根據(jù)吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài),火力發(fā)電行業(yè)一般將脫硫技術分為濕法、干法和半干(半濕)法。
(1)濕法煙氣脫硫技術是用含有吸收劑的漿液在濕態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物,該方法具有脫硫反應速度快、脫硫效率高、吸收劑利用率高、技術成熟可靠等優(yōu)點,但也存在初投資大、運行維護費用高、需要處理二次污染等問題。應用最多的濕法煙氣脫硫技術為石灰石濕法,如果將脫硫產(chǎn)物處理為石膏并加以回收利用,則為石灰石-石膏濕法,否則為拋棄法。
其他濕法煙氣脫硫技術還有氨洗滌脫硫和海水脫硫等。
(2)干法煙氣脫硫工藝均在干態(tài)下完成,無污水排放,煙氣無明顯溫降,設備腐蝕較輕,但存在脫硫效率低、反應速度慢、石灰石利用率較低等問題,有些方法在設備大型化的進程中困難很大,技術尚不成熟(主要有爐內(nèi)噴鈣等技術)。
半干法通常具有在濕態(tài)下進行脫硫反應,在干態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的特點,可以兼?zhèn)涓煞ê蜐穹ǖ膬?yōu)點。主要包括噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法、煙氣循環(huán)流化床脫硫法、電子束輻照煙氣脫硫脫氮法等。下表為幾種主要脫硫工藝的比較。
項目 | 石灰石-石膏工藝 | 半干法 | 爐內(nèi)噴鈣尾部增濕 | 海水脫硫 | 電子束法 |
技術成熟程度 | 成熟 | 成熟 | 成熟 | 成熟 | 工業(yè)試驗 |
適用煤種 | 不限 | 中低硫煤 | 中低硫煤 | 低硫煤 | 中高硫煤 |
單機的經(jīng)濟性規(guī)模 | 200MW及以上 | 300MW及以下 | 300MW及以下 | 不限 | 不限 |
脫硫效率/% | 95以上 | 75-85 | 75-85 | 90以上 | 90 |
吸收劑 | 石灰石 | 石灰 | 石灰石 | 海水 | 液氨 |
副產(chǎn)物 | 石膏 | 亞硫酸鈣 | 亞硫酸鈣 | 硫銨/硝銨 | |
廢水 | 有 | 無 | 無 | 無 | |
市場占有率/% | 高,80以上 | 一般5-8 | 較少 | 少 | |
國內(nèi)應用情況 | 珞璜、北京、半山、重慶、太一等 | 黃島、白馬 | 下關、錢清 | 深圳西部 | 成都 |
工程造價 | 較高 | 中等 | 較低 | 中等 | 較高 |
運行維護工作量 | 較大 | 中等 | 中等 | 較少 | 較大 |
建議采用爐內(nèi)與爐外濕法脫硫相結(jié)合的方法進行脫硫,脫硫效率可達98%。
二、脫銷:
煙氣脫銷工藝可以分為濕法和干法兩大類。
(1)濕法,是指反應劑為液態(tài)的工藝技術。通過氧化劑O2、ClO2、KMnO2把NOx氧化成NO2,然后用水或堿性溶液吸收脫銷。包括臭氧氧化吸收法和ClO2氣相氧化吸收法。
(2)干法,是指反應劑為氣態(tài)的工藝技術。包括氨催化還原法和非催化還原法。
無論是干法還是濕法,依據(jù)脫銷反應的化學機理,又可以分為還原法、分解法、吸附法、等離子體活化法和生化法等。
目前,世界上較多使用的濕法有氣相氧化液相吸收法和液相氧化吸收法,較多使用的干法有選擇性催化還原法(SCR)。
SCR脫硝:
1、SCR脫銷裝置的工藝流程
前置高溫高粉塵SCR脫硝工藝流程
2 SCR脫硝工藝特點
2. 1 催化劑
目前用于燃煤電廠SCR 法煙氣脫硝的催化劑主要有3種類型:蜂窩式、平板式和波紋板式。蜂窩式催化劑因其單位體積的有效表面積大,且達到相同脫硝效果所需的催化劑量較少而被廣泛應用,市場占有率在60%~70%。
2. 2 脫硝劑
脫硝劑一般采用尿素、純氨或氨水。使用尿素最安全,但其投資、運行費用為三者中最高;純氨的運行、投資費用最低,但其存儲安全性要求較高;氨水介于兩者之間。由于純氨法應用廣泛,貯運量小, 有利于系統(tǒng)布置,同時鑒于國外的應用情況和電廠現(xiàn)有的管理水平,電廠脫硝工程大多采用純氨系統(tǒng)。
建議NOx以控制燃燒及使用低氮燃燒器來降低產(chǎn)生量,使爐膛出口NOx濃度不大于400mg/Nm3,并采用SCR法脫銷裝置降低最終排放量,NOx排放濃度小于80mg/Nm3。