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        鹽城市大天力環境治理有限公司主營:雙分離選粉機,高效回轉式烘干機,電袋復合式除塵器,脈沖單機除塵器,陶瓷多管旋風除塵器

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        技術文章
        中小型鍋爐脫硫技術
        2011-03-02
        石灰-石膏濕法脫硫工藝并配套TLP濾泡脫硫裝置,獨創循環流態化濾泡吸收技術,脫硫效率以及運行的經濟性與可靠性均較傳統濕式脫硫裝置得以大幅度提高。

        中小型鍋爐脫硫技術

        前言:對于鍋爐煙氣脫硫大致可分為四種型式:一是燃煤前脫硫技術,二是燃煤中脫硫技術,三是煤轉化中脫硫技術,四是燃煤后脫硫技術。燃煤前脫硫技術主要是通過物理、化學、生物脫硫技術對入鍋爐前的煤進行脫硫;燃煤中脫硫技術是通過型煤固硫技術或循環流化床燃燒脫硫技術,在煤的燃燒過程中進行脫硫;煤轉化中脫硫技術主要有煤氣化技術、煤液化技術和水煤漿技術;燃煤后脫硫技術是對燃煤產生的煙氣進行脫硫處理,主要有:濕法煙氣脫硫技術、半干法煙氣脫硫技術、干法煙氣脫硫技術。近幾十年來全世界研究的脫硫工藝多達上百種,但真正在工業上應用的僅十來種(見表1-1)。

        表1-1常用煙氣脫硫工藝比較表

         

        序號

        工藝名稱

        工藝原理

        工藝特點

        應用情況

        1

        石灰石/石灰-石膏濕法

        利用石灰漿液洗滌煙氣,使石灰與煙氣中SO2反應生成亞硫酸鈣,脫去煙氣中的SO2,再將亞硫酸鈣氧化反應生成石膏。

        優點:脫硫率高≥95%、工藝成熟、適合所有煤種、操作穩定、操作彈性好、脫硫劑易得、運行成本低、副產物石膏可以綜合利用,不會形成二次污染;

        缺點:一次性投資較高。

        國內外應用*為廣泛,使用比例占到80%以上。

        2

        簡易石灰石/

        石灰-石膏濕法

        簡易濕法煙氣脫硫工藝的脫硫原理和普通濕法脫硫基本相同,只是吸收塔內部結構簡單(采用空塔或采用水平布置),省略或簡化換熱器。

        優點:投資和占地面積比較;

        缺點:脫硫率低,約70%。

        國外應用較少,國內有應用實例

        3

        海水脫硫法

        利用海水洗滌煙氣吸收煙氣中的SO2氣體。

        優點:脫硫率比較高≥90%、工藝流程簡單,投資省、占地面積小、運行成本低;

        缺點:受地域條件限制,只能用于沿海地區。只適用于中、低硫煤種、有二次污染。

        國內外均有部分成功應用實例(深圳西部電廠)

        4

        旋轉噴霧

        干燥法

        將生石灰制成石灰漿,將石灰漿噴入煙氣中,使氫氧化鈣與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣。

        優點:工藝流程比石灰石-石膏法簡單,投資也較小。

        缺點:脫硫率較低(約70-80%)、操作彈性較小、鈣硫比高,運行成本高、副產物無法利用且易發生二次污染(亞硫酸鈣分解)。

        國內外均有少數成功應用實例(黃島電廠)

        5

        爐內干法

        噴鈣

        直接向鍋爐爐膛內噴入石灰石粉,石灰石粉在高溫下分解為氧化鈣,氧化鈣與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣。

        優點:工藝流程比石灰石-石膏法簡單,投資也較小。

        缺點:脫硫率較低(約30-40%)、操作彈性較小、鈣硫比高,運行成本高、副產物無法利用且易發生二次污染(亞硫酸鈣分解)。

        國內外均有少數成功應用實例(撫順電廠)

        6

        爐內噴鈣-尾部增濕法

        直接向鍋爐爐膛內噴入石灰石粉,石灰石粉在高溫下分解為氧化鈣,氧化鈣與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣。為了提高脫硫率,在尾部噴入水霧,增加氧化鈣與煙氣中的SO2反應活性。

        優點:工藝流程比石灰石-石膏法簡單,投資也較小。

        缺點:脫硫率較低(約70%)、操作彈性較小、鈣硫比高,運行成本高、副產物無法利用且易發生二次污染(亞硫酸鈣分解)。

        國內外均有少數成功應用實例(撫順電廠)

        7

        煙氣循環

        流化床

        在流化床中將石灰粉按一定的比例加入煙氣中,使石灰粉在煙氣當中處于流化狀態反復反應生成亞硫酸鈣。

        優點:鈣利用率高、無運動部件、投資省。

        缺點:脫硫率較低(≤80%)、對石灰純度要求較高、國內石灰不易保證質量、煙氣壓頭損失大、由于加料不均勻會影響鍋爐運行。

        國內外均有少數成功應用實例

        8

        活性炭法

        使煙氣通過加有催化劑的活性炭,煙氣中的SO2經催化反應成SO3并吸附在活性炭中,用水將活性炭中的SO3洗滌成為稀硫酸同時使活性炭再生。

        優點:脫硫率較高(≥90%)、工藝流程簡單、無運動設備、投資較省、運行費用低。

        缺點:副產物為稀硫酸,不適宜運輸,只能就地利用消化;钚蕴慷ㄆ谛枰鼡Q。

        國內外均有少數成功應用實例(四川豆壩電廠)

        9

        電子束法

        將煙氣冷卻到60℃左右,利用電子束輻照;產生自由基,生成硫酸和硝酸,再與加入的氨氣反應生成硫酸銨和硝酸銨。收集硫酸銨和硝酸銨粉造粒制成復合肥。

        優點:脫硫率較高(≥90%)、同時脫硫并脫硝,副產物是一種優良的復合肥,無廢物產生。

        缺點:投資高,因設備元件不過關,大型機組應用較困難。

        國內外均有少數成功應用實例(四川成都熱電廠、北京熱電廠)

        10

        脈沖電暈法

        將煙氣冷卻到60℃左右,利用高壓電場輻照;產生自由基,生成硫酸和硝酸,再與加入的氨氣反應生成硫酸銨和硝酸銨。收集硫酸銨和硝酸銨粉造粒制成復合肥。

        優點:脫硫率較高(≥90%)、同時脫硫并脫硝,副產物是一種優良的復合肥,無廢物產生。

        缺點:投資高,因設備元件不過關,大型機組應用較困難。

        尚處于試驗當中。

         

        本章主要介紹幾種用于中小型鍋爐成熟的燃煤后脫硫技術。

        *節  雙堿法煙氣脫硫技術

        雙堿法煙氣脫硫工藝是濕法煙氣脫硫技術的一種,是為了克服石灰石—石灰法容易結垢的缺點而發展起來的。它先用堿金屬鹽類如NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等的水溶液吸收SO2,然后在另一石灰反應器中用石灰或石灰石將吸收SO2后的溶液再生,再生后的吸收液再循環使用,*終產物以亞硫酸鈣和石膏形式析出。

        一、化學原理

        1、在吸收塔內吸收SO2

        用NaOH吸收         2NaOH + SO2 —— Na2SO3 + H2O

        用Na2SO3吸收        Na2SO3 + SO2 + H2O —— 2NaHSO3

        用Na2CO3吸收        Na2CO3 + SO2 —— Na2SO3 + CO2

        2、將吸收了SO2的吸收液送至石灰反應器,進行吸收液的再生和固體副產品的板出,如以納鹽作為脫硫劑,用石灰或石灰石對吸收劑進行再生,則在反應器中會進行下面的反應:

        用石灰再生     Ca(OH)2 + Na2SO3 —— NaOH + CaSO3

                       Ca(OH)2 + 2NaHSO3 —— Na2SO3 + CaSO3.1/2H2O + 1/2H2O

        用石灰石再生   CaCO3 + 2NaHSO3 —— Na2SO3 + CaSO3.1/2H2O + 1/2H2O + CO2

        再生后的NaOH和Na2SO3等脫硫劑可以循環使用。由于存在著一定的氧氣,因此同時會發生下面的副反應:

                       Na2SO3 + 1/2O2 —— Na2SO4

        脫除硫酸鹽     Ca(OH)2 + 2NaHSO4 + 2H2O —— NaOH + CaSO4.2H2O

        2CaSO3.1/2H2O + Na2SO4 + H2SO4 + 3H2O —— 2NaHSO3 + 2 CaSO4.2H2O

        軟化             Ca2+ + Na2CO3 —— 2Na+ + CaCO3

        Ca2+ + H2O + CO2 —— 2H+ + CaCO3

        Ca2+ + Na2SO3 + 1/2H2O —— 2Na+ + CaCO3.1/2H2O

        二、工藝流程

        雙堿法的工藝流程如圖所示。煙氣與含有亞硫酸納、硫酸鈉、亞硫酸氫納的溶液接觸,在某些情況下,溶液中還含有氫氧化鈉或碳酸納。亞硫酸納被吸收的SO2轉化成亞硫酸鹽。抽出一部分再循環液與石灰反應,形成不溶性的亞硫酸鈣和可溶性的亞硫酸納及氫氧化鈉。

        *初的雙堿法一般只有一個循環水池,NaOH、石灰和脫硫過程中捕集的飛灰同在一個循環池內混合。在清除循環池內的灰渣時,煙灰、反應生成物亞硫酸鈣、硫酸鈣及石灰渣和未完全反應的石灰同時被清除,清除的混合物不易綜合利用而成為廢渣。

        為克服傳統雙堿法的缺點,對其進行了改進。主要過程是,清水池一次性加入氫氧化鈉溶劑制成脫硫液,用泵打入吸收塔進行脫硫。三種生成物均溶于水,在脫硫過程中,煙氣夾雜的飛灰同時被循環液濕潤而捕集,從吸收塔排出的循環漿流入沉淀池;以洺恋矶ㄆ谇宄,可回收利用,如制磚等到。上清液溢流進入反應池與投加的石灰進行反應,置換出的氫氧化鈉溶解在循環水中,同時生成難溶解的亞硫酸鈣、硫酸鈣和碳酸鈣等,可通過沉淀清除。

        三、雙堿法工藝特點

        與石灰石或石灰濕法相比,鈉堿雙堿法原則上具有如下優點:

        1、用NaOH脫硫,循環水基本上是NaOH的水溶液,在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象,便于設備運行與保養;

        2、吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發生在吸收塔外,減少了塔內結垢的可能性,因此可以用高效的板式塔或填料塔代替目前廣泛使用的噴淋塔,從而減小了吸收塔的尺寸及操作液化比,降低脫硫成本;

        3、脫硫效率高,一般在90%以上。缺點是Na2SO3氧化副反應產物Na2SO4較難再生,需不斷向系統補充NaOH或Na2CO3而增加堿的消耗量。

        第二節荷電干式吸收劑噴射煙氣脫硫技術

        荷電干式吸收劑噴射煙氣脫硫技術屬于干法煙氣脫硫技術的一種,該技術是美國阿蘭柯環境資源(Alanco Environmental Resources Co.)20世紀90年代開發的,具有投資少,占地面積小,工藝簡單的優點,但對干吸收劑粉末中Ca(OH)2的含量、粒度及含水率等要求較高,在Ca/S為1.5左右時,脫硫率達60-70%。荷電干式吸收劑噴射系統(CDSI)適用于中小型鍋爐的脫硫,與布袋除塵器配合可以提高脫硫效率10-15%。

        一、CDSI系統工作原理

        爐內噴鈣脫硫由于與爐膛煙氣混合不夠好、分布不均勻、在有效的溫度區停留時間短,使其脫硫效率較低,一般在40%以下。荷電干式吸收劑噴射煙氣脫硫技術是使鈣基吸收劑高速流過噴射單元產生的高壓靜電電暈充電區,使吸收劑得到強大的靜電荷(通常是負電荷)。當吸收劑通過噴射單元的噴管被噴射到煙氣中,吸收劑由于都帶同種電荷,因而相互排斥,很快在煙氣中擴散,形成均勻的懸浮狀態,使每個吸收劑粒子的表面充分暴露在煙氣中,與SO2的反應機會大大增加,從而提高了脫硫效率;而且荷電吸收劑粒子的活性大大提高,降低了同SO2完全反應所需的停留時間,一般在2S左右即可完成化學反應,從而有效地提高了SO2的脫除率。除了提高吸收劑化學反應成效外,荷電干式吸收劑噴射系統對小顆粒(亞微米級PM10)粉塵的去除率也很有幫助,帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附在自己的表面,形成較大顆粒,提高了煙氣中塵粒的平均粒徑,這樣就提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除率。

        很多堿性粉末物質可作為吸收劑,但從經濟技術上分析,只有以鈣基吸收劑*具有適用價值。用于粉末煙道噴射脫硫的吸收劑通常為Ca(OH)2,氫氧化鈣是高效強堿性脫硫試劑。一般燃煤鍋爐排煙溫度低于425℃。Ca(OH)2在煙氣中主要是與SO2生成亞硫酸鈣,部分Ca(OH)2與煙氣中的SO3生成硫酸鈣。鈣的亞硫酸鹽是相對穩定的。氫氧化鈣脫硫的亞硫酸鹽化反應和硫酸鹽化反應原理為:

        Ca(OH)2 + SO2 —— CaSO3 + H2O

        Ca(OH)2 + SO3 —— CaSO34+ H2O

        化學反應須具備四個條件:反應物質、反應接觸時間、足夠的能量和其他條件。當溫度低于425℃,SO2與Ca(OH)2反應生成亞硫酸鈣是慢速化學反應。反應時間需大于2S,并且固硫劑需要充分地擴散。粉末吸收劑的粒度及比表面積是影響其粉末活性的重要因素。

        粉末荷電噴射有以下作用:

        1、擴散作用。荷電粉末可以在任何溫度下迅速擴散。由于粉末帶有同種電荷,因而相互排斥迅速地在煙道中擴散,形成均勻分布的氣溶膠懸浮狀態。每個粉末的表面充分地暴露于煙氣中,使其與SO2的反應機會增加,從而使脫硫效率大幅度提高。

        2、活化作用。由于固硫劑粉末的荷電,提高了固硫劑的吸收活性,減小了與SO2反應所需要的氣固接觸時間,一般2S內即可完成反應,從而大幅度地提高脫硫效率和鈣利用率。

        3、除塵作用。帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附在自己的表面,形成較大顆粒,提高了煙氣中塵粒的平均粒徑,這樣就提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除率。

        二、CDSI系統基本工藝流程

        CDSI系統基本工藝流程如圖8-3(P43所示論文)所示。鍋爐煙氣與荷電粉末混合,經過1-2S時間,基本完成脫硫過程,通過布袋除塵器除塵和再脫硫。鍋爐飛灰和殘留的Ca(OH)2仍然具有一定的脫硫效果,因此干灰再循環是有意義的,可減少Ca(OH)2的運行消耗量。在除塵器灰斗卸灰時,通過三通閥門切換即可實現,不卸灰時,干灰盡可能循環利用。

        外來Ca(OH)2粉末拆包后倒入提升機料斗,提升到粉末儲存倉,通過給料機和受料器輸入到荷電器,固硫劑粉末荷電后注入煙道。對流程中脫硫及除塵系統進行自動檢測和控制是必要的。在空氣預熱器設有溫度、SO2連續檢測,以便在溫度過高或過低報警時采取保護措施。SO2的檢測主要用于控制Ca(OH)2的用量。在袋式除塵器進出口分別設有溫度、壓力、流量、SO2濃度的檢測,用于掌握爐況、除塵、清灰和Ca(OH)2用量控制。脫硫管道和除塵器均需保溫,保溫后能夠防止煙氣結露。

        三、CDSI系統主要設備

        CDSI系統由粉末高壓電暈荷電噴射系統、煙氣脫硫管道系統、布袋除塵系統和測控系統組成。粉末高壓電暈荷電噴射系統包括給料單元、噴射單元及測控系統;煙氣脫硫管道系統及除塵系統包括燃煤鍋爐、煙道、布袋除塵器及引風機等。

        1、給料單元

        CDSI系統的給料單元由料倉、閘板閥、星型給料機、計算料斗、倉頂布袋除塵器及給料機組成。料倉是用來貯存吸收劑,其容積一般為2天連續運行所需的吸收劑量。倉頂布袋除塵器是防止將吸收劑送入料倉時排出的帶有粉塵的空氣而污染環境。閘板閥和星型給料機是將粉倉和計量料斗連接并按需要將料倉的吸收劑自動送入計量斗。給料機為無級變速容積式給料機,根據煙氣中總量SO2的多少來調節吸收劑的給料量。工作過程中利用高壓風機的氣流引射,將計量斗定量給出的粉末發散形成氣溶膠。料倉的吸收劑粉末經過閘板閥和星型給料機進入螺旋給料機,螺旋給料機根據煙道中測試SO2的濃度由變頻器控制轉速,適時調節給料量,高壓風機出口的引射器在高速引射氣流作用下在給料器粉末進口處產生負壓,將給料機輸出的粉末引入噴射氣流中呈氣溶膠狀態送入荷電器荷電。粉末發生速度和鼓風量可調,引射氣流量由閘閥調節。

        2、粉末荷電單元

        高壓電源采用GG100kv,30mA高壓硅整流變壓器將自動控制器輸出的可控交流電壓送高壓變壓器直接升壓,再經硅堆全波整流,輸出直流負高壓,同時增加一個限流電阻,以防止閃絡時電流過大損壞電極系統。粉末荷電單元由荷電噴槍、高壓電源、氣—固混合器、一次風機、二次風機組成。一次風機使給料器粉末進口處于負壓狀態,這樣從給料器下來的粉末隨空氣按一定的氣固比進入噴槍的充電區充電,帶電的吸收劑進入煙道中與SO2發生反應。二次風機的作用是自動清掃充電區,以防止充電部分被吸收劑粘附。

        3、SO2自動檢測裝置及計算機控制系統

        SO2自動檢測裝置主要是測量CDSI系統前后SO2的濃度及煙氣量并將數據自動輸入計算機控制系統。由計算機控制系統根據設定的Ca/S及其它參數自動調節吸收劑的噴射量。

        CDSI系統吸收劑的噴射量是根據煙氣中SO2的含量多少來決定的?刂莆談﹪娙肓康姆椒ㄓ袃煞N:一是*準確的控制方法,它是通過高精度的SO2測定儀,連續檢測煙氣中SO2的含量及煙氣量,并將檢測的數據輸入計算機,計算機將根據設定的程序自動調節吸收劑的噴入量。這種方法的優點是噴入量準確,吸收劑利用率高,但缺點是SO2測定儀價格昂貴,且日常維護復雜。二是簡單實用的控制方法。對于電站鍋爐而言,負荷一般在一定范圍內變化,而同一批煤中的含硫量及熱值變化不大,因此,可根據鍋爐負荷來調整吸收劑的噴入量,這是一種比較簡單經濟實用的控制方法。

        四、CDSI系統的技術條件與參數

        1、對吸收劑的要求

        粉狀Ca(OH)2,粒度30-50um;含水量在2%以下,具有良好的流動性;比表面積≥20m2/g,干燥吸叫劑。

        2、技術條件

        為達到良好的脫硫效果,要求吸收劑噴射點的煙氣粉塵濃度不高于10g/m3,否則需要在CDSI系統前增加預除塵,將粉塵濃度降到10g/m3以下。

        3、CDSI系統技術經濟參數

        1)CDSI系統采用布袋除塵器綜合脫硫率一般為80-90%。

        2)系統電耗和占地面積。以發電機組為例,約占機組額定發電量的0.2%左右,占地面積很小,一般情況下現有場上可布置。

        3)投資比例。CDSI的工程總造價約占電站總投資的4%左右。以電站項目為例,一般低于鍋爐本體的設備價格。

         

        第三節  石灰-石膏濾泡濕法脫硫技術

        石灰-石膏濕法脫硫工藝并配套TLP濾泡脫硫裝置,獨創循環流態化濾泡吸收技術,脫硫效率以及運行的經濟性與可靠性均較傳統濕式脫硫裝置得以大幅度提高。該項脫硫技術工藝具有下列突出特點。

        1、脫硫效率高,脫硫率≥95%。

        2、工藝成熟,適合所有煤種。

        3、操作穩定,操作彈性好。

        4、脫硫劑、起泡劑易得,脫硫費用低。

        5、系統不結垢,能連續穩定脫硫。

        6、水可以循環使用,不會形成二次污染。

        7、造價和使用費用低。

        一、濕法脫硫工藝評價

        1、影響脫硫效率的因素分析

        本公司長期致力于濕法煙氣脫硫的研究,從理論和實踐兩個方面總結出影響濕法煙氣脫硫效率的因素有以下幾條:

        1)界面濃度

        脫硫液界面濃度應愈低愈好。因此連續供給的脫硫液成為必須,可以通過流動的水膜、噴射的霧滴、移動的濾泡來實現。

        2)液氣比

        要實現脫硫液對煙氣中二氧化硫的*大吸收,必須有充足的吸收液。理論上認為當液氣比達到15時脫硫率可接近100%,但是同時帶來脫硫設備經濟性問題,以及脫硫產物的處理。事實上,我們希望*小的液氣比達到*大的吸收效果。這就要求脫硫液在脫硫塔內要實現*大比表面積,而實現*大比表面積的方法有三種即:

        (1)水膜。由于水膜的厚度可小至幾個微米級,單位體積的脫硫液的表面積由于厚度的降低而放大。

        (2)水霧。使單位體積的脫硫液霧化成更加微小的顆粒。

        (3)水泡。由于水泡的膜厚僅為幾微米以下,且濾泡中包有煙氣,泡膜內、外層都能充分與煙氣接觸,因而是實現脫硫液*大比表面積的*佳途徑。

        3)吸收劑

        由于氣體溶質與溶劑發生化學反應,因而吸收劑對吸收過程有很大的影響,不同的吸收劑與SO2反應的速度也不一樣。好的吸收劑使SO2進入吸收液后很快因化學反應而消耗掉。使吸收液的平衡分壓降低,甚至可以為零,從而使吸收推動力大大增加,吸收速率大為提高。選擇好的吸收劑對脫硫效率的影響是顯著的,常用的吸收劑有CaO、Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、NH3H2O等。

        4)吸收劑用量

        吸收劑的種類和進塔濃度由設計者選定,而吸收劑用量和出塔溶液中吸收質濃度需通過計算確定。充足的吸收劑用量,是保證吸收反應充分進行的前提。由于常用鈣基脫硫劑,我們常用鈣硫比來表述吸收劑用量。

        5)煙氣與吸收劑吸收反應時間

        毫無疑問,由于吸收速率及化學反應速度的關系,必須使含硫煙氣與吸收劑有充足的吸收反應時間,才能確保吸收反應的進行,因此煙氣在吸收塔內的停留反應的時間,必須依上述幾個因素確定,一般為2-5m/s。在設計時,根據煙氣流量,吸收反應的時間就決定了吸收塔的高度和煙氣的速度。而煙氣流速則因不同的吸收塔結構要求又有所不同,設計時應充分考慮。

        6)吸收塔結構

        同樣的吸收劑在不同結構的吸收塔中吸收效果有所不同,因此,應充分考慮吸收塔結構對脫硫效率的影響。有填料層的吸收塔結構通常會優先考慮,但是,有填料層吸塔式旋流板結構的脫硫裝置在脫硫過程中由于有固態物產生,常常堵塞填料層,造成裝置運行阻力的增加,并嚴重影響脫硫效果。而濾泡塔則突破了傳統結構設計,使脫硫塔結構十分簡單,不存在固態物堵塞的可能,因此,與有填料層的吸收塔相比具有明顯的結構上的優勢。

        2、常用脫硫吸收劑的比較

        濕法脫硫是一種化學吸收反應,吸收劑對吸收過程有很大的影響,不同的吸收劑與SO2反應的速度也不一樣,常用的吸收劑有:氫氧化鈉或碳酸鈉、氧化鎂、鈉-鈣雙堿、氨、海水、石灰乳、石灰石漿液等。

        1)氫氧化鈉(NaOH)或碳酸鈉(Na2CO3)作為吸收劑脫硫,存在如下諸多問題:

        (1)如果將脫硫后的產物亞硫酸鈉回收利用,存在流程過長、回收費用過高、副產品無銷路等問題;

        (2)脫硫劑消耗量大,脫硫成本很高;

        (3)增加水處理費用。每年將產生大量亞硫酸鈉(Na2SO3),如直接排放,大量具有還原性能的SO32-將使環境水體的COD 大大升高,勢必造成對環境水體的嚴重污染,這是絕對不允許的;若作污水處理后排放,則處理費用可能不低于煙氣脫硫費用,企業難以承受。

        2)氧化鎂作為吸收劑脫硫

        由于氧化鎂來源有限,且氧化鎂脫硫后,如果不將脫硫劑循環使用而將脫硫產物直接排放,必將對環境水體造成嚴重污染;如果象國外氧化鎂脫硫那樣循環利用脫硫劑,則流程很長,設備繁多,投資*,占地面積大。

        3)海水作為吸收劑脫硫

        海水通常呈堿性,具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力,當SO2被海水吸收后,再經處理氧化為無害的硫酸鹽而溶于海水。硫酸鹽是海水的天然成分,經脫硫而流回海洋的海水,其酸性成分只會稍有提高,流入海洋后這種差異就會消滅,但海水脫硫必須以工廠座落于海邊為前提。

        4)氨作為吸收劑脫硫

        氨是一種良好的堿性吸收劑,其吸收反應是氣——氣反應,吸收反應速度快,反應完全,但氨的價格相對于低廉的石灰來說是太高了。過高的運行成本使氨法脫硫的推廣應用受到*影響,在脫硫應用中極少。但有廢氨水排放的企業可選用該法。

        5)鈉-鈣雙堿法脫硫

        用NaOH作吸收劑脫硫,吸收劑再生和脫硫渣的沉淀須在吸收塔外進行,致使設備占地面積大,脫硫過程中需不斷補充NaOH或Na2CO3,操作較繁瑣,且Na2SO4 的存在也使脫硫產物——石膏難以回收利用。

        6)石灰乳作為吸收劑脫硫

        脫硫產物是硫酸鈣(石膏),可容易地從脫硫系統中分離出來,不會對環境水體造成污染,不存在脫硫廢水的處理問題;這種脫硫劑是價格低廉的石灰,脫硫成本低,企業能承受,且這種方法技術成熟,可靠性高。

        2、常見吸收塔結構比較

        針對石灰-石膏濕法脫硫工藝,選擇不同結構的吸收塔對脫硫效果、操作的方便性及使用壽命均有十分重要的影響。在煙氣濕法脫硫技術發展進程中,先后出現過水膜吸收塔、噴淋吸收塔、鼓泡吸收塔、濾泡吸收塔等,這些不同的吸收塔各具特點。

        1)水膜吸收塔:因吸收液比表面太小,含硫氣體不能充分與吸收劑接觸,脫硫效率低,使用脫硫劑量大。

        2)噴淋吸收塔:利用文丘里管高壓引射霧化原理,使脫硫液霧化成微小顆粒,從而增大脫硫液比表面積。增加脫硫液與煙塵的接觸能力。然而,當脫硫液被霧化成微小顆粒后,本身極易被引風引出,而成為事實上的排放,控制霧化微粒在80μm以上時,能大大減少被引出的機會,但脫硫效率差。

        3)鼓泡吸收塔:它解決了水膜與噴淋的弱點,氣液接觸面大,傳質效率高,但由于鼓泡管浸入吸收劑漿液池的深度較深,塔內阻力增大,且鼓泡的持久性較差,影響吸收效果。

        4)濾泡吸收塔:它利用仿生學原理,由濾泡發生器在漿液表層及上方產生大量濾泡,這些濾泡具有很大的比表面積,且因漿液中表面活性劑的作用,濾泡的泡狀持久性較好,提高了吸收效率,降低了塔體阻力。

        水膜吸收塔已屬于淘汰產品,市場上不再應用,在此不作討論。下面對現行代表性吸收塔產品作一個簡要的比較:

         

        技術

        指標

        中電投遠達

        武漢凱迪

        日本千代田

        本技術

        工藝

        濕式石灰石­—石膏法

        技術特征

        濕式噴淋

        吸收技術

        濕式噴淋

        吸收技術

        濕法鼓泡

        吸收技術

        循環流態化

        濾泡吸收技術

        塔體

        結構

        結構

        特征

        噴淋塔

        噴淋塔

        鼓泡塔

        濾泡塔

        優缺點

        結構復雜

        易結垢

        結構復雜

        價格昂貴

        結構簡單

        系統阻力偏大

        結構簡單

        系統阻力低

        吸收液工作形態

        形態

        特征

        液滴狀

        液滴狀

        鼓泡狀

        濾泡狀

        優缺點

        比表面積較小

        比表面積較小

        比表面積較大

        比表面積大

        吸收液組份

        組份

        特征

        脫硫劑

        脫硫劑

        脫硫劑

        脫硫劑、起泡劑

        優缺點

        無泡

        無泡

        泡狀持久性差

        影響吸收效果

        泡狀持久性好

        吸收效果好

        液氣比

        較大

        較低

        Ca/S

        <1.05

        <1.05

        <1.05

        <1.03

        系統阻力

        一般

        一般

        較高

        較低

        脫硫率

        >95%

        >95%

        >95%

        >98%

        性價比

        一般

        一般

        技術來源

        自主技術

        引進技術

        自主技術

        自主技術

         

         

         

         

         

         

         

         

         

         

                                       

        二、工作原理及特點

        TLP濾泡技術運用仿生學原理,模擬動物肺泡,獨創濾泡發生器。本項目濾泡發生器的設計通過直角對沖旁通孔的精確布置,實現了氣液兩相的充分接觸與二次沖擊擾動,形成大量細密濾泡。這些濾泡平均泡徑小、比表面積大。濾泡發生器的煙氣旁通孔浸入吸收液池的深度較淺,吸收塔阻力較低;濾泡發生器結構簡單、不易結垢、不易堵塞、故障率低。因而濾泡發生器產生的濾泡所具有的優點,減少吸收塔的體積和投資,提高了系統運行的經濟性和安全性。圖為系統流程。

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