1.氧化镁法
① 工艺特点:
(1)氧化处理后排放液中的主要成份MgSO4正好是海水中成份的一种,所以非常安全;
(2)吸收SO2生成MgSO4是在溶解状态进行,不会因浆液发生结垢,堵塞等故障;
(3)气液比小,当烟气量相同,SO2含量相等的情况下,石灰石、石灰石-石膏法气液比为5~20时,MgO法气液比为2,可大幅度节约运行费用;
(4)因吸收剂Mg(OH)2循环使用,利用率高,MgSO4溶解度高,循环系统补充水量小,无需为处理大量废渣发愁;
(5)整个处理过程简单,设备数量少,操作简单、运行可靠。
② 反应过程:
消化反应:MgO+H2O→Mg(OH)2
吸收反应:Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2O
MgSO3+SO2+H2O→MgSO2
Mg(HSO3)2+ Mg(OH)2→2MgSO3+2H2O→
氧化反应:2MgSO3+O2→2MgSO4
氧化镁法脱硫工艺分再生法和抛弃法两种。回收脱硫副产品硫酸镁需进行浓缩、冷却结晶、离心分离和干燥等操作,工程投资将会增加。此外也可将副产品硫酸镁再生,从循环吸收液中分离、干燥,在高温下加碳还原成氧化镁循环使用,产生含二氧化硫11%-13%的富气可用于生产硫酸或硫磺。此工艺流程长,也将增加工程投资。
结合考虑,将脱硫后的废液直接输送至脱硫副产品处置系统进行处理,经浓缩池进行浓缩,分离后的水循环利用,脱硫渣外卖。
2. 石灰石-石膏法
原烟气由增压风机增压后进入脱硫装置(FGD)。烟气从下而上流动,吸收塔内的浆液从喷嘴由上而下喷出与烟气逆流接触,充分进行气/液接触反应脱除烟气中的SO2。
吸收SO2的浆液进入吸收塔底部浆池,与补充的石灰石浆液一起通过循环泵循环进入吸收塔上部洗涤烟气中的SO2,提高石灰石的利用率。
脱硫的性能参数通过DCS或PLC控制系统对PH值和浆液浓度进行调节,实现自动控制。吸收塔底部的浆液由外置的氧化风机供给氧化空气,再由侧入式搅拌器不停地搅拌更有效地均匀布洒氧化空气,使亚硫酸钙完全氧化成石膏。
脱硫后的烟气经除雾器最大限度地除去湿烟气中的雾滴,然后经由烟囱排入大气。
吸收塔浆池内石膏浆液经排出泵送到石膏旋流器中进行初级分离,将15~20%浓度的浆液浓缩至40~50%的底流浆液,溢流浆液返回吸收塔,底流浆液进入真空皮带脱水机进行二级脱水,最终获得含水率小于10%的湿饼状石膏。
3. 双碱法
双碱法是采用钠基脱硫剂进行脱硫,由于钠基脱硫剂碱性强,吸收二氧化硫后反应产物溶解度大,不会造成饱和结晶,造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生,再生出的钠基脱硫剂在被打入脱硫塔循环使用。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂,配置好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中的二氧化硫来达到烟气脱硫的目的。然后脱硫产物经脱硫剂再生吃还原成氢氧化钠再循环使用。氢氧化钠随运行中脱硫渣的处理而有少量流失,因此需及时补充,使循环液中钠碱浓度维持一定的水平。双碱法脱硫工艺主要包括五个流程:
(1)吸收剂制备与补充;
(2)吸收剂浆液喷淋;
(3)塔内雾滴与烟气接触混合吸收;
(4)再生池浆液还原钠基碱;
(5)石膏脱水处理。
循环过程中的主要反应如下:
2NaOH+SO2 → Na2SO3+H2O (1)
Na2SO3+SO2+ H2O→2NaHSO3 (2)
其中式(1)为启动阶段NaOH溶液吸收SO2的反应;式(2)为再生液PH值较高时(高于9),溶液吸收SO2的主要反应。
再生过程(用石灰乳,本方案用CAO)
2NaHSO3+Ca(OH)2 → Na2SO3+CaSO3+2H20 (3)
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3 (4)
式(3)为第一步再生反应,式(4)为再生至PH>9以后继续发生主反应。
此外,在运行过程中,还会有副反应——氧化反应发生:
HSO3-+ O2 SO42- +H+ (5)
4. 氨法脱硫
氨法脱硫是以氨水作为脱硫剂进行脱硫,当氨水与烟气中的SO2反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵还可能与SO2继续反应生成亚硫酸氢铵。
氨水作为脱硫剂是反应活性最强的,在低液气比的条件下脱硫效率最高,且有副产品,可创造一定经济效益,但是氨水的价格较高,只有在燃煤含硫量较高,且有废氨溶液的条件下经济效益才是最好的。
氨法脱硫较为适用于具有废氨溶液,且燃煤含硫量较高的化肥厂的自备电厂和工业锅炉。
氨吸收液在循环过程中主要成分为NH4HSO3与(NH4)2SO3的混合溶液,实质上是(NH4)2SO3对SO2的吸收作用。
吸收过程实质上是亚硫酸铵与SO2发生化学反应:
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
NH4HSO3与补入的NH3反应生成(NH4)2SO3,从而恢复循环液的吸收能力;
NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3
同时抽出部分吸收液,送出加工处理。
在氧气工段,鼓入空气将亚硫铵氧化成硫铵,其反应为:
(NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4