大气污染控制工程第八章,第五节湿法烟气脱硫技术2.ppt

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1、第五节第五节 燃煤烟气脱硫燃煤烟气脱硫(续续)Flue Gas Desulfurization 图图1 气液并流式填料塔湿法烟气脱硫工艺流程简图气液并流式填料塔湿法烟气脱硫工艺流程简图图图2 氨法烟气脱硫工艺流程图氨法烟气脱硫工艺流程图4.2氨法烟气脱硫技术氨法烟气脱硫技术4.2.1氨法烟气脱硫技术氨法烟气脱硫技术氨法烟气脱硫工艺主要由吸收工艺和结晶过程组成。氨法烟气脱硫工艺主要由吸收工艺和结晶过程组成。a.吸收过程吸收过程b.结晶过程结晶过程c.主要技术特点主要技术特点脱硫效率高；脱硫效率高；对烟气条件变化适应性强；对烟气条件变化适应性强；副产物为直径副产物为直径0.20.6mm的硫酸铵晶体

2、；的硫酸铵晶体；能耗低，对安全运行有高可靠性和适用性；能耗低，对安全运行有高可靠性和适用性；图图3 新氨法烟气脱硫工艺流程图新氨法烟气脱硫工艺流程图4.2.2新氨法（新氨法（NADS）烟气脱硫技术）烟气脱硫技术4.2.2新氨法（新氨法（NADS）烟气脱硫技术）烟气脱硫技术与现有的氨法相比，与现有的氨法相比，NADS在工艺上更为灵活：在工艺上更为灵活：或或浓缩后的浓缩后的SO2气体用于生产高质量的工业硫酸气体用于生产高质量的工业硫酸1-引风机引风机2-再热冷却塔再热冷却塔3-吸收塔吸收塔4-中和釜中和釜5-硫铵分离硫铵分离6-冷凝器冷凝器7-干燥塔干燥塔8-SO2装化器装化器9-吸收塔吸收塔10

3、-硫铵干燥硫铵干燥器器图图4 NASD工艺流程图工艺流程图 NADS工艺的优点：工艺的优点：1.吸收塔出口烟气的吸收塔出口烟气的NH3含量低，氨损耗小；含量低，氨损耗小；2.吸收液的循环量小、液气比小、能耗低，解决吸收液的循环量小、液气比小、能耗低，解决了大型循环泵的技术难题；了大型循环泵的技术难题；3.得到的吸收产品亚硫酸铵浓度较高，为后续化得到的吸收产品亚硫酸铵浓度较高，为后续化肥生产节省蒸汽；肥生产节省蒸汽；技术经济分析：技术经济分析：假定氨水单价假定氨水单价2800元元t,硫酸铵单价硫酸铵单价900元元t。将石灰石。将石灰石石膏和湿式氨法的投资和运行费用加以比较，结果如表所列：石膏和湿

4、式氨法的投资和运行费用加以比较，结果如表所列：项项目目石灰石石膏法石灰石石膏法氨法氨法NADSFGD投投资资/万元万元280002590012000FGD单单位投位投资资/（元（元/kW）700647300吸收吸收剂剂 费费用用/万元万元112246822500水、水、电电、蒸汽等、蒸汽等费费用用/万元万元225612551000其他其他费费用用/万元万元282021501800运行运行费费用合用合计计/万元万元619880875300副副产产品价品价值值/万元万元60484000扣除副扣除副产产品后运行品后运行费费用用/万元万元619820391300脱除脱除1tSO2费费用用/元元1299

5、646450表表1 2200MW的的FGD经济分析比较经济分析比较4.3磷铵肥法（磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术）烟气脱硫技术原料原料天然磷矿石天然磷矿石氨氨磷铵复合肥料磷铵复合肥料烟气脱硫过程烟气脱硫过程磷铵肥法（磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术工艺流程）烟气脱硫技术工艺流程NH4H2PO4(NH4)2SO3SO2烟气烟气约约250010-6二级脱硫制肥二级脱硫制肥(吸收吸收)烟气预处理烟气预处理（除尘、调湿、调温）（除尘、调湿、调温）一级脱硫制酸一级脱硫制酸(吸附吸附)PAFP脱硫系统脱硫系统放放空空烟烟气气萃取萃取过滤过滤中和中和氧化氧化NH3H3PO4浓缩浓缩干燥干燥H2OO2(NH

6、4)2HPO4H2SO4CaSO42H2OPAFP脱硫系统脱硫系统固体磷铵复合肥料固体磷铵复合肥料NH4H2PO4(NH4)2SO4磷矿粉磷矿粉约约75010-6约约12510-6（1）吸附：）吸附：（2）萃取：）萃取：（3）中和：）中和：（4）吸收：）吸收：（6）浓缩干燥：）浓缩干燥：（5）氧化：）氧化：磷酸二氢铵和硫酸铵磷酸二氢铵和硫酸铵蒸发蒸发氧化后的氧化后的 脱硫液脱硫液浓缩浓缩干燥干燥中试结果中试结果（1）高效廉价的活性炭催化剂）高效廉价的活性炭催化剂（2）活性炭脱硫制酸洗涤再生工艺）活性炭脱硫制酸洗涤再生工艺（3）稀硫酸分解磷矿的特殊工艺）稀硫酸分解磷矿的特殊工艺（4）磷铵中和液脱

7、硫）磷铵中和液脱硫（5）脱硫料浆浓缩干燥制肥工艺）脱硫料浆浓缩干燥制肥工艺磷铵肥法（磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术工艺流程）烟气脱硫技术工艺流程NH4H2PO4(NH4)2SO3SO2烟气烟气约约250010-6二级脱硫制肥二级脱硫制肥(吸收吸收)烟气预处理烟气预处理（除尘、调湿、调温）（除尘、调湿、调温）一级脱硫制酸一级脱硫制酸(吸附吸附)PAFP脱硫系统脱硫系统放放空空烟烟气气萃取萃取过滤过滤中和中和氧化氧化NH3H3PO4浓缩浓缩干燥干燥H2OO2(NH4)2HPO4H2SO4CaSO42H2OPAFP脱硫系统脱硫系统固体磷铵复合肥料固体磷铵复合肥料NH4H2PO4(NH4)2SO4磷

8、矿粉磷矿粉约约75010-6约约12510-6PAFP脱硫技术的发展脱硫技术的发展1.强化三级洗涤再生工艺；强化三级洗涤再生工艺；2.3.利用附近的其他矿产，还可以用稀硫酸生产硫酸利用附近的其他矿产，还可以用稀硫酸生产硫酸盐系列产品，如硫酸铜、硫酸锰。硫酸钾等；盐系列产品，如硫酸铜、硫酸锰。硫酸钾等；PAFP脱硫技术特点脱硫技术特点1.脱硫过程补需要提供外部添加的吸收剂脱硫过程补需要提供外部添加的吸收剂2.投资大，流程太长，设备繁多，操作复杂投资大，流程太长，设备繁多，操作复杂图图5 氧化镁法烟气脱硫工艺流程图氧化镁法烟气脱硫工艺流程图4.4 氧化镁烟气脱硫技术氧化镁烟气脱硫技术发生的化学反应

9、发生的化学反应（1）吸收）吸收（2）强制氧化）强制氧化（3）干燥）干燥4（4）煅烧分解和还原）煅烧分解和还原氧化镁烟气脱硫技术特点氧化镁烟气脱硫技术特点1.可以处理大气量的烟气可以处理大气量的烟气2.脱硫率高，无结垢问题脱硫率高，无结垢问题3.可以长期连续运转可以长期连续运转4.煅烧气含煅烧气含SO21013，可用于制酸，可用于制酸或硫磺或硫磺氧化锌烟气脱硫技术工艺流程氧化锌烟气脱硫技术工艺流程图图6 氧化锌烟气脱硫技术工艺流程图氧化锌烟气脱硫技术工艺流程图1-吸收塔吸收塔2-换热器换热器3-蒸发器蒸发器4-结晶分离器结晶分离器5-冷却器冷却器6-脱水器脱水器7-母液槽母液槽8-吸收液槽吸收液

10、槽4.5氧化锌烟气脱硫技术氧化锌烟气脱硫技术发生的化学反应发生的化学反应 吸收液经过滤后得到亚硫酸锌渣，可送往锌精矿吸收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：沸腾炉进行热再生：4.6氧化锰烟气脱硫技术氧化锰烟气脱硫技术原理原理氧化锰烟气脱硫工艺流程氧化锰烟气脱硫工艺流程破碎破碎软锰矿石（软锰矿石（MnO2）配浆配浆循环循环吸收吸收SO2烟气烟气水水中和中和除杂除杂过滤过滤MnSO4溶液溶液废弃废弃蒸汽蒸汽电解电解4.7碱式硫酸铝法烟气脱硫技术碱式硫酸铝法烟气脱硫技术原理原理(1)吸收剂的制备系统吸收剂的制备系统(2)吸收系统吸收系统(3)氧化系统氧化系统(4)中和再生系统中和

11、再生系统图图6 碱式硫酸铝法烟气脱硫技术碱式硫酸铝法烟气脱硫技术1-吸收塔吸收塔2-除雾器除雾器3-接力风机接力风机4-烟囱烟囱5-泵泵6-氧化塔氧化塔7-空气压缩机空气压缩机8-碱度计碱度计9-中和槽中和槽10-自动加料装置自动加料装置11-增稠器增稠器12-离心分离机离心分离机4.8钠碱吸收法烟气脱硫技术钠碱吸收法烟气脱硫技术循环钠碱法吸收工艺（循环钠碱法吸收工艺（Wellman Lord 法）法）亚硫酸钠法亚硫酸钠法烟气烟气Na2SO3、Na2HSO3吸收二氧化硫吸收二氧化硫吸收液吸收液循环循环不循环不循环循环钠碱法吸收工艺（循环钠碱法吸收工艺（Wellman Lord法）法）烟气烟气N

12、a2SO3、Na2HSO3吸收二氧化硫吸收二氧化硫吸收液吸收液热解热解水溶解水溶解释放释放SO2Na2SO3固液分离固液分离回流回流开始阶段：开始阶段：反应过程中：反应过程中：循环钠碱法吸收工艺（循环钠碱法吸收工艺（Wellman Lord 法）法）由于烟气中有由于烟气中有O2,将将Na2SO3氧化为氧化为Na2SO4:解吸：解吸：图图8 三段泡沫塔示意图三段泡沫塔示意图循环钠碱法吸收工艺特点循环钠碱法吸收工艺特点1.脱硫率可达脱硫率可达90以上；以上；2.可以回收高浓度的可以回收高浓度的SO2；3.耗电量大；耗电量大；亚硫酸钠法亚硫酸钠法1.用用Na2CO3吸收烟气中的吸收烟气中的SO2；2

13、.Na2CO3中和掉吸收液中的中和掉吸收液中的NaHSO3;亚硫酸钠法吸收工艺特点：亚硫酸钠法吸收工艺特点：1.流程简单；流程简单；2.吸收剂不循环使用；吸收剂不循环使用；3.适用于中小型化工厂和冶金厂；适用于中小型化工厂和冶金厂；4.Na2SO3的氧化将影响无水亚硫酸钠的质量；的氧化将影响无水亚硫酸钠的质量；4.9 有机酸钠石膏法烟气脱硫技术有机酸钠石膏法烟气脱硫技术化学反应过程化学反应过程有机酸钠石膏法碱烟气脱硫工艺特点：有机酸钠石膏法碱烟气脱硫工艺特点：1.节能；节能；2.运行费用低；运行费用低；3.操作简便；操作简便；4.脱硫率高；脱硫率高；5.无废水排出；无废水排出；6.适用性广泛；

14、适用性广泛；湿法烟气脱硫技术的研究进展湿法烟气脱硫技术的研究进展1.湿法烟气脱硫技术主要研究两个方面：湿法烟气脱硫技术主要研究两个方面：研究新的脱硫方法研究新的脱硫方法 研究如何提高空塔气速研究如何提高空塔气速2.新的脱硫方法新的脱硫方法2.1膜法烟气脱硫技术膜法烟气脱硫技术图图1 膜法烟气脱硫工作原理示意图膜法烟气脱硫工作原理示意图阳膜阳膜阴膜阴膜2.2 吸收液的再生吸收液的再生 热解热解 电渗析法再生电渗析法再生图图2 脱硫溶液电渗析再生原理示意图脱硫溶液电渗析再生原理示意图碱液室碱液室酸液室酸液室静电或布静电或布袋除尘器袋除尘器锅炉锅炉烟气烟气120 150 热交换器热交换器去烟囱去烟囱

15、膜分离器膜分离器NaHSO3 Na2SO3 Na2SO4NaHSO3 Na2SO3Na2SO4电解液池电解液池混合器混合器工艺水工艺水解吸器解吸器电渗析电渗析再生池再生池Na2SO4Na2SO4电渗析电渗析再生池再生池Na2SO4NaOHNaHSO4 Na2SO4NaOH Na2SO4图图3 基于电渗析再生的膜法烟气脱硫工艺流程图基于电渗析再生的膜法烟气脱硫工艺流程图烟气烟气80冷凝器冷凝器SO2 to 硫酸厂硫酸厂2.2 微生物法烟气脱硫技术微生物法烟气脱硫技术(1)(2)(3)图图3 Desulfovidrio desulfuricans 中硫酸盐的还原中硫酸盐的还原(1)硫酸腺苷酰转移酶

16、；硫酸腺苷酰转移酶；(2)酰苷酰硫酸还原酶；酰苷酰硫酸还原酶；(3)亚硫酸盐还原酶；亚硫酸盐还原酶；典型的脱硫细菌：典型的脱硫细菌：脱硫弧菌（脱硫弧菌（Desulfovibrio desulfuricans）紫色硫细菌（紫色硫细菌（Chromatiaceae）绿色硫细菌（绿色硫细菌（Chlorobiceae）排硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌排硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌（Thiobacillous deniteificans）、贝氏硫菌属）、贝氏硫菌属（Beggiatoa）、辫硫菌属（）、辫硫菌属（Thipoloca）、发硫菌属）、发硫菌属（Thiothrix）在细菌工业废气脱硫（在细菌工业废气脱硫（H2S）研究中，最成功的）研究中，最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌代表是氧化亚铁硫杆菌 微生物脱硫技术的发展方向：微生物脱硫技术的发展方向：高效功能菌的选育；高效功能菌的选育；微生物对硫代谢途径的控制研究；微生物对硫代谢途径的控制研究；复合微生物脱硫技术的研究；复合微生物脱硫技术的研究；重点：重点：湿法烟气脱硫的技术特点；湿法烟气脱硫的技术特点；各种工艺的原理；各种工艺的原理；