脱硫塔

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脱硫塔



(1)石灰石一石膏湿法烟气脱硫

        石灰石―石膏湿法烟气脱硫技术是目前世界上火力发电厂采用的成熟工艺,其工艺流程简单、运行可靠、维护方便。具有脱硫效率高,可靠性强,脱硫副产品可综合利用,不会造成二次污染等优点。该技术是解决大容量发电机组烟气脱硫的最佳选择,适用于燃煤发电厂、燃煤供热锅炉、冶金烧结机等企业的烟气脱硫工程,是净化锅炉尾气的首要选择。

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◇技术原理

脱硫塔内用配制好的石灰石或石灰浆液洗涤SO2的烟气,反应方程式如下:

吸收:SO2+H2O-H2S03    S03+H20-H2SO4

中和:CaCO3+H2SO3-CaSO3+H2O+CO2   CaCO3+H2SO4-CaSO4+H2O+CO2

CaCO3+HCl-CaCl2+H2O+CO2     CaCO3+HF-CaF2+H2O+CO2

氧化:CaSO3+O2-CaSO4

结晶:CaSO4+H2O-CaSO4.2H2O

◇技术特点

1、脱硫效率高,可达95%以上;

2、吸收剂化学剂量比低,约为1.03;

3、液/气比(L/G)低,可降低脱硫系统的能耗;

4、可得到纯度很高的脱硫副产品-石膏,为脱硫副产品的综合利用创造了有利条件;

5、采用空塔型式使吸收塔内径大幅度的减小,同时大大减少了内部构件,降低了结垢的可能性;

6、采用价廉易得的石灰石/石灰作为吸收剂,能够有效地控制运行成本;

7、系统具有较高的可靠性,系统可用率可达98%以上;

8、对锅炉燃煤煤质变化适应性好,当燃煤含硫量增加时,仍可保持较高的脱硫效率;

9、对锅炉负荷变化有良好的适应性,在不同的烟气负荷及SO2浓度下,脱硫系统仍可保持较高的系统的稳定性。

◇流程图

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(2)氨法烟气脱硫

        氨法烟气脱硫技术是采用氨水做吸收剂除去烟气中SO2等污染物的烟气净化技术。氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,吸收剂碱性越强,越利于吸收;从吸收物理机理上分析,氨吸收SO2是气-液或气-气反应,反应速率快,反应完全。正是由于氨法脱硫工艺自身的些特点,对于我国的一些地区具有一定的吸引力。

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◇工艺原理

氨法是将氨水通入吸收塔中,使其与含有二氧化硫的烟气接触,发生反应,达到去除二氧化硫的目的。反应方程式如下:

NH3+H20+S02-NH4HS03

NH3+H20+S02-(NH4)2SO3

(NH4)2S03+H20+S02-NH4HS03

在氨含量少时,发生第一个反应,在氨含量多时,发生第二个反应,第三个反应表示氨法吸收中的真正反应。

当反应生成的NH4HS03越来越多时,需要补充氨水:

NH4HSO3+NH3-(NH4)2SO3

氧化反应:

(NH4)2S03+02-(NH4)2S04

◇技术特点

1、氨法脱硫系统对煤中硫含量适应性广

2、脱硫效率高,可达98%以上

3、系统筒单、能耗低

4、运行成本低,副产物可回收利用

5、脱硫剂不含碳,不增加二氧化碳排放

◇流程图

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(3)双碱法烟气脱硫

        双碱法烟气脱硫工艺是为了克服石灰石(石灰)―石膏法容易结垢的缺点而发展起来的。它先用碱金属盐的水溶液吸收二氧化硫,然后在另一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收二氧化硫后的溶液再生,再生后的吸收液再循环使用,最终产物以亚硫酸钙的形式析出。

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◇工艺原理

I、脱硫过程

Na2C03+S02→Na2S03+CO2

NaOH+S02→Na2S03+H2O

Na2S03+S02+H20→NaHS03

Ⅱ、再生过程

NaHS03+Ca(OH)2→Na2S03 +CaSO3↓+H20

Na2S03+Ca(OH)2→NaOH+CaS03↓

◇技术特点

1、减少了设备的堵塞,便于设备运行和保养

2、副产的石膏纯度较高,应用范围更广泛一些

3、由于工艺复杂,运行控制不当,会出现塔内结垢现象

4、由于副产物硫酸钠的产生,需不断补充钠碱而增加碱的消耗

◇流程图

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(4)氧化镁法烟气脱硫

氧化镁具有脱硫率高、可回收硫、可避免产生固体废物等特点,在有镁矿资源的地区,是一种有竞争性的脱硫技术。氧化镁法可分为抛弃法、再生法和氧化回收法。

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◇ 工艺原理

主反应 MgO+H20-Mg(OH)2

Mg(OH)2+SO2+H20-MgSO36H20

MgSO3+S02+H20-Mg(HS03)2

Mg(HS03)2+Mg(OH)2+H2O-MgS036H20

氧化   MgS03+O2+H2O-MgS047HZO

Mg(HS03)2+02+H20-MgS047H20+02

◇技术特点

1、脱硫率高,吸收剂利用率高,机组适应性强。

2、液气比小,吸收塔高度低。

3、吸收剂制备系统简单,体积小。

4、系统不易结垢,不堵塞,运行可靠性高。

5、脱硫副产物亚硫酸镁、硫酸镁可容易综合利用,具有较高商业价值。

◇流程图

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(5)SCR选择性催化还原法脱硝

SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术,近几年来发展较快,在西欧和日本得到了广泛的应用,目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。

◇ 工艺原理

选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下,NH3优先和NOx发生还原脱除反应,生成氮气和水,而不和烟气中的氧进行氧化反应,其主要反应式为:

NO+NH3+02-N2+H20

N02+NH3+02-N2+H20

在没有催化剂的情况下,上述化学反应只是在很窄的温度范围内进行,采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行,相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度,上述反应为放热反应,由于NOx在烟气中的浓度较低,故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。

◇ SCR脱硝催化剂

催化荆作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中,除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化荆的参数设计同样至关重要。

一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。

催化剂的形式有:波纹板式,蜂窝式,板式

◇流程图

(6)SNCR选择性非催化还原法脱硝

选择性非催化还原(Selective Non-catalytic Reduction,SNCR)脱硝技术,指在没有催化剂存在的条件下,利用还原剂(氨、尿素等)将烟气中的NOx还原成N2和H2O。

80年代中期SNCR技术在国外研发成功,开始大量应用于中小型机组,至90年代初期成功地应用于大型燃煤机组。

此技术是选择仅减少氮氧化物而不涉及其它类氧化物(如CO2等),目前最新的SNCR技术与NOx有效反应温度范围已可达850℃-1250℃之间。

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◇ 工艺原理

在850~1100℃范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应为:

NH3为还原剂

NH3+NO+O2→N2+H2O

尿素为还原剂

NO+CO(NH2)2+02→N2+CO2+H2O

◇流程图

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