目前,國內(nèi)外常用的煙氣脫硫方法按其工藝大致可分為三類:濕式拋棄工藝、濕式回收工藝和干式工藝。其中變頻器在設(shè)備中的應(yīng)用為節(jié)約能源做出了巨大貢獻(xiàn)。
干式脫硫
干式煙氣脫硫工藝
該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80年代初,與常規(guī)的濕式洗滌工藝相比有以下優(yōu)點:投資費用較低;脫硫產(chǎn)物呈干態(tài),并和飛灰相混;無需裝設(shè)除霧器及再熱器;設(shè)備不易腐蝕,不易發(fā)生結(jié)垢及堵塞。其缺點是:吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝;用于高硫煤時經(jīng)濟(jì)性差;飛灰與脫硫產(chǎn)物相混可能影響綜合利用;對干燥過程控制要求很高。
噴霧脫硫
噴霧干式煙氣脫硫工藝
噴霧干式煙氣脫硫(簡稱干法FGD),由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發(fā)的脫硫工藝,70年代中期得到發(fā)展,并在電力工業(yè)迅速推廣應(yīng)用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧干燥塔中與煙氣接觸,石灰漿液與SO2反應(yīng)后生成一種干燥的固體反應(yīng)物,連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗,取得了一些經(jīng)驗,為在200~300MW機(jī)組上采用旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫優(yōu)化參數(shù)的設(shè)計提供了依據(jù)。
煤灰脫硫
粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù)
日本從1985年起,研究利用粉煤灰作為脫硫劑的干式煙氣脫硫技術(shù),到1988年底完成工業(yè)實用化試驗,1991年初投運了粉煤灰干式脫硫設(shè)備,處理煙氣量644000Nm/h。其特點:脫硫率高達(dá)60%以上,性能穩(wěn)定,達(dá)到了一般濕式法脫硫性能水平;脫硫劑成本低;用水量少,無需排水處理和排煙再加熱,設(shè)備總費用比濕式法脫硫低1/4;煤灰脫硫劑可以復(fù)用;沒有漿料,維護(hù)容易,設(shè)備系統(tǒng)簡單可靠。
濕法脫硫
FGD工藝
世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異,主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑,在反應(yīng)塔中對煙氣進(jìn)行洗滌,從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史,經(jīng)過不斷地改進(jìn)和完善后,技術(shù)比較成熟,而且具有脫硫效率高(90%~98%),機(jī)組容量大,煤種適應(yīng)性強(qiáng),運行費用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點。
據(jù)美國(EPA)的統(tǒng)計資料,全美火電廠采用濕式脫硫裝置中,濕式石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,兩法共占87%;雙堿法占4.1%,碳酸鈉法占3.1%。在中國的火電廠、鋼廠,90%以上采用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。但是在中國臺灣、日本等脫硫處理較早的國家和地區(qū),基本采用鎂法脫硫,占到95%以上。
其主要優(yōu)點是脫硫效率高,同步運行率高,且其吸收劑的資源豐富,副產(chǎn)品可吸收,商業(yè)價值高。目前,鎂法脫硫在日本等煙氣控制嚴(yán)格的地區(qū)應(yīng)用較多,尤其進(jìn)行脫硫開發(fā)的日本地區(qū)有100多例應(yīng)用,中國臺灣電站有95%以上是用的鎂法。對硫煤要求不高,適應(yīng)性好。無論是高硫煤還是低硫煤都有很好的脫出率,可達(dá)到98%以上。
鎂法脫硫主要的問題是吸收劑單價較高,副產(chǎn)品設(shè)備復(fù)雜。但是優(yōu)點是高脫除率,高運行率,副產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益好等。
濕法FGD工藝較為成熟的還有:海水法;氫氧化鈉法;美國DavyMckee公司W(wǎng)ellman-LordFGD工藝;氨法等。
在濕法工藝中,煙氣的再熱問題直接影響整個FGD工藝的投資。因為經(jīng)過濕法工藝脫硫后的煙氣一般溫度較低(45℃),大都在露點以下,若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪,則容易形成酸霧,腐蝕煙囪,也不利于煙氣的擴(kuò)散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統(tǒng)。目前,應(yīng)用較多的是技術(shù)上成熟的再生(回轉(zhuǎn))式煙氣熱交換器(GGH)。
GGH價格較貴,占整個FGD工藝投資的比例較高。近年來,日本三菱公司開發(fā)出一種可省去無泄漏型的GGH,較好地解決了煙氣泄漏問題,但價格仍然較高。前德國SHU公司開發(fā)出一種可省去GGH和煙囪的新工藝,它將整個FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內(nèi),利用電廠循環(huán)水余熱來加熱煙氣,運行情況良好,是一種十分有前途的方法。