WFGD与ACD脱硫工艺技术经济性比较

2014-01-16胡雍巍曾毅夫周益辉

中国环保产业 2014年2期

关键词：石灰石湿法石膏

胡雍巍，曾毅夫，周益辉，李虎

（凯天环保科技股份有限公司，长沙 410100）

1 脱硫工艺流程

1.1 石灰石-石膏（FGD）法

石灰石-石膏湿法FGD工艺属于煤燃烧后的脱硫技术[1]，其特点是整个脱硫系统位于空气预热器、除尘器之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态。这一气液脱硫反应过程的反应速度快，脱硫效率和吸收剂利用率高，运行可靠性高。

该法脱硫使用氧化钙（CaO）或碳酸钙（CaCO3）浆液在湿式洗涤塔中吸收SO2，在吸收塔内发生的化学反应主要是：

图1为典型的石灰石-石膏湿法FGD和双循环湿法FGD工艺流程图。

图1 石灰石-石膏湿法FGD和双循环湿法FGD工艺流程

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统原则上可由下列结构系统构成：1）由石灰石粉料仓和石灰石研磨及测量站构成的石灰石制备系统；2）由洗涤循环、除雾器和氧化工序组成的吸收塔；3）由回转式烟气-烟气换热器、清洁烟气冷却塔排放或湿烟囱排烟构成的烟气再热系统；4）脱硫风机、由水力旋流分离器和过滤皮带组成的石膏脱水装置；5）石膏贮存装置；废水处理系统。

1.2 活性焦脱硫法

活性焦脱硫（ACD）工艺也属于煤燃烧后的脱硫技术[2]，是20世纪60年代发展起来的一种以物理化学吸附原理为基础的干法脱硫大气治理技术，这种技术具有节水、净化效率高、可同时除去粉尘和重金属及有毒物、脱硫过程中SO2被转化为H2SO4进而可以转化为元素硫或其它产品、不产生二次污染等优点。

活性焦具有很大的比表面和复杂的孔隙结构，其兼有物理吸附和化学吸附作用，它既是良好的吸附剂，又可直接用作催化剂（见图2）。

图2 活性焦扫描电镜图

干法烟气脱硫脱硝技术的工艺系统主要分为：烟气系统、SO2/NOx脱除系统、活性焦再生系统、物料循环输送系统、收尘系统、氨供应系统等。活性焦干法脱硫工艺流程见图3，活性焦干法脱硫吸附塔结构见图4。

图3 活性焦干法脱硫工艺流程图

图4 活性焦干法脱硫吸附塔

120℃～160℃的烟气通过增压风机加压进入脱硫岛，烟气以一定流速进入吸附塔后均匀地穿过活性焦吸附层，在吸附层内，二氧化硫、汞、砷等重金属及HF、HCl和二英等大分子氧化物被脱除，脱除后的净烟气汇集后通过烟囱排放。吸附SO2达到饱和的活性焦从吸附塔底部排出，通过输送系统运至解析塔进行加热再生；再生的活性焦经筛分后会同补充的新鲜活性焦再送入吸附系统进行循环吸附使用。经筛分的破损活性焦从活性焦循环系统分离出来可以进入锅炉燃烧或再加工成其他产品。再生回收的高浓度SO2混合气体送入硫回收系统作为生产浓硫酸的原料[3]。

2 脱硫效率

2.1 石灰石-石膏（FGD）法[4、5]

石灰石-石膏脱硫工艺技术成熟，95%以上运行稳定，对环保要求的适应性强，当烟气含硫量变化时，易于调整控制，脱硫效率稳定，但在实际应用中需要对具体情况正确处理。影响FGD湿法脱硫效率的因素众多，包括浆液pH值、石灰石特性、液气比、烟气量及SO2浓度、烟气流速及停留时间等。

在这些影响因素中，浆液pH值的影响尤为突出，提高pH值有利于提高脱硫效率，但过高的pH值会加重结垢、堵塞现象，因此合理的pH值是脱硫系统稳定高效运行的前提。另外，石灰石的品质及特性是脱硫反应的先决条件，石灰石中的CaO的含量和石灰石浆液中石灰石颗粒的粒径是石灰石品质的重要表征，石灰石的酸溶解反应速率也是其品质的体现。