湿法烟气脱硫

湿法、半干法、干法烟气脱 硫 技术的综合比较
烟气脱硫方法概述
85%
2%
13%
干法
湿法烟气脱硫 半干法
湿法：
半干法：
干法：
石灰石——石膏法 双碱法 镁法 氨法 海水法 碱液法 循环流化床 喷雾干燥 NID 密相干塔 活性炭吸附 荷电干式吸收剂喷射 电子束照射
湿法烟气脱硫技术的介绍
湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态 下脱硫和处理脱硫产物。 据美国环保局(EPA)的统计资料，全美火电厂采用湿 式脱硫装置中，湿式石灰法占39.6%，石灰石法占47.4%， 两法共占87%；双碱法占4.1%， 碳酸钠法占3.1%。世界 各国(如德国、日本等)，在大型火电厂中，90%以上采用 湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。 在国内外燃煤发电厂中，湿法烟气脱硫中，石灰石/石 灰——石膏法、石灰石/石灰抛弃法烟气脱硫，占烟气脱硫 总量的83%左右，目前，国内有一部分钢铁企业的烧结烟 气脱硫也采用这种工艺。 这里主要对湿式石灰\石灰石——石膏法、海水法、双碱法、 氨法进行了比较介绍。
1、脱硫塔；2、引风机；3、烟囱；4、综合池；5、石灰熟化池；6、钠碱罐；7、泵
脱硫工艺主要包括5 个部分： （1）吸收剂制备与补充； （2）吸收剂浆液喷淋； （3）塔内雾滴与烟气接触混合； （4）再生池浆液还原钠基碱； （5）石膏脱水处理
与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法原则上有以下 优点： （1）用NaOH 脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中 对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。 （2） 吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内 堵塞和磨损，提高了运行的可靠性；同时可以用高效的板式塔或填 料塔代替喷淋塔，使系统结构更紧凑，降低了设备费用。 （3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高 的脱硫效率，一般在90%以上。 （4）对脱硫除尘一体化技术而言，可提高石灰的利用率，降低运 行费用。 缺点： （1）Na2SO3氧化副反应产物Na2SO4 较难再生，需不断的补充NaOH 或Na2CO3 而增加碱的消耗量。另外，Na2SO4的存在也将降低石膏的 质量。 （2） 实际使用中存在脱硫后的烟气带水问题，因此脱水工艺和设 备待进一步改进。
技术特点
利用烟气的热能蒸发掉浆液的水分, 这样液气比将受到 限制, 所以该工艺对于燃用高硫煤的电厂,脱硫效率受到一 定的限制。在原料的制备和输送方面也存在一些问题, 商品 石灰的供应以及纯度均难以保证, 输送高浓度的浆液存在很 多困难, 这就对脱硫效率产生很大影响。在脱硫废料的综合 利用方面进展缓慢, 废料的处置是个问题。
2.喷雾干燥法
该方法是在锅炉尾部装设一吸收塔, 烟气在进入除尘器 前先进入吸收塔。
原理
在锅炉尾部装设一吸收塔, 烟气在进入除尘器前先送入 吸收塔。同时将制备好的石灰浆液喷雾入吸收塔。在塔内烟 气和石灰浆液发生物理和化学作用。浆液蒸发干燥、烟气增 湿冷却, SO2被Ca( OH) 2 吸收, 生成粉状亚硫酸钙和硫酸钙, 然后随烟气进入除尘器。
工艺
该工艺系统主要包括： 吸收剂制备系统、烟气
系统、二氧化硫吸收系
统、石膏脱水及储存系 统、公用工程系统等
优点:
1) 吸收浆液循环利用, 钙硫比低，一般不超过1. 05 ,脱硫吸收 剂的利用率很高; 2) 吸收剂资源丰富, 价格也很便宜; 3) 脱硫效率高( 95% 以上) ; 4) 脱硫后的烟气中不但二氧化硫浓度很低, 而且烟气含尘量也 大大减少; 5) 对煤种的适应性好,尤其适用于高硫煤, 副产品石膏也可以作 为建材使用。 缺点: 占地面积大、投资和运行费用较高、耗水量大且废水处理费用 高、副产物石膏在我国不易再利用等问题。
优点：
1 、工艺简单，运行可靠； 2、无磨损、堵塞和结垢问题，系统可靠性高； 3、不需要设置陆地废弃物处理厂，最大程度减小了对环境的负面影 响； 4、脱硫效率高，可达90%以上，有明显的环境效益和运行保证率； 5、占地少； 6、运行的投资费用低，一般占电厂投资的7%~8%，全烟气处理时 系统电 耗占机组发电量的1-1.5%左右，无需采购、运输、制备其 他添加剂； 缺点： 1、吸收塔出来的海水具有较强的酸性( pH 值一般在3 左右) , 必须用 大量的海水进行中和( 脱硫水比例为5% , 中和用海水比例为95% ) , 同时排水对海洋环境会产生一定的影响。 2、适用范围小。一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷 却水及燃用低硫煤的电厂。 3、海水脱硫要求燃料中重金属元素含量低
技术特点
a.NID工艺中CaO的消化及灰循环增湿的一体化设计，结构紧凑。 b.加水增湿的混合灰进入反应器后，对提高脱硫效率是非常有利的。因烟气 温度的下降及湿度的增加，减慢吸收剂表面饱和水分的蒸发，增加吸收剂表 面平衡水分的停留时间，可使烟气中的SOx等酸性气体分子更易在吸收剂的表 面冷凝、吸着，并离子化。 c.由于实行含钙脱硫灰高倍比循环，循环灰中颗粒间的剧烈摩擦，使得被钙 盐硬壳所包埋的未反应的部分吸收剂重新裸露出来继续参加反应，故吸收剂 的有效利用率是很高的。 d.新鲜吸收剂的连续补充和大量脱硫灰的循环，又经过增湿混合，使得吸收 剂在反应器中维持着较高的有效活性浓度,这就确保了能达到85%以上的脱硫 效率。而且在不改变装置的配置情况下，可通过调节操作参数(Ca/S、操作温 度、循环比等)，达到更严格的环保要求。 e.整个装置结构紧凑、占用空间小，装置运行可靠。 f. CaO的消化无气力输送、无消石灰的中间存储系统，能物耗低，运行成本 低。 g.属循环半干法、系统无污水产生，终产物适宜用气力输送。 h.对所须吸收剂要求不高，可广泛取得；循环灰的循环倍率可达30—150倍， 使吸收剂的利用率提高到95%以上。
利用循环流化床脱硫反应时间长，钙利用率高，在较 低钙硫比下，可达到与湿法相当的脱硫率、处理后烟气 可直接排出，无需加热。无废水排出。对环境污染小。
但脱硫后的产物为亚硫酸钙和硫酸钙、未反应的氧化 钙与飞灰的混合物，综合利用受到一定的限制；流化床 烟气脱硫系统的阻力大。烟气一次性经过循环流化床的 停留时间短；循环流化床运行的稳定性不是很好
与湿法相比，不需要废水处理装置和烟气再加热装置， 且不需要占据大空间，腐蚀小，但需要庞大的制浆系统和良 好的雾化喷淋系统且对脱硫剂的要求较高。
3.NID法
NID（Novel Integrated Desulfurization）烟气脱硫技 术是ALSTOM公司在其完成120多套干法（半干法）脱硫装置工 程的基础上发展而成的具有创造性的新一代烟气半干法脱硫 工艺.
由凝汽器出来的冷却水 ( 海水) 约有20% 进入洗涤 塔,以塔顶喷入, 烟气从塔底 进入。塔内的吸收段装满填 料, 以增大气液的接触面, 提高SO2 的吸收效果。目前 海水洗涤塔内完全靠海水的碱度进行脱硫,其化 达98% 学反应式如下: SO2+H20+1/2O2→SO42- +2H+; 此时海水中原有的HCO3- 与H+ 作用 HCO-3+H+→CO2+H2O; 而SO4 2-留在海水中, 成为酸性废水, 送至水处理 厂, 使其最终成为硫酸盐( Mg SO4 或MgSO3) , 可溶于水, 排入大海。 脱硫率可达90% 以上, 最高
1、湿式石灰\石灰石——石膏法
原理：利用SO2 气体在水中有良好的溶解性能,并可以引起连 锁反应, 使其与CaCO3 中和成CaSO4 而排出, 达到脱硫目的
吸收塔内的化学反应过程 ( 1) 吸收过程 SO2+H2O ⇌SO2﹒H2O⇌H2SO3⇌ H+ +HSO-3 ⇌ 2H++SO32( 2) 氧化过程 H2SO3+1/2O2→H2SO4 ( 3) 中和过程 H2SO4+CaCO3→CaSO4﹒2H2O+CO2 在吸收过程中也可能发生 H++HSO3-+ CaCO3→CaSO3﹒1/2H2O+1/2H2O+CO2 但经过完全氧化后, CaSO3 ∙1/2H2O 将最终也成为CaSO4∙2H2O。硫 酸钙是一种溶解性较差的盐类,于是就有硫酸钙的结晶析出。
原理
利用生石灰或熟石灰吸收SO2的原理，把电除尘器或布袋 除尘器捕集下来的具有一定碱度的循环飞灰与新补充的脱硫剂 充分混合、增湿，然后作为吸收剂注入除尘器入口烟道，使之 均匀地分布在热态烟气中。此时吸收剂表面水分被蒸发，烟气 得到冷却，湿度增加，烟气中的SO2、HCl等酸性组份被吸收， 生成CaSO4·1/2H2O和CaCl2·4H2O。被除尘器捕集下来的终产 物和未反应的吸收剂，再部分注入混合增湿装置，并补充新鲜 吸收剂后进行再循环。
原理
将CaO粉与水配消化成干态Ca(OH)2，喷入吸收塔，烟气经增压风 机加压后通过吸收塔底部的文丘里管形成快速气流，吸收剂、循环灰受 到气流的冲击作用而悬浮起来，形成激烈湍动的流化床，同时在文丘里 出口扩散段设一套喷水装置，吸收剂在此与SO2反应，脱硫后的烟气与 吸收塔内颗粒从吸收塔顶部进入除尘器后经过烟囱排放；除尘器内吸收 的固体颗粒，一部分作为灰渣排放，一部分进入吸收塔进行再循环 。
半干法烟气脱硫工艺在国外已是成熟的技术,可 有效去除烟气中SO2、HCl、HF等酸性气体,达到环 保要求。 半干法烟气脱硫工艺在烧结烟气脱硫上的应用 具有技术先进性、环保实用性、经济性等优点,具有 广阔的应用前景。
氨法
湿式氨法是目前较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺， 并且湿式氨法既脱硫又脱氮。 湿式氨法工艺过程一般分成三大步骤： a、脱硫吸收、 b、中间产品处理——直接氧化和酸解 c、副产品制造
锅炉引风机来的烟气，经换热降温至100℃左右进入脱硫塔用氨化液循 环吸收生产亚硫酸铵；脱硫后的烟气经除雾净化入换热器加热至70℃左右后 进入烟囱排放。脱硫塔为喷淋吸收塔。吸收剂氨水（或液氨）与吸收液混合 进入吸收塔。吸收形成的亚硫酸铵在吸收塔底部氧化成硫酸铵溶液，进行脱 水，干燥等，得到固体硫酸铵(含水量2～3%)，再进入干燥器，干燥后的成 品入料仓进行包装，即可得到商品硫酸铵化肥。
海水法
海水烟气脱硫工艺仅适用于沿海电厂。这是ABB Flakt 公司和Norsk Hydro 公司联合开发的Flakt Hydro 工艺。海水 呈碱性, 其pH 值为8. 0~ 8. 3, 碱度为1.2~2.5mmol/ L。很早 以来世界上就有利用碱性海水来吸收烟气中的SO2 的传统。
海水ห้องสมุดไป่ตู้气脱硫工艺
技术特点
a.塔内没有任何运动部件，磨损小，设备使用寿命长，维护量小。 b.脱硫效率高 c.加入吸收塔的消石灰和水是相对独立的，没有喷浆系统及浆液喷嘴，便于控 制消石灰用量及喷水量，容易控制操作温度。 d.单塔处理能力大，已有大型化的应用业绩。吸收塔入口由原来的单文丘里设 计为7个文丘里复式喷嘴，配置7个文丘里单塔CFB-FGD系统已在300MW燃 煤机组得到成功运行。 e.负荷适应性好。可以满足不同的锅炉负荷要求。锅炉负荷在10%—110%范围 内变化，脱硫系统可正常运行。 f.无须防腐。CFB吸收塔内具有两相传质传热条件，使塔内的水分迅速蒸发， 并且可以脱除几乎全部的SO3，烟气温度高于露点20℃左右，因此吸收塔及 其下游设备理论上不会产生粘结、堵塞、腐蚀。 g.良好的操作弹性。当煤的含硫量增加或要提高脱硫效率时，无需增加任何工 艺设备，仅增加脱硫剂的耗量就可以满足更高的脱硫率的要求。
氨法特点
1、完全资源化、变废为宝、化害为利； 2、脱硫副产物价值高； 3、装置阻力小，节省运行电耗； 4、防腐先进、运行可靠； 5、装置设备占地小，便于老锅炉使用； 6、既脱硫又脱硝，适应环保更高要求。
半干法脱硫技术介绍
1.循环流化床法
循环流化床烟气脱硫系统主要由一下单元组成：脱硫剂 进料系统、循环流化床脱硫反应系统、除尘系统、脱硫产物 处理系统、在线检测系统、电气控制系统、烟道系统等 。
双碱法
双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结 垢的缺点而发展起来的。 双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱 硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会形 成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。 另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还 原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。