項(xiàng)目 | 干法脫硫 | 濕法脫硫(石灰石-石膏法為主) |
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反應(yīng)原理 | 干態(tài)吸收劑(如Ca(OH)?、NaHCO?)與SO?在干燥條件下反應(yīng),生成固態(tài)副產(chǎn)物(如CaSO?)。 | 漿液吸收劑(石灰石/石灰漿)與SO?在液相中反應(yīng),生成石膏(CaSO?·2H?O)。 |
反應(yīng)條件 | 無需水參與,反應(yīng)溫度較高(100~200℃)。 | 低溫(50~60℃),需大量水參與。 |
典型工藝 | SDS(碳酸氫鈉干法)、CFB(循環(huán)流化床)、NID(一體化脫硫除塵)。 | 石灰石-石膏法、氨法、雙堿法等。 |
指標(biāo) | 干法脫硫 | 濕法脫硫 |
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脫硫效率 | 80%~95%(中等,依賴吸收劑和工藝)。 | 95%~99%(高效,適合高硫煤)。 |
投資成本 | 較低(設(shè)備簡(jiǎn)單,無廢水處理系統(tǒng))。 | 較高(需漿液制備、防腐、廢水處理等)。 |
運(yùn)行成本 | 較高(吸收劑用量大,如NaHCO?較貴)。 | 較低(石灰石廉價(jià),副產(chǎn)物石膏可銷售)。 |
能耗 | 低(無漿液循環(huán)泵)。 | 高(漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)等耗電)。 |
副產(chǎn)物 | 干態(tài)粉末(需妥善處置或利用)。 | 濕石膏(可資源化利用,如建材)。 |
適用SO?濃度 | 低至中濃度(<3000 mg/Nm3)。 | 中至高濃度(可達(dá)10000 mg/Nm3以上)。 |
優(yōu)點(diǎn):
無廢水產(chǎn)生,適合缺水地區(qū)。
設(shè)備簡(jiǎn)單,占地面積小,改造靈活(如焦化、燒結(jié)行業(yè))。
啟???,適合間歇性運(yùn)行的工業(yè)鍋爐。
缺點(diǎn):
脫硫效率較低,難以滿足超低排放(<35 mg/Nm3)要求。
吸收劑耗量大(如NaHCO?成本高)。
副產(chǎn)物利用價(jià)值低(干粉易揚(yáng)塵)。
優(yōu)點(diǎn):
脫硫效率高(>98%),穩(wěn)定滿足超低排放。
運(yùn)行成本低(石灰石廉價(jià),石膏可銷售)。
適合大煙氣量、高硫燃料(如燃煤電廠)。
缺點(diǎn):
系統(tǒng)復(fù)雜,投資高(需防腐、廢水處理)。
耗水量大,需處理廢水(含重金屬、Cl?等)。
設(shè)備易結(jié)垢、堵塞,維護(hù)難度大。
場(chǎng)景 | 推薦技術(shù) | 理由 |
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燃煤電廠 | 濕法脫硫 | 高硫煤、大煙氣量,需超低排放。 |
鋼鐵/焦化燒結(jié)機(jī) | 干法脫硫(SDS/CFB) | 中低SO?濃度,改造靈活,無廢水。 |
垃圾焚燒/工業(yè)鍋爐 | 干法或半干法 | 煙氣量小,間歇運(yùn)行,缺水地區(qū)優(yōu)先。 |
化工/玻璃窯爐 | 干法(NaHCO?噴射) | 對(duì)氯離子敏感,避免濕法腐蝕。 |
組件 | 安裝要求 | 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) |
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吸收塔 | 垂直度≤1/1000,內(nèi)壁襯膠厚度≥4mm | 72小時(shí)試運(yùn)行效率≥95% |
除霧器 | 沖洗水壓力≥0.25MPa,覆蓋率100% | 出口液滴含量≤50mg/Nm3 |
漿液循環(huán)泵 | 進(jìn)出口設(shè)橡膠軟接,振動(dòng)值≤4.0mm/s | 無泄漏且流量偏差≤±5% |
組件 | 安裝要求 | 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) |
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催化劑模塊 | 安裝間隙≤2mm,單層平整度≤3mm/m2 | NOx轉(zhuǎn)化率≥90%,氨逃逸≤3ppm |
噴氨格柵 | 混合段長(zhǎng)度≥3倍煙道直徑,靜態(tài)混合器壓損≤200Pa | AIG各支管流量偏差≤±5% |
吹灰系統(tǒng) | 聲波吹灰器間距≤5m,蒸汽吹灰壓力≥1.0MPa | 催化劑積灰率<5%/年 |
故障現(xiàn)象 | 原因分析 | 整改措施 |
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脫硫塔除霧器堵塞 | 沖洗水壓力不足/水質(zhì)差 | 升級(jí)高壓沖洗系統(tǒng)(≥0.3MPa)+ 水質(zhì)過濾 |
SCR氨逃逸超標(biāo) | 噴氨不均或流場(chǎng)紊亂 | CFD流場(chǎng)優(yōu)化+智能噴氨控制系統(tǒng) |
漿液管道磨損 | 流速過高(>2.5m/s) | 內(nèi)襯陶瓷管道+流速控制在1.5-2.0m/s |
不同濕法脫硫技術(shù)的選擇需綜合考慮?煙氣特性、脫硫效率、副產(chǎn)物價(jià)值、運(yùn)行成本及環(huán)保法規(guī)。石灰石-石膏法因經(jīng)濟(jì)可靠占據(jù)主流,而氨法、鎂法則在特定場(chǎng)景更具優(yōu)勢(shì)。
]]>濕法脫硫工藝:在濕法脫硫工藝中,常用的吸收劑包括石灰石、石灰和消石灰等。根據(jù)《J88環(huán)境保護(hù)設(shè)備企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,當(dāng)使用電石渣作為吸收劑時(shí),漿液質(zhì)量濃度應(yīng)為15%~25%;當(dāng)使用石灰石、石灰和消石灰作為吸收劑時(shí),漿液質(zhì)量濃度應(yīng)為25%~30%。
另外,根據(jù)《火電廠污染防治最佳可行技術(shù)指南》,濕法脫硫系統(tǒng)中,石灰石-石膏濕法脫硫工藝的Ca/S摩爾比一般在1.2-1.3之間,這與漿液濃度密切相關(guān)。
亞硫酸鈉法脫硫工藝:在亞硫酸鈉法脫硫工藝中,吸收液的初始濃度通常為0.3~0.5mol/L,適宜范圍為0.52~0.56mol/L。此外,溶液的S/C比應(yīng)控制在0.58以下,以確保高效的SO2吸收。
環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)與排放要求:根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011),煙氣中SO2排放濃度不得超過50mg/Nm3。因此,混合液濃度的選擇需要確保最終排放濃度符合這一標(biāo)準(zhǔn)。
電廠煙氣脫硫過程中混合液濃度的選擇應(yīng)根據(jù)具體的脫硫工藝、煤種特性、環(huán)保要求以及設(shè)備設(shè)計(jì)等因素綜合考慮。對(duì)于濕法脫硫工藝,漿液質(zhì)量濃度通常在15%~30%之間;對(duì)于亞硫酸鈉法,吸收液濃度在0.3~0.5mol/L范圍內(nèi)。這些濃度范圍均需結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整,以確保脫硫效率和環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成。
]]>根據(jù)證據(jù),濕法脫硫后的煙氣溫度通常在30-50℃,濕度可以達(dá)到100-200g/Nm3,這比大氣平均濕度(約9g/Nm3)高出許多倍。這種高濕度的煙氣不僅對(duì)設(shè)備的腐蝕和維護(hù)提出了更高的要求,還可能對(duì)環(huán)境造成額外的水汽排放問題。例如,每年通過濕法脫硫排放到大氣中的水汽量可能達(dá)到40億噸。
在實(shí)際操作中,濕法脫硝和濕法脫硫的組合工藝需要特別注意煙氣濕度的控制。例如,在SNCR-SCR耦合脫硝+濕法石灰石-石膏煙氣脫硫+濕式靜電除塵的組合工藝中,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放,但氨逃逸控制和濕度管理仍需進(jìn)一步優(yōu)化。此外,濕式電除塵器的應(yīng)用也需要考慮煙氣濕度對(duì)設(shè)備性能的影響。
因此,在燃煤電廠煙氣脫硝過程中,濕度的控制不僅是技術(shù)問題,也是環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的重要考量因素。合理控制煙氣濕度有助于提高脫硝效率、減少設(shè)備腐蝕和降低運(yùn)行成本。同時(shí),還需關(guān)注濕法脫硫后煙氣中水汽的排放問題,以避免對(duì)環(huán)境造成不必要的影響。
]]>干法脫硫的優(yōu)勢(shì):
工藝簡(jiǎn)單:干法脫硫的工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備簡(jiǎn)單,占地面積小,投資和運(yùn)行費(fèi)用較低。
能耗低:干法脫硫過程中不需要大量的水和能源,因此可以節(jié)省能源消耗,降低生產(chǎn)成本。
無腐蝕問題:由于不涉及大量水和化學(xué)反應(yīng),設(shè)備腐蝕程度較輕,延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
副產(chǎn)物易于處理:干法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品通常是干燥的,更易于處理和運(yùn)輸。
無需污水處理系統(tǒng):干法脫硫不需要額外的水處理系統(tǒng),節(jié)約水資源,避免了廢水處理的需求。
適用于低硫含量氣體:干法脫硫特別適合于含硫量較低的氣體,如天然氣、油田氣等。
濕法脫硫的優(yōu)勢(shì):
高脫硫效率:濕法脫硫通常具有較高的脫硫效率,可達(dá)90%以上,甚至更高。
煙氣脫硫的基本原理及方法
煙氣脫硫的基本原理及方法
技術(shù)成熟:濕法脫硫技術(shù)較為成熟,生產(chǎn)運(yùn)行安全可靠,適用范圍廣。
副產(chǎn)品易處理:濕法脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)品如石膏等可以回收利用,作為建筑材料或肥料。
反應(yīng)速度快:濕法脫硫的氣液反應(yīng)速度快,能夠迅速將煙氣中的二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。
適用性強(qiáng):濕法脫硫適用于各種規(guī)模的氣體處理,尤其在大型脫硫廠中廣泛應(yīng)用。
然而,每種方法也存在一些劣勢(shì)。例如,干法脫硫的脫硫效率通常低于濕法脫硫,并且設(shè)備龐大、投資大。而濕法脫硫則面臨設(shè)備復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)成本高、能耗高等問題。
選擇合適的脫硫技術(shù)需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行綜合考慮。例如,在水資源緊張的地區(qū),干法脫硫可能更為合適;而在需要高效脫硫且副產(chǎn)品可回收利用的情況下,濕法脫硫可能是更好的選擇。
]]>濕法脫硫技術(shù):濕法脫硫技術(shù)包括石灰石-石膏法、氨法、噴霧干燥法和循環(huán)流化床法等。這些方法通過氣液反應(yīng)快速去除SO?,通常脫硫效率可以達(dá)到95%以上。然而,濕法脫硫可能會(huì)產(chǎn)生二次污染,如廢水處理問題。
半干法脫硫技術(shù):半干法脫硫技術(shù)如循環(huán)流化床法,通過延長(zhǎng)煙氣停留時(shí)間和增大鈣硫比來提高脫硫效率,通??梢赃_(dá)到99.8%的脫硫效率。這種方法相比濕法脫硫設(shè)備腐蝕小、無明顯溫降,更有利于煙囪排氣擴(kuò)散。
干法脫硫技術(shù):干法脫硫技術(shù)如活性炭吸附法,通過吸附劑對(duì)SO?進(jìn)行吸附,再通過再生過程回收利用。這種方法具有流程短、設(shè)備投資省、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
選擇性催化還原(SCR)脫硝技術(shù):SCR技術(shù)是目前主流的脫硝方法,通過催化劑使NH?與NOx反應(yīng)生成氮?dú)夂退?,脫硝效率高,通常?50-420℃溫度范圍內(nèi)效率可達(dá)90%以上。然而,SCR技術(shù)對(duì)煙氣中的粉塵含量要求較高,容易造成催化劑堵塞,并且部分SO?會(huì)轉(zhuǎn)化為SO?,導(dǎo)致后續(xù)設(shè)備腐蝕。
非選擇性催化還原(SNCR)和高溫SCR組合技術(shù):SNCR技術(shù)在高溫條件下直接將氨水噴入煙氣中進(jìn)行脫硝,而高溫SCR則在較低溫度下進(jìn)一步提高脫硝效率。這種組合技術(shù)可以有效處理NOx超標(biāo)問題,并且活性焦脫硫可以協(xié)同處理SO?,同時(shí)對(duì)二噁英及重金屬也有一定的去除效果。
新型材料吸附法:一些新技術(shù)如微晶材料吸附法,通過吸附劑同時(shí)去除SO?和NOx,具有無二次污染、資源可回收利用的優(yōu)點(diǎn)。
球團(tuán)煙氣的脫硫脫硝技術(shù)多種多樣,每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。選擇合適的工藝需要綜合考慮脫硫脫硝效率、運(yùn)行成本、設(shè)備腐蝕、二次污染等因素。
]]>吸收劑的選擇與使用:濕法脫硫通常采用石灰石作為主要吸收劑,通過將其與水混合制成石灰石漿液。石灰石漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣中的SO2反應(yīng),生成亞硫酸鈣(CaSO3),然后通過氧化生成石膏(CaSO4·2H2O),從而凈化煙氣。石灰石漿液濃度、氣體流速和反應(yīng)溫度等參數(shù)對(duì)脫硫效率有顯著影響。
工藝流程:濕法脫硫工藝包括預(yù)處理(如降溫、增濕、除塵)、吸收、氧化、富液處理(灰水處理)、除霧(氣水分離)、被凈化后的氣體再加熱以及產(chǎn)品濃縮和分離等步驟。整個(gè)過程在吸收塔中完成,吸收塔是核心設(shè)備,用于實(shí)現(xiàn)SO2的吸收和轉(zhuǎn)化。
反應(yīng)條件控制:濕法脫硫過程中,反應(yīng)溫度和壓力需在120-180℃和0.2-2.0 MPa之間,以確保反應(yīng)效率。此外,堿液噴淋量的控制也至關(guān)重要,適量噴淋可以有效中和煙氣中的酸性成分,過多或過少都會(huì)影響脫硫效果。
設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化:合理的反應(yīng)器設(shè)計(jì)和優(yōu)化是提高脫硫效率的關(guān)鍵。例如,順流噴淋濕法脫硫系統(tǒng)通過設(shè)置雙向噴淋層,提高了脫硫劑粉的捕捉空間和脫硫效率。此外,濕法脫硫塔的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)于工藝效率至關(guān)重要,需要根據(jù)煙氣特性和工藝要求進(jìn)行選擇。
廢水處理:濕法脫硫過程中會(huì)產(chǎn)生廢水,需要進(jìn)行預(yù)處理軟化、濃縮減量、蒸發(fā)結(jié)晶等處理工藝,以減少環(huán)境污染。廢水處理技術(shù)包括廢水循環(huán)利用和廢液再生等方法,以提高資源利用率。
協(xié)同除塵性能:濕法脫硫系統(tǒng)通常具有一定的協(xié)同除塵性能,綜合除塵效率應(yīng)不小于70%,出口顆粒物濃度應(yīng)不大于10 mg/m3。當(dāng)出口顆粒物濃度大于10 mg/m3時(shí),宜采用管式等型式的濕式電除塵器。
經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性:濕法脫硫技術(shù)具有高效、可靠、成熟等特點(diǎn),是目前廣泛應(yīng)用于燃煤電廠的脫硫技術(shù)之一。其副產(chǎn)品石膏經(jīng)脫水后可回收利用,具有較高的綜合利用價(jià)值。
濕法脫硫系統(tǒng)涉及多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)要點(diǎn),包括吸收劑的選擇與使用、工藝流程、反應(yīng)條件控制、設(shè)備設(shè)計(jì)與優(yōu)化、廢水處理以及協(xié)同除塵性能等方面。這些因素共同決定了濕法脫硫系統(tǒng)的效率和效果。
]]>濕法鈣法脫硫技術(shù)具有以下特點(diǎn):
脫硫效率高:濕法鈣法脫硫的脫硫效率通??梢赃_(dá)到95%以上,甚至在某些情況下可以達(dá)到99%。這使得它成為目前世界上應(yīng)用最廣泛的FGD(Flue Gas Desulfurization)技術(shù)之一。
技術(shù)成熟且運(yùn)行可靠:濕法鈣法脫硫技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,并且技術(shù)相對(duì)成熟,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富,不會(huì)對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。
適應(yīng)性強(qiáng):該技術(shù)適用于各種含硫量的煤種,無論是高硫煤還是低硫煤,都可以有效處理。
吸收劑資源豐富且價(jià)格低廉:石灰石作為主要的吸收劑,在我國(guó)分布廣泛,資源豐富,價(jià)格低廉,因此成本較低。
副產(chǎn)品綜合利用:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏可以作為建材和水泥緩凝劑使用,減少了廢物處理費(fèi)用并延長(zhǎng)了灰場(chǎng)使用壽命。
系統(tǒng)復(fù)雜度較高:盡管濕法鈣法脫硫技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn),但其系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,占地面積較大,初始投資和運(yùn)行費(fèi)用也較高。此外,由于石灰石的低溶解度可能導(dǎo)致管道結(jié)垢和堵塞,影響設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)。
技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新:近年來,濕法工藝不斷改進(jìn),如吸收裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化、流速提高、噴嘴性能改善等,有望解決占地面積大和造價(jià)高的問題。
濕法鈣法脫硫技術(shù)以其高效的脫硫效果、成熟的技術(shù)和較低的成本,在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,并且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,其應(yīng)用前景更加廣闊。