干法和半干法脱硫工艺.doc

第三节 干法和半干法脱硫工艺喷雾干燥法脱硫工艺 喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaS03，烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂呈干燥颗粒状，随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。 喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围（8%)。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑9。烟气循环流化床脱硫工艺 该工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对SO2有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。未经处理的烟气从吸收塔(即流化床)底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床，在喷人均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的SO2反应生成CaSO3和CaSO4。 脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进人再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。 此工艺的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、CaS03 、 CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1. 3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度约70。此工艺在国外目前应用在100-200 MW等级机组。由于其占地面积少，投资省，尤其适合于老机组烟气脱硫。炉内喷钙脱硫技术 炉内喷钙、尾部增湿脱硫工艺主要有LIFAC、LIMB和LIDS三种。 LIFAC脱硫技术（炉内喷钙尾部增湿脱硫技术）是由芬兰的Tempella公司和IVO公司首先开发成功并投人商业应用的，该技术是将石灰石于锅炉的850-1150部位喷入起到部分固硫作用10。在尾部烟道的适当部位(一般在空气预热器和除尘器之间)装设增湿活化反应器，使炉内未反应的CaO和水反应生成Ca(OH)2，进一步吸收二氧化硫，提高脱硫率。LIFAC工艺主要包括以下三步:(1)炉内喷钙系统 将磨细到325目左右的石灰石粉用气流输送方法喷射到炉膛上部温度为900-1150的区域，CaC03立即分解并与烟气中SO2和少量S03反应生成CaSO3和CaS04。可使炉内喷钙的脱硫率达到75 %，投资占整个脱硫系统投资的10%左右。(2) 炉后增湿活化 在安装于锅炉与电除尘器之间的增湿活化器中完成，在活化器内，炉膛中未反应的Ca0与喷人的水反应生成Ca ( OH )2, SO2与生成的新鲜Ca(OH)2快速反应生成CaS03，接着又部分被氧化为CaS04。烟气经过加水增湿活化，可使系统的总脱硫率达到75%以上，而其投资约占整个系统投资的85 % 。(3) 灰浆或干灰再循环 将电除尘器捕集的部分物料加水制成灰浆喷入活化器增湿活化，可使系统总脱硫率提高到85 %，占整个系统投资的5%11。电子束法脱硫工艺 该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的喷入、电子束照射和辐产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气，经过除尘器的粗滤处理后进人冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度(约70 )。烟气的露点通常约为50，被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发，因此，不产生废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将氨水、压缩空气和软水混合喷人，加氨量取决于SOX和NOX浓度，经过电子束照射后，SOX和NOX在自由基作用下生成中间生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒(硫酸氨与硝酸氨的混合粉体)。这些粉状微粒一部分沉淀到反应器底部，通过输送机排出，其余被副产品除尘器所分离和捕集，经过造粒处理被送到副产品仓库储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气排放。活性炭吸附法 活性炭具有较大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团、高效的原位脱氧能力，同时有负载性能和还原性能，所以既可作载体制得高分散的催化体系，又可作还原剂参与反应提供一个还原环境，降低反应温度。SO2、O2与H2O被吸附剂吸附，发生下述总反应:2SO2+2O2+2H2O2H2SO4 活性炭吸收SO2和NOX后生成的物质存在于活性炭表面的微孔中，降低了活性炭的吸附能力，因此对吸附SO2后表面上生成硫酸的活性炭要定期再生，先用水洗，得到稀硫酸溶液，然后对活性炭进行十燥。对吸附SO2的活性炭加热，硫酸在炭的作用下还原为SO2得到富集，可用于生产硫酸或硫磺，但要消耗一部分活性炭12。气相催化氧化法气相催化氧化法烟气脱硫是在催化剂接触表面上，烟气中的SO2直接氧化为SO3的干式烟气脱硫方法。常用的催化剂为V2O5，广泛用于处理硫酸尾气，处理电厂锅炉气及炼油厂尾气技术尚未成熟。反应机理简单，在钒催化剂表面上，SO2氧化为SO3，须根据既要有较高的转化率，又要有较快的反应速度的原则来选择适宜的反应温度，美国孟山都等公司联合研究发展的孟山都催化氧化法（Monsanto Cat-OX）是气相催化氧化法的典型工艺。经高温电除尘器净化的烟气进入置有若干层钒催化剂的转化器，