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燃煤脱硫方法有哪些?

2019-03-07 10:30  来源:除灰脱硫脱硝技术联盟   浏览:  

随着工业的发展,二氧化硫造成大气污染及其危害,已日益成为人们关注的环境问题。因此,控制燃煤锅炉排放的二氧化硫,对于控制大气污染,改善生态环境有着举足轻重的意义。

下面就脱硫的方法及其比较作一简要的先容。

按与燃烧的结合点区分,脱硫方法有:a.燃烧前脱硫—~煤脱硫; b燃烧中脱硫——炉内脱硫; C.燃烧后脱硫———烟气脱硫。

按脱硫后有无付产品回收区分有抛弃法和回收法。

1 煤脱硫

浮选法工业应用,主要有:强磁分选、细菌处理、苛性碱浸提等方法只用于脱除无机硫;微波辐射、溶剂浸提、热分解、酸碱处理、氧化还原处理、亲核置换宰方法能同时脱除有机硫和无机硫,其中强磁分选与微波辐射较受重视。

1.机械分选法(MF)

利用煤质与灰中无机硫比重不同,用浮选法浮选,用水作浮选剂。

2 . 强磁分选法(HMS)

利用强磁场将煤中顺磁性的无机硫与反磁性的煤质分离。

3 . 微波辐射法(MCD)

用电磁波照射经水或碱或三氯化铁盐类处理过的50~100℃煤粉,能使煤粉中的Fe一S和C—S等化学键发生共振而裂解,形成的游离硫可与氢、氧反应生成硫化氢、二氧化硫低分子等气体,从煤中逸出,将逸出的气体收集处理,可以得到硫磺付产品。

2 炉内脱硫

1、石灰石注入炉内分段燃烧(LIMB)

为了抑制二氧化氮,后来发展为喷钙,采用合适的受热面布置,可使炉内温度控制在 850~950℃,因而抑制了二氧化氮 。当 Ca/S比为2时,同时获得50%左右的脱硫效率。用石灰石及消石灰作脱硫剂,Ca/S摩尔比为2时,脱硫效率分别为32和44%。该法适用干老厂改造。

2.炉内注入石灰石并活化氧化钙法(LIFAC)

将石灰石于锅炉的1150℃左右区段注入,碳酸钙迅速分解成氧化钙,同时起到一些固硫作用。在尾部烟道适当部位(一般在空气预热器与除尘器之问)设置增湿活化反应器,使未反应的氧化钙水合成氢氧化钙,进一步脱硫,总脱硫率70%。采用压力消化石灰代替石灰石,可以进~步提高脱硫剂的利用率和脱硫效率; Ca/S— l、5时,脱硫率达80%。这是因为用加压水化,在快速缺压出料中,水合物爆裂,形成高度分散的微粒,既有利于直接喷粉,且其脱硫率最高。但该法不能同时脱除二氧化氮,该法适用干老厂改造。

3 烟气脱硫(FGD)

按照处理状态分为干法和湿法两类。

1、干法——脱硫过程多数属气固反应,速度相对较低,烟气在反应器中的流速较慢,延长反应时间,故设备较庞大,但脱硫后的烟气降温较少或不降温,故不需再加热(耗能少),即可满足排放扩散要求。此外,二次污染少、无结垢、堵塞、可靠性高。

(1)BF移动床活性炭脱硫(BF/FW)

用活性炭作脱硫剂,在脱硫移动床中与约100℃烟气错流接触,以脱除二氧化硫,脱硫率90%以上。吸附了二氧化硫的活性炭在再生移动床中与 500~ 600 ℃热砂(或其它热载)体合,被炭还原成二氧化硫逸出,用于制硫酸,向烟气中添加氨用双层床处理,可同时脱除80%的二氧化氮。

(2)电子束照射法 (EK)

其原理是:含水分的烟气在电子束的照射下,烟气中的水被激活裂解成HO、O等强氧化剂,能迅速将二氧化硫和二氧化氮氧化成三氧化硫和五氧化二氮,再与添加的氨化合成硫铵和硝铵,用除尘器收集作为肥料付产品。脱硫率90%,脱硝率80%。整套装置电耗高,约占厂发电量的10%。

(3)喷雾千燥法(SDA)

它是七十年代发展起来的。它是用石灰奖作脱硫剂,用雾化器将石灰浆水溶液喷入吸取塔内,石灰浆以极细的雾滴与烟气中的二氧化硫接触。并发生化学反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙。利用烟气中的热量使雾滴的水份汽化,干燥后的粉未随脱硫后的烟气带走,用除尘器捕集,脱硫率70~90%;当Ca/S—1.5时,脱硫率为85%,这是~种在湿状态下脱硫。在干状态下处理脱硫产物的方法,亦称为半干式。喷雾干燥加布袋除尘,脱硫率可达90%以上.允许煤含硫量可达3%,可与湿法相竞争,这种方法的主要特点是;因吸取塔出来的废料是干的,与湿式石灰石法相比.省去了庞大的废料处理系统,使工艺流程大为简化,该法的关键技术是石灰石浆液的雾化器和吸取干燥塔。现在使用最广泛的是离心转盘雾化器。因此,该法在我国应用前景好。

(4)粉煤灰干式脱硫

脱硫剂由粉煤灰、消石灰和石膏为原料,制成颗粒状将它们装在吸取塔中形成移动层。当脱硫剂在塔中自上而下地移动时,其中的消石灰氢氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成石膏,而脱硫剂中的煤灰和石膏则起活性媒体的作用。用过后的脱硫剂还可以作为生产脱硫剂的原料再被重新利用。

2、湿法——其基本过程是用脱硫溶液洗涤烟气,气液传质过程一般较气固快,设备相对较小,效率较高(90%),运行可靠。主要缺点是;工艺复杂,占地面积大,投资费用高,净化后的烟温较低,需对其再加热,以利排放后扩散。

(1)石灰石或石灰洗涤法(LW)

使用氧化钙或碳酸钙浆液在湿式洗涤器中吸取二氧化硫,浆液从塔顶向下喷淋,烟气从塔底向上流动,使二氧化硫与浆液充分接触。大部分生成亚石膏固体,一般均将其氧化成石膏,可作为废渣抛弃,也可回收石膏。研究发现:加入氧化钙可以将石灰浆的吸取能力提高10~15倍。主要关键技术之一是用泥浆洗涤中需防止堵塞与结垢,可采用石灰石一石膏加添加剂甲酸(HCOOH),生成易溶于水的硫酸氢盐,而不是难溶于水的亚硫酸钙,较好地解央了结垢与堵塞问题。此外,还有废液处理和排烟再加热问题。

(2)亚硫酸钠循环洗涤法 (W—L法)

石灰/石灰石法后期生成的付产品价值甚低,而且往往无法外理。(W一L)法就是寻求回收付产品新途经基础上发展起来的。利用30%左右的碱液(如碳酸钠溶液)洗涤烟气吸取二氧化硫产生亚硫酸氢钠,在105℃封闭系统中进行热分解,使亚硫酸钠再生,重复使用。同时获得浓二氧化硫气体,可压缩成价格较高的液体二氧化硫,也可制成硫酸或硫磺产品,脱硫率95%。该法缺点是:投资大,运行费用较高(碱耗高),系统中由于亚硫酸盐的生成,随之而来的是PH值的降低和腐蚀加剧,适用于有碱源的地区采用。

(3)磷铵肥法(PAFP)

它是一种直接付产氮磷复合肥料的烟气脱硫方法。其过程包括催化脱硫制酸,即利用活性炭吸附将姻气中的二氧化硫脱除下来,再和水蒸汽反应生成稀硫酸,然后用稀硫酸分解磷矿石制取磷酸。用氨中和磷酸制得磷铵作为二级脱硫剂,所得到的肥料浆经过氧化并在蒸发设备中浓缩和干燥机中干燥。最后变固体氮磷复合肥料,具有较高的经济效益。而且该法系统简单、经济效益好,投资费用低、运行可靠,无堵塞问题。炉内喷钙脱硫虽然脱硫效率较烟气脱硫去较低,但投资和运行费用较低,能耗较低,工艺过程简单。因此,比较适用于小容量、燃低硫煤的和排放量超标的老厂机组。对需要脱硫的大机组,可采用LIFAC效率较高或其它脱硫工艺。

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