湿法烟气脱硫技术研究现状及进展

作者:宋华;王雪芹;赵贤俊;张文超;吕宝航;柳艳修 刊名:化学工业与工程 上传者:赵升升

【摘要】介绍了国内外已工业应用的主要湿法烟气脱硫技术,如石灰石/石灰-石膏湿法、海水烟气脱硫和微生物法等工艺技术的应用现状及研究发展,并对近年来国内外发展的脱硫新工艺进行了评述。由此探讨了湿法烟气脱硫技术现在存在的问题、研究情况和发展前景。

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我国的能源结构以煤炭为主,煤燃烧排放烟气中的SO2是大气污染的主要成份,也是形成酸雨的主要物质。酸雨不仅严重腐蚀建筑物和公共设施,而且毁坏大面积的森林和农作物。如何经济有效地控制燃煤中SO2的排放是我国乃至世界能源和环保领域亟待解决的关键性问题。预计到2010年,全国电力二氧化硫排放总量将达到862104t,比2005年减少337%[1]。控制SO2排放可以采用多种方法,主要途径有3个:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫(即烟气脱硫)。其中烟气脱硫技术被认为是控制SO2最为行之有效的途径。所谓烟气脱硫就是应用化学或者物理的方法将烟气中的SO2予以固定和脱除。按照脱硫方式和产物的处理形式划分,烟气脱硫一般可分为湿法、半干法和干法3类。笔者主要介绍了湿法烟气脱硫技术的应用现状及研究进展。1湿法烟气脱硫技术的研究现状(WFGD)湿法烟气脱硫(WFGD)是指液体或浆状吸收剂在湿状态下脱硫和处理脱硫产物。该法具有脱硫反应速度快、脱硫效率高等优点。但其存在的结垢及烟气温降等问题也亟待解决。在湿法烟气脱硫技术中比较成熟的技术主要有:钙基、镁基、双碱法、氨法和海水脱硫法等。1.1钙基烟气脱硫技术最常用的钙基脱硫技术是以石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫,先生成亚硫酸钙,然后再被氧化为硫酸钙,即石灰石-石膏法。许多学者在钙基吸附剂中加入了不同的添加剂,从而对其脱硫效果进行了不断改善。Lee等[2]通过水合作用将硫酸钙、氧化钙和粉煤灰合成为高活性的烟气脱硫吸附剂。通过统计学实验设计和两种人工智能算法(神经网络和遗传运算法则),给出了吸附剂合成的完整模型和最优化方法。Lee等[3]还在不同条件下使用钙基吸附剂进行了烟气脱硫实验,并阐述了烟气中NO和O2在烟气脱硫过程中所产生的协同作用。Dahlan等[4]将RHA加入CaO中做成钙基吸附剂,并研究了RHA吸附剂脱硫活性的影响因素。研究结果表明,在吸附剂的制备过程中,RHA的量、CaO的量、两者量的比及水合阶段是影响吸附剂脱硫活性的关键因素。除此之外,吸附剂的物理性质如孔径分布和表面形态也是影响其脱硫活性的重要因素。李春花等[5]为了研究粉煤灰中Fe2O3含量对钙基脱硫性能的影响,分别以CaO和CaO与Fe2O3的混合物为吸收剂进行实验,并加以比较。结果表明,加入一定量的Fe2O3,可以显著提高脱硫效率和氧化钙的利用率。当温度在650~750时,Fe2O3与氧化钙的质量配比为110时效果最好,脱硫效率可达94%,钙利用率为54%。钙基脱硫技术是目前世界上技术最成熟的脱硫工艺之一,脱硫率在90%以上。该法效率高,运行可靠性好;但却存在初期投资大,占地面积大,设备易结垢,有废水排放等缺点。1.2镁基烟气脱硫技术本方法采用具有良好化学活性和来源丰富的MgO为原料,将其制成浆液,然后利用Mg(OH)2浆液吸收烟气中的SO2。夏世斌等[6]在实验室由碱性铁矿渣成功制备了Mg基脱硫剂,并通过模拟试验装置研究了其烟气脱硫效果。模拟试验结果表明:在Mg(OH)2乳浊液质量浓度212~424g/L、气液体积比5(L/m3)、烟气停留时间为30s的工况条件下,可将烟气中SO2质量浓度从1210mg/L降至140mg/L以下,脱硫的效率可达884%。李娟等[7]为更好的提高镁法湿法烟气脱硫的脱硫效率,从脱硫剂氧化镁的活性出发,通过X射线衍射分析研究了高温煅烧制备的氧化镁,得出随着碱式碳酸镁煅烧温度的升高,生成的氧化镁结晶程度越来越大,活性越来越差。试验煅烧温度控制在550~800,升温时间采用4h,保温时间15h,在此试验条件下,活性最好的氧化镁

参考文献

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