半干法烟气脱硫技术研究新进展_赵卷

2003年10月河北工业大学学报october从)1.322003文章编号:0017一3327(2003)05一0081一06半干法烟气脱硫技术研究新进展赵卷’,张少峰’,张占锋2l(.河北工业大学化工学院,天津300130;2.清华大学软件学院,北京100084)摘要:对几种有代表性的半千法脱硫技术进行了简单评述,分析了影响脱硫率和脱硫剂利用率的主要因素.就我国现有半干法烟气脱硫技术做了回顾,指出了半干法脱硫技术存在问题,并对今后半干法脱硫技术的发展趋势进行了简要分析,指出研究投资少,运行费用低,脱硫率和脱硫剂利用率高,副产品可利用,工艺先进,无污染的脱硫工艺和装置是今后半干法脱硫技术的发展趋势.关键词:烟气脱硫;半干法;喷雾;流化床;喷动床;脱硫剂中图分类号:TO02.82文献标识码:A0引言燃煤电厂排放出大量含502的烟气,严重污染了大气环境,导致了酸雨等自然灾害,给人们生产和生活带来了沉重的负担,所以必须采取有力措施控制502排放.控制502污染的途径多种多样,但从技术、成本等综合考虑,今后相当长的一段时间内,仍会以烟气脱硫为主.烟气脱硫的方法归纳起来有3种,即湿法、干法、半干法`IJ.目前,湿法脱硫因其脱硫效率高、技术成熟、系统可靠性高而独占鳌头.但脱硫装置投资大、运行费用高且有二次污染,我国的经济实力使其大规模发展受到了限制.干法脱硫由于其操作简单、初投资低、腐蚀小等优点,特别是水资源日益紧张的情况下,干法脱硫倍受青睐.但钙利用率低,脱硫效率不佳等是现存的主要问题.而半干法烟气脱硫因为不需要固体和废水处理,投资和运行成本低,又具有较高的脱硫率,克服了湿法和干法的缺点,发扬了其长处,为脱硫技术发展提供了一条可行之路.1半干法脱硫技术的种类及特点半干法脱硫反应在气液固三相中进行,利用烟气显热蒸发吸收液中的水分,使最终产物为干粉态`2].反应过程包含了非常复杂的传热和传质过程,包括502在液膜的吸收、液膜内502的电离、离解的502由液膜到反应界面的传递以及吸收剂在吸收剂表面的溶解、溶解的吸收剂或离解的502和钙离子的结合沉淀,以及亚硫酸盐的氧化等环节.1.1喷雾干燥法脱硫典型的半干法脱硫技术是喷雾干燥法脱硫,于20世纪80年代初至中期首先在欧美等国开发成功,并建立了工业示范工程,然后开始推广使用.这种脱硫方法主要应用于中低硫煤的脱硫,在脱硫过程中,利用喷雾干燥的原理,将吸收剂浆液以雾状形式喷入吸收塔内,吸收剂与烟气中的收稿日期:2003一03一15墓金项目:河北省科学技术研究与发展计划项目(02212221D)作者简介:赵卷(197一),女(汉族),硕士生.DOI:10.14081/j.cnki.hgdxb.2003.05.017河北工业大学学报2003年第5期502发生反应,并不断吸收烟气中的热量使物料中的水分蒸发干燥,最后,完成脱硫后的废渣以干态灰渣形式排出.相比湿法脱硫,不需要废水处理装置和烟气再加热装置,且不需要占据大空间,腐蚀小.但需要庞大的制浆系统和良好的雾化喷淋系统且对脱硫剂的要求较高.近十年来,喷雾干燥法在工艺结构上无多大发展,而主要致力于提高吸收剂利用率的研究.方法是采用灰渣再循环、利用添加剂、研制高效吸收剂等`3].1.2循环流化床脱硫循环流化床(icrcula:FiludBed简称cFB)烟气脱硫工艺是由德国鲁奇公司于80年代后期开发的一种新型半干法烟气脱硫技术〔4,.这种技术有两种脱硫工艺:一种是将一定浓度502烟气导入反应器,石灰浆液喷入后,被烟气夹带及流态化,液滴边蒸发边反应,所得的固体颗粒物经旋风除尘后,再回送到反应器继续发生反应.另外一种是将cao粉与水配制成干态CaO()H2粉,喷入循环流化床吸收塔;未处理的烟气,经增压风机加压,从吸收塔底部进入,穿过吸收塔,502与Ca(o)H2反应生成CaSO3,烟气与吸收塔内固体颗粒在吸收塔的顶部,进入除尘器去除灰尘后,烟气进入烟囱排放;除尘器内收集的固体颗粒,一部分作为滤渣排放,一部分进入吸收塔进行再循环.利用循环流化床脱硫反应时间长,钙利用率高,在较低的钙硫比下,可达到与湿法相当的脱硫率、处理后的烟气可直接排出,无需加热、无废水排出,对环境污染小.但脱硫后的产物为caso3、caso;、未反应的cao与飞灰的混合物,综合利用受到一定的限制;流化床烟气脱硫系统的阻力大,烟气一次性经过循环流化床的停留时间短【5,;循环流化床很难流化C类粒子`6,,并且运行的稳定性不是很好.循环流化床烟气脱硫已得到了工业化.近年来的发展主要是致力于和其它技术结合应用,如通入流化介质以提高反应表面积的颗粒一循环流化床半干法烟气脱硫〔7],以及结合烟气悬浮技术而开发的循环悬浮式半干法烟气脱硫技术`刚等.这些脱硫技术无一例外都提高了脱硫率和脱硫剂利用率.1.3半干半湿法