石灰石膏法脫硫

一、石灰石-石膏法（簡稱FGD）脫硫系統的工藝簡述石灰石-石膏法脫硫工藝有着悠久的發展曆程，随着近些年不斷的深入研究和改進，其技術成熟，脫硫效率高，運行穩定，對煤種變化适應性強，脫硫劑來源豐富且價格便宜，脫硫副産物便于綜合利用等特點已成爲國内外脫硫行業的主流。脫硫工藝過程：鍋（窯）爐煙氣經過引風機後，進入脫硫吸收塔反應區，與吸收塔内噴淋管組向下噴出的懸浮液滴逆流接觸，發生傳質與吸收反應，脫除煙氣中的S02、S03及HC1、HF。脫硫後的煙氣經除霧器去除煙氣中夾帶的液滴後，從頂部離開吸收塔，由煙囪排出。S02和S03與漿液中石灰石反應，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。在吸收塔漿池中鼓入空氣将生成的亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣，硫酸鈣結晶生成石膏(CaS04．2H20)。經過濾機脫水得副産品石膏。二、反應機理：SO2+H2O→H2SO3吸收CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化CaSO3+1/2H2O→CaSO3•1/2H2O結晶CaSO4+2H2O→CaSO4•2H2O結晶CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2pH控制三、性能保證：FGD的脫硫效率≥95％鈣硫比Ca／S(摩爾比)不大于1.03煙氣脫硫系統可利用率不低于98％壓降：800--1200pa除霧器後煙氣含濕量：小于75mg／Nm3負荷變化範圍：30—130％電力消耗量：約機組容量的l.0％一l.2％

鈉-鈣雙堿法脫硫系統

一、産品概述鈉-鈣雙堿法[NaOH或Na2CO3/Ca(OH)2]脫硫工藝，是在石灰石-石膏法的基礎上結合鈉堿法發展起來的一種目前國内成熟的脫硫工藝。該脫硫系統是利用鈉鹽易溶于水來吸收煙氣中的SO2,然後利用石灰粉再生脫硫液。由于整個反應過程是液氣相之間進行,吸收速率高，液氣比低，吸收劑利用率高，投資費用省，運行成本低。脫硫反應過程爲煙氣與脫硫吸收塔内若幹層數十支噴嘴噴出的細微霧化液滴進行充分汽液混合接觸，使煙氣中SO2被脫硫液充分吸收、反應，達到脫塵除SO2的目的，經脫硫洗滌後的煙氣再經脫硫吸收塔頂部除霧器脫水後進入煙囪排入大氣；脫硫循環液經塔底管道流入沉澱池，上清液經上部溢出進入反應再生池，在池内與石灰乳液進行再生反應，再生液流入泵前循環槽補入Na2CO3，由泵打入脫硫塔頂脫除SO2循環使用。脫硫産物經氧化***終是石膏漿CaSO4。二、鈉-鈣雙堿法脫硫工藝優點：Ø脫硫效率高：鈉鈣雙堿法【NaOH/Ca(OH)2】采用鈉堿吸收煙氣中的SO2，鈉堿作爲強堿，活性高、反應快且充分，吸收劑利用率高，脫硫效率很容易達到90%以上；Ø技術成熟，運行可靠性高，不會因脫硫設備故障影響煅燒的安全運行；Ø操作彈性大，對煤種變化的适應性強。用堿液作爲脫硫劑，工藝吸收效果好，可根據煅燒爐石油焦含硫變化，選擇适當液氣比等因素，以保證設計脫硫率的實現；Ø再生反應和沉澱分離在塔外，脫硫脫硫吸收塔内主要是可溶性的鈉堿溶液循環，從根本上克服了用石灰作爲脫硫劑造成的脫硫脫硫吸收塔和管道内的結垢問題；Ø鈉堿循環利用，損耗少，運行成本低；Ø正常操作下吸收過程無廢水排放；Ø灰水易沉澱分離，可大大降低水池的投資；Ø脫硫渣無毒，溶解度極小，無二次污染，可綜合利用；Ø鈉堿吸收劑反應活性高、吸收速度快，可降低液氣比，從而既可降低運行費用，又可減少水池、水泵和管道的投資；Ø石灰作再生劑(實際消耗物)，廉價易得，運行成本低。三、鈉-鈣雙堿法脫硫工藝原理鈉-鈣雙堿法【Na2CO3/Ca(OH)2】采用純堿啓動，鈉鈣吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化學原理可分脫硫過程和再生過程：【脫硫過程】Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2(1)2NaOH+SO2→Na2CO3+H2O(2)Na2CO3+SO2+H2O→NaHSO3(3)(1)式爲吸收啓動反應式；(2)式爲主要反應式，pH＞9（堿性較高時）(3)式爲當堿性降低到中性甚***酸性時（5＜pH＜9）【再生過程】2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3++CaSO3↓+2H2O(4)Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3↓(5)CaSO3+1/2O2→CaSO4(6)在石灰漿液（石灰達到飽和狀況）中，中性（兩性）的NaHSO3很快跟石灰反應從而釋放出[Na+]，随後生成的[SO32-]又繼續跟石灰反應，反應生成的亞硫酸鈣以半水化合物形式慢慢沉澱下來，從而使[Na+]得到再生，吸收液恢複對SO2的吸收能力，循環使用。脫硫副産物爲亞硫酸鈣和硫酸鈣，業主根據自己的需要，對副産品進行處理。四、性能保證★脫硫效率高，一般≥90%。★脫硫系統阻力低，△P≤800Pa。★循環液再生反應充分。★脫硫後煙氣中的殘餘水分≤75mg/Nm3

氨法脫硫系統

一、氨法脫硫發展曆史氨法脫硫技術***早由美國GE環保脫硫公司（現爲瑪蘇萊公司）開發成功，1996年在北達科他州大平原合成燃料廠建成投産了世界***套相當于30萬kW級的氨法煙氣脫硫裝置，***今已運行了8年之久，煙氣中SO2濃度相當于含硫5%的煤燃燒後煙氣中SO2濃度，高達1.2～1.3萬mg/Nm3。其規模爲每年脫除SO2約7.5萬噸，副産硫铵15萬噸。氨法脫硫效率高達95～98%，副産品硫铵可作爲化肥和工業原料使用，利用價值較高，使脫硫成本大爲降低，一般脫除1噸SO2扣除脫硫成本外，還可獲得100～150元的效益，而且沒有CO2排放、廢水處理和石膏渣堆放等問題。可取得一舉三得的效果，與石灰石法相比具有突出優點。加拿大利用美國瑪蘇萊公司技術正在建設相當于50萬kW煤發電廠煙氣量的氨法脫硫裝置，預計今年6月建成投産。2005年2月國家發改委、中國電力企業聯合會組團赴美國進行氨法煙氣脫硫技術考察，認爲：用氨水作爲吸收劑，脫除燃煤煙氣中的SO2，脫硫效率高，其副産品爲硫铵肥料，生産過程中不産生廢水廢渣，氨法脫硫工藝，在技術上是成熟的，并經過8年多的運行證明是成功的，符合循環經濟發展的要求，可以在國内推廣應用。我國氨法脫硫技術開發近年來進展很快。一是華東理工大學開發的氨法煙氣脫硫技術，2003年在天津堿廠2.5萬kW熱電站進行了工業化試驗，尚未達到穩定運行工況；2006年三門峽5萬kW熱電廠建成氨法脫硫裝置，取得較好效果。二是北京瑞可森環保科技公司開發的碳铵—氨法煙氣脫硫技術，具有與前者明顯不同的特點。該技術采用碳铵（NH4HCO3）和氨水作爲吸收劑，脫硫效率提高到98～99%，氨逃逸率降低，吸收塔采用超強湍流技術，設備體積小，吸收效率高，投資和脫硫成本降低，是有發展前景的新技術。2005年完成了中間試驗，效果十分理想。二、産品概述在充分吸收引進國内外先進技術的基礎氨法脫硫工藝的上，我公司科技人員聯合相關科研院所，自主研發發展起來了新型氨法脫硫産品。其突出的特點是鍋爐（窯爐）的高溫煙氣預洗、淨化、脫出二氧化硫及利用高溫煙氣使得脫硫副産物硫酸铵達到濃縮飽和，均在一個脫硫提濃塔内分段完成。整套脫硫裝置占地面積小、脫硫反應速度快、脫除效率高，耗能低、氨逃逸率低、副産品價值高，并且具有一定得脫硝功效。三、氨法煙氣脫硫的原理及化學反應過程在吸收塔的噴淋區發生氨水（或碳铵溶液）吸收SO2的反應，将噴淋漿液——飽和的硫酸铵/亞硫酸铵溶液的PH值控制在5.0～5.9範圍，按下列反應式生成硫酸氫铵和亞硫酸氫铵：（1）SO2+H2O→H2SO3（2）H2SO3+(NH4)2SO4→NH4HSO4+NH4HSO3（3）H2SO3+(NH4)2SO3→2NH4HSO3在反應式（1）中，煙氣中的二氧化硫（SO2）溶于水并生成亞硫酸。在反應式（2）、（3）中，亞硫酸同溶于水中的硫酸铵和亞硫酸铵起反應。氨注入吸收塔底部按下列反應中和酸性物質：（4）H2SO3+NH3=NH4SO3（5）NH3+NH4HSO3=(NH4)2SO3（6）NH3+NH4HSO4=(NH4)2SO4氧化空氣注入吸收塔底部使亞硫酸铵被氧化成硫酸铵：（7）(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4由于化學反應的繼續和在煙氣裏水的蒸發，使硫酸铵溶液得到飽和并進而析出結晶。其蒸發熱由煙氣殘餘熱供給：（8）(NH4)2SO4（水溶液）+蒸發熱=(NH4)2SO4（固）對于氨法脫硫工藝，二氧化硫與硫酸铵的産出比約爲1：2，即每脫除1噸二氧化硫，産生2噸硫酸铵。在吸收塔裏的硫酸铵不是以離子形式存在于溶液裏，就是以固體結晶的形式存在于漿液裏。系統裏的主要成分溶解或結晶的硫酸铵已完全被氧化，因此在副産品硫铵中氮的含量很容易做到大于20.5%。四、性能保證：★脫硫效率≥95%★脫氮效率≥30%★氨逃逸≤10PPm★副産硫酸铵品質符合GB535--1995《硫酸铵》标準和DL/T808—2002《副産硫酸铵》标準。

循環流化床半幹法脫硫系統

一、半幹法工藝簡介半幹法屬第二代脫硫技術，與大型濕法技術相比，除脫硫效率稍低外，其克服了大型濕法技術存在的諸多弊端，國内采用半幹法脫硫技術的較大裝置已達到300MW（山西榆社熱電廠）。半幹法技術适用範圍較廣，20～300MW火電機組的脫硫除塵裝置均可應用，同時适用于非發電行業如：石油、化工、造紙、制鋁業、冶金、食品加工等生産企業各種燃料的中小型鍋爐的煙氣脫硫除塵。二、産品概述循環流化床半幹法脫硫工藝是我公司在德國Wullf公司的RCFB-FGD脫硫工藝的基礎上自主研發的幹法脫硫工藝。本工藝以Ca(OH)2作爲脫硫劑，并将布袋收集器收集的脫硫灰大部分進行循環利用。從空預器出來的煙氣通過預除塵器後，經布風闆整流進入反應器底部文丘裏裝置，使得煙氣被加速進入反應器。在反應器中，煙氣與很細的脫硫劑顆粒充分混合，在噴霧增濕增加煙氣濕度降低煙溫後，SO2、SO3及其他有害氣體與Ca(OH)2發生反應，生成CaSO4。反應後的固态産物呈幹态随煙氣進入布袋收集器。因在布袋收集器中捕集到的固态産物中含有未反應完的有效鈣粒子成分，故将其回送到反應器中進行再循環，使得床内參加反應的Ca(OH)2量遠遠大于新投加的Ca(OH)2量，即實際反應的吸收劑與酸性氣體的摩爾比遠遠大于表觀摩爾比，從而使SO2、SO3被充分地吸收，以提高Ca的利用率和脫硫效率。三、工藝系統特點沒有漿液系統，隻噴入水。床料有98%參加循環，脫硫劑利用率可高達99%。煙氣流速爲2～6m/s，在反應塔内停留時間約爲5s。對于含硫量爲3%的煤，脫硫率可達90%以上。可滿足鍋爐負荷從50%～100%的變化。工藝過程簡單，系統控制自動化程度高。基建投資相對濕法較低，運行維護量小。四、工藝過程循環流化床半幹法工藝主要特點：高循環率、幹燥迅速、反應器尺寸小、反應劑的利用率高。半幹法工藝是利用含有石灰（氧化鈣）的幹燥劑或幹燥的消石灰（氫氧化鈣）吸收二氧化硫的，這兩種吸收劑都可使用，也可以使用含适當堿性的飛灰。任何幹法煙氣脫硫工藝中，關鍵的控制參數都是反應區内，即反應器及其後的除塵器内的煙氣溫度。在相對濕度爲40%至50%時，消石灰活性增強，能夠非常有效地吸收二氧化硫。煙氣的相對濕度是利用給煙氣内噴水的方法提高的。在傳統的幹法煙氣脫硫工藝中，水和石灰是以漿液的狀态（不論是否循環）注入煙氣的，但水分布在粉料微粒的表面，水在其中的含量僅占百分之幾。這樣，吸收劑的循環量比傳統幹法煙氣脫硫要高得多。即用于蒸發的表面積非常大。進入煙氣的粉料的幹燥時間非常短，所以它可以采用比傳統噴霧幹燥技術小得多的反應器。提高了煙氣的相對濕度，足以在典型的幹法脫硫操作溫度或高于飽和溫度10℃~20℃（實踐中這一溫度範圍是65℃~75℃）激活石灰吸收劑二氧化硫。水在增濕攪拌機中加入吸收劑，然後才注入煙氣。半幹法技術的獨到之處是所有的循環吸收劑都要在攪拌機中增濕，這樣做，可以較大限度的利用循環吸收劑。經過活化和幹燥之後，煙氣中幹燥的循環粉料在高效的除塵器（較好是袋式除塵器）中被分離出來，進入攪拌機，補充石灰也是在這裏加入的。注入攪拌機的水量要保證恒定的煙出口溫度。控制系統以煙氣的出入口溫度爲基礎，以煙氣量爲輔助，采用前饋信号控制，并有反饋微調。出口的so2也采用類似方法進行控制：入口和出口的so2濃度加上煙氣流量決定石灰的加入速率。五、産品創新點結合我公司技術人員的研究和實際經驗，本産品采用了如下工藝創新點：★采用三級霧化增濕強化傳質：更大限度地提高未參加反應石灰的利用率，控制煙氣出口溫度（即控制反應層溫度）。★塔内中上部設置擋灰圈及塔頂帽形結構：改變塔内流體狀态，使塔壁軸向帶形成紊流，截留部分灰，增加石灰的内循環量。★煙氣進口設置氣體導向闆：确保煙氣均勻分布，改善氣固兩相的接觸面積和反應空間；同時降低進塔氣體阻力。★設置淨煙氣循環管道：設置淨煙氣循環管道，即脫硫除塵後煙氣回流進口與高溫煙氣混合，可調節進口煙氣溫度，提高反應速度。★塔後除塵器采用上進風：塔後除塵器采用上進風可利用固相的自重沉降，提高除塵效率，同時達到降低除塵器安裝高度和外表美觀的效果。

脫硫塔

鍋爐脫硫脫硝除塵器經過近十年的使用和新改造，選用了新、的材料，已經形成技術成熟性能的環保産品。立式鍋爐脫硫除塵器廣泛應用于城鄉燃煤鍋爐的除塵脫硫。具有除塵脫硫、占地面積小。運行費用低、易操作維修、耗水量小等優點，受到廣大用戶和環保部門的好評。鍋爐脫硫脫硝除塵器采用慣性碰撞、凝聚、離心力等原理，在引風機的動力作用下，煙氣從高度下落，高速沖擊液面，形成水霧，大部分顆粒沉入水中，在除塵器分流器的作用下霧化氣流上行，液滴進一步碰撞、凝聚、形成水灰混合物，水灰混合物通過旋風葉輪而汽水分離，從而達到其脫硫——除塵——脫水效果。該産品還同時擁有   的可調試風帽，在設備上部可任意調整以适應各種大小風量，從而控制煙氣流速已其正常運轉，無論在多大的引風機作用下都不會帶水，腐蝕其配套設施，既降低了損耗，又減少了維護維修費用。鍋爐脫硫脫硝除塵器工作原理：引風機把含塵氣體從進氣口引入中殼體内，幹淨的氣體透過濾袋由文氏管進入上殼體，而由淨氣出口排出，而粉塵被阻留在濾袋外壁，随着時間的延長，吸附在濾袋上的粉塵越來越厚，濾袋阻力越來越大，此時，脈沖控制儀發出信号，程序自動控制各脈沖閥的開關，使高壓氣源經噴吹孔、文氏管向濾袋内噴射，由于高壓氣的作用，使濾袋發生急劇的膨脹引起沖擊振動，使吸附在濾袋表面的粉塵抖落在灰鬥裏由輸灰機構排出。吸收塔、煙囪中的應用鍋爐脫硫脫硝除塵器因其脫硫率高、煤質适用面寬、工藝技術成熟、穩定運轉周期長、負荷變動影響小、煙氣處理能力大等特點，被廣泛地應用于各大、中型火電廠，成爲火電廠煙氣脫硫的主導工藝技術。但該工藝同時具有介質腐蝕性強、處理煙氣溫度高、SO2吸收液固體含量大、磨損性強、設備區域大、施工技術質量要求高、失效維修難等特點。因此，該裝置的腐蝕控制一直是影響裝置長周期運行的問題之一。