固定床干法脫硫技術(shù)原理:采用氧化催化劑把煙氣中的二氧化硫與煙氣中殘余的氧氣反應(yīng)生成三氧化硫,然后被氫氧化鈣吸收生成硫酸鈣。
這個方法在工程上的實現(xiàn)是采取固定床技術(shù),堿(鈣基脫硫劑)與催化劑的成型顆粒裝于脫硫反應(yīng)器中,煙氣通過后,其中的二氧化硫氧化成三氧化硫并被反應(yīng)固化成為硫酸鈣(石膏)固體。該技術(shù)已成為一項比較成熟的工藝,并成功應(yīng)用于山西建邦、華強煤氣發(fā)電、丹陽龍江鋼鐵、山西星原鋼鐵、新金山加熱爐脫硫項目。
整個過程不使用水,亦不產(chǎn)生廢水;操作控制過程就是一個步驟,操作簡單;脫硫效果可以根據(jù)業(yè)主要求調(diào)控,通過調(diào)節(jié)接觸時間,可以達到90%以上去除效果;對于煙氣條件短時間的一些波動不敏感,對于煙氣溫度也不很敏感,幾乎適于所有的煙氣條件。
與傳統(tǒng)濕法脫硫工藝相比,本方法不使用水,對于干旱區(qū)域尤其有利;不產(chǎn)生廢水(濕法脫硫廢水特別難處理),對于附近無專業(yè)工業(yè)廢水處理廠的區(qū)域優(yōu)勢特別明顯;前期投資成本與濕法接近,但運行成本只有濕法的2/3;占地面積小,免維護,基本無設(shè)備腐蝕情況;過程簡單,效果卓異,投資運行經(jīng)濟,無二次污染。
1. 固定床干法脫硫與傳統(tǒng)脫硫工藝化學(xué)原理對比
SO₂ + [O] → SO₃ SO₃ + Ca(OH)₂ → CaSO4+ H₂O
傳統(tǒng)干法脫硫:
CaCO₃ → CaO + CO₂ SOx + CaO → CaSO4
傳統(tǒng)濕法脫硫:
SO₂ + Ca(OH)₂→ CaSO₃ + H₂O
2. 干法脫硫工藝特點及與現(xiàn)有濕法脫硫技術(shù)比較
兩者均使用石灰來脫硫,不同的是傳統(tǒng)的濕法用石灰漿(采用氫氧化鈉+石灰的雙堿法,以及,原理則相同)與煙氣中的SO₂反應(yīng)生成亞硫酸鈣(雙堿法先通過氫氧化鈉反應(yīng),后者與石灰漿反應(yīng)成為亞硫酸鈣并還原出氫氧化鈉。氫氧化鈉溶液反復(fù)使用。凈的反應(yīng)為氫氧化鈣與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣);傳統(tǒng)的干法脫硫是粉煤用循環(huán)流化床鍋爐中隨煤粉噴入碳酸鈣進入鍋爐燃燒室,碳酸鈣分解生成氧化鈣,后者跟一部分硫氧化物生成硫酸鈣;而固定床干法脫硫簡單地使用石灰或及氧化催化劑,其中催化劑氧化SO₂成為SO₃,后者跟石灰反應(yīng)成為硫酸鈣或者與反應(yīng)生成/硫酸氫鎂等。詳細對比見下表。
3. 固定床干法脫硫效率
在典型的脫硫試驗中,不同溫度下的效果則有所不同。下圖為所用條件下廣泛的溫度范圍均有良好的脫除效果,即使溫度為0℃時,其脫除效率亦在80%以上。隨溫度上升而脫硫效率有上升的趨勢。各溫度下脫硫效率很容易達到93%及以上。