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文档简介
二、喷雾干燥烟气脱硫工艺中脱硫灰再循环的作用。脱硫产物大部分从干燥塔底部排出干燥室和旋风分离器一般在负压下操作很少一部分被旋风分离器和袋滤器捕获排出。为避免影响干燥效率和分离效率空气从其他部位漏入干燥塔和旋风分离器中。脱硫剂1)石灰、飞灰脱硫剂飞灰脱硫化学过程复杂,其中的CaO,MgO,A1203和Fe203等碱份都有不同程度的溶解并与S02反应。活化吸收剂的制备主要是在消化器中进行,将石灰、脱硫副产品加水在一定条件下消化,使粉煤灰中的二氧化硅活化为硅系脱硫剂,从而减少石灰的消耗量。同时利用高效吸收剂的脱氮功能,实现硫氮联合去除。脱硫产物的回收利用采用为石灰水(浆)为脱硫剂,脱硫产物的主要成分CaS03,1/2H20,由于一般的脱硫剂中都含有杂质,并且由于烟气中还含有其他酸性物质。所以脱硫产物中除了CaS03还含有诸如CaC03,CaCl2等的杂质,如果有氧存在,部分CaS03还能氧化生成CaS04,另外还有未反应的Ca0等杂质,硫灰成分如表1-3[33]:表1-3脱硫灰的成分|成分|Si02|Ca0|Fe203|A1203|Mg0|S03|I质量分数%|40.59|16.19|3.84 |22.27|0.88|7.38|为了解决喷雾干燥脱硫较湿法脱硫有效钙利用率较低的问题,生产装置上已采用脱硫渣再循环以多次利用其中剩余的有效钙。随着电石渣回用次数的增加,脱硫率基本相同。此外,脱硫渣可以直接循环使用,但脱硫效果逐步变差。在原有效钙利用率很低的情况,脱硫灰的循环使用可以明显提高CaO利用率。循环比=3是较佳的。对此目前尚难以从理论上说明,国外对此阿题也有争议,有一种较合理的说法是,脱硫灰与石灰混合后生成一种硅酸钙盐,此化合物对脱除SO2活性较高。三、分析湿式石灰石-石膏脱硫法系统结垢的原因,发生部位,改善方法。不同部位结垢和固体产物特性,分别选择吸收塔壁面、吸收塔除雾器部位的结垢物和脱硫系统石膏产物进行分析。表4显示了不同样品的元素测定结果,图4显示了吸收塔内壁和除雾器结垢的晶相分析结果。根据测定结果可以发现,受到脱硫氧化气氛条件的影响,吸收塔壁面结垢主要为CaSO4、成分。此外,还含有多种金属组分,包括Mg,Al,Fe等,如此复杂的组分可能是由于在石灰石和烟气飞灰中的金属组分在脱硫塔内部聚集所致。与脱硫塔内壁结垢较高的CaSO4、含量和复杂的组分相比,除雾器部位结垢主要成分为莫来石、石英,其组成更接近于烟气中的飞灰,表明对烟气中燃煤飞灰颗粒的捕集将导致除雾器结垢加剧。吸收塔入口干湿界面层区域1)吸收塔浆液池的容积较大,通过石膏排出泵降低塔内石膏密度需要有一定的时间,浆液中CaSO处于轻度过饱和状态,此时浆液再通过吸收区后,石膏终产物超过了悬浮液的吸收极限,石膏就会以晶体的形式开始沉积,当相对饱和浓度达到一定值时,石膏晶体将在悬浮液中己有的石膏晶体表而进行生长,当饱和度达到更高值时,就会形成晶核,晶体也会在其它各种物体表而生长,尤其在吸收塔入口干湿界而层,当浆液中CaSO过饱和时会在其表而析出结晶形成石膏垢。2)结垢可以通过严格控制浆液的pH值、石灰石利用率、优化液气比、提高镁离子浓度、添加有机酸等措施来防止,但在实际长期运行过程中,由于种种原因仪器仪表故障、阀门内漏操作失灵,锅炉燃烧高硫份煤质,控制干湿界而结垢形成效果不明显,因此在吸收塔干湿界而层设间隙冲洗系统,使结垢还处于松软状态时及时冲洗掉是行之有效的措施。1.1结垢原因石膏的终产物超过了悬浮液的吸收极限,石膏就会以晶体的形式开始沉积,当相对饱和浓度达到一定值时,石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长,当饱和度达到更高值时,就会形成晶核。同时,晶体也会在其它各种物体表面上生长,然后就会导致吸收塔内壁结垢。吸收液的pH值剧烈变化,当pH值比较低时,亚硫酸盐溶解度急剧上升,硫酸盐溶解度略有下降,会有石膏在很短时间内大量产生并析出,产生硬垢。而当pH值高的时候、亚硫酸盐溶解度降低,会引起亚硫酸盐析出,产生软垢。在碱性pH值运行也会产生碳酸钙硬垢。FGD在运行中高压水泵经常出现故障,影响吸收塔的正常冲洗,使结垢物逐步沉积。当结垢物沉积到一定数量时,用高压水冲洗已不能解决问题,最终导致堵塞。1.2防止办法强制氧化的效率。强制氧化可以促使CaSO3溶液快速向CaSO4溶液转化,消除CaSO3的过饱和度,减少结垢。此外,强制氧化的过程若直接向浆液池中注入空气,浆液中SO2的释放加强,提高了石灰石的溶解,使结垢减少。抑制氧化系统。采用氧化抑制剂,如单质硫、乙二胺四乙酸EDTA)及其混合物。添加单质硫可产生硫代硫酸根离子,与亚硫酸根自由基反应,从而干扰氧化反应。EDTA则通过与过渡金属生成螯合物和亚硫酸根反应而抑制氧化反应。提高浆液的固体石膏含量。提高石膏结晶所需要的晶种,石膏浆液浓度过低使浆液中石膏的过饱和浓度大,容易结垢。增大液气比。液气比小,单位液体溶解的SO2增多,过饱和度增大,容易结垢。进行严格的烟气除尘,控制烟气进入脱硫系统所带入的烟尘量;选用不易结垢和堵塞的脱硫设备,例如流动床吸收塔比固定填充吸收塔不易结垢和堵塞;选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收设备;在工艺操作上,控制吸收浆液中水份蒸发速度和蒸发量,控制溶液的pH值,控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和等。四、石灰石湿法脱硫系统有哪些部分组成?石灰石-石膏湿法脱硫反应原理在烟气脱硫过程中,物理反应和化学反应的过程相对复杂,吸收塔由吸收区、氧化区和结晶区三部分组成,在吸收塔浆池(氧化区和结晶区组成)和吸收区,不同的层存在不同的边界条件,现将最重要的物理和化学过程原理描述如下:SO2溶于液体在吸收区,烟气和液体强烈接触,传质在接触面发生,烟气中的SO2溶解并转化成亚硫酸。SO2+H2O<===>H2SO3除了SO2外烟气中的其他酸性成份,如HCL和HF也被喷入烟气中的浆液脱除。装置脱硫效率受如下因素影响,烟气与液体接触程度,液气比、雾滴大小、SO2含量、PH值、在吸收区的相对速度和接触时间。酸的离解当SO2溶解时,产生亚硫酸,同时根据PH值离解:H2SO3<===>H++HSO3-对低pH值HSO3-<===>H++SO32-对高pH值从烟气中洗涤下来的HCL和HF,也同时离解:HCl<===>H++Cl-F<===>H++F-根据上面反应,在离解过程中,H+离子成为游离态,导致PH值降低。浆液中H+离子的增加,导致SO2在浆液中的溶解量减少。因此,为使浆液能够再吸收SO2,必须清除H+离子。H+离子的清除采用中和的方式。中间产物的中和反应使用能够溶于浆液的石灰石,同上述提到的离子发生如下反应:CaCO3(固体)<===>CaCO30(溶解)CaCO30(溶解)+2H+<===>Ca2++CO2+H2OCa2+离子与溶解的酸发生反应:Ca2++2Cl-<===>CaCl2Ca2++2F-<===>CaF2Ca2++2HSO3-<===>Ca(HSO3)2Ca2++SO32-<===>CaSO3生成溶解的亚硫酸钙的反应,主要发生在吸收区上部,因为烟气中SO2含量的降低,使此区域内的浆液保持一个高的PH值,极大地降低了HSO3-的浓度,从而在进一步提高脱硫效率同时降低了在吸收区结垢的可能性。在吸收区下部以及在氧化区是降低SO2浓度的主要区域,PH值较低。在此区域内,洗涤液含有少量的亚硫酸钙,但有更多的亚硫酸氢钙。除了PH值和液气比外,脱硫效率还取决于上述中和反应的速度和石灰石溶解的速度。而石灰石溶解的速度取决于H+的浓度,而且随PH值的降低而加快。钙离子、氯离子和硫酸根离子对石灰石的溶解速度有负面影响。其中氯离子随烟气和工艺水进入吸收系统,钙离子由吸收浆液带入,而硫酸根离子由氧化溶解的亚硫酸根离子产生。浆液中氯离子浓度通过废水排放来控制。亚硫酸氢钙的氧化一些已形成的亚硫酸氢钙,被浆液所含的氧在吸收区氧化。HSO3-+0.5O2<===>SO42-+H+而剩余的亚硫酸氢根则在氧化区由浆池中大量空气所氧化。在此工艺中,PH值主要控制在4.5〜5.5,更多的H+离子按上述反应形成了。这些H+离子由浆液中过剩的石灰石所中和,其结果是生成了溶解的硫酸钙。CaCO3+2H+<===>Ca2++H2O+CO2SO42-+Ca2+<===>CaSO4⑸反应产物的结晶连续产生的硫酸钙导致溶液的过饱和,从而形成了石膏晶体。CaSO4+2H2O<===>CaSO4"2H2O通过维持浆液中固体含量在80〜180g/l的水平,石膏结晶的过程最优化,新生成的石膏在晶种上逐步长大成石膏晶体,所产生的副产品石膏从系统中排除。石灰石节膏湿法脱硫主要系统石灰石-石膏湿法脱硫系统包括以下几个系统:烟气系统、吸收塔系统及氧化空气系统、石灰石上料及浆液制备系统、石膏脱水及废水系统、工艺水系统、电气及热控系统组成1.1烟气系统烟气系统主要包括烟道及各膨胀节、如设有增压风机还有风机挡板等,、如设有GGH烟气换热器还包括有GGH换热器及其辅助系统。另外现在的脱硫系统已取消旁路挡板,当系统发生故障时为了保证脱硫系统的安全,在脱硫烟道入口还设有事故喷淋降温系统。锅炉烟气进入吸收塔系统。烟气经过风机加压后进入吸收塔反应后从烟囱排入大气;当脱硫系统发生故障或系统无法继续运行时,在锅炉正常停运前,烟道上的事故喷淋系统启动,确保脱硫设备的安全。1.2.吸收塔及氧化空气系统吸收塔系统是整个脱硫系统的核心。主要包括设备浆液循环泵、氧化风机,扰动系统(搅拌器或扰动本)、石膏浆液排出泵。吸收塔由吸收区、氧化区和结晶区组成。在吸收塔的吸收区,烟气与浆液接触发生反应烟气中的SO2和其他有害气体和粉尘被除去。在吸收塔浆液池中,亚硫酸钙被鼓入的氧化空气氧化生成CaSO4。同时氧化生成CaSO4结晶生成石膏,通过石膏浆液输送泵排出吸收塔送去石膏脱水系统,同时新鲜的石灰石浆液加入浆池,补充系统反应消耗掉的石灰石。1.3.石灰石上料及浆液制备系统石灰石上料及浆液制备系统主要是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。球磨机分干式磨和湿式磨两种,干式磨能耗大,运行噪声大,所以电厂一般采用湿式磨。主要设备有湿式球磨机、振动给料机、斗式提升机、仓顶皮带机、石灰石浆液箱、石灰石浆液输送泵。石灰石原料要求直径不大于20mm,由振动给料机一斗式提升机一仓顶皮带输送机送入石灰石贮仓,再由称重给料机送入湿式球磨机,磨制好的石灰石浆液通过磨机浆液再循环泵送入旋流站,合格的浆液送至石灰石浆液箱,由石灰石浆液输送泵送至吸收塔,补充因与SO2反应而消耗了的吸收剂。1.4.石膏脱水及废水系统石膏脱水及废水系统是处理脱硫副产物的系统。主要设备包括真空皮带脱水机、石膏浆液输送泵(如设有)、废水泵、滤液水泵及相应的浆液箱罐。吸收塔浆池中产生的石膏由石膏浆液排出泵送入石膏旋流器浓缩,其溢流至滤液水箱,含固量为45%~60%的底流直接进入真空皮带机或送入石膏浆液箱由石膏浆液输送泵送入真空皮带脱水机脱水,脱水后的产物为含水量不大于10%的石膏,由皮带输送机送入石膏库。脱硫装置浆液内的水在不断循环过程中,会富集重金属元素和CL-等,加快脱硫设备的腐蚀,影响石膏品质。为此,设置脱硫装置废水系统来将这些有害元素排出。1.5工艺水系统工艺水系统主要由工艺水箱、工艺水泵和除雾器冲洗水泵组成。工艺水泵主要提供吸收塔补水,石灰石浆液制备系统,石膏脱水系统,所有浆液输送泵、输送管路、浆液箱的冲洗水、氧化风机的冷却水及浆液泵的密封水和机封冲洗水。除雾器冲洗水泵主要提供除雾器冲洗,氧化空气管减温水。1.6.电气及热控系统脱硫电气系统主要由以下几个部分构成:脱硫6KV压配电设备、脱硫0.4KV力中心、保安系统、照明检修系统、220V蓄电池直流系统、UPS不停电系统、车间MCC等。热控系统一般包括测量仪表、信号,I/O卡件,DCS或PLC操作系统。其中操作系统具有自动调节、报警的功能,国外先的技术甚至能做到无人值守的功能。五、为什么石灰石湿法脱硫系统运行时PH值多控制在5.0—5.8?从二氧化硫的吸收来讲高的pH值有利于二氧化硫的吸收,pH=6时,二氧化硫吸收效果最佳,但此时,亚硫酸钙的氧化和石灰石的溶解受到严重抑制,产品中出现大量难以脱水的亚硫酸钙,石灰石颗粒,石灰石的利用率下降,运行成本提高,石膏综合利用难以实现,并且易发生结垢,堵塞现象。而低的pH值有利于亚硫酸钙的氧化,石灰石溶解度增加,按一定比例鼓入空气,亚硫酸钙几乎可以全部得到就地氧化,石灰石的利用率也有提高,原料成本降低,石膏的品质得到保证。但低的pH值使二氧化硫的吸收受到抑制,脱硫效率大大降低,当pH=4时,二氧化硫的吸收几乎无法进行,且吸收液呈酸性,对设备也有腐蚀。一般PH在5.4-5.5为合适。2.pH对CaC03溶解的影响pH从4.5上升到6.0,浆液中的石灰石含量增加了将近3倍,而pH从4.5上升到6.5,浆液中的CaC03含量增加了几乎10倍。同时浆液中的钙离子,硫酸根离子以及可溶性亚硫酸根离子都有增加。对不同的pH值条件下,脱硫浆液中的HS03-和S032-的体积分数关系进行了分析,研究表明当pH值处于4.8-6.0之间时,HS03-的体积分数很高。脱硫系统的操作pH值应控制在4.8-5.5之间从而有利于SO:吸收和CaC03溶解。总之,控制合适的pH值是保证系统良好运行的关键因素之一。六、简述氨法吸收脱硫的原理。氨法吸收和钠碱循环法有何异同。一、烟气脱硫是一个十分典型的化学过程,它基于碱性脱硫剂与酸性SO:之间的化学反应,氨法脱硫以水溶液中的SO:和NH3的反应为基础,包括两个基本的化学反应过程。第一个反应过程是二氧化硫吸收:SO2+H20+NH3=NH4HS03NH4HSO3+NH4=(NH4)2SO3亚硫酸铵对SO2有更好的吸收能力,是氨法中主要的吸收剂。(NH4)2SO3+SO2+H20=2NH4HS03氨吸收实际是(NH4)2SO3溶液循环吸收SO2的过程.随着NH4HS03浓度的增大,必须补充氨水将2NH4HS03转化为(NH4)2SO3,提高溶液的吸收能力。第二个反应过程是亚硫酸按氧化:(NH4)2SO3+1/2O=(NH4)2SO42氨法脱硫工艺的特点和优势1脱硫塔不易结垢。由于氨具有更高的反应活性,且硫酸按具有极易溶解的化学特性,因此氨法脱硫系统不易产生结垢现象。2.2氨法对煤中硫含量适应性广。氨法脱硫对煤中硫含量的适应性广,低、中、高硫含量的煤种脱硫均能适应,特别适合于中高硫煤的脱硫。2.3无二次污染。氨是生产化肥的原料,以氨为原料,实现烟气脱硫,生产化肥,不消耗新的自然资源,不产生新的废弃物和污染物。2.4系统简单、设备体积小、能耗低。氨是一种良好的碱性吸收剂,从吸收化学机理上分析,氨吸收烟气的so2是气一液反应,反应速度快、反应完全,吸收剂利用率高;可以做到很高的脱硫效率,同时相对钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。氨法脱硫副产品硫酸按是一种农用肥料,特别是对于自身副产液氨或有废氨水的企业来说,可以利用液氨或废氨水作为脱硫吸收剂,达到用废水治理废气的目的,副产品的销售收入还可以给脱硫装置带来一定的经济效益。氨法脱硫工艺存在的问题以及解决方案传统的氨法工艺有着很高的SO2脱除效率,但是存在着烟气排放中氨逃逸及气溶胶的问题。1)烟筒排出的烟气所夹带的氨水挥发逸出气态氨,与烟气中未脱除的二氧化硫通过气相反应生成亚硫酸按、亚硫酸氢钱、硫酸按等组分形成气溶胶。 2)氨水吸收烟气中二氧化硫后脱硫液滴被高温烟气携带出,由于蒸发作用析出亚硫酸按固体结晶形成气溶胶。使得烟囱出口有明显的拖尾现象,无法满足超净排放的要求,同时由于氨逃逸导致运行成本增加。这也成了氨法脱硫工艺在超净排放的要求下待解决的问题。二、钠碱循环法双碱法是中小型锅炉应用较广的烟气脱硫技术,是为了克服石灰石一石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。双碱法种类较多,最常用的是钠钙双碱法。它采用纯碱吸收sO:,吸收液再用石灰进行再生,生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物,再生后的溶液返回吸收器,如此循环使用。循环吸收过程中发生的反应如下:W吸收反应TOC\o"1-5"\h\z目吗CO,+SQjTNai50jtCO3 (1}+SO,也Q—MaHSO] (2)其尊式(I)是启动阶段纯碱溶液吸收SO,匣应方程、式W是近行过程的主率反应式”式(35是再生液审H校商时的主耍反立式。再生反应事簿HS"[叫月一单浏/皿③.(4)^SOj+Cj(OH),+IZ2H3O-*2HeUH+CiSO3l/2H2O (5)式W是再生厦成的主要反庇式;式(5)是再生瓶高pH值时的再生反应『玺化反应暇收辘中逐含有系啜畋液中的整,§名我烟气中的%最化所生成.反应式如下:2版80,十。巾捕岫0, (6)山3叫机化副反应产物N麟§0』敢推再生,需不瞑的林充用。H或IM是C%而增如破的请德量,一般消耗他是单成法的S嗯h将再生过程生成的亚硫酸钙(CaSO,)氧化,可制成石膏,反应式如下:CaS03•1/2H20+1/202+3/2H20—CaS04•2H20(7)如果再生过程生成的亚硫酸钙(CaSO3,)没有与吸收液中钠碱彻底分离,式(6)是氧化过程的主要反应式,溶液中[SO2—]大于1/2[Na+]时式⑺才能进行。通常认为,钠钙双碱法脱硫工艺,以石灰浆液作为主脱硫剂,钠碱只需少量补充添加。由于在吸收过程中以钠碱为吸收液,脱硫系统不会出现结垢等问题,运行安全可靠。由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率比钙碱法快很多,能在较小的液气比条件下,达到较高的二氧化硫脱除率。但实际运行中,双碱法脱硫系统效果远不如想象,并没有解决结垢和低效问题。钠碱在钠钙双碱法烟气脱硫工艺中的作用:二、钠碱在吸收中的作用NaOH是一种强碱,溶解度约1110lg/L,碱性溶液对S0:吸收效果更好。石灰(CaO)和石灰石(CaCO,)是最常用最廉价的脱硫剂,石灰溶于水牛成ca(OH):,pill2.4。钠钙双碱法吸收液pH控制在9〜10之问,pHW12.4时无法辨别Ca(OH):和NaOH,或者说,在pH9〜10双碱法脱硫系统中,钠碱根本没有发挥作用。pH>12.4时,ca(OH):离解受抑制,系统演变成钠碱单碱法脱硫系统。三、 钠碱在吸收液再生中的作用双碱法用Ca(OH):再生吸收液中Na:s0,生成CaSO,和NaOH,再生反应是苛化反应过程,由式(4)和图1可见,pH小于6时再生速度快。钠钙双碱法烟气脱硫系统吸收液中盐的主要成分如下表:由表l可以看出,吸收液中所有的钠盐都是溶解态的,钙盐中只有CaSO3,、CaSO4。、CaCO3,沉淀,强酸阴离子的存在使钠盐不能苛化再生,钠盐的存在又使部分硫酸根不能以石膏形式沉淀分离,吸收液中溶解盐增多,加重了富液的污染。尽管可以采用单质硫,乙二胺四乙酸(EDTA)及其混合物干扰抑制氧化,仍难以避免亚硫酸部分氧化成硫酸,也不能避免HCl和HNO,的吸收。NaSO,氧化副反应产物Na2SO4。不能再生,需不断的补充NaOH或Na2CO3,而增加碱的消耗量。有些系统没有分离亚硫酸钙或直接在浆液池内曝气氧化,可溶性硫酸盐增多,造成石灰和碱耗大大增加,脱硫率下降,甚至导致系统无法运行。四、 钠碱对系统结垢的影响结垢是浆液中的某种或几种盐在脱硫系统运行的状态下过饱和并在器壁上结晶析出的污盐。pH大于6时SO32-所占比例增高,CaSO3・1/2H20易结垢,pH8以上时,86%以上的SO2以SO32-形式存在,结垢倾向加重。由于不能分离吸收液中的Ca2+,钠钙双碱法在碱性条件下运行,不能解决结垢问题。双碱法脱硫系统的输送管道、塔壁、喷嘴等处极易结垢,塔内会形成十几厘米厚和粗盐粒硬度相当的结晶体。除雾板、文丘里和旋流板堵塞问题严重。五、 钠碱对富液的影响强酸的钠盐不能被石灰苛化再生,钠碱影响硫酸根沉淀析出,最终随脱硫富液排放。硫酸钠进入水体后可以被硫酸盐还原菌还原成硫化物,使水质变黑变臭,腐蚀水工设备,在有氧环境又被硫细菌氧化,消耗溶解氧。尽管国家排放标准中没有限制硫酸盐,但它对水环境的危害是客观存在的。另外,Na2SO4。的存在也将降低石膏的质量。六、 钠碱对脱硫系统运行控制的影响钠离子增高导致吸收液中溶解盐特别是硫酸盐浓度的增高,浆液提升能耗增加,再生率降低、碱耗大幅提高、钙离子浓度低,这些现象影响系统的操作判断。七、简述活性炭脱硫的原理。如何改善活性炭的脱硫能力。1.炭材料脱硫机理用于烟气脱硫的炭材料主要有活性炭、活性炭纤维和活性焦等,其脱硫原理基本相同,均是利用炭材料中特殊的表面结构,吸附烟气中的二氧化硫井将它催化氧化为so,或硫酸的烟气净化技术。其脱硫机理为:用于烟气脱硫的活性炭按制各所用原料不同分为糠醛渣活性炭(EAC)、褐煤活性炭(CAC)、椰壳炭(YC)和无烟煤活性炭(NAC)等。不同的活性炭具有不同的物理性质及反应活性,活性炭催化氧化S02活性的高低是由其特殊的表面结构性质决定的。活性炭表面的含氧基团是SO,转化为SO,的活性中心。用碘或一些金属盐溶液浸渍的活性炭,可提高其活性。3.1活性炭的吸附和再生吸附so2,后的活性炭,由于其内、外表面的活性中心被覆盖,使活性炭吸附能力F降,因此必须采用一定的手段对其再生,恢复活性炭的吸附能力。再生方法有洗涤再生和加热再生。洗涤再生是用水或稀硫酸洗出活性炭微-fLqa的反应产物,再将活性炭进行干燥;加热再生是对吸附有s02的活性炭加热,释放出。再生时.得到较高浓度的s02,可用来制硫酸或硫磺。暇附态分子反应机理SO,、和(上全部吸附在恬性炭材料表面活性位上后,再以吸附态的分子相互反应,最经转化为田SO..匣底式如下,50,+C-C-S%巩*J2C-D】匕0+JOH】。CSOj+C-0-*C-SO,+CC-SO,+ 的+CC-H3S04+C-nH*QtC=(七沧,nH=O)吸附态分子和气态分孑反应机理H或和DMe:加提出了不同的反魔81理,以程序升温脱附为研究手段,得出如下机理*SOj*CtC—5O;Oj+C-*2C-0C^SO,+0;+JC-泄*C-0C-S0z+C项tC斗十CSOj+C-0-^C-S03%0中£-SOlC-H,SO.目前•活性炭法烟脱硫技术作为一种七要的能瓷源化回收二辑化疏的技术,也存在一些问魁,主要有以下几个方面1(I)工业机械设备精密度不够,埴行时经常出现问题,这主要是我国高精度装备制造业与发诂国家还存在差距的原因;仁)脱碗II艺报价普遍偏低,造成低品质的工艺技术在价格上挤兑鬲成址的I?艺技术,使很高质量的-「•艺技术不能够得到应用*(3)脱疏机理和动力学研究不够.不能深入研究理解工艺脱硫原理,因此也不能更好地改进脱毓工艺;(4)脱碰技术国产化依死工程的落实墙度大,自主研发的技术难以实现规模化生产;(5)膜磁浦性能偏差.尤其是在机械强度、抗中毒性能、再生效果等方面.与发达国家存在不小差距,□本在这席做得比较好,可以值得我们借鉴学习,活性炭材料脱硫制价格相对较高,这也是有很好脱疏效果的活性炭纤维不能得到工业脱硫应用的原因C刘守军&用鱼载叙化桐的活性炭进行脱破试验,发现燧燃温度为25DT时,30/活性炭的脱毓活性最佳;在燃烧温度高.F25UT时.活性粗骨Cut)祓截体活性崇部分还原为金属Cu微晶,从而发生提结、聚集,导致其脱硫活性下降心Tseng;列等用负毂Cu',,F?,、俨,等佥属离子的活性景对网/HCl进行机化试验,发现其氧化能力比丫-危上③汪高,分析箕不仅有吸附作用.也存在催化作用口历嘉云等*•和钱淀等分别在研究碱处理对活性炭材料物理化学性质的影响及负裁Pd辎化剂的催化性能时的试盥发现,进行踵姓理后的活性炭材料不仗能改善比表面和和孔姑构等物理性质,也可以促进表面化学基团的形成,形成的新化学基团有助于金属Pd在活怪炭表面的分散.从而提高了催化活性。紫基材料自身的脱硫活性与其表面官能团、所含的无机组分、孔结构有关",活性最纤维作为一种纳米微孔吸射材料,有着直径网sm左右的细於纤维站构和较高的隅度.而其可以加r,成各种不同的形状:比表面枳可达迎0沈。,其外表面粮是活性炭的百倍乃至千倍.从而极大地增加了吸附和催化能力&由于其孔隙都是纳米尺度的表而微孔(<2nm)b数量事富,抑列均匀:不仪在吸附过程中能硬少气体的扩肢阳力,所此在脱酎过程中容易便活性演野精荻得再生。在有粗和水蒸气存在的条件F,活性谶料维能在低温(<150T)甚至常温将SG,和WOx催化氧化,最敏生成硫酸和硝酸为、活性炭野航脱硫机理研究过程中发现总孔容积、扎径分布、孔靖构和表面独性官能团是影啊ACF脱硫性能的主要因素不同反应温度下彼性ACF脱除S0,的能力随温度升高时ACF的脱硫率g八、几种脱硫方法的对比。1) 石灰石一石膏法是目前应用最广泛的烟气脱硫工艺,这种工艺中,烟气中的固体颗粒和SO:经过在两级洗气塔中循环石灰浆的洗涤而除去,石灰或石灰石在加入储罐之前预先被水化并加入添加剂以提高脱硫剂的脱硫效果。脱硫产物是硫酸钙和亚硫酸钙,作为废物被处理掉。这种方法脱硫率受到pH值、温度、二氧化硫浓度、脱硫剂颗粒大小和类型和吸附剂的种类等参数的影响,选择这种脱硫方式时主要考虑的因素是经济问题,如果确定用石灰浆作为脱硫剂,则要考虑石灰的锻烧、运输和水化等的成本。此方法脱硫效率高于90%,吸收剂利用率可超过90%.还有一种石灰石一石膏法,就是给燃烧炉配置袋滤器,将烟气增湿后,气流中喷入干燥的碱性固体。但酸碱反应只在袋滤器表面进行,要防止碱性脱硫剂落到气流之外并在袋滤器上积累,做到这一点比较困难。石灰一石膏法的主要优点是:适用范围广,脱硫效率、吸收剂利用率、设备运转率、工作可靠性等都很高(目前最成熟的烟气脱硫工艺),脱硫剂石灰石来源丰富且价廉。其缺点也比较明显,初期投资费用和运行费用高,占地面积大、系统管理操作复杂,磨损腐蚀现象比较严重,副产物石膏和产生的废水很难处理,基本上等于把有害物质从气相转到液相[[11.12],并且脱硫后烟气温度较低,不利于烟囱排烟扩散,设备易结垢、腐蚀、堵塞等问题[‘,]。2) 海水烟气脱硫这是近年发展起来的一项新技术,由于海水具有一定的碱性(碱度约在1.2—2.Smmo1/L和特定的水化学特性,而且所含碳酸盐对酸性物质有缓冲作用。于是,人们就利用海水的碱度能吸收烟气中SO2的性质,开发了海水吸收SOZ的工艺。实际应用中还要往海水中加入石灰或石灰与石灰石的混合物。以提高海水的脱硫效果,减少海水用量。海水中的含镁物质(MgC12和MgS04)与加入的碱性物质反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2可以与烟气中的SOZ很快反应生成MgSO},此产物可以再生利用。海水脱硫工艺主要有工艺简单,系统可靠,脱硫率高(一般可达8_5070}"}以上,也有96%以上的报道)等优点,但其必须用在沿海区域。因此严重受地理位置限制。1.3.2干式脱硫干式脱硫在20世纪70年代同时出现于美国和欧洲,主要有炉内喷钙脱硫法、电子束烟气脱硫法和催化联合脱硫一脱氮法。干法脱硫以其脱硫效率高、脱硫剂可再生重复使用、硫可回收利用、成本较低[ys]等优势而成为国内外研究热点。但实用高效脱硫剂合成困难,脱硫剂再生条件苛刻,限制了它的使用,目前应用较多的是炉内喷钙法。石灰石在适当的温度区域喷入炉膛后,锻烧分解出Ca0和CO2,Ca0与烟气中SO2在氧化气氛中生成CaS04;未反应的Ca0随烟气进入尾部增湿活化器水合为Ca(OH)2,再与烟气中SO2反应生成CaSO3。和CaS04。炉内喷钙脱硫有以下几个特点,能以合理的钙硫比得到较高的脱硫率;工艺流程简单,占地面积小,费用低;适用于高、中、低硫煤,适用于新建大型电站锅炉、现役锅炉脱硫技术改造及中小型工业锅炉,但脱硫剂利用率低。1.3.3半干法烟气脱硫早期的干法脱硫工艺费用高,稳定性低,而且烟气处理的副产品都作为垃圾被弃掉,随着人们对价廉高效脱硫工艺的追求和研究,人们开发了半干式烟气脱硫技术,它包括循环流化床烟气脱硫((CFB-FGD)、喷雾干燥脱硫,干吸收剂喷入等方法。喷雾干燥脱硫法把一种常用的喷雾干燥方法与脱硫技术结合,在取得湿式脱硫工艺的高脱硫率的同时,避免了大量循环水的使用,主要采用石灰乳液作脱硫剂与SO:反应。半干法烟气脱硫主要使碱与烟气中的酸性气体反应,生成物经干燥成固体颗粒。这些工艺因具有结构简单、运行费用低等特点而倍受国内外研究者青睐。1)循环流化床烟气脱硫和气体悬浮吸收烟气脱硫技术循环流化床烟气脱硫技术是最新发展起来的烟气脱硫技术((CFB-FGD),通过吸收剂(主要是Ca(OH)2的悬浊液)在反应塔内多次再循环,使烟气中的酸性气体与吸收剂充分
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