烟气脱硫技术种类分析.docx

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1、烟气脱硫技术种类分析湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单。传统的石灰石/石灰一石 膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫 酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现 象。双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石一石灰法容易结垢的缺点而发 展起来的。汽车尾气已成为主要的大气污染源，酸雨因此更加频繁，严重危害建筑 物、土壤和人类的生存环境。世界各国纷纷提出了更高的油品质量标准, 进一步限制油品中的硫含量、烯煌含量和苯含量。随着对含硫原油加工量的增加及重油催化裂化的普及，油品含硫量超标 及安定性不好的现象也越来越严重。由于加氢脱硫在资金及氢源上的限 制，中小型

2、炼油厂进行非加氢精制的研究。原油中数百种含硫垃中已验证并确定结构的有200余种，这些含硫烧类 在原油加工过程中不同程度地分布于各储分油U。燃料油中的硫主要有两种存在形式：通常能与金属直接发生反应的硫化 物称为“活性硫”，包括单质硫、硫化氢和硫醇；而不与金属直接发生反 应的硫化物称为非活性硫”，包括硫酸、二硫化物、睡吩等。SulphC。在完成实验室工作后，又进行了中试放大实验，取得了令人满 意的效果，即不同硫含量的柴油经过氧化脱硫技术后硫含量均能降低到 10 |ig/g以下。目前Bechtel公司正在着手SulphCo技术的工业试验。光、等离子体脱硫技术日本污染和资源国家研究院、德国Tubing

3、en大学等单位研究用紫外光 照射及等离子体技术脱硫。其机理是：二硫化物是通过S-S键断裂形成 自由基，硫醴和硫醇分别是C-S和S-H键断裂形成自由基，并按下列方 式进行反应：无氧化剂条件下的反应：CH3S- + -CH3 CH4+CH2 二二二二 SCH3S- + CH3CH2RCH3SH+CH2 二二二二 SCH2RCH3S- + CH3S- CH3SSCH3CH3S- + CH2 二二二二 S CH3SCH2S- -CH3 CH3SCH2SCH3有氧化剂条件下的反应：CH3S- + 02 CH3SOO- RH CH3SOOH + R-S03+-CH3CH3SOOH RrCH3SO- + -

4、0HCH3S0- + RH CH3S0H + R-3CH3SOOH CH3SOOSCH3 + CH3SO3H此技术以各类有机硫化物和含粗汽油为对象，根据不同的分子结构，通 过以上几种方式进行反应，产物有烷烧、烯煌、芳煌以及硫化物或元素 硫，其脱硫率可达20%80%。若在照射的同时通入空气，可使脱硫率 提高到60%100%,并将硫转化成SO3、SO2或硫磺，水洗即可除去。高效雾化脱硫除尘技术高效雾化脱硫除尘技术主要通过研究烟尘及二氧化硫等有害物质的化 学成分与物流运动特性，利用流体力学、空气动力学、化学、机械学等， 集实心喷雾技术、雾化洗涤技术、凝聚雾化技术、冲击湍流技术、过滤 吸收技术、除雾分

5、离技术等高科技于一体的多科学、多工艺的环保技术, 该技术的主要特点是它具有使用寿命长，高效低阻节能，占地小，造价 低，运行费用低，维修率低，管理方便，灰水闭路循环，无二次废水及 扬尘污染。烟尘经处理后各项指标低于国家环境保护排放标准，符合国 家鼓励发展（高效、耐用、低阻、低费用）环保产业政策，实现了高效 除尘、脱硫、脱氮、除雾一体化同时完成的大气污染控制净化目的。对 减轻酸雨、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉尘、可吸入悬浮微粒等有 害物质，改善大气环境质量有很大的环境效益、社会效益、与经济效益， 也有很好的市场前景。 工艺流程为含尘气体首先进入高效实心喷雾洗涤室，烟气经碱性溶液冷 却降温达到饱和

6、状态，大颗粒粉尘及二氧化硫首先被吸收，继而烟气、 水雾、粉尘三相气流由于质量的差异、以不同的惯性互相传质并同时进 入高效凝聚雾化洗涤室进行收缩、急聚、扩散等运动作用后第二次被脱 硫与除尘，随后烟气、水雾。粉尘三相气流以一定速度冲击装有碱性溶 液的高效循环流化过滤室通过充分冲出、湍流、搅拌、过滤、传质等运 动机理后第三次被脱硫与除尘，此时比较洁净的烟气一切向或蜗壳走向 进入高效上稳旋流逆传质洗涤室通过由上往下的碱性液膜与液雾产生 逆向传质运动最后一次脱硫除尘，净化后的洁净通过切向或蜗壳走向进 入高效下稳旋流脱水除雾室进行气水分离处理后，由引风机送到烟囱排 向高空。而灰水则分别从高效实心喷雾洗涤室

7、、高效循环流化过滤室、 高效上稳旋流逆传质洗涤室底部的自动溢流水封出灰口排向循环池经 碱性水中和沉淀处理、碱性废水回收供脱硫除尘器使用，洁净谁从高效 下稳旋流脱水除雾室底部的排水口流出，同时完成了消烟、脱硫、脱氮、 除尘、脱水、除雾的全过程。技术优势：1、集消烟、脱硫、脱氮、除尘、脱水一体化同时完成的技术设计，结 构简单紧凑、工艺流程合理，内部不易结垢堵塞，烟气不带水设计；2、设备内部有效面积使用率达100%设计，用烟尘在整个净化过程中全部完全溶于碱性水溶液，达到高效传质的效果；3、应用高效外溅喷射雾化设计，设备内部无易损件设计，保证最高效 的脱硫与除尘；4、构成烟气与碱性溶液最充分的传质过程

8、、以保证达到最高效的脱硫 与除尘；5、制造材料可选用天然耐磨蚀的花岗石制成，解决了环保设备长期以 来不耐磨、不抗腐蚀、寿命短等缺点；6、保证一定的液气化、稳定的二氧化硫吸收速率、控制ph值在10左 右25%的稀碱液作为二氧化硫吸收剂。不易挥发、损失小，实现脱硫效 率高、效果稳定，还有效地解决了设备内部积灰、结垢问题；7、设备内部畅通的烟气通道设计、烟气走向没有死角，降低烟气热态 阻力，保证设计工况下的效果，不影响锅炉等燃烧设备的运行；8、简易高效的循环双碱法脱硫原理，充分利用了工厂生产的废碱液、 以废治废、综合利用、降低运行成本、碱性水闭路循环使用、废水利用率100%、实现无二次废水污染排放负

9、面影响汽油和柴油的低硫化大大减轻了环境污染，特别是各国对燃料油低硫化 政策已达成共识。但是在燃料油低硫化的进程中，出现了人们未曾预料 到的负面效应，主要表现为:润滑性能下降，设备的磨损加大1991年，瑞典在使用硫含量为0.00%的柴油时，发现燃料泵产生的烧 结和磨损甚至比普通柴油的磨损还要严重。日本也对不同硫含量的柴油 作了台架试验，结果也确认了柴油润滑性能下降的问题。其主要原因是 在脱硫的同时把存在于油品中具有润滑性能的天然极性化合物也脱除 了，从而导致润滑性能下降，设备的磨损加大。柴油安定性变差，油品色相恶化当柴油的硫含量降到0.05%以下时，过氧化物的增加会加速胶状物和沉 淀物的生成，影

10、响设备的正常运转，并导致排气恶化。其主要原因是由 于原本存在于柴油中的天然抗氧化组分在脱硫时也被脱除掉了。同时随 着柴油中硫含量的降低，油品的颜色变深，给人以恶感。结论建议鉴于石油产品在生产和生活中的广泛应用，脱除其中危害性的硫是非常 重要的。目前工业上使用的非加氢脱硫方法有酸碱精制、溶剂萃取和吸附脱硫, 而这几种脱硫方法都存在着缺陷和不足。其中酸碱精制有大量的废酸废 碱液产生，会造成严重的环境污染；溶剂萃取脱硫过程能耗大，油品收 率低；吸附法中吸附剂的吸附量小，且需经常再生。其它的非加氢脱硫 技术还处在试验阶段，其中生物脱硫、氧化脱硫和光及等离子体脱硫的应用前景十分诱人，可能是实现未来清洁燃

11、料油生产的有效方法。由于 降低燃料油中的硫含量、减少大气污染是一个复杂的过程，因此实施时 应考虑各种因素，提高技术的可靠性，以取得最佳的经济效益和环保效mt o石灰（石）一石膏工艺湿法脱硫技术石灰（石）石膏FGD是目前国内市场的主流脱硫技术，其核心技 术已经为国内多数公司成功运用。技术原理1SO2 和 SO3 的吸收 SO2 十 H2O-H + + HSO3- SO3 十 H20TH2so4 S02和S03吸收的关键是提高其他水中的溶解度，PH值越高，水的表 面积越大，气相湍流度越高，S02和S03的溶解量越大。2、与石灰石浆液反应 CaC03 + 2H + + HSO3-Ca2 + + HS

12、O3- + H2O 十 C02 CaC03 十 H2SO4 - CaSO4+H2O 十 C02 CaC03+2HCI-CaCI2 + H2O十C02本步骤的关键是提高CaC03的溶解度， PH值越低，溶解度越大。系统组成烟气系统吸收塔系统 制浆系统浆液疏排系统 process water工艺水系统石膏脱水与储运系统废水处理系统石灰石-石膏湿法脱硫的优点1、 工艺成熟，最大单机容量超过1000MW； 2、脱硫效率高 95%,Ca/S90) 进行了研究，初步结果表明对硫含量为1220 pig/g的汽油的全储分和重 储分进行精制后，与未精制的轻储分(Co2 + Ni2+ Mn2+Cr3+Cu2+Zn

13、2+Li+Fe3+o由于络合 法不能脱除油品中的酸性组分，因此在实际应用中经常采用络合萃取与 碱洗精制相结合的办法，其脱硫效果非常显著，且所得油品的安定性好, 具有较好的经济效益。生物脱硫生物脱硫，又称生物催化脱硫（简称BDS）,是一种在常温常压下利用 需氧、厌氧菌除去石油含硫杂环化合物中结合硫的一种新技术。早在1948年美国就有了生物脱硫的专利，但一直没有成功脱除烧类硫 化物的实例，其主要原因是不能有效的控制细菌的作用。此后有几个成 功的微生物脱硫”报道，但却没有多少应用价值，原因在于微生物尽管 脱去了油中的硫，但同时也消耗了油中的许多炭而减少了油中的许多放 热量。1998年美国的Insti

14、tute of Gas Technology（IGT）的研究人员成功的分 离了两种特殊的菌株，这两种菌株可以有选择性的脱除二苯并睡吩中的 硫，去除油品中杂环硫分子的工业化模型相继产生，1992年在美国分 别申请了两项专利（5002888 和 5104801）。美国 Energy BioSystemsCorp (EBC)公司获得了这两种菌株的使用权，在此基础上，该公司不仅 成功地生产和再生了生物脱硫催化剂，并在降低催化剂生产成本的同时 也延长了催化剂的使用寿命。此外该公司又分离得到了玫鸿球菌的细菌, 该细菌能够使C-S键断裂，实现了脱硫过程中不损失油品煌类的目的。EBC公司，世界上对生物脱硫技术

15、研究最广泛的公司。日本工业技术研 究院生命工程工业技术研究所与石油产业活化中心联合开发出了柴油 脱硫的新菌种，此菌种可以同时脱除柴油中的二苯并噫吩和苯并曝吩中 的硫，而这两种硫化物中的硫是用其它方法难以脱除的。BDS过程是以自然界产生的有氧细菌与有机硫化物发生氧化反应，选择 性氧化使C-S键断裂，将硫原子氧化成硫酸盐或亚硫酸盐转入水相，而 DBT的骨架结构氧化成羟基联苯留在油相，从而达到脱除硫化物的目的。BDS技术从出现至今已发展了几十年。BDS技术有许多优点，它可以与已有的HDS装置有机组合，不仅可以 大幅度地降低生产成本，而且由于有机硫产品的附加值较高，BDS比 HDS在经济上有更强的竞争

16、力。同时BDS还可以与催化吸附脱硫组合， 是实现对燃料油深度脱硫的有效方法。因此BDS技术具有广阔的应用 前景。新型脱硫 氧化脱硫技术 氧化脱硫技术是用氧化剂将睡吩类硫化物氧化成亚飒和飒，再用溶剂抽 提的方法将亚碉和飒从油品中脱除，氧化剂经过再生后循环使用。目前 的低硫柴油都是通过加氢技术生产的，由于柴油中的二甲基二苯并噫吩 结构稳定不易加氢脱硫，为了使油品中的硫含量降到10|ig/g,需要更 高的反应压力和更低的空速，这无疑增加了加氢技术的投资费用和生产 成本。而氧化脱硫技术不仅可以满足对柴油镭分10 pig/g的要求，还可 以再分销网点设置简便可行的脱硫装置，是满足最终销售油品质量的较 好

17、途径。ASR-2氧化脱硫技术ASR-2氧化脱硫技术是由Unipure公司开发的一种新型脱硫技术，此技 术具有投资和操作费用低、操作条件缓和、不需要氢源、能耗低、无污 染排放、能生产超低硫柴油、装置建设灵活等优点，为炼油厂和分销网 点提供了一个经济、可靠的满足油品硫含量要求的方法。在实验过程中，此技术能把柴油中的硫含量由7000 |ig/g最终降到5 |ig/g。此外该技术还可以用来生产超低硫柴油，来作为油品的调和组分, 以满足油品加工和销售市场的需要。其工艺流程如下：含硫柴油与氧化剂及催化剂的水相在反应器内混合, 在接近常压和缓和的温度卜将睡吩类含硫化合物氧化成碉；然后将含有 待生催化剂和碉的

18、水相与油相分离后送至再生部分，除去碉并再生催化 剂；含有飒的油相送至萃取系统，实现飒和油相分离；由水相和油相得 到的硼一起送到处理系统，来生产高附加值的化工产品。尽管ASR-2脱硫技术已进行了多年的研究，但一直没有得到工业应用, 主要是由于催化剂的再生循环、氧化物的脱除等一些技术问题还没有解 决。ASR-2技术可以使柴油产品的硫含量达到5 |jg/g,与加氢处理技术 柴油产品的硫含量分别为30 |ig/g和15 |ig/g时相比，硫含量和总处理 费用要少的多。因此，如果一些技术性问题能够很好地解决，那么ASR-2 氧化脱硫技术将具有十分广阔的市场前景。超声波氧化脱硫技术超声波氧化脱硫(SulphCo)13技术是由USC和SulphCo公司联合开发 的新型脱硫技术。此技术的化学原理与ASR-2技术基本相同，不同之处 是SulphC。技术采用了超声波反应器，强化了反应过程，使脱硫效果更 加理想。其流程描述为：原料与含有氧化剂和催化剂的水相在反应器内 混合，在超声波的作用下，小气泡迅速的产生和破灭，从而使油相与水 相剧烈混合，在短时间内超声波还可以使混合物料内的局部温度和压力 迅速升高，且在混合物料内产生过氧化氢，参与硫化物的反应；经溶剂 萃取脱除飒和硫酸盐，溶剂再生后循环使用，飒和硫酸盐可以生产其他 化工产品。