湿法脱硫技术(电厂石粉脱硫原理)
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2023-11-17
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1. 湿法脱硫技术,电厂石粉脱硫原理?
能源电厂脱硫用湿式钙法脱硫,就是将钙基吸收剂(石灰石、石灰、消石灰、电石渣或白泥等)制成浆液(或溶液)与烟气中的SO2进行反应。
将钙基脱硫剂与水混合搅拌制成脱硫浆液,经泵打入脱硫塔与烟气充分接触,使烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙或氢氧化钙进行反应生成亚硫酸钙,脱除烟气中绝大部分二氧化硫,脱硫塔内从下部浆池鼓入氧化空气使亚硫酸钙氧化成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏(CaSO4•2H2O)。石膏浆液可脱水后用于综合利用或送至灰场堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后,由烟囱排入大气。
反应原理:
气相二氧化硫被液相吸收
SO2(气)+H2O→H2SO3
H2SO3→H++HSO3-
HSO3-→H++SO32-
吸收剂溶解和中和反应
CaCO3(S) →CaCO3(L)
CaCO3+2H++HS03-→Ca2++2H2O+SO32-+CO2
Ca2++SO32-→CaSO3
Ca(OH)2→Ca2++2OH-
Ca2++2OH-+H++ HS03-→Ca2++SO32-+2H2O
H++ SO32-→HSO3-
氧化反应
SO32-+1/2O2→SO42-
1/2O2+ HS03-→SO42-+H+
结晶析出
Ca2++SO32-+1/2H20→CaSO3·1/2H20 (S)
Ca2++SO42-+2H20→CaSO4·2H2O (S)
由于向循环液鼓风充氧,因此生成的CaSO3.1/2H2O 会进一步氧化而生成石膏,因而总反应式为:
CaSO3+1/2O2+2H2O→CaSO4·2H2O
CaCO3+SO2+1/2O2+ 2H2O→CaSO4·2H2O
2. 脱硫主要技能及特长?
烟气脱硫技术又称双碱法烟气脱硫技术,是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。
种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。
3. 典型的干法和湿法脱硫技术的工艺原理?
1、干法脱硫
干法脱硫是指采用粉末或颗粒状吸收剂、吸附剂或催化剂从烟气中脱除二氧化硫。具有工艺简单、无污水和酸处理、能耗低,特别是净化后烟气温度高的优点,有利于烟囱排气扩散,无“白烟”现象,净化后的烟气不需要二次加热,腐蚀性小;其缺点是脱硫效率低,设备大,投资大,占地面积大,运行技术要求高。主要方法如下:
根据所用吸附剂的不同,吸附剂注射法可分为钙基和钠基两种工艺。吸附剂可以是干的、湿的或浆状的,喷射位置可以是炉子、省煤器和烟道。当钙硫比为2时,干法脱硫效率为50%-70%,钙利用率为50%。这种方法更适合于老电厂的改造,因为在电厂的排气过程中,不需要添加任何设备就可以达到脱硫的目的。
接触氧化法与工业制酸法相同,是以二氧化硅为载体,五氧化二钒或硫酸钾为催化剂,将SO2氧化为SO3。SO3与水蒸气反应生成硫酸或氨生成(NH4)2SO4。这种方法是一种高温操作,需要很高的成本。但由于其技术成熟,在国内外高浓度烟气处理中得到广泛应用。
该方法工艺简单。它利用高能电子束与氨的光化学反应作为吸收剂。烟气在反应器中辐照后,烟气分解产生大量的氢氧原子,促进烟气中二氧化硫和氮氧化物生成硫酸和硝酸,再与氨水反应,形成硫酸铵和硝酸铵的搅拌物,用作农用肥料。
2、湿法脱硫
湿法脱硫是指采用液体吸收剂(如水或碱溶液)脱除烟气中的二氧化硫。具有脱硫效率高、设备小、投资低、操作方便、易控制、占地面积小等优点,但易造成二次污染、废水后处理问题、能耗高,特别是洗涤后烟气温度低,不利于烟囱排气膨胀,易产生“白烟”,需要二次加热,腐蚀严重等,主要方法如下:
石灰石-石膏法是利用石灰石/石灰石浆液洗涤烟气,使其与SO2反应生成亚硫酸钙(CaSO3)。分离出来的亚硫酸钙可以丢弃,也可以强制进入空气中氧化,并加入一些添加剂以石膏的形式回收。为了降低SO2洗涤设备的负荷,首先对烟气进行除尘,然后进入除尘设备与吸收液反应。石灰/石灰石-石膏法工艺比较成熟,吸收剂廉价易得,操作可靠,应用最广泛,脱硫效率可达90%以上。
钠法本法以氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠溶液为吸收剂,吸收烟气中的二氧化硫。由于该方法吸收SO2速度快,且管道和设备不易堵塞,因此得到了广泛的应用。吸收剂经无害化处理后可丢弃或适当处理后得到副产品NaSO3晶体、石膏、硫酸等。该法副产物硫酸的浓度可达98%。Kemic法又称氧化镁法,采用两个文丘里除尘器串联,去除烟气中的细小粉尘颗粒,并用氧化镁溶液吸收烟气中的SO2。吸收过程中形成的mgso4.7h2o和mgso4.6h2o晶体与焦炭在1000℃加热分解,得到SO2和MgO。再生后的氧化镁可以作为吸收剂再利用。
氨法是以氨水为吸收剂,吸收烟气中的二氧化硫,其中间产物为亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。采用不同的方法处理中间产物,回收硫酸铵、石膏、单体硫等副产物。
该方法以天然磷矿石和氨水为原料,副产物为烟气脱硫过程中的磷酸铵复合肥。工艺流程主要包括四个工序:活性炭一级脱硫制备稀硫酸;用稀硫酸萃取磷矿制备稀硫酸溶液;磷酸和氨中和液[(NH4)2HPO4]二级脱硫;浓缩干燥矿浆制备磷酸铵复合肥。脱硫效率达95%以上。
通过以上分析可知,湿法脱硫的主要优点是运行成本低、效率高,但耗水量相对较大。干法脱硫的优化不消耗水资源,但脱硫效率不是很理想。要根据具体情况知道采用哪种脱硫方法。
4. 钙法脱硫原理?
当脱硫循环池内的亚硫酸钙(第一钙)悬浮液用循环泵输送到脱硫塔内的XP塔板上与烟气接触时,烟气中的SO2与亚硫酸钙发生脱硫反应(4):
SO2+ CaSO3·1/2H2O+1/2H2O →Ca(HSO3)2 (4)
反应(4)生成的Ca(HSO3)2是亚硫酸的酸式盐,在水中的溶解度较大,因而不在塔内结垢。
当亚硫酸钙脱硫剂从脱硫塔返回脱硫循环池后,反应(4)生成的Ca(HSO3)2与新加入的石灰乳(CaCO3,第二钙)发生反应,再生出CaSO3·1/2H2O供循环脱硫使用,池内反应为:
Ca(HSO3)2+CaCO3=2CaSO3·1/2H2O+ CO2 (5)
5. 湿法脱硫前烟气是怎么降温?
锅炉出口烟气需要经过空预器和电除尘之后才进入脱硫,空预器是余热回收的主要装置,通常能够将烟气温度降至100-150度左右,如果需要进一步降低排烟温度,就需要在空预器之后加装烟气冷却器。
6. 液碱脱硫原理?
本系统脱硫循环为塔内循环方式,锅炉含硫烟气经风机加压由喷淋脱硫器底部进口进入脱硫器,脱硫器底部为存液区,加装一台侧搅拌器。塔体中部加装三层喷淋布水装置、两层除雾器及三层反冲洗装置。喷淋布水装置为全覆盖型,在脱硫器内充满碱性水雾,塔内无死角。每层喷淋层安装多个喷头。选用选用碳化硅涡旋形喷头,具有耐腐蚀、不易堵塞的优点。烟气在塔体内上升过程中,含硫烟气通过各级喷淋装置,极大地增加了与碱性水喷液的接触面积,烟气中的残存烟尘颗粒被彻底清除;烟气中所含的硫与碱液相遇并发生化学反应。这样含硫烟气通过三级喷淋装置与由上向下的碱性水滴、泡沫和烟气充分混和,多次发生化学反应,烟气中残留的尘粒及硫在冲击碰撞、粘附的循环机会多。使烟气中的有害物质及硫被全部净化。脱硫效率高,脱硫效率>90%,达到国家排放标准要求。
经脱硫后的烟气在脱硫塔体内继续上升,脱硫塔的顶部加装高效脱水除雾器,除雾器包括两层除雾板和三层反冲洗装置,除雾板为专设的FRPP材质折板型脱水除雾设备,除雾的切割粒径为25-30um,能够较好的控制塔板的雾化粒径及二次雾沫夹带,除雾板的除雾效果能够达到99%以上。此种除雾器具有脱水效率高,烟阻小,高效防腐等优点。在投加药液到位的情况下,从而达到理想的除尘、脱硫效果。
7. 干法脱硫和湿法脱硫有什么不同?
湿法脱硫和干法脱硫的区别主要是工艺性质,技术特点、成分原料和吸收剂。下面我们来具体看一下。
一、干法工艺是指那些在脱硫过程中烟气始终保持干态的工艺,湿法脱硫原理是指在脱硫过程中烟气处于饱和状态的工艺。
二、湿法脱硫技术是反应剂在浆液状态下进行脱硫和脱硫产物的处理。干法脱硫工程是以石灰为脱硫吸收剂,采用喷雾形式进行脱硫处理。
三、干法脱硫剂的主要成分是生石灰和水配制成的乳状脱硫剂,湿法脱硫主要利用石灰石或石膏浆液洗涤烟气,使其与SO2反应生成亚硫酸钙。
四、工艺性质不同,干法脱硫使用的吸收剂可分为钙基和钠基两种,湿法脱硫一种是采用吸收性能好,易于再生的氧化镁作为吸收剂吸收烟气中的SO2,除此之外,他们的性价比也有所不同。
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1. 湿法脱硫技术,电厂石粉脱硫原理?
能源电厂脱硫用湿式钙法脱硫,就是将钙基吸收剂(石灰石、石灰、消石灰、电石渣或白泥等)制成浆液(或溶液)与烟气中的SO2进行反应。
将钙基脱硫剂与水混合搅拌制成脱硫浆液,经泵打入脱硫塔与烟气充分接触,使烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙或氢氧化钙进行反应生成亚硫酸钙,脱除烟气中绝大部分二氧化硫,脱硫塔内从下部浆池鼓入氧化空气使亚硫酸钙氧化成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水石膏(CaSO4•2H2O)。石膏浆液可脱水后用于综合利用或送至灰场堆放。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后,由烟囱排入大气。
反应原理:
气相二氧化硫被液相吸收
SO2(气)+H2O→H2SO3
H2SO3→H++HSO3-
HSO3-→H++SO32-
吸收剂溶解和中和反应
CaCO3(S) →CaCO3(L)
CaCO3+2H++HS03-→Ca2++2H2O+SO32-+CO2
Ca2++SO32-→CaSO3
Ca(OH)2→Ca2++2OH-
Ca2++2OH-+H++ HS03-→Ca2++SO32-+2H2O
H++ SO32-→HSO3-
氧化反应
SO32-+1/2O2→SO42-
1/2O2+ HS03-→SO42-+H+
结晶析出
Ca2++SO32-+1/2H20→CaSO3·1/2H20 (S)
Ca2++SO42-+2H20→CaSO4·2H2O (S)
由于向循环液鼓风充氧,因此生成的CaSO3.1/2H2O 会进一步氧化而生成石膏,因而总反应式为:
CaSO3+1/2O2+2H2O→CaSO4·2H2O
CaCO3+SO2+1/2O2+ 2H2O→CaSO4·2H2O
2. 脱硫主要技能及特长?
烟气脱硫技术又称双碱法烟气脱硫技术,是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。
种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟,效率高,操作简单。传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙,由于其溶解度较小,极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。
3. 典型的干法和湿法脱硫技术的工艺原理?
1、干法脱硫
干法脱硫是指采用粉末或颗粒状吸收剂、吸附剂或催化剂从烟气中脱除二氧化硫。具有工艺简单、无污水和酸处理、能耗低,特别是净化后烟气温度高的优点,有利于烟囱排气扩散,无“白烟”现象,净化后的烟气不需要二次加热,腐蚀性小;其缺点是脱硫效率低,设备大,投资大,占地面积大,运行技术要求高。主要方法如下:
根据所用吸附剂的不同,吸附剂注射法可分为钙基和钠基两种工艺。吸附剂可以是干的、湿的或浆状的,喷射位置可以是炉子、省煤器和烟道。当钙硫比为2时,干法脱硫效率为50%-70%,钙利用率为50%。这种方法更适合于老电厂的改造,因为在电厂的排气过程中,不需要添加任何设备就可以达到脱硫的目的。
接触氧化法与工业制酸法相同,是以二氧化硅为载体,五氧化二钒或硫酸钾为催化剂,将SO2氧化为SO3。SO3与水蒸气反应生成硫酸或氨生成(NH4)2SO4。这种方法是一种高温操作,需要很高的成本。但由于其技术成熟,在国内外高浓度烟气处理中得到广泛应用。
该方法工艺简单。它利用高能电子束与氨的光化学反应作为吸收剂。烟气在反应器中辐照后,烟气分解产生大量的氢氧原子,促进烟气中二氧化硫和氮氧化物生成硫酸和硝酸,再与氨水反应,形成硫酸铵和硝酸铵的搅拌物,用作农用肥料。
2、湿法脱硫
湿法脱硫是指采用液体吸收剂(如水或碱溶液)脱除烟气中的二氧化硫。具有脱硫效率高、设备小、投资低、操作方便、易控制、占地面积小等优点,但易造成二次污染、废水后处理问题、能耗高,特别是洗涤后烟气温度低,不利于烟囱排气膨胀,易产生“白烟”,需要二次加热,腐蚀严重等,主要方法如下:
石灰石-石膏法是利用石灰石/石灰石浆液洗涤烟气,使其与SO2反应生成亚硫酸钙(CaSO3)。分离出来的亚硫酸钙可以丢弃,也可以强制进入空气中氧化,并加入一些添加剂以石膏的形式回收。为了降低SO2洗涤设备的负荷,首先对烟气进行除尘,然后进入除尘设备与吸收液反应。石灰/石灰石-石膏法工艺比较成熟,吸收剂廉价易得,操作可靠,应用最广泛,脱硫效率可达90%以上。
钠法本法以氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠溶液为吸收剂,吸收烟气中的二氧化硫。由于该方法吸收SO2速度快,且管道和设备不易堵塞,因此得到了广泛的应用。吸收剂经无害化处理后可丢弃或适当处理后得到副产品NaSO3晶体、石膏、硫酸等。该法副产物硫酸的浓度可达98%。Kemic法又称氧化镁法,采用两个文丘里除尘器串联,去除烟气中的细小粉尘颗粒,并用氧化镁溶液吸收烟气中的SO2。吸收过程中形成的mgso4.7h2o和mgso4.6h2o晶体与焦炭在1000℃加热分解,得到SO2和MgO。再生后的氧化镁可以作为吸收剂再利用。
氨法是以氨水为吸收剂,吸收烟气中的二氧化硫,其中间产物为亚硫酸铵和亚硫酸氢铵。采用不同的方法处理中间产物,回收硫酸铵、石膏、单体硫等副产物。
该方法以天然磷矿石和氨水为原料,副产物为烟气脱硫过程中的磷酸铵复合肥。工艺流程主要包括四个工序:活性炭一级脱硫制备稀硫酸;用稀硫酸萃取磷矿制备稀硫酸溶液;磷酸和氨中和液[(NH4)2HPO4]二级脱硫;浓缩干燥矿浆制备磷酸铵复合肥。脱硫效率达95%以上。
通过以上分析可知,湿法脱硫的主要优点是运行成本低、效率高,但耗水量相对较大。干法脱硫的优化不消耗水资源,但脱硫效率不是很理想。要根据具体情况知道采用哪种脱硫方法。
4. 钙法脱硫原理?
当脱硫循环池内的亚硫酸钙(第一钙)悬浮液用循环泵输送到脱硫塔内的XP塔板上与烟气接触时,烟气中的SO2与亚硫酸钙发生脱硫反应(4):
SO2+ CaSO3·1/2H2O+1/2H2O →Ca(HSO3)2 (4)
反应(4)生成的Ca(HSO3)2是亚硫酸的酸式盐,在水中的溶解度较大,因而不在塔内结垢。
当亚硫酸钙脱硫剂从脱硫塔返回脱硫循环池后,反应(4)生成的Ca(HSO3)2与新加入的石灰乳(CaCO3,第二钙)发生反应,再生出CaSO3·1/2H2O供循环脱硫使用,池内反应为:
Ca(HSO3)2+CaCO3=2CaSO3·1/2H2O+ CO2 (5)
5. 湿法脱硫前烟气是怎么降温?
锅炉出口烟气需要经过空预器和电除尘之后才进入脱硫,空预器是余热回收的主要装置,通常能够将烟气温度降至100-150度左右,如果需要进一步降低排烟温度,就需要在空预器之后加装烟气冷却器。
6. 液碱脱硫原理?
本系统脱硫循环为塔内循环方式,锅炉含硫烟气经风机加压由喷淋脱硫器底部进口进入脱硫器,脱硫器底部为存液区,加装一台侧搅拌器。塔体中部加装三层喷淋布水装置、两层除雾器及三层反冲洗装置。喷淋布水装置为全覆盖型,在脱硫器内充满碱性水雾,塔内无死角。每层喷淋层安装多个喷头。选用选用碳化硅涡旋形喷头,具有耐腐蚀、不易堵塞的优点。烟气在塔体内上升过程中,含硫烟气通过各级喷淋装置,极大地增加了与碱性水喷液的接触面积,烟气中的残存烟尘颗粒被彻底清除;烟气中所含的硫与碱液相遇并发生化学反应。这样含硫烟气通过三级喷淋装置与由上向下的碱性水滴、泡沫和烟气充分混和,多次发生化学反应,烟气中残留的尘粒及硫在冲击碰撞、粘附的循环机会多。使烟气中的有害物质及硫被全部净化。脱硫效率高,脱硫效率>90%,达到国家排放标准要求。
经脱硫后的烟气在脱硫塔体内继续上升,脱硫塔的顶部加装高效脱水除雾器,除雾器包括两层除雾板和三层反冲洗装置,除雾板为专设的FRPP材质折板型脱水除雾设备,除雾的切割粒径为25-30um,能够较好的控制塔板的雾化粒径及二次雾沫夹带,除雾板的除雾效果能够达到99%以上。此种除雾器具有脱水效率高,烟阻小,高效防腐等优点。在投加药液到位的情况下,从而达到理想的除尘、脱硫效果。
7. 干法脱硫和湿法脱硫有什么不同?
湿法脱硫和干法脱硫的区别主要是工艺性质,技术特点、成分原料和吸收剂。下面我们来具体看一下。
一、干法工艺是指那些在脱硫过程中烟气始终保持干态的工艺,湿法脱硫原理是指在脱硫过程中烟气处于饱和状态的工艺。
二、湿法脱硫技术是反应剂在浆液状态下进行脱硫和脱硫产物的处理。干法脱硫工程是以石灰为脱硫吸收剂,采用喷雾形式进行脱硫处理。
三、干法脱硫剂的主要成分是生石灰和水配制成的乳状脱硫剂,湿法脱硫主要利用石灰石或石膏浆液洗涤烟气,使其与SO2反应生成亚硫酸钙。
四、工艺性质不同,干法脱硫使用的吸收剂可分为钙基和钠基两种,湿法脱硫一种是采用吸收性能好,易于再生的氧化镁作为吸收剂吸收烟气中的SO2,除此之外,他们的性价比也有所不同。
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