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    濕法、半干法、干法三大類煙氣脫硫工藝

    2020-1-5 5:59:51      點擊:

    目前煙氣脫硫技術種類達幾十種,按脫硫過程是否加水和脫硫產物的干濕形態,煙氣脫硫分為:濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術較為成熟,效率高,操作簡單。傳統的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣,由于其溶解度較小,極易在脫硫塔內及管道內形成結垢、堵塞現象。雙堿法煙氣脫硫技術是為了克服石灰石—石灰法容易結垢的缺點而發展起來的。

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    1主要來源:
    近年來,隨著機動車的增多,汽車尾氣已成為主要的大氣污染源,酸雨也因此更加頻繁,嚴重危害到了建筑物、土壤和人類的生存環境。因此,世界各國紛紛提出了更高的油品質量標準,進一步限制油品中的硫含量、烯烴含量和苯含量,以更好地保護人類的生存空間。

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    隨著對含硫原油加工量的增加及重油催化裂化的普及,油品含硫量超標及安定性不好的現象也越來越嚴重。由于加氫脫硫在資金及氫源上的限制,對中小型煉油廠來說進行非加氫精制的研究具有重要的意義。本文簡單介紹了非加氫脫硫技術進展及未來的發展趨勢。

    2硫的分布:

     

    原油中有數百種含硫烴,目前已驗證并確定結構的就有200余種,這些含硫烴類在原油加工過程中不同程度地分布于各餾分油中。

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    燃料油中的硫主要有兩種存在形式:通常能與金屬直接發生反應的硫化物稱為“活性硫”,包括單質硫、硫化氫和硫醇;而不與金屬直接發生反應的硫化物稱為“非活性硫”,包括硫醚、二硫化物、噻吩等。對于汽油餾分而言,含硫烴類以硫醇、硫化物和單環噻吩為主,其主要來源于催化裂化(簡稱FCC)汽油。因此,要使汽油符合低硫汽油的指標必須對FCC汽油原料進行預處理或對FCC汽油產品進行后處理。而柴油餾分中的含硫烴類有硫醇、硫化物、噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等,其中二苯并噻吩的4,6位烷基存在時,由于烷基的位阻作用而使脫硫非常困難,而且隨著石油餾分沸點的升高,含硫化合物的結構也越來越復雜。

    3生產方法:

     1.酸堿精制酸堿精制是傳統的方法,目前仍有部分煉廠使用。由于酸堿精制分離出的酸堿渣難以處理,而且油品損失較大,從長遠來看,此技術必將遭到淘汰。

    2.酸精制該法用一定濃度的硫酸、鹽酸等無機酸從石油產品中除去硫醚和噻吩,從而達到脫硫的目的。反應如下所示:R2S+H2SO4R2SH++HSO-4

    3.堿精制NaOH水溶液可以抽提出部分酸性硫化物,在堿中加入亞砜、低級醇等極性溶劑或提高堿的濃度可以提高萃取效率。如用40%的NaOH可除去柴油中60%以上的硫醇及90%的苯硫酚,其中苯硫酚對油品的安定性影響很大。

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    4.催化法在酞菁催化劑法中,目前工業上應用較多是聚酞菁鈷(CoPPC)和磺化酞菁鈷(CoSPc)催化劑。此催化劑在堿性溶液中對油品進行處理,可以除去其中的硫醇。夏道宏認為聚酞菁鈷(CoPPC)和磺化酞菁鈷(CoSPc)在堿液中的溶解性不好,因而降低了催化劑的利用率,為此合成出了一種水溶性較好的新型催化劑——季銨磺化酞菁鈷(CoQAHPc)n,該催化劑分子內有氧化中心和堿中心,二者產生的協同作用使該催化劑的活性得到了明顯的提高。此外,金屬螯合劑法和酸性催化劑法都能使有機硫化物轉化成硫化氫,從而有效的去除成品油中的硫化物。

    以上這幾種催化法脫硫效率雖然較高,但都存在著催化劑投資大、制備條件苛刻、催化活性組分易流失等缺點。目前煉廠使用此方法的其經濟效益都不是很好,要想大規模的應用催化法脫硫技術,尚需克服一些技術上的問題。

    5.溶劑萃取選擇適當的溶劑通過萃取法可以有效地脫除油品中的硫化物。一般而言,萃取法能有效地把油品中的硫醇萃取出來,再通過蒸餾的方法將萃取溶劑和硫醇進行分離,得到附加值較高的硫醇副產品,溶劑可循環使用。在萃取的過程中,常用的萃傘液是堿液,但有機硫化物在堿液和成品油中的分配系數并不高,為了提高萃取過程中的脫硫效率,可在堿液中添加少量的極性有機溶劑,如MDS、DMF、DMSOD等,這樣可以大大提高萃取過程中的脫硫效率。夏道宏等人提出了MDS-H2O-KOH化學萃取法,用這三種萃取劑對FCC汽油進行了萃取率及回收率的實驗,結果表明該方法在同一套裝置中既能把油品中的硫醇萃取出來,還可以高效回收萃取液中的單一硫醇以及混合硫醇,得到高純度的硫醇副產品,具有很高的經濟效益和社會效益。福建煉油化工公司把萃取和堿洗兩種工藝結合起來,采用甲醇-堿洗復合溶劑萃取法顯著提高了FCC柴油的儲存安定性,萃取溶劑經蒸餾回收甲醇后可循環使用。此種方法投資低,脫硫效率高,具有較高的應用價值。

    6.催化吸附催化吸附脫硫技術是使用吸附選擇性較好且可再生的固體吸附劑,通過化學吸附的作用來降低油品中的硫含量。它是一種新出現的、能夠有效脫除FCC汽油中硫化物的方法。與通常的汽油加氫脫硫相比,其投資成本和操作費用可以降低一半以上,且可以從油品中高效地脫除硫、氮、氧化物等雜質,脫硫率可達90%以上,非常適合國內煉油企業的現狀。由于吸附脫硫并不影響汽油的辛烷值和收率,因此這種技術已經引起國內外的高度重視。

    Konyukhova等把一些天然沸石(如絲光沸石、鈣十字石、斜發沸石等)酸性活化后用于吸附油品中的乙基硫醇和二甲基硫,ZSM-5和NaX沸石則分別用于對硫醚和硫醇的吸附。Tsybulevskiy研究了X或Y型分子篩進行改性后對油品的催化吸附性能。Wismann考察了活性炭對油品的催化吸附性能。而在這些研究中普遍在著脫硫深度不夠,吸附劑的硫容量較低,脫硫劑的使用周期短,且再生性能不好,因而大大限制了其工業應用。據報道,菲利浦石油公司開發的吸附脫硫技術于2001年應用于258kt/a的裝置,經處理后的汽油平均硫含量約為30μg/g,是第一套采用吸附法脫除汽油中硫化物的工業裝置,并準備將這一技術應用于柴油脫硫。

    國內的催化吸附脫硫技術尚處于研究階段。徐志達、陳冰等用聚丙烯腈基活性炭纖維(NACF)吸附油品中的硫醇,結果只能把油品中的一部分硫醇脫除。張曉靜等以13X分子篩為吸附劑對FCC汽油的全餾分和重餾分(>90℃)進行了研究,初步結果表明對硫含量為1220μg/g的汽油的全餾分和重餾分進行精制后,與未精制的輕餾分(<90℃)混合可得到硫含量低于500μg/g的汽油。張金岳等對負載型活性炭催化吸附脫硫進行了深入的研究。

    總之,催化吸附脫硫技術在對油品沒有影響的條件下能有效的脫除油品中的硫化物,且投資費用和操作費用遠遠低于其他(加氫精制、溶劑萃取,催化氧化等)脫硫技術。因此,研究催化吸附脫硫技術具有非常重要的意義。

    7.絡合法用金屬氯化物的DMF溶液來處理含硫油品時可使有機硫化物與金屬氯化物之間的電子對相互作用,生成水溶性的絡合物而加以除去。能與有機硫化物生成絡合物的金屬離子非常多,其中以CdCl2的效果最好。下面列舉了不同金屬氯化物與有機硫化物的絡合反應活性順序為:Cd2+>Co2+>Ni2+>Mn2+>Cr3+>Cu2+>Zn2+>Li+>Fe3+。由于絡合法不能脫除油品中的酸性組分,因此在實際應用中經常采用絡合萃取與堿洗精制相結合的辦法,其脫硫效果非常顯著,且所得油品的安定性好,具有較好的經濟效益。

    4生物脫硫:

    生物脫硫,又稱生物催化脫硫(簡稱BDS),是一種在常溫常壓下利用需氧、厭氧菌除去石油含硫雜環化合物中結合硫的一種新技術。早在1948年美國就有了生物脫硫的專利,但一直沒有成功脫除烴類硫化物的實例,其主要原因是不能有效的控制細菌的作用。此后有幾個成功的“微生物脫硫”報道,但卻沒有多少應用價值,原因在于微生物盡管脫去了油中的硫,但同時也消耗了油中的許多炭而減少了油中的許多放熱量?茖W工作者一直對其進行了深入的研究,直到1998年美國的InstituteofGasTechnology(IGT)的研究人員成功的分離了兩種特殊的菌株,這兩種菌株可以有選擇性的脫除二苯并噻吩中的硫,去除油品中雜環硫分子的工業化模型相繼產生,1992年在美國分別申請了兩項專利(5002888和5104801)。美國EnergyBioSystemsCorp(EBC)公司獲得了這兩種菌株的使用權,在此基礎上,該公司不僅成功地生產和再生了生物脫硫催化劑,并在降低催化劑生產成本的同時也延長了催化劑的使用壽命。此外該公司又分離得到了玫鴻球菌的細菌,該細菌能夠使C-S鍵斷裂,實現了脫硫過程中不損失油品烴類的目的,F在,EBC公司已成為世界上對生物脫硫技術研究最廣泛的公司。此外,日本工業技術研究院生命工程工業技術研究所與石油產業活化中心聯合開發出了柴油脫硫的新菌種,此菌種可以同時脫除柴油中的二苯并噻吩和苯并噻吩中的硫,而這兩種硫化物中的硫是用其它方法難以脫除的。BDS過程是以自然界產生的有氧細菌與有機硫化物發生氧化反應,選擇性氧化使C-S鍵斷裂,將硫原子氧化成硫酸鹽或亞硫酸鹽轉入水相,而DBT的骨架結構氧化成羥基聯苯留在油相,從而達到脫除硫化物的目的。BDS技術從出現至今已發展了幾十年,目前為止仍處于開發研究階段。由于BDS技術有許多優點,它可以與已有的HDS裝置有機組合,不僅可以大幅度地降低生產成本,而且由于有機硫產品的附加值較高,BDS比HDS在經濟上有更強的競爭力。同時BDS還可以與催化吸附脫硫組合,是實現對燃料油深度脫硫的有效方法。因此BDS技術具有廣闊的應用前景,預計在2010年左右將有工業化裝置出現。

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    5新型脫硫:

    1.氧化脫硫技術氧化脫硫技術是用氧化劑將噻吩類硫化物氧化成亞砜和砜,再用溶劑抽提的方法將亞砜和砜從油品中脫除,氧化劑經過再生后循環使用。目前的低硫柴油都是通過加氫技術生產的,由于柴油中的二甲基二苯并噻吩結構穩定不易加氫脫硫,為了使油品中的硫含量降到10μg/g,需要更高的反應壓力和更低的空速,這無疑增加了加氫技術的投資費用和生產成本。而氧化脫硫技術不僅可以滿足對柴油餾分10μg/g的要求,還可以再分銷網點設置簡便可行的脫硫裝置,是滿足最終銷售油品質量的較好途徑。

    2.ASR-2氧化脫硫技術ASR-2氧化脫硫技術是由Unipure公司開發的一種新型脫硫技術,此技術具有投資和操作費用低、操作條件緩和、不需要氫源、能耗低、無污染排放、能生產超低硫柴油、裝置建設靈活等優點,為煉油廠和分銷網點提供了一個經濟、可靠的滿足油品硫含量要求的方法。

    在實驗過程中,此技術能把柴油中的硫含量由7000μg/g最終降到5μg/g。此外該技術還可以用來生產超低硫柴油,來作為油品的調和組分,以滿足油品加工和銷售市場的需要。目前ASR-2技術正在進行中試和工業實驗的設計工作。其工藝流程如下:含硫柴油與氧化劑及催化劑的水相在反應器內混合,在接近常壓和緩和的溫度下將噻吩類含硫化合物氧化成砜;然后將含有待生催化劑和砜的水相與油相分離后送至再生部分,除去砜并再生催化劑;含有砜的油相送至萃取系統,實現砜和油相分離;由水相和油相得到的砜一起送到處理系統,來生產高附加值的化工產品。

    盡管ASR-2脫硫技術已進行了多年的研究,但一直沒有得到工業應用,主要是由于催化劑的再生循環、氧化物的脫除等一些技術問題還沒有解決。ASR-2技術可以使柴油產品的硫含量達到5μg/g,與加氫處理技術柴油產品的硫含量分別為30μg/g和15μg/g時相比,硫含量和總處理費用要少的多。因此,如果一些技術性問題能夠很好地解決,那么ASR-2氧化脫硫技術將具有十分廣闊的市場前景。

    3.超聲波氧化脫硫技術超聲波氧化脫硫(SulphCo)技術是由USC和SulphCo公司聯合開發的新型脫硫技術。此技術的化學原理與ASR-2技術基本相同,不同之處是SulphCo技術采用了超聲波反應器,強化了反應過程,使脫硫效果更加理想。其流程描述為:原料與含有氧化劑和催化劑的水相在反應器內混合,在超聲波的作用下,小氣泡迅速的產生和破滅,從而使油相與水相劇烈混合,在短時間內超聲波還可以使混合物料內的局部溫度和壓力迅速升高,且在混合物料內產生過氧化氫,參與硫化物的反應;經溶劑萃取脫除砜和硫酸鹽,溶劑再生后循環使用,砜和硫酸鹽可以生產其他化工產品。

    SulphCo在完成實驗室工作后,又進行了中試放大實驗,取得了令人滿意的效果,即不同硫含量的柴油經過氧化脫硫技術后硫含量均能降低到10μg/g以下。目前Bechtel公司正在著手SulphCo技術的工業試驗。

    4.光、等離子體脫硫技術日本污染和資源國家研究院、德國Tubingen大學等單位研究用紫外光照射及等離子體技術脫硫。其機理是:二硫化物是通過S-S鍵斷裂形成自由基,硫醚和硫醇分別是C-S和S-H鍵斷裂形成自由基,并按下列方式進行反應:

    無氧化劑條件下的反應:CH3S-+-CH3CH4+CH2====SCH3S-+CH3CH2RCH3SH+CH2====SCH2RCH3S-+CH3S-CH3SSCH3CH3S-+CH2====SCH3SCH2S--CH3CH3SCH2SCH3

    有氧化劑條件下的反應:CH3S-+O2CH3SOO-RHCH3SOOH+R-SO3+-CH3CH3SOOHRrCH3SO-+-OHCH3SO-+RHCH3SOH+R-3CH3SOOHCH3SOOSCH3+CH3SO3H

    此技術以各類有機硫化物和含粗汽油為對象,根據不同的分子結構,通過以上幾種方式進行反應,產物有烷烴、烯烴、芳烴以及硫化物或元素硫,其脫硫率可達20%~80%。若在照射的同時通入空氣,可使脫硫率提高到60%~100%,并將硫轉化成SO3、SO2或硫磺,水洗即可除去。

    5.高效霧化脫硫除塵技術高效霧化脫硫除塵技術主要通過研究煙塵及二氧化硫等有害物質的化學成分與物流運動特性,利用流體力學、空氣動力學、化學、機械學等,集實心噴霧技術、霧化洗滌技術、凝聚霧化技術、沖擊湍流技術、過濾吸收技術、除霧分離技術等高科技于一體的多科學、多工藝的環保技術,該技術的主要特點是它具有使用壽命長,高效低阻節能,占地小,造價低,運行費用低,維修率低,管理方便,灰水閉路循環,無二次廢水及揚塵污染。煙塵經處理后各項指標低于國家環境保護排放標準,符合國家鼓勵發展(高效、耐用、低阻、低費用)環保產業政策,實現了高效除塵、脫硫、脫氮、除霧一體化同時完成的大氣污染控制凈化目的。對減輕酸雨、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉塵、可吸入懸浮微粒等有害物質,改善大氣環境質量有很大的環境效益、社會效益、與經濟效益,也有很好的市場前景。

    工藝流程為含塵氣體首先進入高效實心噴霧洗滌室,煙氣經堿性溶液冷卻降溫達到飽和狀態,大顆粒粉塵及二氧化硫首先被吸收,繼而煙氣、水霧、粉塵三相氣流由于質量的差異、以不同的慣性互相傳質并同時進入高效凝聚霧化洗滌室進行收縮、急聚、擴散等運動作用后第二次被脫硫與除塵,隨后煙氣、水霧。粉塵三相氣流以一定速度沖擊裝有堿性溶液的高效循環流化過濾室通過充分沖出、湍流、攪拌、過濾、傳質等運動機理后第三次被脫硫與除塵,此時比較潔凈的煙氣一切向或蝸殼走向進入高效上穩旋流逆傳質洗滌室通過由上往下的堿性液膜與液霧產生逆向傳質運動最后一次脫硫除塵,凈化后的潔凈通過切向或蝸殼走向進入高效下穩旋流脫水除霧室進行氣水分離處理后,由引風機送到煙囪排向高空。而灰水則分別從高效實心噴霧洗滌室、高效循環流化過濾室、高效上穩旋流逆傳質洗滌室底部的自動溢流水封出灰口排向循環池經堿性水中和沉淀處理、堿性廢水回收供脫硫除塵器使用,潔凈誰從高效下穩旋流脫水除霧室底部的排水口流出,同時完成了消煙、脫硫、脫氮、除塵、脫水、除霧的全過程。

    技術優勢:a.集消煙、脫硫、脫氮、除塵、脫水一體化同時完成的技術設計,結構簡單緊湊、工藝流程合理,內部不易結垢堵塞,煙氣不帶水設計;

    b.設備內部有效面積使用率達100%設計,用煙塵在整個凈化過程中全部完全溶于堿性水溶液,達到高效傳質的效果;

    c.應用高效外濺噴射霧化設計,設備內部無易損件設計,保證最高效的脫硫與除塵;

    d.構成煙氣與堿性溶液最充分的傳質過程、以保證達到最高效的脫硫與除塵;

    e.制造材料可選用天然耐磨蝕的花崗石制成,解決了環保設備長期以來不耐磨、不抗腐蝕、壽命短等缺點;

    f.保證一定的液氣化、穩定的二氧化硫吸收速率、控制ph值在10左右25%的稀堿液作為二氧化硫吸收劑。不易揮發、損失小,實現脫硫效率高、效果穩定,還有效地解決了設備內部積灰、結垢問題;

    g.設備內部暢通的煙氣通道設計、煙氣走向沒有死角,降低煙氣熱態阻力,保證設計工況下的效果,不影響鍋爐等燃燒設備的運行;8簡易高效的循環雙堿法脫硫原理,充分利用了工廠生產的廢堿液、以廢治廢、綜合利用、降低運行成本、堿性水閉路循環使用、廢水利用率100%、實現無二次廢水污染排放。

    6負面影響:

    汽油和柴油的低硫化大大減輕了環境污染,特別是各國對燃料油低硫化政策已達成共識。但是在燃料油低硫化的進程中,出現了人們未曾預料到的負面效應,主要表現為:

    潤滑性能下降,設備的磨損加大1991年,瑞典在使用硫含量為0.00%的柴油時,發現燃料泵產生的燒結和磨損甚至比普通柴油的磨損還要嚴重。日本也對不同硫含量的柴油作了臺架試驗,結果也確認了柴油潤滑性能下降的問題。其主要原因是在脫硫的同時把存在于油品中具有潤滑性能的天然極性化合物也脫除了,從而導致潤滑性能下降,設備的磨損加大。

    柴油安定性變差,油品色相惡化當柴油的硫含量降到0.05%以下時,過氧化物的增加會加速膠狀物和沉淀物的生成,影響設備的正常運轉,并導致排氣惡化。其主要原因是由于原本存在于柴油中的天然抗氧化組分在脫硫時也被脫除掉了。同時隨著柴油中硫含量的降低,油品的顏色變深,給人以惡感。

    7結論建議:

    鑒于石油產品在生產和生活中的廣泛應用,脫除其中危害性的硫是非常重要的。目前工業上使用的非加氫脫硫方法有酸堿精制、溶劑萃取和吸附脫硫,而這幾種脫硫方法都存在著缺陷和不足。其中酸堿精制有大量的廢酸廢堿液產生,會造成嚴重的環境污染;溶劑萃取脫硫過程能耗大,油品收率低;吸附法中吸附劑的吸附量小,且需經常再生。其它的非加氫脫硫技術還處在試驗階段,其中生物脫硫、氧化脫硫和光及等離子體脫硫的應用前景十分誘人,可能是實現未來清潔燃料油生產的有效方法。由于降低燃料油中的硫含量、減少大氣污染是一個復雜的過程,因此實施時應考慮各種因素,提高技術的可靠性,以取得最佳的經濟效益和環保效益。

    石灰(石)—石膏工藝濕法脫硫技術石灰(石)——石膏FGD是目前國內市場的主流脫硫技術,其核心技術已經為國內多數公司成功運用。

    8技術原理:

    ⒈SO2和SO3的吸收SO2十H2O→H++HSO3-SO3十H2O→H2SO4SO2和SO3吸收的關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CaCO3十2H++HSO3-→Ca2+十HSO3-+H2O十CO2CaCO3十H2SO4→CaSO4+H2O十CO2CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O十CO2本步驟的關鍵是提高CaCO3的溶解度,PH值越低,溶解度越大。

    系統組成——煙氣系統——吸收塔系統——制漿系統——漿液疏排系統——processwater工藝水系統——石膏脫水與儲運系統——廢水處理系統石灰石-石膏濕法脫硫的優點:

    a.工藝成熟,最大單機容量超過1000MW;b.脫硫效率高≥95%,Ca/S≤1.03;c.系統運行穩定,可用率≥95%;d.脫硫劑—石灰石,價廉易得;e.脫硫副產品—石膏,可綜合利用;f.建設期間無需停機。

    缺點:系統復雜,占地面積大;造價高,一次性投資大;運行較多、運行費用高,副產品處理問題。

    3.燃燒前煤脫硫技術主要為煤炭洗選脫硫,即在燃燒前對煤進行凈化,去除原煤中部分硫分和灰分。分為物理法、化學法和微生物法等。

    a.物理法:主要指重力選煤,利用煤中有機質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等。主要方法有跳汰選煤,重介質選煤,風力選煤等。

    b.化學法:可分為物理化學法和純化學法。物理化學法即浮選;化學法又包括堿法脫硫,氣體脫硫,熱解與氫化脫硫,氧化法脫硫等。

    c.微生物法:在細菌浸出金屬的基礎上應用于煤炭工業的一項生物工程新技術,可脫除煤中的有機硫和無機硫。中國當前的煤炭入洗率較低,大約在20%左右,而美國為42%,英國為94.9%,法國為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。

    4.燃燒中煤脫硫技術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生成硫酸鹽,隨灰分排出。

    在中國采用的燃燒過程中脫硫的技術主要有兩種:型煤固硫和流化床燃燒脫硫技術。

    a.型煤固硫技術:將不同的原料經篩分后按一定比例配煤,粉碎后同經過預處理的粘結劑和固硫劑混合,經機械設備擠壓成型及干燥,即可得到具有一定強度和形狀的成品工業固硫型煤。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,節約煤炭,經濟效益和環境效益相當可觀,但工業實際應用中應解決型煤著火滯后、操作不當會造成的斷火熄爐等問題。

    b.流化床燃燒脫硫技術:把煤和吸附劑加入燃燒室的床層中,從爐底鼓風使床層懸浮進行流化燃燒,形成了湍流混合條件,延長了停留時間,從而提高了燃燒效率。其反應過程是煤中硫燃燒生成二氧化硫,同時石灰石煅燒分解為多孔狀氧化鈣,二氧化硫到達吸附劑表面并反應,從而達到脫硫效果。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構和脫硫劑種類等。為提高脫硫效率,可采用以下方法:⑴改進燃燒系統的設計及運行條件⑵脫硫劑預煅燒⑶運用添加劑,如碳酸鈉,碳酸鉀等⑷開發新型脫硫劑

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    5.燃燒后煙氣脫硫技術煙氣脫硫的基本原理是酸堿中和反應。煙氣中的二氧化硫是酸性物質,通過與堿性物質發生反應,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。共分為濕法煙氣脫硫技術、干法煙氣脫硫技術、半干法煙氣脫硫技術三類,分別介紹如下:

    a.濕法煙氣脫硫技術濕法煙氣脫硫技術是指吸收劑為液體或漿液。由于是氣液反應,所以反應速度快,效率高,脫硫劑利用率高。該法的主要缺點是脫硫廢水二次污染;系統易結垢,腐蝕;脫硫設備初期投資費用大;運行費用較高等。

    ⑴石灰石—石膏法煙氣脫硫技術該技術以石灰石漿液作為脫硫劑,在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌,使煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣,同時向吸收塔的漿液中鼓入空氣,強制使亞硫酸鈣轉化為硫酸鈣,脫硫劑的副產品為石膏。該系統包括煙氣換熱系統、吸收塔脫硫系統、脫硫劑漿液制備系統、石膏脫水和廢水處理系統。由于石灰石價格便宜,易于運輸和保存,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成為優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生成亞硫酸氨,氧化后生成硫酸氨溶液,經結晶、脫水、干燥后即可制得硫酸氨(肥料)。該法的反應速度比石灰石—石膏法快得多,而且不存在結構和堵塞現象。另外,濕法煙氣脫硫技術中還有鈉法、雙堿脫硫法和海水煙氣脫硫法等,應根據吸收劑的來源、當地的具體情況和副產品的銷路實際選用。

    b.半干法煙氣脫硫技術主要介紹旋轉噴霧干燥法。該法是美國和丹麥聯合研制出的工藝。該法與煙氣脫硫工藝相比,具有設備簡單,投資和運行費用低,占地面積小等特點,而且煙氣脫硫率達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,吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發生化學反應的同時,吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發干燥,完成脫硫反應后的廢渣以干態形式排出。該法包括四個在步驟:

    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。生石灰經熟化變成具有良好反應能力的熟石灰,熟石灰漿液經高達15000~20000r/min的高速旋轉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,霧滴一經與煙氣接觸,便發生強烈的熱交換和化學反應,迅速的將大部分水分蒸發,產生含水量很少的固體廢渣,脫硫技術石灰石鈣法: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,應用在80%以上的火電廠氨法:用得較少,多在石化領域的電廠鎂法:一種可以再生吸收劑的方法,國內好象沒有海水法:要布置在海邊才行。
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