干法和半干法脫硫工藝.doc

第三節(jié) 干法和半干法脫硫工藝噴霧干燥法脫硫工藝 噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，由泵打入位于吸收塔內(nèi)的霧化裝置，在吸收塔內(nèi)，被霧化成細(xì)小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaS03，煙氣中的SO2被脫除。與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應(yīng)產(chǎn)物及未被利用的吸收劑呈干燥顆粒狀，隨煙氣帶出吸收塔，進(jìn)入除塵器被收集。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率，一般將部分除塵器收集物加入制漿系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉(zhuǎn)噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。 噴霧干燥法脫硫工藝具有技術(shù)成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點，脫硫率可達(dá)到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定應(yīng)用范圍（8%)。脫硫灰渣可用作制磚、筑路，但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑9。煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝 該工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對SO2有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。未經(jīng)處理的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進(jìn)入。吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流經(jīng)文丘里管后速度加快，并在此與很細(xì)的的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床，在噴人均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4。 脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進(jìn)人再循環(huán)除塵器，被分離出來的顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復(fù)循環(huán)達(dá)百次之多，故吸收劑利用率較高。 此工藝的副產(chǎn)物呈干粉狀，其化學(xué)成分與噴霧干燥法脫硫工藝類似，主要由飛灰、CaS03 、 CaSO4和未反應(yīng)完的吸收劑Ca(OH)2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎(chǔ)等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，當(dāng)燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大于1. 3時，脫硫率可達(dá)90%以上，排煙溫度約70。此工藝在國外目前應(yīng)用在100-200 MW等級機(jī)組。由于其占地面積少，投資省，尤其適合于老機(jī)組煙氣脫硫。爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù) 爐內(nèi)噴鈣、尾部增濕脫硫工藝主要有LIFAC、LIMB和LIDS三種。 LIFAC脫硫技術(shù)（爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫技術(shù)）是由芬蘭的Tempella公司和IVO公司首先開發(fā)成功并投人商業(yè)應(yīng)用的，該技術(shù)是將石灰石于鍋爐的850-1150部位噴入起到部分固硫作用10。在尾部煙道的適當(dāng)部位(一般在空氣預(yù)熱器和除塵器之間)裝設(shè)增濕活化反應(yīng)器，使?fàn)t內(nèi)未反應(yīng)的CaO和水反應(yīng)生成Ca(OH)2，進(jìn)一步吸收二氧化硫，提高脫硫率。LIFAC工藝主要包括以下三步:(1)爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng) 將磨細(xì)到325目左右的石灰石粉用氣流輸送方法噴射到爐膛上部溫度為900-1150的區(qū)域，CaC03立即分解并與煙氣中SO2和少量S03反應(yīng)生成CaSO3和CaS04。可使?fàn)t內(nèi)噴鈣的脫硫率達(dá)到75 %，投資占整個脫硫系統(tǒng)投資的10%左右。(2) 爐后增濕活化 在安裝于鍋爐與電除塵器之間的增濕活化器中完成，在活化器內(nèi)，爐膛中未反應(yīng)的Ca0與噴人的水反應(yīng)生成Ca ( OH )2, SO2與生成的新鮮Ca(OH)2快速反應(yīng)生成CaS03，接著又部分被氧化為CaS04。煙氣經(jīng)過加水增濕活化，可使系統(tǒng)的總脫硫率達(dá)到75%以上，而其投資約占整個系統(tǒng)投資的85 % 。(3) 灰漿或干灰再循環(huán) 將電除塵器捕集的部分物料加水制成灰漿噴入活化器增濕活化，可使系統(tǒng)總脫硫率提高到85 %，占整個系統(tǒng)投資的5%11。電子束法脫硫工藝 該工藝流程有排煙預(yù)除塵、煙氣冷卻、氨的噴入、電子束照射和輻產(chǎn)品捕集等工序所組成。鍋爐所排出的煙氣，經(jīng)過除塵器的粗濾處理后進(jìn)人冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度(約70 )。煙氣的露點通常約為50，被噴射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內(nèi)完全得到蒸發(fā)，因此，不產(chǎn)生廢水。通過冷卻塔后的煙氣流進(jìn)反應(yīng)器，在反應(yīng)器進(jìn)口處將氨水、壓縮空氣和軟水混合噴人，加氨量取決于SOX和NOX濃度，經(jīng)過電子束照射后，SOX和NOX在自由基作用下生成中間生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸與共存的氨進(jìn)行中和反應(yīng)，生成粉狀微粒(硫酸氨與硝酸氨的混合粉體)。這些粉狀微粒一部分沉淀到反應(yīng)器底部，通過輸送機(jī)排出，其余被副產(chǎn)品除塵器所分離和捕集，經(jīng)過造粒處理被送到副產(chǎn)品倉庫儲藏。凈化后的煙氣經(jīng)脫硫風(fēng)機(jī)由煙囪向大氣排放。活性炭吸附法 活性炭具有較大的表面積、良好的孔結(jié)構(gòu)、豐富的表面基團(tuán)、高效的原位脫氧能力，同時有負(fù)載性能和還原性能，所以既可作載體制得高分散的催化體系，又可作還原劑參與反應(yīng)提供一個還原環(huán)境，降低反應(yīng)溫度。SO2、O2與H2O被吸附劑吸附，發(fā)生下述總反應(yīng):2SO2+2O2+2H2O2H2SO4 活性炭吸收SO2和NOX后生成的物質(zhì)存在于活性炭表面的微孔中，降低了活性炭的吸附能力，因此對吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生，先用水洗，得到稀硫酸溶液，然后對活性炭進(jìn)行十燥。對吸附SO2的活性炭加熱，硫酸在炭的作用下還原為SO2得到富集，可用于生產(chǎn)硫酸或硫磺，但要消耗一部分活性炭12。氣相催化氧化法氣相催化氧化法煙氣脫硫是在催化劑接觸表面上，煙氣中的SO2直接氧化為SO3的干式煙氣脫硫方法。常用的催化劑為V2O5，廣泛用于處理硫酸尾氣，處理電廠鍋爐氣及煉油廠尾氣技術(shù)尚未成熟。反應(yīng)機(jī)理簡單，在釩催化劑表面上，SO2氧化為SO3，須根據(jù)既要有較高的轉(zhuǎn)化率，又要有較快的反應(yīng)速度的原則來選擇適宜的反應(yīng)溫度，美國孟山都等公司聯(lián)合研究發(fā)展的孟山都催化氧化法（Monsanto Cat-OX）是氣相催化氧化法的典型工藝。經(jīng)高溫電除塵器凈化的煙氣進(jìn)入置有若干層釩催化劑的轉(zhuǎn)化器，