氧化硫的凈化

氨法脫硫2、氨法脫硫工藝以氨溶液吸收SO2時(shí)，吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)為：2NH3＋SO2＋H2O→(NH4)2SO3(NH4)2SO3＋SO2+H2O→2NH4HSO3(NH4)2SO3對(duì)SO2有很強(qiáng)的吸收能力，是氨吸收SO2過(guò)程中的主要吸收劑。氨法的優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)速度快，吸收效率高，不容易結(jié)垢堵塞。①氨-酸法：吸收SO2后的吸收液用酸分解的方法。酸解用酸：硫酸、硝酸和磷酸等，分解產(chǎn)物不同。氨—酸法脫硫工藝由吸收、分解、中和三步。圖5.6氨—酸法凈化SO2流程圖①氨―酸法吸收：SO2在吸收塔內(nèi)與氨水反應(yīng)生成NH4HSO3和(NH4)2SO3分解：吸收液達(dá)到一定濃度時(shí)，抽出部分送至分解工序，加入濃硫酸使(NH4)2SO3、NH4HSO3分解出SO2

，回收SO2制酸或制成液體SO2

。中和：分解工序加入過(guò)量的酸用氨中和，制取硫酸氨，做化肥使用。②氨―亞硫酸銨法a.工作原理氨水作氨源，對(duì)SO2進(jìn)行吸收，也可用固體碳酸氫銨（貯存、運(yùn)輸、使用較方便）。吸收母液經(jīng)中和、分離后，制成固體亞硫酸銨。固體亞硫酸銨用途：可在制漿造紙中代替燒堿，造紙廢液又可作肥料使用。吸收反應(yīng)式：2NH4HCO3+SO2=(NH4)2SO3+H2O+CO2(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3副反應(yīng)：(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4圖5.7氨―亞硫酸銨法工藝流程b.工藝過(guò)程：吸收、中和與分離

海水脫硫工藝氧化硫的凈化海水脫硫工藝一、概念：海水煙氣脫硫工藝是以天然海水為吸收劑來(lái)脫除煙氣中SO2的濕法脫硫技術(shù)。

世界上第一座用海水進(jìn)行火電廠排煙脫硫的裝置是1988年在印度孟買(mǎi)建成的，采用的是ABB的海水脫硫技術(shù)。

中國(guó)第一座海水脫硫工程應(yīng)用在深圳西部電電力有限公司2號(hào)300ＭＷ機(jī)組，1999年投產(chǎn)運(yùn)行。國(guó)產(chǎn)首臺(tái)30萬(wàn)KW海水脫硫深圳西部電廠脫硫海水脫硫工藝二、分類：

1、Flakt-Hydro海水脫硫工藝:

用純海水作為吸收劑的工藝，以挪威ABB公司開(kāi)發(fā)的Flakt-Hydro海水脫硫工藝為代表，有較多的工業(yè)應(yīng)用。

2、Bechtel海水脫硫工藝：

在海水中加入一定量石灰石以調(diào)節(jié)吸收液的堿度，以美國(guó)的Bechtel公司的海水煙氣脫硫技術(shù)為代表，在美國(guó)已建成示范工程，但未推廣應(yīng)用。三、Flakt-Hydro海水脫硫工藝1、工藝脫硫原理

海水脫硫是利用海水的天然堿性溶解和吸收煙氣中SO2，正常海水中含有約3.5%的鹽分，碳酸鹽約占海水中鹽分的0.34%，海水不斷與海底和沿岸的堿性沉淀物接觸來(lái)維持海水中碳酸鹽的平衡，河流不斷地將可溶性的石灰石送入大海，海水中的這種成分具有大量吸收和中和二氧化硫的能力。主要化學(xué)反應(yīng)方程式:

吸收塔中：SO2(g)→SO2(aq)

SO2(aq)+H2O→SO32-+2H+

曝氣池中：SO32-+0.5O2→SO42-

CO32-+H+→HCO3-

HCO3-+H+→H2CO3→H2O+CO2↑2、工藝流程：主要包括煙氣系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)

鍋爐排出的煙氣經(jīng)除塵和冷卻后，從塔底送入吸收塔，有塔頂均勻噴灑的純海水逆向充分接觸混合，海水將煙氣中的SO2吸收生成SO32-。凈化后的煙氣通過(guò)氣-氣換熱器升溫后，經(jīng)煙囪排入大氣。海水恢復(fù)系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)是曝氣池。來(lái)自吸收塔的酸性海水與凝汽器排出的堿性海水在曝氣池中充分混合，同時(shí)通過(guò)曝氣系統(tǒng)向池中鼓入適量的壓縮空氣，使海水中的亞硫酸鹽強(qiáng)制氧化為穩(wěn)定無(wú)害的硫酸鹽，同時(shí)釋放出CO2，使海水的pH值升到6.5以上，達(dá)標(biāo)后排入大海。3、Flakt-Hydro海水脫硫工藝特點(diǎn)：①技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、脫硫率高、設(shè)備投資費(fèi)用低；②不需任何添加劑，避免了石灰石的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸貯存等；③不存在副產(chǎn)品及廢棄物，避免了處理廢棄物及二次污染等問(wèn)題；④運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢和堵塞，具有較高的系統(tǒng)可用率，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較石灰石一石膏濕法低；⑤占地少，投資及運(yùn)行費(fèi)用低，一般投資占電廠投資的7%～8%，全煙氣量處理時(shí)系統(tǒng)電耗占機(jī)組發(fā)電量的1%～1.5%左右。應(yīng)用前景

海水脫硫不需要購(gòu)買(mǎi)石灰石等原料，也不必處理脫硫副產(chǎn)品，因此運(yùn)行費(fèi)用要比石灰石濕法脫硫要低，煙氣海水脫硫工藝與石灰石-石膏工藝相比，具有投資和運(yùn)行費(fèi)用低、不需要吸收劑制備和副產(chǎn)品處理系統(tǒng)、不結(jié)垢等特點(diǎn)，系統(tǒng)也日趨完善。我國(guó)海岸線漫長(zhǎng)，沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，燃煤電廠眾多，海水脫硫應(yīng)用于海濱電廠有著廣闊的市場(chǎng)前景。氧化硫的凈化

石灰/石灰石-石膏法脫硫1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝工藝原理：利用石灰石/石灰漿液洗滌煙道氣，使之與SO2反應(yīng),生成亞硫酸鈣(CaSO3)，脫硫產(chǎn)物亞硫酸鈣可直接拋棄，也可以通空氣強(qiáng)制氧化和加入一些添加劑，以石膏形式進(jìn)行回收，脫硫率達(dá)到95％以上。為了減輕SO2洗滌設(shè)備的負(fù)荷，先要將煙道氣除塵，然后再進(jìn)入洗滌設(shè)備與吸收液發(fā)生反應(yīng)。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝通常石灰/石灰石法由三個(gè)單元組成：

SO2吸收、固液分離、固體處理。工藝流程：排放煙氣→冷卻塔（洗滌、降溫至60℃左右，增濕）→二級(jí)串聯(lián)吸收塔（石灰漿液洗滌脫硫）→除霧→加熱器升溫（140℃左右）→煙囪→排入大氣。1）石灰/石灰石—石膏法脫硫工藝圖5.1石灰—石膏法工藝流程1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝②主要設(shè)備吸收設(shè)備：常用噴淋塔、填料塔、湍球塔、板式塔等，本工藝采用填料塔。氧化塔：回轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速為500~1000r／min，空氣被導(dǎo)入并被撕裂成微細(xì)氣泡，加快氧化速度，氧化效率較高，沒(méi)有料漿堵塞。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝③操作影響因素漿液的pH值：

pH影響結(jié)垢、堵塞和活性鈍化。石灰石操作系統(tǒng)最佳pH值控制為5.8~6.2，石灰系統(tǒng)pH值控制在6~8。吸收溫度：低溫利于吸收吸收，但使反應(yīng)速度變慢，綜合考慮一般在50~70℃。石灰石的粒度：粒度越小，比表面積大，反應(yīng)面積大，提高石灰石的利用率和脫硫率。粒度在200~300目之間。液氣比：優(yōu)化計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，液氣比以15~20L/m3為宜。漿液濃度：漿液濃度過(guò)高易產(chǎn)生堵塞、磨損和結(jié)垢；但較低時(shí)，脫硫率較低，pH值不易控制。一般取10％~15％。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝氧化方式：自然氧化速度慢，強(qiáng)制氧化采用多，鼓入空氣。控制吸收液過(guò)飽和：防止系統(tǒng)結(jié)垢，加入二水硫酸鈣晶種，提供足夠的沉積面積，使溶解鹽優(yōu)先沉淀。吸收劑：石灰石比石灰容易制備，價(jià)格低廉，石灰石的吸收過(guò)程中亞硫酸鈣的氧化速率遠(yuǎn)大于石灰吸收，應(yīng)用更多。添加劑：防止結(jié)垢和堵塞，提高SO2脫除率，常用的添加劑：己二酸、硫酸鎂、氯化鈣等。原因：己二酸與石灰或石灰石反應(yīng)，形成易溶的己二酸鈣，避免結(jié)垢和堵塞。實(shí)際應(yīng)用中1t石灰石加入1~5kg己二酸。1）石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝④操作中主要控制條件分解溫度：石灰石約為765℃，低于此溫度發(fā)生可逆反應(yīng)。白云石約為344℃。脫硫反應(yīng)有效溫度：煙氣溫度低，有利于脫硫反應(yīng)。但溫度低反應(yīng)速度較慢，控制在950~1100℃。MgO與SO2的控制溫度約為800℃。Ca(OH)2與SO2的控制溫度可以更低一些。控制“燒僵”：煅燒溫度過(guò)高，氧化鈣的多孔體變?yōu)槊軐?shí)體。石灰石噴入位置的爐膛溫度應(yīng)該＜1100℃。石灰石的粒度：粒徑＜0.1mm。注意：石灰/石灰石直接噴射法所需設(shè)備少、投資省，但脫硫效率低，反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)沉積，只用在中小鍋爐上。

氨法脫硫氧化硫的凈化3、雙堿法雙堿法是針對(duì)石灰或石灰石法易結(jié)垢和堵塞的問(wèn)題發(fā)展的一種脫硫工藝，又稱鈉堿法。首先采用鈉化合物(NaOH、Na2CO3或Na2SO3)溶液吸收煙氣中的SO2，生成Na2CO3和NaHSO3，接著用石灰或石灰石使吸收液再生為鈉溶液，并生成亞硫酸鈣或硫酸鈣沉淀。可避免鈣鹽結(jié)垢堵塞的問(wèn)題，脫硫效率可達(dá)90%以上。雙堿法凈化SO2工藝流程1-吸收塔；2-噴淋裝置；3-除霧裝置；4-吸收液槽；5-緩沖器；6-濃縮池；7-過(guò)濾機(jī)；8-Na2CO3吸收液槽；9-石灰倉(cāng)；10-中間倉(cāng)；11-熟化器1）反應(yīng)過(guò)程吸收反應(yīng)為：2）

操作要點(diǎn)

吸收液濃度一般控制濃度范圍在0.15~0.4mol/L范圍內(nèi)。結(jié)垢問(wèn)題原因及控制：SO42+與Ca2+產(chǎn)生石膏結(jié)垢，保持石膏濃度在其臨界飽和度值1.3以下，即可避免；吸收煙氣中CO2形成碳酸鹽結(jié)垢，洗滌液pH＜9，可避免。硫酸鈉的去除硫酸鹽在系統(tǒng)中積聚，降低洗滌效率，可采用硫酸鹽苛化的方法或采用硫酸化使其變換為石膏去除。優(yōu)點(diǎn)：吸收效率高，脫硫率＞90%，不易結(jié)垢和堵塞；缺點(diǎn)：亞硫酸鈉的氧化形成硫酸鈉，降低了產(chǎn)品質(zhì)量。氧化硫的凈化

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥煙氣脫硫工藝旋轉(zhuǎn)噴霧干燥煙氣脫硫工藝（濕-干法）

工作過(guò)程：將石灰或Na2CO3等制成的漿液噴入霧化干燥反應(yīng)器，霧化后的堿性液滴吸收煙氣中SO2，同時(shí)煙氣的熱量使液滴干燥形成石膏固體顆粒，再用袋式除塵器將固體顆粒分離。Ca(OH)2吸收SO2的總反應(yīng)為：

Ca(OH)2＋SO2＋H2O→CaSO3·2H2OCaSO3·2H2O＋1/2O2→CaSO4·2H2O旋轉(zhuǎn)噴霧干燥煙氣脫硫工藝

工藝包括吸收劑制備、吸收和干燥、固體捕集以及固體廢物處置四個(gè)主要過(guò)程。圖5.3噴霧干燥法煙氣脫硫工藝流程①吸收劑制備石灰：活化氧化鈣含量為80%~90%是最好的；②吸收和干燥含SO2煙進(jìn)入噴霧干燥器后，立即與霧化的漿液混合，氣相中SO2迅速溶解，并與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)，煙氣預(yù)熱使液相水分蒸發(fā)，并將水分蒸發(fā)后的殘留固體顆粒干燥。③固體捕集最后產(chǎn)物：飛灰、硫酸鈣、亞硫酸鈣以及過(guò)剩的氧化鈣。成分構(gòu)成為：飛灰64%~79%；CaSO3·2H2O：14%~24%；CaSO4·2H2O：2.1%~4%；Ca(OH)2：1.2%~5%。袋式除塵器用于捕集干化固體，其原因在于收集濾袋表面的固體中未反應(yīng)的堿類物質(zhì)能夠與煙氣中SO2繼續(xù)反應(yīng)。④固體廢物處置對(duì)于石灰系統(tǒng)，當(dāng)固體廢物中未反應(yīng)的吸收劑量小于5%時(shí)，固體廢物是無(wú)害的，可采用與飛灰相同的處置辦法；但于鈉系統(tǒng)，應(yīng)采取謹(jǐn)慎措施減小廢物的浸出率。氧化硫的凈化

循環(huán)流化床脫硫工藝循環(huán)流化床脫硫工藝（半干法）（CFB-FGD）工藝由石灰制備系統(tǒng)、脫硫反應(yīng)系統(tǒng)和收塵引風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)成。循環(huán)流化床脫硫工藝采用干態(tài)的消石灰作為吸收劑。首先將CaO粉通過(guò)消化器生產(chǎn)Ca（OH）2后噴入CFB反應(yīng)器內(nèi)，廢煙氣經(jīng)過(guò)預(yù)除塵后由反應(yīng)器底部通過(guò)文丘里加速器進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)與Ca（OH）