具體來說,小蘇打脫硫過程包括以下幾個步驟:
化學(xué)反應(yīng):小蘇打(碳酸氫鈉)在高溫條件下分解生成碳酸鈉(Na2CO3)、水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)。生成的碳酸鈉具有較高的反應(yīng)活性,能夠迅速與煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈉(Na2SO4)。
物理吸附:除了化學(xué)反應(yīng)外,小蘇打還可以通過物理吸附的方式去除煙氣中的酸性污染物和其他微量物質(zhì)。
設(shè)備應(yīng)用:小蘇打脫硫通常應(yīng)用于干法煙氣脫硫系統(tǒng)中,該系統(tǒng)包括脫硫劑供應(yīng)系統(tǒng)、除塵器系統(tǒng)和引風(fēng)機等設(shè)備。通過稀相粉塵輸送系統(tǒng)將超細磨粉的小蘇打粉均勻噴射到煙氣中,以提高脫硫效率。
副產(chǎn)物處理:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
優(yōu)勢與局限:小蘇打脫硫具有成本低、無廢水排放、副產(chǎn)物可回收等優(yōu)點,適用于煤電廠、垃圾焚燒廠等工業(yè)領(lǐng)域。然而,小蘇打價格較高,且在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用中可能會產(chǎn)生二次污染,需要額外處理。
小蘇打脫硫技術(shù)是一種高效且經(jīng)濟實用的煙氣凈化方法,尤其適用于干法煙氣脫硫領(lǐng)域,但其應(yīng)用效果受多種因素影響,如小蘇打的投加量、煙氣溫度和SO2濃度等。
]]>在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液充分接觸,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成硫酸鈣,隨后結(jié)晶形成二水石膏。 脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去帶出的細小液滴,再通過換熱器加熱升溫后排放到大氣中。
石灰石膏法脫硫具有高效、低成本的特點,脫硫效率通常可達到95%以上。此外,該技術(shù)對煤種和負荷變化具有較強的適應(yīng)性,適用于各種含硫煤種的煙氣處理。石膏作為副產(chǎn)品,可以綜合利用,如用于制造墻板材料等。
石灰石膏法脫硫技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,尤其在日本、德國、美國等國家的火力發(fā)電廠中,約90%的煙氣脫硫裝置采用此工藝。
]]>干法小蘇打脫硫工藝具有以下特點:
高效脫硫:該工藝能夠去除尾氣中95%以上的SO?,甚至可以達到99%的去除率。
無需噴水:整個過程不需要添加任何水分,避免了濕法脫硫中產(chǎn)生的廢水問題,同時也不會產(chǎn)生溫降,因此不會出現(xiàn)煙囪冒白煙的現(xiàn)象。
設(shè)備簡單:系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)備投資和運行成本較低,且操作維護方便。
適應(yīng)性強:該工藝對煙氣工況適應(yīng)性強,能夠根據(jù)鍋爐負荷波動靈活調(diào)整噴入量,實現(xiàn)超低排放。
副產(chǎn)物回收:生成的硫酸鈉可以通過布袋除塵器回收,作為化工產(chǎn)品利用。
此外,干法小蘇打脫硫技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤電廠、垃圾焚燒廠、玻璃制造、水泥生產(chǎn)及冶金等行業(yè),適用于處理含有酸性物質(zhì)的工業(yè)廢氣。該技術(shù)不僅滿足嚴格的環(huán)保要求,還具有經(jīng)濟效益高、投資省、運行費用低等優(yōu)點。
]]>SCR脫硝技術(shù)在多個行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。例如,在電力行業(yè)中,該技術(shù)被用于燃煤電廠和燃氣輪機機組,以降低NOx排放,滿足環(huán)保要求。此外,SCR技術(shù)也被應(yīng)用于水泥行業(yè),如河南登封宏昌水泥和山東濟寧海螺水泥等企業(yè)采用高溫中塵SCR技術(shù)和高溫高塵SCR技術(shù),有效控制了水泥窯煙氣中的NOx排放。
在鋼鐵工業(yè)中,SCR技術(shù)逐步成為主流脫硝技術(shù),占比超過70%,主要用于處理燒結(jié)/球團煙氣和日用玻璃爐窯煙氣等低溫?zé)煔獾拿撓?。此外,SCR技術(shù)還被應(yīng)用于玻璃廠、垃圾焚燒廠等其他工業(yè)領(lǐng)域,以應(yīng)對復(fù)雜的煙氣條件和滿足嚴格的環(huán)保標準。
SCR脫硝技術(shù)因其高效、穩(wěn)定的特點,在國內(nèi)外得到了廣泛推廣和應(yīng)用。其優(yōu)勢在于能夠顯著降低NOx排放,同時具有較高的脫硝效率(通??蛇_80%~95%),并且適應(yīng)性強,適用于新建和改造的各種規(guī)模電廠及其他工業(yè)設(shè)施。
]]>濕法脫硫技術(shù)具有高效脫硫的特點,通常脫硫效率可達到90%以上。石灰石-石膏濕法是目前應(yīng)用最廣泛的濕法脫硫工藝,約占全部FGD安裝容量的70%。該工藝通過逆流噴淋塔、順流填料塔和噴射鼓泡反應(yīng)器等不同類型的吸收塔進行煙氣與吸收劑的充分接觸,以提高脫硫效率。
濕法脫硫技術(shù)不僅能夠有效去除SO2,還能處理多種燃料,包括低硫和高硫燃料。此外,濕法脫硫系統(tǒng)還具有一定的協(xié)同除塵性能,能夠去除煙氣中的顆粒物。然而,濕法脫硫技術(shù)也存在一些問題,如設(shè)備腐蝕嚴重、運行成本高、廢水處理復(fù)雜等。
為了提高濕法脫硫工藝的效率和資源利用率,研究者們不斷優(yōu)化工藝參數(shù)和設(shè)備設(shè)計。例如,通過調(diào)整石灰石漿液濃度、氣體流速和反應(yīng)溫度等參數(shù),可以顯著提高脫硫效率。新型吸收劑和高效霧化噴嘴的應(yīng)用也進一步提升了濕法脫硫系統(tǒng)的性能。
盡管濕法脫硫技術(shù)在燃煤電廠中得到了廣泛應(yīng)用,但其廢水處理仍然是一個挑戰(zhàn)。濕法脫硫廢水通常含有高鹽量和重金屬,主要采用化學(xué)沉淀法進行處理,但該方法存在藥劑投加量大、污泥產(chǎn)生量多等問題。因此,研究者們也在探索零排放處理技術(shù),以減少廢水對環(huán)境的影響。
總之,電廠濕法脫硫技術(shù)在減少SO2排放和改善環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用,但其高效運行和廢水處理仍需進一步優(yōu)化和改進。
]]>SNCR是一種在不使用催化劑的情況下,通過在高溫區(qū)域噴入還原劑(如氨水或尿素)來還原煙氣中的NOx的技術(shù)。
SNCR系統(tǒng)通常由氨水接收和存儲系統(tǒng)、加壓給料系統(tǒng)、霧化噴射系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)組成。SNCR工藝的脫硝效率一般在30%到70%之間。
SCR技術(shù)利用催化劑和氨氣或其他還原劑將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化為氮氣和水蒸氣。SCR技術(shù)通常在較低溫度下進行,一般在150-400℃范圍內(nèi)。SCR技術(shù)的脫硝效率較高,可以達到90%以上。
聯(lián)合使用SNCR和SCR技術(shù)可以顯著提高脫硝效率,適應(yīng)更嚴格的排放標準。例如,某垃圾焚燒項目采用SNCR預(yù)處理后,再通過SCR進一步處理,最終可以達到90%以上的脫硝效率。這種聯(lián)合工藝不僅可以提高脫硝效率,還可以減少SCR系統(tǒng)的容量,從而節(jié)省投資和運行維護費用。
垃圾焚燒爐煙氣脫硝技術(shù)主要包括SNCR、SCR及其聯(lián)合應(yīng)用,每種技術(shù)都有其優(yōu)缺點和適用范圍。選擇合適的脫硝技術(shù)需要根據(jù)具體的煙氣成分、溫度條件以及排放標準來決定。
]]>該技術(shù)具有以下特點:
高脫硫效率:鈉基干法脫硫的脫硫效率通常可以達到95%以上,且?guī)缀醪辉黾訜煔庀到y(tǒng)的運行阻力。
適應(yīng)性強:該工藝可以通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進入煙道的脫硫劑量來適應(yīng)不同的工況,適應(yīng)范圍廣。
無廢水污染:由于整個系統(tǒng)是全干態(tài)運行,沒有廢水產(chǎn)生,因此不存在廢水處理和排放問題,也避免了濕法脫硫技術(shù)可能導(dǎo)致的白煙現(xiàn)象。
副產(chǎn)物可回收利用:生成的硫酸鈉是一種化工產(chǎn)品,可以回收利用,實現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。
設(shè)備簡單可靠:工藝流程簡單,設(shè)備可靠耐用,故障率低,使用壽命長,操作維護方便。
然而,鈉基干法脫硫也存在一些局限性:
對溫度要求較高:煙氣溫度必須在140℃以上,低于此溫度時脫硫效率會下降。
副產(chǎn)物處理需求:雖然硫酸鈉可以回收利用,但其仍需妥善處理以避免二次污染。
鈉基干法脫硫技術(shù)因其高效、經(jīng)濟、環(huán)保的特點,在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用,尤其適用于煙氣量較小、SO2濃度較低且溫度適宜的工況。
]]>濕法脫硫:濕法脫硫技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的工藝之一,根據(jù)脫硫介質(zhì)的不同,可以分為氧化鎂法、石灰石-石膏法和氨法等。濕法脫硫具有較高的脫硫效率,通常高于90%,但其生成物為液體或淤渣,處理較為復(fù)雜,耗水量大,投資和運行費用較高。
半干法脫硫:半干法脫硫技術(shù)通過噴霧干燥或旋轉(zhuǎn)噴霧干燥等方式,將石灰漿液與煙氣接觸,實現(xiàn)SO?的吸收。該方法相比濕法脫硫具有較低的水耗和占地面積,但脫硫效率相對較低。
干法脫硫:干法脫硫技術(shù)利用干的熟石灰和循環(huán)灰與煙氣反應(yīng)來實現(xiàn)脫硫。這種方法適用于煙氣量變化大、含濕量高的情況,但其脫硫效率通常低于濕法和半干法。
SCR脫硝技術(shù):選擇性催化還原(SCR)是目前鋼鐵工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的脫硝技術(shù)之一。SCR技術(shù)通過在催化劑的作用下,將NOx還原為氮氣和水蒸氣,其脫硝效率可達到80%~90%。SCR技術(shù)具有較高的脫硝效率和可靠性,但需要較高的操作溫度(通常在300℃左右)。
在選擇具體的脫硫脫硝工藝時,需要綜合考慮項目特點、占地面積、煙氣條件、處理成本等因素。例如,在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中,濕式氨法脫硫技術(shù)可以結(jié)合焦化過程中的廢氨水利用,實現(xiàn)以廢治廢和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。而在超低排放改造項目中,濕法脫硫+SCR脫硝組合工藝由于其高效率和成熟性,被廣泛采用。
總之,鋼鐵燒結(jié)機煙氣的脫硫脫硝技術(shù)需要根據(jù)具體情況進行優(yōu)化選擇,以達到最佳的環(huán)保效果和經(jīng)濟效益。
]]>石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝:這是目前應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù),約占全球火力發(fā)電廠煙氣脫硫裝置的90%。其工作原理是將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑,泵入吸收塔與煙氣中的SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣,再通過氧化生成石膏。
雙堿法工藝:該工藝利用兩種堿性物質(zhì)(如氫氧化鈉和氫氧化鈣)進行脫硫,具有較高的脫硫效率和較低的運行成本。
循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝:該工藝主要由煙氣系統(tǒng)、預(yù)除塵器系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)等組成,適用于處理高硫分煤種的煙氣。其特點是脫硫效率高,設(shè)備磨損小,但能耗較高。
濕法、半干法和干法脫硫工藝:濕法脫硫是將煙氣與液體吸收劑接觸,通過化學(xué)反應(yīng)去除SO2;半干法脫硫介于濕法和干法之間,采用部分干燥的吸收劑;干法脫硫則是在干狀態(tài)下進行吸收和產(chǎn)物處理,系統(tǒng)簡單,無污水和廢酸排出,但脫硫效率較低。
氨法脫硫工藝:該工藝利用氨水作為吸收劑,通過化學(xué)反應(yīng)去除煙氣中的SO2,生成的副產(chǎn)品為硫酸銨,可用作肥料。
新型液體循環(huán)吸收法:利用新型溶液對SO2的選擇吸收性來完成SO2的吸收和解吸過程,具有較高的脫硫效率和較低的運行成本。
此外,火電廠脫硫裝置的設(shè)計要求和工藝流程也非常重要。設(shè)計方面需要考慮與鍋爐同步啟停、機組容量、燃料品質(zhì)、污染物控制規(guī)劃等因素,以確保脫硫裝置的使用壽命和可用率。同時,脫硫裝置的儀表控制系統(tǒng)應(yīng)滿足主體工程的要求,并與煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮。
火電廠脫硫裝置的選擇和設(shè)計需要綜合考慮多種因素,以實現(xiàn)高效、經(jīng)濟和環(huán)保的脫硫效果。
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