烟气海水脱硫技术原理

烟气海水脱硫技术原理（共12篇）

烟气海水脱硫技术原理 篇1

海水烟气脱硫是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2的一种脱硫工艺。由于雨水将陆地上岩层的碱性物质（碳酸盐）带到海中，天然海水通常呈碱性，PH值一般大于7，其主要成分是氯化物、硫酸盐和一部分可溶性碳酸盐，以重碳酸盐（HCO3）计，自然碱度约为1.2～2.5mmol/L，这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。海水脱硫的一个基本理论依据就是自然界的硫大部分存在于海洋中，硫酸盐是海水的主要成份之一，环境中的二氧化硫绝大部分最终以硫酸盐的形式排入大海。

烟气中SO2与海水接触发生以下主要反应： SO2(气态)+ H2O → H2SO3 → H+ + HSO3-HSO3-→ H+ + SO32-SO32-+ 1/2O2 → SO42-

上述反应为吸收和氧化过程，海水吸收烟气中气态的SO2生成H2SO3，H2SO3不稳定将分解成H与HSO3，HSO3不稳定将继续分解成H 与 SO3。SO3与水中的溶解氧结合可氧化成SO4。但是水中的溶解氧非常少，一般在7～8mg/l左右，远远不能将由于吸收SO2产生的SO32-氧化成SO42-。

吸收SO2后的海水中H+浓度增加，使得海水酸性增强，PH值一般在3左右，呈强酸性，需要新鲜的碱性海水与之中和提高PH值，脱硫后海水中的H+与新鲜海水中的碳酸盐发生以下反应：

HCO3-+ H+ → H2CO3 → CO2↑ + H2O 在进行上述中和反应的同时，要在海水中鼓入大量空气进行曝气，其作用主要有：（1）将SO32-氧化成为SO42-；（2）利用其机械力将中和反应中产生的大量CO2赶出水面；（3）提高脱硫海水的溶解氧，达标排放。

从上述反应中可以看出，海水脱硫除海水和空气外不添加任何化学脱硫剂，海水经恢复后主要增加了SO42-，但海水盐分的主要成分是氯化钠和硫酸盐，天然海水中硫酸盐含量一般为2700mg/l,脱硫增加的硫酸盐约70－80 mg/l，属于天然海水的正常波动范围。硫酸盐不仅是海水的天然成分，还是海洋生物不可缺少的成分，因此海水脱硫不破坏海水的天然组分，也没有副产品需要处理。2-+--+

2-2--从自然界元素循环的角度来分析海水脱硫，硫元素循环路径下图所示。可见，海水脱硫工艺实质上截断工业排放的硫进入大气造成污染和破坏的渠道，同时将硫以硫酸盐的形式排入大海，使硫经过循环后又回到了它的原始形态。

硫的循环路径

烟气海水脱硫工艺系统流程图

更新时间：08-5-29 17:16

烟气系统与石灰石湿法类似，设置增压风机以克服脱硫系统的阻力，并通过烟气换热器（GGH）加热脱硫后的净烟气。原烟气经增压风机升压、烟气换热器冷却后送入吸收塔。吸收塔是海水脱硫系统的重要组成部分，SO2的吸收以及部分亚硫酸根的氧化都是在此完成的。自下部进入的烟气与从吸收塔上部淋下的海水接触混合，烟气中的SO2与海水发生化学反应，生成SO32-和H+，海水pH值下降成为酸性海水；脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴、烟气换热器加热升温后由烟囱排放。海水脱硫与石灰石法脱硫相比，吸收剂温度更低，尤其冬天，北方海水温度较低，致使经海水洗涤后的烟气温度只有30多度。为避免腐蚀，增压风机一般设计在原烟气侧，对GGH则要求其换热元件表面涂搪瓷。关于吸收塔的设计，一种为填料塔，应用业绩较多，塔内设多层填料，通过不断改变水流方向延长海水滞留时间并促进烟气与海水的充分结合；还有一种吸收塔为喷淋空塔，将海水通过增压泵引至吸收塔上部的若干层喷嘴，雾状下行的海水与逆流烟气混合，空塔设计中有时在吸收塔下部还设计氧化空气以增加亚硫酸根的氧化。

烟气海水脱硫工艺流程图

供排海水系统的任务是将从凝汽器排出的海水抽取一部分到吸收塔，该部分海水占全部海水的1/5左右，吸收SO2后的酸性海水通过玻璃钢管道流到海水恢复系统（简称曝气池）。从凝汽器排出的剩余海水自流到曝气池，与酸性海水中和并进行曝气处理。

为控制海水在曝气池内的停留时间和流速均匀，曝气池一般设计4－5个流道，在功能上分为旁路通道、曝气通道、混合通道，池内反应分为中和、曝气、再中和，以便使海水达标排放。曝气反应需要通过曝气风机鼓入大量的空气。曝气管道和曝气喷嘴均匀布置于曝气池底部，以便对海水实施深层曝气。进入海水的氧气可使不稳定的SO32-与O2反应生成稳定的SO42-，减少海水的化学需氧量COD，增加海水中溶解氧DO，恢复海水的特有成分。在曝气池中鼓入的大量空气还加速了CO2的生成释出，并使海水的pH值恢复到允许排放的正常水平。

烟气海水脱硫工艺排放的关键控制指标

更新时间：08-5-29 11:57

海水脱硫的关键在于不仅要将烟气中SO2脱除，脱硫效率要达到90％以上，还要将脱硫后的海水恢复到能够达标排放的程度，整个脱硫过程中除海水和空气外，不添加任何别的物质，不改变海水的天然成分。因此，海水脱硫系统设计时对排放的海水要重点考虑如下几个指标：（1）保持SO4增加值在天然海水SO4浓度的正常波动范围。涨、落潮时海水中SO42-2-2-浓度差值为40～150mg/L，显然，海水脱硫工艺排水中SO42-浓度60～90 mg/L增量，大约是海水本底总量的3％左右，其影响将被海水的自然变幅完全掩蔽；

（2）pH值要符合当地排放口的水质要求。PH值是海水排放的重要指标，一类、二类海水水质要求pH达到7.8－8.5，三类、四类海水水质要求pH达到6.8－8.8。因此，对于海水脱硫系统，其排放的海水一般都要求pH大于等于6.8。

（3）溶解氧DO要适于海洋生物。氧气是把脱硫过程中产生的SO32-进行还原的重要成分，脱硫后的海水DO含量非常低。氧气是所有海洋生物生存不可缺少的物质，缺氧会对海洋生物的活动产生严重影响。脱硫海水的曝气可以减少COD，增加DO。

（4）SO3氧化率要保持较高水平，对海洋生物无害。脱硫海水COD的增加量可以反映脱硫过程中还原性物质（以SO32-为主）的增加情况，COD增加越多说明SO32-氧化率越低。

烟气海水脱硫技术原理 篇2

关键词：烟气脱硫,钙法脱硫,氨法脱硫

我国燃料构成是以燃煤为主,煤炭消耗约占能源消费的75%,因此煤燃烧成为我国大气污染物的主要来源,同时也形成了主要以烟尘和SO2为主的煤烟型污染特征。烟气脱硫治理已引起各行各业的高度重视,一直以来,人类为降低这些有毒气体排放量进行着不懈的努力。采用不同的脱硫剂,就构成不同的脱硫方法,目前应用较多的有钙法脱硫和氨法脱硫两种。下面就这两种烟气脱硫工艺做一个简要的介绍,以供参考。

1 烟气脱硫技术简介

目前工业生产中脱除硫化物的净化技术主要分为湿法工艺和干法工艺两大脱硫体系。湿法烟气脱硫技术是利用碱性吸收液或含触媒粒子的溶液吸收烟气中的SO2,脱硫剂和脱硫生成物均为湿态,湿法脱硫工艺具有工作硫容高,工艺操作弹性大,处理硫负荷性能强的特点,适合于高含硫工艺气体的净化。干式烟气脱硫,是指无论加入的脱硫剂是干态的或是湿态的,脱硫的最终反应产物都是干态,干法脱硫工艺具有净化度高,设备布局简单,工艺操作方便,还可转化吸收有机硫化物的特点,多用于烟气脱碳后气体的精脱硫。

2 典型工艺简介

2.1 石灰石—石膏湿法烟气脱硫

石灰石—石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂,通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤,发生反应,以去除烟气中的SO2,反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙,脱硫后的烟气从烟囱排放。

优点:技术成熟,运行可靠,目前国内烟气脱硫的80%以上采用该法,设备和技术很容易取得脱硫剂,石灰石易得,价格便宜,且周边已有制粉企业,副产品石膏目前有一定的市场;对锅炉负荷变化有良好的适应性,在不同的烟气负荷及SO2浓度下,脱硫系统仍可保持较高的脱硫效率及系统稳定性。缺点:占地面积较大,脱硫塔的设备投资较高;脱硫塔循环量大,能耗较高;系统有发生结垢、堵塞的倾向;石膏的出路也有问题。

2.2 LCFB-FGD循环流化床脱硫技术

锅炉排出的烟气直接进入流化床反应塔与塔内高浓度的脱硫剂反应,完成脱硫。脱硫后的烟气进入电除尘器除尘净化后,经引风机,由烟囱排出。

优点:系统阻力低,确保锅炉正常运行,断面风速高,床体瘦长,占地少,有利于现有电站锅炉的烟气脱硫剂技术改造;负荷调节比例大,负荷调节快,适合负荷波动大的场合,系统对烟气的含尘量要求不高,系统不运行时,可直接作为烟道使用,系统可用率较高。缺点:脱硫效率相对较低,国内目前运行的系统中脱硫效率基本在80%左右,适用范围较小,适用范围为一炉一塔或两炉一塔,对多炉一塔系统的稳定性较差;脱硫产物由于含量比较复杂,基本无法利用。

2.3 氧化镁湿法烟气脱硫技术

工艺系统主要包括:烟气系统、SO2吸收系统、脱硫剂浆液制备系统、副产物处理系统、事故浆液系统、工艺水系统等。

优点:技术成熟,运行可靠。氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺。在日本和美国,氧化镁脱硫在各工业领域得到一定应用。而且目前在国内也已有使用,但副产品基本抛弃不回收;脱硫效率高。在化学反应活性方面氧化镁要大于钙基脱硫剂,氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小,因此其他条件相同的情况下,氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。一般情况下氧化镁的脱硫效率可达95%~98%。副产品亚硫酸镁是造纸工业的化工原料,亚硫酸镁/硫酸镁是重要的肥料,可以生产含镁复合肥。缺点:副产品回收困难。因MgSO3和MgSO4在水中的溶解度较高,如采用蒸发结晶的办法将消耗大量能源。对于本项目最经济的办法就是加入生石灰CaO,此法实际上就是“双碱法”,其最终副产品也是石膏;到目前为止,国内还没有带回收副产品的镁法脱硫装置。镁法脱硫工艺成立的前提是:副产品有市场,能回收再利用,目前副产品出路有造纸工业和硫酸生产企业。

2.4 氨—肥法烟气脱硫工艺

氨—肥法技术以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础,采用氨将废气中的SO2脱除,得到亚硫酸铵中间产品,再采用压缩空气对亚硫酸铵直接氧化,并利用烟气的热量浓缩结晶生产硫铵。

优点:氨—肥法脱硫技术将回收的二氧化硫、氨全部转化为硫酸铵化肥,尤其适用高硫煤;脱硫效率较高,可达90%~95%;占地面积相对较小;系统阻力较小,脱硫塔总阻力在1 250 Pa左右,一般可以利用原系统风机。缺点:对烟气中的尘含量要求较高(≤200 mg/m3),如烟气中尘含量达350 mg/m3,平均每天将有近1 t的滤料要清理;脱硫成本主要取决于氨的价格,氨的消耗为1 t SO2消耗0.5 t氨,如氨的价格上涨较多,将影响脱硫成本。

2.5 可再生胺脱硫技术

可再生胺脱硫技术是湿法回收法,使用胺液循环高效吸收烟气中的SO2,效率可高达99%以上。根据汽提原理,利用低压蒸汽加热吸收了SO2的胺液,将纯SO2气体从胺液中解吸出来,得到高纯度的饱和SO2气体可用来制酸或硫磺,而再生出来的胺液回到系统循环再用。优点:脱硫效率高,脱后烟气含硫量可在50 mg/m3以下,系统操作、维护简单可靠。缺点:需要有硫磺回收或硫酸等下游配套装置;再生蒸汽消耗量较大,能耗成本高,有机胺的抗氧化性、过程中生成的盐需要很好地解决。

2.6 日本新型半干式烟气脱硫技术

半干式烟气脱硫方法首先将脱硫剂吹入燃烧炉内进行一次脱硫,然后再向排气中喷水使它与未反应的CaO反应进行二次脱硫。

该方法综合了炉内注射式和湿式脱硫法的优点,主要有过程简单无排水问题;设备占地面积小,运行操作和保养容易;建设费用低;动力消耗少;经济效率高等等。脱硫过程如下:一次脱硫剂喷入炉内脱硫率为30%~40%。

热分解:CaCO3=CaO+CO2(900 ℃以上)。

脱硫反应:2CaO+2SO2+O2=2CaSO4(800 ℃~1200 ℃)。

二次脱硫未反应的CaO与亚硫酸反应进行脱硫,脱硫率为60%~70%。

亚硫酸生成反应:SO2+H2O=H2SO3。

脱硫反应:CaO+H2SO3=CaSO3+H2O。

氢氧化钙生成反应:CaO+H2O=Ca(OH)2。

脱硫反应:Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O。

综合脱硫率为80%左右,副反应CaSO3既可以直接废弃处理又可进一步氧化成石膏加以利用。

2.7 活性炭脱硫脱硝技术

活性炭脱硫脱硝技术是以德国和美国为中心在20世纪50年代开始研究的,日本起始于60年代,在70年代后才快速发展。技术原理是:脱硫塔活性炭吸附排气中的SOx,而后脱硝塔活性炭使NH3与NOx反应净化气体中的SOx,活性炭通过在分离塔中的加热脱去SOx而获得再生。

从该技术最新验证性实验结果来看,该技术具有如下特点:

1)可靠性高、安全性好,验证运行过程中没有发生装置故障和活性炭过热问题;2)脱硫及脱硝效率高,脱硫率可达97%以上,脱硝率可达80%以上;3)水资源消耗量和废水排放量少,用水量只有湿法脱硫的1/60,排水量可减少1/10;4)在现有排放标准和环境条件下,比较活性炭同时脱硫脱硝技术和目前所使用的技术(SCR+湿式脱硫组合工艺)发现:活性炭同时脱硫脱硝技术的建设费稍低,但是运行费用较高。

3 结语

常用的烟气脱硫技术 篇3

一、湿法烟气脱硫技术（WFGD）

吸收剂在液态下与SO2反应，脱硫产物也为液态。该法脱硫效率高、运行稳定，但投资和运行维护费用高、系统复杂、脱硫后产物较难处理、易造成二次污染。

湿法烟气脱硫技术优点： 湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快、脱硫效率高，一般均高于90%，技术成熟、适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的 80% 以上。

缺点：生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高、系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。分类: 常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。

1、石灰石/石灰-石膏法

是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的 SO2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙（CaO3S）可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙（CaSO4），以石膏形式回收。这是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到 90% 以上。

2、间接石灰石-石膏法

常见的间接石灰石-石膏法有: 钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理: 钠碱、碱性氧化铝（Al2O3˙nH2O）或稀硫酸（H2SO4）吸收 SO2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。

3、柠檬吸收法

原理：柠檬酸（H3C6H5O7˙H2O）溶液具有较好的缓冲性能，当 SO2气体通过柠檬酸盐液体时，烟气中的 SO2与水中 H+发生反应生成 H2SO3络合物，SO2吸收率在 99% 以上。这种方法仅适于低浓度 SO2烟气，而不适于高浓度 SO2气体吸收，应用范围比较窄。另外，还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫技术。

二、干法烟气脱硫技术（DFGD）

脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行。该法系统简单、无污水和废酸排出、设备腐蚀小、运行费用低，但脱硫效率较低。

干法烟气脱硫技术优点：干法烟气脱硫技术为气同反应，相对于湿法脱硫系统来说，具有设备简单、占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等优点。缺点： 反应速度慢，脱硫率低，先进的可达60～80%。但目前此种方法脱硫效率较低，吸收剂利用率低，磨损、结垢现象比较严重，在设备维护方面难度较大，设备运行的稳定性、可靠性不高，且寿命较短，限制了此种方法的应用。

分类： 常用的干法烟气脱硫技术有活性炭吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例，在高温下煅烧时，脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒，它和烟气中的 SO2反应生成硫酸钙，达到脱硫的目的。

1、活性炭吸附法

原理：SO2被活性炭吸附并被催化氧化为三氧化硫（SO3），再与水反应生成 H2SO4，饱和后的活性炭可通过水洗或加热再生，同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4，液态SO2和单质S，即可以有效地控制SO2的排放，又可以回收硫资源。该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进，开发出成本低、选择吸附性能强的ZL30，ZIA0，进一步完善了活性炭的工艺，使烟气中SO2吸附率达到 95.8%，达到国家排放标准。

2、电子束辐射法

原理：用高能电子束照射烟气，生成大量的活性物质，将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为 SO3和二氧化氮（NO2），进一步生成H2SO4和硝酸（NaNO3），并被氨（NH3）或石灰石（CaCO3）吸收剂吸收。

3、荷电干式吸收剂喷射脱硫法

原理：吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区，使吸收剂带有静电荷，当吸收剂被喷射到烟气流中，吸收剂因带同种电荷而互相排斥，表面充分暴露，使脱硫效率大幅度提高。此方法为干法处理，无设备污染及结垢现象，不产生废工业烟气脱硫技术研究进展水废渣，副产品还可以作为肥料使用，无二次污染物产生，脱硫率大于90%，而且设备简单，适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子；对于一般的大型企业来说，需大功率的电子枪，对人体有害，故还需要防辐射屏蔽，所以运行和维护要求高。四川成都热电厂建成一套电子脱硫装置，烟气中SO2的脱硫达到国家排放标准。

4、金属氧化物脱硫法

原理：根据 SO2是一种比较活泼的气体的特性，氧化锰（MnO）、氧化锌（ZnO）、氧化铁（Fe3O4）、氧化铜（CuO）等氧化物对SO2具有较强的吸附性，在常温或低温下，金属氧化物对 SO2起吸附作用，高温情况下，金属氧化物与 SO2发生化学反应，生成金属盐。

然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。这是一种干法脱硫方法，虽然没有污水、废酸，不造成污染，但是此方法也没有得到推广，主要是因为脱硫效率比较低，设备庞大，投资比较大，操作要求较高，成本高。该技术的关键是开发新的吸附剂。以上几种 SO2烟气治理技术目前应用比较广泛，虽然脱硫率比较高，但是工艺复杂，运行费用高，防污不彻底，造成二次污染等不足，与我国实现经济和环境和谐发展的大方针不相适应，故有必要对新的脱硫技术进行探索和研究。

三、半干法烟气脱硫技术（SDFGD）

半干法烟气脱硫技术（SDFGD）半干法吸取了湿法和干法的优点，脱硫剂在湿态下脱硫，脱硫产物以干态排出。该法既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法无污水和废酸排出、硫后产物易于处理的优点。

半干法烟气脱硫技术半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末-颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。

1、喷雾干燥脱硫法

是利用机械或气流的力量将吸收剂分散成极细小的雾状液滴，雾状液滴与烟气形成比较大的接触表面积，在气液两相之间发生的一种热量交换、质量传递和化学反应的脱硫方法。一般用的吸收剂是碱液、石灰乳、石灰石浆液等，目前绝大多数装置都使用石灰乳作为吸收剂。一般情况下，此种方法的脱硫率 65%～85%。

其优点：脱硫是在气、液、固三相状态下进行，工艺设备简单，生成物为干态的CaSO4、CaSO4，易处理，没有严重的设备腐蚀和堵塞情况，耗水也比较少。

缺点：自动化要求比较高，吸收剂的用量难以控制，吸收效率不是很高。所以，选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。

2、半干半湿法

半干半湿法是介于湿法和干法之间的一种脱硫方法，其脱硫效率和脱硫剂利用率等参数也介于两者之间，该方法主要适用于中小锅炉的烟气治理。这种技术的特点是: 投资少、运行费用低，脱硫率虽低于湿法脱硫技术，但仍可达到70%tn，并且腐蚀性小、占地面积少，工艺可靠。

工业中常用的半干半湿法脱硫系统与湿法脱硫系统相比，省去了制浆系统，将湿法脱硫系统中的喷入 Ca（OH）2：水溶液改为喷入CaO或Ca（OH）2 粉末和水雾。与干法脱硫系统相比，克服了炉内喷钙法SO2和CaO反应效率低、反应时间长的缺点，提高了脱硫剂的利用率，且工艺简单，有很好的发展前景。

3、粉末-颗粒喷动床脱硫法

技术原理：含SO2的烟气经过预热器进入粉粒喷动床，脱硫剂制成粉末状预先与水混合，以浆料形式从喷动床的顶部连续喷入床内，与喷动粒子充分混合，借助于和热烟气的接触，脱硫与干燥同时进行。脱硫反应后的产物以干态粉末形式从分离器中吹出。这种脱硫技术应用石灰石或消石灰做脱硫剂。具有很高的脱硫率及脱硫剂利用率，而且对环境的影响很小。但进气温度、床内相对湿度、反应温度之间有严格的要求，在浆料的含湿量和反应温度控制不当时，会有脱硫剂粘壁现象发生。

4、烟道喷射半干法

烟气脱硫该方法利用锅炉与除尘器之间的烟道作为反应器进行脱硫，不需要另外加吸收容器，使工艺投资大大降低，操作简单，需场地较小，适合于在我国开发应用。半干法烟道喷射烟气脱硫即往烟道中喷人吸收剂浆液，浆滴边蒸发边反应，反应产物以干态粉末出烟道。

四、新脱硫技术

脱硫新技术最近几年，科技突飞猛进，环境问题已提升到法律高度。我国的科技工作者研制出了一些新的脱硫技术，但大多还处于试验阶段，有待于进一步的工业应用验证。

1、硫化碱脱硫法

由 Outokumpu公司开发研制的硫化碱脱硫法主要利用工业级硫化纳作为原料来吸收SO2工业烟气，产品以生成硫磺为目的。反应过程相当复杂，有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物质生成，由生成物可以看出过程耗能较高，而且副产品价值低，华南理工大学的石林经过研究表明过程中的各种硫的化合物含量随反应条件的改变而改变，将溶液pH值控制在5.5~6.5 之间，加入少量起氧化作用的添加剂 TFS，则产品主要生成Na2S203，过滤、蒸发可得到附加值高的5H20˙Na2S203，而且脱硫率高达97%，反应过程为: SO2+Na2S=Na2S203+S。此种脱硫新技术已通过中试，正在推广应用。

2、膜吸收法

以有机高分子膜为代表的膜分离技术是近几年研究出的一种气体分离新技术，已得到广泛的应用，尤其在水的净化和处理方面。中科院大连物化所的金美等研究员创造性地利用膜来吸收脱出 SO2气体，效果比较显著，脱硫率达90%。过程是:他们利用聚丙烯中空纤维膜吸收器，以 NaOH 溶液为吸收液，脱除 SO2气体，其特点是利用多孔膜将气体SO2气体和 NaOH吸收液分开，SO2气体通过多孔膜中的孔道到达气液相界面处，SO2与 NaOH 迅速反应，达到脱硫的目的。此法是膜分离技术与吸收技术相结合的一种新技术，能耗低，操作简单，投资少。

3、微生物脱硫技术

根据微生物参与硫循环的各个过程，并获得能量这一特点，利用微生物进行烟气脱硫，其机理为: 在有氧条件下，通过脱硫细菌的间接氧化作用，将烟气中的SO2氧化成硫酸，细菌从中获取能量。生物法脱硫与传统的化学和物理脱硫相比，基本没有高温、高压、催化剂等外在条件，均为常温常压下操作，而且工艺流程简单，无二次污染。

湿法烟气脱硫技术及应用方案 篇4

湿法烟气脱硫技术及应用方案

摘要：文章综合介绍了石灰石-石膏湿法烟气脱硫的`工艺、主要污染物的防治及综合利用,提出了全方位推广应用石灰石-石膏湿法烟气脱硫方法的建议.作 者：计建华 JI Jian-hua 作者单位：呼和浩特热电厂,内蒙古,呼和浩特,010030期 刊：内蒙古科技与经济 Journal：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY AND ECONOMY年，卷(期)：2010,“”(5)分类号：X701.3关键词：烟气脱硫 石膏脱水 石灰水 湿法烟气脱硫

浅谈工业烟气双碱法脱硫技术 篇5

浅谈工业烟气双碱法脱硫技术

摘要：脱硫过程主要是二氧化硫与氢氧化钠发生化学反应,反应生成物亚硫酸钠溶于水,含亚硫酸钠的脱硫循环水与投加的.氢氧化钙反应可生成氢氧化钠和亚硫酸钙.通过沉淀分离可将难溶的亚硫酸钙从循环水中清除,氢氧化钠易溶于水可循环使用,脱硫过程只消耗氩氧化钙.达到脱硫效率高,运行费用低的目的.作 者：徐振魁 作者单位：大连东海热力有限公司,辽宁,大连,116600期 刊：黑龙江科技信息 Journal：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2010,(8)分类号：X7关键词：双碱法 脱硫 技术 研究

燃煤锅炉烟气脱硫技术 篇6

1 湿法脱硫

湿法脱硫是用液体作吸收剂吸收烟气中的二氧化硫的方法。该法所需设备小、投资低、操作方便、脱硫效率高。但烟气经过湿法脱硫后, 温度低、湿度大, 排出后会笼罩在烟囱周围地区, 且难以扩散。根据所使用的吸收剂的不同, 湿法脱硫主要分为氨法、钠法、钙法、双碱脱硫法等。

1.1 氨法

氨法是用氨水为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫, 其吸收率达80%~90%, 中间产物为亚硫酸铵和硫酸铵, 该法适用于火电厂锅炉烟道气的处理和氨来源充沛的地区。采用不同的方法处理中间产物, 回收硫酸铵、石膏和单体硫等副产物。

1.2 钠法

钠法是用氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠水溶液为吸收剂, 吸收烟气中的二氧化硫。因为该法具有对二氧化硫吸收速度快, 管路和设备不容易堵塞等优点, 所以应用比较广泛, 吸收液可经无害处理后弃去, 或经适当方法处理后获得Na2SO4晶体、Ca SO4·2H2O和S等副产物。

1.3 钙法

钙法又称石灰—石膏法, 是用石灰石、生石灰或消石灰的浮浊液为吸收剂吸收烟气中的二氧化硫, 生成的亚硫酸钙经空气氧化后可得到石膏。该法所用的吸收剂价廉易得, 回收的大量石膏可用作建筑材料, 由此被国内、外广泛采用, 特别是适用于电石法生产PVC的企业, 可利用电石渣液作为吸收液, 其脱硫率达75%左右。

1.4 双碱脱硫法

双碱脱硫法即用氢氧化钠作为脱硫剂, 氢氧化钙作再生剂。其脱硫率达80%, 反应产生的石膏可再利用, 氢氧化钠可作为脱硫剂循环使用。对于氨法、钠法、钙法及双碱脱硫法, 如果需要回收中间产物, 必须先进行除尘再脱硫;如不回收中间产物, 脱硫除尘可同时进行。如现普遍采用的脱硫除尘为一体的水膜除尘脱硫塔, 旋流塔烟气脱硫除尘技术, 还有花岗岩水膜旋流高效脱硫除尘技术。其主要的工艺流程为将含有二氧化硫的烟气送入吸收塔。吸收液由塔顶进入, 使烟气与碱性水充分接触, 生成物从吸收塔下部流出, 上清液可重新自塔顶送入循环使用。当碱性水饱和后, 要将其排出, 并换入新的碱性水。由于碱性水与二氧化硫的反应产物易结晶析出而堵塞喷头, 影响布水的均匀性。现开发的旋流塔烟气脱硫除尘技术, 即烟气通过旋流板上一定角度的缝隙时所产生的旋流来切割连续送入的碱性水, 使水分散成雾状液滴。液滴与烟气充分接触, 液滴中的碱性水与烟气中的二氧化硫起化学反应, 把二氧化硫生成物由气相移入液相。这种布水方式的优点是结构简单, 对水质要求不高, 避免了碱性物质结垢等原因导致进水管端与旋流板缝隙处结垢, 不影响布水的均匀性, 可供水量大, 随水进入的脱硫成分有保证。但碱性水的腐蚀是推广湿法脱硫的主要障碍, 有待解决。

2 干法脱硫

干法脱硫采用固体粉末或颗粒为吸附剂 (或反应剂) 。干法脱硫后, 烟道气仍具有较高的温度 (100℃以上) , 排出后易扩散, 但设备庞大、投资高、脱硫效率低、技术难度也较大。干法脱硫主要有活性炭法、活性氧化锰吸收法、催化氧化法以及还原法等。常用的有活性炭法和催化氧化法。

2.1 活性炭法

活性炭法是利用活性炭的活性与较大的比表面积使烟气中的SO2在活性炭表面上与氧及水蒸气反应生成硫酸而被吸附:2SO2+2H2O→2H2SO4。在吸附设备中, 由于活性炭的工作状态不同, 可分为固定床、移动床和流动床活性炭脱硫法等。用水洗脱吸在活性炭表面上的硫酸, 其吸收率达98%, 回收产物为15%~17%的稀硫酸。水洗脱吸固定床活性炭脱硫设备主要为5个活性炭吸附器, 其中4个吸附器进行通气吸附、1个进行脱吸处理, 轮换使用, 其流程见图1。

2.2 催化氧化法

2.2.1以氧化铝为载体, 氧化铀、硫酸钾或五氧化二钒等为催化剂, 使二氧化硫氧化成无水或78%的硫酸。该法是在高温条件下进行的操作, 所需费用较高。但是由于技术上比较成熟, 目前国内外对高浓度二氧化硫的烟气治理多采用此法。

2.2.2煤在炉内燃烧过程中进行脱硫, 即在煤中加入固硫剂, 使煤在燃烧过程中产生的硫氧化物立即与固硫剂结合, 转化为硫酸盐类, 固定在炉渣中而不以气态硫氧化物的形式排入大气。其原理是:在固硫添加剂中加入强氧化剂, 使二氧化硫转化成三氧化硫, 并借助添加剂中的催化剂的作用使三氧化硫生成硫酸盐而进入炉渣中。该种方法方便、经济、简单, 固硫添加剂直接与原煤混合入炉, 不需要另设脱硫装置就可达到环保的要求。如甘肃某公司生产的固硫添加剂, 由60%~98%的固硫剂和2%~40%的固硫催化剂制成。实验证明, 煤中的硫质量分数为3%时, 尾气中的二氧化硫削减量为47%~57%;含硫质量分数低于1.5%时, 该削减量可达65%。

以上所列举的锅炉烟气脱硫技术是现阶段普遍采用的脱硫技术。我国当前和今后一段时期的能源仍以煤为主, 随着经济的发展, 能源的消耗将有很大的增加。相应地, 二氧化硫的排放量也将增加, 企业应根据实际情况选择合理的脱硫技术, 还应该积极开展从烟气中回收二氧化硫, 特别是回收低浓度二氧化硫的科学研究工作, 争取在较短的时间内控制和消除二氧化硫烟害, 保护环境、造福人类。

摘要：本文介绍了湿法脱硫和干法脱硫技术各自的特点及几种主要脱硫技术的原理, 并介绍了目前普遍采用的烟气脱硫除尘为一体的工艺流程。

关键词：锅炉,烟气,湿法脱硫,干法脱硫

参考文献

[1]都吉明, 王书肖, 陆永琪.燃煤二氧化硫污染控制技术手册[S].北京:化学工业出版社, 2001.

微生物烟气脱硫技术研究进展 篇7

微生物烟气脱硫技术研究进展

通过对微生物烟气脱硫方法的`介绍,综述了微生物烟气脱硫原理、工艺和技术.叙述了烟气吸收和吸收尾液的处理工艺所利用的脱硫微生物种类,并阐述了氧化亚铁硫杆菌、硫酸盐还原菌、丝状硫细菌、光合硫细菌、无色硫细菌和脱氮硫杆菌的代谢途径、作用效果和关键影响因素,并且指出其优缺点.文章总结了国内外在微生物烟气脱硫工艺的研究进展,并对我国今后微生物烟气脱硫技术发展趋势进行了简要分析.

作 者：廖嘉玲 苏士军 丁桑岚 LIAO Jia-ling SU Shi-jun DING Sang-lan 作者单位：四川大学建筑与环境学院,成都,610065刊 名：四川环境 ISTIC英文刊名：SICHUAN ENVIRONMENT年，卷(期)：200625(1)分类号：X701.3关键词：微生物法 烟气脱硫 生物烟气脱硫

烟气海水脱硫技术原理 篇8

循环流化床烟气脱硫技术在燃煤机组脱硫工程中的应用

摘要：通过研究烟气循环流化床脱硫工艺的技术特点,并经过实际应用,证明该干法脱硫技术具有占地面积小、脱硫效率较高、投资较低、耗水量小等特点,该方法解决了石灰石-石膏法占地面积大、投资高、耗水量大、烟道腐蚀、资金回收期长等难点,特别适用于现役燃煤机组脱硫.作 者：薛艳龙 李大伟 魏征 作者单位：承德市环境保护局,河北,承德,067000期 刊：承德石油高等专科学校学报 Journal：JOURNAL OF CHENGDE PETROLEUM COLLEGE年，卷(期)：,12(1)分类号：X701.3关键词：循环流化床 烟气脱硫 燃煤机组

热电厂烟气脱硫技术研究 篇9

关键词：热电厂烟气,脱硫技术,应用

在环境保护工程不断发展大形势下, 社会上对热电厂运行也有着越来越高的要求, 不但要保证较好的运行效率及质量, 同时应当尽可能降低对周围环境所造成污染。在热电厂实际运行过程中, 为能够使其所产生污染尽可能减少, 所运用的一项十分重要的技术就是烟气脱硫技术, 其能够将热电厂所产生烟气中的硫除去, 从而降低二氧化硫污染, 并且还能够降低粉尘污染, 从而使热电厂运行能够得到更加理想效果。

1 当前热电厂烟气脱硫所存在问题分析

首先, 烟气脱硫技术缺乏创新。随着当前社会经济及社会生产不断发展, 电力能源已经逐渐将煤化石燃料替代, 在这种大形势下, 很多燃煤锅炉已经无法使当前电力生产需求得到满足, 对于当前烟气脱硫技术而言, 在推广及应用方面也在很大程度上受到限制。相比于发达国家而言, 在生产技术方面我国热电厂仍有一定差距存在, 由于在技术方面缺乏创新, 在烟气脱硫方面所得到效果比较差, 导致烟气中含硫量很难得到较好控制。

其次, 脱硫效率比较低, 效果比较差。对于当前热电厂烟气处理而言, 其所包括的主要有三个方面, 即化石燃料应用、直接处理及燃料处理。就当前热电厂实际运行情况而言, 通常情况下烟气脱硫处理都是在燃料燃烧之前进行, 但是由于当前烟气脱硫技术在实际应用过程中有很多问题存在, 并且很多方面条件会对其造成限制, 导致烟气脱硫很难得到较好效果。另外, 化石燃料在燃烧过程中也会有大量粉尘及二氧化硫出现, 在热电厂烟气脱硫处理方面, 化石燃料燃烧脱硫属于关键内容, 然而目前大多数热电厂中脱硫效率仍比较低, 通常情况下除硫技术都未能够达到标准要求, 从而影响脱硫除尘效果[1]。

2 热电厂烟气脱硫相关技术分析

2.1 干法脱硫技术分析

干法脱硫技术, 其所指的就是在较干状态下对烟气中的二氧化硫进行吸收从而达到脱硫目的。对于这种方法而言, 其优点就是运行流程相对而言比较短, 并且在实际操作过程中不会有污水废酸等相关有害物质排出, 由于在净化之后烟气具有较高温度, 可使烟囱中排气得以较快扩散, 并且排放比较彻底, 可降低设备腐蚀程度。然而, 对于干法脱落除尘技术而言, 其也有一定不足之处存在, 在该技术中所存在脱硫剂为石灰, 其钙、硫比例相对比较高, 所以其脱硫效率及脱硫剂利用率相对而言比较低。

2.2 湿法脱硫技术分析

湿法脱硫技术, 是指在较湿状态下, 通过对液体或浆状吸收剂进行运用, 从而有效吸收烟气中的二氧化硫, 以达到脱硫目的。对于湿法烟气脱硫技术而言, 其所具备优点就是在实际操作过程中所发生反应具有较快速度, 并且所选择设备相对比较简单, 在脱硫除尘方面具有较高效率, 其钙、硫比例相对而言比较低。对于该方法而言, 其也存在一定缺点, 即在操作过程中会对设备造成比较严重的腐蚀, 设备占地面积相对而言比较大, 投资费用相对而言比较高, 在实际操作过程中很容易有二次污染出现。对于该方法而言, 由于烟气温度有所降低, 会影响到烟气向外进行扩散, 所以在对同等量烟气进行处理时投资也比较高。

2.3 半干法烟气脱硫技术分析

对于半干法烟气脱硫技术而言, 其也叫作干湿结合脱硫技术, 对于该技术而言, 其在当前有着十分广泛的应用, 在实际操作过程中, 该方法能够使干法与湿法实现有效结合。在实际操作过程中需要建立立式塔, 通过干法与湿法进行有效配合, 可使烟气脱硫达到比较理想的效果, 在中小型锅炉中相对而言比较适用, 然而该方法资金投入相对比较高, 在热电厂建设过程中需要增加资金投入[1-2]。

3 烟气脱硫技术应用策略

3.1 加强技术创新

对于烟气脱硫技术而言, 其在实际应用及发展过程中要将设备防腐问题有效解决, 所以相关企业及部门应当对设备防腐性能加强研究, 要将其作为重点研究内容, 为能够使设备防腐性能得到进一步提升, 应当对防腐材料进行仔细研究, 对不同材料防腐性能进行全面考虑, 选择防腐性能比较强的材料制作设备, 从而使设备使用寿命能够得以延长, 还可通过与设备运行性能进行有效结合, 选择合理有效配套措施, 比如可在设备表面设置有机涂层, 可在一定程度上增强设备抗腐蚀性能。

3.2 强化技术管理

就当前实际情况而言, 中小型燃煤锅炉仍有着十分广泛的应用, 因此相关部门对于中小型燃煤锅炉加强烟气脱硫技术相关研究及分析, 将所存在问题解释解决。另外, 对于烟气脱硫技术, 相关工作人员应当加强管理, 对于当前技术积极进行发展, 从而使其不断得以完善, 对于脱硫技术应当进一步进行丰富, 对于该技术中所存在缺陷不断进行研究, 对烟气脱硫新技术不断进行研发, 从而使烟气脱硫技术能够得到更好应用[2,3]。

4 结语

在当前热电厂运行及发展过程中, 烟气处理是十分重要的内容, 同时也是热电厂发展过程中的关键因素。在当前热电厂烟气处理过程中, 相关工作人员应当充分掌握相关脱硫技术, 并且进行合理应用, 同时应当对该技术加强研究创新, 从而使其能够得到更合理应用, 进而促进热电厂进一步发展。

参考文献

[1]张方银, 潘咸峰, 黄斌, 李茂双.乙烯废碱液用于热电厂烟气脱硫技术研究[J].齐鲁石油化工, 2016 (02) .

[2]李斌.热电厂烟气脱硫技术浅析[J].企业技术开发, 2013 (34) .

烟气海水脱硫技术原理 篇10

石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理技术

摘要：针对国华宁海发电厂二期(2×1000MW)湿法烟气脱硫工程废水处理系统调试及运行的特点.分析了石灰石-石膏法脱硫废水的来源、水质和处理流程,对废水处理的运行参数和废水处理系统合理化运行的`规律进行了总结.提出了废水处理的合理化建议,供同行在火电厂废水处理运行时参考.作 者：吕新锋    L(U) Xin-feng  作者单位：神华浙江国华浙能发电有限公司B厂,浙江宁海,315612 期 刊：华电技术   Journal：HUADIAN TECHNOLOGY 年，卷(期)：, 32(8) 分类号：X701.3 X703 关键词：石灰石-石膏湿法烟气脱硫    废水处理    流程    水质特点   

烟气海水脱硫技术原理 篇11

烟气脱硫技术在太原第一热电厂的应用

烟气脱硫技术是控制酸雨和二氧化硫污染的最为有效的和主要的技术手段,石灰石-石膏法是目前最成熟的烟气脱硫技术之一.对太原第一热电厂简易湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术进行系统地分析.通过对试运期间运行数据的分析、试验值与设计值的比较及对烟气脱硫系统的成本分析,从多角度阐述了应用石灰石-石膏法脱除烟气中二氧化硫的`有利因素,对系统中存在的pH值下降异常、石灰石过剩率偏高及设备存在的喷嘴和除雾器结垢及机器振动等问题,提出了加装NaOH添加装置、改善石灰石品质、水力旋流器入口加装切换式滤网及加装清洗装置等具体解决办法,为该装置的正常运行提供了技术依据.

作 者：付文华 金燕 武树成 雷小云 FU Wen-bua JIN Yan WU Shu-cheng LEI Xiao-yun  作者单位：太原理工大学,山西,太原,030024 刊 名：中国电力  ISTIC PKU英文刊名：ELECTRIC POWER 年，卷(期)： 38(4) 分类号：X701.3 关键词：烟气脱硫   二氧化硫   脱硫效率   石灰石  

烟气海水脱硫技术原理 篇12

传统意义上的燃煤发电厂 (火电厂) 和炼油化工厂, 是两个典型的环境污染大户, 两者排放的SO 2占到总量的90%以上。而中国能源资源情况决定了以煤炭为主的能源格局将长期存在, 建设燃煤电厂仍然是中国国情的客观选择。煤烟型污染是中国大气污染的主要特征, 而SO2是主要污染物之一。随着煤炭转化为电力的比重不断提高, 控制燃煤电厂SO2排放的任务将越来越艰巨。另外, 随着中国进口含硫、高硫原油的增加, 炼化企业控制SO2排放的局面也更加严峻。近年来, 尽管中国火电厂烟气脱硫产业化取得了重大成就, 但存在的问题不容忽视。其中, 值得关注的一个重要问题就是部分脱硫设施难以高效稳定运行, 已建成投产的烟气脱硫设施投运率不足60%。其主要原因是:一些地方环保执法不严, 对脱硫设施日常运行缺乏严格监管, 部分电厂为获取经济利益故意停运脱硫设施;有些脱硫公司对国外技术和设备依赖度较高, 没有完全掌握工艺技术, 系统设计先天不足, 设备出现故障后难以及时修复;部分老电厂的脱硫电价政策没有及时到位等。

在防止大气环境污染问题方面, 各国均致力于以降低SO2为对策的湿式石灰石-石膏法排烟脱硫技术的开发和研究, 特别是在以火力发电厂为主的大型燃煤锅炉的排烟处理上, 无论是在国内还是在国外均广泛应用。近年来, 排烟脱硫装置用户们在要求更高的脱硫效率的同时, 要求降低设备和运行成本的愿望也越来越强。综合起来有三:减轻维修维护的工作量;降低成本;节省能耗。

正是为了满足用户们的这些要求, 一些新的排烟脱硫技术不断涌现。如中国石化洛阳石油化工工程公司在深入研究国内外烟气脱硫技术的基础上, 结合中国炼化行业的实际情况, 开发了可再生湿法烟气脱硫技术 (简称R ASO C) 。经过一个月的工业实验, 吸收剂再生效果良好。与传统的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺相比, R ASO C技术具有工艺简单, 脱硫效率高, 尤其是不产生二次污染等优点, 可广泛应用于炼化装置烟气和燃煤电厂的烟气净化处理。

日本千代田化工建设公司推出一种新的催化氧化法烟气脱硫 (CASO X) 技术, 它可使烟气中SO2减少90%以上, 不产生二次污染, 而且费用低于常规技术。该公司与北陆电力公司合作, 已于1999年在其所属的富山新港火力发电厂成功的完成了处理500m3/h烟气的半工业化实验验证。2003年, 第一套工业化装置在新日本石油炼制公司的大阪炼油厂建成投产, 处理该厂硫磺回收装置的尾气。2006年8月, 第二套工业化装置在某厂顺利投用, 目前运转正常。此装置则是处理非硫磺回收装置的尾气。催化氧化法烟气脱硫技术适用于各种工况下的排烟脱硫。

1 工艺流程简介

在该CASO X工艺中, 烟气用静电沉降器脱除烟尘和喷水增湿, 然后, SO2在装有专利催化剂的脱硫塔中被经过表面处理的蜂窝状碳结构催化剂吸附。SO2与水和空气中O2在催化剂床层温度323K和常压下反应, 生产稀硫酸, 浓度大约60%, 酸滴一经生成即藉重力流向贮罐, 过程连续操作, 无需再生催化剂, 也没有复杂的、高价的设备 (如循环泵) 。CASO X过程是一个简单的SO x脱除过程, 使用一种新开发的高性能脱硫催化剂。催化剂无须再生, 可长时间正常使用。副产物稀硫酸可浓缩后用于工业, 或者用于制取石膏或硫酸氨化肥。CASO X设施的投资费用为常规带强制氧化的湿式石灰石洗涤工艺的70%～80%, 操作费用为石灰石洗涤的60%～80%。可以大幅度削减建设和运营成本。图1是CASO X法的概念流程图。

2 工艺技术特长

表1列出了CASO X法和湿式石灰石-石膏法两种脱硫方式的比较。和传统的、应用广泛的湿式石灰石-石膏法脱硫方式相比, 新的CASO X法有如下优点。

(1) 脱硫范围宽。既适合于燃煤锅炉排烟脱硫也适合于硫磺回收装置的尾气脱硫。只调整催化剂用量, 就可以在较低脱硫率和99.9%的高脱硫率之间选择。

(2) 建设费和运输费用低。作为建设费, 吸收塔结构简单、不需要大型循环泵;作为运输费, 不需要吸收剂、没有排水、没有废弃物。和传统的脱硫方式相比较、建设费和运输费用大幅度降低。与传统方法相比可减少电能消耗30%～40%。

(3) 无吸附剂, 无排水。生成的副产品是稀硫酸, 它从催化剂上分离并自由落入稀硫酸贮槽内回收。不使用吸附剂, 不产生排水, 无废弃物, 可称之为零排放。

(4) 容易操作和维护。烟气通过触媒层即可脱硫, 操作变量少, 运转简单;机器件数少, 构造简单, 容易保养和维修。

(5) 廉价的催化剂。催化剂以粒状活性炭为原料, 处理成具有蜂窝状的结构, 是不需要高价金属的廉价催化剂。对粉尘适应性强, 运转寿命长。

(6) 副产品的利用。产生的副产品为稀硫酸, 可以作为中和剂在厂内使用。也可以浓缩后制成浓硫酸作为产品出售, 或根据需要制成建筑材料石膏、化肥硫胺出售。

3 催化剂的特征

在过去排烟脱硫过程中常用的活性炭, 对SO2有极强的吸附作用, 缺点是使用寿命短。为此必须频繁再生, 工艺复杂, 操作费用高, 因而无法普及使用。千代田化工建设公司开发的新催化剂, 无须再生。关键在于对活性炭用具有耐酸性的安定的化学药剂进行了特殊处理, 使其在低温下仍能保持良好的吸附、氧化性能。生成的稀硫酸液滴能快速离开催化剂。新开发的催化剂与传统的活性炭的性能如图2所示。使用寿命大为提高, 可以在长时间内保持高的脱硫率。

传统的活性炭催化剂表面活性中心易被稀硫酸液滴所覆盖, 从而失去活性。新开发的催化剂, 从降低催化剂床层通气压力降和减少粉尘堵塞出发, 其结构选为蜂窝型构造。在新催化剂的制造工艺上, 既不是挤压成型, 也不是压片成型, 而是采用了一种新的成型方法, 使细孔内和外表面均具有良好的脱硫活性。它的脱硫机理概念图如图3所示。

4 在硫磺回收装置 (S R U) 尾气处理中的工业化应用

目前, 炼化企业硫磺回收装置尾气的处理, 通常采用SCO T法。它需要胺液、石灰石粉等化工原料, 并且排出废水, 如图4所示。而CASO X法则相对简单, 省去了SCO T法, 也即省去了胺液、石灰石粉等化工原料, 并且可根据需要生产浓硫酸、石膏和硫胺化肥等产品 (见图1) 。两种处理方法的比较见图4。

CASO X工艺适合于硫磺回收装置尾气的处理。催化剂的寿命取决于原料气中杂质 (H2S, CO S等) 的浓度。H2S气体的存在, 可在催化剂上生成单体硫, 从而覆盖活性点, 导致催化剂活性逐渐降低。但是H2S在燃烧过程中易转换成SO2, 因此只要在燃烧炉的燃烧管理上维持较低的H2S浓度, 便可抑制催化剂的失活进程。实验表明, 燃烧炉出口H2S浓度控制在一定值以下, 基本上不会引起催化剂活性降低。采用烧煤锅炉烟气在中型实验装置 (500N m3/h) 上进行了15000小时脱硫实验, 结果见图5。

CASO X法的脱硫性能, 取决于在反应条件下在催化剂上生成硫酸液滴的脱离速度。其脱离速度不仅与催化剂的化学特性有关, 而且与催化剂床层中气液接触状态和排气中的水蒸气分压密切相关。排气中的入口SO2浓度、水蒸气分压与脱硫率的关系见图6。

当处理排气中SO2浓度为1000μL/L (ppm) , O2浓度为5%时, 若水蒸气分压低, 则脱硫率只有60%;高水蒸气分压时脱硫率可超过90%。可见水蒸气分压对脱硫率的影响十分明显。

5 结束语

(1) CASO X技术的工业化运行结果表明, 该工艺比传统工艺脱硫率高, 不产生二次污染;设备简单, 容易操作;副产品可灵活利用。

(2) CASO X技术的工业化运行结果表明, 这种使用简单的固定床催化剂装置的新型排烟脱硫技术, 可以处理炼化企业的硫磺回收装置的尾气、工业燃烧炉的烟气以及火力发电厂的烟囱气, 具有广泛的应用领域。

(3) 时代在发展, 认识在进步。近年来人们以“无污染”的理念改变了传统认识上的观念并实现实际意义上的清洁生产。如日本炼化企业坚持“任何一滴原油都是能源、工业原料和生活必需品”的原则, 使原油最终实现产品多样化, 实现零废物。坚持以顶尖技术实现零排放, 以“环境保护与自然和谐”实现防患于未然的环境防污染策略。在火力发电厂, 日本更是全面实施了严格的排烟脱硫等清洁化工业措施。如根岸发电厂为了与周围的景观和环境更加和谐, 电厂还在新建烟囱的设计上煞费苦心。如果没有人提醒, 谁也不会想到造型别致、颇具艺术风格的建筑物竟然是一座电厂的烟囱。火力发电厂和炼油化工厂已不能限于生产单一产品, 而是要将进厂的所有资源变成造福于人类的产品, 逐步实现零废物、零排放。CASO X技术便是一个典型代表。改革开放以来, 中国的经济实现了高速发展, 火力发电和炼化系统的清洁化、环保型生产正处在起步上升阶段, 日本等发达国家的一些经验和理念值得中国研究, 一些工业化措施值得中国借鉴。

参考文献

[1]陈卫红, 刘金龙, 裴旭东.可再生湿法烟气脱硫工艺 (RASOC) 研究.2007年中国石油炼制技术大会论文集, 2007, 118-122