绿色是湿法脱硫。
红色是干法脱硫。
蓝色为半干法脱硫。
石灰法-石灰石膏法
装置:脱硫工艺由吸收剂制备系统、烟气吸收氧化系统、脱硫副产物、脱硫废水处理系统、烟气系统自动控制、石膏处理系统、废水系统、控制电气系统和在线监测系统组成。
脱硫原理:当吸收液通过喷嘴雾化喷入烟气中时,吸收液分散成细小的液滴,覆盖在吸收塔的全截面上。当这些液滴与烟气逆流接触时,被SO2吸收。这样,SO2在吸收区被吸收,吸收剂的氧化和中和反应在吸收塔底部的储液区完成,最终形成石膏。
主要工艺流程:来自锅炉引风机的烟气经增压风机增压后进入烟气换热器(GGH)的热烟气侧,在此与GGH冷烟气侧的洁净烟气换热降温,冷却后的烟气进入吸收塔下部后向上弯曲。同时,从塔顶喷淋层向下喷淋的悬浮液滴与烟气逆流接触,发生吸收。反应后,洁净的饱和烟气通过除雾器与GGH冷烟气侧的热交换被加热,然后从烟囱排出。反应产生的石膏浆液送至水力旋流器站进行石膏的初步脱水,然后送至真空带式过滤机进一步脱水,产生脱硫副产品(石膏)。
优点:脱硫效率高(脱硫率95%以上);单机处理烟气量大,可与大型锅炉配套;技术成熟,运行可靠性好(国外火电厂这种脱硫装置的运行率一般能达到98%以上);对煤种变化适应性强(无论是含硫量在3%以上的高硫煤,还是含硫量在1%以下的低硫煤,该脱硫工艺都能适应),特别是对高硫煤;吸收剂资源丰富,价格便宜;脱硫副产物便于综合利用;技术更新很快。
缺点:工艺流程复杂,占地面积大,一次性建设投资比较大,运行费用高,设备容易规模化。
适用范围:适用于大型企业进行烟气脱硫。
海水法
装置:脱硫工艺由烟气系统、SO2吸收系统、海水供排水系统、海水回收系统、电气及控制系统和设备组成。
脱硫原理:海水烟气脱硫工艺是利用天然海水的碱性脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。它可以利用热电厂的原始冷却海水作为脱硫剂。在脱硫吸收塔中,大量的海水喷淋洗涤进入吸收塔的燃煤烟气,烟气中的二氧化硫被海水吸收脱除。净化后的烟气经除雾器除雾后,经烟气换热器加热后排放。吸收了二氧化硫的海水在曝气池中与海水混合并曝气,其中不稳定的亚硫酸盐被氧化成稳定的硫酸盐,海水的PH值和COD恢复到海水水质标准后排放入海。
优点:利用海水作为吸收剂,节约淡水资源和矿产资源;吸收的SO2转化为海水中的天然成分硫酸盐,不存在废物处理等问题,可以在一定程度上减少SO2的排放。可适用于中低硫煤;不存在结垢堵塞的问题;不产生任何固体;建设和运行成本低,便于操作;脱硫效率高(90%以上)。
缺点:受地域限制,一般只建在海边;燃料的硫含量应控制在1%左右;要求燃料中重金属元素的含量低。
适用范围:海水脱硫适用于以海水为冷却水的电厂烟气脱硫
优点:脱硫率高(高达95%以上);占地面积小,一次性投资少;运营成本低;运行可靠,无结垢、结块、磨损、管道堵塞等故障;适用范围广;脱硫废液回收价值高。
缺点:系统复杂;镁盐价格较高;我国综合利用效率较低。
适用范围:广泛用于电力行业、冶金烧结机烟气、工业锅炉、造纸厂等脱硫工程。
有机胺法
装置:脱硫工艺由预分离器、吸收装置、解吸装置和胺液净化装置组成。
脱硫原理:该工艺利用有机胺溶剂的碱性吸收烟气中的酸性气体SO2,利用解吸装置将SO2从胺液中分离出来,得到高纯度的饱和SO2,可被有机胺再生循环使用,可用于制硫酸或硫磺。
优点:脱硫效率高(效率在99%以上);工艺流程简单,不需要吸收液制备系统,系统操作和维护简单可靠;小系统腐蚀;无二次污染,副产物硫酸和硫磺具有很高的商业价值;吸收液具有良好的抗氧化性、热稳定性和化学稳定性;吸收液具有低发泡性;吸收液选择性好,对烟气中SO2浓度几乎没有限制。
缺点:一次性投资大,需要硫磺或硫酸回收等下游配套装置;再生蒸汽消耗量大,能耗成本高;需要除去有机胺氧化过程中产生的少量热稳定盐。
适用范围:炼油厂一般采用有机胺法脱除H2S,该工艺在选择性脱除H2S方面取得了巨大成功。
亚硫酸钠法
装置:脱硫工艺包括烟气预处理、SO2吸收、吸收剂再生、SO2回收和产品净化。
脱硫原理:该工艺以亚硫酸钠为吸收剂,在低温下吸收烟气中的二氧化硫,生成亚硫酸氢钠。饱和溶液加热分解再生SO2,可用于生产硫酸或硫磺。亚硫酸钠因水分蒸发而结晶,亚硫酸钠晶体溶解后作为吸收剂回收利用,故又称为“亚硫酸钠回收法”。
优点:脱硫率高;操作管理方便,适应性强;吸收塔的压力损失小;回收的SO2浓度高,用途广;吸收剂可以循环使用。
缺点:吸收剂消耗量大;氧化副产物Na2SO4难以分离,结晶水合物中的亚硫酸钠造成二次污染。投资和运营成本高。
适用范围:适用于处理大量烟气。
氧化锌法
装置:主要由浆液制备、洗涤脱硫和固液分离组成。
脱硫原理:工业上用含氧化锌的物料制备氧化锌浆液,在吸收设备中与低浓度SO2烟气充分接触,氧化锌与SO2反应生成亚硫酸锌,鼓入空气将亚硫酸锌和亚硫酸氢锌氧化成硫酸锌。
优点:副产品经济价值高;由于脱硫剂的供应和脱硫副产物的后续处理可与冶炼厂的生产相结合,工艺流程短,清洁环保,运行费用低。
缺点:不能原位氧化再生,需要更换新的吸附剂;氧化锌的使用成本高;氧化锌吸收液脱硫效率不高;吸收液被沉淀严重堵塞;设备腐蚀磨损严重;脱硫副产物的分离难以达到要求。
适用范围:一般适用于硫化氢浓度较低的气体,多用于铅锌冶炼行业。
氨处理
装置:烟气脱硫工艺用氨(液氨、氨水等。)作为吸收剂从烟道气中除去SO2并回收副产品硫酸铵。主要由烟气系统、吸收塔系统、氨/水系统、氧化空气系统和硫酸铵组成
脱硫原理:适用范围广,不受硫含量和锅炉容量的限制;脱硫效率高(容易达到95%以上);吸收剂易于购买;氨脱硫装置对机组负荷变化的适应性强;氨是一种利用率高的碱性吸收剂。副产硫酸铵价值高,经济效益好;环境效益好,无二次污染物;设备不容易规模化;占地面积小。氨法最大的特点是SO2可以回收,SO2可以回收成高附加值的商品。副产硫酸铵是一种性能优良的氮肥,在我国具有良好的市场前景。
优点:氨易挥发;亚硫酸铵氧化的困难;硫酸铵容易结晶;亚硫酸铵气溶胶很难控制。
适用范围:氨法烟气脱硫技术适用于氨来源可靠的地区,可广泛应用于火电厂锅炉烟气脱硫、钢铁行业烧结机烟气脱硫、化肥企业烟气脱硫及其他工业窑炉。该技术适用于燃用高、中、低硫煤的各种炉型。目前,在我国已应用的装置中,煤的含硫量为0.4% ~ 8%。
吸附法
装置:主要由烟气预处理、吸附剂、SO2回收系统等组成。
脱硫原理:多孔固体吸附剂主要用于处理含硫烟气,使烟气中的SO2成分吸附在固体表面,从而达到烟气脱硫的目的。
优点:对低浓度SO2的净化效率高;设备简单;操作方便,自动控制;SO2可有效回收,废物可循环利用。
缺点:选择性差;吸附剂的选择复杂;高浓度SO2效率低。
适用范围:适用于小型、分散、间歇性污染源控制。
炉内喷钙
装置:脱硫系统由石灰给料系统、脱硫剂输送系统和气化系统组成。
脱硫原理:石灰石颗粒由颚式破碎机初步破碎,然后由物料提升机提升到柱磨机进行二次破碎。鼓风机吹出的气流进入细度分析仪,细度分析仪分析后将合格的物料送入积分器,大颗粒物料继续进入柱磨机靠重力破碎。进入积算机的物料成品经旋流后落入缓冲仓,多余的气体进入鼓风机的风道。缓冲仓的成品物料通过闸阀和旋转输送装置进入粉体输送管道,与罗茨风机的气流混合,然后被泵入锅炉炉膛进行烟气脱硫脱硝。
优点:工艺简单,设备紧凑,占地少;投资省,成本低;脱硫剂成本低。
缺点:由于反应在气固之间进行,反应速度慢,吸收剂利用率低。
适用范围:适用于中低硫煤燃烧的脱硫。
旋转喷雾法
装置:主要由吸收剂浆液制备系统、喷雾干燥吸收塔、袋式除尘器或静电除尘器等组成。
脱硫原理:系统由石灰浆制备、喷雾干燥塔和布袋除尘器(或静电除尘器)三部分组成。在该系统中,石灰浆通过高速旋转喷头喷入喷雾干燥塔,与烟气中的酸充分接触,发生中和反应。利用烟气中的余热蒸发石灰浆中的水分,脱硫后的烟气经除尘器去除后排放。
优点:设备简单,投资和运行费用低,利用率高;占地面积小;脱硫产物干燥,无废水排放;运行可靠,不结垢、不堵塞;低水耗和低功耗。
缺点:用石灰浆做吸收剂,质量要求严格,价格高;副产品的利用价值不高。
适用范围:脱硫率约为75%-90%,仅适用于中低硫煤的脱硫。
烟气循环流化床法
装置:主要由吸收剂制备系统、二氧化硫组成
脱硫原理:从锅炉尾部排出的含硫烟气被引入循环流化床反应器的喉部,在此与水、脱硫剂和反应性循环干燥副产物混合。石灰以大表面积铺展,在烟气的作用下贯穿整个反应器。然后进入上筒体,烟气中的飞灰与脱硫剂不断翻滚混合,一部分生石灰在烟气的夹带下进入旋风分离器,分离捕集的颗粒通过给料机送回循环流化床,生石灰通过输送装置进入反应塔。由于接触面积很大,石灰和烟气中的SO2可以充分接触,SO2在反应器内的干燥过程中被吸收和中和。
优点:固体吸附剂利用率高;脱硫效率高(90%以上);工程投资费用、运行费用和脱硫费用低;工艺流程简单,系统设备少;占地面积小;低能耗;可以大规模,高投入产出比;腐蚀性低;该产品是固体,易于放置。
缺点:设备磨损严重,系统压降大;对吸收剂要求高;难以实现自动化;副产物的化学性质不稳定。
适用范围:适用于电厂锅炉、热电站锅炉、工业窑炉、燃油发电机组和垃圾焚烧炉。