下面我将详细阐述干法脱硫的主要好处:
系统简单,投资成本低:
干法脱硫工艺无需复杂的浆液制备和输送系统,也没有吸收塔和喷淋层。设备结构相对简单,因此初期建设投资通常低于湿法脱硫。
运行费用较低:
无需对浆液进行加热,能耗较低。
不需要处理大量的工艺水,节约了水资源费和水处理成本。
设备简单,维护和检修的工作量和成本也相对较低。
占地面积小:
由于省去了庞大的制浆系统和吸收塔,干法脱硫系统的设备紧凑,占地面积小,这对于场地受限的工厂改造项目尤其具有吸引力。
无废水产生:
这是干法脱硫最显著的优势之一。整个过程是干态的,不产生任何需要后续处理的脱硫废水,避免了复杂的废水处理系统和相应的运行成本及环境风险。
无“白烟”现象:
湿法脱硫后的烟气饱和含水,排出后?;嵝纬沙こさ摹把逃稹保ㄋ壮啤鞍籽獭保?,影响视觉观感。干法脱硫后的烟气温度较高,含水量低,基本不会产生“白烟”问题。
产物处理相对简单:
反应后的副产物是干态的粉状物(主要是CaSO?、CaSO?和未反应的吸收剂),可以直接用现有的除尘器(如布袋除尘器)收集。这些干灰便于运输和综合利用,例如作为建筑材料添加剂或用于筑路。
操作简单,启停方便:
系统启动和?;浅Q杆?,可以很好地适应锅炉负荷的变化,特别适合间歇性运行的工况。
腐蚀性问题小:
设备和烟道内处于干态环境,避免了湿法脱硫中常见的低温腐蚀和结垢问题,对设备的材质要求较低,使用寿命更长。
特别适合缺水地区:在水资源匮乏的地区,干法脱硫无需消耗大量工艺水,优势极为明显。
适合中小型锅炉:对于处理气量不大、SO?浓度不高的烟气(如工业锅炉、烧结机、垃圾焚烧炉等),干法脱硫在技术和经济上都是非常理想的选择。
易于改造:对现有工厂进行脱硫改造时,因其占地小、系统简单,更容易集成到原有系统中。
高温原烟气进入
燃煤锅炉/工业窑炉排出的烟气(120~180℃)经?静电除尘器(ESP)?或?布袋除尘器?初步除尘(尘浓度<50mg/m3)。
烟气降温
通过?GGH(烟气换热器)?与净化后的低温烟气(约50℃)换热,温度降至?80~90℃(避免高温损坏吸收塔内防腐层)。
进入吸收塔
降温后的烟气从吸收塔?下部入口?进入,与喷淋浆液逆流接触。
喷淋层反应
塔内设置?3~6层喷淋层,通过离心喷嘴将石灰石浆液雾化成细小液滴(粒径0.1~2mm)。
强制氧化
塔底浆液池中通入?氧化空气(由罗茨风机提供),将亚硫酸钙(CaSO?)氧化为硫酸钙(CaSO?·2H?O,即石膏):
氧化风量控制:≥2.5Nm3/min·吨浆液,氧化率需>95%。
浆液循环
浆液通过?循环泵?从塔底抽出,经喷淋层反复使用,液气比(L/G)通??刂圃?15~25 L/m3。
除雾器脱水
烟气上升至塔顶,经过?两级除雾器(屋脊式+管式):
去除携带的浆液雾滴(液滴含量<20mg/m3)。
定期用?高压冲洗水?防止堵塞。
烟气再热(可?。?/strong>
通过?GGH?或?蒸汽加热器?将烟气升温至≥80℃,避免烟囱形成“石膏雨”。
净烟气排放
SO?浓度降至<35mg/m3(超低排放<10mg/m3),经烟囱排入大气。
石膏浆液排出
吸收塔底部浆液(含15%~20%固体)通过?石膏排出泵?送至旋流器。
一级浓缩
旋流器将浆液浓缩至?40%~50%含固率,溢流液(稀浆)返回吸收塔。
真空皮带脱水
浓缩浆液进入?真空皮带脱水机,产出石膏滤饼(含固率≥90%)。
石膏品质控制:
游离水<10%
Cl?<100ppm(若用作建材)。
废水处理
脱硫废水(含Cl?、F?、重金属)经?中和+沉淀+絮凝?处理后回用或达标排放。
参数 | 控制范围 | 偏离后果 |
---|---|---|
浆液pH值 | 5.2~5.8 | pH<5.0:SO?吸收率下降 |
浆液密度 | 1080~1150kg/m3 | 过高:管道磨损加剧 |
氧化风量 | ≥2.5Nm3/min·吨浆液 | 不足:CaSO?积累结垢 |
入口SO?浓度 | ≤3000mg/m3(设计值) | 超负荷:排放超标 |
除雾器压差 | <200Pa | 堵塞:烟气带水量增加 |
烟气处理:首先,锅炉产生的烟气经过静电除尘器去除颗粒物,然后通过增压风机送入吸收塔。在吸收塔内,烟气与喷淋的石灰石浆液充分接触,烟气中的二氧化硫(SO?)与浆液中的碳酸钙(CaCO?)发生化学反应,生成亚硫酸钙(CaSO?),随后被空气中的氧气氧化成硫酸钙(CaSO?),即石膏。
石灰石浆液制备:石灰石首先被破碎成细粉,然后与水混合制成石灰石浆液。该浆液通过泵输送到喷雾干燥器或吸收塔中。
吸收塔系统:吸收塔是整个脱硫工艺的核心设备,用于捕集烟气中的SO?并将其转化为石膏。在吸收塔中,循环浆液通过喷淋系统喷洒到烟气中,使烟气中的SO?与浆液中的碳酸钙充分反应,生成石膏沉淀物。
石膏脱水系统:生成的石膏浆液通过旋流分离器和真空皮带机进行脱水处理,最终得到含水量低于10%的干燥石膏产品。石膏可以作为副产品出售或进一步加工。
废水处理系统:在脱硫过程中产生的废水需要经过中和、沉淀、絮凝和澄清等步骤进行处理,以确保排放水质符合环保要求。
副产品处理:最终形成的石膏可以用于建材工业、土壤改良等领域,是一种环保且经济的资源回收方式。
整个石灰石-石膏湿法脱硫工艺不仅有效减少了烟气中的二氧化硫排放,还实现了资源的循环利用,具有较高的经济性和环保性。
吸收剂的选择与使用:湿法脱硫通常采用石灰石作为主要吸收剂,通过将其与水混合制成石灰石浆液。石灰石浆液在吸收塔内与烟气中的SO2反应,生成亚硫酸钙(CaSO3),然后通过氧化生成石膏(CaSO4·2H2O),从而净化烟气。石灰石浆液浓度、气体流速和反应温度等参数对脱硫效率有显著影响。
工艺流程:湿法脱硫工艺包括预处理(如降温、增湿、除尘)、吸收、氧化、富液处理(灰水处理)、除雾(气水分离)、被净化后的气体再加热以及产品浓缩和分离等步骤。整个过程在吸收塔中完成,吸收塔是核心设备,用于实现SO2的吸收和转化。
反应条件控制:湿法脱硫过程中,反应温度和压力需在120-180℃和0.2-2.0 MPa之间,以确保反应效率。此外,碱液喷淋量的控制也至关重要,适量喷淋可以有效中和烟气中的酸性成分,过多或过少都会影响脱硫效果。
设备设计与优化:合理的反应器设计和优化是提高脱硫效率的关键。例如,顺流喷淋湿法脱硫系统通过设置双向喷淋层,提高了脱硫剂粉的捕捉空间和脱硫效率。此外,湿法脱硫塔的设计参数对于工艺效率至关重要,需要根据烟气特性和工艺要求进行选择。
废水处理:湿法脱硫过程中会产生废水,需要进行预处理软化、浓缩减量、蒸发结晶等处理工艺,以减少环境污染。废水处理技术包括废水循环利用和废液再生等方法,以提高资源利用率。
协同除尘性能:湿法脱硫系统通常具有一定的协同除尘性能,综合除尘效率应不小于70%,出口颗粒物浓度应不大于10 mg/m3。当出口颗粒物浓度大于10 mg/m3时,宜采用管式等型式的湿式电除尘器。
经济性与环保性:湿法脱硫技术具有高效、可靠、成熟等特点,是目前广泛应用于燃煤电厂的脱硫技术之一。其副产品石膏经脱水后可回收利用,具有较高的综合利用价值。
湿法脱硫系统涉及多个关键环节和技术要点,包括吸收剂的选择与使用、工艺流程、反应条件控制、设备设计与优化、废水处理以及协同除尘性能等方面。这些因素共同决定了湿法脱硫系统的效率和效果。
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