半干法湿法脱硫工艺对比
干法、半干法与湿法脱硫技术的性能比较分析
干法、半干法与湿法脱硫技术的性能比较
分析
概述:
脱硫技术是用于去除燃烧尾气中二氧化硫(SO2)的一种方法。干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫是常见的脱硫技术,它们在原理
和性能方面有所不同。本文将比较分析这三种脱硫技术的性能。
干法脱硫:
干法脱硫是一种将固体吸附剂喷射到燃烧尾气中,通过吸附和
反应去除SO2的方法。其主要原理是固体吸附剂与气相中的SO2
发生化学反应,将其转化为硫酸盐物质。干法脱硫的优点是工艺简单,适用于高温燃烧尾气,但由于吸附剂的成本较高,脱硫效率相
对较低。
半干法脱硫:
半干法脱硫是干法脱硫和湿法脱硫的结合体,在固体吸附剂中
添加一定比例的水分。这种方法可以克服干法脱硫的脱硫效率低的
问题,并能适用于不同尾气温度条件下的脱硫。半干法脱硫相比于
干法脱硫的优点是脱硫效率提高,同时工艺相对简单,但仍存在着固体湿度的控制问题。
湿法脱硫:
湿法脱硫是通过喷射液态吸收剂,将燃烧尾气中的SO2吸收起来,形成硫酸盐溶液的方法。这种方法可以达到较高的脱硫效率,适用于不同的燃烧尾气温度和湿度条件。湿法脱硫的优点是脱硫效果好,可以将SO2的排放量降至很低水平,但同时也存在着液态吸收剂的消耗和废液处理的问题。
比较分析:
在脱硫效率方面,湿法脱硫优于干法脱硫和半干法脱硫。湿法脱硫可以达到90%以上的脱硫效果,而干法脱硫和半干法脱硫则在70%左右。然而,湿法脱硫的成本相对较高,液态吸收剂的消耗和废液处理需要较大的投入。
在工艺简单性方面,干法脱硫是最简单的方法,其次是半干法脱硫,湿法脱硫的工艺相对复杂。干法脱硫适用于高温尾气处理,半干法脱硫适用于不同温度条件下的处理,湿法脱硫适用于不同温度和湿度条件下的处理。
湿法和半干法等六种脱硫工艺流程图
半干法湿法脱硫工艺对比
半干法与湿法比较
1.投资:半干法投资包括脱硫塔和除尘器,投资高于湿法,湿法投资仅脱硫和脱硫渣处理部分。
2.能耗:半干法整个系统压损设计一般约为4000Pa,增压风机选型大于湿法,运行费用高。
3.操作弹性小:半干法对于烟气状态(烟气温度、流量、SO2含量等)变化比较大的应用场合难以适应。一方面由
于烟气状态的改变将导致石灰浆料不能干燥,容易形成后续除尘器胡袋等生产事故;另一方面,由于SO2浓度波动造成在SO2浓度高峰时净化效率时低下。
4.脱硫效率:半干法稳定运行的效率一般在85%左右,难以达到新的环保要求,湿法稳定运行的效率一般在95%,
能够满足新的环保要求。
5.脱硫剂:脱硫剂,湿法设计钙硫比为1.05,半干法设计钙硫比为1.2-1.3,料耗比较差距在20-30%,湿法使用的
脱硫剂是石灰石,价格约为100-200元/吨,半干法使用的脱硫剂是生石灰,现在市面生石灰的价格约为550元/吨,同时湿法的脱硫剂实用性强,能够采用碱性废渣作为脱硫剂,例如造纸厂白泥或者芒硝厂钙泥等。
6.运行稳定性:湿法运行过程中,主要面对的是设备的易损易耗件更换,半干法运行,由于脱硫剂是生石灰(CaO),
进入吸收塔的是熟化后的Ca(OH)2,吸水性强,易抱团,结块,甚至是板结,尤其在系统停止后再次开启,输料通道必然堵塞,清堵工作十分麻烦,维运人员工作量较大。且吸收塔内易湿壁湿底(喷枪发生弯曲或雾化颗粒增
大的情况下),造成吸收塔壁结块或堵塞文丘里,造成无法运行。
7.维运成本:布袋除尘器的滤袋一般承诺质保30000小时,但是由于烟气不稳定,导致烟气成分和烟气量波动,喷
各种脱硫技术方法的比较
各种脱硫技术方法的比较
半干法烟气脱硫系统
一、半干法脱硫工艺
1、介绍
1997年ABB低投资烟气脱硫(FGD)技术方面的开发工作得到了广泛的报道。这种技术将低投资与优良的性能巧妙地结合,是针对亚洲和东欧的新兴市场开发的。
采用这种脱硫技术,不管燃料中的含硫量是多少,脱硫效率都有可能达到90%以上,此外,该系统适合于已有项目的改造,它的占地面积小。干法烟气脱硫技术常被忽略的一个主要特点是它在不增加投资的情况下提高了除尘效率。从干法烟气脱硫系统排出的烟气可不经加热,通过已有的烟囱排出。
2、半干法工艺过程
半干法工艺是利用含有石灰(氧化钙)的干燥剂或干燥的消石灰(氢氧化钙)吸收二氧化硫的,这两种吸收剂都可使用,也可以使用含适当碱性的飞灰。
任何干法烟气脱硫工艺中,关键的控制参数都是反应区内,即反应器及其后的除尘器内的烟气温度。在相对湿度为40%至50%时,消石灰活性增强,能够非常有效地吸收二氧化硫。烟气的相对湿度是利用给烟气内喷水的方法提高的。在传统的干法烟气脱硫工艺中,水和石灰是以浆液的状态(不论是否循环)注入烟气的,但水分布在粉料微粒的表面,水在其中的含量仅占百分之几。这样,吸收剂的循环量比传统干法烟气脱硫要高得多。即,用于蒸发的表面积非常大。进入烟气的粉料的干燥时间非常短,所以它可以采用比传统喷雾干燥技术小得多的反应器。提高了烟气的相对湿度,足以在典型的干法脱硫操作温度或高于饱和温度10℃~20℃(实践中这一温度范围是65℃~75℃)激活石灰吸收剂二氧化硫。
水在增湿搅拌机中加入吸收剂,然后才注入烟气。半干法技术的独到之处是所有的循环吸收剂都要在搅拌机中增湿,这样做,可以最大限度的利用循环吸收剂。经过活化和干燥之后,烟气中干燥的循环粉料在高效的除尘器,最好是袋式除尘器中被分离出来,进入搅拌机,补充石灰也是在这里加入的。注入搅拌机的水量要保证恒定的烟出口温度。控制系统以烟气的出入口温度为基础,以烟气量为辅助,采用前馈信号控制,并有反馈微调。出口的SO2也采用类似的方法进行控
燃煤电厂各种干法半干法湿法脱硫技术及优缺点汇总
燃煤电厂各种干法、半干法、湿法脱硫技术
及优缺点汇总
目前,湿法烟气脱硫技术最为成熟,已得到大规模工业化应用,但由于投资成本高还需对工艺和设备开展优化;干法烟气脱硫技术不存在腐蚀和结露等问题,但脱硫率远低于湿法脱硫技术,一般单想电厂都不会选用,须进一步开发基于新脱硫原理的干法脱硫工艺;半干法脱硫技术脱硫率高,但不适合大容量燃烧设备。不同的工况选择最符合的脱硫方法才会得到最大的经济效益,接下来根据电厂脱硫技术的选择原则来分析各种工艺的优缺点、适用条件。
电厂脱硫技术的选择原则:
1、脱硫技术相对成熟,脱硫效率高,能到达环保控制要求,已经得到推广与应用。
2、脱硫成本比较经济合理,包括前期投资和后期运营。
3、脱硫所产生的副产品是否好处理,最好不造成二次污染,或者具有可回收利用价值。
4、对发电燃煤煤质不受影响,及对硫含量适用范围广。
5、脱硫剂的能够长期的供给,且价格要低廉
一、干法脱硫
干法脱硫工艺工艺用于电厂烟气脱硫始于20世纪80年代初。传统的干法脱硫工艺主要有干法喷钙脱硫工艺、荷电干法吸收剂喷射脱硫法、电子束照射法、吸附法等。传统的干法脱硫技术有工艺简单投资少,设备简占地面积小且不存在腐蚀和结露,副产品是
固态无二次污染等优点,在缺水地区优势明显。但是脱硫效率很低,一般脱硫效率只能到达70%左右,难以满足排放要求。
干法喷钙脱硫工艺
工艺介绍
磨细的石灰石粉通过气力方式喷人锅炉炉膛中温度为900~125(TC的区域在炉内发生的化学反应包括石灰石的分解和煨烧,S02和S03与生成的Cao之间的反应。颗粒状的反应产物与飞灰的混合物被烟气流带人活化塔中;剩余的CaO与水反应,在活化塔内生成Ca(OH)2,而Ca(OH)2很快与S02反应生成CaSo3,其中部分CaSO3被氧化成CaSo4;脱硫产物呈干粉状,大部分与飞灰一起被电除尘器收集下来,其余的从活化塔底部分离出来从电除尘器和活化塔底部收集到的部分飞灰通过再循环返回活化塔中。
半干法烟气脱硫技术
半干法烟气脱硫技术
半干法烟气脱硫技术是目前应用较广泛的烟气脱硫技术之一,它是在
湿法烟气脱硫技术的基础上进行改良和创新的产物。相比较湿法烟气脱硫
技术,半干法烟气脱硫技术在硫酸洗涤液中添加了一定量的干石灰粉,由
于烟气与洗涤液的接触时间较短,脱除了水分和粉尘,所以称为半干法烟
气脱硫技术。本文将对半干法烟气脱硫技术的原理、工艺流程和优点进行
详细介绍。
半干法烟气脱硫技术的原理是通过将烟气与硫酸洗涤液接触,使其中
的硫酸溶解,通过反应生成石膏。脱硫反应主要通过湿润的石灰石表面上
生成的一层石灰胶体液膜进行,石灰胶体液膜能够增大反应表面积,提高
脱硫效果。同时,硫酸洗涤液中添加的一定量的干石灰粉也能有效地吸附
和转化烟气中的二氧化硫,提高脱硫效率。
半干法烟气脱硫技术的工艺流程一般分为废气处理和排放两个步骤。
废气处理阶段主要包括预处理、吸收、除尘和脱硫四个步骤。首先,废气
经过除尘系统进行粉尘的分离和回收,然后通过吸收塔与硫酸洗涤液接触,进行脱硫反应,生成石膏。最后,通过排放系统将脱硫后的净化烟气排放
到大气中。
半干法烟气脱硫技术相比湿法烟气脱硫技术具有以下几个优点:
首先,半干法烟气脱硫技术在脱硫过程中所需的水量相对较少,大大
减少了废水的排放量,降低了对水资源的消耗,并且由于水量减少,减少
了废水的处理过程,降低了处理成本。
其次,半干法烟气脱硫技术所利用的硫酸洗涤液具有较高的浓度和缓
冲能力,能够更好地稳定脱硫过程。同时,硫酸洗涤液可以在一定程度上
吸附和转化烟气中的二氧化硫,提高脱硫效率。
此外,半干法烟气脱硫技术适用范围广,可以适用于烟气中不同浓度
半干法与湿法脱硫的比较
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从以上设计和实际运行情况比较可以看出 % 湿法脱硫虽然 投资较大% 但从运行经济比较结果看% 湿法脱硫使用的脱硫 剂 J 石灰石粉耗量大大减少 % 副产 品 K 石 膏由于 纯度较 高 % 目 前在建材行业受到欢迎有较大 市场 % 而 且二氧 化硫减 少更多 % 从经济上来说运行费用和减少的排放费用更为可观 $ 此 外 %无 论 是 半 干 脱 硫 还 是 湿 法 脱 硫 系 统 %在 运 行 中 均 会 对 锅 炉 效 率 ’除 尘 效 率 ’煤 耗 ’厂 用 电 等 产 生 一 定 的 影 响 %增 加 了发电成本 % 需要在今后实践中予以改进 $ "
概
述
运行情况
’ 号机组脱硫系统已投运 + 年多"
设备可用率达 ("J 以上 " 平均脱硫 效率 达到 #*K 以上 " 系统用电负荷功率 平均 约 *-" 千 瓦 时 " 耗 水 量 $ 不 包 括 冷 却 水 % 约 ’! 吨 L 时 " 耗 用 石 灰 石 粉 量 约 一处使 " 汗 往一处 流 " 有分 工 " 有 合 作 " 真 正做到了分工不分家 &
半干法和干法脱硫工艺介绍
1、半干法脱硫工艺
CFB半干法脱硫工艺是利用消石灰作为吸收剂,以循环流化床作为脱硫吸收反应器,通过喷水将床温控制在最佳反应温度,通过固体物料的多次循环提高脱
硫效率和钙利用率。脱硫产物为CaSO
3、CaSO
4
,未反应的CaO和飞灰等混合物。
该工艺优点是工艺技术比较成熟,投资低,占地小,在有循环并降低烟气温度条件下可获得高的脱硫效率,烟道和烟囱可以不防腐。
利用半干法脱硫最大特点和优势是:可以通过喷水(而非喷浆)将吸收塔内温度控制在最佳反应温度下,达到最好的气固紊流混合并不断暴露出未反应的消熟石灰的新表面;同时通过固体物料的多次循环使脱硫剂具有很长的停留时间,从而大大提高了脱硫剂的利用率和脱硫效率。与湿法烟气脱硫相比,具有系统简单、造价较低,而且运行可靠,所产生的最终固态产物易于处理等特点。
技术特点
半干法烟气脱硫技术是在德国鲁奇半干法烟气脱硫技术基础上,结合中国的煤质和石灰品质及国家最新环保要求,经优化、完善后开发的第三代半干法技术。它是在球团生产线尾部利用循环流化床技术进行烟气净化,脱除烟气中的大部分酸性气体,使烟气中的有害成分达到排放要求。世清环保半干法烟气脱硫技术具有以下特点:
1、在吸收塔喉口增设了独特的文丘里管,使塔内的流场更均匀。
2、在吸收塔内设置上下两级双流喷嘴,雾化颗粒可达到50um以下,精确的灰水比保证了良好的增湿活化效果,受控的塔内温度使脱硫反应在最佳温度下进行,从而取得较高的脱硫效率,较长的滤料使用寿命。
3、采用更完善的控制系统,操作更简捷。
4、采用成熟的国产原材料和设备,降低成本,节约投资。
有图有真相,干法、半干法、湿法脱硫,太详细
脱硫工艺是用湿法、半湿法还是干法,看完这篇就知道了
导读
目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。
湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。
一、湿法烟气脱硫技术
优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的80%以上。
缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。
分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
技术路线
A、石灰石/石灰-石膏法
原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到90%以上。
目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的,其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。对比石灰石法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。
B 、间接石灰石-石膏法:
常见的间接石灰石-石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。
有图有真相,干法、半干法、湿法脱硫,太详细
脱硫工艺是用湿法、半湿法还是干法,看完这篇就知道了
导读
目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。
湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。
一、湿法烟气脱硫技术
优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的80%以上。
缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。
分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
技术路线
A、石灰石/石灰-石膏法
原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到90%以上。
目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的,其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。对比石灰石法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。
B 、间接石灰石-石膏法:
常见的间接石灰石-石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。
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脱硫工艺是用湿法、半湿法还是干法,看完这篇就知道了
导读
目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。
湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。
一、湿法烟气脱硫技术
优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快,脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟,适用面广。湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中,始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的80%以上。
缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热,能耗高,占地面积大,投资和运行费用高。系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。
分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。
技术路线
A、石灰石/石灰-石膏法
原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸钙,经分离的亚硫酸钙(CaSO3)可以抛弃,也可以氧化为硫酸钙(CaSO4),以石膏形式回收。是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺,脱硫效率达到90%以上。
目前传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺在现在的中国市场应用是比较广泛的,其采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。对比石灰石法脱硫技术,双碱法烟气脱硫技术则克服了石灰石—石灰法容易结垢的缺点。
B 、间接石灰石-石膏法:
常见的间接石灰石-石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。
湿法与半干法烟气脱硫工艺技术比较
湿法与半干法烟气脱硫工艺技术比较
随着国家环保政策的日益严格,对火力发电厂锅炉烟气脱硫、除尘的要求也
更加严格,现行超净排放标准一般为粉尘:≤5mg/Nm³,二氧化硫:≤35mg/Nm³;部分地区甚至要求超超净排放,粉尘:≤2mg/Nm³,二氧化硫:≤8mg/Nm³等,如
此要求对火力发电厂烟气脱硫、除尘工艺也提出了更高的要求。现行火力发电厂
锅炉烟气脱硫工艺主要分为湿法和半干法两种,两种脱硫方式结合不同的除尘工艺,共同组成了烟气脱硫、除尘处理工艺。现就两种不同的工艺路线做出相应比较,明确相关优缺点,可作为工艺路线选取的参考。
一、工艺路线比较
1.湿法脱硫主要工艺路线
石灰石-石膏湿法工艺路线流程见下图:
图1石灰石-石膏湿法工艺路线流程示意图
湿法脱硫采用GaCO3作为脱硫剂,核心装置为脱硫塔,GaCO3粉经制浆系统后,以浆液形式经喷淋系统进入脱硫塔,在脱硫塔内与SO2反应,最终以GaSO4
形式将SO2固化脱除。其它系统包含增加脱硫剂利用效率的浆液循环系统,增加GaSO3到GaSO4转化的氧化系统,浆液外排系统,浆液的脱水系统等。
为降低大量粉尘进入脱硫塔,对脱硫循环浆液造成不利影响,一般在烟气进
入脱硫塔前,须进行脱尘处理。而又由于湿法脱硫塔顶部仅设有除雾器,对液滴
脱除效率不高,要达到粉尘超净排放,一般需在脱硫塔后配套湿式电除尘器来实现。故整体处理工艺一般如下:
锅炉烟气经SCR脱硝处理后,一级配套高效除尘器(电袋、布袋除尘器、电
除尘器)进行脱硫前除尘,保证脱硫入口烟气粉尘浓度满足要求。经一级除尘后
烟气脱硫工艺比较
烟气脱硫工艺比较
一.干法烟气脱硫技术
优点:干法烟气脱硫技术为气同反应,相对于湿法脱硫系统来说,设备简单,占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等。
缺点:但反应速度慢,脱硫率低,先进的可达60-80%。但目前此种方法脱硫效率较低,吸收剂利用率低,磨损、结垢现象比较严重,在设备维护方面难度较大,设备运行的稳定性、可靠性不高,且寿命较短,限制了此种方法的应用。
分类:常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。
典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。
干法烟气脱硫技术在钢铁行业中已经有应用于于大型转炉和高炉的例子,对于中小型高炉该方法则不太适用。
干法脱硫技术的优点是工艺过程简单,无污水、污酸处理问题,能耗低,特别是净化后烟气温度较高,有利于烟囱排气扩散,不会产生“白烟”现象,净化后的烟气不需要二次加热,腐蚀性小;
其缺点是脱硫效率较低,设备庞大、投资大、占地面积大,操作技术要求高。常见的干法脱硫技术:
A活性碳吸附法:
原理:SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成H2SO4,饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生,同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4,液态SO2和单质硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫资源。该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进,开发出成本低、选择吸附性能强的ZL30,ZIA0,进一步完善了活性炭的工艺,使烟气中SO2吸附率达到95.8%,达到国家排放标准。
干法、半干法与湿法脱硫技术的综合比较
干法、半干法与湿法脱硫技术的综合比较
摘要:大气SO2污染状况日益严重,治理技术亟待解决,其中烟气脱硫技术是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式。比较成熟的烟气脱硫技术主要有湿法、干法、半干法烟气脱硫技术。本文主要综述了脱除烟气中SO2的一些主要技术,包括干法、半干法、湿法烟气脱硫的原理、反应系统、技术比较以及它们的优缺点,其中湿法烟气脱硫应用最为广泛,干法、半干法烟气脱硫技术也有了较多的应用。
关键字:烟气脱硫,湿法,干法,半干法
1 引言
煤炭在我国的能源结构占主导地位的状况已持续了几十年,近年来随着石油天然气和水能开发量的增加,煤炭在能源结构中的比例有所减少,但其主导地位仍未改变,其消费量占一次能源总消费量的70%左右,这种局面在今后相当长时间内不会改变,目前燃煤SO2排放量占SO2总排放量的90%以上,我国超过美国成为世界SO2排放第一大国。烟气中的SO2是大气污染的主要成份,也是形成酸雨的主要物质。酸雨不仅严重腐蚀建筑物和公共设施,而且毁坏大面积的森林和农作物。如何经济有效地控制燃煤中SO2的排放是我国乃至世界能源和环保领域亟待解决的关键性问题。
从世界上烟气脱硫技术的发展来看主要经历了以下3个阶段:
a)20世纪70年代,以石灰石湿法为代表第一代烟气脱硫。
b)20世纪80年代,以干法、半干法为代表的第二代烟气脱硫。主要有喷雾干燥法、炉内喷钙加炉后增湿活化(LIFAC)、烟气循环流化床(CFB)、循环半干法脱硫工艺(NID)等。这些脱硫技术基本上都采用钙基吸收剂,如石灰或消石灰等。随着对工艺的不断改良和发展,设备可靠性提高,系统可用率达到97%,脱硫率一般为70%~95%,适合燃用中低硫煤的中小型锅炉。
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半干法与湿法比较
1.投资:半干法投资包括脱硫塔和除尘器,投资高于湿法,湿法投资仅脱硫和脱硫渣处理部分。
2.能耗:半干法整个系统压损设计一般约为4000Pa,增压风机选型大于湿法,运行费用高。
3.操作弹性小:半干法对于烟气状态(烟气温度、流量、SO2含量等)变化比较大的应用场合难以适应。一方面由
于烟气状态的改变将导致石灰浆料不能干燥,容易形成后续除尘器胡袋等生产事故;另一方面,由于SO2浓度波动造成在SO2浓度高峰时净化效率时低下。
4.脱硫效率:半干法稳定运行的效率一般在85%左右,难以达到新的环保要求,湿法稳定运行的效率一般在95%,
能够满足新的环保要求。
5.脱硫剂:脱硫剂,湿法设计钙硫比为1.05,半干法设计钙硫比为1.2-1.3,料耗比较差距在20-30%,湿法使用的
脱硫剂是石灰石,价格约为100-200元/吨,半干法使用的脱硫剂是生石灰,现在市面生石灰的价格约为550元/吨,同时湿法的脱硫剂实用性强,能够采用碱性废渣作为脱硫剂,例如造纸厂白泥或者芒硝厂钙泥等。
6.运行稳定性:湿法运行过程中,主要面对的是设备的易损易耗件更换,半干法运行,由于脱硫剂是生石灰(CaO),
进入吸收塔的是熟化后的Ca(OH)2,吸水性强,易抱团,结块,甚至是板结,尤其在系统停止后再次开启,输料通道必然堵塞,清堵工作十分麻烦,维运人员工作量较大。且吸收塔内易湿壁湿底(喷枪发生弯曲或雾化颗粒增
大的情况下),造成吸收塔壁结块或堵塞文丘里,造成无法运行。
7.维运成本:布袋除尘器的滤袋一般承诺质保30000小时,但是由于烟气不稳定,导致烟气成分和烟气量波动,喷
枪的喷水量随之波动(尤其在CEMS反应偏慢的情况下),或者是运行人员的自身素质水平等因素,导致进入布袋除尘器的水汽过多,造成糊袋,一般布袋除尘器的滤袋寿命低于20000小时。雾化喷枪由于磨损,一般寿命在1-1.5年就需要更换喷头,2年需要更换喷枪。调节阀使用寿命不到3年。大量的设备磨损较大,一般使用寿命要低于湿法的设备。
8.排烟温度:半干法的排烟温度能够达到80℃,无白雾现象,湿法排烟温度在60℃左右,能看见白雾,但对
环境无影响。
9.脱硫渣:半干法的脱硫渣为干粉状,便于运输,但由于其钙硫比较高,脱硫渣也较多,无法综合利用;湿
法脱硫渣含水率为15%左右,杂质含量少,能够作为石膏综合利用。