Ⅰ 脫硫系統中硫的物料平衡怎麼算啊 求高手解答 急急急!!!
濕法脫硫系統物料平衡
一、 計算基礎數據
() 待處理煙氣
煙氣量:1234496Nm3/h(wet)、1176998 Nm3/h(dry)
煙氣溫度:114℃
煙氣中SO2濃度:3600mg/Nm3
煙氣組成:
組 分 分子量 Vol% mg/Nm3
SO2 64.06 0.113 3600(6%O2)
O2 32 7.56(dry)
H2O 18.02 4.66
CO2 44.01 12.28(dry)
N2 28.02 80.01(dry)
飛灰 200
石灰石濃度:96.05%
二、 平衡計算
(1)原煙氣組成計算
組 分 Vol%(wet) mg/Nm3 kg/h Kmol/h
SO2 0.108 3226(7.56%O2) 3797 59.33
O2 7.208 127116 3972.38
H2O 4.66 46214 2564.59
CO2 11.708 283909 6452.48
N2 76.283 1177145 42042.89
飛灰 200(dry) 235
合計 1638416 55091.67
平均分子量 (0.108×64.06+7.208×32+4.66×18.02+11.708×44.01+76.283×28.02)/100=29.74
平均密度 1.327kg/m3
(2)煙氣量計算
1、①→②(增壓風機出口 → GGH出口):
取GGH的泄漏率為0.5%,則GGH出口總煙氣量為1234496 Nm3/h×(1-0.5%)=1228324Nm3/h=1629634kg/h
泄漏後煙氣組分不變,但其質量分別減少了0.5%,見下表。
溫度為70℃。
組 分 Vol%(wet) mg/Nm3 kg/h Kmol/h
SO2 0.108 3226(7.56%O2) 3778 59.03
O2 7.208 126480 3952.52
H2O 4.66 45983 2551.78
CO2 11.708 282489 6420.22
N2 76.283 1171259 41832.68
飛灰 200 234
合計 1630224 54816.21
2、⑥→⑦(氧化空氣):
假設脫硫塔設計脫硫率為95.7%,即脫硫塔出口二氧化硫流量為3778×(1-95.7%)=163 kg/h,二氧化硫脫除量=(3778-163)/64.06=56.43kmol/h。
取O/S=4
需空氣量=56.43×4/2/0.21=537.14kmol/h×28.86(空氣分子量)=15499.60kg/h,約12000Nm3/h。
其中氧氣量為537.14 kmol/h×0.21=112.80 kmol/h×32=3609.58kg/h
氮氣量為537.14 kmol/h×0.79=424.34 kmol/h×28.02=11890.02kg/h。
氧化空氣進口溫度為20℃,進塔溫度為80℃。
3、②→③(GGH出口→脫硫塔出口):
煙氣蒸發水量計算:
1)假設煙氣進塔溫度為70℃,在塔內得到充分換熱,出口溫度為40℃。由物性數據及煙氣中的組分,可計算出進口煙氣的比熱約為0.2536kcal/kg.℃,Cp(40℃)=0.2520 kcal/kg.℃。
Cp煙氣=(0.2536+0.2520)/2=0.2528 kcal/kg.℃
氧化空氣進口溫度為80℃,其比熱約為0.2452 kcal/kg.℃,Cp(40℃)=0.2430kcal/kg.℃。
Cp空氣=(0.2452+0.2430)/2=0.2441 kcal/kg.℃
Cp水(20~40℃)=1.0kcal/kg.℃
r水(20)=586kcal/kg
r水(40)=575kcal/kg
煙氣蒸發水量=[0.2528×(70-40)×1630224+0.2441×15491.12×(80-40)]/[1.0×(40-20)+(586+575)/2]=20841kg/h=1156.55kmol/h
水蒸汽含量=(2551.78+1156.55)/(54816.21+1156.55)=6.63%
40℃水蒸汽飽和蒸汽壓=0.00737MPa。
煙氣總壓102000Pa。
40℃煙氣飽和水蒸汽含量=0.00737/0.102=7.23%
根據以上計算,假設溫度下煙氣蒸發水量及原煙氣含水量之和小於40℃煙氣飽和水蒸汽含量。因此,實際出口溫度小於40℃。
2)假設出口溫度為35℃
煙氣蒸發水量=[0.2528×(70-35)×1630224+0.2441×15491.12×(80-35)]/[1.0×(40-20)+(586+575)/2]=24296.6kg/h=1348.31kmol/h
水蒸汽含量=(2551.78+1348.31)/(54816.21+1348.31)=6.94%
35℃水蒸汽飽和蒸汽壓=0.00562MPa。
35℃煙氣飽和水蒸汽含量=0.00562/0.102=5.51%
根據以上計算,假設溫度下煙氣蒸發水量及原煙氣含水量之和大於35℃煙氣飽和水蒸汽含量。
因此,實際出口溫度大於35℃,取38.5℃,則煙氣蒸發水量為1213.82kmol/h×18.02=21873kg/h,其水蒸汽含量=(2551.78+1213.82)/(54816.21+1213.82)=6.72%
38.5℃水蒸汽飽和蒸汽壓=0.00684MPa。
38.5℃煙氣飽和水蒸汽含量=0.00684/0.102=6.71%
根據上述計算結果可知,脫硫塔出口溫度為38.5℃。
3)反應產生的二氧化碳量
GCO2= 44.01×56.43kmol/h=2483.48kg/h
4)煙氣中夾帶水量
按煙氣總質量的0.005計,夾帶量=1630224kg/h × 0.005=8151.12kg/h
5)脫硫塔出口煙氣組分
組 分 Vol%(wet) kg/h Kmol/h
SO2 0.004 163 2.54
O2 7.088 126480+3609.58×3/4=129187 4037.10
H2O 7.405 45983+21873+8151.12=76007 4217.93
CO2 11.638 282489+2483.48=284972 6475.18
N2 74.134 1171259+11890.02=1183149 42225.16
飛灰 234×(1-75%)=58.5
合計 1673374 56957.91
總煙氣量 1275857Nm3/h
4、③→④(脫硫塔出口→GGH出口):
在此過程中新增了原煙氣泄漏的0.5%煙氣。
組 分 Vol%(wet) kg/h Kmol/h
SO2 0.005 163+3797×0.5%=182 2.84
O2 7.088 129187+127116×0.5%=129823 4056.96
H2O 7.392 76007+46214×0.5%=76238 4230.75
CO2 11.370 284972+283909×0.5%=286392 6507.42
N2 74.144 1183149+1177145×0.5%=1189035 42435.22
飛灰 58.5+235×0.5%=59.7
合計 1681730 57233.19
總煙氣量 1282023
5、④→⑤(GGH出口→煙囪進口):
這一過程煙氣量及性質基本不變。
(3)脫硫液及石膏的平衡
CaSO4.2H2O分子量為:172.17
CaSO3.1/2H2O分子量為:129.15
CaCO3分子量為:100.09
1、脫硫劑的需求量
1) 煙氣中SO2脫除量=56.43kmol/h
2) 需純的石灰石量=56.43 kmol/h
3) 考慮到溶液循環過程中的損失,需加入的石灰石量為=(1+2%)×56.43 kmol/h=57.56kmol/h
4) 需96.05%的石灰石=57.56×100.09/0.9605=5997.96kg/h
其中:CaCO3量=5997.96×0.9605=5761.04kg/h
其中:雜質量=5997.96×0.0395=236.92kg/h
5) 如使用工業水制備30%含固量漿液需水量:
5997.96kg/h/0.3×0.7=13995.24kg/h
6)如使用2.6%含固量的脫硫反應塔塔底漿液旋流分離液制備30%含固量漿液需水量為:
設2.6%含固量旋流分離液的固體物量為X kg/h,以水平衡可列下式:
X/2.6%×(1-2.6%)=(X+5997.96)/30%×(1-30%)
X=398.40kg/h
水量=398.40/2.6%×(1-2.6%)=14924.68kg/h
需2.6%的塔底漿液旋流分離液=398.40+14924.68=15323.08kg/h
30%漿液量=14924.68/(1-30%)=21320.97kg/h
2、脫硫塔底固體量
假設干脫硫產物中CaSO4.2H2O與CaSO3.1/2H2O質量比為0.92:0.01。
其摩爾比為:(0.92/172.17):(0.01/129.15)=69.01:1
1)CaSO4.2H2O生成量=56.43 ×172.17×69.01×(69.01+1)=9576.78kg/h
2)CaSO3.1/2H2O生成量=56.43 ×129.15×1×(69.01+1)=104.10kg/h
3)產物中未反應的CaCO3量=5761.04-56.43 ×100.09=112.96kg/h
4)雜質量=236.92kg/h
5)脫除下來的飛灰量=234 ×75%=175.50kg/h
脫硫塔底固體量=G CaSO4.2H2O+G CaSO3.1/2H2O+G CaCO3+G雜質+G飛灰
=9576.78+104.10+112.96+236.92+175.50=10206.26kg/h
組 分 質量流量kg/h W%
CaSO4.2H2O 9576.78 93.83
CaSO3.1/2H2O 104.10 1.02
CaCO3 112.96 1.11
雜質 236.92 2.32
飛灰 175.50 1.72
合計 10206.26 100
3、反應產物中結晶水量
1)CaSO4.2H2O中結晶水量=9576.78/172.17×2×18.02=2004.69kg/h
2)CaSO3.1/2H2O中結晶水量=104.10/129.15×1/2×18.02=7.26kg/h
反應產物中結晶水量為2004.69 + 7.26 = 2011.95kg/h
4、除霧器沖洗水
沖洗水噴淋密度??(一小時沖洗一次,每次5分鍾)
除霧器沖洗水=
5、脫硫反應後塔底最終排出量
物料平衡以不補充新鮮水為條件。設一級旋流器入口漿液濃度為10.8%,下出口漿液濃度為50%,上出口漿液濃度為2.6%,則可算出下出口溶液量為進口量的17.3%;設二級旋流器下出口漿液濃度為20%,上出口漿液濃度為1.3%;真空皮帶過濾機固體損失率為0.9%,石膏含固率為90%。
設塔底漿液總流量為X kg/h,排入污水處理系統總流量為Y kg/h,則可列以下平衡方程式:
Y×1.3% + X×17.3%×50%=10206.26kg/h (1) (根據設定和固體物量平衡)
真空皮帶過濾物料平衡:
可求出石膏量為17.3%X×50%×(1-0.9%)/90%=0.09525 X
溢流量為17.3%X-0.09525X=0.07775X
根據設定及脫硫塔總物料平衡:
塔體輸入量:
煙氣量=1630224kg/h;氧化空氣量=15499.60kg/h;
石灰石漿液量=21320.97kg/h;除霧器沖洗水量=??
真空皮帶過濾機溢流返塔量=0.07775X;
一級旋流器溢流返塔量=(1-17.3%)X=0.827X-15323.08
塔體輸出量:
煙氣量=1673374kg/h;塔底漿液流量=X kg/h;廢水流量=Y kg/h
則平衡方程式為:
1630224 + 15499.60 + 21320.97 + G沖洗水量 + 0.07775X + 0.827X-15323.08
=1673374 + X + Y => G沖洗水量-21652.51=0.09525X + Y (2)
若已知除霧器沖洗水量則可聯立方程式(1)和(2)求出X和Y。
假設除霧器沖洗水量為96000kg/h,則
X=108369 kg/h
Y=64025 kg/h
6、水平衡驗算
G煙氣出口帶出水 + G塔底排放漿液帶出自由水 + G脫硫產物最終帶出結晶水 -( G煙氣入口帶入水 + G除霧器沖洗水 + G石灰石漿帶入水 + G返塔水量)=76007 + 108369×(1-10.8%)+ 2011.95 -(45983 + 96000 + 14924.68 + 17782.76)= -6.342
Cl-平衡計算
一、原始數據:
入塔煙氣量:1234496 Nm3/h(dry)× (1-0.5%)=1171113 Nm3/h
O2濃度:5.09%(空氣過量系數為1.32)
HCl濃度:60mg/Nm3(6%O2,空氣過量系數為1.4)
工藝水中Cl濃度為:464.16mg/L
二、氯平衡計算
1) 入塔氯化物量(以Cl為基準):1.4/1.32 ×1171113 × 60 × 10-6=74.53kg/h
2) 工藝水帶入的氯化物量(以Cl為基準):96000 × 464.16×10-6=44.56kg/h
假定吸收塔中Cl濃度為20000mg/L,吸收塔中溶液體積為
Ⅱ 脫硫脫硝
1.選擇性低溫氧化技術(LoTOx)+EDV(Electro-Dynamic Venturei)洗滌系統
原理:臭氧同時脫硫脫硝主要是利用臭氧的強氧化性將 NO氧化為高價態氮氧化物,然後在洗滌塔內將氮氧化物和二氧化硫同時吸收轉化為溶於水的物質,達到脫除的目的。
效果:在典型煙氣溫度下,臭氧對NO的氧化效率可達84%以上,結合尾部濕法洗滌,脫硫率近100%,脫硝效率也在O3/NO摩爾比為0.9時達到86.27%。也有研究將臭氧通進煙氣中對NO進行氧化,然後採用Na2S和NaOH溶液進行吸收,終極將NOx轉化為N2,NOx的往除率高達 95%,SO2往除率約為100%。但是吸收液消耗比較大。
影響因素:主要有摩爾比、反應溫度、反應時間、吸收液性質等
1) 在 0.9≤O3/NO<1的情況下,脫硝率可達到85%以上,有的甚至幾乎達到100%。
2) 溫度控制在150℃
3) 臭氧在煙氣中的停留時間只要能夠保證氧化反應的完成即可.關鍵反應的反應平衡在很短時間內即可達到,不需要較長的臭氧停留時間。
4) 常見的吸收液有Ca(OH)2、NaOH等鹼液,用水吸掃尾氣時,NO和SO2的脫除效率分別達到86.27%和100%。用Na2S和NaOH溶液作為吸收劑,NOx的往除率高達95%,SO2往除率約為100%,但存在吸收液消耗量大的問題。
優點:較高的NOX脫除率,典型的脫除范圍為70%~90%,甚至可達到95%,並且可在不同的NOX濃度和NO、NO2的比例下保持高效率;由於未與NOX反應的O3會在洗滌器內被除往,所以不存在類似SCR中O3的泄漏題目;除以上優點外,該技術應用中 SO2和CO的存在不影響NOX的往除,而LoTOx也不影響其他污染物控制技術,它不存在堵塞、氨泄漏,運行費用低。
2.半干法煙氣脫硫技術
主要介紹旋轉噴霧乾燥法。該法是美國和丹麥聯合研製出的工藝。該法與煙氣脫硫工藝相比,具有設備簡單,投資和運行費用低,佔地面積小等特點,而且煙氣脫硫率達75%—90%。該法利用噴霧乾燥的原理,將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。在吸收塔內,吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發生化學反應的同時,吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發乾燥,完成脫硫反應後的廢渣以干態形式排出。該法包括四個在步驟:1)吸收劑的制備;2)吸收劑漿液霧化;3)霧粒與煙氣混合,吸收二氧化硫並被乾燥; 4)脫硫廢渣排出。該法一般用生石灰做吸收劑。生石灰經熟化變成具有良好反應能力的熟石灰,熟石灰漿液經高達15000~20000r/min的高速旋轉霧化器噴射成均勻的霧滴,其霧粒直徑可小於100微米,具有很大的表面積,霧滴一經與煙氣接觸,便發生強烈的熱交換和化學反應,迅速的將大部分水分蒸發,產生含水量很少的固體廢渣。
干法煙氣脫硫是指應用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來脫除煙氣中的SO2。干法煙氣脫硫定義:噴入爐膛的CaCO3高溫煅燒分解成CaO,與煙氣中的SO2發生反應,生成硫酸鈣;採用電子束照射或活性炭吸附使SO2轉化生成硫酸氨或硫酸,統稱為干法煙氣脫硫技術。
優缺點:
它的優點是工藝過程簡單,無污水、污酸處理問題,能耗低,特別是凈化後煙氣溫度較高,有利於煙囪排氣擴散,不會產生「白煙」現象,凈化後的煙氣不需要二次加熱,腐蝕性小;其缺點是脫硫效率較低,設備龐大、投資大、佔地面積大,操作技術要求高。因此不主推干法脫硫。
對於脫硫最常用的就是燃燒後脫硫,也就是煙氣脫硫。常用的有濕法和干法。
濕法脫硫:濕法煙氣脫硫技術是指吸收劑為液體或漿液。由於是氣液反應,所以反應速度快,效率高,脫硫劑利用率高。該法的主要缺點是脫硫廢水二次污染;系統易結垢,腐蝕;脫硫設備初期投資費用大;運行費用較高等。常見的有兩種:
⑴石灰石—石膏法煙氣脫硫技術 該技術以石灰石漿液作為脫硫劑,在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌,使煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣,同時向吸收塔的漿液中鼓入空氣,強制使亞硫酸鈣轉化為硫酸鈣,脫硫劑的副產品為石膏。該系統包括煙氣換熱系統、吸收塔脫硫系統、脫硫劑漿液制備系統、石膏脫水和廢水處理系統。由於石灰石價格便宜,易於運輸和保存,因而已成為濕法煙氣脫硫工藝中的主要脫硫劑,石灰石—石膏法煙氣脫硫技術成為優先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。該法脫硫效率高(大於95%),工作可靠性高,但該法易堵塞腐蝕,脫硫廢水較難處理。具體原理如下:
1.SO2和SO3的吸收 SO2十H2O→H++HSO3- ;SO3十H2O→H2SO4
SO2和SO3吸收的關鍵是提高其他水中的溶解度,PH值越高,水的表面積越大,氣相湍流度越高,SO2和SO3的溶解量越大。
2.與石灰石漿液反應 CaCO3十 2H+ +HSO3-→Ca2+十HSO3- + H2O十CO2
CaCO3十H2SO4 → CaSO4+H2O十CO2
3.CaCO3 +2HCl→CaCl2+H2O十CO2 本步驟的關鍵是提高CaCO3的溶解度,PH值越低,溶解度越大。
石灰石-石膏濕法脫硫的優點:
1、工藝成熟,最大單機容量超過1000MW; 2、脫硫效率高≥95%,Ca/S≤1.03; 3、系統運行穩定,可用率≥95%; 4、脫硫劑—石灰石,價廉易得; 5、脫硫副產品—石膏,可綜合利用; 6、建設期間無需停機。
缺點:系統復雜,佔地面積大;造價高,一次性投資大;運行較多、運行費用高,副產品處理問題。
⑵氨法煙氣脫硫技術 該法的原理是採用氨水作為脫硫吸收劑,氨水與煙氣在吸收塔中接觸混合,煙氣中的二氧化硫與氨水反應生成亞硫酸氨,氧化後生成硫酸氨溶液,經結晶、脫水、乾燥後即可製得硫酸氨(肥料)。該法的反應速度比石灰石—石膏法快得多,而且不存在結垢和堵塞現象,但投入較大。
三、問題形成的主要原因及對策
濕法煙氣脫硫技術特別適用於大、中型工業鍋爐煙氣的脫硫除塵,並且還具有設備簡單、易操作、脫硫率高等優點,其中用得最多的是石灰石-石膏法,它主要以技術成熟、適用煤種廣、脫硫率高、脫硫劑來源廣等優點,現已成為我國重點提倡的一種濕法脫硫方法,但在實踐中,存在著結垢堵塞、腐蝕、廢液處理等問題,而要徹底解決這些問題則是改進濕法脫硫技術的核心一環。
(一)結垢堵塞
在濕法煙氣脫硫中,管道與設備是否結垢堵塞,已成為脫硫裝置能否正常運行的關鍵問題,要解決結垢堵塞問題,我們需弄清結垢的機理,以及影響和造成結垢堵塞的因素,然後才能有針對性地從工藝設計、設備結構、操作控制等方面著手解決。
對於造成結垢堵塞的原因,肖文德等人認為主要有如下3種方式:(1)因溶液或料漿中水分蒸發,導致固體沉積;(2)Ca(OH)2或CaCO3沉積或結晶析出,造成結垢;(3)CaSO3或CaSO4從溶液中結晶析出,石膏晶種沉澱在設備表面並生長而造成結垢。但在操作中出現的人為因素也是需重視的原因,如:(1)沒有嚴格按操作規程,加入的鈣質脫硫劑過量,引起洗滌液pH值過高,促進了CO2的吸收,生成過多的CaCO3,CsSO4等沉澱物質;(2)將含塵多的煙氣沒經嚴格除塵就進入吸收塔脫硫。
現在還沒有完善的方法能能絕對地解決此問題。目前,一些常見的防止結垢堵塞的方法有:(1)在工藝操作上,控制吸收液中水分蒸發速度和蒸發量;(2)適當控制料漿的pH值。因為隨pH值的升高,CaSO3溶解度明顯下降。所以料漿的pH越低就越不易造成結垢。但是,若pH值過低,溶液中有較多的CaSO3,易使石灰石粒子表面鈍化而抑制了吸收反應的進行,並且過低還易腐蝕設備,所以漿液的pH值應控制適當,一般採用石灰石漿液時,pH值控制為5.8~6.2;(3)溶液中易於結晶的物質不能過飽和,保持溶液有一定的晶種;(4)在吸收液中加入CaSO4·2H2O或CaSO3晶種來控制吸收液過飽和並提供足夠的沉積表面,使溶解鹽優先沉澱在上面,減少固體物向設備表面的沉積和增長;(5)對於難溶的鈣質吸收劑要採用較小的濃度和較大的液氣化。如:石灰石漿液的濃度一般控制小於15%;(6)嚴格除塵,控制煙氣中的煙塵量;(7)設備結構要作特殊設計,盡量滿足吸收塔持液量大、氣液相間相對速度高、有較大的氣液接觸面積、內部構件少、壓力降小等條件。另外還要選擇表面光滑、不易腐蝕的材料製作吸收設備,在吸收塔的選型方面也應注意。例如:流動床洗滌塔比固定填充洗滌塔不易結垢和堵塞;(8)使用添加劑也是防止設備結垢的有效方法。目前使用的添加劑有CaCl2,Mg(OH)2,已二酸等。
另一種結垢原因是煙氣中的O2將CaSO3氧化成為CaSO4(石膏),並使石膏過飽和。這種現象主要發生在自然氧化的濕法系統中。其控制措施是通過強制氧化和抑制氧化的調節手段。既要將全部CaSO3氧化成為CaSO4,又要使其在非飽和狀態下形成的結晶,可有效地控制結垢。
(二)腐蝕
設備腐蝕的原因十分復雜,它與多種因素有關。如:溶液的溫度、pH值、煤種燃燒狀態、氯離子濃度等。燃煤燃燒過程中除生成SO2以外,還生成少量的SO3,而SO3可與煙氣中的水分(4%~12%)生成硫酸霧。當溫度較低時,硫酸霧凝結成硫酸除著在設備的內壁上,或溶解於洗滌液中,這就是濕法吸收塔及有關設備腐蝕相當嚴重的主要原因。
目前,對濕式脫硫系統各部位合理的選擇防腐材料及在設備內外塗防腐材料是解決腐蝕問題的主要方法。如:經受高溫、腐蝕、磨損較快的部位,可採用麻石、陶瓷或改性高硅鑄鐵;經受中低溫和腐蝕、磨損不嚴重的部位,可採用防腐防磨塗料作表面處理。日本日立公司的防腐措施是:在煙氣再熱器、吸收塔入口煙道、吸收塔煙氣進口段,均採用耐熱玻璃鱗片樹脂塗層,在吸收塔噴淋區採用不銹鋼或碳鋼橡膠襯里。另外可適當控制pH值來避免腐蝕,如:石灰石料漿的pH值一般控制在6.5~6.8。
(三)煙氣脫水
濕法吸收塔在運行過程中,易產生粒徑為10~60μm的「霧」。「霧」不僅含有水分,它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO2等。如不妥善解決,將使煙氣帶水,腐蝕管道和風機,並使風機葉輪粘灰、結垢,引起風機震動,縮短風機使用壽命。因此,濕法除塵必須配置除備的設備,其性能直接影響到濕法煙氣脫硫系統能否連續可靠運行。
除霧器通常由除霧器本體及沖洗系統構成。除霧器本體作用是捕集煙氣中的液滴及少量粉塵,減少煙氣帶水,防止風機振動;沖洗系統是定期沖洗由除霧器葉片捕集的液滴、粉塵,防止葉片結垢,維持系統正常運行。除霧器多設在吸收塔的頂部。通常應設二級除霧器,使得凈化除霧後煙氣中殘余的水分一般不得超過100mg/m3,否則將腐蝕熱交換器、煙道和風機。
(四)廢水的處理
鹼液吸收煙氣中的SO2後,主要生成含有煙塵、硫酸鹽、亞硫酸鹽等的呈膠體懸浮狀態的廢渣液,其pH值低於5.7,呈弱酸性。所以,這類廢水必須適當處理,達標後才能外排。否則會造成二次污染。廢水的合理處理應該是能回收和綜合利用廢水中的硫酸鹽類,使廢物資源化。如:日本和德國由於石膏資源缺乏,所以在濕法石灰石/石灰-石膏法煙氣脫硫中,成功地將廢水中的硫酸鹽類轉化成石膏;也可將廢水中的硫酸鹽類轉化成高濃度高純度的液體SO2,作為生產硫酸的原料。現在,國內外電廠對石灰石-石膏法的脫硫廢水主要以化學處理為主。先將廢水在緩沖池中經空氣氧化,使低價金屬離子氧化成高價(其目的是使金屬離子更易於沉澱去除),然後進入中和池,在中和池中加入鹼性物質石灰乳,使金屬離子在中和池中形成氫氧化物沉澱,部分金屬離子得以去除。但是,還有一些金屬的氫氧化物(如Fe,Cr,Ni)為兩性化合物,隨著pH值的升高,其溶解度反而增大,因而,中和後的廢水通常採用硫化物進行沉澱處理,使廢水中的金屬離子更有效地去除。廢水經反應池形成的金屬硫化物後進入絮凝池,加入一定的混凝劑使細小的沉澱物絮凝沉澱。然後將混凝後的廢水進入沉掌政池進行固液分離,分離出來的污泥一部分送到污泥處理系統,進行污泥脫水處理,而另一部分則迴流到中和池,提供絮凝的結晶核,沉澱池出水的pH值較高,需進行處理達標後才能排放。
四、結語
目前,我國中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫大部分已採用濕式脫硫,但目前它還存在一些問題,嚴重的影響它的總體效率及利用范圍,所以找出合理的方法來解決這些問題勢在必行。
(一)對於設備的結垢堵塞問題,主要以提供沉積表面、精簡設備內部構件和使用添加劑來防止。
(二)對於腐蝕問題,則主要以改善設備的材料來考慮。
(三)對於脫硫廢水的處理問題,主要是防止二次污染。首先應分離出廢水中的有用物質,如將其中的硫轉化為硫磺或石膏等,廢水經處理後再回用。
脫硝
1、SCR(選擇性催化還原脫硝)技術:
SCR 是目前最成熟的煙氣脫硝技術, 它是一種爐後脫硝方法, 最早由日本於 20 世紀 60~70 年代後期完成商業運行, 是利用還原劑(NH3, 尿素)在金屬催化劑作用下, 選擇性地與 NOx 反應生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化, 故稱為「 選擇性」 。選擇性非催化還原法是一種不使用催化劑,在 850~1100℃溫度范圍內還原NOx的方法。最常使用的葯品為氨和尿素。氨氣作為脫硝劑被噴入高溫煙氣脫硝裝置中,在催化劑的作用下將煙氣中NOx 分解成為N2和H2O,其反應公式如下:
4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O ; NO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O ;
一般通過使用適當的催化劑,上述反應可以在200 ℃~450 ℃的溫度范圍內有效進行, 在NH3 /NO = 1的情況下,可以達到80~90%的脫硝效率。 煙氣中的NOx 濃度通常是低的,但是煙氣的體積相對很大,因此用在SCR裝置的催化劑一定 是高性能。因此用在這種條件下的催化劑一定滿足燃煤鍋爐高可靠性運行的要求。一般來說,SNCR脫硝效率對大型燃煤機組可達 25%~40% ,對小型機組可達 80%。由於該法受鍋爐結構尺寸影響很大,多用作低氮燃燒技術的補充處理手段。其工程造價低、布置簡易、佔地面積小,適合老廠改造,新廠可以根據鍋爐設計配合使用。
2、SNCR(選擇性非催化還原脫硝)技術
SNCR脫硝技術原理
SNCR工藝以爐膛作為反應器,是目前舊機組脫硝技術改造時主要採用的脫硝技術。一般可獲得30%~50%的NOx脫除率,所用的還原劑一般為氨、氨水和尿素等。由於尿素比氨具有更好的鍋爐內分布性能,且尿素是一般化學葯品,運輸存儲簡單安全、貨源易得,而氨屬於危險化學葯品,SNCR一般採用尿素作為還原劑。選擇性非催化還原(SNCR)脫除NOx技術是把含有NHx基的還原劑,噴入爐膛,該還原劑迅速熱分解成NH3選擇性地與煙氣中的NOx反應生成N2、CO2、H2O等無害氣體。
流程說明:將滿足要求的尿素固體顆粒卸至尿素儲料倉,由計量給料裝置進入配液池,在加熱的條件下,用工藝水將尿素固體顆粒配製成尿素溶液,經配料輸送泵送至溶液儲罐,儲罐中的尿素溶液通過加壓泵和輸送管道送到爐前噴射系統,經布置在鍋爐四周的霧化噴嘴噴入爐膛900~1100℃的溫度區域。儲罐輸出的尿素溶液,可和工藝水混合配製成不同濃度的尿素溶液以滿足鍋爐不同負荷的要求;噴嘴可布置多層以滿足不同溫度區域的要求。適用范圍:新建、擴建、改建機組或現役的舊機組,受場地限制,要求脫硝效率不太高的機組。
SNCR工藝特點:
以爐膛作為反應器,不需要催化劑,投資運行成本較低;
脫硝效率中等,一般為30%--50%,與低氮燃燒技術組合效果更好,可達到70%的脫硝率;
造成空氣預熱器和靜電除塵器的堵塞和腐蝕比SCR低。
Ⅲ 寫出濕法脫硫總的化學方程式,並說明濕法脫硫有何特點
總的化學方程式:
1、SO₂+H₂O→H₂SO₃;
2、CaCO₃+H₂SO₃→CaSO₃+CO₂+H₂O;
3、CaSO₃+1/2O₂→CaSO₄;
4、CaSO₃+H2SO₃→Ca(HSO₃)。
濕法脫硫,特點是脫硫系統位於煙道的末端、除塵器之後,脫硫過程的反應溫度低於露點,所以脫硫後的煙氣需要再加熱才能排出。由於是氣液反應,其脫硫反應速度快、效率高。
(3)脫硫廢水如何通過氣液比計算擴展閱讀
該工藝與廢棄方法的區別在於吸收塔漿液中注入空氣,迫使CaSO₃氧化為CaSO₄(石膏),脫硫副產物為石膏。同時,採用吹風方式生產的漿液更加均勻,脫硫率容易達到90%,結垢堵塞容易控制。
自20世紀80年代以來,石灰石以其價格低廉、易運輸、易保存等優點成為石膏生產過程中的主要脫硫劑。目前,石灰石/石膏強制氧化系統已成為國內外火電廠在選擇煙氣脫硫設備時首選的濕法煙氣脫硫工藝。
Ⅳ 煙氣脫硫的工藝方法
世界上普遍使用的商業化技術是鈣法,所佔比例在90%以上。按吸收劑及脫硫產物在脫硫過程中的干濕狀態又可將脫硫技術分為濕法、干法和半干(半濕)法。濕法FGD技術是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態下脫硫和處理脫硫產物,該法具有脫硫反應速度快、設備簡單、脫硫效率高等優點,但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及易造成二次污染等問題。干法FGD技術的脫硫吸收和產物處理均在干狀態下進行,該法具有無污水廢酸排出、設備腐蝕程度較輕,煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化後煙溫高、利於煙囪排氣擴散、二次污染少等優點,但存在脫硫效率低,反應速度較慢、設備龐大等問題。半干法FGD技術是指脫硫劑在乾燥狀態下脫硫、在濕狀態下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在濕狀態下脫硫、在干狀態下處理脫硫產物(如噴霧乾燥法)的煙氣脫硫技術。特別是在濕狀態下脫硫、在干狀態下處理脫硫產物的半干法,以其既有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的優點,又有干法無污水廢酸排出、脫硫後產物易於處理的優勢而受到人們廣泛的關注。按脫硫產物的用途,可分為拋棄法和回收法兩種。
目前,國內外常用的煙氣脫硫方法按其工藝大致可分為三類:濕式拋棄工藝、濕式回收工藝和乾式工藝。其中變頻器在設備中的應用為節約能源做出了巨大貢獻。 乾式煙氣脫硫工藝
該工藝用於電廠煙氣脫硫始於80年代初,與常規的濕式洗滌工藝相比有以下優點:投資費用較低;脫硫產物呈干態,並和飛灰相混;無需裝設除霧器及再熱器;設備不易腐蝕,不易發生結垢及堵塞。其缺點是:吸收劑的利用率低於濕式煙氣脫硫工藝;用於高硫煤時經濟性差;飛灰與脫硫產物相混可能影響綜合利用;對乾燥過程式控制制要求很高。 噴霧乾式煙氣脫硫工藝
噴霧乾式煙氣脫硫(簡稱干法FGD),最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發的脫硫工藝,70年代中期得到發展,並在電力工業迅速推廣應用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧乾燥塔中與煙氣接觸,石灰漿液與SO2反應後生成一種乾燥的固體反應物,最後連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進行了旋轉噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗,取得了一些經驗,為在200~300MW機組上採用旋轉噴霧干法煙氣脫硫優化參數的設計提供了依據。 粉煤灰乾式煙氣脫硫技術
日本從1985年起,研究利用粉煤灰作為脫硫劑的乾式煙氣脫硫技術,到1988年底完成工業實用化試驗,1991年初投運了首台粉煤灰乾式脫硫設備,處理煙氣量644000Nm/h。其特點:脫硫率高達60%以上,性能穩定,達到了一般濕式法脫硫性能水平;脫硫劑成本低;用水量少,無需排水處理和排煙再加熱,設備總費用比濕式法脫硫低1/4;煤灰脫硫劑可以復用;沒有漿料,維護容易,設備系統簡單可靠。 FGD工藝
世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機理大同小異,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑,在反應塔中對煙氣進行洗滌,從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史,經過不斷地改進和完善後,技術比較成熟,而且具有脫硫效率高(90%~98%),機組容量大,煤種適應性強,運行費用較低和副產品易回收等優點。據美國環保局(EPA)的統計資料,全美火電廠採用濕式脫硫裝置中,濕式石灰法佔39.6%,石灰石法佔47.4%,兩法共佔87%;雙鹼法佔4.1%,碳酸鈉法佔3.1%。在中國的火電廠、鋼廠,90%以上採用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。但是在中國台灣、日本等脫硫處理較早的國家和地區,基本採用鎂法脫硫,佔到95%以上。
濕式鎂法主要的化學反應機理為:
其主要優點是脫硫效率高,同步運行率高,且其吸收劑的資源豐富,副產品可吸收,商業價值高。目前,鎂法脫硫在日本等煙氣控制嚴格的地區應用較多,尤其最早進行脫硫開發的日本地區有100多例應用,台灣電站有95%以上是用的鎂法。對硫煤要求不高,適應性好。無論是高硫煤還是低硫煤都有很好的脫出率,可達到98%以上。
鎂法脫硫主要的問題是吸收劑單價較高,副產品設備復雜。但是優點是高脫除率,高運行率,副產品經濟效益好等。
濕法FGD工藝較為成熟的還有:海水法;氫氧化鈉法;美國DavyMckee公司Wellman-LordFGD工藝;氨法等。
在濕法工藝中,煙氣的再熱問題直接影響整個FGD工藝的投資。因為經過濕法工藝脫硫後的煙氣一般溫度較低(45℃),大都在露點以下,若不經過再加熱而直接排入煙囪,則容易形成酸霧,腐蝕煙囪,也不利於煙氣的擴散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統。目前,應用較多的是技術上成熟的再生(回轉)式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價格較貴,占整個FGD工藝投資的比例較高。近年來,日本三菱公司開發出一種可省去無泄漏型的GGH,較好地解決了煙氣泄漏問題,但價格仍然較高。前德國SHU公司開發出一種可省去GGH和煙囪的新工藝,它將整個FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內,利用電廠循環水余熱來加熱煙氣,運行情況良好,是一種十分有前途的方法。
Ⅳ 目前脫硫脫硝的方法有哪些,分別是什麼
脫硫脫硝的方法,總結了六種:
1)活性炭法
該工藝主體設備是一個類似於超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器內,煙氣中的SO2被氧化成SO3並溶於水中,產生稀硫酸氣溶膠,隨後由活性炭吸附。向吸附塔內注入氨,氨與NOx在活性炭催化還原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭可進入脫附器中加熱再生。
2)SNOx(WSA-SNOx)法
WSA-SNOx法是濕式洗滌並脫除NOx技術。在該工藝中煙氣首先經過SCR反應器,NOx在催化劑作用下被氨氣還原為N2,隨後煙氣進入改質器中,SO2在此被固相催化劑氧化為SO3,SO3經過煙氣再熱器GGH後進入WSA冷凝器被水吸收轉化為硫酸。
3)NOxSO法
在電除塵器下游設置流化床吸收塔,用硫酸鈉浸漬過的γ-Al2O3圓球作為吸收劑,吸收劑吸收NOx、SO2後,在高溫下用還原性氣體(CO、CH4等)進行還原,生成H2S和N2。
4)高能粒子射線法
高能粒子射線法包括電子束(EBA)工藝和等離子體工藝,原理是利用高能粒子(離子)將煙氣中的部分分子電離,形成活性自由基和自由電子等,氧化煙氣中的NOx。這種技術不僅能去除煙氣中的NOx和SO2,還能同時去除重金屬等物質。
5)濕式FGD加金屬螯合物法
仲兆平等發明了噴射鼓泡法用煙氣脫硫脫硝吸收液,包括石灰或石灰石漿液、占石灰或石灰石漿液0.05%~0.5%(質量分數)的水溶性有機酸和占石灰或石灰石漿液0.03%~0.3%(質量分數)的鐵系或銅系金屬螯合物。
6)氯酸氧化法
由於氯酸的強氧化性,採用含有氯酸的氧化吸收液可以同時脫硫脫硝,脫硫率可達98%,脫硝率達95%以上,還可以脫除有毒的微量金屬元素。除了採用氯酸脫硫脫硝外,採用NaClO3/NaOH同時脫除SO2和NOx也獲得較好的效果。
Ⅵ 脫硫除塵器的廢水怎麼處理
脫硫廢水包括廢水處理、加葯、污泥處理3個分系統。廢水通過管路流入中和箱版,同時權按比例加入制備合格的石灰漿液,將中和箱pH調整到9.2+0.3,此pH范圍適合大多數重金屬離子的沉澱。並非所有重金屬可通過與石灰漿作用形成很好的沉澱,其中主要是鎘和汞。因此,需要在沉降箱中按比例加入重金屬沉澱劑有機硫化物(TMTl5)。為了提高沉降效果,需向絮凝箱中按比例加入絮凝劑硫酸氯化鐵(FeC1SO),使氫氧化物、化合物及其它固形物從廢水中沉澱出來。為了讓絮凝後的廢水中產生的細小礬花積聚成大顆粒,以便於廢水進入澄清池後更快的沉降,在絮凝箱出口管路上添加助凝劑聚丙烯醯胺(PAM)。加葯混合反應後的廢水在重力作用下流入澄清池,進行固液分離。澄清池出水在出水箱中通過添加HC1將pH調整為標准要求的范圍(6~9)內排放。為了促進反應和後續反應箱中絮凝粒子的形成,在中和箱中加入澄清池中迴流的少量恆定量的接觸泥漿。剩餘污泥周期性地利用高壓偏心螺桿給料泵輸送至板框壓濾機進行脫水處理,泥餅外運。
Ⅶ 濕法脫硫技術的原理、工藝流程等
濕法脫硫工藝技術原理、流程:
煙氣進入脫硫裝置的濕式吸收塔,與自上而下噴淋的鹼性石灰石漿液霧滴逆流接觸,其中的酸性氧化物SO2以及其他污染物HCL、HF等被吸收,煙氣得以充分凈化;吸收SO2後的漿液反應生成CaSO3,通過就地強制氧化、結晶生成CaSO4•2H2O,經脫水後得到商品級脫硫副產品—石膏,最終實現含硫煙氣的綜合治理。
(7)脫硫廢水如何通過氣液比計算擴展閱讀:
技術優勢:
1集消煙、脫硫、脫氮、除塵、脫水一體化同時完成的技術設計,結構簡單緊湊、工藝流程合理,內部不易結垢堵塞,煙氣不帶水設計;
2設備內部有效面積使用率達100%設計,用煙塵在整個凈化過程中全部完全溶於鹼性水溶液,達到高效傳質的效果;
3應用高效外濺噴射霧化設計,設備內部無易損件設計,保證最高效的脫硫與除塵;
4構成煙氣與鹼性溶液最充分的傳質過程、以保證達到最高效的脫硫與除塵;
5製造材料可選用天然耐磨蝕的花崗石製成,解決了環保設備長期以來不耐磨、不抗腐蝕、壽命短等缺點;
6保證一定的液氣化、穩定的二氧化硫吸收速率、控制ph值在10左右25%的稀鹼液作為二氧化硫吸收劑。不易揮發、損失小,實現脫硫效率高、效果穩定,還有效地解決了設備內部積灰、結垢問題;
7設備內部暢通的煙氣通道設計、煙氣走向沒有死角,降低煙氣熱態阻力,保證設計工況下的效果,不影響鍋爐等燃燒設備的運行;
8簡易高效的循環雙鹼法脫硫原理,充分利用了工廠生產的廢鹼液、以廢治廢、綜合利用、降低運行成本、鹼性水閉路循環使用、廢水利用率100%、實現無二次廢水污染排放
Ⅷ 石灰石脫硫原理
石灰石濕法煙氣脫硫原理
(1)物理吸收的基本原理
氣體吸收可分為物理吸收和化學吸收兩種。如果吸收過程不發生顯著的化學反應,單純是被吸收氣體溶解於液體的過程,稱為物理吸收,如用水吸收SO2。物理吸收的特點是,隨著溫度的升高,被吸氣體的吸收量減少。
物理吸收的程度,取決於氣--液平衡,只要氣相中被吸收的分壓大於液相呈平衡時該氣體分壓時,吸收過程就會進行。由於物理吸收過程的推動力很小,吸收速率較低,因而在工程設計上要求被凈化氣體的氣相分壓大於氣液平衡時該氣體的分壓。物理吸收速率較低,在現代煙氣中很少單獨採用物理吸收法。
(2)化學吸收法的基本原理
若被吸收的氣體組分與吸收液的組分發生化學反應,則稱為化學吸收,例如應用鹼液吸收SO2。應用固體吸收劑與被吸收組分發生化學反應,而將其從煙氣中分離出來的過程,也屬於化學吸收,例如爐內噴鈣(CaO)煙氣脫硫也是化學吸收。
在化學吸收過程中,被吸收氣體與液體相組分發生化學反應,有效的降低了溶液表面上被吸收氣體的分壓。增加了吸收過程的推動力,即提高了吸收效率又降低了被吸收氣體的氣相分壓。因此,化學吸收速率比物理吸收速率大得多。
物理吸收和化學吸收,都受氣相擴散速度(或氣膜阻力)和液相擴散速度(或液膜阻力)的影響,工程上常用加強氣液兩相的擾動來消除氣膜與液膜的阻力。在煙氣脫硫中,瞬間內要連續不斷地凈化大量含低濃度SO2的煙氣,如單獨應用物理吸收,因其凈化效率很低,難以達到SO2的排放標准。因此,煙氣脫硫技術中大量採用化學吸收法。用化學吸收法進行煙氣脫硫,技術上比較成熟,操作經驗比較豐富,實用性強,已成為應用最多、最普遍的煙氣脫硫技術。
(3)化學吸收的過程
化學吸收是由物理吸收過程和化學反應兩個過程組成的。在物理吸收過程中,被吸收的氣體在液相中進行溶解,當氣液達到相平衡時,被吸收氣體 的平衡濃度,是物理吸收過程的極限。被吸收氣體中的活性組分進行化學反應,當化學反應達到平衡時,被吸收氣體的消耗量,是化學吸收過程的極限。這里用Ca(OH)2溶液吸收SO2加以說明。
SO2(氣體)
||
SO2(液體)+Ca(OH)2 → CaSO3+H2O
←
化學吸收過程中,被吸收氣體的氣液平衡關系,即應服從相平衡關系,又應服從化學平衡關系。
(4)化學吸收過程的速率及過程阻力
化學吸收過程的速率,是由物理吸收的氣液傳質速度和化學反應速度決定的。化學吸收過程的阻力,也是由物理吸收氣液傳質的阻力和化學反應阻力決定的。
在物理吸收的氣液傳質過程中,被吸收氣體氣液兩相的吸收速率,主要取決於氣相中被吸收組分的分壓,和吸收達到平衡時液相中被吸收組分的平衡分壓之差。此外,也和傳質系數有關,被吸收氣體氣液兩相間的傳質阻力,通常取決於通過氣膜和液膜分子擴散的阻力。
煙氣脫硫通常是在連續及瞬間內進行,發生的化學反應是極快反應、快反應和中等速度的反應,如NaOH、Na2CO3、和Ca(OH)2等鹼液吸收SO2。為此,被吸收氣體氣液相間的傳質阻力,遠較該氣體在液相中與鹼液進行反應的阻力大得多。對於極快不可逆反應,吸收過程的阻力,其過程為傳質控制,化學反應的阻力可忽略不計。例如,應用鹼液或氨水吸收SO2時,化學吸收過程為氣膜控制,過程的阻力為氣膜傳質阻力。
液相中發生的化學反應,是快反應和中等速度的反應時,化學吸收過程的阻力應同時考慮傳質阻力和化學反應阻力。
(5)鹼液濃度對傳質速度的影響
研究得出,應用鹼液吸收酸性氣體時,鹼液濃度的高低對化學吸收的傳質速度有很大的影響。當鹼液的濃度較低時,化學傳質的速度較低;當提高鹼液濃度時,傳質速度也隨之增大;當鹼液濃度提高到某一值時,傳質速度達到最大值,此時鹼液的濃度稱為臨界濃度;當鹼液濃度高於臨界濃度時傳質速度並不增大。
為此,在煙氣脫硫的化學吸收過程中,當應用鹼液吸收煙氣中的SO2時,適當提高鹼液的濃度,可以提高對SO2的吸收效率。但是,鹼液的濃度不得高於臨界濃度。超過臨界濃度之後,進一步提高鹼液的濃度,脫硫效率並不能提高。可以得出,在煙氣脫硫中,吸收SO2的鹼液濃度,並非愈高愈好。鹼液的最佳濃度為臨界濃度,此時脫硫效率最高。
(6)主要化學反應
在濕法煙氣脫硫中,SO2和吸收劑的主要化學反應如下
(7)同水的反應
SO2溶於水形成亞硫酸
H2O+SO2 ——→ H2SO3 ——→ H+HSO3 ——→ 2H+ + SO32
←—— ←—— ←——
溫度升高時,反應平衡向左移動。
(8)同鹼反應
SO2及易與鹼性物質發生化學反應,形成亞硫酸鹽。鹼過剩時生成正鹽;SO2過剩時形成酸式鹽。
2MeOH+SO2 —→Me2SO3+H2O
Me2SO3+SO2+H2O —→ 2MeHSO3
Me2SO3+MeOH —→ Me2SO4+H2O
亞硫酸鹽不穩定,可被煙氣中殘留的氧氣氧化成硫酸鹽:
Me2SO3+1/2O2—→MeSO4
(9)同弱酸鹽反應
SO2易同弱酸鹽反應生成亞硫酸,繼之被煙氣中的氧氣氧化成穩定的硫酸鹽。如同石灰石反應:
CaCO3+SO2+1/2H2O —→CaSO3•1/2H2O+CO2↑
2CaSO3•1/2H2O+O2+3H2O —→2CaSO4•2H2O
(10)同氧化劑反應
SO2同氧化劑反應生成SO3
SO2+1/2O2 催化劑 SO3
—————→
在催化劑的作用下,可加速SO2氧化成SO3的反應。在水中,SO2經催化劑作用被迅速氧化成SO3,並生成H2SO4:
SO2+1/2O+H2O 催化劑 H2SO4
—————→
1.6.5 同金屬氧化物的反應
金屬氧化物,如MgO、ZnO、MnO、CuO等,對SO2均有吸收能力,然後再用加熱的方法使吸收劑再生,並得到高濃度的SO2。這里以MgO為例加以說明:
MgO+H2O —→Mg(OH)2
Mg(OH)2+SO2+5H2O —→MgSO3•6H2O
MgSO3•6H2O △ MgSO3+6H2O↑
———→
MgSO3 △ MgO+SO2
———→
吸收劑再生後可循環使用,並可回收SO2,達到高濃度的氣態SO2。經液化後得到液態SO2。
希望我的回答能對您有所幫助
Ⅸ 影響濕法脫硫效率的主要因素有哪些!求高人!!
脫硫效率:煙氣脫硫系統脫除SO2的能力,在數值上等於單位時間內煙氣脫硫系統脫除得SO2量與進入脫硫系統時煙氣中得SO2量之比。
主要因素為:除去的二氧化硫的含量等。
濕法脫硫,特點是脫硫系統位於煙道的末端、除塵器之後,脫硫過程的反應溫度低於露點,所以脫硫後的煙氣需要再加熱才能排出。由於是氣液反應,其脫硫反應速度快、效率高、脫硫添加劑利用率高,如用石灰做脫硫劑時,當Ca/S=1時,即可達到90%的脫硫率,適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是,濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題,初投資大,運行費用也較高。
濕法脫硫大致可以分為以下兩種:
1、石膏法
該技術與拋棄法的區別在於向吸收塔的漿液中鼓入空氣,強制使CaSO3都氧化為CaSO4(石膏),脫硫的副產品為石膏。同時鼓入空氣產生了更為均勻的漿液,易於達到90 %的脫硫率,並且易於控制結垢與堵塞。由於石灰石價格便宜,並易於運輸與保存,因而自8 0年代以來石灰石已經成為石膏法的主要脫硫劑。當今國內外選擇火電廠煙氣脫硫設備時,石灰石/石膏強制氧化系統成為優先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。
石灰石/石膏法的主要優點是:適用的煤種范圍廣、脫硫效率高(有的裝置Ca/S=1時,脫硫效率大於90%)、吸收劑利用率高(可大於90%)、設備運轉率高(可達90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的煙氣脫硫工藝)、脫硫劑—石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石/石膏法的缺點也是比較明顯的:初期投資費用太高、運行費用高、佔地面積大、系統管理操作復雜、磨損腐蝕現象較為嚴重、副產物—石膏很難處理(由於銷路問題只能堆放)、廢水較難處理。
2、拋棄法
以石灰石或石灰的漿液作脫硫劑,在吸收塔內對SO2煙氣噴淋洗滌,使煙氣中的SO2反應生成CaSO3和CaSO4,這個反應關鍵是Ca2+的形成。石灰石系統Ca2+的產生與H+的濃度和CaCO3的存在有關;而在石灰系統中,Ca2+的生產與CaO的存在有關。石灰石系統的最佳操作PH值為5.8—6.2,而石灰系統的最佳PH值約為8。
Ⅹ 濕法脫硫的發展
濕法脫硫,特點是脫硫系統位於煙道的末端、除塵器之後,脫硫過程的反應溫度低於露點,所以脫硫後的煙氣需要再加熱才能排出。由於是氣液反應,其脫硫反應速度快、效率高、脫硫添加劑利用率高,如用石灰做脫硫劑時,當Ca/S=1時,即可達到90%的脫硫率,適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是,濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題,初投資大,運行費用也較高。
溶液中進行,吸附劑和脫硫生成物均為濕態;脫硫過程的反應溫度低於露點,脫硫後的煙氣一般需經再加熱才能從煙囪排出。濕法煙氣脫硫過程是氣液反應,其脫硫反應速率快,脫硫效率高,鈣利用率高,在鈣硫比等於1時,可達到90%以上的脫硫效率,適合於大型燃煤電站鍋爐的煙氣脫硫。使用最廣泛的濕法煙氣脫硫技術,主要是石灰石/石灰洗滌法,占整個濕法煙氣脫硫技術的36.7%。它是採用石灰或石灰石的漿液在洗滌塔內吸收煙氣中的SO2並副產石膏的一種方法。其工藝原理是用石灰或石灰石漿液吸收煙氣的SO2,分為吸收和氧化兩個階段。先吸收生成亞硫酸鈣,然後將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣即石膏。