大气污染控制工程第八章,第五节湿法烟气脱硫技术2

第五节燃煤烟气脱硫(续)FlueGasDesulfurization图1气液并流式填料塔湿法烟气脱硫工艺流程简图图2氨法烟气脱硫工艺流程图4.2氨法烟气脱硫技术4.2.1氨法烟气脱硫技术氨法烟气脱硫工艺主要由吸收工艺和结晶过程组成。a.吸收过程23243243224322SONHHONHSONHSOSOHONHHSOb.结晶过程432442212NHSOONHSOc.主要技术特点脱硫效率高；对烟气条件变化适应性强；副产物为直径0.2～0.6mm的硫酸铵晶体；能耗低，对安全运行有高可靠性和适用性；图3新氨法烟气脱硫工艺流程图4.2.2新氨法（NADS）烟气脱硫技术4.2.2新氨法（NADS）烟气脱硫技术与现有的氨法相比，NADS在工艺上更为灵活：23423rrSOxNHNHHSO42324442222rrNHHSOxHSOxNHSOSOHO4233442422242334322rrrrNHHSOxHPOxNHHPOSOHONHHSOxHNOxNHNOSOHO或浓缩后的SO2气体用于生产高质量的工业硫酸2222412SOOHOHSO1-引风机2-再热冷却塔3-吸收塔4-中和釜5-硫铵分离6-冷凝器7-干燥塔8-SO2装化器9-吸收塔10-硫铵干燥器图4NASD工艺流程图NADS工艺的优点：1.吸收塔出口烟气的NH3含量低，氨损耗小；2.吸收液的循环量小、液气比小、能耗低，解决了大型循环泵的技术难题；3.得到的吸收产品亚硫酸铵浓度较高，为后续化肥生产节省蒸汽；技术经济分析：假定氨水单价2800元\t,硫酸铵单价900元\t。将石灰石－石膏和湿式氨法的投资和运行费用加以比较，结果如表所列：项目石灰石－石膏法氨法NADSFGD投资/万元280002590012000FGD单位投资/（元/kW）700647300吸收剂费用/万元112246822500水、电、蒸汽等费用/万元225612551000其他费用/万元282021501800运行费用合计/万元619880875300副产品价值/万元－60484000扣除副产品后运行费用/万元619820391300脱除1tSO2费用/元1299646450表12×200MW的FGD经济分析比较4.3磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术原料天然磷矿石氨磷铵复合肥料烟气脱硫过程磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术工艺流程NH4H2PO4(NH4)2SO3SO2烟气约2500×10-6二级脱硫制肥(吸收)烟气预处理（除尘、调湿、调温）一级脱硫制酸(吸附)PAFP脱硫系统放空烟气萃取过滤中和氧化NH3H3PO4浓缩干燥H2OO2(NH4)2HPO4H2SO4CaSO4·2H2OPAFP脱硫系统固体磷铵复合肥料NH4H2PO4(NH4)2SO4磷矿粉约750×10-6约125×10-6（1）吸附：*22*22*22SOSOOOOO在活性炭含氧基团上在活性炭含氧基团上在活性炭含氧基团上吸附态吸附态吸附态***223***3224*242422SOOSOSOHOHSOHSOHSO＋＋经大量水的洗涤，从活性炭表面移出（2）萃取：3242422222CaCOHSOHOCaSOHOHOCO104224242346a102010a226CPOFHSOHOCSOHOHFHPO2324242333AlOHSOAlSOHO2324242333FeOHSOFeSOHO（3）中和：343424HPONHNHHPO3434422HPONHNHHPO（4）吸收：4422334242NHHPOSOHONHHSONHHPO4243442NHHPONHNHHPO反应过程补氨4422424432222NHHPOSOHONHHPONHSO（6）浓缩干燥：（5）氧化：42443242444222122NHHPONHSOONHHPONHSO＋＝磷酸二氢铵和硫酸铵蒸发氧化后的脱硫液浓缩干燥中试结果（1）高效廉价的活性炭催化剂（2）活性炭脱硫制酸洗涤再生工艺（3）稀硫酸分解磷矿的特殊工艺（4）磷铵中和液脱硫（5）脱硫料浆浓缩干燥制肥工艺磷铵肥法（PAFP）烟气脱硫技术工艺流程NH4H2PO4(NH4)2SO3SO2烟气约2500×10-6二级脱硫制肥(吸收)烟气预处理（除尘、调湿、调温）一级脱硫制酸(吸附)PAFP脱硫系统放空烟气萃取过滤中和氧化NH3H3PO4浓缩干燥H2OO2(NH4)2HPO4H2SO4CaSO4·2H2OPAFP脱硫系统固体磷铵复合肥料NH4H2PO4(NH4)2SO4磷矿粉约750×10-6约125×10-6PAFP脱硫技术的发展1.强化三级洗涤再生工艺；24242277FeHSOHOFeSOHOH2.3.利用附近的其他矿产，还可以用稀硫酸生产硫酸盐系列产品，如硫酸铜、硫酸锰。硫酸钾等；PAFP脱硫技术特点1.脱硫过程补需要提供外部添加的吸收剂2.投资大，流程太长，设备繁多，操作复杂图5氧化镁法烟气脱硫工艺流程图4.4氧化镁烟气脱硫技术2232232232323222561026MgOHSOHOMgSOHOMgSOSOHOMgHSOMgHSOMgOHHOMgSOHO发生的化学反应（1）吸收（2）强制氧化32242322422212771267MgSOOHOMgSOHOMgHSOOHOMgSOHOSO（3）干燥323232426677MgSOHOMgSOHOMgSOHOMgSOHO4＋（4）煅烧分解和还原324221212MgSOMgOSOMgSOCMgOSOCO氧化镁烟气脱硫技术特点1.可以处理大气量的烟气2.脱硫率高，无结垢问题3.可以长期连续运转4.煅烧气含SO210％～13％，可用于制酸或硫磺氧化锌烟气脱硫技术工艺流程图6氧化锌烟气脱硫技术工艺流程图1-吸收塔2-换热器3-蒸发器4-结晶分离器5-冷却器6-脱水器7-母液槽8-吸收液槽4.5氧化锌烟气脱硫技术22324222.52.51212ZnOSOHOZnSOHOMgSOCMgOSOCO322323232242.5ZnSOSOHOZnHSOZnHSOZnOHOZnSOHO发生的化学反应吸收液经过滤后得到亚硫酸锌渣，可送往锌精矿沸腾炉进行热再生：32222.52.5ZnSOHOZnOSOHO4.6氧化锰烟气脱硫技术原理2242623MnOSOMnSOMnSO2642MnSOMnSOSO26242MnSOMnOMnSO氧化锰烟气脱硫工艺流程破碎软锰矿石（MnO2）配浆循环吸收SO2烟气水中和除杂过滤MnSO4溶液废弃蒸汽电解4.7碱式硫酸铝法烟气脱硫技术原理(1)吸收剂的制备系统2432242342233236323AlSOCaCOHOAlSOAlOCaSOHOCO(2)吸收系统2423224233333AlSOAlOSOAlSOAlSO(3)氧化系统2423224333322AlSOAlSOOAlSO(4)中和再生系统2432242442233336323AlSOCaCOHOAlSOAlSOCaSOHOCO图6碱式硫酸铝法烟气脱硫技术1-吸收塔2-除雾器3-接力风机4-烟囱5-泵6-氧化塔7-空气压缩机8-碱度计9-中和槽10-自动加料装置11-增稠器12-离心分离机4.8钠碱吸收法烟气脱硫技术循环钠碱法吸收工艺（WellmanLord法）亚硫酸钠法烟气Na2SO3、Na2HSO3吸收二氧化硫吸收液循环不循环循环钠碱法吸收工艺（WellmanLord法）烟气Na2SO3、Na2HSO3吸收二氧化硫吸收液热解水溶解释放SO2Na2SO3固液分离回流22322322322NaOHSONaSOHONaCOSONaSOCO开始阶段：反应过程中：232232322252NaSOSOHONaHSONaSOSONaSO循环钠碱法吸收工艺（WellmanLord法）2322412NaSOONaSO由于烟气中有O2,将Na2SO3氧化为Na2SO4:解吸：323222252322NaHSONaSOSOHONaSONaSOSO图8三段泡沫塔示意图循环钠碱法吸收工艺特点1.脱硫率可达90％以上；2.可以回收高浓度的SO2；3.耗电量大；亚硫酸钠法1.用Na2CO3吸收烟气中的SO2；2.Na2CO3中和掉吸收液中的NaHSO3;323232222NaHSONaCONaSOHOCO亚硫酸钠法吸收工艺特点：1.流程简单；2.吸收剂不循环使用；3.适用于中小型化工厂和冶金厂；4.Na2SO3的氧化将影响无水亚硫酸钠的质量；4.9有机酸钠－石膏法烟气脱硫技术2233224243242212222SORCOONaHONaHSORCOOHNaHSOORCOONaNaSORCOOHNaSOCaCOHORCOOHCaSOHOCORCOONa化学反应过程有机酸钠－石膏法碱烟气脱硫工艺特点：1.节能；2.运行费用低；3.操作简便；4.脱硫率高；5.无废水排出；6.适用性广泛；湿法烟气脱硫技术的研究进展1.湿法烟气脱硫技术主要研究两个方面：研究新的脱硫方法研究如何提高空塔气速2.新的脱硫方法2.1膜法烟气脱硫技术图1膜法烟气脱硫工作原理示意图阳膜阴膜3RSOH233RCHNCHOH2.2吸收液的再生热解电渗析法再生图2脱硫溶液电渗析再生原理示意图碱液室酸液室3232NaHSONaOHNaSOHONaOHNaOH3232322NaHSOHHSONaHSOHOSO静电或布袋除尘器锅炉烟气120～150℃热交换器去烟囱膜分离器NaHSO3Na2SO3Na2SO4NaHSO3Na2SO3Na2SO4电解液池混合器工艺水解吸器电渗析再生池Na2SO4Na2SO4电渗析再生池Na2SO4NaOHNaHSO4Na2SO4NaOHNa2SO4图3基于电渗析再生的膜法烟气脱硫工艺流程图烟气80℃冷凝器SO2to硫酸厂2.2微生物法烟气脱硫技术22243ATPPpiAMPAMPSOAPSSOS(1)(2)(3)图3Desulfovidriodesulfuricans中硫酸盐的还原(1)硫酸腺苷酰转移酶；(2)酰苷酰硫酸还原酶；(3)亚硫酸盐还原酶；典型的脱硫细菌：脱硫弧菌（Desulfovibriodesulfuricans）紫色硫细菌（Chromatiaceae）绿色硫细菌（Chlorobiceae）排硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌（Thiobacillousdeniteificans）、贝氏硫菌属（Beggiatoa）、辫硫菌属（Thipoloca）、发硫菌属（Thiothrix）在细菌工业废气脱硫（H2S）研究中，最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌42242422244242122FeSOOHSOFeSOHOHSFeSOFeSOHSOS细菌3化学吸附3＋＋＋微生物脱硫技术的发展方向：①高效功能菌的选育；②微生物对硫代谢途径的控制研究；③复合微生物脱硫技术的研究；重点：湿法烟气脱硫的技术特点；各种工艺的原理；