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工业除尘中几种常见的烟气脱硫技术

更新时间:2023-06-24      点击次数:462

工业除尘中几种常见的烟气脱硫技术

摘  要:火力发电厂是我国最主要的烟气排放源,会产生大量的SO2 及NOx,给大气环境造成了很大的危害。介绍了目前几种常见的烟气脱硫技术,并对一些新兴脱硫技术进行了展望。

  人为排放到大气中的SO2 和NOx 主要来源于化石燃料燃烧产生的烟气。长期以来,在中国能源的生产与消费结构中,煤炭一直占主导地位,这种格局在比较长的一段时间内不会改变。煤炭燃烧产生大量的含SO2 及NOx 的烟气。我国目前燃煤SO2 排放量占SO2 排放总量的90%以上,而火力发电厂又是最主要的烟气排放源。随着火电厂装机容量的逐年增加及工业持续快速发展,SO2 污染未能得到有效控制,NOx的控制也刚刚起步,因此,加快脱硫脱硝技术和设备的研究、开发、推广和应用成为当前大气污染控制工作的一个重点。本文介绍了目前常见的几种烟气脱硫技术。

  1、几种常见的烟气脱硫技术

  目前,工业应用的烟气脱硫技术可分为干法(含半干法) 脱硫和湿法脱硫。干法脱硫是使用固体吸收剂、吸附剂或催化剂除去废气中的SO2 ,常用的方法有活性炭吸附法、分子筛吸附法、氧化法和金属氧化物吸收法等。干法脱硫的是治理中无废水、废酸的排出,减少了二次污染;缺点是脱硫效率低,设备庞大。湿法脱硫采用液体吸收剂洗涤烟气以除去SO2 ,常用的方法有石灰石/ 石膏法、钠碱吸收法、氨吸收法、铝法、催化氧化和催化还原法等。

  湿法脱硫所用设备比较简单,操作容易,脱硫效率高。但脱硫后烟气温度较低,不利于烟气的扩散。

  1.1石灰石/ 石膏湿法脱硫

  石灰石/ 石膏湿法烟气脱硫工艺是目前世界上应用广技术成熟的SO2 脱除技术,约占已安装FGD 机组容量的70%。该工艺具有脱硫效率高、运行可靠性高、吸收剂利用率高、能适应大容量机组和高浓度SO2 烟气条件、对煤种适应性强、吸收剂廉价、钙硫比低(一般小于1.05) 以及副产品具有综合利用的商业价值等特点,其主要缺点是基建投资费用高、占地面积大、耗水量大及脱硫副产品为湿态,因此难以处理,而且脱硫产生的废水需要经过处理才能排放。

  1. 2海烟气气脱硫

  海烟气气脱硫是目前惟一一种不需要添加任何化学药剂的工艺,也不产生固体废弃物,脱硫效率大于92%,运行稳定,系统可用率高达100%;用海水冷却水脱硫,经济性好,运行及维护费用较低;压力损失小,一般在0.98kPa~2.16kPa;结构简单,操作简便,易于实现自动化。

  海气脱硫工艺受地域限制,仅适用于有丰富海水资源的工程,特别适用于海水作循环冷却水的火电厂;用于脱硫的海水碱度、pH 和盐度等水质指标要求比较高;只适用于燃用中低硫煤的电厂,对燃用高硫煤的电厂其脱硫除尘器成本显著增加;需要采取专门的防腐设计,妥善解决吸收塔内部、吸收塔排水管沟及其后部烟道、烟囱、曝气池和曝气装置的防腐问题。

  1. 3喷雾干燥工艺

  喷雾干燥工艺(SDA) 是一种半干法烟气脱硫技术,其仅次于湿法。该法是将吸收剂浆液Ca (OH) 2 在反应塔内喷雾,雾滴在吸收烟气中SO2 的同时被热烟气蒸发,生成固体并由电除尘器捕集。SDA 法较适于中、低硫煤地区,当钙硫比为1.3~1.6 时,脱硫效率可达80%~90%。其主要缺点是利用消石灰乳作为吸收剂,系统易结垢和堵塞,而且需要专门设备进行吸收剂的制备,因而投资费用偏大;脱硫效率和吸收剂利用率也不如石灰石/ 石膏法高。该工艺在欧洲应用较多,国内有四川白马电厂的工业性中试和青岛黄岛电厂的脱硫示范工程。

  1. 4烟气循环流化床脱硫工艺

  烟气循环流化床脱硫工艺(CFB2FGD) 常采用消石灰作为吸收剂,其脱硫原理与喷雾干燥法类似。来自空气预热器的烟气通过循环流化床反应器的底部,向上与塔内的石灰反应,大量的反应产物与飞灰由烟气携带进入反应塔后部的预除尘器和ESP ,大部分固体物料返回流化床,最终的产物为干态的粉末状钙基混合物。与传统的石灰石/ 石膏法脱硫装置相比,CFB2FGD 具有系统简单,工程投资、维修和运行费用低,占地面积小等特点,适于现有电厂及工业锅炉的改造。经济分析表明:1) CFB2FGD 工艺的单位容量投资加运行费用仅为石灰石/ 石膏法的60% ,初投资为喷雾干燥法的80%。2) 吸收剂采用Ca (OH) 2 和循环粉煤灰,粉煤灰可以作为Ca (OH) 2 的载体,增大吸收剂与烟气的接触面积,提高吸收剂的利用率,减少石灰用量。同时,吸收剂在流化床内多次循环,气固间剧烈紊流混合可以使未反应的消石灰不断暴露出来,而且吸收剂与烟气的接触时间长,因此脱硫效率和吸收剂的利用率较高。3) 可以通过喷水将床温控制在最佳反应温度条件下,排烟温度可在烟气露点温度以上,不需常规脱硫工艺的烟温调整。


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