湿法烟气脱硫技术综述

作者:靳晓悦;刘雅举; 刊名:当代化工研究 上传者:李雪林

【摘要】近年来,大气污染问题日益加剧,其根源煤炭是我国最主要的一次能源,随着国家经济的增长,煤炭占我国一次能源消耗的70%以上.煤炭的燃烧产生的SO2是大气的主要污染物之一.SO2的存在对自然生态环境、工农业生产、建筑物都有一定程度的危害.脱除SO2成为环境保护的重中之重.本文将对现有的脱硫技术做出综述,总结各种技术的优缺点,为烟气脱硫技术的选择提供参考.

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1.引言我国排放的SO290%均来自于燃煤,近年来,我过每年的SO2排放量超过2000万吨,酸雨污染面积逐步扩大,对于我国农作物、森林和人体的健康也造成巨大伤害,同时也对我国经济、社会的可持续发展构成威胁。因此对SO2排放量 的控制极为重要。本文主要针对现阶段湿法脱硫技术做简要的介绍,分析各种脱硫技术的优缺点,以便于作为烟气脱硫技术选择的参考依据。2.烟气脱硫的主要技术(1)烟气脱硫主要技术的分类 (1)按阶段分:燃烧前:主要是采用物理法对煤进行洗选;燃烧中:主要是采用流化床方式燃烧;燃烧后:即烟气脱硫(FlueGasDesulfurization简写为FGD)是目前应用广泛且最有效的脱硫方法。本文主要针对此类方法进行论述。(2)按烟气脱硫过程或产物的干湿形态:干法:电子束辐射发、荷电干试喷射脱硫法(CDSI法)、金属氧化物脱硫法、回流式循环流化床法、活性炭吸附法等。半干法:炉内喷钙增湿活化法(LIFAC法)、NID(NewIntegratedDesulphurization)半干式FGD工艺。湿法:石灰石(石灰)石膏法、海水洗涤法、氨水吸收法、氧化镁法、柠檬酸盐吸收法等。(1)湿法烟气脱硫技术(1)石灰石石膏法该方法的吸收剂是石灰石或石灰粉浆液,石灰石经过研磨成细小的颗粒与水均匀混合形成吸收浆液,烟气和吸收浆液在吸收塔内进行气液相接触,在相界面进行反应,烟气中的二氧化硫以及吸收液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应,生成最终的产物石膏。大概工艺为分为以下几个步骤:气态二氧化硫与吸收浆液混合,溶解;二氧化硫反应生成亚硫酸根离子;亚硫酸根离子生成硫酸根离子;生成的亚硫酸根离子与吸附剂浆液进行反应生成硫酸盐;最后硫酸盐从浆液中分离。该法技术成熟,原料易得,且可以采用连续操作,脱硫效率一般达到90%以上,对煤种适应性强,是目前世界上应用最广泛的一种脱硫技术。它的缺陷在于投资大,产物硫酸钙的溶解度较小,容易发生结垢堵塞;对石灰浆制备要求高;流程复杂,且脱硫剂的利用率偏低;增加了脱硫剂和脱硫产物的处理费用,现阶段石膏资源过剩,已成为二次污染。(2)海水洗涤法海水脱硫技术是利用海水的天然碱度来脱除烟气中SO2的方法。海水洗涤法脱硫的原理是在脱硫吸收塔内以海水作为脱硫剂逆行喷淋洗涤,烟气中的SO2被海水吸收,净化后的烟气经过除雾器的除雾、烟气换热器加热之后再排放,SO2被海水吸收,在洗涤液中发生水解和氧化反应,然后将洗涤液引入曝气池,再通过提升pH值抑制SO2的溢出,经曝气处理后原来的SO32-被氧化成为理化性质稳定的SO42-并使海水的pH值与生化需氧量调整达到排放标准,最后排放进入大海。该方法的优点是不产生废弃物,具有工艺简单、技术成熟、系统运行安全可靠、脱硫率较为理想和投资运行费用较低等特点,适用于一些沿海国家和地区,某些电厂也用冷却水对二氧化硫进行洗涤。缺点是对周围的水域造成一定影响,对水域的生态环境造成破坏,不适用于环境质量较敏感或者环保要求高的地区。(3)氨水吸收法氨吸收烟气这一方法中,SO2是气液相或气气相反应,传质阻力较小,因此反应速度快,氨法近年在常被用于实际生产,经过改进脱硫效率最高可达98%。相对于应用广泛的石灰石法来说,氨吸收法反应速率快,几乎瞬间完成;该过程相对简单,设备占地面积较小;脱硫的副产品硫酸铵是 化肥的主要成分,硫酸铵的销售收入能够使运行成本降低;最重要的是该方法可以同时对烟气进行脱硝处理,脱硝其效率在20%~50%,也减少了后续对氮的氧化物处理的费用。该方法的优点是原料价格偏高且不便于运输,成本偏高;对设备的腐蚀较严重

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