锅炉脱硫除尘是怎样脱硫除尘?

2020-04-16

  锅炉脱硫除尘都归于烟气处理部分,是环保办法的一部分。脱硫就是通过巨大的脱硫体系,将烟气中的二氧化硫置换出来,与石灰石粉反响后构成石膏,削减烟气中的二氧化硫排放量。而除尘是通过设置各种除尘器,将烟气中的粉尘、煤尘别离出来,使得烟气中的含尘大幅度削减。

  脱硫e799bee5baa6e997aee7ad94e59b9ee7ad9431333332633065烟气脱硫——除掉烟气中的硫及化合物的进程,主要指烟气中的SO、SO2。以到达环境要求。焚烧后脱硫,又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization,简称FGD),在FGD技能中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为根底的钙法,以MgO为根底的镁法,以Na2SO3为根底的钠法,以NH3为根底的氨法,以有机碱为根底的有机碱法。世界上遍及运用的商业化技能是钙法,所占份额在90%以上。按吸收剂及脱硫产品在脱硫进程中的干湿状况又可将脱硫技能分为湿法、干法和半干(半湿)法。湿法FGD技能是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状况下脱硫和处理脱硫产品,该法具有脱硫反响速度快、设备简略、脱硫功率高等长处,但遍及存在腐蚀严重、运转维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技能的脱硫吸收和产品处理均在干状况下进行,该法具有无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻,烟气在净化进程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等长处,但存在脱硫功率低,反响速度较慢、设备巨大等问题。半干法FGD技能是指脱硫剂在枯燥状况下脱硫、在湿状况下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在湿状况下脱硫、在干状况下处理脱硫产品(如喷雾枯燥法)的烟气脱硫技能。特别是在湿状况下脱硫、在干状况下处理脱硫产品的半干法,以其既有湿法脱硫反响速度快、脱硫功率高的长处,又有干法无污水废酸排出、脱硫后产品易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产品的用途,可分为扔掉法和收回法两种。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运用较广泛的一种脱硫技能,日本、德国、美国的火力发电厂选用的烟气脱硫设备约90%选用此工艺。它的作业原理是: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触摸混合,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响生成硫酸钙,硫酸钙到达必定饱和度后,结晶构成二水石膏。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积,脱硫后的烟气通过除雾器除掉雾滴,再通过换热器加热升温后,由烟囱排入大气。因为吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵重复循环与烟气触摸,吸收剂运用率很高,钙硫比较低,脱硫功率可大于95%。

  (2)旋转喷雾枯燥烟气脱硫工艺喷雾枯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设备,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合触摸,与烟气中的SO2发作化学反响生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此一起,吸收剂带入的水分敏捷被蒸腾而枯燥,烟气温度随之下降。脱硫反响产品及未被运用的吸收剂以枯燥的颗粒物方法随烟气带出吸收塔,进入除尘器被搜集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了进步脱硫吸收剂的运用率,一般将部分除尘器搜集物参加制浆体系进行循环运用。该工艺有两种不同的雾化方法可供选择,一种为旋转喷雾轮雾化,另一种为气液两相流。喷雾枯燥法脱硫工艺具有技能成熟、工艺流程较为简略、体系可靠性高等特点,脱硫率可到达85%以上。该工艺在美国及西欧一些国jia有必定运用范围(8%)。脱硫灰渣可用作制砖、筑路,但多为扔掉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能归于收回法,以其副产品为磷铵而命名。该工艺进程主要由吸附(活性炭脱硫制酸)、萃取(稀硫酸分化磷矿萃取磷酸)、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)、浓缩枯燥(固体肥料制备)等单元组成。它分为两个体系:烟气脱硫体系——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,然后进入四塔并排的活性炭脱硫塔组(其间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刷脱硫,净化后的烟气经别离雾沫后排放。肥料制备体系——在惯例单槽多浆萃取槽中,同一级脱硫制得的稀硫酸分化磷矿粉(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枯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根底上在锅炉尾部增设了增湿段,以进步脱硫功率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂,石灰石粉由力量喷入炉膛850~1150℃温度区,石灰石受热分化为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反响生成亚硫酸钙。因为反响在气固两相之间进行,受到传质进程的影响,反响速度较慢,吸收剂运用率较低。在尾部增湿活化反响器内,增湿水以雾状喷入,与未反响的氧化钙触摸生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反响。当钙硫比控制在2.0~2.5时,体系脱硫率可到达65~80%。因为增湿水的参加使烟气温度下降,一般控制出口烟气温度高于露点温度10~15℃,增湿水因为烟温加热被敏捷蒸腾,未反响的吸收剂、反响产品呈枯燥态随烟气排出,被除尘器搜集下来。该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国得到运用,选用这一脱硫技能的较大单机容量已达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、除尘器及控制体系等部分组成。该工艺一般选用干态的消石灰粉作为吸收剂,也可选用其它对二氧化硫有吸收反响才能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设备,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,构成流化床,在喷入均匀水雾下降烟温的条件下,吸收剂与烟气中的二氧化硫反响生成CaSO3和CaSO4。脱硫后带着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,被别离出来的颗粒经中心灰仓返回吸收塔,因为固体颗粒重复循环达百次之多,故吸收剂运用率较高。此工艺所发作的副产品呈干粉状,其化学成分与喷雾枯燥法脱硫工艺相似,主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反响完的吸收剂Ca(OH)2等组成,适合作废矿井回填、路途根底等。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℃。此工艺在国外现在运用在10~20万千瓦等级机组。因为其占地面积少,投资较省,特别适合于老机组烟气脱硫。

  (6)海水脱硫工艺海水脱硫工艺是运用海水的碱度到达脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内,大量海水喷淋洗刷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掉,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,使其间的SO32-被氧化成为稳定的SO42-,并使海水的PH值与COD调整到达排放规范后排放大海。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多套脱硫设备投入运转。近几年,海水脱硫工艺在电厂的运用取得了较快的发展。此种工艺较大问题是烟气脱硫后可能发作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灵敏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、电子束照耀和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气,通过除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔,在冷却塔内喷发冷却水,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℃,被喷发呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸腾,因此,不发作废水。通过冷却塔后的烟气流进反响器,在反响器进口处将必定的氨水、压缩空气和软水混合喷入,参加氨的量取决于SOx浓度和NOx浓度,通过电子束照耀后,SOx和NOx在自由基作用下生成中心生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反响,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积到反响器底部,通过输送机排出,其余被副产品除尘器所别离和捕集,通过造粒处理后被送到副产品仓库贮藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。

  (8)氨水洗刷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℃,进入预洗刷器经洗刷后除掉HCI和HF,洗刷后的烟气通过液滴别离器除掉水滴进入前置洗刷器中。在前置洗刷器中,氨水自塔顶喷淋洗刷烟气,烟气中的SO2被洗刷吸收除掉,经洗刷的烟气排出后经液滴别离器除掉带着的水滴,进入脱硫洗刷器。在该洗刷器中烟气进一步被洗刷,经洗刷塔顶的除雾器除掉雾滴,进入脱硫洗刷器。再经烟气换热器加热后经烟囱排放。洗刷工艺中发作的浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗刷塔,能够送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮肥出售,也能够把这种溶液进一步浓缩蒸腾枯燥加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。

  焚烧前脱硫焚烧前脱硫就是在煤焚烧前把煤中的硫分脱除掉,焚烧前脱硫技能主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化、水煤浆技能等。洗选煤是选用物理、化学或生物方法对锅炉运用的原煤进行清洗,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。微生物脱硫技能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,细菌发作的酶能促进硫氧化成硫酸盐,从而到达脱硫的意图;微生物脱硫技能现在常用的脱硫细菌有: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,在高温下与煤发作化学反响,生成H2、CO、CH4等可燃混合气体(称作煤气)的进程。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能。

  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%的添加剂的份额制造而成,水煤浆能够像燃料油相同运送、贮存和焚烧,焚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℃的炉膛内敏捷蒸腾,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。焚烧前脱硫技能中物理洗选煤技能已成熟,运用较广泛、较经济,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,距工业运用尚有较大间隔;煤的气化和液化还有待于进一步研究完善;微生物脱硫技能正在开发;水煤浆是一种新型低污染代油燃料,它既坚持了煤炭原有的物理特性,又具有石油相同的流动性和稳定性,被称为液态煤炭产品,市场潜力巨大,现在已具备商业化条件。煤的焚烧前的脱硫技能虽然还存在着种种问题,但其长处是能一起除掉灰分,减轻运送量,减轻锅炉的沾污和磨损,削减电厂灰渣处理量,还可收回部分硫资源。


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