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詳細(xì)介紹
一、脫硫的發(fā)展與應(yīng)用
1、全國火電廠二氧化硫排放狀況：
1998年全國火電裝機(jī)容量為20988萬千瓦，占總裝機(jī)容量的75.7%。二氧化硫的排放約為780萬噸，占全國二氧化硫排放量的37.%。由于酸雨和二氧化硫污染造成農(nóng)作物、森林和人體的健康等方面的問題，所以治理煙氣脫硫成為我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。
2、國家對S02的治理要求：
法律的要求：
1995年修訂的《共和國大氣污染防治法》提出："兩區(qū)"內(nèi)的火電廠新建或已建項(xiàng)目不能采用低硫煤的，必須建設(shè)配套脫硫、除塵裝置。
《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB1322-1996），對1997年1月1日起新、擴(kuò)、改建火電廠，在實(shí)行全廠排放總量控制的基礎(chǔ)上，增加了煙囪二氧化硫排放濃度的限制。
二、煙氣的脫硫方法
1.按濕法煙氣按脫硫劑分類：
（1）鈣 法 脫 硫：
利用硫酸鈣化學(xué)和物理的穩(wěn)定性達(dá)到脫硫目的，原料是石灰石、消石灰等，首先是使SO2溶解：SO2+H2O=H2SO3，H2SO3=HSO3-+H+，HSO3-=H++SO32-
使石灰石溶解：CaO+H2O=Ca(OH)2，Ca(OH)2=Ca2++2OH-，
使兩種溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)吸收溶解的SO2：
Ca2++SO32-=CaSO3，CaSO3+(1/2)H2O=CaSO3(1/2)H2O。
對液體進(jìn)行氧化：
HSO3-+(1/2)O2=H++SO42-，Ca2++SO42-=CaSO4↓，CaSO4+2H2O=CaSO42H2O↓
最后的產(chǎn)物是CaSO42H2O↓（就是石膏），是一種不溶于水的穩(wěn)定物質(zhì)，可用于建筑材料和水泥制作的原料。
以上這種方法就是通常所說的石灰石—石膏法煙氣脫硫（FGD）的化學(xué)機(jī)理。
（2）鎂 法 脫 硫：
原料是鎂礦石、氧化鎂等，也經(jīng)過了SO2溶解，MgO溶解：MgO+H2O=Mg(OH)2，MgO+2CO2+H2O=Mg(HCO3)2，
使兩種溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)吸收溶解的SO2：Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O，
Mg(HCO3)2+SO2=MgSO3+H2O+2CO2，MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2，MgO+Mg(HSO3)2=MgSO3+H2O
要完成此過程MgO要有5%的過量。
對液體進(jìn)行氧化：MgSO3+1/2O2=MgSO4，MgO+SO2+1/2O2=MgSO4在經(jīng)過結(jié)晶濃縮可生產(chǎn)肥料級(jí)的MgSO41H2O，也可生產(chǎn)工業(yè)級(jí)MgSO47HO，如果不進(jìn)行或抑制MgSO3氧化，可以再生脫硫劑并生產(chǎn)硫酸。
（3）氨 法 脫 硫 ：
利用氨氣和氨水與二氧化硫和氮氧化物反應(yīng)，起到脫硫、脫硝的作用。也是先用水溶解SO2、NO、NO2，形成HSO3、HSO4、HNO3，然后與NH3及氨水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：H2SO4+NH3=(NH4)2SO4，HNO+NH3=NH4NO3，SO2+H2O+1/2O2=(NH4)2SO4
H2SO3+NH3=(NH4)2SO3，(NH4)2SO3+H3O+SO2=2NH4HSO3，NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3
(NH4)2SO3在數(shù)小時(shí)內(nèi)可以被大氣氧化：(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4
氨法的優(yōu)勢是用量少、二次污染少、副產(chǎn)品用途廣泛（可以作為氨肥）、也可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)再生使用、脫硫、脫硝一次完成，但是氨水的價(jià)格高1200—1500元/噸，配套設(shè)備要求高，一次性投資大。
（4）鈉 法 脫 硫 ：
用火堿和純堿作為吸收液進(jìn)行脫硫。SO2在水中與NaOH和Na2CO3反應(yīng)：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑，Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3，NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，2NaHSO3+Na2CO3=2Na2SO3+H2O+CO2↑
在吸收液的處理中可以利用Na2SO3與NaHSO3在水中溶解度的不同，使Na2SO3結(jié)晶作為副產(chǎn)品，或者用酸分解處理，使之再生?；饓A和純堿的價(jià)格比較高，且腐蝕性也比較高，在當(dāng)前世界上使用不是很普遍，在鈉法的基礎(chǔ)上，在后期加入石灰石生產(chǎn)石膏可以節(jié)省部分的火堿、純堿，這就是雙堿法。
2.按有無液相介入分類
濕法：進(jìn)入濕吸收劑；排除濕物質(zhì)
濕法是利用堿性溶液為脫硫劑，應(yīng)用吸收原理在氣、液、固三項(xiàng)中進(jìn)行脫硫，脫硫產(chǎn)物和殘液混合在一起，為稀糊狀的流體。操作溫度在44~55℃。
半干法：進(jìn)入濕吸收劑；排除干物質(zhì)
是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產(chǎn)物為干粉狀。操作溫度干法60~80℃。
干法：進(jìn)入干吸收劑；排除干物質(zhì)
是指在無液相介入在干燥狀態(tài)下進(jìn)行脫硫的方法。，如向爐內(nèi)噴干燥的生石灰或石灰石粉末。操作溫度干法800~1300℃。
3．幾種煙氣脫硫工藝經(jīng)濟(jì)性能比較：
煙氣脫硫技術(shù)種類的繁多。目前技術(shù)成熟國內(nèi)外應(yīng)用廣泛的是石灰石/石膏和噴射是干法煙氣脫硫技術(shù)，但循環(huán)流化床和海水洗滌式等新型煙氣脫硫技術(shù)正在迅速的為人們所認(rèn)知。
三、脫硫系統(tǒng)及其設(shè)備
脫硫系統(tǒng)
▲吸收塔出口煙道
▲除霧器2級(jí)噴淋區(qū)3~4層
▲入口段煙道
▲吸收塔反應(yīng)槽設(shè)計(jì)
▲池分離器 氧化空氣管攪拌器
脫硫設(shè)備
1、吸收塔設(shè)備―擋板門：
2、吸收塔設(shè)備―噴淋層
1、全國火電廠二氧化硫排放狀況：
1998年全國火電裝機(jī)容量為20988萬千瓦，占總裝機(jī)容量的75.7%。二氧化硫的排放約為780萬噸，占全國二氧化硫排放量的37.%。由于酸雨和二氧化硫污染造成農(nóng)作物、森林和人體的健康等方面的問題，所以治理煙氣脫硫成為我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素。
2、國家對S02的治理要求：
法律的要求：
1995年修訂的《共和國大氣污染防治法》提出："兩區(qū)"內(nèi)的火電廠新建或已建項(xiàng)目不能采用低硫煤的，必須建設(shè)配套脫硫、除塵裝置。
《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB1322-1996），對1997年1月1日起新、擴(kuò)、改建火電廠，在實(shí)行全廠排放總量控制的基礎(chǔ)上，增加了煙囪二氧化硫排放濃度的限制。
二、煙氣的脫硫方法
1.按濕法煙氣按脫硫劑分類：
（1）鈣 法 脫 硫：
利用硫酸鈣化學(xué)和物理的穩(wěn)定性達(dá)到脫硫目的，原料是石灰石、消石灰等，首先是使SO2溶解：SO2+H2O=H2SO3，H2SO3=HSO3-+H+，HSO3-=H++SO32-
使石灰石溶解：CaO+H2O=Ca(OH)2，Ca(OH)2=Ca2++2OH-，
使兩種溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)吸收溶解的SO2：
Ca2++SO32-=CaSO3，CaSO3+(1/2)H2O=CaSO3(1/2)H2O。
對液體進(jìn)行氧化：
HSO3-+(1/2)O2=H++SO42-，Ca2++SO42-=CaSO4↓，CaSO4+2H2O=CaSO42H2O↓
最后的產(chǎn)物是CaSO42H2O↓（就是石膏），是一種不溶于水的穩(wěn)定物質(zhì)，可用于建筑材料和水泥制作的原料。
以上這種方法就是通常所說的石灰石—石膏法煙氣脫硫（FGD）的化學(xué)機(jī)理。
（2）鎂 法 脫 硫：
原料是鎂礦石、氧化鎂等，也經(jīng)過了SO2溶解，MgO溶解：MgO+H2O=Mg(OH)2，MgO+2CO2+H2O=Mg(HCO3)2，
使兩種溶液進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)吸收溶解的SO2：Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O，
Mg(HCO3)2+SO2=MgSO3+H2O+2CO2，MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2，MgO+Mg(HSO3)2=MgSO3+H2O
要完成此過程MgO要有5%的過量。
對液體進(jìn)行氧化：MgSO3+1/2O2=MgSO4，MgO+SO2+1/2O2=MgSO4在經(jīng)過結(jié)晶濃縮可生產(chǎn)肥料級(jí)的MgSO41H2O，也可生產(chǎn)工業(yè)級(jí)MgSO47HO，如果不進(jìn)行或抑制MgSO3氧化，可以再生脫硫劑并生產(chǎn)硫酸。
（3）氨 法 脫 硫 ：
利用氨氣和氨水與二氧化硫和氮氧化物反應(yīng)，起到脫硫、脫硝的作用。也是先用水溶解SO2、NO、NO2，形成HSO3、HSO4、HNO3，然后與NH3及氨水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：H2SO4+NH3=(NH4)2SO4，HNO+NH3=NH4NO3，SO2+H2O+1/2O2=(NH4)2SO4
H2SO3+NH3=(NH4)2SO3，(NH4)2SO3+H3O+SO2=2NH4HSO3，NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3
(NH4)2SO3在數(shù)小時(shí)內(nèi)可以被大氣氧化：(NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4
氨法的優(yōu)勢是用量少、二次污染少、副產(chǎn)品用途廣泛（可以作為氨肥）、也可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)再生使用、脫硫、脫硝一次完成，但是氨水的價(jià)格高1200—1500元/噸，配套設(shè)備要求高，一次性投資大。
（4）鈉 法 脫 硫 ：
用火堿和純堿作為吸收液進(jìn)行脫硫。SO2在水中與NaOH和Na2CO3反應(yīng)：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O，Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑，Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3，NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，2NaHSO3+Na2CO3=2Na2SO3+H2O+CO2↑
在吸收液的處理中可以利用Na2SO3與NaHSO3在水中溶解度的不同，使Na2SO3結(jié)晶作為副產(chǎn)品，或者用酸分解處理，使之再生?；饓A和純堿的價(jià)格比較高，且腐蝕性也比較高，在當(dāng)前世界上使用不是很普遍，在鈉法的基礎(chǔ)上，在后期加入石灰石生產(chǎn)石膏可以節(jié)省部分的火堿、純堿，這就是雙堿法。
2.按有無液相介入分類
濕法：進(jìn)入濕吸收劑；排除濕物質(zhì)
濕法是利用堿性溶液為脫硫劑，應(yīng)用吸收原理在氣、液、固三項(xiàng)中進(jìn)行脫硫，脫硫產(chǎn)物和殘液混合在一起，為稀糊狀的流體。操作溫度在44~55℃。
半干法：進(jìn)入濕吸收劑；排除干物質(zhì)
是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產(chǎn)物為干粉狀。操作溫度干法60~80℃。
干法：進(jìn)入干吸收劑；排除干物質(zhì)
是指在無液相介入在干燥狀態(tài)下進(jìn)行脫硫的方法。，如向爐內(nèi)噴干燥的生石灰或石灰石粉末。操作溫度干法800~1300℃。
3．幾種煙氣脫硫工藝經(jīng)濟(jì)性能比較：
煙氣脫硫技術(shù)種類的繁多。目前技術(shù)成熟國內(nèi)外應(yīng)用廣泛的是石灰石/石膏和噴射是干法煙氣脫硫技術(shù)，但循環(huán)流化床和海水洗滌式等新型煙氣脫硫技術(shù)正在迅速的為人們所認(rèn)知。
三、脫硫系統(tǒng)及其設(shè)備
脫硫系統(tǒng)
▲吸收塔出口煙道
▲除霧器2級(jí)噴淋區(qū)3~4層
▲入口段煙道
▲吸收塔反應(yīng)槽設(shè)計(jì)
▲池分離器 氧化空氣管攪拌器
脫硫設(shè)備
1、吸收塔設(shè)備―擋板門：
2、吸收塔設(shè)備―噴淋層
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