目前烟气脱硫技术种类达几十种,按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫分为:湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。
01 湿法烟气脱硫(WFGD)技术
烟气与含有脱硫剂溶液接触,发生脱硫反应,其脱硫生成物的产生和处理均在湿态下进行。常用的湿法烟气脱硫技术有为石灰石-石膏法。
石灰石-石膏法
石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术。它的工作原理是:石灰石或石灰做脱硫吸收剂,石灰石破碎与水混合,磨细成粉状,制成吸收浆液(当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆)。在吸收塔内,烟气中的SO2与浆液中的CaCO3以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成二水石膏,SO2被脱除。吸收塔排出的石膏浆液经脱水装置脱水后回收。脱硫后的烟气经除雾器去水、换热器加热升温后进入烟囱排向大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低,脱硫效率可大于95%。
其他湿法烟气脱硫技术
02 干法烟气脱硫(DFGD)技术
干法烟气脱硫是指利用粉状或粒状吸附剂、吸收剂或催化剂脱除烟气中二氧化硫的方法。常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。
活性炭吸附法
原理:SO2 被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成 H2SO4,饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生,同时生成稀 H2SO4 或高浓度 SO2。可获得副产品 H2SO4,液态 SO2 和单质硫,既可以有效地控制 SO2 的排放,又可以回收硫资源。
电子束辐射法
原理:用高能电子束照射烟气,生成大量的活性物质,将烟气中的 SO2 和氮氧化物氧化为 SO3 和二氧化氮(NO2),进一步生成 H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收。
荷电干式吸收剂喷射脱硫法
原理:吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有静电荷,当吸收剂被喷射到烟气流中,吸收剂因带同种电荷而互相排斥,表面充分暴露,使脱硫效率大幅度提高。
金属氧化物脱硫法
原理:根据 SO2 是一种比较活泼的气体的特性,氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe3O4) 、氧化铜(CuO)等氧化物对 SO2 具有较强的吸附性,在常温或低温下,金属氧化物对SO2 起吸附作用,高温情况下,金属氧化物与SO2 发生化学反应,生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。
03 半干法烟气脱硫(SDFGD)技术
半干法烟气脱硫技术是利用CaO加水制成Ca(OH)2悬浮液与烟气接触反应,去除烟气中SO2、HCl、HF、SO3等气态污染物的方法。半干法脱硫工艺具有技术成熟、系统可靠、工艺流程简单、耗水量少、占地面积小的优点,一般脱硫率可超过85%。目前应用较为广泛的主要有两种:旋转喷雾干燥法工艺和烟气循环流化床工艺。
喷雾干燥法脱硫技术
喷雾干燥法烟气脱硫是烟气与被喷成雾状的石灰浆液在干燥吸收塔内进行反应的脱硫工艺。一般使用生石灰作为吸收剂,生石灰经过消化后与再循环脱硫副产物制成熟石灰浆液。熟石灰浆液通过泵输送至吸收塔顶部的旋转雾化器,浆液被雾化成数以亿计的雾滴。未经处理的热烟气进入吸收塔后,立即与呈强碱性的吸收剂雾滴接触,烟气中的酸性成分(HCI、HF、SO2、SO3)被吸收,同时雾滴的水分被蒸发,变成干燥的脱硫产物,从吸收塔底部排出。处理后的洁净烟气通过烟囱排放。
烟气循环流化床脱硫技术
循环流化床烟气脱硫系统主要由电石渣加料系统、流化床吸收塔、预除尘器、电除尘器及会料系统组成。锅炉排出的烟气经流化床塔底的文丘里喷口进入反应塔,脱硫剂自反应塔下部由雾化风机雾化后进入反应塔,充分反应后,反应产物从吸收塔上部随烟气流出再经过预除尘器分离,将分离下来的脱硫剂由空气斜槽送回反应塔循环使用,而烟气经过电除尘器除尘后经烟囱排出。