沈阳工业烟气脱硫——石灰石-石膏湿法脱硫技术_化工项目合作_化工

——石灰石-石膏湿法脱硫技术
1.1 技术原理
石灰石-石膏湿法脱硫技术以含石灰石粉的浆液为吸收剂,吸收烟气中SO2､HF和HCl等酸性气体｡吸收塔型包括喷淋塔､液柱塔､鼓泡塔､填料塔､托盘塔等,其中喷淋塔由于其运行可靠､操作简单,应用为广泛｡在吸收塔内,烟气中SO2与石灰石反应形成亚硫酸钙,再鼓入空气强制氧化,生成副产物石膏,从而达到脱除SO2的目的,脱硫净烟气经除雾器除雾后排放｡

脱硫系统主要包括吸收系统､烟气系统､吸收剂制备系统､石膏脱水及贮存系统､废水处理系统､除雾器系统､自动控制和在线监测系统｡系统脱硫效率可达98.5%以上｡

1.2 技术特点及适用性
石灰石-石膏湿法脱硫技术成熟度高,堵塞､腐蚀等负面影响因素可控,运维成本低,脱硫塔内调节手段较多,可根据入口烟气条件和排放要求,通过改变物理传质系数或化学吸收效率等多种手段调节脱硫效率,保持长期稳定运行并实现达标排放｡因此石灰石-石膏湿法脱硫技术对煤种､负荷变化均具有较强的适应性,对SO2浓度低于12000mg/m3的燃煤烟气均可实现SO2达标(100mg/m3或50mg/m3)｡此技术还可部分去除烟气中的SO3､颗粒物和重金属,随着燃煤电厂大气污染物超低排放的实施,湿法脱硫塔协同效率除尘已成为超低排放技术路线的重要组成部分｡石灰石-石膏法脱硫效率主要受浆液pH值､液气比､停留时间､吸收剂品质及用量､塔内气流分布等多种因素的影响｡

我国石灰石资源广泛,价格便宜,石灰石-石膏湿法脱硫具有良好的地域适应性和经济可行性,是电力行业烟气脱硫技术中的主流技术｡但吸收剂石灰石的开采,对周边生态环境可能造成一定程度的影响,所产生的脱硫石膏如无法实现资源循环利用也有可能产生一定的环境影响｡

1.3 技术发展与应用
为满足日益严格的排放要求,传统石灰石-石膏喷淋空塔脱硫工艺通过调整塔内喷淋布置､烟气流场优化､加装提效组件等方法提高脱硫效率,形成多种新型效率脱硫工艺,主要分为复合塔技术和空塔pH分区技术｡不同的石灰石-石膏湿法脱硫工艺,石灰石浆液在吸收塔内布置､输送方法不尽相同,导致在相同入口烟气条件下虽均能实现SO2达标排放或超低排放,但基建设备投资､运行维护成本和性能稳定性方面也有所差别,需根据电厂实际情况综合考虑性能指标､运行指标和经济指标,选择应用工艺路线｡

(1)复合塔技术
在脱硫塔底部浆液池和上部喷淋层之间以及喷淋层之间加装托盘类或鼓泡类等气液强化传质装置,形成稳定的持液层,烟气穿越持液层时气液固三相传质速率得以提高,完成一级SO2脱除｡吸收塔上部喷淋层通过调整喷淋密度及雾化效果,完成对烟气SO2的深度洗涤,实现SO2达标或超低排放｡上述SO2脱除增效手段还有协同捕集烟气中颗粒物的辅助功能,再联合脱硫塔内､外加装的效率除雾器,复合塔系统的颗粒物协同脱除效率一般可按50%~80%计｡该类技术的典型代表包括旋汇耦合､沸腾泡沫､旋流鼓泡､双托盘均流增效板等工艺｡其中旋汇耦合脱硫工艺在超低排放工程中应用较为广泛,投运及在建机组装机容量88635MW｡

(2)pH分区技术
包括在喷淋塔内加装隔离体等手段从而对脱硫浆液实施物理分区或依赖浆液自身特点(流动方向､密度等)形成自然分区,达到对浆液pH的分区控制｡部分脱硫浆液pH维持在较低区间(4.5~5.3)以确保石灰石溶解和脱硫石膏品质,部分脱硫浆液pH值则提高(5.8~6.4),保证对烟气SO2的吸收效率｡与此同时,优化脱硫浆液喷淋(喷淋密度､雾滴粒径等),不仅可以提高脱硫效率,对烟气中细微颗粒物的协同捕集也有增效作用,再联合脱硫塔内､外加装的效率除雾器,pH分区系统颗粒物协同脱除效率一般可按50%~70%计｡典型工艺包括石灰石-石膏法单塔循环､双塔循环(pH物理分区)､石灰石-石膏法单塔双区､塔外浆液箱pH分区(pH自然分区)等脱硫工艺｡其中双循环工艺的装机容量已达30000MW以上,单塔双区技术的装机容量为65000MW｡

当前各类石灰石-石膏湿法脱硫工艺在确保SO2达到超低排放限值前提下还应考虑协同脱除颗粒物效率｡具体的颗粒物协同脱除效率除取决于所采用的技术外,还受到运行条件,如入口颗粒物浓度等条件影响,同时还需兼顾相应能耗｡除雾器作为脱硫系统的一部分应保证逃逸雾滴浓度低于50mg/m3,雾滴含固量宜控制在5%以下｡

1.4 二次污染及防治措施
脱硫系统会产生脱硫副产物石膏､脱硫废水及噪声污染,同时脱硫原烟气中夹带的粉尘,除部分被脱硫浆液捕集进入脱硫石膏和脱硫废水外,残余烟气粉尘和逃逸脱硫浆液中的石膏还会进入大气造成颗粒物二次排放污染｡

脱硫石膏可以外运综合利用;脱硫废水应处理后回用;尽可能选用低噪声设备,在设计中着重从消声､隔声､减振上进行考虑｡通过脱硫塔内浆液喷淋分布优化提高协同除尘效率､除雾器提效并优化运行管理等措施,进而降低脱硫净烟气中颗粒物浓度｡

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