技術(shù)成熟和可靠性高:石灰石-石膏法是一種非常成熟的煙氣脫硫技術(shù),自20世紀(jì)80年代以來(lái)廣泛應(yīng)用于全球的火電廠中。其技術(shù)已經(jīng)非常成熟,運(yùn)行可靠性高,設(shè)備和技術(shù)容易獲取。
資源豐富且價(jià)格低廉:石灰石作為脫硫劑,來(lái)源廣泛且價(jià)格便宜。石灰石資源豐富,易于運(yùn)輸和保存,這使得石灰石-石膏法在經(jīng)濟(jì)上具有很大的優(yōu)勢(shì)。
脫硫效率高:石灰石-石膏法的脫硫效率非常高,通常可以達(dá)到90%以上,甚至在某些裝置中可以超過(guò)95%。這種高效率使得該方法能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,滿(mǎn)足嚴(yán)格的環(huán)保要求。
適應(yīng)性強(qiáng):石灰石-石膏法對(duì)煤種變化、負(fù)荷變化和脫硫率變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,特別適用于大容量機(jī)組(如200MW及以上)和燃用含硫量較高的煤種。
副產(chǎn)品可利用:脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的石膏是一種有價(jià)值的副產(chǎn)品,可以用于建筑材料或肥料等工業(yè)應(yīng)用,這不僅減少了廢物處理的成本,還增加了經(jīng)濟(jì)效益。
系統(tǒng)穩(wěn)定且無(wú)氨逃逸問(wèn)題:石灰石-石膏法系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,吸收劑不存在揮發(fā)性問(wèn)題,也無(wú)氨逃逸問(wèn)題,這使得其在實(shí)際應(yīng)用中更加安全可靠。
盡管石灰石-石膏法存在一些缺點(diǎn),如初期投資和運(yùn)行成本較高、占地面積大、系統(tǒng)管理復(fù)雜等,但其綜合優(yōu)勢(shì)使其成為目前國(guó)內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的首選工藝。特別是在內(nèi)陸電廠或資源豐富的地區(qū),石灰石-石膏法因其經(jīng)濟(jì)性和高效性而被廣泛采用。
]]>技術(shù)規(guī)范與設(shè)計(jì)要求:
脫硫裝置的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)符合國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煙氣循環(huán)流化床法煙氣脫硫工程通用技術(shù)規(guī)范》(HJ 178—2018)等。
施工過(guò)程中使用的設(shè)備、材料必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并取得供貨商的產(chǎn)品合格證后方可安裝和使用。
工程驗(yàn)收應(yīng)按相應(yīng)專(zhuān)業(yè)驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行,包括土建施工質(zhì)量驗(yàn)收、機(jī)械設(shè)備安裝質(zhì)量驗(yàn)收、電氣裝置驗(yàn)收等。
運(yùn)行與維護(hù):
脫硫裝置的運(yùn)行應(yīng)根據(jù)燃料、原料及主體工程負(fù)荷的變化及時(shí)調(diào)整,確保SO2連續(xù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
定期檢查和維護(hù)各類(lèi)設(shè)備、電氣和自控儀表,確保裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
在停運(yùn)時(shí),需及時(shí)排空并清洗管道和設(shè)備,避免二次污染。
維護(hù)人員應(yīng)熟悉維護(hù)保養(yǎng)規(guī)定,定期檢查、更換或維修必要部件,并做好詳細(xì)記錄。
安全管理:
脫硫裝置不得在超過(guò)設(shè)計(jì)負(fù)荷的條件下長(zhǎng)期運(yùn)行。
應(yīng)制定脫硫工程事故應(yīng)急預(yù)案,儲(chǔ)備應(yīng)急物資,并定期組織相關(guān)演習(xí)。
在操作過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程,操作人員需接受培訓(xùn),掌握脫硫塔操作要領(lǐng),正確穿戴個(gè)人防護(hù)用品。
環(huán)境保護(hù):
脫硫廢水處理系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并定期檢查吸收塔、換熱器等設(shè)備的腐蝕、結(jié)晶和堵塞情況。
副產(chǎn)品應(yīng)妥善堆放、貯存、運(yùn)輸和利用,避免二次污染。
對(duì)可能產(chǎn)生粉塵污染的裝置,宜采用全負(fù)壓密閉操作,并盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化作業(yè)。
經(jīng)濟(jì)性與效率:
脫硫系統(tǒng)的增容改造應(yīng)提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和效率,以滿(mǎn)足高硫煤種的環(huán)保排放要求。
通過(guò)技術(shù)改造,如增加噴淋層、液體再分布裝置等,可以有效降低二氧化硫排放濃度。
其他注意事項(xiàng):
在脫硫系統(tǒng)中,應(yīng)避免將固體脫硫劑直接加入系統(tǒng),再生停留時(shí)間應(yīng)控制在12-15分鐘。
脫硫液溫度應(yīng)控制在35-45°C之間,操作要平穩(wěn),保持再生槽硫沫連續(xù)溢流。
脫硫改造需要綜合考慮技術(shù)規(guī)范、運(yùn)行維護(hù)、安全管理、環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)方面,以確保改造后的系統(tǒng)能夠安全、高效、穩(wěn)定地運(yùn)行。
]]>氨法脫硫技術(shù)具有較高的脫硫效率,通??梢赃_(dá)到95%以上,且副產(chǎn)品硫酸銨具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,可以作為化肥使用,因此在環(huán)保性和資源再生利用方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。然而,氨法脫硫存在氨損失、能耗大以及加熱器材質(zhì)要求高等問(wèn)題。此外,氨法脫硫系統(tǒng)不排廢水,但其漿液中的氯離子和氟離子濃度較高,可能導(dǎo)致腐蝕問(wèn)題。
相比之下,石灰石-石膏法脫硫技術(shù)雖然占地面積較大,漿液循環(huán)量和耗電量較高,但其脫硫效率也高達(dá)95%,且運(yùn)行成本已大幅降低。石灰石-石膏法的副產(chǎn)品為石膏,主要用于建材行業(yè),具有一定的市場(chǎng)價(jià)值。然而,該技術(shù)的缺點(diǎn)包括系統(tǒng)復(fù)雜、初始投資大、水耗大等。
從技術(shù)改造的角度來(lái)看,氨法脫硫改造為石灰石-石膏法脫硫需要考慮以下幾點(diǎn):
設(shè)備調(diào)整:氨法脫硫塔的設(shè)計(jì)與石灰石-石膏法脫硫塔有所不同,需要對(duì)塔內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)石灰石-石膏法的工藝流程。
漿液制備:石灰石-石膏法需要將石灰石磨成粉并制成漿液,這與氨法脫硫的液氨或廢氨水不同,需要額外的設(shè)備和工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。
能耗與成本:石灰石-石膏法的能耗相對(duì)較高,且系統(tǒng)復(fù)雜度較高,因此改造過(guò)程中需要評(píng)估整體的能耗和運(yùn)行成本是否合理。
安全性:石灰石-石膏法不涉及危險(xiǎn)化學(xué)品的使用,安全性較高,而氨法脫硫存在氨泄漏的風(fēng)險(xiǎn),需要采取相應(yīng)的安全措施。
環(huán)保性:石灰石-石膏法的副產(chǎn)品石膏可以用于建材行業(yè),而氨法脫硫的硫酸銨則可以作為化肥使用,兩者在環(huán)保性方面各有優(yōu)勢(shì)。
改造氨法脫硫?yàn)槭沂?石膏法脫硫是一個(gè)復(fù)雜的工程任務(wù),需要綜合考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性以及環(huán)保要求。建議在進(jìn)行改造前進(jìn)行全面的技術(shù)評(píng)估和經(jīng)濟(jì)分析,以確保改造后的系統(tǒng)能夠高效、安全地運(yùn)行,并符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
]]>半干法脫硫:在半干法脫硫中,生石灰通常經(jīng)過(guò)消化變?yōu)闅溲趸}漿液,然后噴入煙氣中進(jìn)行反應(yīng)。這種情況下,脫硫溫度一般在70℃左右,煙氣未達(dá)到飽和,無(wú)需再熱即可排入煙囪。
干法脫硫:干法脫硫技術(shù)中,石灰粉經(jīng)過(guò)消化后進(jìn)入反應(yīng)器,與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。干法的操作溫度一般控制在60-110℃之間。
濕法脫硫:在濕法脫硫工藝中,吸收塔入口煙氣的溫度一般建議為80℃到170℃之間,以確保脫硫效率。此外,有證據(jù)表明,濕法脫硫后的凈煙氣溫度一般在50-70℃之間,這取決于具體的工藝設(shè)計(jì)和操作條件。
其他情況:在某些特定的工藝如中,爐內(nèi)噴鈣增濕活化法(LIFAC),最佳的脫硫溫度范圍為850℃到1150℃。然而,這種方法主要用于高溫條件下的鍋爐煙氣處理。
生石灰煙氣脫硫所需的溫度范圍較廣,具體取決于所采用的脫硫技術(shù)和工藝條件。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的工藝要求和設(shè)備條件來(lái)確定合適的溫度。
]]>干法脫硫的優(yōu)勢(shì):
工藝簡(jiǎn)單:干法脫硫的工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備簡(jiǎn)單,占地面積小,投資和運(yùn)行費(fèi)用較低。
能耗低:干法脫硫過(guò)程中不需要大量的水和能源,因此可以節(jié)省能源消耗,降低生產(chǎn)成本。
無(wú)腐蝕問(wèn)題:由于不涉及大量水和化學(xué)反應(yīng),設(shè)備腐蝕程度較輕,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
副產(chǎn)物易于處理:干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品通常是干燥的,更易于處理和運(yùn)輸。
無(wú)需污水處理系統(tǒng):干法脫硫不需要額外的水處理系統(tǒng),節(jié)約水資源,避免了廢水處理的需求。
適用于低硫含量氣體:干法脫硫特別適合于含硫量較低的氣體,如天然氣、油田氣等。
濕法脫硫的優(yōu)勢(shì):
高脫硫效率:濕法脫硫通常具有較高的脫硫效率,可達(dá)90%以上,甚至更高。
煙氣脫硫的基本原理及方法
煙氣脫硫的基本原理及方法
技術(shù)成熟:濕法脫硫技術(shù)較為成熟,生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠,適用范圍廣。
副產(chǎn)品易處理:濕法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品如石膏等可以回收利用,作為建筑材料或肥料。
反應(yīng)速度快:濕法脫硫的氣液反應(yīng)速度快,能夠迅速將煙氣中的二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。
適用性強(qiáng):濕法脫硫適用于各種規(guī)模的氣體處理,尤其在大型脫硫廠中廣泛應(yīng)用。
然而,每種方法也存在一些劣勢(shì)。例如,干法脫硫的脫硫效率通常低于濕法脫硫,并且設(shè)備龐大、投資大。而濕法脫硫則面臨設(shè)備復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)成本高、能耗高等問(wèn)題。
選擇合適的脫硫技術(shù)需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行綜合考慮。例如,在水資源緊張的地區(qū),干法脫硫可能更為合適;而在需要高效脫硫且副產(chǎn)品可回收利用的情況下,濕法脫硫可能是更好的選擇。
]]>此外,循環(huán)流化床鍋爐的脫硫過(guò)程還涉及多次循環(huán)和反復(fù)的低溫燃燒與脫硫反應(yīng),這使得脫硫劑(如石灰石粉)能夠充分與煙氣接觸,提高了脫硫效率。石灰石粉的最佳粒徑一般控制在0.1-0.5mm范圍內(nèi),以確保其反應(yīng)表面足夠大,同時(shí)避免因粒徑過(guò)細(xì)而導(dǎo)致的輸送和反應(yīng)效率問(wèn)題。
循環(huán)流化床鍋爐的脫硫技術(shù)不僅適用于常規(guī)燃煤鍋爐,還可以通過(guò)改造應(yīng)用于煤泥等低熱值燃料的鍋爐中,盡管煤泥鍋爐的SO?排放濃度不穩(wěn)定,但通過(guò)合理調(diào)整石灰石粉的添加量和反應(yīng)條件,仍可以實(shí)現(xiàn)有效的脫硫。
循環(huán)流化床鍋爐脫硫技術(shù)以其高效、環(huán)保、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),在現(xiàn)代火力發(fā)電廠中得到了廣泛應(yīng)用,并且隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化和改進(jìn),其應(yīng)用范圍和效果將進(jìn)一步提升。
]]>濕法脫硫技術(shù):濕法脫硫技術(shù)包括石灰石-石膏法、氨法、噴霧干燥法和循環(huán)流化床法等。這些方法通過(guò)氣液反應(yīng)快速去除SO?,通常脫硫效率可以達(dá)到95%以上。然而,濕法脫硫可能會(huì)產(chǎn)生二次污染,如廢水處理問(wèn)題。
半干法脫硫技術(shù):半干法脫硫技術(shù)如循環(huán)流化床法,通過(guò)延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間和增大鈣硫比來(lái)提高脫硫效率,通??梢赃_(dá)到99.8%的脫硫效率。這種方法相比濕法脫硫設(shè)備腐蝕小、無(wú)明顯溫降,更有利于煙囪排氣擴(kuò)散。
干法脫硫技術(shù):干法脫硫技術(shù)如活性炭吸附法,通過(guò)吸附劑對(duì)SO?進(jìn)行吸附,再通過(guò)再生過(guò)程回收利用。這種方法具有流程短、設(shè)備投資省、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù):SCR技術(shù)是目前主流的脫硝方法,通過(guò)催化劑使NH?與NOx反應(yīng)生成氮?dú)夂退?,脫硝效率高,通常?50-420℃溫度范圍內(nèi)效率可達(dá)90%以上。然而,SCR技術(shù)對(duì)煙氣中的粉塵含量要求較高,容易造成催化劑堵塞,并且部分SO?會(huì)轉(zhuǎn)化為SO?,導(dǎo)致后續(xù)設(shè)備腐蝕。
非選擇性催化還原(SNCR)和高溫SCR組合技術(shù):SNCR技術(shù)在高溫條件下直接將氨水噴入煙氣中進(jìn)行脫硝,而高溫SCR則在較低溫度下進(jìn)一步提高脫硝效率。這種組合技術(shù)可以有效處理NOx超標(biāo)問(wèn)題,并且活性焦脫硫可以協(xié)同處理SO?,同時(shí)對(duì)二噁英及重金屬也有一定的去除效果。
新型材料吸附法:一些新技術(shù)如微晶材料吸附法,通過(guò)吸附劑同時(shí)去除SO?和NOx,具有無(wú)二次污染、資源可回收利用的優(yōu)點(diǎn)。
球團(tuán)煙氣的脫硫脫硝技術(shù)多種多樣,每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。選擇合適的工藝需要綜合考慮脫硫脫硝效率、運(yùn)行成本、設(shè)備腐蝕、二次污染等因素。
]]>具體來(lái)說(shuō),小蘇打脫硫過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟:
化學(xué)反應(yīng):小蘇打(碳酸氫鈉)在高溫條件下分解生成碳酸鈉(Na2CO3)、水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)。生成的碳酸鈉具有較高的反應(yīng)活性,能夠迅速與煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈉(Na2SO4)。
物理吸附:除了化學(xué)反應(yīng)外,小蘇打還可以通過(guò)物理吸附的方式去除煙氣中的酸性污染物和其他微量物質(zhì)。
設(shè)備應(yīng)用:小蘇打脫硫通常應(yīng)用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括脫硫劑供應(yīng)系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)和引風(fēng)機(jī)等設(shè)備。通過(guò)稀相粉塵輸送系統(tǒng)將超細(xì)磨粉的小蘇打粉均勻噴射到煙氣中,以提高脫硫效率。
副產(chǎn)物處理:生成的硫酸鈉可以通過(guò)布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
優(yōu)勢(shì)與局限:小蘇打脫硫具有成本低、無(wú)廢水排放、副產(chǎn)物可回收等優(yōu)點(diǎn),適用于煤電廠、垃圾焚燒廠等工業(yè)領(lǐng)域。然而,小蘇打價(jià)格較高,且在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用中可能會(huì)產(chǎn)生二次污染,需要額外處理。
小蘇打脫硫技術(shù)是一種高效且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的煙氣凈化方法,尤其適用于干法煙氣脫硫領(lǐng)域,但其應(yīng)用效果受多種因素影響,如小蘇打的投加量、煙氣溫度和SO2濃度等。
]]>在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液充分接觸,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成硫酸鈣,隨后結(jié)晶形成二水石膏。 脫硫后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴,再通過(guò)換熱器加熱升溫后排放到大氣中。
石灰石膏法脫硫具有高效、低成本的特點(diǎn),脫硫效率通??蛇_(dá)到95%以上。此外,該技術(shù)對(duì)煤種和負(fù)荷變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,適用于各種含硫煤種的煙氣處理。石膏作為副產(chǎn)品,可以綜合利用,如用于制造墻板材料等。
石灰石膏法脫硫技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,尤其在日本、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的火力發(fā)電廠中,約90%的煙氣脫硫裝置采用此工藝。
]]>吸收劑的選擇與使用:濕法脫硫通常采用石灰石作為主要吸收劑,通過(guò)將其與水混合制成石灰石漿液。石灰石漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣中的SO2反應(yīng),生成亞硫酸鈣(CaSO3),然后通過(guò)氧化生成石膏(CaSO4·2H2O),從而凈化煙氣。石灰石漿液濃度、氣體流速和反應(yīng)溫度等參數(shù)對(duì)脫硫效率有顯著影響。
工藝流程:濕法脫硫工藝包括預(yù)處理(如降溫、增濕、除塵)、吸收、氧化、富液處理(灰水處理)、除霧(氣水分離)、被凈化后的氣體再加熱以及產(chǎn)品濃縮和分離等步驟。整個(gè)過(guò)程在吸收塔中完成,吸收塔是核心設(shè)備,用于實(shí)現(xiàn)SO2的吸收和轉(zhuǎn)化。
反應(yīng)條件控制:濕法脫硫過(guò)程中,反應(yīng)溫度和壓力需在120-180℃和0.2-2.0 MPa之間,以確保反應(yīng)效率。此外,堿液噴淋量的控制也至關(guān)重要,適量噴淋可以有效中和煙氣中的酸性成分,過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響脫硫效果。
設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化:合理的反應(yīng)器設(shè)計(jì)和優(yōu)化是提高脫硫效率的關(guān)鍵。例如,順流噴淋濕法脫硫系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置雙向噴淋層,提高了脫硫劑粉的捕捉空間和脫硫效率。此外,濕法脫硫塔的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于工藝效率至關(guān)重要,需要根據(jù)煙氣特性和工藝要求進(jìn)行選擇。
廢水處理:濕法脫硫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢水,需要進(jìn)行預(yù)處理軟化、濃縮減量、蒸發(fā)結(jié)晶等處理工藝,以減少環(huán)境污染。廢水處理技術(shù)包括廢水循環(huán)利用和廢液再生等方法,以提高資源利用率。
協(xié)同除塵性能:濕法脫硫系統(tǒng)通常具有一定的協(xié)同除塵性能,綜合除塵效率應(yīng)不小于70%,出口顆粒物濃度應(yīng)不大于10 mg/m3。當(dāng)出口顆粒物濃度大于10 mg/m3時(shí),宜采用管式等型式的濕式電除塵器。
經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性:濕法脫硫技術(shù)具有高效、可靠、成熟等特點(diǎn),是目前廣泛應(yīng)用于燃煤電廠的脫硫技術(shù)之一。其副產(chǎn)品石膏經(jīng)脫水后可回收利用,具有較高的綜合利用價(jià)值。
濕法脫硫系統(tǒng)涉及多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)要點(diǎn),包括吸收劑的選擇與使用、工藝流程、反應(yīng)條件控制、設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化、廢水處理以及協(xié)同除塵性能等方面。這些因素共同決定了濕法脫硫系統(tǒng)的效率和效果。
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