《脱硫除尘》 - 图文(3)

图号图名？

脱硫工艺流程如图4－27所示，大致由烟气冷却、加氨、电子束照射和副产品收集等几部分组成。电子在高真空的加速管里由高电压加速，然后透射过30～50μm的两片金属箔照射烟气。约130℃的排出烟气经静电除尘后，部分烟气进入喷水冷却塔降温、除尘，使烟温降到适于脱硫、脱硝的温度(～65℃)，再进入同时喷入氨气的反应器脱硫。烟气水露点通常小于60℃ ，所以冷却水在塔内完全被气化，一般不会产生需进一步处理的废水。反应器内的烟气被电子加速器产生的高能电子束照射，发生脱硫、脱硝反应，生成硫铵和硝铵。在反应器中喷水可以吸收反应产生的热量。随后经干式静电除尘器将脱硫副产品与烟气分离，净化后的烟气与未处理的烟气混合升温后送入烟囱排放。

电子束法脱硫效率≥90％，可同时脱硫脱硝，投资较低，副产物可用作肥料，无废渣排放，但运行电耗高，运行成本还受到肥料市场的直接影响。

（2）气相催化氧化法。干式气相催化氧化已实际应用于有色金属冶炼和锅炉烟气脱硫。除尘净化后的含SO2烟气进入催化转化器，在一定温度下通过催化剂作用，将SO2氧化为SO3，继而转化为硫酸加以收集。SO2的氧化反应为：SO2+1/2O2?SO3+放热

实际上，这是一个可逆放热反应，因此降低反应温度和提高反应压力有利于反应的进行。能加速SO2转化反应的催化剂很多，铂的活性最高，但价格昂贵且易中毒，一般不使用；Cr2O3、Fe2O3等金属氧化物也具有一定的活性，但使用温度过高受到限制；只有以SiO2为载体的VO25价格便宜又不易中毒，且在最低温度下(500～550℃)活性最高，目前在硫酸生产被广泛采用。

气相催化氧化法对低SO2（含量低于2％）浓度的锅炉烟气脱硫工艺流程为，

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烟气在500℃左右除尘，再进入催化转化器反应，然后流经省煤器、空气预热器放热降温至230℃左右，最后进入吸收塔，用稀硫酸洗涤吸收SO3，待气体冷却到104℃，则可得到浓度为80％的硫酸。这就要求实际生产中转化反应必须分段进行。在每段中，反应是在绝热条件下进行的，反应后的气体温度必然升高，因此要将气体冷却(即除去反应热)至一定温度后，再进入下一段进行绝热反应，然后再将反应热移去，如此使转化反应和换热两个过程依次交替进行，直到达到要求的最终转化率为止。对于冶炼工业中高SO2（含量高于2％）浓度的烟气，催化反应放热量大，必须将反应热从系统中不断导出，才能保证最适宜的反应温度，因此工程上采用分段转化反应，一般分3～4段。过程是，绝热反应后的气体通过换热器（或管）冷却至一定温度，再进入下一段进行绝热反应、放热，转化反应和换热冷却两个过程依次交替进行，直到实现最终的转化率为止。

2. 半干法烟气脱硫

半干法是利用烟气显热蒸发石灰浆液中的水分，同时在干燥过程中，石灰与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙等，并使最终产物为干粉状。半干法工艺较简单，干态产物易于处理，无废水产生，投资一般低于湿法，但脱硫效率和脱硫剂的利用率低，一般适用于低、中硫煤烟气脱硫。在半干法烟气脱硫技术中主要有喷雾干燥烟气脱硫、循环流化床烟气脱硫和增湿灰循环烟气脱硫等技术。 注意格式

（1） 旋转喷雾干燥法。这是美国JOY公司和丹麦NIRO公司1978年联合开发

的脱硫工艺，已有超过10％的脱硫市场占有率。喷雾干燥法脱硫率一般为85％，高者可达90％以上，多用于低硫煤烟气脱硫，其工艺流程如图4－28所示。将石灰Ca(OH) 2或NaC2O3等制成的浆液喷入雾化干燥反应器，雾化后的碱性液滴吸收烟气中SO2，同时烟气的热量使液滴干燥形成石膏固体颗粒，再用袋式除尘器将固体颗粒分离。Ca(OH) 2吸收SO2的总反应为：

Ca(OH) 2＋SO2＋HO2→CaSO3·2 HO2 CaSO3·2 HO2＋1/2 O2→CaSO4·2 HO2

常用的雾化装置有压力喷嘴和高速旋转(10000～50000r/min)离心雾化器两

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种。雾化液滴及其分布要细而均匀，喷嘴或雾化轮应耐磨、耐腐蚀、防堵塞。吸收剂除用Ca(OH) 2或NaCO3之外，石灰石、苏打粉、烧碱等也可用作吸收剂。石灰脱硫常将固体颗粒循环使用以提高吸收剂利用率，钠脱硫则一次通过吸收器即可完全反应。石灰的实际用量通常是理论计算量的2.5倍左右，循环使用可降至1.5倍，钠吸收剂利用率较高，一般为1.1倍。袋式除尘器被广泛用于喷雾干燥系统的固体捕集，因为沉积在袋上的未反应的石灰可与烟气中残余SO2反应，脱硫率占系统总脱硫率的10％～20％，滤袋可以看成一个固定床反应器。

影响脱硫率的因素有烟气温度、速度、湿度和SO2浓度等。反应器入口烟温为150℃左右，较高的入口烟温，可以增加浆液含水量，改善反应器内干燥阶段的传质条件，使脱硫率提高。出口烟温一般为80～100℃，要求比绝热饱和温度高10～30℃。出口烟温越低，则固体颗料中残留水分越多，传质条件越好，脱硫率越高。烟气进口SO2浓度越高，需要更高的Ca/S才能达到较高的脱硫率。反应器内烟气流速约1.5m/s，石灰系统的烟气停留时间为10～12s。 工艺流程如下：

补充图号图名

（2） 炉内喷钙－炉后增湿活化脱硫。这是由芬兰Tampella公司和IVO公司开

发的一种脱硫率较高、设备简单、投资低、能耗少的脱硫技术。其特点是除了将石灰石粉喷入炉膛中850～1150℃烟温区，完成式(4－52)和式(4－

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53)的反应之外，在空气预热器后增设了一个独立的活化反应器，在这里喷雾化水或蒸汽使烟气中未反应的CaO增湿活化，进行水合反应生成Ca(OH) 2，接着与烟气中SO2反应生成CaSO3，部分CaSO3进一步氧化成CaSO4，总反应可表示为：

CaO＋H2O＋SO2＋1/2O2→CaSO4＋H2O

烟气经过加水增湿活化和干脱硫灰再循环，可使总脱硫率达到75％以上，若将干脱硫灰加水制成灰浆喷入活化器增湿活化，可使总脱硫率超过85％。 (3)循环流化床烟气脱硫技术

循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD）技术是20世纪80年代后期由德国Lurgi公司研究开发的。目前该技术的200MW烟气循环流化床脱硫系统已投入运行。德国的Wulff公司在该技术基础上开发了回流式循环流化床烟气脱硫技术。此外，丹麦FLS.Miljo公司开发的气体悬浮吸收技术也得到了应用。

循环流化床烟气脱硫系统由石灰浆制备系统、脱硫反应系统和收尘及引风系统组成，其主要设备为流化床反应器、带有特殊预除尘装置的电除尘器、水及蒸汽喷入装置，引风机等设备。其工艺过程为从锅炉出来的烟气进入GSA反应器的底部与雾化的石灰浆混合，反应器内的石灰浆在干燥过程中与烟气中的SO2及其它酸性气体进行中和反应。烟气经旋风分离器分离粉尘后进入电除尘器或滤袋式除尘器，然后符合标准的清洁气经烟囱排放到大气中。含有脱硫灰和未反应完全的石灰的流化床床料在旋风分离器中分离，其中99%的床料经调速螺旋装置送回反应器中循环，只有大约1%的床料作为脱硫灰渣排出系统。脱硫灰的循环意味着未反应的石灰可以继续进行脱硫反应，并且脱硫灰的循环可以更好地分散雾化石灰浆，促进脱硫反应的进行。主要控制参数有床料循环倍率、流化床床料浓度、烟气在反应器及旋风分离器中停留时间、钙硫比、反应器内操作温度等。主要特点如下：（1）没有喷浆系统及浆液喷嘴，只喷入水和蒸汽；（2）新鲜石灰与循环床料混合进入反应器，依靠烟气悬浮，喷水降温反应；（3）床料有98%参与循环，新鲜石灰在反应器内停留时间累计可达到30min以上，使石灰利用率可达99%；（4）反应器内烟气流速为1.83~6.1m/s，烟气在反应器内停留时间约3 s，可以满足锅炉负荷从30%~100%范围内的变化；（5）对含硫量为6%的煤，脱硫率可达92%；（6）基建投资相对较低，

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不需专职人员进行操作和维护；（7）存在的问题是生成的亚硫酸钙比硫酸钙多，亚硫酸钙需经处理才可成为硫酸钙。

循环流化床烟气脱硫技术是近几年新兴起的具有开发前景的烟气脱硫技术，它具有投资相对较低，脱硫效率高，运行可靠，操作维护方便的优点，是值得进一步开发的脱硫技术。此项技术在国际上已基本成熟，目前在我国处于工业示范阶段，其应用前景广阔。

3. 湿法烟气脱硫

已商业化或完成中试的湿法脱硫工艺包括石灰(石灰石)法、双碱法、氨吸收法、磷铵复肥法、稀硫酸吸收法、海水脱硫、氧化镁法等10多种。其中，又以湿式钙法占绝对统治地位，其优点是技术成熟、脱硫率高，Ca/S比低，操作简便，吸收剂价廉易得，副产物便于利用。

（1）石灰或石灰石法。该工艺以石灰（Ca(OH) 2）或石灰石（CaCO3）浆液吸收烟气中的SO2，脱硫产物亚硫酸钙可用空气氧化为石膏回收，也可直接抛弃，脱硫率达到95％以上。吸收过程的主要反应为：

CaCO3＋SO2＋1/2 H2O→CaSO3·1/2HO2＋CO2↑ Ca(OH) 2＋SO2→CaSO3·1/2 H2O＋1/2HO2 CaSO3·1/2 HO2＋SO2＋1/2H2O→Ca(HSO3)2

废气中的氧或送入氧化塔内的空气可将亚硫酸钙和亚硫酸氢钙氧化成石膏： 2CaSO3·1/2 HO2＋O2＋3HO2→2CaSO4·2 HO2 Ca(HSO3)2＋1/2O2＋H2O→CaSO4·2 H2O＋SO2↑

修改图号

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