湿法烟气脱硫技术进展

作者:丰琳;王海芳 刊名:广州化工 上传者:伊顺仁

【摘要】二氧化硫的污染情况已引起世界各国的广泛关注,通过对几种主要湿式脱硫工艺的对比研究,从半胱氨酸亚铁溶液同时脱硫脱氮工艺技术中归纳出一种湿法烟气脱硫技术———胱氨酸脱硫技术,阐述了胱氨酸脱硫技术的反应机理和国内外研究现状,并总结出此方法的优缺点,是一种很有潜力的脱硫方法。

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全球二氧化硫(SO2)的大量排放使酸雨问题日趋严重,严重危害了人体健康和动植物生长。酸雨覆盖了我国40%以上的国土面积,全国50%以上的城市遭受酸雨的影响。SO2是目前数量最大,影响面最广的一种污染气体,主要产生于煤和石油的燃烧过程以及硫化物的矿石焙烧、烧结等热过程,其中约有87%的SO2烟气来自煤的燃烧过程,燃煤电厂是SO2的集中排放源。我国是世界上最大的煤炭消费国,煤炭占一次性能源消费总量的70%左右。从1998年以来,我国SO2年排放量超过美国,连续多年居世界首位[1]。2010年我国SO2排放量2185.1万吨,2011年上半年二氧化硫排放总量为1114.1万吨,比上年同期(1133.9万吨)减少1.74%。目前SO2的排放问题正在引起世界各国的重视。我国也在《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中明确规定,“十二五”期间国家会对二氧化硫实施排放总量进行控制。1湿法烟气脱硫技术据统计,目前控制SO2排放的方法已超过200种,主要控制途径有三种:一是燃烧前控制原煤净化、燃烧中控制硫化床燃烧(CFB)和炉内喷吸收剂、燃烧后控制烟气脱硫[2]。其中烟气脱硫是是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法,是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段,其它方法还不能在经济、技术上与之竞争[3]。工业上烟气脱硫方法很多,可分为湿法、半干法、干法三大类。目前世界各国应用于燃煤电厂的烟气脱硫技术主要有:石灰石石膏法,占85%左右;喷雾干燥脱硫技术,约占8.4%;吸收剂再生脱硫法,约占3.4%;炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法,约占1.9%;海水脱硫技术;电子束脱硫技术;脉冲等离子体脱硫技术;烟气循环流化床脱硫技术。在选择烟气脱硫工艺时需要考虑的主要因素有:(1)技术因素:脱硫工艺的复杂程度、材料失效、烟气的脱硫效率和副产物;(2)经济因素:能耗、投资、运行成本、处理厂的运行寿命、规模、建厂地点及环境要求;(3)商业运行经验。由于干法、半干法脱硫工艺脱硫率较低、吸收剂利用不充分,使用价值也低,而湿法脱硫技术不仅具有脱硫效率高、煤种适应性强、运行费用较低和副产品易回收等优点,而且该技术是目前应用最广、最成熟的脱硫技术,所以下面着重介绍湿法脱硫技术工艺现状。湿法烟气脱硫(WFGD)通常是使用石灰、熟石灰、熟石灰与飞灰的混合物、氨水、海水或其它碱溶液作为吸收剂[4],将其喷射到烟气中与SO2反应。技术的关键是通过不同途径增加气体的溶解性,进而加以处理。表1列出了几种主要的湿法脱硫工艺的条件和特点。表1湿法脱硫工艺条件、特点对比Tab.1ThetechnologicalandcharacteristiccomparisonofFGD工艺原理副产物脱硫率优点缺点适用范围石灰石/石灰法(石膏)石灰石或石灰的水浆液和SO2反应生成CaSO3、CaSO4石膏90%工艺可靠性高,石灰石来源丰富且廉价初期投资运行费用高,占地面积大,系统管理操作复杂,设备结垢堵塞、磨损腐蚀现象严重,石膏和废水较难处理范围广双碱法先用碱金属盐类的水溶液吸收SO2,然后用石灰或石灰石将吸收液再生石膏90%避免了设备的结垢、堵塞和磨损问题,系统紧凑,投资、运行费用不高Na2SO3氧化后的副反应产物Na2SO4难再生,增加了碱的消耗量,并降低了石膏的质量高硫煤,中小型锅炉改造氧化镁法用金属氧化物(MgO、MnO2、ZnO)浆液或水溶液作为脱硫剂硫酸或镁盐肥料[6]90%98%金属氧化物得到再生,可循环使用,副产品可综合利用,工艺可靠性高,长期运行稳定,投资运行费低需对烟气进行预先除尘和除氯,而且过程中

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