编辑: ddzhikoi | 2019-07-08 |
(一)主要技术指标 1.技术分类 分为脱硫技术、脱硝技术和除尘技术三类. 脱硫技术、脱硝技术和除尘技术的选取具有技术成熟性和代表性,能适用于 火电 集中供热 水泥 和 钢铁冶炼 等行业. 2.比较方法 分为技术比较和经济比较两类. 技术比较应根据相关脱除在设备运行过程中的主要技术参数作为比较对象,能够为燃煤锅炉在大气污染末端治理过程中有关技术的选取提供重要依据. 经济比较应根据相关脱除在设备运行过程中财务方面的核算作为比较对象,能够为环境管理和环境科研以及相关行业审查类似项目的可行性提供必要的参考.
(二)技术说明 1.脱硫技术 目前,烟气脱硫工艺按吸收剂不同,可分为钙法、钠法、氨法、镁法和海水法;
按脱硫产物是否可用,可分为回收法和抛弃法;
也可为湿法、干法和半干法.选用何种脱硫工艺需结合当地及企业的实际情况而定. 根据调查,石灰石/石灰-石膏吸收法、氧化镁法、氨法、循环流化床法技术非常成熟,在我国65h/t及以下燃煤锅炉烟气脱硫方面,市场占有率分别为:5%、90%、2%、3%,具体脱硫工艺简介如下: 1.1石灰石/石灰-石膏法 湿法脱硫就是将煤炭燃烧后的气体通入到化学液体中,并利用化学反应将气体中的SO2固定在液体环境中.主要采用的方法有石灰石-石膏吸收法、铝法、钠碱法,其中石灰石-石膏吸收法脱硫效率较高,并且技术比较成熟,副产物石膏还可以作为商品出售,创造额外的经济效益,降低电厂的生产成本.鉴于石灰石-石膏吸收法具有其他方法无法比优点,故我国多数电厂应用此脱硫方法. 石灰石(石灰)―石膏湿法脱硫工艺系统主要有:烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成.其基本工艺流程如下: 锅炉烟气经电除尘器除尘后,通过增压风机、GGH(可选)降温后进进吸收塔.在吸收塔内烟气向上活动且被向下活动的循环浆液以逆流方式洗涤.循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便脱除SO
2、SO
3、氯化氢(HCL)和铪(HF),与此同时在 强制氧化工艺 的处理下反应的副产物被导进的空气氧化为石膏(CaSO4?2H2O),并消耗作为吸收剂的石灰石.循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中,通过喷嘴进行雾化,可负气体和液体得以充分接触.每个泵通常与其各自的喷淋层相连接,即通常采用单元制. 在吸收塔中,石灰石与二氧化硫反应产生石膏,这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出,进入石膏脱水系统.脱水系统主要包括石膏水力旋流器(作为一级脱水设备)、浆液分配器和真空皮带脱水机.经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾,在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除.同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗.进行除雾器冲洗有两个目的,一是防止除雾器堵塞,二是冲洗水同时作为补充水,稳定吸收塔液位. 在吸收塔出口,烟气一般被冷却到46~55℃左右,且为水蒸气所饱和.通过GGH将烟气加热到80℃以上,以进步烟气的抬升高度和扩散能力.最后,洁净的烟气通过烟道进进烟囱排向大气.石灰石-石膏吸收法工艺流程见图5-1. 图5-1 石灰石-石膏吸收法工艺流程 1.2氧化镁法 氧化镁湿法烟气脱硫工艺简单,适应性好,近年来在国内得到较为广泛的应用.工艺原理:氧化镁经过熟化反应生成氢氧化镁,制成一定浓度的氢氧化镁浆液,在吸收塔内氢氧化镁和二氧化硫反应生成亚硫酸镁,亚硫酸镁经强制氧化生成硫酸镁,分离干燥后就是固体硫酸镁.基本工艺流程如下: 烟气经除尘器后进入吸收塔,经氢氧化镁浆液逆流洗涤,并吸收SO2.反应后生成的 MgSO3浆液经过稠化器、脱水装置得到含结晶水的 MgSO3, 在干燥器中进行干燥,除去结晶水,得到固体MgSO3,进入MgSO3储罐,然后送至再生装置.MgSO3集尘器中含有杂质的SO2气体送至SO2洗涤器 .在工艺流程中,经除尘器后的部分洗涤液由洗涤液储罐送废水处理系统,经脱水装置后的液体进入浆液储罐.氧化镁湿法工艺流程见图5-2. 图5-2 氧化镁湿法工艺流程 1.3氨法 氨.硫氨湿法脱硫工艺目前已经比较成熟,主要特点是可与SCR等脱硝工艺共用氨供应系统.但氨法脱硫由于脱硫剂氨水来源不方便,适合在有氨水副产品的化工焦化企业使用.工艺原理如下: 氨或硫酸铵在吸收塔内吸收烟气中的二氧化硫三氧化硫,生成亚硫酸铵或硫酸铵,其中亚硫酸铵经氧化生成硫酸铵,经过脱水干燥后就得到固体硫酸铵.氨法脱硫工艺流程见图5-3. 图5-3 氨法脱硫工艺流程 1.4循环流化床法 循环流化床半干法(氧化钙)是在循环流化床反应器内,以钙基物质或其它碱性物质作为吸收剂和循环床料脱除二氧化硫的方法.循环流化床烟气脱硫系统采用的是半干法脱硫,主要由以下系统组成:石灰进料系统、循环流化床脱硫净化系统、监测控制系统、电气系统、烟道系统.基本工艺流程如下: 从锅炉尾部排出的含硫烟气被引入循环流化床反应器喉部,在这里与水、脱硫剂和还具有反应活性的循环干燥副产物相混合,石灰以较大的表面积散布,并且在烟气的作用下贯穿整个反应器.然后进入上部筒体,烟气中的飞灰和脱硫剂不断进行翻滚、掺混,一部分生石灰则在烟气的夹带下进入旋风分离器,分离捕捉下来的颗粒则通过返料器又被送回循环流化床内,生石灰通过输送装置进入反应塔中.由于接触面积非常大,石灰和烟气中的SO2能够充分接触,在反应器中的干燥过程中,SO2被吸收中和.循环流化床法工艺流程见图5-4. 图5-4 循环流化床法工艺流程 1.5技术比较 脱硫工艺的技术比较,见表5-1. 表5-1 脱硫工艺的技术比较 比较项目 工艺1 工艺2 工艺3 工艺4 石灰石-石膏(湿法) 镁法(湿法) 氨法(湿法) 循环流化床(半干法) 技术成熟度 非常成熟 非常成熟 非常成熟 非常成熟 市场占有率(%) ~5 ~90 ~2 ~3 脱硫剂 石灰石粉CaCO3 MgO溶液 氨水 熟石灰粉CaO 脱硫剂来源 各地大量存在 镁矿集中在辽宁、河北、山东 氨肥厂或化肥厂 各地大量存在 流程复杂性 复杂 很复杂 复杂 简单 操作稳定性 好好好一般 能耗 能耗较大 能耗较小 故能耗居中 能耗大 水耗 水蒸发量大,水耗大 水蒸发量大,水耗大 水耗一般 水耗较小 脱硫效率(%) ≥95~99 ≥95~99 ≥95~98 ≥75~85 除尘效率(%) ≥50 ≥50 ≥30 无除尘能力 系统阻力 系统阻力小 系统阻力小 系统阻力小 系统阻力大 二次污染 无二次污染 硫酸镁如抛弃会产生二次污染 氨与二氧化硫会产生气溶胶 会导致粉尘排放超标 副产品处理 石膏可作为装饰板材料外销 硫酸镁可作为肥料外销 硫铵可作为肥料外销 不易利用 优点 脱硫效率高,石灰石粉价格低 脱硫效率高,不易结垢和堵塞,适应燃料含硫量变化 燃料含硫量越高,副产品经济效益越好 动转设备少,运行维护费用较低 缺点 设备磨损较严重,脱硫塔易结垢、堵塞 工艺流程复杂,脱硫剂来源有局限性 化学腐蚀非常严重,脱硫剂价格贵 系统运行阻力大,操作稳定性较差 1.6经济比较 在对各种脱硫工艺经济比较的过程中,投资、运行费用估算以