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干法脱硫工艺详细解析

发布日期:2019-02-27 11:07点击:

  在20 世纪80 年代初,干法脱硫工艺开始用于电厂烟气脱硫。它使用固相粉状或粒状吸收剂或催化剂,在无液相介入的情况下完全干燥后与SO2 发生反应,并在干态下处理或再生脱硫剂。

  一、干法脱硫特点

  干法脱硫的产物状态为干态,工艺流程相对简单、投资费用低;烟气在脱硫过程中无明显降湿,利于排放后扩散;无废液等二次污染;设备不易被腐蚀,不易发生结垢以及堵塞现象。但要求钙硫比高,反应速度慢,脱硫效率及脱硫剂利用率低;飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用;对干燥过程控制要求很高。

  二、干法脱硫分类

  1.荷电干式喷射脱硫法

  该方法的工作原理是:吸收剂以高速通过高压静电电晕区,得到强大的静电荷后, 被喷射到烟气中扩散形成均匀的悬浊状态, 吸收剂离子表面充分暴露, 增加了与SO2 反应的机会。同时, 由于离子表面的电晕, 增强了其活性, 缩短了反应所需的滞留时间, 有效提高了脱硫效率, 当Ca/S= 115 时, 脱硫率为60% ~ 70%。该方法优点为投资小、收效大、工艺简单可靠;占地面积小,不仅可以用于新建锅炉的脱硫,而且更适应对现有锅炉技术的改造;不会产生二次污染,反应生产物和烟尘一起被除尘设备去除。

  缺点是对脱硫剂要求太高,一般的石灰难以满足,经济成本高,限制了其推广应用的范围。

  2.等离子体法

  该方法是20 世纪70 年代发展起来的同时脱硫脱硝技术, 被国际上认为是有前途的新一代烟气脱硫技术。它主要是利用高能电子使烟气中的SO2, NOX, H2O, O2 等分子被激活, 电离甚至裂解, 产生大量的离子及自由基等活性粒子, 由于强氧化性使SO2, NOX 被氧化, 在注入氨的情况下, 生成硫酸铵和硝酸铵化肥。根据高能电子的来源, 可分为电子束照射法和脉冲电晕等离子法。电子束照射法是靠电子加速器产生高能电子,使烟气中的氧和水蒸气等激发转化成氧化能力强的自由基, 与烟气中的SOX, NOX 反应生成硫酸和硝酸, 再和加入的氨反应产生硫酸铵和硝酸铵化肥。可以同时高效地脱硫脱硝,但是投资和运行费用非常高,技术含量高。脉冲电晕等离子法是靠脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体,从而产生高能电子, 国内外许多研究人员对其进行大量实验研究工作。目前,该技术已进入大规模工业试验阶段,其优点是, 设备简单、操作简便、投资仅是电子束照射法的60% ,因此,成为国际上干法脱硫脱硝的研究前沿。

  3. 吸附法

  吸附剂主要包括活性碳、活性炭纤维、活性氧化铝、沸石、硅胶等, 其中实际应用广泛的是活性碳。吸附脱硫的原理为SO2 被活性炭吸附并催化为SO3,然后再与水反应生成H2SO4,饱和后的活性炭可以通过水洗或加热再生,同时生成稀H2SO4 或高浓度的SO2。获得副产品H2SO4、液态SO2 和单质S,既有效地控制SO2 的排放,又回收硫资源。其优点是脱硫剂消耗少,运行费用低;脱硫产物可以回收利用,适应不同的市场需求,设备相对较少,工艺流程相对简单。但是由于传统技术存在脱硫容量低、脱硫速度慢,再生频繁等缺点而阻碍了其推广应用。近年来,在脱硫剂、脱硫工艺和设备等方面进行广泛的研究开发,这也是以后炭法脱硫技术的发展方向。