烟气湿法脱硫介绍对比

发布时间:2019-09-26浏览次数:14

一.脱硫方法分类
脱硫是减少化石燃料(主要指煤)生成的SO2排放到大气中的所有技术手段的通称,常见脱硫方法按照燃烧过程可以分为三类:
⑴燃烧前清洁技术:煤炭洗选、煤气化、液化和水煤浆技术;
⑵燃烧中清洁技术:循环流化床燃烧、煤气联合循环发电、型煤;
⑶燃烧后清洁技术:烟气脱硫技术。
在上述方法中,烟气脱硫技术是目前世界上***大规模商业化应用的脱硫方式 ,世界各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术已达200种之上。烟气脱硫技术按照反应物的状态可以分为:⑴湿法烟气脱硫;⑵干法烟气脱硫。
湿法烟气脱硫技术主要有石灰石/石灰洗涤法,双碱法、韦尔曼洛德法、氧化镁法和氨法。据国际能源机构煤炭研究组织调查表明,湿式脱硫占世界安装烟气脱硫的机组总容量的85%,美、德、日等发达国家更达到90%以上。湿发烟气脱硫技术特点主要有:①脱硫效率高,适用于各种煤种;②脱硫剂利用率高;③占用场地大,一次性投资大;④反应物显液态,需进行水处理;⑤设备易腐蚀,结垢及堵塞。可以看出,在资金和场地许可的情况下,采用湿法烟气脱硫是较稳妥的方法。
干式烟气脱硫技术主要有喷雾干燥法、炉内喷钙法和循环流化床排烟脱硫法。其特点主要有:①投资费用较低;②脱硫产物呈干态,并与飞灰相混;③无需装设除雾器及烟气再热器;④设备不易腐蚀,不易发生结垢及堵塞;⑤吸收剂利用率相对较低,不适用于高硫煤(含硫量>2%)脱硫;⑥飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用;⑦对干燥过程控制要求很高。干式烟气脱硫技术适用于硫含量低于2%,场地及资金受限制的情况,通常老厂改造适用此方式。
目前循环流化床排烟脱硫法(CFB)在国内电厂的应用较广,仅次于石灰石湿法的应用,已投入使用的*大机组为20万KW,且效果不理想。
二.石灰石-石膏湿式脱硫装置构成
   该法原则上可分为下列结构单元:
⑴浆液系统。由粉仓、磨机、漩流分离站、浆液箱组成。
⑵吸收系统。由洗涤循环系统、除雾器、氧化系统组成。
⑶烟气系统。由烟道、GGH、密封系统组成。
⑷增压风机。
⑸石膏脱水及储存系统。由水力漩流站、真空皮带过滤机、石膏仓组成。
⑹废水处理系统。由加药系统、中和絮凝系统、浓缩系统组成。
⑺紧急事故系统。由事故浆液箱、地坑系统组成。
三.主要技术参数
  ⑴脱硫率。
⑵液气比。(L/G)
  是指吸收塔内单位时间内吸收溶液的量(升)与烟气量(立方米)的比值(l/m3)。经验值:8-25
  根据含硫量的不同,选取不同的值:
          含硫量 <1.0%       L/G=10-13
          含硫量 1.0-3.0%    L/G=13-20
          含硫量 >3.0%       L/G=20以上
⑶钙硫比。(ca/s)
  是指一个较长的时段内,参与反应的ca与s的摩尔数之比。它反映了吸收剂(石灰石浆液)的利用率。目前湿法的钙硫比通常在1.01-1.03之间。
⑷水滴直径。
  吸收剂(石灰石浆液)经喷嘴喷出后呈水雾状,其水滴直径多在2.0-2.5mm之间。水滴的直径与吸收效率成反相关,但提高水滴细度必然要求提高喷嘴前压力从而增加能耗。
⑸吸收区高度。
  一般指烟气入口管中心线到喷淋层中心线的距离。吸收区高度一方面决定了烟气与脱硫剂的接触时间,另一方面也决定了接触反应区内水滴的停留时间。这两个时间均与脱硫效率有直接关系。
  吸收区高度一般在5-15m之间。
⑹塔内烟气流速。
  烟气在塔内的流速一般为2.5-3.8m/s(逆流式脱硫塔),目前许多公司都提高到3.7-4.0m/s,顺流塔可达4m/s。提高流速有利于提高脱硫率,因为一方面通过湍流过程可加强传质,另一方面在逆流塔上可将更多的水滴保持在悬浮状态(流化床效应)。其不利之处是烟气阻力损失会增加,从而使能耗增加。
⑺浆液PH值。
  美国国家环保局实验表明,*佳PH值为5.8-6.2,有利于ca2+的析出。
⑻浆液在池循环周期。
  指浆液经喷淋系统循环一周的时间。等于:浆池容积/吸收塔循环泵排量,一般按4-5分钟设计。在液气比确定后可推算出浆池的设计容量。
⑼浆液在池停留时间。
  是指与浆池等容量的浆液完全反应的时间。等于:浆池容积/石灰石浆液泵排量。一般在15-25小时之间,时间越长,石灰石利用率越高,石膏纯度越好。缺点是浆池要做大。
⑽吸收塔入口温度。
  由锅炉来的原烟气温度在160℃左右,经GGH降温后在120℃左右。该温度越低对吸收越好,另外温度过高会损坏塔内的非金属设备和防腐层。
⑾烟囱排放温度。
  目前要求在80℃以上。这样可以避免Hcl、HF、Hclo凝结腐蚀烟囱,同时也有利于烟气的扩散。
⑿新鲜石灰石浆液补充量。
  由浆池内浆液的PH值来决定。当PH值过低时,增加补充量;PH值过高时,减少补充量。
⒀浆池内石膏的外排量。
⒁氧化风机的风量。
⒂氯离子的含量。
  氯离子对提高提高脱硫效率有利,但对石膏的品质有影响。
四.主要设备的分类及特点
㈠吸收塔
  按照浆液扩散的形式分为:
1.喷淋塔
     ⑴德国斯坦米勒(国内合作者:北京龙源)
特点:塔内喷淋层与浆液之间(吸收区)没有其它设备
     ⑵德国比肖夫(国内合作者:福建龙净、山东三融、国化荏原、东方锅炉)
      特点:塔内浆液由挠动系统驱动,无搅拌器
     ⑶美国巴威(国内合作者:武汉凯迪、浙江天地)
      特点:塔内设有托盘,以增加液气接触面积
     ⑷日本川崎(国内合作者:博奇科技)
      特点:塔内设有一隔板,烟气侧进侧出
     ⑸其它:美国MET(广州常净、康瑞健生、山大华特)、美国AE(重庆远达)、日本杜康(浙江菲达)
2.液柱塔
     ⑴日本三菱(重庆远达、华电环保)
     特点:石灰石浆液从下往上喷,增加与烟气接触反应的时间
     ⑵清华同方
3.鼓泡塔
⑴日本千代田
特点:烟气由上千根支管导入吸收液中,反应速度快;没有浆液循环系统和喷淋层,整套设备占地小,投资低。
缺点:烟气阻力大,增压风机能耗高;支管有结垢的可能,且不易维护。
4.填料塔
⑴三菱
特点:在浆液与喷淋层之间设有填料层,可增加液气接触面积
缺点:填料层易结垢、腐蚀(珞璜电厂二期FGD装置的经验)
喷淋塔按照烟气出入的方式分为:
  1.逆流喷淋塔
2.顺流喷淋塔
3.顺流/逆流喷淋塔

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