國內常用煙氣脫硫技術比較
目前國內上煙氣脫硫技術FGD有很多種,具有實用價值的工藝僅十幾種,分別適應不同的場合和要求。以下是幾種常用脫硫技術的比較:
1.1干法
干法脫硫是在無液相介入的完全干燥狀態(tài)下進行脫硫的,脫硫產物為干粉狀。干法常用的有爐內噴鈣(石灰/石灰石),金屬吸收等。干法脫硫屬傳統(tǒng)工藝,脫硫率普遍不高(<50%),工業(yè)應用較少。
1.2半干法
半干法脫硫是利用煙氣顯熱蒸發(fā)脫硫漿液中的水份,同時在干燥過程中,脫硫劑與煙氣中的SO2發(fā)生反應,并使最終產物為干粉狀。由于該方法加入系統(tǒng)的脫硫劑是濕的,而從系統(tǒng)出來的脫硫產物是干的,故稱之為半干法。
半干法使用較多的有噴霧干燥法煙氣脫硫、循環(huán)流化床煙氣脫硫(CFB-FGD)和增濕灰循環(huán)煙氣脫硫(NID法)等。
采用半干法脫硫時,脫硫劑的利用率低,脫硫效率也不高,故而應用也不是很多。
1.3濕法
濕法脫硫為目前使用范圍最廣的脫硫方法,占脫硫總量的80%以上。濕法脫硫根據脫硫的原料不同又可分為石灰石/石灰法、氨法、鈉堿法、雙堿法、金屬氧化物法等。其中石灰石/石灰法、氨法、鈉堿法、雙堿法以及金屬氧化物中的氧化鎂法使用較為普遍。
1)石灰石/石灰法
石灰石法采用200~300目大小的石灰石粉,將其制成石灰石漿液,在吸收塔內通過噴淋霧化使其與煙氣接觸,從而達到脫硫的目的。該工藝需配備石灰石粉碎系統(tǒng)與石灰石粉化漿系統(tǒng),由于石灰石活性較低,需通過增大吸收液的噴淋量,提高液氣比,來保證足夠的脫硫效率,因此運行費用較高。
石灰法是用石灰粉代替石灰石,石灰活性大大高于石灰石,可提高脫硫效率,石灰法主要存在的問題是塔內容易結垢,引起氣液接觸器(噴頭或塔板)的堵塞,且二次污染較嚴重,廢水較難處理。
2)鈉堿法
鈉堿法采用堿性物質吸收煙氣中的SO2,并可副產高濃度SO2氣體或Na2SO3,它具有吸收劑不揮發(fā)、溶解度大、活性高等優(yōu)點,適合于煙氣S02濃度比較高的廢氣S02吸收處理。但也存在副產回收困難、投資較高、運行費用高、易堵塞等缺點。
3)氨法
氨法采用氨水作為SO2的吸收劑,SO2與NH3反應可產生(NH4)2SO3、NH4HSO3與部分因氧化而產生的(NH4)2SO4。根據吸收液再生方法的不同,氨法可分為氨-酸法、氨-(NH4)2SO3法和氨-(NH4)2SO4法。
氨法主要優(yōu)點是脫硫效率高(與鈉堿法相同),副產物可作為農業(yè)肥料,且實現了綠色環(huán)保,變廢為寶的理念,真正實現在綠水藍天中獲得金山銀山。
由于氨易揮發(fā),使吸收劑消耗量增加,脫硫劑利用率不高;脫硫對氨水的濃度有一定的要求,若氨水濃度太低,不僅影響脫硫效率,而且水循環(huán)系統(tǒng)龐大,使運行費用增大;濃度增大,勢必導致蒸發(fā)量的增大,對工作環(huán)境產生影響,而且氨易與凈化后煙氣中的SO2反應,形成氣溶膠,使得煙氣無法達標排放。
業(yè)主及環(huán)保界人士還認為,氨法脫硫技術主要特點是:吸收塔為集吸收、氧化、結晶為一體的組合塔;利用進口煙氣熱量濃縮結晶,節(jié)約能源;低濃度溶液氧化,高濃度溶液結晶,氧化效率高;多點加氨,針對不同部位的要求進行控制;可直接使用液氨;回收的(NH4)2SO4有較好的經濟效益等。
4)金屬氧化物法
常用的金屬氧化物法是氧化鎂法。氧化鎂與SO2反應得到 MgSO3·6H2O與MgSO4,它們通過煅燒可重新分解出氧化鎂,同時回收較純凈的SO2氣體,脫硫劑可循環(huán)使用。由于氧化鎂活性比石灰高,故而脫硫效率也較石灰法高。它的缺點是氧化鎂回收過程需煅燒,工藝較復雜,但若直接采用拋棄法,鎂鹽會導致二次污染,總體運行費用也較高。
5)雙堿法
雙堿法(Na2CO3/Ca(OH)2)是在石灰法基礎上結合鈉堿法,利用鈉鹽易溶于水,在吸收塔內部采用鈉堿吸收SO2,吸收后的脫硫液在再生池內利用廉價的石灰進行再生,從而使得鈉離子循環(huán)吸收利用。該工藝綜合石灰法與鈉堿法的特點,解決了石灰法的塔內易結垢的問題,又具備鈉堿法吸收效率高的優(yōu)點。
雙堿法由于脫硫工藝簡單,運行穩(wěn)定性好,脫硫效率高,脫硫成本低,因而在我國應用也較為廣泛。但因其體量較小,因此在大型鍋爐中應用較少。
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