脫硫的技術(shù)原理

來源：湖州核通機(jī)械有限公司作者：核通機(jī)械技術(shù)部網(wǎng)址：http://www.cn-hetong.com

脫硫的技術(shù)原理

⒈SO2和SO3的吸收 SO2十H2O→H++HSO3- SO3十H2O→H2SO4 SO2和SO3吸收的關(guān)鍵是提高其他水中的溶解度，PH值越高，水的表面積越大，氣相湍流度越高，SO2和SO3的溶解量越大。

2. 與石灰石漿液反應(yīng) CaCO3十2H++HSO3-→Ca2+十HSO3-+H2O十CO2 CaCO3十H2SO4 → CaSO4+H2O十CO2 CaCO3 +2HCl→CaCl2+H2O十CO2 本步驟的關(guān)鍵是提高CaCO3的溶解度，PH值越低，溶解度越大。系統(tǒng)組成 ——煙氣系統(tǒng)——吸收塔系統(tǒng) ——制漿系統(tǒng) ——漿液疏排系統(tǒng) ——process water 工藝水系統(tǒng) ——石膏脫水與儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng) ——廢水處理系統(tǒng)石灰石-石膏濕法脫硫的優(yōu)點(diǎn)

1、工藝成熟，最大單機(jī)容量超過1000MW；

2、脫硫效率高≥95%,Ca/S≤1.03；

3、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可用率≥95%；

4、脫硫劑—石灰石，價(jià)廉易得；

5、脫硫副產(chǎn)品—石膏，可綜合利用；

6、建設(shè)期間無需停機(jī)。　

缺點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大；造價(jià)高，一次性投資大；運(yùn)行較多、運(yùn)行費(fèi)用高，副產(chǎn)品處理問題。一、燃燒前煤脫硫技術(shù)主要為煤炭洗選脫硫，即在燃燒前對(duì)煤進(jìn)行凈化，去除原煤中部分硫分和灰分。分為物理法、化學(xué)法和微生物法等。

1、物理法：主要指重力選煤，利用煤中有機(jī)質(zhì)和硫鐵礦的密度差異而使它們分離。該法的影響因素主要有煤的破碎粒度和硫的狀態(tài)等。主要方法有跳汰選煤，重介質(zhì)選煤，風(fēng)力選煤等。

2、化學(xué)法：可分為物理化學(xué)法和純化學(xué)法。物理化學(xué)法即浮選；化學(xué)法又包括堿法脫硫，氣體脫硫，熱解與氫化脫硫，氧化法脫硫等。

3、微生物法：在細(xì)菌浸出金屬的基礎(chǔ)上應(yīng)用于煤炭工業(yè)的一項(xiàng)生物工程新技術(shù)，可脫除煤中的有機(jī)硫和無機(jī)硫。中國(guó)當(dāng)前的煤炭入洗率較低，大約在 20%左右，而美國(guó)為 42%，英國(guó)為94．9%，法國(guó)為 88．7%，日本為 98．2%。提高煤炭的入洗率有望顯著改善燃煤二氧化硫污染。然而，物理選洗僅能去除煤中無機(jī)硫的 80%，占煤中硫總含量的 15%～30%，無法滿足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作為燃煤脫硫的一種輔助手段。

2、二、燃燒中煤脫硫技術(shù)煤燃燒過程中加入石灰石或白云石作脫硫劑，碳酸鈣、碳酸鎂受熱分解生成氧化鈣、氧化鎂，與煙氣中二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鹽，隨灰分排出。在中國(guó)采用的燃燒過程中脫硫的技術(shù)主要有兩種：型煤固硫和流化床燃燒脫硫技術(shù)。

1、型煤固硫技術(shù)：將不同的原料經(jīng)篩分后按一定比例配煤，粉碎后同經(jīng)過預(yù)處理的粘結(jié)劑和固硫劑混合，經(jīng)機(jī)械設(shè)備擠壓成型及干燥，即可得到具有一定強(qiáng)度和形狀的成品工業(yè)固硫型煤。固硫劑主要有石灰石、大理石、電石渣等，其加入量視含硫量而定。燃用型煤可大大降低煙氣中二氧化硫、一氧化碳和煙塵濃度，節(jié)約煤炭，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益相當(dāng)可觀，但工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)解決型煤著火滯后、操作不當(dāng)會(huì)造成的斷火熄爐等問題。

2、流化床燃燒脫硫技術(shù)：把煤和吸附劑加入燃燒室的床層中，從爐底鼓風(fēng)使床層懸浮進(jìn)行流化燃燒，形成了湍流混合條件，延長(zhǎng)了停留時(shí)間，從而提高了燃燒效率。其反應(yīng)過程是煤中硫燃燒生成二氧化硫，同時(shí)石灰石煅燒分解為多孔狀氧化鈣，二氧化硫到達(dá)吸附劑表面并反應(yīng)，從而達(dá)到脫硫效果。流化床燃燒脫硫的主要影響因素有鈣硫比，煅燒溫度，脫硫劑的顆粒尺寸孔隙結(jié)構(gòu)和脫硫劑種類等。

[1] 為提高脫硫效率，可采用以下方法：

⑴改進(jìn)燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行條件

⑵脫硫劑預(yù)煅燒

⑶運(yùn)用添加劑，如碳酸鈉，碳酸鉀等

⑷開發(fā)新型脫硫劑三、燃燒后煙氣脫硫技術(shù)煙氣脫硫的基本原理是酸堿中和反應(yīng)。煙氣中的二氧化硫是酸性物質(zhì)，通過與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鹽或硫酸鹽，從而將煙氣中的二氧化硫脫除。最常用的堿性物質(zhì)是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它堿性物質(zhì)。

共分為濕法煙氣脫硫技術(shù)、干法煙氣脫硫技術(shù)、半干法煙氣脫硫技術(shù)三類，分別介紹如下：1、濕法煙氣脫硫技術(shù) 濕法煙氣脫硫技術(shù)是指吸收劑為液體或漿液。由于是氣液反應(yīng)，所以反應(yīng)速度快，效率高，脫硫劑利用率高。該法的主要缺點(diǎn)是脫硫廢水二次污染；系統(tǒng)易結(jié)垢，腐蝕；脫硫設(shè)備初期投資費(fèi)用大；運(yùn)行費(fèi)用較高等。

⑴石灰石—石膏法煙氣脫硫技術(shù) 該技術(shù)以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行噴淋洗滌，使煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣，同時(shí)向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強(qiáng)制使亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣，脫硫劑的副產(chǎn)品為石膏。該系統(tǒng)包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫劑漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水和廢水處理系統(tǒng)。由于石灰石價(jià)格便宜，易于運(yùn)輸和保存，因而已成為濕法煙氣脫硫工藝中的主要脫硫劑，石灰石—石膏法煙氣脫硫技術(shù)成為優(yōu)先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。該法脫硫效率高（大于95%），工作可靠性高，但該法易堵塞腐蝕，脫硫廢水較難處理。

⑵氨法煙氣脫硫技術(shù) 該法的原理是采用氨水作為脫硫吸收劑，氨水與煙氣在吸收塔中接觸混合，煙氣中的二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸氨，氧化后生成硫酸氨溶液，經(jīng)結(jié)晶、脫水、干燥后即可制得硫酸氨（肥料）。該法的反應(yīng)速度比石灰石—石膏法快得多，而且不存在結(jié)構(gòu)和堵塞現(xiàn)象。另外，濕法煙氣脫硫技術(shù)中還有鈉法、雙堿脫硫法和海水煙氣脫硫法等，應(yīng)根據(jù)吸收劑的來源、當(dāng)?shù)氐木唧w情況和副產(chǎn)品的銷路實(shí)際選用。

2、半干法煙氣脫硫技術(shù) 主要介紹旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法。該法是美國(guó)和丹麥聯(lián)合研制出的工藝。該法與煙氣脫硫工藝相比，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小等特點(diǎn)，而且煙氣脫硫率達(dá)75%—90%。該法利用噴霧干燥的原理，將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。

在吸收塔內(nèi)，吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發(fā)干燥，完成脫硫反應(yīng)后的廢渣以干態(tài)形式排出。

3、該法包括四個(gè)在步驟：

1）吸收劑的制備；

2）吸收劑漿液霧化；

3）霧粒與煙氣混合，吸收二氧化硫并被干燥；

4）脫硫廢渣排出。該法一般用生石灰做吸收劑。生石灰經(jīng)熟化變成具有良好反應(yīng)能力的熟石灰，熟石灰漿液經(jīng)高達(dá)15000～20000r/min的高速旋轉(zhuǎn)霧化器噴射成均勻的霧滴，其霧粒直徑可小于100微米，具有很大的表面積，霧滴一經(jīng)與煙氣接觸，便發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換和化學(xué)反應(yīng)，迅速的將大部分水分蒸發(fā)，產(chǎn)生含水量很少的固體廢渣，脫硫技術(shù)石灰石鈣法:包括濕法煙氣脫硫/半干法(阿爾斯通的NID)/干法(RCFB)和(CFB)如前面所述,應(yīng)用在80%以上的火電廠氨法:用得較少,多在石化領(lǐng)域的電廠鎂法:一種可以再生吸收劑的方法,國(guó)內(nèi)好象沒有海水法:要布置在海邊才行。