目前常見的六種鍋爐類氣脫硫方案比較解析
目前煙氣脫硫工藝分類,按吸收劑不同,可以分為鈣法、鈉法、氨法、鎂法、海水法; 按脫硫產物是否可用,可分為回收法、拋棄法; 亦可分為干法、濕法和半干法。主要脫硫工藝有: 石灰石石膏( 濕法) 脫硫、氧化鎂法( 濕法) 脫硫、氨( 濕法) 脫硫、氧化鈣( 半干法) 流化床法脫硫、氧化鈣( 半干法) 旋轉噴霧法脫硫、爐內噴鈣脫硫( 干法) 等。
目前煙氣脫硫工藝分類,按吸收劑不同,可以分為鈣法、鈉法、氨法、鎂法、海水法; 按脫硫產物是否可用,可分為回收法、拋棄法; 亦可分為干法、濕法和半干法。
主要脫硫工藝有: 石灰石石膏( 濕法) 脫硫、氧化鎂法( 濕法) 脫硫、氨( 濕法) 脫硫、氧化鈣( 半干法) 流化床法脫硫、氧化鈣( 半干法) 旋轉噴霧法脫硫、爐內噴鈣脫硫( 干法) 等。
1 脫硫工藝原理及技術比較
各種脫硫工藝均包括: 脫硫劑制備系統、吸收系統、脫硫產物處理系統三大部分,各自原理及流程介紹如下。
1.1 石灰石石膏(濕法)脫硫
其系統包括: 煙氣系統、吸收塔系統、吸收劑制備系統、工藝水系統、石膏脫水系統、漿液排空及回收系統、壓縮空氣系統。
工藝原理: 利用石灰石( CaCO3) 漿液作為吸收劑,在反應塔內噴淋吸收煙氣中的SO2等酸性污染氣體,生成亞硫酸鈣后,通過強制氧化生成含兩個結晶水的硫酸鈣( 石膏) 。該工藝是目前世界上應用*廣泛和可靠的工藝,故本文對其工藝原理作較為詳細的介紹。
濕法脫硫裝置運行時,煙氣從脫硫塔中部的入口煙道進入塔內,向上流動過程中,以逆流方式和從塔頂噴淋下來的石灰石漿液接觸。
煙氣的二氧化硫被吸收并發生化學反應,在吸收塔下部的反應池內被鼓入的空氣氧化,*終生成石膏晶體。脫硫后的煙氣通過除霧器除去夾帶的液滴后,從頂部離開吸收塔進入煙囪。
脫硫反應產生的晶體石膏,被送到旋流站進行初步脫水,然后經真空皮帶機二次脫水,成為石膏產品。
1.2 氧化鎂法(濕法)脫硫
氧化鎂法脫硫工藝按*終產物可以分為兩種:( 1) 回收法: 氧化鎂經過熟化反應生成氫氧化鎂,制成一定濃度的氫氧化鎂漿液,在吸收塔內氫氧化鎂和二氧化硫反應生成亞硫酸鎂,亞硫酸鎂經強制氧化生成硫酸鎂,分離干燥后就是固體硫酸鎂。圖2 為氧化鎂法( 濕法) 脫硫工藝流程圖。本文僅討論此法。
( 2) 氧化鎂再生法: 氫氧化鎂在吸收塔內和二化硫反應生成亞硫酸鎂后,抑制亞硫酸鎂生成硫鎂,將其分離、干燥、焙燒后,產生氧化鎂和二氧化硫富氣,氧化鎂循環再用,而二氧化硫富氣用于制造硫酸。
1.3 氨(濕法)脫硫
氨或硫酸銨在吸收塔內吸收煙氣中的二氧化硫、三氧化硫,生成亞硫酸銨或硫酸銨,其中亞硫酸銨經氧化生成硫酸銨,經過脫水、干燥后就得到固體硫酸銨。反應機理為:
1.4 氧化鈣(半干法)流化床脫硫法
此法是在鍋爐后部設置流化床作為吸收塔,氧化鈣粉在懸浮狀態下和煙氣中的二氧化硫充分接觸反應,從而吸收掉二氧化硫等酸性氣體。反應機理如下:
1.5 氧化鈣(半干法)旋轉噴霧脫硫法
煙氣中的二氧化硫在吸收塔內和高速噴入的石灰漿液霧滴進行充分混合反應,生成亞硫酸鈣,經氧化生成硫酸鈣。反應機理如下:
1.6 爐內噴鈣脫硫(干法)
該法就是將熟石灰粉噴到鍋爐爐膛內,因其效率較低,且只適用于流化床鍋爐,不能保證二氧化硫排放值滿足國家標準要求,故本文不作比較。
2 各脫硫工藝的技術經濟比較
2.1 各脫硫工藝的技術比較
參考文獻:伍圣才. 鍋爐脫硫方案分析比較[J]. 工業鍋爐, 2014(4):48-52.