烟气脱硫脱硝技术ppt

1、SO2的生成
S O2 SO2
Cx H y S z nO2 zSO2 xCO2 yH2O
4FeS2 11 O2 2Fe2O3 8SO2
2、烟气脱硫工艺的类型和主流工艺 1）类型 • 脱硫反应物干湿状态
– 湿法：石灰石／石灰－石膏湿法．氦洗涤脱硫 和海水洗涤脱硫 – 干法：炉内喷钙、电子束辐照烟气脱硫脱氮 – 半干法：喷雾干燥法、炉内喷钙加尾部增湿活 化法、烟气循环流化床脱硫法
• 氨基脱硫剂
– 氨一般以氨水或液氨的形式作为脱硫的吸收剂，主要用于氨 洗涤工艺和电子束辐照脱硫工艺。 – 氨基脱硫剂的活性很好，因此，在同样条件下，用量要比其 他脱硫剂少。 – 采用氨基脱硫剂的脱硫工艺的副产品为硫酸铵．可用做农用 化肥。 – 氨成品的价格较高，来源受限，并存在氨的泄露会造成环境 污染等问题。
5、烟气脱硫工艺的主要技术、经济和环境指标
1）烟气脱硫效率
• 脱硫效率是考核烟气脱硫设备运行状况的重要 指标，是计算SO2排放量的基本参数。 • 对于连续运行的脱硫设备，入口SO2的浓度是 随时间变化的，而且变化幅度有时很大。某一 监测时段内设备的脱硫效率，应取整个时段内 脱硫效率的平均值。 • 在计算脱硫效率时，只计入SO2的脱除率，而 通常不考虑SO3的脱除率。
• 活性炭吸附剂
– 活性炭是一种具有优异吸附和解吸性能的含碳物质，具有稳 定的物理化学性能。 – 活性炭孔隙结构优良，比表面积大，吸附其他物质的容量大， 且具有催化作用，一方面能使被吸附的物质在其孔隙内积聚； 另一方面又能够在一定的条件下将其解吸出来，并保持碳及 其基团的反应能力，使活性炭得到再生。 – 活性炭可单独用来脱硫或脱氮(借助于氨)，或用来联合脱硫 脱氮，近年来已经开始应用于火电厂的烟气净化。
• 钙硫摩尔比表示达到一定脱硫效率时所需要钙基吸 收剂的过量程度，说明在用钙基吸收剂脱硫时钙的 有效利用率。
• 一般用钙与硫的摩尔比值表示，即Ca／S比，所需 的Ca／S越高，钙的利用率则越低。
• 湿法脱硫工艺的反应是在气相、液相和固相之间进行 的，反应条件比较理想，因此，在脱硫效率为90％以 上时，其钙硫摩尔比略大于1，一般为1.1~1.2，最佳 状态可达1.0l~1.02。 • 半干法在脱硫率为85％时，钙硫摩尔比为1.5~1.6。 • 干法在脱硫效率为70％时．钙硫摩尔比可达2~2.5。
• 钠基脱硫剂
– 用作脱硫剂的钠基化合物包括Na2SO3，Na2CO3、 NaHCO3等 – 应用于湿法洗涤烟气脱硫工艺和用于炉内喷射与管 道喷射等工艺的脱硫吸收剂，脱硫效果好，并且兼 有一定的脱氮作用。 – 钠基脱硫剂可以再生，以循环利用。 – 使用钠基脱硫剂的主要问题是脱硫剂的来源困难， 价格相对较高；另外，脱硫产物中钠盐易溶于水， 造成灰场水体的污染。
4、脱硫剂的种类与性质
•主要类型：钙基脱琉剂、氨基脱硫剂和钠基脱硫 剂，还有其他碱性物质、活性炭等
• 钙基脱硫剂
钙基脱硫剂主要是石灰石、石灰和消石灰，具有资源丰富， 开采容易，价格相对低廉等特点。 石灰石的主要成分是CaCO3，石灰石在大自然中的储量非 常丰富。石灰石无毒、无害。在处臵和使用过程中十分安全， 是有效地吸收烟气中SO2的理想吸收刘，但石灰石不能有效 地脱除SO3。石灰石做脱硫剂使用时，必须磨制成颗粒粉末， 或者再制成浆液。
2 H HSO3 2H SO4
2 2H CO3 H 2O CO2
4、 CaSO4晶体生成
• 由于浆液在反应器内有足够的停留时间，可以促成硫 酸钙晶体CaSO4 〃2H2O的增长。浆液中所有残余的 HSO3被空气氧化生成H2SO4后，再被浆液中的中和形 成CaSO4 〃2H2O。
" C ' SO2 C SO 2
FG
C
' SO2
100(%)
• 2）钙硫摩尔比(Ca/S)
• 理论上只要有一个钙基吸收剂分子就可以吸收一个 SO2分子，或者说，脱除1mol的硫需要1mol的钙。 • 在实际反应设备中，反应的条件并不处于理想状态， 需要增加脱硫剂的量来保证吸收过程的进行。
• (3)消石灰
– 消石灰是石灰加水经消化反应后的生成物，主要成分 是Ca(OH)2在消化过程中石灰粉化成约10um粒径的粉末 状，作为吸收剂无须再经过磨粉工艺。 – Ca(OH)2的分子量比CaO大，即单位质量中Ca的含量比 CaO少。 – 消石灰容易吸收空气中的CO2，还原成活性低的CaCO3。 – 在温度较低时具有很高的与SO2及SO3反应活性，在脱 除SO2的同时，几乎能够脱除烟气中全部的SO3。 – 消石灰一般应用在旋转喷雾干燥、炉内喷钙加尾部增 湿活化、烟气循环流化床脱硫等工艺，也可作为管道 喷射脱硫工艺的吸收剂。
FGD发展现状
• • • • • 石灰/石灰石湿法工艺为主，占82% 喷雾干燥法，占11%，其余为氧化镁法、氨法、CFB以及LIFAC 美国：石灰/石灰石湿法工艺，抛弃法占85%左右； 日本：石灰/石灰石湿法工艺，回收法占95%以上； 德国、瑞典、芬兰等国，喷雾干燥法、LIFAC、CFB法应用较 广 • 中国：技术引进和自主开发。基本掌握300MW以上的石灰石石膏法，100-300MW容量的喷雾干燥法。
• 湿法脱硫上艺的脱硫剂利用率最高，达90％以上，干 法脱硫工艺最低，为30％左右。
• 3) 脱硫装置的出力
• 工程上采用脱硫装臵在设计的脱硫率和钙硫比 下所能连续稳定处理的烟气量来表示其出力。 • 通常用折算到标准状态下每小时处理的烟气量， 即采用m3／h来表示。
• 主要经济指标
–1) 工程总投资和单位容量造价 –2) 年运行费用 –3）脱除每吨SO2的成本 –4）售电电价增加
2 Ca 2 SO4 CaSO4
Ca 2 2HCl CaCl2 2H
3、氧化反应 • 在吸收塔下部是装有搅拌反应器的再循环浆液池， 向循环浆液中鼓入空气，使亚硫酸钙氧化成硫酸 钙，同时将生成的CO2排出。
Ca 2 2HSO 3 O2 CaSO 4 H 2O
－缺点
－脱硫后烟气温度低（一般低于露点），需进行烟气再热 －废水二次污染
（1）石灰石－石膏湿法脱硫
钙基湿法脱硫工艺(石灰石/石灰洗涤法) 五个组成部分 -是应用最广、技术最为成熟且运行最为可靠的 FGD工艺
－石灰石浆液制备 －回收法：通过强制氧化使 CaSO3转化为石膏CaSO4进行 回收 －烟气净化再热 －抛弃法 －吸收和氧化 －石膏回收和储备 石灰石－石膏脱硫基本原理
法、钠法、碱铝法、氧化铜/锌法、活性炭法、磷 铵法
• 净化原理：吸收法、吸附法、催化氧化法、
催化还原法
2）目前主要的脱硫工艺
• • • • • • • 石灰石／石膏湿法，80%以上 喷雾干燥法 炉内喷钙加尾部增湿活化(LIFAC) 烟气循环流化床法(CFDB) 电子束辐照烟气脱硫脱氮净化工艺 海水洗涤脱硫 氨洗涤
• 其他脱硫吸收剂
– 某些脱硫工艺采用低廉的碱性物质(如火电厂排放 的废弃物)作为脱硫剂，比如，利用飞灰中的碱性 物质(CaO，MgO)脱除SO2，当飞灰中的碱性物质 的含量大于8％时，可以取得比较有经济价值的脱 硫效率(大于50％)。 – 采用电厂冲灰水进行简易烟气脱硫。这类脱硫方法 的脱硫效率较低，但具有以废治废的优越性。 – 其他被采用的碱性物质还有：碱性硫酸铝 [Al2(SO4)3Al2O3]，某些金属氧化物等。
CaSO4 2H 2O CaSO4 2H 2O
2 2H SO4 CaCO2 H 2O CaSO4 2H 2O CO2
化学反应方程式
• 吸收反应
SO2 CaCO3 CaSO3 CO2
2SO2 H 2O CaCO2 Ca( HSO3 ) 2 CO2
• 2) 固体废弃物
–脱硫副产品采用抛弃堆放等处理方式 –对堆放场的底部进行防渗处理，以防污染地下水 –对表面进行固化处理，以防扬尘。
1、湿法烟气脱硫技术
－烟气与含有脱硫剂溶液接触，发生脱硫反应，其脱硫生成物 的生成和处理均在湿态下进行。 －优点 －气液反应，脱硫速度快； －煤种适应性好 －脱硫效率和脱硫剂利用率高，Ca/S＝1时，脱硫率可达 90％
燃煤烟气脱硫脱硝 技术
1、烟气脱硫技术 2、烟气脱硝技术 3、联合脱硫脱硝技术
一、烟气脱硫技术FGD,Flue Gas Desulfurization
－ 烟气中的硫以SO2为主
－烟气中SO3通常较少，0.5~5％
－过量空气系数1.15，含硫量1~4%时，标准状况下烟气
中SO2的含量约为3.143~10g/m3。

3

2 3
2、与石灰石的反应
• 溶于浆液液滴中的SO2、SO3和HCl与浆液中的石灰石的反 应，此步反应的关键是Ca2+的生成
CaCO3 2H Ca 2 CO2 H 2O
Ca 2
再进一步反应
2 Ca 2 SO3 CaSO 3
Ca 2 2HSO3 Ca(HSO2 ) 2
• 石灰作为吸收剂，比石灰心具有更高的活性，其分子虽比石 灰石几乎小50％，因此、单价质量酌脱硫效率比石灰石高约 一倍，是一种高效的吸收SO2，同时也能吸收SO3的脱硫剂。 • 石灰容易吸收空气中的水分。在储运时应注意防潮。
• 石灰主要用在石灰一石膏湿法脱硫、喷雾干燥半干法脱疏和 循环流化风烟气脱硫工艺等。
• 氧化反应
CaSO3 1 2 O2 CaSO4
Ca( HSO3 ) 2 O2 CaSO4 H 2O
• 中和反应
CaCO3 H 2 SO4 CaSO4 CO2 H 2O
CaCO3 2H 2 SO3 Ca( HSO3 ) 2 CO2 H 2O
CaCO2 H 2 SO4 H 2 O CaSO4 2H 2O CO2