常用脱硫技术.docx

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1、常用脱硫技术 （一）湿法脱硫技术 1 ）、石灰石- 石膏湿法 采纳石灰石或石灰作为脱硫汲取剂。汲取塔内汲取浆液与烟气接触混合，烟气中二氧化硫与汲取浆液中碳酸钙以及鼓入的氧化空气发生反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。汲取浆液可循环利用。 工艺流程 湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、汲取氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。工艺流程如下： 烟气经降温后进入汲取塔，汲取塔内烟气向上流淌且被向下流淌的循环浆液与逆流方式洗涤，循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可是气体和液体得以充分接触，以便脱除 SO 2 、S

2、O 3 、HCL 和 HF，最终被空气氧化为石膏（CaSO 4 .2H 2 O）。 经过净化处理的烟气经除雾器去除清洁烟气中携带的浆液后进入烟囱排向大气。同时按特定程序时常用工艺水对除雾器进行冲洗 （两个目的：一、防止除雾器堵塞，二、作为补充水稳定汲取塔液位）。 石灰石与二氧化硫反应生成的石膏通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。 脱硫过程 反应 SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3 汲取 CaCO 3 + H 2 SO 3 → CaSO 3 + CO 2 + H 2 O 中和 CaSO 3 + 1/2 O 2 → CaSO 4 氧化 CaSO 3 +

3、1/2 H 2 O → CaSO 3 •1/2H 2 O 结晶 CaSO 4 + 2H 2 O → CaSO 4 •2H 2 O 结晶 CaSO 3 + H 2 SO 3 →Ca(HSO 3 ) 2 pH 限制 烟气中的 HCL、HF 和 CaCO 3 反应生成 CaCl 2 和 CaF 2 ，汲取塔中 pH值大小通过石灰石浆液进行调整与限制，pH 值在 5.56.2 脱硫效率限制的主要方法 1、限制汲取塔浆液的 pH 值（新石灰石浆液的投加） 2、增加烟气在汲取塔内部的停留时间 3、限制石膏晶体 技术特点 1、技术成熟，设备运行牢靠性高； 2

4、、适用于任何含硫量的烟气脱硫； 3、设备布置紧凑削减场地需求； 4、汲取剂资源丰富，价廉易得； 5、脱硫副产物便于综合利用，经济效益显著。 2 ）、氨法 采纳氨水作为脱硫汲取剂，氨水溶液中的 NH 3 和 SO 2 反应。氨法 脱硫工艺的不同，区分在于从汲取溶液中去除 SO 2 的方法。依据反应过程和副产物不同可分为氨-硫酸铵法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等。 基本原理 该工艺利用氨液汲取烟气中的 SO 2 生成亚硫酸铵溶液，并在富氧条件下将亚硫酸铵氧化成硫酸铵，在经加热蒸发结晶析出硫酸铵，过滤干燥后得化肥产品。主要包括汲取过程、氧化过程和结晶过程。 1、 汲取过程 2NH 3 + H 2 O+

5、 SO 2 → 2(NH 4 ) 2 SO 3 (NH 4 ) 2 SO 3 + SO 2 +H 2 O→ 2NH 4 HSO 3 NH 4 HSO 3 + NH 3 → (NH 4 ) 2 SO 3 汲取过程中 NH 4 HSO 3 渐渐增多，须要刚好补充氨水维持汲取液浓度。 2、氧化过程 2(NH 4 ) 2 SO 3 + O 2 → 2(NH 4 ) 2 SO 4 结晶过程 氧化后的(NH 4 )2SO 4 经加热蒸发，形成过饱和溶液，(NH 4 ) 2 SO 4 从溶液中结晶析出，过滤干燥后得化肥产品硫酸铵。 工艺流程 工艺特点 1、工艺流程短、

6、占地面积小； 2、回收的 SO 2 和氨转化为硫酸铵可作为化肥； 3、无废渣废液排放，不产生二次污染； 4、汲取剂氨水价格高，脱硫系统设备腐蚀大。 3 ）、海水法 海水法脱硫工艺利用海水的自然碱性（氯化物、硫酸盐和可溶性碳酸盐）溶解和汲取烟气中的 SO 2 ，是一种无需添加任何化学物质，因而也几乎没有副产物排放的一种脱硫工艺。该工艺具有较高的脱硫效率和系统可用率。 主要反应 汲取塔：SO 2 （气态）+ H 2 O→2H+ +SO32- 曝气池：SO 32- + 1/2O2 →SO 42- ；CO32- + H + →HCO3- ; HCO3- + H + &ra

7、rr;H2 CO 3 ; H 2 CO 3 →H 2 O+CO 2 工艺流程 海水脱硫工艺系统主要有海水输送系统、烟气系统、汲取系统、海水水质复原系统、烟气及水质监测系统等组成。汲取系统的汲取塔和海水水质复原系统的曝气池使该项技术的核心。 烟气经过除尘冷却后进入脱硫汲取塔内，烟气中的 SO 2 被喷淋出的海水汲取，净化后的烟气经除雾器、烟气换热器加热后排放。汲取SO 2 后的海水经曝气池处理，使其 SO 32- 氧化成稳定的 SO42- ，并在海水的 pH 值和 COD 值达标后排放。 工艺排放关键限制指标 1、保持 SO 42- 增加值在自然海水 SO42- 浓度的正常波动范围；

8、2、pH 值符合当地排放口水质要求； 3、溶解氧 DO 要适于海洋生物； 4、SO 32- 氧化率要保持较高水平，对海洋生物无害。 技术特点 1、工艺简洁、设备投资费用低；2、不需任何添加剂； 3、不存在副产物及废弃物，避开处理废弃物以及造成二次污染。 4 ）、双碱法 双碱法是采纳钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，汲取二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环运用。 双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠（碳酸钠、亚硫酸钠）溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液干脆打入脱硫

9、塔洗涤脱除烟气中 SO2 来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环运用。反应方程式： 汲取：2NaOH+SO 2 →Na 2 SO 3 +H 2 O Na 2 SO 3 +SO 2 +H 2 O→2NaHSO 3 再生：Ca(OH) 2 +Na 2 SO 3 →2NaOH+CaSO 3 Ca(OH) 2 +2NaHSO 3 →Na 2 SO 3 +CaSO 3 1/2H 2 O+1/2H 2 O Ca(OH) 2 +Na 2 SO 3 +1/2O 2 +2H 2 O→2NaOH+CaSO 4 H 2 O

10、脱硫工艺主要包括 5 个部分：双碱法烟气脱硫工艺主要包括汲取剂制备和补充系统，烟气系统，SO2 汲取系统，脱硫石膏脱水处理系统和电气与限制系统五部分组成。 工艺流程 工艺特点 1、用 NaOH 作为汲取剂脱硫，循环水基本上是 NaOH 的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养； 2、汲取剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避开了塔内堵塞和磨损，提高了运行的牢靠性，降低了操作费用；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率； 3、钠基汲取液汲取 SO 2 速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在 90%以上； 缺点

11、是：NaSO 3 氧化副反应产物 Na 2 SO 4 较难再生，需不断的补充NaOH 或 Na2CO3 而增加碱的消耗量。另外，Na 2 SO 4 的存在也将降低石膏的质量。 双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特殊适合中小型锅炉烟气脱硫技术。 5 ）、镁法 主要包括氧化镁法和氢氧化镁法。 氧化镁法是用 MgO 的浆液汲取烟气中的 SO 2 ，生成含水亚硫酸镁和少量的硫酸镁，然后将其脱水，干燥后加热，使其分解，得到 MgO和 SO 2 。再生的 MgO 可重新循环用于脱硫。 氢氧化镁法是运用氢氧化镁作脱硫剂汲取二氧化硫，生成亚硫酸镁，并将其氧化为硫酸镁而排放的方法。 镁法脱硫一种比较适

12、合新老锅炉改造的脱硫方式，在部分地区特殊是富产氧化镁的地区有着很好的市场前景。 镁法脱硫工艺流程 整个烟气脱硫系统主要分为六个子系统：汲取剂制备系统，烟气系统，SO2 汲取系统，工艺水系统，电气仪表限制系统，副产品回收系统。 与石灰石-石膏法烟气脱硫工艺相比，湿式镁法烟气脱硫工艺有以下特点： （1）氧化镁是碳酸镁煅烧后的产物，价格相对低廉，用氧化镁制成的产物是仅次于石灰的廉价碱； （2）氢氧化镁比碳酸钙与二氧化硫反应速度快，汲取率较高； （3）氧化镁法脱硫工艺的系统(包括汲取塔、循环浆量、工艺系统等)比石灰石/石膏法规模小，汲取剂用量少，设备占地面积小，投资费用相对较低； （4）镁法脱硫工艺具

13、有运行稳定牢靠，不易堵塞的特点； （5）在抛弃法中，其废水主要含 MgSO 3 和 MgSO 4 ，经处理后可排放。副产品可回收利用，产生可观的经济效益。 6 ）、氧化锌法 氧化锌脱硫技术是将含 ZnO 的粉料加水或工艺中返回的脱硫渣 的洗液配制成悬浮液，在汲取设备中与烟气中 SO 2 反应，将烟气中的SO 2 主要以亚硫酸锌（还有亚硫酸氢锌、硫酸锌）的形式予以脱除。 由于该法可将脱硫工艺与原有冶炼工艺紧密结合起来，氧化锌浆液可用锌精矿沸腾焙烧炉的旋风除尘器收集的烟尘配制，而所得 SO2又可送去制硫酸，从而解决了汲取剂的来源和汲取产物的处理问题，因此，它特殊适合锌冶炼企业的烟气脱硫。 工艺原理

14、 1.汲取：ZnO + SO 2 + 2.5H 2 0 →ZnS0 3 2.5H 2 0 ZnO + 2S0 2 + H 2 0 →Zn(HS0 3 ) 2 ZnS0 3 + S0 2 + H 2 0 →Zn(HS0 3 ) 2 Zn(HS0 3 ) 2 + Zn0 + 4H 2 0→ 2ZnS0 3 2.5H 2 0 2.再生 汲取液经过滤后得到亚硫酸锌渣，可送往锌精矿沸腾炉进行热再生： ZnS0 3 2.5H 2 0 → Zn0+S0 2 ↑ + 2.5H 2 0 氧化锌法烟气脱硫其工艺分为以下步骤： 1、汲取浆液配制 从锌精矿沸

15、腾焙烧炉排出，并从旋风除尘器中回收的氧化锌烟尘作为汲取剂。所收集到的氧化锌颗粒物经过滤器的滤液在制浆槽中配浆，送入循环槽，用泵送入汲取室。汲取液经过滤后得到亚硫酸锌渣， 将其加热再生氧化锌并副产高浓度 SO 2 。分解产生的高浓度 SO 2 气体与锌精矿焙烧烟气 混合，可提高焙烧烟气 SO 2 浓度，并送往制酸系统制取硫酸；过滤后的亚硫酸锌渣也可用硫酸分解，副产高浓度 SO 2 气体和硫酸锌。 2、汲取 从制酸系统来的含 SO 2 尾气送入汲取室与汲取液进行接触汲取。 由于采纳料浆汲取，要求汲取器能防止结垢。当汲取浆液 PH 值降为4.55.0 时，送入过滤器过滤，脱硫率可达 95%。 3、过

16、滤 汲取后浆液用过滤器过滤，滤液返回配浆槽。为避开循环汲取液中Zn2+ 浓度不断增加，要引出一部分滤液送往锌电解车间生产电解锌。 4、再生 将含水约 30%的滤渣送入沸腾焙烧炉中与锌精矿一起加热焙烧，要求过滤后的滤渣含水量尽可能低（20%30% )。否则，若滤渣含水量过高，送入沸腾焙烧炉进行热再生时会使炉温下降较多而影响锌的冶炼，导致锌烧渣的品位下降 。 优点 1、投资少 可利用工厂原有的一些生产设备（如硫酸锌净化、电解系统、锌精矿沸腾焙烧炉、SO 2 制酸系统等）作为脱硫副产品的回收设备，脱硫部分投资少。 2、 运行费用低 用冶炼厂自己的中间产物氧化锌烟灰脱硫，可省去脱硫剂费用支出（在其他脱

17、硫法中脱硫剂费用占总运行费用的 60%以上），只需汲取和过滤工序中的动力、修理、工资等费用。 3、不产生二次污染 烟灰中的锌和烟气中 SO 2 以产品回收，不产生二次污染。 （二）、干法脱硫技术 1 ）、炉内喷钙 主要由石灰供料系统、脱硫剂输送系统、气化系统组成。 该工艺由两步固硫反应组成，第一步为炉内喷钙过程，即把干汲取剂干脆喷到锅炉炉膛的气流中去，典型的汲取剂有石灰石粉，消石灰和白云石。汲取剂被炉膛内的热量燃烧形成具有活性的 CaO 粒子，这些粒子的表面与烟气中的 SO 2 通过气固相反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。 反应式：CaO+SO 2 +1/2O 2 →CaSO 4 其次步为烟

18、气除尘，即用除尘设备如静电除尘器或布袋除尘器将第一步的反应产物和飞灰与烟气分别，烟气达标排放，获得的反应产物和飞灰可进一步综合利用。 工艺缺点： 1、汲取剂的类型、新生 CaO 的微孔结构、温度、时间等诸多参数影响着硫酸盐化反应过程。 2、脱硫效率低，钙利用率低 。 2 2 ）、炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫 炉内喷钙在静电除尘之前喷水增湿，可以使未反应的 CaO 活化，提高烟气脱硫总效率。又称为 LIFAC 工艺。工艺整体上可以分两个阶段，即炉内喷钙和炉后增湿活化 （三） 、 半干法脱硫技术 1 1 ）、 喷雾干燥 喷雾干燥脱硫是将生石灰制成消石灰浆液后喷入反应塔中，一方面与 SO 2 发生反

19、应，生成固体产物；另一方面汲取剂将烟气中的热量转递给汲取剂，市值不断干燥形成产物干粉，从而达到脱除二氧化硫目的的一种工艺。 喷雾干燥工艺在反应塔内主要可分为四个阶段：1 雾化，可采纳旋转雾化轮雾化或高压喷嘴雾化；2 汲取剂与烟气接触；3 反应与干燥；4 干态物质从烟气中分别。 特点 1、腐蚀性小，对设备防腐要求不高； 2、耗水耗电量低； 3、系统简洁，运行费用低； 4、副产物利用价值不高。 第12页 共12页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页第 12 页 共 12 页