石灰法煙氣脫硫原理

石灰法煙氣脫硫原理本篇文章來源于中國脫硫脫硝資訊網(wǎng)原文鏈接：“:///html/jishuwenzhang/2023/0730/803.htm“:///html/jishuwenzhang/2023/0730/803.html一、煙氣脫硫的必要性和重要性12億噸以上，202315億噸，202318億噸。煤炭占一次能源消費總量的75%SO2、NOX和CO2等，隨著煤炭2023萬噸，已居世界首位，致使我國酸雨和二氧化硫污染日趨嚴峻。按污染的工業(yè)部門來分，其挨次是火電廠、化工廠和冶煉廠。其中燃煤電廠污染物的排放量占全50%左右〔90%以上。1998277009.07%1157719972.07%。2098875.7%,938881%。據(jù)初步推算，1998年全國火電78037.3%。202320232.891990~2023年增加1.3億千瓦,2023年~20232.2億千瓦.20235.1億20239.0億噸.電力行業(yè)將是用煤大戶。假設如此大量的燃煤,未經(jīng)處理即排入大氣,將使我國SO2的排放總量步入世界第一位。以202315億噸計算〔1.2%計算〕SO21800萬噸。大氣污染將引起嚴峻的環(huán)境問題。其中最主要的問題之一就是“環(huán)境酸化SO2、NOX排入大氣中有親熱的關系。它們以兩種方式進入地面：濕沉降——大氣中的SO2、NOX被雨水冼脫到地面；干沉降——大氣中的SO2、NOX直接落到植物或潮濕的地外表。目前我國酸雨已從八十年月西南少數(shù)地區(qū)進展到長江以南、青藏高原以東和四川盆地的大局部地區(qū)，降水pH值小于5.6的面積〔國際評價酸雨的標準〕已經(jīng)占國土面積的30%。華中地區(qū)酸雨污染程度已經(jīng)超過八十年月污染最重的西南90%62%的城市環(huán)境空氣二氧化硫平均濃度超過國家《環(huán)境空氣質量標準》二級標準。日平均濃度超過國家《環(huán)境空氣質量標準》三級標準。依據(jù)1998年中國環(huán)境狀況公報19982090159376.2%497萬噸。在工業(yè)排放的二氧化硫中，縣及縣以上工業(yè)企業(yè)排放1172萬噸，占73.6%;鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排放421排放已成社會和經(jīng)濟可持續(xù)進展的迫切要求，勢在必行。1、法律的要求1995年修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》提出的火電廠和其它大中型企業(yè)，屬于建工程不能承受低硫煤的，必需建設配套脫硫、除塵裝置或者實行其它掌握二氧化硫排放、除塵的措施，屬于已建企業(yè)不用低硫煤的應當承受掌握二氧化硫排放、除塵措施，國家鼓舞企業(yè)承受先進2、國家污染物排放標準的要求G1月1日起環(huán)境影響報告待審查批準的、擴、改建火電廠〔第三時段，在實行全廠排放總量掌握的根底上，增加了煙囪二氧化硫排放濃度限制，并與“兩控區(qū)”和煤的含硫量掛鉤。煤的含硫量大于10%的，最高允許排放濃度為1200mg/m3N，小于或等于1%的，2100mg/m3N，即要求位于“兩控區(qū)”的電廠當燃煤的含硫量大于1%必需脫硫，否則無法達標排放。對于煤的含硫量在1%時以下的電廠，要依據(jù)電廠的允許排放總量和區(qū)域掌握總量及當?shù)氐丨h(huán)境質量的要求，通過環(huán)境影響評價后確定是否脫硫。、國務院對“兩控區(qū)”內火電廠二氧化硫掌握的要求依據(jù)《國務院關于酸雨掌握區(qū)和二氧化硫污染掌握區(qū)有關問題的批復〔[1998]5號，對火電廠二氧化硫排放提出了明確要求，即要求“兩控區(qū)”的火電廠做到：到2023年底達標排放；除以熱定電的熱電廠外，制止在大中城市城區(qū)及近效區(qū)建燃煤火電廠；建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠，必需建設脫硫設施；現(xiàn)在燃煤含硫量大于1%20232023年前分期分批建成脫硫設施或實行其它具有相應效果的減排二氧化硫措施。小節(jié)：從污染物的污染狀況來看：灰渣污染是“點”污染；廢水污染是“流域”污染；廢氣污染是“全球”污染。大氣污染是全球性的，將飄越國界，引起國與國之間的糾紛SO2污染已越來越為人類重點關注的問題。二、煙氣脫硫工藝簡介1927年英國為了保護倫敦高層建筑的需要，在泰吾士河岸的巴特富安和班支賽德兩電廠〔共120M灰石脫硫工藝。1984年有SO2掌握工藝189種，目前已超過200種。主要可分為四類〔〕原煤凈化2〕燃燒中掌握-硫化床燃燒〔CFB〕和爐內噴吸取劑〔3〕燃燒后掌握-煙氣脫硫〔4〕工藝〔如煤氣化/聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)、液態(tài)排渣燃燒器〕/石膏法脫硫工藝作為主流。石灰/石灰石-石膏 循環(huán)流化床〔CFB〕海水脫硫噴霧枯燥法堿式硫酸鋁法爐內噴鈣增濕活化法電子束照耀法〔EBA〕水和稀酸吸取法雙堿法氨酸法鈉鹽循環(huán)法、氧化鎂法、海水法自本世紀30年月起已經(jīng)進展過大量的濕式石灰石/石膏法爭論開發(fā)，60年月末已有裝置投入商業(yè)運行。ABB公司的第一套有用規(guī)模的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)于19681977年比曉夫公司制造了歐洲第一臺石灰/石灰石石膏法示范裝置。IHI〔石川島播磨〕19761、22塔的石灰石石膏法混合脫硫法。三菱重工于1964年完成第一套設備，依據(jù)其運轉實績，進展煙氣脫硫裝置的開發(fā)。第一代FGD系統(tǒng)：在美國和日本從70年月開頭安裝。早期的FGD系統(tǒng)包括以下一些流程：石灰基流質；鈉基溶液；石灰石基流質；堿性飛灰基流質；雙堿〔石灰和鈉Wellman-Lord流程。承受了廣泛的吸取類型，包括通風型、垂直逆流噴射塔、水平噴射塔，并承受了一些內部構造如托盤、填料、玻璃球等來增進反響第一代FGD的效率一般為70%~85%。除少數(shù)外，副產(chǎn)品無任何商用價值只能作為廢料排放，只有鎂基法和Wellman-Lord法產(chǎn)出有商用價值的硫和硫酸。特征是初投資不高，但運行維護費高而系統(tǒng)牢靠性低是最大的問題。隨著閱歷的增長，對流程做了改進，降低了運行維護費提高牢靠性。其次代FGD系統(tǒng)：在80年月早期開頭安裝。為了抑制第一代系統(tǒng)中的結垢和材料問題，消滅了干噴射吸取器，爐膛和煙道噴射石灰和石灰石也接近了商業(yè)運行。然而占主流的FGD技術還是石灰基、石灰石基的濕清洗法，利用填料和玻璃球等的通風清洗法消逝了。改進的噴射塔和淋盤塔是最常見的。流程不同其效率也不同。最初的干噴射FGD可到達70%~80%，在某些改進情形下可到達90%，爐膛和煙道噴射法可到達30%~50%，但反響劑消耗量大。隨著對流程的改進和運行閱歷的提高，可到達90%的效率。美國全部其次代FGD些工農(nóng)業(yè)領域中有商業(yè)價值的石膏。其次代FGD系統(tǒng)在運行維護費用和系統(tǒng)牢靠性方面都有所進步。第三代FGDLIFAC和流化床技術也進展起來了。通過廣泛承受強制氧化和鈍化技術，影響石灰、石灰石基系統(tǒng)牢靠性的結垢問題根本解決了。隨著對化學過程的進一步了解和使用二基酸〔DBA〕95%DBA都應用于其次代FGD系統(tǒng)以解決存在的問題。很多這些系統(tǒng)的脫硫效率到達了95%日本，生產(chǎn)石膏已是電廠的一個常規(guī)工程。隨著設備牢靠性的提高，設置冗余設備的必要性減小了，單臺反響器的煙氣處理量越來越大。在7015年實踐和改進，工作性能與牢靠性有很大提高，投資和運行費用大幅度降低，使它的以下優(yōu)點較為突出〔〕〔〕脫硫效率和吸取利用率高〔有的機組在Ca/S接近于1時，脫硫率超過90〕可用性好〔組，可用性已超過90。人們對濕法的觀念，從而發(fā)生轉變。目前它是應用最廣，技術最成熟的工藝，運行牢靠、檢修周期長，承受經(jīng)濟有用、廉價的石灰石細粉作為吸取劑，與煙氣中的SO285%〔其中石膏系統(tǒng)為36.7，其它濕法48.3，噴霧枯燥系統(tǒng)8.4，吸取劑再生系統(tǒng)3.4，煙道內噴吸取劑1.9。三、石灰石〔石灰〕—石膏濕法脫硫主要特點脫硫效率高。石灰石〔石灰〕—95%以上，脫硫后的煙氣不但二氧化硫濃度很低，而且煙氣含塵量也大大削減。大機組承受濕法脫硫工藝，二氧化硫脫除量大，有利于地區(qū)和電廠實行總量掌握。技術成熟，運行牢靠性好。國外火電廠石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫裝置投運率一般可達98%以上，由于其進展歷史長，技術成熟，運行閱歷多，因此不會因脫硫設備而影響鍋爐的正常運行。特別是建的大機組承受濕法脫硫工藝，使用壽命長，可取得良好的投資效益。3%1%的低硫煤，石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫工藝都能適應。占地面積大，一次性建設投資相對較大。石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫工藝比其它工藝的占地面積要大，所以現(xiàn)有電廠在沒有預留脫硫場地的狀況下承受該工藝有肯定的難度，其一次性建設投資比其它工藝也要高一些。吸取劑資源豐富，價格廉價。作為石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫工藝吸取劑的石灰石，在我國分布很廣，資源豐富，很多地區(qū)石灰石品位也很好，碳酸鈣含量在90%以上，優(yōu)者可達95%以上。在脫硫工藝的各種吸取劑中，石灰石價格最廉價，裂開磨細較簡潔，鈣利用率較高。脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用。石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫工藝的脫硫副產(chǎn)物為二水石膏。在日本、德國脫硫石250350萬噸左右，根本上都能綜合利用，主要用途是用于生產(chǎn)建材產(chǎn)品和水泥緩凝劑。脫硫副產(chǎn)物綜合利用，不僅可以增加電廠效益、降低運行費用，而且可以削減脫硫副產(chǎn)物處置費用，延長灰場使用年限。(7)技術進步快。近年來國外對石灰石(石灰)一石膏濕法工藝進展了深入的爭論與不斷的改進，如吸取裝置由原來的冷卻、吸取、氧化三塔合為一塔，塔內流速大幅度提高，噴嘴性能進一步改善等。通過技術進步和創(chuàng)，可望使該工藝占地面積較大、造價較高的問題逐步得到妥當解決。四、煙氣脫硫原理七十年月以來我國煙氣脫硫試驗、爭論、開發(fā)狀況：1〕1974年~1976年，上海閘北電廠進展石灰石——石膏法煙氣脫硫的工程試驗，試驗規(guī)模為25003/時。2〕1977年，上海市南市電廠進展稀酸催化氧化法試驗，規(guī)模為5003/時。3〕1978300電廠進展亞硫酸鈉法試驗，規(guī)模為50003/時。4〕1979年，湖北松木坪電廠含碘銨肥法小試，規(guī)模為50003/時。5〕1982年，四川成都電廠進展磷活性碳法試驗，規(guī)模為13593/時。1988年，四川豆壩電廠中試，規(guī)模為5000米3/時。1994年~19968~103/810~890萬元。6〕1984年，四川內江白馬電廠旋轉噴霧枯燥法試驗，規(guī)模為50003/時。1988年進展中試，規(guī)模為700003/時，1100萬元，已經(jīng)國家鑒定。原打算“八五”進展示范工程，后因故未安排。四川重慶天原化工廠自備電廠2*35噸/時鍋爐進展亞硫酸鈉法試驗，投資2~318天，因系統(tǒng)堵塞被迫停運。四川重慶珞璜電廠2*36萬千瓦機組，進口日本三菱公司石灰石——石膏法技術。設備費3600萬美元，已投運。36。5億日元〔其中設備費7000萬日元，規(guī)模30萬米336303/1100萬美元進展303/時。利用德國政府的軟貸款都是石灰石——石膏法工藝2×410T/H2×12.5KW2×20KW電廠。深圳瑪灣電廠二期工程——西部電廠用AB公司的海水脫硫技術。規(guī)模是301570萬美元〔不包括土建安裝。8#5萬千瓦機組用石灰石拋棄法進展工程試驗。投資約500萬元。是“八五”的任務。武漢水力電力大學開發(fā)的濕式石灰石三相流化床除塵脫硫工藝。南京下關電廠以及紹興錢清熱電廠利用丹麥LAVIC爐內噴鈣，煙道增濕的脫硫工藝。五、脫硫反響原理時SO2被吸取。這樣，SO2在吸取區(qū)被吸取，吸取劑的氧化和中和反響在吸取塔底部的儲液區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持吸取劑恒定的pH值并削減石灰石耗量，吸取塔內的吸取劑被攪拌機、氧化空氣和吸取塔循環(huán)泵不停地攪動?！せ瘜W過程強制氧化系統(tǒng)的化學過程描述如下：1、吸取反響煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸取塔內有效接觸,循環(huán)漿液吸取掉大局部SO2，反響如下：SO2＋H2O→H2SO3H2SO3?H＋＋HSO3－2、氧化反響一局部HSO3－在吸取塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的HSO3－在反響池中被氧化空氣完全氧化，反響如下：脫硫反響原理圖HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－?H＋＋SO42－3、中和反響反響物漿液被引入吸取塔內中和氫離子，使吸取液保持肯定的pH值。中和后的漿液在吸取塔內再循環(huán)。中和反應如下：Ca2