北極星節能環保網訊:摘要:我國是世界上二氧化硫排放量最多的國家,控制二氧化硫大量排放是遏制酸沉降污染惡化、防治空氣污染的有效途徑。本文重點介紹了干式脫硫技術:CDSI工藝、噴霧干燥法、LIFAC工藝和循環流化床技術等。
干式脫硫是指無論加入的脫硫劑是干態或濕態的,其脫硫的最終反應產物都是干態的。最主要的干式脫硫技術有三類:噴霧干燥法、爐內噴鈣法和循環流化床排煙脫硫法。
荷電干式吸收劑噴射脫硫技術
荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(CDSI)基本原理是吸收劑以高速流過噴射單元產生的高壓靜電電暈充電區,使吸收劑得到強大靜電荷(通常是負電荷)。當吸收劑通過噴射單元的噴管被噴射到煙氣流中,吸收劑顆粒由于都帶同種電荷,因而相互排斥很快在煙氣中擴散,形成均勻的懸浮狀態,使每個吸收劑粒子的表面充分暴露在煙氣中,大大增加與SO2反應機率,從而提高了脫硫效率;而且吸收劑粒子表面的電暈,還大大提高了吸收劑的活性,降低了同SO2完全反應所需的滯留時間,一般在2s左右即可完成化學反應,從而有效地提高了SO2的去除效率。除提高吸收劑化學反應效率外,荷電干式吸收劑噴射系統對小顆粒(亞微米級PM10)粉塵的清除效率也很有幫助,帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸收在自己的表面,形成較大的顆粒,提高了煙氣中粉塵的平均粒徑,因而提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除效率[1]。
CDSI系統脫硫后的生成物為干燥的、溶解度很低的CaSO3及少量CaSO4,可用作建筑料,無二次污染問題。CDSI法的優點是投資少,占地面積小,工藝簡單、可靠,而且是純干法脫硫,不會造成二次污染。其缺點是對干吸收劑粉末中Ca(OH)2的含量、粒度及含水率等要求較高,因而限制了其推廣 [3]。CDSI系統適用于中小型鍋爐的脫硫,與各種除塵設備聯合使用以達到脫硫除塵的目的。
噴霧干燥法煙氣脫硫技術
噴霧干燥是以單一工序將溶液、乳液、懸浮液和漿狀物料加工成粉狀干燥制品的一種干燥方法。自20世紀初歐洲將噴霧干燥技術開發作脫脂牛乳的干燥以來,現在已經廣泛運用于食品、化工、醫藥、環保等領域。在噴霧干燥反應器中,石灰漿液被霧化為微細的石灰漿滴(
噴霧干燥與傳統濕法脫硫相比,具有系統簡單,運行維護方便、投資少、運行費用低、經濟效益好、操作簡便、干燥后的廢渣易于處理、不產生腐蝕,克服了二次污染等問題,并有相對較高的脫硫效率等優點,因而得到迅速推廣應用。自1978年北美安裝了第一套工業裝置以來,發展迅猛,已有12個國家采用。
干法噴鈣脫硫—LIFAC工藝
爐內噴鈣爐后活化(LimestoneInjection intotheFurnaceandActivationof CalciumOxide,LIFAC)脫硫工藝是在傳統的爐內噴鈣工藝的基礎上發展起來的石灰石噴射脫硫工藝。傳統的爐內噴鈣工藝脫硫效率很低,僅為20%~30%,LIFAC工藝在除塵器前加裝了一個活化反應器,噴水增濕,使未反應的石灰轉化成氫氧化鈣。因此,加快了脫硫反應速度,使煙氣的脫硫效率提高到70%~80%。LIFAC工藝相對簡單,基建投資費用一般比濕法煙氣脫硫工藝低50%;由于其吸收劑價格低廉、儲量豐富,又降低了使用壽命期間的運行費用。
LIFAC工藝是一種較成熟的干法煙氣脫硫工藝,在歐美都有商用業績。芬蘭Inkoo 電廠4號機組(250MW)于1990年投運,美國Richmond電廠2號機組(60MW)于1992 年投運,加拿大PoplarRiver電廠1號機組 (300MW)于1990年投運,加拿大Shand電廠發電機組(300MW)于1992年投運。
LIFAC工藝需要在鍋爐與電除塵器之間設置活化塔在工藝的第1步,磨細的石灰石粉通過氣力方式噴人鍋爐爐膛中溫度為900~ 1250℃的區域在爐內發生的化學反應包括石灰石的分解和煅燒,SO2和SO3與生成的CaO 之間的反應[6]。顆粒狀的反應產物與飛灰的混合物被煙氣流帶人活化塔中:
在工藝的第2步,剩余的CaO與水反應,在活化塔內生成Ca(OH)2,而Ca(OH)2很快與SO2反應生成CaSO3,其中部分CaSO3 被氧化成CaSO4:
脫硫產物呈干粉狀,大部分與飛灰一起被電除塵器收集下來,其余的從活化塔底部分離出來從電除塵器和活化塔底部收集到的部分飛灰通過再循環返回活化塔中,工藝流程見圖3-3。LIFAC工藝的脫硫灰有多種用途,包括用于筑路、土地回填、廢礦回填或作為制磚的原材料。該工藝不但不產生廢水,還可在增濕活化塔中消耗電廠部分廢水。