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脱氮工艺解析

来源:巩义市蓝宇净水材料有限公司 作者:admin 日期:2019-07-22 浏览:

1、石灰-石膏法
利用石灰制浆配制洗涤液(PH值9左右)洗涤烟气,脱去烟气中的SO2,再将反应生成物氧化后进行分离,水循环使用。
优点:
脱硫剂易得、运行成本低、副产物石膏可以综合利用;
缺点:
1、氢氧化钙(石灰)与二氧化硫反应同时也会与二氧化碳反应,烟气中二氧化碳含量远远高于二氧化硫含量,二氧化碳与氢氧化钙反应后生成碳酸钙,,二氧化硫与氢氧化钙反应生成硫酸钙和亚硫酸钙,这2个反应是同时进行的,因二氧化碳含量大很多,故碳酸钙产生量相当大,碳酸钙部分与溶于水的二氧化硫再次反应,但二氧化硫在第一次喷淋洗涤后含量很少(部分与氢氧化钙反应生成硫酸钙和亚硫酸钙),二次反应后还会出现大量的碳酸钙排出脱硫系统,故二氧化碳消耗的氢氧化钙量远远高于二氧化硫消耗量。
2、系统结垢无法避免。
    3、管道、水泵结垢无法避免。
2、半干法(又称流化床脱硫法)
将生石灰制成高浓度的石灰浆,将石灰浆喷入烟气中,达到脱硫目的。反应后的脱硫渣为干的反应生成物(烟气烘干)。原除尘系统回收反应生成物。
优点:
比其他湿法工艺(干法与半干法以外的工艺)简单,原除尘系统(业主配备)回收反应生成物。而其他方法都需配备独立的反应生成物回收系统(又叫石膏系统,如浓缩器,污泥脱水机等)故与其他方法比较,成本极低。
缺点:
1、实际上半干法脱硫与干法脱硫原理十分接近,设备工艺基本相同,存在较多隐患,具体情况请见干法脱硫。
    2、半干法脱硫风险更大,主要是石灰浆制备系统、石灰浆输送系统、石灰浆喷雾系统更易结垢堵塞。
3、双碱法
将碱水(烧碱或碳酸钠)洗涤烟气,反应生成物进入置换池添加石灰(氢氧化钙)置换,置换后的反应生成物氧化后浓缩、干化,水循环使用
优点:
脱硫效率较高,结垢现象比石灰-石膏法大大减少
缺点:
1、氢氧化钠或碳酸钠与二氧化硫反应同时也会与二氧化碳反应,烟气中二氧化碳含量远远高于二氧化硫含量,二氧化碳与氢氧化钠反应后生成碳酸钠,,二氧化硫与氢氧化钠反应生成硫酸钠和亚硫酸钠,这2个反应是同时进行的,因二氧化碳含量大很多,故碳酸钠产生量相当大,碳酸钠部分与溶于水的二氧化硫再次反应,但二氧化硫在第一次喷淋洗涤后含量很少(部分与氢氧化钠反应生成硫酸钠和亚硫酸钠),二次反应后还会出现大量的碳酸钠排入置换系统,故二氧化碳消耗的氢氧化钙(置换后实际消耗为氢氧化钙)量远远高于二氧化硫消耗量。
2、亚硫酸钠与石灰(氢氧化钙)反应较快(置换系统内反应),但硫酸钠与氢氧化钙很难反应,脱硫循环水中硫酸钠含量不断增加,脱硫效率不断下降,必须换水,导致烟气排放超标,也导致烧碱消耗量大大增加
3、亚硫酸钠与石灰(氢氧化钙)反应段无有效手段控制反应效率,即无法控制置换效率,导致未经置换的亚硫酸钠养化为硫酸钠,因硫酸钠很难与氢氧化钙反应,导致浪费和影响脱硫效率。
4、干法脱硫(又称喷钙-增湿工艺,实际上是半干法,因为干法脱硫实际是气、固反应,不可能满足脱硫要求)
烟气进入吸收塔底部的文丘里装置,在文丘里的出口设一喷水装置,喷入的雾化水使烟气降至70--90℃左右,增湿了的烟气与喷入的吸收剂相混合,吸收剂与烟气中的SO2反应,大量固体颗粒的烟气从吸收塔上部排出,然后进入而二级除尘器(布袋除尘器或电除尘器)。并进入再循环系统,返回吸收塔继续参加反应,如此循环达100 -250次,少部分脱硫渣经灰渣处理系统输入到渣仓。净化后的烟气通过引风机排入烟囱。
优点:
工艺与半干法接近。比其他湿法工艺(干法与半干法以外的工艺)简单,原除尘系统(业主配备)回收反应生成物。而其他方法都需配备独立的反应生成物回收系统(又叫石膏系统,如浓缩器,污泥脱水机等)故与其他湿法脱硫工艺比较,成本极低。
缺点:
1、脱硫反应首先是二氧化硫溶于水后与碱性物质反应,如果大量喷水就是石灰-石膏法,少量喷水,无法保证反应效率,故半干法脱硫率较低。
2、副产物无法利用且易发生二次污染(干法脱硫工艺脱硫剂反应后的脱硫渣即为最终脱硫副产物,故脱硫渣中含亚硫酸钙,必须加水后曝气进行氧化,不经氧化的亚硫酸钙极易分解,可能造成二次污染)。如把脱硫产物加水后氧化,即工艺变为石灰-石膏法,而且综合成本比石灰-石膏法还高。
3、氧化钙(加入水后成为氢氧化钙)与二氧化硫反应的同时会与二氧化碳反应,副产物除硫酸钙和亚硫酸钙外,还有大量碳酸钙,干法脱硫基本无二次反应(与二氧化硫反应或与二氧化碳反应后即被蒸发大量水分,成为干的脱硫渣,碳酸钙含量很高),氧化钙消耗量大。
4、要确定脱硫渣循环的次数必须监测脱硫渣的氢氧化钙含量和反应生成物含量,国内暂无脱硫渣成分实时、精确的监测设备,无法控制和确定反应是否完全,可能存在大量未经反应的氢氧化钙。同时,如果大部分循环的脱硫渣中石灰含量低,又无法控制和确定石灰含量,则多次循环会造成脱硫效率无法保障。
5、石灰在水雾中吸湿后粘附在脱硫塔内壁,反应生成物硫酸钙、碳酸钙等都会粘附在脱硫塔或烟道内壁,甚至在风机、烟囱内壁粘附,因此,结垢很难避免。
    6、烟气温度、湿度、含尘量等变化大,国内暂无实时、精确监测、控制脱硫渣含水量(脱硫渣成分复杂)设备,同时,根据烟气温度、湿度、含尘量、风量变化、烟气含硫量、停留时间等结合脱硫渣含水量数据综合实时、精确监测、控制喷水量更无法做到。如喷水量小,会出现脱硫剂反应不完全、循环脱硫渣无法继续反应却又对成分处于未知的情况。喷水量大造成的问题更大,水雾或湿度大的粉尘进入后部静电除尘或布袋除尘,会直接导致静电除尘器极板结垢腐蚀或坏死,布袋糊袋等问题,导致整个烧结炉系统不能运行。后部烟道、风机等都可能结垢、堵塞、腐蚀。
5、中性吸收-中和脱硫法
第一步:中性水洗涤溶解二氧化硫(二氧化硫易溶于水,二氧化碳难溶于水)
第二步:脱硫塔外进行中和,可采用碱、氢氧化钙、锅炉(窑炉、烧结机、鼓风炉等)废渣进行中和
第三步:氧化后回收或抛弃
优点:
有大量背景春光影院支撑,脱硫率高、运行成本最低,中性水洗涤不会结垢,管道、喷嘴不磨损,使用寿命长,可以做到以废治废,运行成本低。只有根据烟气含硫量控制喷淋水量,中和反应器出水控制为中性(PH仪读取数据,自控系统控制添加即可)即可保证系统正常运行和达标排放,这两个部位控制春光影院成熟,易于操作。
缺点:
1、中性水吸收难度大于碱喷淋,为降低喷淋水量,必须配套洗涤效率极高的脱硫塔。
2、二氧化硫溶于水后易分解,必须采用专用设备避免解析。
6、FGD石灰石-石膏脱硫法
(1)在脱硫吸收塔内,烟气中的 S02 首先被浆液中的水吸收,形成亚硫酸,并部分电离:
(2)与吸收塔浆液中的 CaCO3 细颗粒反应生成 CaSO3·1/ 2H2O 细颗粒:
上述反应中第一步是较关键的一步,即S02被浆液中的水吸收。根据S0 2的化学特性,S0在水中能发生电离反应,易于被水吸收,只要有足够的水,就能将烟气中绝大部分 S02吸收下来。
优点:
该工艺实际也是二氧化硫在水中溶解然后与石灰石反应,因该工艺喷淋水量大,故脱硫效率高,该工艺控制系统完善,运行稳定,为国际上使用最多的脱硫工艺。
缺点:
1、该工艺烟气换热器( GGH )系统阻力大,故只能选择文氏管栅棒等阻力较小的雾化混合组件,也制约了脱硫效率
2、投资大,运行成本高,不适应中、小型锅炉或窑炉烟气处理。
7、活性炭法脱硫
采用活性炭法脱除废气中的SO2。是70年代发展起来的一顼脱硫春光影院
优点:
1、在运行过程中不需随时向系统中加入脱硫剂,脱硫剂可通过水洗或加热等方式进行再生,实现重复利用。2、脱硫产物能以硫酸、硫磺等形式加以回收,在一定程度上缓解了我国硫酸类产品需求量大的压力。
缺点:
1、普通的工业活性炭对二氧化硫的吸附容量有限,一般仅为2%,造成设备庞大,再生频繁等问题
2、以前的再生方式存在许多弊病,水洗再生不彻底,加热再生消耗活性炭,造成浪费,这也是制约炭法脱硫春光影院发展的又一因素
3、副产品硫酸浓度低,难以浓缩。