脫硫技術(shù)
通過對國內(nèi)外脫硫技術(shù)以及國內(nèi)電力行業(yè)引進脫硫工藝試點廠情況的分析研究,目前脫硫方法一般可劃分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫等3類。
其中燃燒后脫硫,又稱煙氣脫硫(Flue gas desulfurization,簡稱FGD),在FGD技術(shù)中,按脫硫劑的種類劃分,可分為以下五種方法:以CaCO3(石灰石)為基礎(chǔ)的鈣法,以MgO為基礎(chǔ)的鎂法,以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法,以NH3為基礎(chǔ)的氨法,以有機堿為基礎(chǔ)的有機堿法。世界上普遍使用的商業(yè)化技術(shù)是鈣法,所占比例在90%以上。按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)又可將脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干(半濕)法。濕法FGD技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物,該法具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點,但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及易造成二次污染等問題。干法FGD技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進行,該法具有無污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度較輕,煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴散、二次污染少等優(yōu)點,但存在脫硫效率低,反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問題。半干法FGD技術(shù)是指脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下再生(如水洗活性炭再生流程),或者在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物(如噴霧干燥法)的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法,以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點,又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢而受到人們廣泛的關(guān)注。按脫硫產(chǎn)物的用途,可分為拋棄法和回收法兩種。
1.1 燃燒前脫硫
燃燒前脫硫就是在煤燃燒前把煤中的硫分脫除掉,燃燒前脫硫技術(shù)主要有物理洗選煤法、化學(xué)洗選煤法、煤的氣化和液化、水煤漿技術(shù)等。洗選煤是采用物理、化學(xué)或生物方式對鍋爐使用的原煤進行清洗,將煤中的硫部分除掉,使煤得以凈化并生產(chǎn)出不同質(zhì)量、規(guī)格的產(chǎn)品。微生物脫硫技術(shù)從本質(zhì)上講也是一種化學(xué)法,它是把煤粉懸浮在含細菌的氣泡液中,細菌產(chǎn)生的酶能促進硫氧化成硫酸鹽,從而達到脫硫的目的;微生物脫硫技術(shù)目前常用的脫硫細菌有:屬硫桿菌的氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、古細菌、熱硫化葉菌等。煤的氣化,是指用水蒸汽、氧氣或空氣作氧化劑,在高溫下與煤發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成H2、CO、CH4等可燃混合氣體(稱作煤氣)的過程。煤炭液化是將煤轉(zhuǎn)化為清潔的液體燃料(汽油、柴油、煤油等)或化工原料的一種*的潔凈煤技術(shù)。水煤漿(Coal Water Mixture,簡稱CWM)是將灰份小于10%,硫份小于0.5%、揮發(fā)份高的原料煤,研磨成250~300μm的細煤粉,按65%~70%的煤、30%~35%的水和約1%的添加劑的比例配制而成,水煤漿可以像燃料油一樣運輸、儲存和燃燒,燃燒時水煤漿從噴嘴高速噴出,霧化成50~70μm的霧滴,在預(yù)熱到600~700℃的爐膛內(nèi)迅速蒸發(fā),并拌有微爆,煤中揮發(fā)分析出而著火,其著火溫度比干煤粉還低。
燃燒前脫硫技術(shù)中物理洗選煤技術(shù)已成熟,應(yīng)用zui廣泛、,但只能脫無機硫;生物、化學(xué)法脫硫不僅能脫無機硫,也能脫除有機硫,但生產(chǎn)成本昂貴,距工業(yè)應(yīng)用尚有較大距離;煤的氣化和液化還有待于進一步研究完善;微生物脫硫技術(shù)正在開發(fā);水煤漿是一種新型低污染代油燃料,它既保持了煤炭原有的物理特性,又具有石油一樣的流動性和穩(wěn)定性,被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品,市場潛力巨大,目前已具備商業(yè)化條件。
煤的燃燒前的脫硫技術(shù)盡管還存在著種種問題,但其優(yōu)點是能同時除去灰分,減輕運輸量,減輕鍋爐的沾污和磨損,減少電廠灰渣處理量,還可回收部分硫資源。