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脱硫原理与湿式烟气脱硫除尘器原理

2021-01-09 07:12:18

脱硫一般可分为:燃烧前脱硫、燃烧过程中脱硫(炉内脱硫)和燃烧后脱硫(烟气脱硫FGD)。

一、燃烧前脱硫

燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化等。物理洗选煤法脱硫较经济,但只能脱无机硫;化学法脱硫虽效果良好,但生产成本昂贵,还无法实现工业应用;煤的气化和液化还有待于进一步研讨完善。

二、燃烧过程中脱硫(炉内脱硫)

燃烧中脱硫,是向炉内加入固硫剂,如CaCO3等,使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣排出。主要脱硫工艺有:炉内喷钙、常压流化床、增压流化床等。

1、LIFAC脱硫工艺

LIFAC工艺是在炉膛内喷入石灰石粉进行初步脱硫,脱硫脱硝除尘器在尾部的活化反应器喷入增湿水,使未利用的石灰石粉得到进一步利用,以提升脱硫速率。再利用锅炉配置的除尘器将脱硫灰与飞灰一起进行捕集。

2、循环流化床锅炉脱硫工艺

该技术是近几年发展并被普遍应用的一种脱硫工艺。其脱硫Ca/S为1.8~2.5时,脱硫速率可达90%左右)、系统简单、投资省、运行费用低,且由于其低温燃烧和分级送风,可以同时控制氮氧化物的排放,具有良好的环保性能,是我国洁净煤燃烧技术的发展方向之一。该技术不同于其它烟气脱硫工艺,它以细小的石灰石颗粒做固硫剂,按比例直接送入燃烧室,用燃烧方式脱除SO2的工艺。

三、燃烧后脱硫

主要是指锅炉燃烧后尾部烟气脱硫技术FGD)。该技术是当前应用较广、速率较不错的脱硫技术。对燃煤电厂而言,在今后相当长的一段时期内,FGD将是控制SO2排放的主要方法。

1、烟气循环流化床脱硫工艺

该技术是以循环流化床原理为基础,通过吸收剂在反应塔内多次再循环,使烟气中SO2等气体与吸收剂充足接触,从而地提升了吸收剂的利用率,在Ca/S摩尔比)为1.2一1.5时,脱硫率可达90%左右。

2、海水脱硫

海水通常呈碱性,自然碱度约为1.2一2.5mmol/L,这使得海水具有的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。一些公司利用海水的这种特性,制造并成功地应用海水洗涤烟气中的SO2,达到烟气净化的目的。海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统等组成。

3、干式烟气脱硫工艺

喷雾干式烟气脱硫工艺,是用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触,石灰浆液与502反应后生成一种干燥的固体反应物,较后连同飞灰一起被除尘器收集。

4、湿法FGD工艺

石灰石石灰)一石膏湿法脱硫工艺主要是采用石灰石(CaCO3)、石灰CaO)或碳酸钠(NaZCO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进行洗涤,从而除去烟气中的502。烟气中502与浆液中的碳酸钙或氧化钙)以及鼓入的氧化空气进行化学反应,较终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去细小液滴,经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。按脱硫副产物一石膏的处置方式划分,可分为:抛弃和回收两种方法。

5、电子束烟气脱硫工艺

电子束烟气脱硫(简称EBA)技术是一种物理与化学相结合的。当电子束照射含有水蒸气的烟气时,会使烟气中的分子如:O2、H2O等处于激发态离子或裂解,产生强氧化性的自由基O、OH、HO2和O3等。这些自由基对烟气中的SO2和NO进行氧化,转化成SO3和NO2或相应的酸。在氨存在的情况下,生成较稳定的硫铰和硫硝铰固体,通过除尘器捕集下来从而达到脱硫脱硝的目的,其脱硫速率可达80%左右。

一、湿式烟气脱硫除尘器原理及分类

湿式烟气脱硫除尘器是通过含尘气流与液体(一般为水)密切接触,利用水滴和尘拉的惯性及其它作用捕集尘粒或使粗径增大,使尘拉从气流中分离出来,如果在水中加入脱硫剂(石灰/石灰石法),烟气中的二氧化硫与液体中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐沉淀下来除去,从而达到脱硫除尘目的。

湿式烟气脱硫除尘工艺主要分为湿法抛弃流程、湿法回收流程。有资料表明,烟气中二氧化硫浓度一般低于0.5%(按体积计),由燃料的含硫量决定。考虑到烟气脱硫的主要困难在于烟气体积大、二氧化硫浓度低、二氧化硫总量大,因此湿式脱硫除尘工艺主要采用湿法抛弃流程(即烟气中除去的硫以钙盐形式被抛弃),烟尘则利用惯性、布朗运动、重力沉降下来除去。

二、湿式烟气脱硫除尘器多种多样,按注水方式可分为以下几种:

1、冲击式

烟气进入除尘器后强烈冲击液体,形成大量水花,使气液充足接触,尘粒被液滴所捕获。该除尘器与清灰装置和水位自动控制装置组成一套机组,具有使用、管理、维修方便,用水量少等优点。

2、旋风水膜式

采用喷雾或其它方式,使旋风除尘器的内壁形成薄层水膜,烟气进入除尘器后在内壁上旋转与液体碰撞、接触,尘粒通过离心力和液体捕集而除去。

3、喷淋式

在空干塔内喷水使其逆向与上升的含尘气体相接触,利用尘粒与水滴接触碰撞而相互凝集成粒团聚,使其重量增加,靠重力作用而沉降下来。

烟气通过湿式脱硫除尘后,温度与含湿量变化很大,烟气温度通常在60一70℃左右,含湿量明显增大,一般为10%一15%左右。由于烟气温度大幅降低,且由于引风机的抽吸作用,烟气中不仅含有饱和水蒸气,而且还有部分细小水滴。烟气带水引起风机振动,清灰次数增多。烟气带水主要有两方面原因:一是设计制造方面的原因,如脱水器设计不合理,临界烟速选择不当;二是运行方面原因,突出表现在锅炉工不按操作规程运行,少水运行、使水大量雾化。另外环境因素如设备冬季运行、室外温度低以及脱硫除尘以后的烟气处于饱和状态、烟道内壁结露等也有影响。

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