火電廠脫硫方法脫硫工藝和煙氣脫硫技術(shù)對(duì)比
火電廠燃煤脫硫的方法工藝根據(jù)脫硫過程產(chǎn)生時(shí)段的先后,可分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三大類。
燃燒前稱為煤炭脫硫主要有洗選煤、化學(xué)脫硫和煤炭轉(zhuǎn)化等;
燃燒中稱為爐內(nèi)脫硫主要有循環(huán)流化床和爐內(nèi)伴燒脫硫等;
燃燒后脫硫也稱煙氣脫硫,根據(jù)脫硫介質(zhì)的溫度又可再分為濕法、干法和半干法。
目前火電廠采用的主流脫硫方法為煙氣脫硫。
雙回路濕式洗滌脫硫工藝(DLWS濕法)DLWS工藝以石灰石漿作為洗滌吸收劑,整個(gè)脫硫過程分為兩個(gè)階段進(jìn)行,即上回路與下回路,如圖1所示。兩個(gè)階段合成在一個(gè)吸收塔內(nèi)。石灰石漿可單獨(dú)引入上下回路,煙氣沿切線方向進(jìn)入吸收塔下回路,被冷卻到煙氣飽和溫度,同時(shí)部分SO2被石灰石吸收生成石膏(CaSO4·2H2O)。冷卻的煙氣進(jìn)入吸收塔上回路的噴霧區(qū),經(jīng)充分洗滌,達(dá)到SO2的最大吸收率,SO2轉(zhuǎn)化為亞硫酸鈣,經(jīng)空氣氧化后最終吸收產(chǎn)物為硫酸鈣晶體(石膏)漿液,含固量為15%。經(jīng)脫水后,可根據(jù)應(yīng)用要求形成商用石膏或拋棄型石膏。
中國(guó)供熱信息網(wǎng)獲悉,DLWS工藝的特點(diǎn)是上下回路的PH值分別控制,上回路PH值(5.8-6.5)較高使SO2的去除率達(dá)到最大,下回路的PH值(4-5)較低,使石灰石易于溶解,吸收劑利用率提高,成本降低。系統(tǒng)脫硫效率可達(dá)95%。
噴霧干燥脫硫工藝(SDA半干法)SDA脫硫工藝以Ca(OH)2漿液作脫硫吸收劑,通過離心轉(zhuǎn)盤式霧化器或氣流式霧化噴嘴使吸收劑在噴霧干燥吸收器內(nèi)霧化。熱煙氣進(jìn)入吸收器與霧化劑吸收接觸后,同時(shí)發(fā)生三種傳熱傳質(zhì)過程;
1、 酸性氣體從氣相進(jìn)入液滴的傳質(zhì)過程;
2、 被吸收酸性氣體與溶解的Ca(OH)2發(fā)生化學(xué)反應(yīng);
3、 液滴內(nèi)水分的蒸發(fā)。
吸收干燥后的產(chǎn)物(主要是CaSO3.1/2H2O)與飛灰一起收集在吸收器的底部或集塵器中。SDA工藝在理想的工況條件下,脫硫效率可達(dá)80%-90%。其特點(diǎn)是副產(chǎn)物為固態(tài),沒有廢水產(chǎn)生。但吸收劑Ca(OH)2價(jià)格較高,運(yùn)行成本不低。
LIFAC干法煙氣脫硫工藝LIFAC脫硫工藝采用石灰石粉作為SO2吸收劑。其脫硫過程分為兩個(gè)階段。第一階段是爐內(nèi)脫硫,石灰石粉由氣力噴入爐膛內(nèi)850-1150℃區(qū)域,石灰石粉分解成CaO和CO2,部分CaO和煙氣中的部分SO2反應(yīng)生產(chǎn)CaSO4.第二階段活化器內(nèi)脫硫,熱煙氣進(jìn)入活化器霧化增濕,使煙氣中未反應(yīng)的CaO水合生成Ca(OH)2。同時(shí),部分CaSO3氧化為CaSO4。脫硫灰中未完全反應(yīng)的CaO,可通過部分脫硫灰返回活化器再循環(huán)加以利用,以提高吸收劑的利用率。LIFAC的脫硫效率為60%-85%。
LIFAC工藝的特點(diǎn)是綜合了爐內(nèi)脫硫和噴霧干燥脫硫的優(yōu)點(diǎn),工藝較為簡(jiǎn)單,維護(hù)方便。但石灰石需加工成40μm以下的粉體,運(yùn)行費(fèi)用較高。
目前我國(guó)大多數(shù)火電廠仍以煤作為主要燃料進(jìn)行發(fā)電,所以,加大火電廠二氧化硫的控制力度尤為緊迫和必要。煙氣脫硫是當(dāng)前控制二氧化硫最行之有效的途徑之一。如今,已有石灰石-石膏濕法、煙氣循環(huán)流化床、海水脫硫法、脫硫除塵一體化、半干法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化法、活性焦吸附法、電子束法等十多種煙氣脫硫工藝技術(shù)得到應(yīng)用。
石灰石—石膏濕法煙氣脫硫是世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硫技術(shù),其優(yōu)勢(shì)是吸收劑利用率高,可達(dá)90%,脫硫效率大于95%,投運(yùn)率高達(dá)99%,適用于大容量機(jī)組,可應(yīng)對(duì)各種含硫量煤種,但成本較高,副產(chǎn)物易產(chǎn)生二次污染。
磷銨肥法(PAFP)煙氣脫硫技術(shù)是利用活性炭催化氧化制酸的機(jī)理,由煙氣脫硫和脫硫副產(chǎn)物的綜合利用二部分組合而成。本項(xiàng)技術(shù)因在活性炭的選擇和洗滌方式上具有獨(dú)特強(qiáng)化的工藝,可以使回收的二氧化硫生產(chǎn)出濃度為30%左右的稀硫酸。普遍用于電廠煙氣、冶煉煙氣、硫酸廢氣等工業(yè)廢氣二氧化硫凈化與硫資源回收利用,適宜于有磷礦、合成氨資源的地區(qū)。雙堿法煙氣脫硫技術(shù)彌補(bǔ)了石灰石—石膏法容易結(jié)垢、堵塞的缺陷。此技術(shù)采用鈉基脫硫劑進(jìn)行塔內(nèi)脫硫,由于鈉基脫硫劑堿性強(qiáng),吸收二氧化硫后反應(yīng)產(chǎn)物溶解度大,不會(huì)形成過飽和結(jié)晶,造成結(jié)垢堵塞問題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)用氫氧化鈣進(jìn)行還原再生,再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。此法降低了投資及運(yùn)行費(fèi)用,比較適用于中小型鍋爐進(jìn)行脫硫改造。氧化鎂法濕式煙氣脫硫技術(shù)是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用,具有良好市場(chǎng)前景的一種脫硫方式。其成熟度僅次于石灰石—石膏濕法脫硫工藝,脫硫效率甚至高于石灰石—石膏濕法脫硫,且我國(guó)氧化鎂儲(chǔ)量約160億噸,原料來(lái)源相當(dāng)充足,投資和運(yùn)營(yíng)成本較低,而綜合效益非常高,更難能可貴的是后續(xù)處理較為完善,對(duì)二氧化硫進(jìn)行再生,解決了二次污染問題。
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