石灰石漿液制備:首先,將石灰石磨成細粉并加水制成漿液。石灰石漿液通過輸送泵送入吸收塔中。
煙氣與漿液接觸:鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過除塵處理后,進入吸收塔。在吸收塔內(nèi),煙氣與從上而下噴淋的石灰石漿液逆流接觸,發(fā)生化學反應。煙氣中的二氧化硫(SO?)溶解于漿液中,生成亞硫酸鈣(CaSO?)和硫酸鈣(CaSO?)。
氧化反應:在吸收塔底部或?qū)iT的氧化區(qū),通過鼓入空氣或氧氣,將生成的亞硫酸鈣進一步氧化為更穩(wěn)定的硫酸鈣(CaSO?)。這一過程通常需要控制氧化風機的供氧量,以確保反應完全。
石膏生成與分離:反應生成的硫酸鈣在吸收塔底部沉降,形成石膏漿液。石膏漿液經(jīng)過循環(huán)泵送回吸收塔頂部繼續(xù)參與反應,或者通過脫水設備(如旋流器、真空皮帶脫水機)進行脫水處理,最終得到干燥的石膏產(chǎn)品。
副產(chǎn)品處理:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏可以作為建筑材料使用,或者進行進一步的處理和回收利用。
廢水處理:脫硫過程中會產(chǎn)生含有少量污染物的廢水,需要通過廢水處理系統(tǒng)進行處理,以減少對環(huán)境的影響。
整個石灰石石膏法脫硫過程涉及多個環(huán)節(jié),包括煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)等,各環(huán)節(jié)緊密配合,確保高效脫硫并減少環(huán)境污染。
]]>在水泥行業(yè),SCR脫硝技術的應用主要集中在高溫高塵、高溫中塵和中低溫低塵三種布置方式。其中,高溫高塵布置方式因其能夠充分利用高溫煙氣的優(yōu)勢,運行穩(wěn)定且對熟料生產(chǎn)影響較小,被廣泛應用。然而,該布置方式也存在催化劑磨損和堵塞的風險,需要采用耐磨抗堿金屬中毒的催化劑。
近年來,隨著環(huán)保標準的提高,水泥行業(yè)對NOx排放的要求越來越嚴格。傳統(tǒng)的SNCR(選擇性非催化還原)技術雖然成本較低,但脫硝效率有限,難以滿足小于150mg/Nm3甚至更低的排放標準。相比之下,SCR技術因其高效的脫硝能力(可達85%以上),逐漸成為水泥行業(yè)超低排放的首選技術。
SCR脫硝技術在水泥行業(yè)的應用也面臨一些挑戰(zhàn)。例如,催化劑中毒問題(如鉈元素引起的中毒)會影響脫硝效率;此外,氨逃逸控制也是一個重要問題,氨逃逸量需嚴格控制在3ppm以下,以避免對環(huán)境造成二次污染。為了應對這些挑戰(zhàn),行業(yè)內(nèi)不斷優(yōu)化工藝流程,開發(fā)新型催化劑,并結(jié)合低氮燃燒和SNCR技術進行聯(lián)合脫硝。
SCR脫硝技術在水泥行業(yè)中的應用前景廣闊,但仍需解決催化劑性能、氨逃逸控制等問題,以進一步提升其經(jīng)濟性和可靠性。
]]>采用先進的脫硝技術:如選擇性催化還原(SCR)工藝,這是目前較為普遍且有效的脫硝技術。
提高脫硝效率和降低氨逃逸:通過增加催化劑體積、精準噴氨等措施來提高脫硝效率。
優(yōu)化系統(tǒng)設計與運行管理:包括優(yōu)化SCR系統(tǒng)的布置、改進吹灰系統(tǒng)、調(diào)整供氨與噴氨系統(tǒng)等。此外,還需制定完善的脫硝設施運行、維護及管理制度,確保脫硝系統(tǒng)的高效運行。
滿足超低排放要求:許多項目的目標是實現(xiàn)超低排放,例如NOx濃度≤15mg/Nm3或≤30mg/Nm3等。
綜合應用多種技術:在一些復雜的工業(yè)場景中,可能需要結(jié)合多種技術來實現(xiàn)脫硝目標。例如,某些項目采用了SNCR+SCR+低氮燃燒等組合技術。
環(huán)保效益與經(jīng)濟效益并重:脫硝提標改造不僅有助于減少氮氧化物排放,改善空氣質(zhì)量,還能帶來經(jīng)濟效益。
脫硝提標改造的重點在于采用高效的技術手段,優(yōu)化系統(tǒng)設計與運行管理,滿足嚴格的排放標準,并通過多技術組合實現(xiàn)綜合效益。
]]>濕法脫硫工藝通常包括以下幾個步驟:首先,煙氣通過增壓風機進入煙氣換熱器,降低溫度后進入吸收塔;在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液接觸,漿液中的碳酸鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成石膏,從而去除SO2。為了提高脫硫效率并減少設備腐蝕,通常會使用煙氣換熱器(GGH)來回收熱量,并在脫硫后提升煙氣溫度,避免冷凝產(chǎn)生白煙。
除了濕法脫硫,干法脫硫技術也得到了一定的應用,例如爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝(LIFAC)和電子束煙氣脫硫技術等。這些方法相較于濕法脫硫具有投資少、占地面積小、運行費用低等優(yōu)點,但其脫硫效率相對較低。
近年來,隨著環(huán)保要求的提高和技術的進步,火電廠煙氣脫硫技術也在不斷發(fā)展。例如,噴霧蒸發(fā)技術被用于處理濕法脫硫后的廢水,通過噴霧蒸發(fā)將廢水中的水分蒸發(fā)掉,從而實現(xiàn)廢水的零排放。此外,火電廠還注重脫硫系統(tǒng)的優(yōu)化管理,通過合理調(diào)整設備運行參數(shù)和維護措施,進一步提高脫硫效率并降低能耗。
火電廠煙氣脫硫技術的發(fā)展不僅有助于減少大氣污染,還對提高能源利用效率和保護環(huán)境具有重要意義。未來,隨著技術的不斷進步和政策的推動,火電廠煙氣脫硫技術將更加高效、經(jīng)濟和環(huán)保。
]]>低溫SCR脫硝工藝
低溫SCR脫硝技術在石灰回轉(zhuǎn)窯中的應用較為廣泛,其主要特點是適用于溫度較低的煙氣環(huán)境(通常在120℃至300℃之間)。該工藝通過噴射氨水或尿素作為還原劑,在催化劑的作用下將NOx還原為N2和H2O,從而實現(xiàn)脫硝。例如,湖北某鈣業(yè)企業(yè)的項目中,采用“石灰窯預熱器出口(200℃)+干法脫硫+高溫布袋除塵改造+低溫SCR脫硝”的工藝流程,有效提升了脫硝效率。
SNCR脫硝工藝
SNCR技術在石灰回轉(zhuǎn)窯中的應用相對較少,主要是因為石灰回轉(zhuǎn)窯的煙氣溫度較高,通常在1000℃左右,而SNCR工藝需要在較低溫度下才能有效進行。盡管如此,某些項目仍嘗試通過調(diào)整注入位置和優(yōu)化反應時間來提高SNCR的脫硝效率,但實際效果有限。
聯(lián)合脫硝工藝
為了提高脫硝效率,部分項目采用聯(lián)合脫硝工藝,如“SNCR+SCR”或“SNCR+中高溫塵硝一體化裝置”等。
技術優(yōu)勢與局限性
SCR脫硝技術因其高效性和成熟性成為主流選擇,尤其適用于石灰回轉(zhuǎn)窯的低溫煙氣環(huán)境。然而,SNCR技術由于其局限性(如溫度要求較高、反應時間短等),在石灰回轉(zhuǎn)窯中的應用較為有限。
石灰回轉(zhuǎn)窯煙氣脫硝技術以低溫SCR為主,結(jié)合SNCR和聯(lián)合脫硝工藝,能夠有效降低NOx排放,滿足環(huán)保要求。不同項目根據(jù)具體工況選擇合適的脫硝方案,以實現(xiàn)最佳的經(jīng)濟和環(huán)保效益。
]]>根據(jù)證據(jù),濕法脫硫后的煙氣溫度通常在30-50℃,濕度可以達到100-200g/Nm3,這比大氣平均濕度(約9g/Nm3)高出許多倍。這種高濕度的煙氣不僅對設備的腐蝕和維護提出了更高的要求,還可能對環(huán)境造成額外的水汽排放問題。例如,每年通過濕法脫硫排放到大氣中的水汽量可能達到40億噸。
在實際操作中,濕法脫硝和濕法脫硫的組合工藝需要特別注意煙氣濕度的控制。例如,在SNCR-SCR耦合脫硝+濕法石灰石-石膏煙氣脫硫+濕式靜電除塵的組合工藝中,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)超低排放,但氨逃逸控制和濕度管理仍需進一步優(yōu)化。此外,濕式電除塵器的應用也需要考慮煙氣濕度對設備性能的影響。
因此,在燃煤電廠煙氣脫硝過程中,濕度的控制不僅是技術問題,也是環(huán)保和經(jīng)濟性的重要考量因素。合理控制煙氣濕度有助于提高脫硝效率、減少設備腐蝕和降低運行成本。同時,還需關注濕法脫硫后煙氣中水汽的排放問題,以避免對環(huán)境造成不必要的影響。
]]>設備操作與維護:
在啟動脫硫系統(tǒng)前,需進行一系列的試驗和驗收,包括煙道、吸收塔、除塵器的漏風率測試、氣流均布試驗等,并確保輔助系統(tǒng)和設施的正常運行。
運行過程中,需根據(jù)燃料、原料及負荷變化及時調(diào)整,確保SO2排放達標,并定期檢查維護各類設備和設施。
停運后,應沖洗塔內(nèi)可能積存的細灰或沉淀物,冬季長期停運時需排盡積水,防止凍壞設備。
安全與職業(yè)衛(wèi)生:
脫硫工程應備有防塵面罩、洗眼液等防護用品,并建立并嚴格執(zhí)行安全檢查制度,及時消除事故隱患。
在易發(fā)生粉塵飛揚或灑落的區(qū)域設置必要的除塵設備或清掃措施,防止漏粉、漏灰及飛揚。
對于噪聲較高的設備,應采取減震消聲措施,盡量將噪聲源和操作人員隔開。
工藝參數(shù)控制:
控制吸收塔出口煙溫應在煙氣露點溫度10℃以上,以防止腐蝕。
煙氣冷卻系統(tǒng)需降低煙氣溫度,使后續(xù)處理更加有效。
濕法脫硫系統(tǒng)設計宜考慮顆粒物、霧滴等多污染物協(xié)同控制措施,減少脫硫系統(tǒng)對顆粒物排放的貢獻。
環(huán)保與資源利用:
脫硫過程中產(chǎn)生的廢水需收集和處理,減少環(huán)境污染。
石膏漿液需通過脫水機去除水分,得到干燥的石膏產(chǎn)品,用于工業(yè)應用或建筑材料。
脫硫后的凈煙氣可通過除霧或送機組冷卻塔排放,也可經(jīng)吸收塔結(jié)晶工藝產(chǎn)生硫酸銨結(jié)晶。
運行與調(diào)試:
脫硫工程的運行、維護及安全管理應符合規(guī)范和行業(yè)規(guī)定,運行應在滿足設計工況下進行,并定期檢查維護各類設備和設施。
啟動前需確保伴熱裝置有效投入、濾袋預涂灰、電區(qū)啟動放電極絕緣子室等。
緊急情況處理:
在液氨泄漏、液氨壓力異?;蛞归g等情況下,應采取防火措施,如配備防火負責人、制定防火安全制度、成立義務消防組織、準備消防器材和制定防火應急預案。
通過以上措施,可以確保煙氣脫硫過程的安全、高效和環(huán)保。
]]>高效除塵:布袋除塵器的除塵效率通常在99%以上,能夠有效捕集0.1微米至0.3微米甚至更細小的粉塵顆粒,滿足嚴格的環(huán)保要求。
運行穩(wěn)定:布袋除塵器采用物理過濾原理,結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,不受外界因素影響,適應性強,能夠長期穩(wěn)定運行。
適應性強:布袋除塵器可以處理不同性質(zhì)和特性的粉塵,包括高比電阻、高濃度和細顆粒粉塵,不受粉塵電阻的影響。此外,其處理風量范圍廣,從小型機組到大型除塵室均可適用。
經(jīng)濟性:布袋除塵器的造價相對較低,維護成本也較低,濾袋使用壽命長且可回收再利用,降低了企業(yè)的運行成本。
環(huán)保性:布袋除塵器是一種干式除塵設備,不需用水,避免了污水處理或泥漿處理問題,不會產(chǎn)生二次污染。
操作簡便:布袋除塵器結(jié)構(gòu)簡單,維護操作方便,自動化程度高,部分設備配備智能監(jiān)控系統(tǒng),能夠?qū)崟r監(jiān)測設備狀態(tài)并預警潛在故障,減少停機時間和維護成本。
節(jié)能:布袋除塵器的壓力損失相對較低,能夠節(jié)約風機能耗。
占地面積?。翰即龎m器布局靈活,可以根據(jù)場地設計不同形狀,占地面積小,適合各種工業(yè)環(huán)境。
無二次污染:布袋除塵器采用布袋過濾方式,排放的潔凈氣體符合國家環(huán)保標準,不會產(chǎn)生二次污染。
布袋除塵器以其高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟、環(huán)保和操作簡便等優(yōu)點,在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用,并為環(huán)境保護和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的支持。
]]>SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術能夠顯著提高脫硝效率。通過SNCR階段初步去除部分NOx,再利用SCR階段進一步處理剩余的NOx,整體脫硝效率可以達到80%以上,甚至在某些情況下可以達到90%以上。這種組合方式不僅彌補了單一技術的不足,還充分利用了兩種技術的優(yōu)點。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術在經(jīng)濟性方面具有明顯優(yōu)勢。由于SNCR階段已經(jīng)初步降低了NOx濃度,因此SCR階段所需的催化劑用量和反應器體積得以減少,從而降低了整體投資和運行成本。此外,由于催化劑用量減少,系統(tǒng)的壓降也相應減小,這進一步降低了運行費用。
第三,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術具有良好的空間適應性。由于SCR反應塔體積較小,特別適合空間受限的場合。同時,該技術簡化了還原劑噴射系統(tǒng)的設計,無需設置復雜的旁路系統(tǒng),減少了控制系統(tǒng)的復雜程度和對場地的要求。
第四,SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術還具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制優(yōu)勢。由于SNCR階段已經(jīng)進行了初步脫硝,SCR階段主要處理未反應的NOx,因此氨逃逸率較低,通常小于4mg/Nm3。此外,由于減少了催化劑用量,有助于控制SO2向SO3的轉(zhuǎn)化,從而減少NH4HSO4的生成,降低對下游設備的腐蝕危害。
SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高效的NOx去除,還能在經(jīng)濟性和空間適應性方面提供顯著優(yōu)勢,并且具有較低的氨逃逸率和腐蝕控制能力。這種技術適用于燃煤電廠、垃圾焚燒爐等多種工業(yè)應用場景,是一種成熟且高效的煙氣治理方案。
]]>技術成熟和可靠性高:石灰石-石膏法是一種非常成熟的煙氣脫硫技術,自20世紀80年代以來廣泛應用于全球的火電廠中。其技術已經(jīng)非常成熟,運行可靠性高,設備和技術容易獲取。
資源豐富且價格低廉:石灰石作為脫硫劑,來源廣泛且價格便宜。石灰石資源豐富,易于運輸和保存,這使得石灰石-石膏法在經(jīng)濟上具有很大的優(yōu)勢。
脫硫效率高:石灰石-石膏法的脫硫效率非常高,通??梢赃_到90%以上,甚至在某些裝置中可以超過95%。這種高效率使得該方法能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,滿足嚴格的環(huán)保要求。
適應性強:石灰石-石膏法對煤種變化、負荷變化和脫硫率變化具有較強的適應性,特別適用于大容量機組(如200MW及以上)和燃用含硫量較高的煤種。
副產(chǎn)品可利用:脫硫過程中產(chǎn)生的石膏是一種有價值的副產(chǎn)品,可以用于建筑材料或肥料等工業(yè)應用,這不僅減少了廢物處理的成本,還增加了經(jīng)濟效益。
系統(tǒng)穩(wěn)定且無氨逃逸問題:石灰石-石膏法系統(tǒng)運行穩(wěn)定,吸收劑不存在揮發(fā)性問題,也無氨逃逸問題,這使得其在實際應用中更加安全可靠。
盡管石灰石-石膏法存在一些缺點,如初期投資和運行成本較高、占地面積大、系統(tǒng)管理復雜等,但其綜合優(yōu)勢使其成為目前國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的首選工藝。特別是在內(nèi)陸電廠或資源豐富的地區(qū),石灰石-石膏法因其經(jīng)濟性和高效性而被廣泛采用。
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