烧结机烟气脱硫技术方案研讨 - 图文(4)

系统脱硫率可达到65%-80%。。该工艺的反应机理为： 第一阶段反应（炉内喷钙）： CaSO3→CaO+CO2 CaO+CO2→CaSO3 CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 第二阶段反应（尾部增湿）： CaO+H2O→Ca(OH)2 SO2+H2O→H2SO3 Ca(OH)2+ H2SO3→CaSO3+2H2O 烟气脱硫后，由于增湿水的加入烟气温度下降（只有55-60℃，一般控制出口烟气温度高于露点10-15℃，增湿水由于烟温加热被迅速蒸发，未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，被除尘器收集下来。由于脱硫过程对吸收剂的利用率很低，脱硫副产物是以不稳定的亚硫酸钙为主的脱硫灰，副产物的综合利用受到一定的影响。 南京下关发电厂2×125MW机组全套引进芬兰IVO公司的LIFAC工艺技术，锅炉的含硫量为0.92%，设计脱硫效率为75%。目前，两台脱硫试验装臵已投入商业运行，运行的稳定性及可靠性均较高。该工艺的流程图见下图。 - 14 - 图5.6炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺流程图 2电子束烟气脱硫工艺（EBA法） 电子束烟气脱硫工艺是一种物理方法和化学方法相结合的高新技术。本工艺的流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。锅炉所排出的烟气，经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70℃）。烟气的露点通常约为50℃，被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发，因此，不产生任何废水。通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过电子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。 该工艺的反应机理为： N2、O2、H2O→·OH、·O、H2O·、N· SO2+2·OH→H2SO4 SO2+·O+ H2O·→H2SO4 - 15 - NOx+·O+·OH→HNO3 H2SO4+NH3→(NH4)2SO4 HNO3+ NH3→NH4NO3 反应所生成的硫酸铵和硝酸铵混合微粒被副成品集尘器所分离和捕集，经过净化的烟气升压后向大气排放。 成都热电厂和日本荏原制作所合作建造了的电子束脱硫工艺装臵，该装臵的处理烟气量为300,000 N m3/hr，二氧化硫的浓度为5148mg/m3，设计脱硫率为80%。目前，该工艺装臵已投入运行，运行的稳定性及设备状况均较佳。该工艺的流程图见下图。 图5.7电子束烟气脱硫工艺流程图 5.1.4脱硫技术比较 表5.1 脱硫工艺比较 方法 石灰/石膏法 海水烟气脱硫 双碱法 旋转喷雾半干法 循环流化床法 炉内喷钙法 脱硫效率 高 中等 较高 较高 较高 低，＜50% 脱硫成本 中等 较低 高 中等 中等 较低 - 16 - 二次污染 无 无 无 无 无 无 备注 可制石膏回收利用 受地域限制 适用高浓度SO2回收 不易利用 副产物成分复杂 会降低锅炉热效率 电子束烟气法 中等，大约 高 轻微污染 系统运行不稳定 依据贵公司对脱硫除尘指标的要求，考虑到烧结机烟气情况，根据我公司多年来有针对性处理大气中粉尘、二氧化硫等积累的大量经验与丰富的业绩。对于贵公司项目，我们决定采用石灰-石膏法。 采用石灰-石膏湿法脱硫主要有以下优点： （1）脱硫效率高。石灰—石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达95%以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。 （2）技术成熟，运行可靠性好。国外石灰一石膏湿法脱硫装臵投运率一般可达98%以上，由于其发展历史长，技术成熟，运行经验多，因此不会因脱硫设备而影响设备的正常运行。特别是新建脱硫工程采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。 （3）吸收剂资源丰富，价格便宜。作为石灰一石膏湿法脱硫工艺吸收剂的石灰，在我国分布很广，资源丰富，许多地区石灰品位也很好，碳酸钙含量在90%以上，优者可达95%以上，制得石灰价格也低廉。运行费用低。 （4）脱硫副产物便于综合利用。石灰一石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为脱硫石膏。在日本、德国脱硫石膏年产量分别为250万吨和350万吨左右，基本上都能综合利用，主要用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂。脱硫副产物综合利用，不仅可以增加厂效益、降低运行费用，而且可以减少脱硫副产物处臵费用，延长灰场使用年限。 （5）技术进步快。近年来国外对石灰一石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断的改进，如吸收装臵由原来的冷却、吸收、氧化三塔合为一塔，塔内流速大幅度提高，喷嘴性能进一步改善等。通过技术进步和创新，可望使该工艺占地面积较大等问题逐步得到妥善解决。 5.2 石灰-石膏法脱硫塔运行工作原理 5.2.1除尘原理 - 17 - 烟气中大部分粉尘经除尘器脱除。剩余粉尘在吸收塔中脱除。 含尘烟气通过进口烟道进入吸收塔，烟气被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被其溶化成细小的水雾，湿润了烟气中的灰尘。在这个过程烟气中的灰尘被湿润，使它的重量加大而有利于被离心分离，在高速呈絮流状态中，由于水滴与尘粒差别较大，它们的速度差也较大。这样，灰尘与水滴就发生了碰撞凝聚，尤其是粒径细小的灰尘料可以被水雾水溶，这样含尘气体被水湿润，尘粒随水流到吸收塔底部，从溢水孔排走，在吸收塔底部有清理孔便于进行清理。净化后的气体，通过除雾器除水后排放。 5.2.2脱硫原理 1 吸收原理 吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。 为了维持吸收液恒定的pH值并减少石灰耗量，石灰浆液被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰在浆液中的均布和溶解。 2 化学过程 （1）吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下： SO2＋H2O→H2SO3（溶解） H2SO3?H＋＋HSO3－（电离） 吸收反应的机理： 吸收反应是传质和吸收的的过程，水吸收SO2属于中等溶解度的气体组份- 18 -