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火力发电厂烟气脱硫技术发展现状与7种脱硫技术分析

北极星环保网来源:《中国科技博览》刘畅2017/3/16 14:53:01我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫技术 烟气脱硫 脱硫效率

北极星环保网讯:[摘要]我国是世界上最大的能源消费国,燃煤在我国的能源结构占70%左右。而火力发电厂是煤炭消费的主要用户。燃煤燃烧产后的SO2是酸雨形成的主要原因。介绍了我国主流湿法烟气脱硫的技术工艺发展现状,并结合新法律法规要求下高脱硫效率的技术难点和存在的问题,为进一步研究和生产提供了参考。 

[关键词]湿法烟气脱硫,高脱硫效率

1烟气脱硫技术概述

SO2控制技术的研究,据美国环保署(EPA)1984年统计,世界各国开发、研制、控制技术已达184种,而目前的数量已超过200种。使用的SO2减排手段分为三大类:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫及燃烧后脱硫。

1.1燃烧前脱硫技术

燃烧前脱硫技术的主要内容是采用物理、化学或生物方式对锅炉使用的原煤进行清洗,将煤中的硫部分除掉,使煤得以净化,其中煤的物理净化技术是目前世界上应用最广泛的燃烧前脱硫技术,该法可以从原煤中除去泥土,页岩和黄铁矿硫。

通过煤的粉碎,使非化学键结合的不纯物质与煤脱离,继而利用构成煤的有机物质(煤的基本微观结构)与密度较大的矿物不纯物之间比重的不同,或利用二者表面润湿性,磁性,导电性的不同将它们分离。主要方法有:重力法、浮选法、重液体富集法、磁性分离法、静电分离法、凝聚法、细煤粒重介质旋风分离法等。物理方法工艺简单,投资少,操作成本低,但不能脱除煤中有机硫,对黄铁矿硫的脱除率也只有50%左右。

化学法脱硫多数针对煤中有机硫,主要利用不同的化学反应,包括生物化学反应,将煤中的硫转变为不同形态的硫而使之分离。目前主要的化学净化方法有:BHC法(碱水液法)、LOL氧化法(O2/空气氧化法)、KVB(NO2选择氧化)、氯解法(C12分解)、Meyers(Fe2(SO4)3氧化法)、微波法、超临界醇抽提法等。

微生物脱硫技术虽然从本质上讲也是一种化学法,但由于其自身的特殊性,可把它单独归为一类。它是把煤粉悬浮在含细菌的气泡液中,细菌产生的酶能促进硫氧化成硫酸盐,从而达到脱硫目的。

1.2燃烧中脱硫技术

燃烧中脱硫技术主要是指当煤在炉内燃烧的同时,向炉内喷入脱硫剂(常用的有石灰石,白云石等),脱硫剂一般利用炉内较高温度进行自身锻烧,锻烧产物(主要有CaO,MgO等)与煤燃烧过程中产生的SO2、SO3反应,生成硫酸盐和亚硫酸盐,以灰的形式排出炉外,减少SO2、SO3向大气的排放,达到脱硫的目的。燃烧过程中脱硫反应温度较高,一般在800-1250℃的范围内。

煤燃烧中脱硫技术主要有以下几种:

1、煤粉炉直接喷钙脱硫技术,在煤粉炉中,脱硫剂选择温度较低区域(炉膛上方)喷入进行脱硫。单纯的炉内直接喷钙脱硫效率只能达到30-40%左右,再与尾部活化器增湿或在脱硫中添加催化剂等技术相结合,其脱硫效率可达70%以上,这一方法所具有的投资省,装置简单,但脱硫效率较低。

2、流化床燃烧脱硫技术包括常压鼓泡流化床燃烧技术、常压循环流化床、增压鼓泡流化床燃烧技术与增压循环流化床燃烧技术。其中前三类已得到工业应用,增压循环流化床燃烧技术尚在工业示范阶段。稳定运行时的循环流化床燃烧脱硫效率可达90%以上。该技术现已在国外得到广泛地应用。

存在问题是:循环流化床受容量限制。增压循环流化床燃烧技术效率在38-42%左右,脱硫效率在90%以上,同时还具有较强的脱硝能力,因此它也引起了人们的极大兴趣。

3、型煤指在煤中掺加脱硫剂,做成一定形状的煤制品。脱硫剂在燃烧过程中起到控制SO2的作用。型煤燃烧技术对于占工业锅炉总量70%以上层燃式锅炉及工业窑炉的有害物质排放能起到一定的治理作用,是实现工业炉窑高效,清洁燃烧的一个大有希望的方向,但这一技术不能用于悬浮燃烧的锅炉(如电站煤粉炉),而且由于炉温较高,脱硫率较低。

4、水煤浆技术是70年代国际上发展起来的一种以煤代油的新型燃料。由于水煤浆燃烧时火焰中心温度比烧煤和烧油低,故NOX、生成量较小,同时能够降低燃烧时产生的SO2和烟尘。目前我国在水煤浆制备和燃烧的研究开发以及工程示范方面取得了很大进展,已具备了商业化应用条件。

1.3燃烧后脱硫(烟气脱硫)技术

烟气脱硫技术主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2,并使其转化为稳定的硫化合物或硫。最早的烟气脱硫技术在本世纪初就己经出现。近几十年来,国外对烟气的脱硫、脱硝进行了大量的研究。在工业发达国家,工业脱硫装置的应用发展很快。我国近十多年来也开展了烟气脱硫技术的研究。至今,烟气脱硫技术的种类非常多,按脱硫的方式和产物的处理形式一般可分为干法,半干法和湿法三大类。

延伸阅读:

燃煤电站锅炉石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫技术

循环流化床干法/半干法烟气脱硫除尘及多污染物协同净化技术

锅炉烟气脱硫脱硝技术方案的比较选择

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