1脫硫工藝比較
目前,主要用於煙氣脫硫的工藝可分為三類:幹法、半幹法和濕法。
1.1幹法
幹法脫硫是壹種傳統工藝,脫硫率低(< 50%),工業應用較少。
1.2半幹法
半幹法中廣泛采用塔內噴補法,即將石灰制成石灰漿,SO2在塔內吸收。但由於石灰溶解SO2的速度較慢,噴鈣反應效率較低,Ca/S比較高,壹般在1.5以上(壹般溫度脫硫為0.9 ~ 1.2)。應用不多。
1.3濕法
濕法脫硫是目前應用最廣泛的脫硫方法,占總脫硫量的80%。擴散脫硫可分為石灰石/石灰法、氨法、鈉堿法、鈉鈣雙堿法、金屬氧化物法、堿性硫酸鋁法等。其中比較常用的有金屬氧化物中的石灰石/石灰法、氨法、鈉堿法、鈉鈣雙堿法、氧化鎂法。
1.3.1石灰石/石灰法
石灰石法是將石灰石粉碎成200 ~ 300目大小的石灰粉,制成石灰漿,在吸收塔內通過噴霧霧化使其與煙氣接觸,從而達到脫硫的目的。該工藝需要配備石灰石制粉系統和石灰石制粉漿液系統。由於石灰石活性低,需要增加吸收液的噴淋量,提高液氣比才能保證足夠的脫硫效率,因此運行成本高。石灰法用石灰粉代替石灰石,石灰的活性比石灰石高得多,可以提高脫硫效率。石灰法的主要問題是易在塔內結垢,造成氣液接觸器(噴嘴或塔盤)堵塞。
1.3.2鈉堿法
鈉堿法利用碳酸鈉或氫氧化鈉等堿性物質吸收煙氣中的SO2,可產生高濃度的SO2氣體或副產Na2SO3。它具有不揮發、溶解度高、活性高、不堵塞吸收系統的優點,適用於煙氣中SO2濃度高的廢氣的SO2吸收處理。但也存在副產物回收難、投資大、運行費用高等缺點。
1.3.3氨法
氨法利用氨水作為SO2的吸收劑,SO2與NH3反應生成亞硫酸銨、亞硫酸氫銨和部分氧化生成的硫酸銨。根據吸收液再生方法的不同,氨法可分為氨-酸法、氨-亞硫酸銨法和氨-硫酸銨法。
氨法的主要優點是脫硫效率高(與鈉堿法相同),副產物可作為農用肥料。
由於氨易揮發,吸收劑消耗增加,脫硫劑利用率不高;脫硫對氨水的濃度有壹定的要求。氨水濃度過低,不僅影響脫硫效率,還會使水循環系統龐大,增加運行成本。濃度的增加必然導致蒸發量的增加,對工作環境產生影響。而且氨容易與凈化後的煙氣中的SO2反應形成氣溶膠,使煙氣無法達標排放。
氨法回收工藝難度也大,投資成本高。需要配備制酸系統或結晶回收裝置(需要配備中和劑、結晶器、脫水器、幹燥器等。).系統復雜,設備多樣,管理維護要求高。
1.3.4金屬氧化物法
常用的金屬氧化物法是氧化鎂法。氧化鎂和二氧化硫反應生成亞硫酸鎂和硫酸鎂。他們可以通過煆燒再次分解氧化鎂,同時回收純的SO2氣體。脫硫劑可以循環使用。由於氧化鎂的活性比石灰水高,脫硫效率也比石灰法高。其缺點是氧化鎂回收過程需要煆燒,工藝復雜。但如果直接采用處置方式,鎂鹽會導致二次汙染,整體運行成本較高。
1.3.5鈉鈣雙堿法
鈉鈣雙堿法(Na2CO3/Ca(OH)2)是石灰法和鈉堿法的結合。鈉鹽易溶於水,使SO2在吸收塔中被鈉堿吸收,吸收後的脫硫液在再生罐中用較便宜的石灰再生,使鈉離子得以回收。
該工藝結合了石灰法和鈉堿法的特點,既解決了石灰法塔內易結垢的問題,又具有鈉堿法吸收效率高的優點。
脫硫的副產物是亞硫酸鈣或硫酸鈣(氧化後)。亞硫酸鈣與合成樹脂結合可以產生壹種新的復合材料,稱為鈣塑;或氧化制成石膏;或者直接與粉煤灰混合,可以增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作為鋪路底墊材料的強度。與氧化鎂法相比,鈣鹽沒有汙染,所以不會產生廢渣的二次汙染。