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国外烟气脱硫技术应用进展

发布时间:2016-04-09 09:19

  1前言


  近年来,世界各发达国家在烟气脱硫方面均取得了很大进展,美国、德国、日本等发达工业国家在2000年前已基本完成烟气脱硫。随着我国经济的快速发展,二氧化硫的排放量也在不断增加。为控制大气污染物排放,国家环保总局和国家发展和改革委员会采取了加强二氧化硫污染防治的措施,先后施行《排污费征收使用管理条例》和《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996),2014年7月1日起,将要实施《石油炼制工业污染物排放标准》。为适应国家环保要求,炼厂和电厂等纷纷上马烟气脱硫项目。因此,分析国外烟气脱硫技术应用情况,对我国相关项目技术选择具有一定的指导意义。


  目前,国外常用烟气脱硫技术有很多,按照脱硫方式和产物形态的不同,烟气脱硫技术可分为湿法、半干法、干法三大类。在诸多烟气脱硫工艺中,针对炼厂催化裂化装置烟气脱硫的技术主要有EDV技术、WGS技术、动力波逆喷塔技术、Labsorb技术、Cansolv技术等;针对热电厂锅炉烟气的脱硫工艺主要有石灰石-石膏湿法、炉内喷钙法、半干法、氨法技术等。


  本文在论述这些技术主要特点、优缺点和应用情况的基础上,分析比较各类技术,对我国炼厂和电厂选择应用烟气脱硫技术具有一定的参考价值。


    2湿法烟气脱硫工艺


  湿法脱除SOi的工艺有多种,大部分在20世纪70年代初期由美国和日本开发,多用于处理锅炉和炼油厂的加热炉烟气。湿法烟气脱硫技术的最大优点是脱硫率高达95%,装置运行可靠性高,操作简单,SO2吨处理成本低。在世界各国现有的烟气脱硫技术中,湿法脱硫约占85%左右,以湿法脱硫为主的国家有日本(占98%)、美国(占92%)和德国(占90%)。国外主要应用的烟气脱硫工艺分述如下。


  2.1非再生湿法脱硫工艺


  非再生湿法脱硫工艺主要是以NaOH、MgOH、Na2CO3、石灰等水溶液作为吸收剂,对催化烟气进行洗涤,吸收脱除烟气中的SO2,与SO2反应生成亚硫酸盐、硫酸盐,吸收剂不进行再生。此类工艺具有流程简单、占地面积小、投资省、公用工程消耗少、可靠性高等优点,脱硫效率在95%以上;缺点是吸收剂不可再生,化学药剂消耗量较大,有二次废弃物产生,并需进一步处理。在催化裂化烟气脱硫应用上,最具代表性的是贝尔格(Belco)公司的非再生湿气洗涤工艺(EDV)、Exxon公司的湿法洗涤工艺(WGS)和美国孟莫克公司的动力波工艺。


  2.1.1钠碱洗涤法


  目前,世界上应用最多的FCC烟气脱硫技术即是以苛性钠或苏打灰为吸收剂,吸收产物氧化为Na2SO4并随废水排放。钠碱洗涤法吸收效率高,工艺简单,装置占地小,脱硫产物水溶性好,但吸收剂费用高,分述如下:


  (1)美国贝尔格公司的非再生湿法洗涤工艺(EDV)


  贝尔格公司开发的EDV湿法洗涤技术,属于非再生湿法洗涤钠法工艺,用于同时脱除催化裂化烟气SO。颗粒物。该工艺使用碱性溶液作为吸收剂(洗涤液)。由洗涤吸收塔、集液槽(含喷嘴)和液滴分离器组成。EDV湿法洗涤工艺主要包括EDV湿法洗涤系统和排出液处理系统,使用碱性溶液作为吸收剂(洗涤液),采用阶段式的烟气净化程序。

  采用的石灰石-石膏湿法脱硫工艺是最为成熟的烟气脱硫技术,国内外已有数百套装置投入商业运行,在脱硫市场上占有份额超80%。任何煤种均可采用这种脱硫方式,脱硫率高(>95%),单塔处理量大,对高硫煤、大机组更具有适用价值。采用石灰或石灰石作为吸收剂,成本低廉并且易得,所得产物石膏可以作为建筑材料。该工艺的缺点是需要消耗大量的水,且容易造成结垢堵塞,加添加剂(氯化钙、镁离子、氨等)能防止结垢,但会增加成本。石膏若销路不好,仍旧造成固体排放物的堆积问题,产生二次污染。针对具体某一项目而言,技术选择还应根据现场条件、吸收剂资源、副产品处理和综合利用等情况,选择最佳脱硫方案。


  3讨论


  从以上各种烟气脱硫技术主要特点和应用情况看,湿法烟气脱硫技术是烟气脱硫净化的主要技术方向。在生产运行方面,可再生的Cansolv工艺及Labsorb工艺有显著优势,但从投资来看,非再生钠碱法工艺投资最低,再生工艺的投资是非再生工艺投资的1.5~2倍。非再生钠碱法工艺及Labsorb工艺具有烟气压降小、不出现堵塞、操作弹性大等显著优势,从投资、流程简化、操作方便、技术成熟可靠程度等方面比较,可选择非再生湿法洗涤工艺。


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