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火電廠新興的煙氣脫硫方法

2016-06-20 08:56:13 環保人   作者: 鶴無聲  

最近幾年,科技突飛猛進,環境問題已提升到法律高度。我國的科技工作者研制出了一些新的脫硫技術,但大多還處于試驗階段,有待于進一步的工業應用驗證。

1.硫化堿脫硫法

由Outokumpu公司開發研制的硫化堿脫硫法主要利用工業級硫化納作為原料來吸收SO2工業煙氣,產品以生成硫磺為目的。反應過程相當復雜,有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質生成,由生成物可以看出過程耗能較高,而且副產品價值低,華南理工大學的石林經過研究表明過程中的各種硫的化合物含量隨反應條件的改變而改變,將溶液pH值控制在5.5—6.5之間,加入少量起氧化作用的添加劑TFS,則產品主要生成Na2S203,過濾、蒸發可得到附加值高的5H0˙Na2S203,,而且脫硫率高達97%,反應過程為:SO2Na2S=Na2S203S。此種脫硫新技術已通過中試,正在推廣應用。

2.膜吸收法

以有機高分子膜為代表的膜分離技術是近幾年研究出的一種氣體分離新技術,已得到廣泛的應用,尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的金美等研究員創造性地利用膜來吸收脫出SO2氣體,效果比較顯著,脫硫率達90%。過程是:他們利用聚丙烯中空纖維膜吸收器,以NaOH溶液為吸收液,脫除SO2氣體,其特點是利用多孔膜將氣體SO2氣體和NaOH吸收液分開,SO2氣體通過多孔膜中的孔道到達氣液相界面處,SO2與NaOH迅速反應,達到脫硫的目的。此法是膜分離技術與吸收技術相結合的一種新技術,能耗低,操作簡單,投資少。

3微生物脫硫技術

根據微生物參與硫循環的各個過程,并獲得能量這一特點,利用微生物進行煙氣脫硫,其機理為:在有氧條件下,通過脫硫細菌的間接氧化作用,將煙氣中的SO2氧化成硫酸,細菌從中獲取能量。

生物法脫硫與傳統的化學和物理脫硫相比,基本沒有高溫、高壓、催化劑等外在條件,均為常溫常壓下操作,而且工藝流程簡單,無二次污染。國外曾以地熱發電站每天脫除5t量的H:S為基礎;計算微生物脫硫的總費用是常規濕法50%。無論對于有機硫還是無機硫,一經燃燒均可生成被微生物間接利用的無機硫SO2,因此,發展微生物煙氣脫硫技術,很具有潛力。四川大學的王安等人在實驗室條件下,選用氧化亞鐵桿菌進行脫硫研究,在較低的液氣比下,脫硫率達98%。

4.火電廠煙氣脫硫新方法——NADs氨肥法

銨溶液分別與硫酸、硝酸、磷酸進行反應,得到硫酸銨、硝酸銨和磷酸銨溶液,再經蒸發、結晶、干燥后。得到商品級的化肥產品;同時得到8%一J0%(體積濃度)的s02和空氣混合物,再經催化氧化(催化劑v:05,si02),s02變為sq,再經濃硫酸吸收后,得到質量濃度為98.3%的商品濃硫酸。值得注意的是,s02氧化為sq是放熱反應,即副產蒸汽。但在現有國外同類技術中s4+變為s6+,需要很大的額外能耗。這是NADS技術一個突出的創新。

與現有同類氨法相比,NADS氨.肥法具有2個突出優點:在確保較高s02吸收率的同時,吸收塔出口煙氣中的N地質量濃度低,小于10mg/L,氨損耗小。NADS技術開發了一個高效率的so:吸收塔,其氣液比大,是其他技術的30—100倍。因此,吸收液循環量很小,能耗低,解決了大型脫硫循環泵的技術難題。NADS技術使用一個多級吸收塔,相當于多個吸收塔串聯,工業上一般為3~5級。

與現有國外的石灰石一石膏法的吸收塔不同,在氨.肥法中,吸收劑NH是從塔的下部加入,而不是從上部加入。最上面加入水。與傳統的氨法脫硫不同,氨.肥法主要以液氨(純度大于99%)為原料,而不是以氨水為原料。因此,在氨胡日法中,氨和水是分別加入吸收塔的。

吸收塔的特點是:從上往下,吸收液質量濃度不斷遞減。一般情況下,最下一級吸收液中亞硫銨質量濃度在30%一50%,視煙氣進口的s02質量濃度而定。最上層吸收液中亞硫銨質量濃度很低,基本小于1%。其優點是在保證SO:吸收率大于95%的同時,出口尾氣中的NH,含量可以控制得很低,小于10mg/L。因此,氨.月B法可很好地避免亞硫銨“氣溶膠”問題。在NADS的吸收塔出口尾氣中,S02質量濃度總是大于NH3質量濃度。因此,亞硫銨氣溶膠以NHI-IS0,存在。

根據美國空氣產品和化學品公司(APcI)70年代的專利,形成亞硫銨氣溶膠的必要條件是:PSO:PNH3KNH4HS04分壓的單位是mmHg,溫度為蘭金單位。根據NADS的操作條件,尾氣中PSO:=10010一=0.016mmng,PNH3=1010=0.0076mmHgPH20=12%=91.2mmHg,可算得形成氣溶膠的最低溫度為20,實際上吸收塔出口尾氣的溫度在50~60氣,高于該專利文獻推薦的操作溫度32~54。此外,尾氣進入再熱器后,溫度將升高到75以上。因此,NADS技術是絕對不會出現亞硫銨“氣溶膠”的。吸收塔的內部構件主要是吸收篩板、分隔板和氣一液分離裝置。




責任編輯: 中國能源網

標簽:脫硫技術, 煙氣脫硫 ,硫化堿脫硫法