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半干法煙氣脫硫技術(SDFGD)和脫硫技術的發展前景
(一)、半干法煙氣脫硫技術(SDFGD)
半干法煙氣脫硫技術一半干法兼有干法與濕法的一些特點,是脫硫劑在干燥狀態下脫硫在濕態下(如水洗活性炭流程)或者在濕態下脫硫在干狀態下處理脫硫產物(如噴霧干燥法)的煙氣脫硫技術。特別是在濕態下脫硫在干態下處理脫硫產物的半干法,以其既具有濕法脫硫反應、脫硫的優點,又具有干法無污水和廢酸排出、脫硫后產物易于處理的優點。
1、噴霧干燥法(SDA法)
此法是美國JOY公司和丹麥NIRO公司聯合研制的新工藝。自1978年北美安裝了一套工業裝置以來,發展迅猛,已有12個采用。過去SDA法只適合中、低硫煤,現在已研制出適合高硫煤的流程。旋轉噴霧干燥法脫硫是利用噴霧干燥的原理,在吸收劑噴入吸收塔后,一方面吸收劑與煙氣中的二氧化硫發生化學反應生成固體灰渣,另一方面煙氣又將熱量傳遞給吸收劑使之不斷干燥,所以完成反應后的灰渣將以干態形式排出。SDA法關鍵設備是高速旋轉霧化器,通過它將吸收劑漿液霧化成細小霧滴與煙氣進行傳質傳熱反應。其轉速可達15000r/min~20000r/min。轉速與霧化效果及脫硫效率成正比。目前其脫硫效率可達80%~85%,雖然較濕法低,但投資及運行費用也較低,具有較好的經濟性,被譽為20世紀80年代的FGD技術。在為了把它與爐內噴鈣脫硫相區別,把這種方式稱作半干法脫硫。
2、固定床水洗解吸式活性炭吸附法
固定床水洗解吸式活性炭吸附法是一種在日本煉鐵廠和德國的火電廠已有應用的煙氣脫硫技術。工藝的基本原理是利用活性炭的多孔性吸附煙氣中的SO2,SO3,O2,和H2O等成分。
生成的硫酸留在炭的微孔中,被送至器水洗,形成稀硫酸。該工藝的特點是脫硫效率可達左右,可產生稀硫酸等副產品,無二次污染,占地面積少,過程簡單。但就目前而言,該法仍存在活性炭消耗量大、運行費用高等不足之處。
3、GSA脫硫裝置
與干法中循環流化床反應器脫硫工藝思路相近的還有由美國AIRPOL公司與TVA公司合作的GSA(GasSuspensionAbsorption)脫硫裝置。不過GSA脫硫裝置以氫氧化鈣漿液噴射代替了氫氧化鈣粉和水的分別噴射。該工藝基本原理是:先將Ca(OH)2和水混合后,用噴嘴將石灰乳霧化噴入循環吸收室內。石灰乳在反應器內干燥脫硫,并利用循環流化床技術使未反應的Ca(OH)2重新回到反應器內充分利用,提高吸收劑的利用率。該裝置的脫硫效率為90%以上,鈣基吸收劑的利用率較高。
(二)、脫硫技術的發展前景
1、煙道噴鈣脫硫工藝
煙道噴鈣脫硫工藝是指用熟石灰或石灰作為脫硫劑,以粉末或水漿的形式噴入煙道里面。但在此之前要先將煙氣作濕化處理,使的煙氣的溫度與其絕熱飽和的溫度相近,如此才能夠使脫硫的效果達到佳。為了將煙氣中的水分全部蒸發干凈,要設置一段足夠長的煙道,或者使用其它方法來增加煙氣在系統中的滯留時間,從而有利于地進行脫水處理,以此來減少其對除塵器所產生的影響。當然,煙道的長度和寬度受到霧化效果的限制,因而除塵器要有充足的容量來解決由于噴鈣所導致的煙氣中灰塵量的增加。在除塵器吸收到的灰塵中包含著還未來得及反應的熟石灰和原來的飛灰以及還有經過脫硫處理而生成的硫酸鈣和亞硫酸鈣等等。
2、爐內噴鈣與噴霧干燥脫硫合并工藝
噴霧干燥脫硫工藝和爐內噴鈣脫硫工藝的實踐能夠加以結合,從而產生了爐內噴鈣與噴霧干燥這種脫硫工藝。在這種工藝中,先將石灰石噴到爐里面,在爐內將部分硫化物進行脫硫處理,而剩余的石灰石則在爐內被變為CaO,這些CaO被用來當作尾部噴霧干燥脫硫的脫硫劑。爐內噴鈣工藝的優點是投資低,這種技術把爐內噴鈣工藝的優點與整個脫硫裝置系統脫硫的和吸收劑的相結合,比原來兩個工藝分開脫硫的出了一倍。
3、硫化物與NOx的綜合技術
硫化物與NOx的綜合技術是將吸收劑噴射脫硫工藝、液氨選擇性裂解脫硝工藝與除塵工藝巧妙地結合在一起,其工藝工藝流程是先在尾部的煙道中噴入氫CaO和液氨,待其和煙氣的混合部分產生反應之后再通入一個高溫和含催化劑的除塵器中經過一系列反應生成一些亞硫酸鹽,與此同時NOx會被催化分解為的氮氣和水蒸氣并且釋放到空氣中。
燃煤電廠的不同脫硫技術對于工業農業生產效率的提高和環境污染的處理具有重要的意義。現如今我國的脫硫技術雖然有很多種類,但是生產情況不同導致所產生的硫化物和NOx的種類也有所差異,因此所需要選擇的脫硫工藝也有所不同。目前我國的脫硫技術要在現有基礎上繼續優化改進,從而地保護生態環境。