4.2t/h
排烟温度:
空气过剩系数:
飞灰率=29%
烟气在锅炉出口前阻力:850Pa
设计煤成分:
污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行
连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度200m, 弯头40个。
4.设计计算
4.1计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度
4.1.1烟气量的计算
质量/g 摩尔数(原子)/mol 需氧量(分子)/mol 生成物(分子)/mol
C 632 632/12=52.67 52.67 52.7
H 30 30/1=30 15/2=7.5 15
O 60 60/16=3.75
S 8 8/32=0.25 0.25 0.25
A 140
理论需要量:
理论空气量:
实际烟气量:
标态下烟气流量:
4.1.2烟气含尘浓度
4.1.3 SO2的浓度
4.2除尘器的选择
4.2.1除尘效率
4.2.2除尘器的选择
工况下烟气流量:
所以采用脉冲袋式清灰除尘器。
4.3除尘器的设计
4.3.1过滤面积
4.3.2滤袋的尺寸
单个滤袋直径: ,取
单个滤袋长度: ,取
滤布长径比一般为 ,
4.3.3每条滤袋面积
4.3.4滤袋条数
4.3.5滤袋布置
按矩形布置:(A)a.滤袋分4组;
b.每组36条;
c.组与组之间的距离:250mm
(B)组内相邻滤袋的间距:70mm
(C)滤袋与外壳的间距:210mm
4.4喷淋塔
4.4.1喷淋塔内流量计算
假设喷淋塔内平均温度为 ,压力为120KPa,则喷淋塔内烟气流量为:
式中: —喷淋塔内烟气流量, ;
—标况下烟气流量, ;
K—除尘前漏气系数,0~0.1;
代入公式得:
4.4.2 喷淋塔径计算
依据石灰石烟气脱硫的操作条件参数,可选择喷淋塔内烟气流速 ,则喷淋塔截面A为:
则塔径d为:
取塔径
4.4.3喷淋塔高度计算
喷淋塔可看做由三部分组成,分成为吸收区、除雾区和浆池。
(1) 吸收区高度
依据石灰石法烟气脱硫的操作条件参数得,选择喷淋塔喷气液反应时间t=4s,则喷淋塔的吸收区高度为:
(2) 除雾区高度
除雾器设计成两段。每层除雾器上下各设有冲洗喷嘴。最下层冲洗喷嘴距最上层(3.4~3.5)m。
则取除雾区高度为:
(3) 浆池高度
浆池容量V1按液气比浆液停留时间t1确定:
式中:
—液气比,取 ;
Q—标况下烟气量, ;
t1—浆液停留时间,s;
一般t1为 ,本设计中取值为 ,则浆池容积为:
选取浆池直径等于或略大于喷淋塔D0,本设计中选取的浆料直径为D05m,然后再根据V1计算浆池高度:
式中:h0—浆池高度,m;
V1—浆池容积, ;
D0—浆池直径,m。
从浆池液面到烟气进口底边的高度为0.8 2m。本设计中取为2m。
(4) 喷淋塔高度
喷淋塔高度为:
4.4.4 新鲜浆料的确定
1mol 1mol
因为根据经验一般镁/硫为:1.05:1.1,此处设计取为1.05则由平衡计算可得1h需消耗MGO的量为:
5.烟囱设计计算
具有一定速度的热烟气从烟囱出口排除后由于具有一定的初始动量,且温度高于周围气温而产生一定浮力,所以可以上升至很高的高度。这相对增加了烟囱的几何高度,因此烟囱的有效高度为:
式中:H—烟囱的有效高度,m;
Hs—烟囱的几何高度,m;
—烟囱抬升高度,m。
5.1 烟囱的几何高度的计算
查相关资料可得燃烧锅炉房烟囱最低允许高度设为Hs为60m
5.1.1 烟气释放热计算
式中: —烟气热释放率,kw;
—大气压力,取邻近气象站年平均值;
—实际排烟量,
—烟囱出口处的烟气温度,433K;
—环境大气温度,K;
取环境大气温度 =293K,大气压力 =978.4kPa
5.1.2烟气抬升高度计算
由 ,可得
式中: —系数, 取0.6, 取0.4, 取0.292,则:
则烟囱有效高度
5.1.3 烟囱直径的计算
设烟气在烟囱内的流速为 ,则烟囱平均截面积为:
则烟囱的平均直径d为:
取烟囱直径为DN1200mm,校核流速v得:
5.2 烟囱阻力损失计算
烟囱亦采用钢管,其阻力可按下式计算:
(4-5)
式中: ——摩擦阻力系数,无量纲;
——管内烟气平均流速, ;
——烟气密度, ;
——管道长度,m;
——管道直径,m;
已知钢管的摩擦系数为0.02,所以烟囱的阻力损失为:
5.3 烟囱高度校核
假设吸收塔的吸收效率为:96%,可得排放烟气中二氧化硫的浓度为:
二氧化硫排放的排放速率:
式中:
—为一个常数,一般取 ,此处取0.7;
H—烟囱有效源高;
国家环境空气质量二级标准日平均 的浓度为 ,则设计符合要求。
6. 管道系统设计计算
管道采用薄皮钢管,管内烟气流速为 ,则管道直径d为:
式中:Q——烟气流量, ;
——烟气流速, ;
1.2——修正系数
代入相关值得:
结合实际情况,取为1260mm,则实际烟气流速 为:
7.系统阻力的计算
7.1摩擦压力损失
取 ,对于圆管
工作状态下的烟气密度:
7.2局部压力损失
弯头,
40个弯头
出口前阻力为850Pa,除尘器阻力选1400Pa,脱硫设备阻力选100Pa
8.风机的选择
8.1风量的计算
8.2风压的计算
结合风机全压及送风量,选用 型离心引风机,其性能参数见表3。
表3 型离心引风机性能参数
机号 功率
转速
流量
全压
6C 18.5 2850 8020~15129 3364~2452
电机的效率
式中;Ne—电机功率,kW;
Q—风机的总风量,m3/h;
--通风机全压效率,一般取0.5~0.7;
--机械传动效率,对于直联传动为0.95;
—电动机备用系数,对引风机, =1.3;
代入数据得:
9.达标分析
9.1从从排放浓度核算
在排烟温度160℃下,SO2的排放浓度 ,转换为烟囱出口温度25℃:
则
设脱硫效率为95.88%,脱硫后:
依据大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行,烟尘最高排放标标准700mg/m3,所以本设计符合排放要求。
9.2 从排放速率核算
(1) 二氧化硫的排放速率
设硫转化为二氧化硫的效率为95.88%,则二氧化硫的排放速率为:
0.9588×64×42000×0.25×0.8%× =5.15 200
其为GB16297-1996现有污染源大气污染物排放限值中二级排放区中二氧化硫最高允许排放速率,所以符合要求,设计合理。
(2)烟气的排放速率
可得出口浓度为:7.22 ×(1-99.9%)= 7.22mg/m3<150 mg/m3
检验烟气排放速率=总烟气量 烟气出口浓度
=
( 国标中二级排放区最高允许排放速率),所以可得烟气排放速率也达标,所以设计合理。
9.3从落地浓度核算
地面最大浓度为:
本设计任务书中规定,污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中二类区新建排污项目执行。由锅炉大气污染物排放标准(摘自GB 13271—2001)可查出烟尘最高允许排放浓度为200mg/m3,二氧化硫的最高允许排放浓度为 。GB16297-1996现有污染源大气污染物排放限值中二级排放区中二氧化硫最高允许排放速率,比较得出排放浓度都不超标,因而设计合理,符合标准,所以该气体经处理后可以在国家2级标准下排放。
9.4总排放浓度核算
烟尘的总排放浓度(按每年300天计算):
国家规定的烟尘总排放浓度为 ,因为 ,所以符合排放标准。
的总排放浓度(按每年300天计算):
国家规定二氧化硫的总排放浓度为 ,因为 ,所以符合排放标准。
结束语:
这次大气污染控制工程课程设计主要设计燃煤锅炉房烟气除尘脱硫系统,虽然时间很短,但我从中学到了不少东西。课程设计是大学学习的一次综合性考核,是对我们所学知识的一次综合性考核,是我们走向社会前的一次实践。通过这次课程设计,我不仅进一步掌握了我所学的砖业知识,而更能从设计中认识到实际工程设计与自己所想要达到的效果差异,对我们以后的工作遇到的问题,对我们有很大的帮助。同时也感谢老师给我们这次设计机会。
附图
目录
1.袋式除尘器 1
1.1袋式除尘器的简介 1
1.2袋式除尘器的清灰方式主要有 2
1.3袋式除尘器的分类 2
1.4袋式除尘器的优点 2
2.湿式石灰脱硫 2
2.1石灰石——石膏法脱硫工艺原理及流程 3
2.2脱硫效率的主要影响因素 3
2.1.1吸收塔洗涤浆液的PH 3
2.1.2液气比 3
2.1.3烟气流速和烟气温度 3
3.设计条件: 4
4.设计计算 4
4.1计算锅炉燃烧产生的烟气量、烟尘和二氧化硫的浓度 4
4.1.1烟气量的计算 4
4.1.2烟气含尘浓度 5
4.1.3 SO2的浓度 5
4.2除尘器的选择 5
4.2.1除尘效率 5
4.2.2除尘器的选择 5
4.3除尘器的设计 5
4.3.1过滤面积 5
4.3.2滤袋的尺寸 6
4.3.3每条滤袋面积 6
4.3.4滤袋条数 6
4.3.5滤袋布置 6
4.4喷淋塔 6
4.4.1喷淋塔内流量计算 6
4.4.2 喷淋塔径计算 6
4.4.3喷淋塔高度计算 7
4.4.4 新鲜浆料的确定 8
5.烟囱设计计算 8
5.1 烟囱的几何高度的计算 9
5.1.1 烟气释放热计算 9
5.1.2烟气抬升高度计算 9
5.1.3 烟囱直径的计算 10
5.2 烟囱阻力损失计算 10
5.3 烟囱高度校核 11
6. 管道系统设计计算 11
7.系统阻力的计算 12
7.1摩擦压力损失 12
7.2局部压力损失 12
8.风机的选择 12
8.1风量的计算 12
8.2风压的计算 12
9.达标分析 13
9.1从从排放浓度核算 13
9.2 从排放速率核算 14
9.3从落地浓度核算 14
9.4总排放浓度核算 15
B. 热电厂烟气脱硫设计方案
烟气脱硫系统设计
摘 要
烟气脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是火力发电厂控制酸雨和二氧化硫污染的主要技术手段。烟气脱硫装置的投资要花费巨大的资金,国内火力发电厂烟气脱硫工程绝大多数是从国外进口设备,国内只负责安装。利用国外技术和设备必然使得工程的造价十分昂贵,若实现技术和设备国产化,就可以大大降低烟气脱硫工程造价,从而使得烟气脱硫装置在我国大规模应用成为可能。
本设计针对毕业设计任务书中所给出的烟气含量和脱硫要求,结合我国烟气脱硫的技术现状而设计出的一套较完备的烟气脱硫系统。做此设计的目的是为烟气脱硫技术的国产化积极的作准备。
本设计的主要工作为:
介绍了现有的烟气脱硫的工艺并进行分析之后决定了系统的脱硫方法为湿式石灰石-石膏法。
介绍了一些主要的脱硫装置和类型,比较选择之后确定了吸收塔的类型、流程。
对湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺的各个子系统进行了介绍并大致确定了本工艺中选用各子系统的的处理流程、装置和设备。
设计了系统的管路通风图,包括烟道、装置和烟囱。据此逐段计算了管道的压损、流量、温降等,并根据以上数据对脱硫风机和石灰石浆液再循环泵进行了选型。
对所设计的烟气脱硫工艺进行了技术经济分析。
最后得出总的结论,并提出了工艺中存在的主要问题和几点建议。
关键字: 湿法石灰石-石膏法 烟气脱硫系统的构成 管道计算 技术经济分析
Abstract
FGD(Fume Gas Desulfuration) is only cosmically cmmercial desulfuration type in the world. It is dominating technology measure to control acid rain and sulfur dioxide pollution.FGD equipment cost huge fund. Most equipment of FGD project in fire power plants in our nation are imported. We only take charge installation.Overseas technology and equipment are too costly,If it is made in our country,FGD project's cost will be decreased consumedly,accordingly it will become possible to apply FGD equipment cosmically in our nation.
According to the composition of the Fume Gas and the desurfurization request,combining with existing FGD technical process in our nation,this article designed a set of adequate FGD systems.The purpose of this artical is that do some prepares for the designing process of the FGD of our own country.
This article's main work are:
Analyzed and compared existing FGD technology of domestic and overseas ,chose the Limestone-Gypsum Wet Method Desurfurization Technology for Fume Gas.
Introced main equipment of the desurfurization ,then decided the type and the diagram flow of the absorber.
Designed the arrangment of system's popes ,including chinmney、relevant equipment and so on.
Calculated the pressure loss, the Fume Gas volume and temperature decrease of these draw popes.
Carried out economic and technical analysis of the FGD system designed by writer.
Drawn out the conclusion of the article ,pointed out some questions that existed in practical application and given my own advice.
Key words: Limestone-Gypsum Wet Method Desurfurization Technology Compose of the desurfurization system Calculation of the draw popes Technical and Economic Analysis
目 录
第1章 前言----------------------------------------------1
1.1烟气脱硫技术的现状------------------------------------2
1.1.1烟气脱硫经典工艺------------------------------------2
1.1.2新工艺发展现状------------------------------4
1.2国外烟气脱硫技术简介--------------------------------6
1.3烟气脱硫技术的发展趋势与前景-----------------------6
1.3.1新工艺发展趋势-------------------------------6
1.3.2烟气脱硫技术发展的前景------------------------7
第2章 系统脱硫方案的确定和净化设备的选择----------8
2.1 系统脱硫方案的确定----------------------------8
2.1.1 烟气脱硫技术的各个种类的特点--------------------8
2.1.2 选择工艺方案时所考虑的因素------------------9
2.1.3 FGD工艺的比较与选择----------------------10
2.1.4 吸收塔工艺模式的选择---------------------12
2.1.5 氧化工艺的比较与选择--------------------13
2.2 湿法石灰石-石膏的脱硫工艺原理----------------14
2.2.1 脱硫机理----------------------------------------14
2.2.2 SO2吸收-----------------------------------15
2.2.3 硫酸盐的形成---------------------------15
2.2.4 石膏结晶-----------------------------16
2.2.5 石灰石溶解--------------------------16
2.2.6 小结-------------------------------17
2.3 石灰石-石膏湿法烟气脱硫净化装置的选择-------------17
2.3.1 脱硫塔的类型及选择----------------------17
2.3.2 喷淋吸收塔工艺的进一步确定---------------18
2.3.3 小结--------------------------------19
第3章 石灰石-石膏烟气脱硫系统的构成--------------21
3.1 石灰石浆制备系统----------------------------------21
3.2 烟气再热系统----------------------------------23
3.2.1 蓄热式气-气热交换器(GGH)---------------------24
3.2.2 冷却塔排放烟气------------------------24
3.2.3 旁路烟气法-----------------------------25
3.2.4 再生再热法-------------------------------25
3.2.5 小结-----------------------------------26
3.3 SO2 吸收系统-----------------------------------26
3.4 石膏制备及处置系统---------------------------27
3.5 脱硫风机---------------------------------------29
3.6 废水处理-------------------------------------30
3.7 公共系统-------------------------------------31
3.8 小结----------------------------------------------31
第4章 设计计算和配用设施的选择------------------33
4.1 概述--------------------------------33
4.2 设计计算------------------------------33
4.2.1 基本数据-----------------------------33
4.2.2 确定吸收塔、再热器和烟囱的位置及管道的布置-34
4.2.3 管段计算-----------------------------------35
4.3 风机、电动机和循环泵的选择-----------------43
4.3.1 风机和电动机选择及计算----------------43
4.3.2 吸收塔循环泵的选择--------------------45
第5章 系统的技术经济分析-----------------47
5.1 技术经济分析的目的和意义---------------------47
5.2 系统技术分析-----------------------------------47
5.2.1 系统技术指标及其分析---------------------47
5.2.2 烟气脱硫装置对锅炉和烟气系统的影响---------48
5.2.3 烟气脱硫装置的占地面积--------------------49
5.2.4 烟气脱硫装置的流程复杂程度---------------49
5.2.5 烟气脱硫装置的成熟程度-------------------49
5.3 经济评价------------------------------49
5.4 小结----------------------------------50
第6章 结论与建议-------------------------------------51
6.1 结论----------------------------------------------51
6.2 问题与建议----------------------------------------52
6.2.1 存在的问题-----------------------------------52
6.2.2 几点建议-------------------------------------52
毕业设计结论--------------------------------------54
致谢-----------------------------------------------------55
参考文献------------------------------------------56
第1章 前言
随着我国经济的快速发展,煤炭消耗量不断增加,二氧化硫的排放量也日趋增多,造成二氧化硫污染和酸雨的严重危害。据最新报道[1],1999年我国二氧化硫排放总量为1857万吨,其中工业来源为1460万吨,生活来源为397万吨。酸雨区面积占国土面积的30%,主要分布在长江以南、青藏高原以东的广大地区及四川盆地。对106个城市的降水pH值监测结果统计表明,降水年均pH值低于5.6的有43个城市,占统计城市的40.6%。统计的59个南方城市中,降水年均pH低于5.6的有41个,占69.5%。
酸雨使得森林枯萎,土壤和湖泊酸化,植被破坏,粮食、蔬菜和水果减产,金属和建筑材料被腐蚀[2]。空气中的二氧化硫也严重地影响人们的身心健康[3],它还可形成硫酸酸雾,危害更大。
为防止二氧化硫和酸雨污染,1990年12月,国务院环委会第19次会议通过了《关于控制酸雨发展的意见》。自1992年在贵州、广东两省,重庆、宜宾、等九个城市进行征收二氧化硫排污费的试点工作。1995年8月,全国人大常委会通过了新修订的《大气污染防治法》。1998年2月17日,国家环保局召开了酸雨和二氧化硫污染综合防治工作会议。这都说明我国政府高度重视酸雨和二氧化硫污染的防治。
国家环保局局长解振华指出[4]:“成熟的二氧化硫污染控制技术和设备是实现两控区控制目标的关键因素。”他同时指出:为了实现酸雨和二氧化硫污染控制目标,要加快国产脱硫技术和设备的研究、开发、推广和应用。因此研究开发适合我国国情的烟气脱硫技术和装置,吸收消化国外先进的脱硫是当前的迫切任务。
二氧化硫控制方法多种多样,可以分为三大类:
(1)燃烧前脱硫,如洗煤等[5]。
(2)燃烧中脱硫,如型煤固硫、炉内喷钙[6]等。
(3)燃烧后脱硫,即烟气脱硫(FGD),是目前应用最广、效率最高的脱硫技术。
1.1 烟气脱硫技术的现状
1.1.1 烟气脱硫经典工艺
烟气脱硫(FGD)是目前世界上唯一大规模商业应用的脱硫方式,也是最经济切实可行的方法。迄今为止,世界各国研究开发的FGD技术估计超过了200多种,目前成熟可行的有十多种。通常按照脱硫剂和脱硫产物的干湿状态分为湿法、半干法和干法[7]。
1.1.1.1 湿法脱硫
这是目前较成熟、运行较稳定的方法。由于是气液反应,脱硫反应速率快、效率高、脱硫剂利用率高。但其废水处理量大,运行成本
也较高。
(1)石灰石-石灰法
是以石灰石或石灰的浆液为脱硫剂,在吸收塔内对SO2烟气进行洗涤吸收的方法,其产物为CaSO3和CaSO4。
(2)石灰石-石膏法
是以空气鼓入吸收塔,使得CaSO3氧化为CaSO4(石膏),由于其鼓入气体使料液更为均匀,脱硫率更高,其堵塞和结垢的几率大大降低。
(3)双碱法
此法种类较多,主要是钠碱双碱法。即采用NaCO3或NaOH溶液为第一吸收液,再用石灰石或石灰溶液为第二碱液使之再生,再生后溶液继续循环使用。此法得到的SO2仍以CaSO3 和CaSO4的形式沉淀出来。
(4)钠碱吸收法
本法是用NaOH、Na2CO3和Na2SO3的水溶液为吸收剂,吸收烟气中的SO2。其中使用最多的是威尔曼-洛德(Wellman-Lord)法,是美国和日本应用较多的脱硫方法。此法实际上是采用Na2CO3和NaHSO3混合液为吸收剂。当吸收剂中NaHSO3浓度达到80%-90%时,就要对吸收剂进行再生,可获得较高浓度的SO2和Na2CO3。再生后的Na2CO3可用于循环使用, SO2可用于生产硫酸。对烟气的吸收效率可达到90%以上。
除以上方法外,湿法还包括氧化镁吸收法、氨法、碱式硫酸铝法
等。这些方法由于吸收效率不高,应用范围较窄。
1.1.1.2半干法脱硫
(1)炉内喷钙式活化(LIFAC)法
是在传统炉内喷钙法基础上增加了活化反应器,并促进喷水增湿。脱硫效率可达到75%-80%左右。
(2)旋转喷雾干燥(SDA)法
此法是利用喷雾干燥的原理,将吸收剂(如石灰浆液)雾化喷入吸收塔内,使得吸收剂与烟气中的SO2发生化学反应。得到的固体以废渣形式排出。
1.1.1.3干法脱硫
传统是用石灰苏打(CaO-Na2CO3)干粉来除去烟道内废气所含的SO2。从而得到干粉状钙盐和钠盐及未反应的干燥粉尘的混合产物的方法。
1.1.2 新工艺发展现状
由于传统工艺存在效率低、操作复杂等特点,在科技的发展和环保要求下,许多国家已不局限于传统经典工艺。所以,新工艺不断被研究开发出来。
(1)荷电干式喷射脱硫(CDSI)法。
此法是美国ALANCO公司开发的专利技术。其技术核心是吸收剂以高速通过高压静电电晕充电区,得到强大的静电荷后,被喷射到烟气中,扩散形成均匀的悬浮状态。此法投资及占地仅为传统湿法的10%~27%。但脱硫效率相对较低。
(2)电子束照射(EBA)法
其原理是在烟气进入反应器之前先加入氨气,然后在反应器中用电子加速器产生的电子束照射烟气,使水蒸气与氧等分子激发产生氧化能力强的自由基,这些自由基使烟气中的SO2很快氧化,产生硫酸。再和氨气反应形成硫酸氨。其主要特点是系统简单,操作方便,过程易于控制,副产物可用于生产化肥。脱硫成本低于传统方法。但此法需要大功率、长期温度的电子枪,同时需要防辐射屏蔽。
(3)脉冲电晕等离子体(PPCP)法。
是日本专家增田闪一在EBA法的基础上提出的。它是*脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体,产生高能电子。此法设备简单,操作简便,投资是EBA法的60%。
除以上介绍的以外,近年发展的新工艺还有ABB公司开发的新型集成半干式脱硫(NID)法,适合于海边工厂的海水脱硫工艺、常温精脱硫工艺[8]等。
1.2 国外主要的几种烟气脱硫技术简介
(1) LIFAC脱硫工艺[9]
(1.1.1.2半干法脱硫中已经提到)芬兰IVO公司和Tampella公司开发了LIFAC脱硫工艺,这项技术是改进的石灰石喷射工艺,进一步提高了脱硫率。它的主要优点是,耗电量小,经济效益高,工艺设备简单,投资明显低于湿式和雾化干式脱硫方法,且无废水排放。同时维修较方便,占地面积小。
(2) 尿素法[10]
尿素法净化烟气工艺由俄罗斯门捷列夫化学工艺学院等单位联合开发,可同时去除SO2和NOX,SO2的脱除率可达99%~100%,NOX脱除率大于95%。对设备无腐蚀作用, NOX,SO2的脱除率与烟气中NOX,SO2的浓度无关,尾气可直接排放,吸收液经处理后可回收硫酸铵。
此外还有丹麦开发的SNOX技术[9,11]和微生物烟气脱硫技术。
1.3 烟气脱硫技术的发展趋势与前景
1.3.1 新工艺发展趋势
各项资料显示,国外最新脱硫技术研究主要有以下几个特点。
(1)除尘、脱硫、脱氮一体化
由于硫氧化物、氮氧化物同是国家限制排放的污染物,而分开处理明显增加了设备的投资和空间的占用。
(2)自动化技术更加明显
最新的几个脱硫工艺更多的是向干法脱硫方向发展,而干法脱硫是最容易达到自动化目的。这也是向社会不断发展的电子技术*拢。相应的,其科技含量也将越来越高。
(3)生产成本不断下降
新工艺的脱硫成本相对较低,在这个讲究经济效益的时代要想不被淘汰,其各项成本应越低越好。
1.3.2烟气脱硫技术发展的前景
在未来十几年内,循环流化床烟气脱硫装置在我国电厂脱硫应用中将会有巨大的潜力和应用前景,同时海水烟气脱硫装置在我国沿海电厂,海水资源方便的地区将会有不可替代的优势。
微生物法用于烟气脱硫将具有不需高温、高压、催化剂,均为常温常压下操作,操作费用低、设备要求简单,利用微生物脱硫,营养要求低,无二次污染等特点。因此,微生物烟气脱硫是实用性强、技术新颖的生物工程技术,具有诱人的应用前景,应引起重视,加速开发。
我国FGD技术进展我国烟气脱硫技术基本处于试验阶段。从试验结果看,有几项技术已接近世界水平,如清华大学煤清洁燃烧工程研究中心开发的干式循环流化床烟气脱硫技术、液柱喷射烟气脱硫除尘集成技术已受到广泛重视。
C. 关于硫化物控制的问题
这些或许对你有用。
我国目前的经济条件和技术条件还不允许象发达国家那样投入大量的人力和财力,并且在对二氧化硫的治理方面起步很晚,至今还处于摸索阶段,国内一些电厂的烟气脱硫装置大部分欧洲、美国、日本引进的技术,或者是试验性的,且设备处理的烟气量很小,还不成熟。不过由于近几年国家环保要求的严格,脱硫工程是所有新建电厂必须的建设的。因此我国开始逐步以国外的技术为基础研制适合自己国家的脱硫技术。以下是国内在用的脱硫技术中较为成熟的一些,由于资料有限只能列举其中的一些供读者阅读。
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% 。
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。
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。
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。
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磨擦,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。
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。
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。
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。
D. 什么是大气污染控制工程
大气污染控制工程是环境工程专业的一门必修的专业课程,内容涉及大气污染物扩散、污染气象学基础知识;气体除尘技术及各种除尘净化装置的工作原理、性能特点和设计选型;烟气脱硫脱硝及空气净化, 利用吸收、吸附和催化转化法净化气态污染物的基本原理和典型工艺流程等。教学力求理论联系实际,注意培养学生分析问题和解决问题的能力, 使学生能应用本课程中所学的基本理论和控制方法对实际的大气污染控制工程问题进行分析,提出控制方案, 进行设备选型和工艺设计计算, 为学生毕业后从事大气污染控制工程研究、设计、技术管理等工作奠定必要的基础。
详情请见:
http://www.douban.com/subject/1260605/
E. 电厂脱硫工艺流程图及原理
电厂在进行脱硫脱硝的时候方法是不一样的,所以其工艺流程也不相同,下面,就具体给大家分享一下。
脱硫工艺又分为两种,具体的流程介绍是:
一、双碱法脱硫工艺 1) 吸收剂制备与补充; 2) 吸收剂浆液喷淋; 3) 塔内雾滴与烟气接触混合; 4) 再生池浆液还原钠基碱; 5) 石膏脱水处理。 二、石灰石-石膏法脱硫工艺
二、石灰石-石膏法脱硫工艺 1. 脱硫过程:
CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2 Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2 2. 氧化过程:
2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2O
Ca(HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O+H2SO4
脱销工艺也分为两种,具体的流程介绍是:一、SNCR脱硝工艺1.采用NH3作为还原剂时:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O2.采用尿素作为还原剂时:(NH2)2CO→2NH2+CONH2+NO→N2+H2OCO+NO→N2+CO2二、SCR脱硝工艺1.氨法SCR脱硝工艺:
NO+NO2+2NH3—>2N2+3H2O
4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2—>3N2+6H2O 2. 尿素法SCR脱硝工艺: NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2 4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O 6NO+4NH3→5N2+6H2O
以上内容由河南星火源科技有限公司提供。该企业是是专业从事环保设备、自动化系统、预警预报平台开发的技术服务型企业。公司下辖两个全资子公司,分别从事污染源监测及环境第三方检测。
F. 脱硫技术的自动控制系统怎么设计
首先工艺专业要提出带控制点的流程图,流程图中还要明确各种保护连锁。以此为基础,热控专业就可以开始设计了,对于工程公司自动控制系统大部分交给专业的公司进行,只要你把条件、要求及多少个I/O点交给它们就可以了。
G. 大气污染控制双碱法脱硫系统课程设计
学术论文是科学或者社会研究工作者在学术书籍或学术期刊上刊登的呈现自己研究成果的文章。学术论文往往强调原创性的工作总结,但也可以是对前人工作总结的回顾及做出评价,后者也往往被称为综述性文章(Review)。学术论文的出版正在经历着重大变化,出现了从传统的印刷版到网络上电子格式的兴起。论文中最重要的就是论点、论据和论证,所以在写作中,一定要对这三点加以重视。
论文写作,简单的说,就是大专院校毕业论文的写作,包含着本科生的学士论文,研究生的硕士论文,博士生的博士论文,延伸到了职称论文的写作以及科技论文的写作。一般来说,论文写作,即高校毕业生,科技工作者以及各科研机构,事业单位工作人员,依据一定的论文格式和字数要求,对学习和工作的学术总结和创新。[1]
论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成,其中部分组成(例如附录)可有可无。论文各组成的排序为:题名、作者、摘要、关键词、英文题名、英文摘要、英文关键词、正文、参考文献和附录和致谢。
下面按论文的结构顺序依次叙述。
命题方式
简明扼要,提纲挈领。英文题名方法①英文题名以短语为主要形式,尤以名词短语最常见,即题名基本上由一个或几个名词加上其前置和(或)后置定语构成;短语型题名要确定好中心词,再进行前后修饰。各个词的顺序很重要,词序不当,会导致表达不准。②一般不要用陈述句,因为题名主要起标示作用,而陈述句容易使题名具有判断式的语义,且不够精炼和醒目。少数情况(评述性、综述性和驳斥性)下可以用疑问句做题名,因为疑问句有探讨性语气,易引起读者兴趣。③同一篇论文的英文题名与中文题名内容上应一致,但不等于说词语要一一对应。在许多情况下,个别非实质性的词可以省略或变动。④国外科技期刊一般对题名字数有所限制,有的规定题名不超过2行,每行不超过42个印刷符号和空格;有的要求题名不超过14个词。这些规定可供我们参考。⑤在论文的英文题名中。凡可用可不用的冠词均不用。
H. 火力发电厂如何控制大气污染 火力发电厂如何控制大气污染
1
在发电厂锅炉烟道上加装电除尘器,以减少烟气中烟尘对于大气的污染,为了满足2010年新办法的排放标准,还需要在电除尘器后再设置布袋除尘器,以提高除尘效率;
2
在锅炉烟道中装设脱硝设施,将烟气中的氮化物分离出来,以减少烟气中氮化物的污染;
3
降低锅炉燃烧温度,将其中心点燃烧稳定控制在800℃以下,以减少氮化物的产生;
4
在锅炉烟道后加装脱硫装置,将烟气中的二氧化硫分离下来,以减少烟气二氧化硫对大气的污染;
5
提过锅炉及发电机组的综合效率,以降低煤耗,减少同发电容量下的二氧化碳排放量;
6
研究减少二氧化碳排放的新工艺和新技术,减少二氧化碳的排放。
I. 脱硫技术的新型脱硫
氧化脱硫技术
氧化脱硫技术是用氧化剂将噻吩类硫化物氧化成亚砜和砜,再用溶剂抽提的方法将亚砜和砜从油品中脱除,氧化剂经过再生后循环使用。目前的低硫柴油都是通过加氢技术生产的,由于柴油中的二甲基二苯并噻吩结构稳定不易加氢脱硫,为了使油品中的硫含量降到10 μg/g,需要更高的反应压力和更低的空速,这无疑增加了加氢技术的投资费用和生产成本。而氧化脱硫技术不仅可以满足对柴油馏分10 μg/g的要求,还可以再分销网点设置简便可行的脱硫装置,是满足最终销售油品质量的较好途径。
ASR-2氧化脱硫技术
ASR-2[12]氧化脱硫技术是由Unipure公司开发的一种新型脱硫技术,此技术具有投资和操作费用低、操作条件缓和、不需要氢源、能耗低、无污染排放、能生产超低硫柴油、装置建设灵活等优点,为炼油厂和分销网点提供了一个经济、可靠的满足油品硫含量要求的方法。
在实验过程中,此技术能把柴油中的硫含量由7000 μg/g最终降到5 μg/g。此外该技术还可以用来生产超低硫柴油,来作为油品的调和组分,以满足油品加工和销售市场的需要。目前ASR-2技术正在进行中试和工业实验的设计工作。其工艺流程如下:含硫柴油与氧化剂及催化剂的水相在反应器内混合,在接近常压和缓和的温度下将噻吩类含硫化合物氧化成砜;然后将含有待生催化剂和砜的水相与油相分离后送至再生部分,除去砜并再生催化剂;含有砜的油相送至萃取系统,实现砜和油相分离;由水相和油相得到的砜一起送到处理系统,来生产高附加值的化工产品。
尽管ASR-2脱硫技术已进行了多年的研究,但一直没有得到工业应用,主要是由于催化剂的再生循环、氧化物的脱除等一些技术问题还没有解决。ASR-2技术可以使柴油产品的硫含量达到5 μg/g,与加氢处理技术柴油产品的硫含量分别为30 μg/g和15 μg/g时相比,硫含量和总处理费用要少的多。因此,如果一些技术性问题能够很好地解决,那么ASR-2氧化脱硫技术将具有十分广阔的市场前景。
超声波氧化脱硫技术
超声波氧化脱硫(SulphCo)[13]技术是由USC和SulphCo公司联合开发的新型脱硫技术。此技术的化学原理与ASR-2技术基本相同,不同之处是SulphCo技术采用了超声波反应器,强化了反应过程,使脱硫效果更加理想。其流程描述为:原料与含有氧化剂和催化剂的水相在反应器内混合,在超声波的作用下,小气泡迅速的产生和破灭,从而使油相与水相剧烈混合,在短时间内超声波还可以使混合物料内的局部温度和压力迅速升高,且在混合物料内产生过氧化氢,参与硫化物的反应;经溶剂萃取脱除砜和硫酸盐,溶剂再生后循环使用,砜和硫酸盐可以生产其他化工产品。
SulphCo在完成实验室工作后,又进行了中试放大实验,取得了令人满意的效果,即不同硫含量的柴油经过氧化脱硫技术后硫含量均能降低到10 μg/g以下。目前Bechtel公司正在着手SulphCo技术的工业试验。
光、等离子体脱硫技术
日本污染和资源国家研究院、德国Tubingen大学等单位研究用紫外光照射及等离子体技术脱硫。其机理是:二硫化物是通过S-S键断裂形成自由基,硫醚和硫醇分别是C-S和S-H键断裂形成自由基,并按下列方式进行反应:
无氧化剂条件下的反应:
CH3S- + -CH3 CH4+CH2 ==== S
CH3S- + CH3CH2R CH3SH+CH2 ==== SCH2R
CH3S- + CH3S- CH3SSCH3
CH3S- + CH2 ==== S CH3SCH2S- -CH3 CH3SCH2SCH3
有氧化剂条件下的反应:
CH3S- + O2 CH3SOO- RH CH3SOOH + R-
SO3+ -CH3
CH3SOOH Rr CH3SO- + -OH
CH3SO- + RH CH3SOH + R-
3CH3SOOH CH3SOOSCH3 + CH3SO3H
此技术以各类有机硫化物和含粗汽油为对象,根据不同的分子结构,通过以上几种方式进行反应,产物有烷烃、烯烃、芳烃以及硫化物或元素硫,其脱硫率可达20%~80%。若在照射的同时通入空气,可使脱硫率提高到60%~100%,并将硫转化成SO3、SO2或硫磺,水洗即可除去。
高效雾化脱硫除尘技术
高效雾化脱硫除尘技术主要通过研究烟尘及二氧化硫等有害物质的化学成分与物流运动特性,利用流体力学、空气动力学、化学、机械学等,集实心喷雾技术、雾化洗涤技术、凝聚雾化技术、冲击湍流技术、过滤吸收技术、除雾分离技术等高科技于一体的多科学、多工艺的环保技术,该技术的主要特点是它具有使用寿命长,高效低阻节能,占地小,造价低,运行费用低,维修率低,管理方便,灰水闭路循环,无二次废水及扬尘污染。烟尘经处理后各项指标低于国家环境保护排放标准,符合国家鼓励发展(高效、耐用、低阻、低费用)环保产业政策,实现了高效除尘、脱硫、脱氮、除雾一体化同时完成的大气污染控制净化目的。对减轻酸雨、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉尘、可吸入悬浮微粒等有害物质,改善大气环境质量有很大的环境效益、社会效益、与经济效益,也有很好的市场前景。
工艺流程为含尘气体首先进入高效实心喷雾洗涤室,烟气经碱性溶液冷却降温达到饱和状态,大颗粒粉尘及二氧化硫首先被吸收,继而烟气、水雾、粉尘三相气流由于质量的差异、以不同的惯性互相传质并同时进入高效凝聚雾化洗涤室进行收缩、急聚、扩散等运动作用后第二次被脱硫与除尘,随后烟气、水雾。粉尘三相气流以一定速度冲击装有碱性溶液的高效循环流化过滤室通过充分冲出、湍流、搅拌、过滤、传质等运动机理后第三次被脱硫与除尘,此时比较洁净的烟气一切向或蜗壳走向进入高效上稳旋流逆传质洗涤室通过由上往下的碱性液膜与液雾产生逆向传质运动最后一次脱硫除尘,净化后的洁净通过切向或蜗壳走向进入高效下稳旋流脱水除雾室进行气水分离处理后,由引风机送到烟囱排向高空。而灰水则分别从高效实心喷雾洗涤室、高效循环流化过滤室、高效上稳旋流逆传质洗涤室底部的自动溢流水封出灰口排向循环池经碱性水中和沉淀处理、碱性废水回收供脱硫除尘器使用,洁净谁从高效下稳旋流脱水除雾室底部的排水口流出,同时完成了消烟、脱硫、脱氮、除尘、脱水、除雾的全过程。
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