烟气处理

火电厂用的煤里一般含有硫和硝.煤燃烧后硫和硝形成的烟雾里含有二氧化硫等酸性物质.直接排放污染环境.所以要进行烟气处理,脱硫脱硝.一般是先是脱硝,后再脱硫.

最简单的烟气处理方法如下：处理烟气的方法一：烟气的除尘脱硫除湿方法把烟气通入一冷却塔中，用冷水洗涤烟气，使其降温，洗去烟气中的尘粒和部分二氧化硫，同时除去其中大部分水汽，然后将净化后的烟气与产品烧成隧道窑排放的热废气混合排放。处理烟气的方法二：燃烧后脱硫，又称烟气脱硫在FGD技术中按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以CaCO3(石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%;处理烟气的方法三：电捕焦油器含焦油雾滴的焦炉煤气从电捕焦油器下部进入正六角边蜂窝管，从器上部出来。蜂窝管设置为高压非匀场电场，蜂窝管为正极（又称为沉淀极），蜂窝管中心设有导线（不锈钢丝）为负极（又称为电晕极），煤气分子在高压电场的作用下发生电离，在电晕极周围发生急剧碰撞，产生大量正、负离子，在电晕极以外只有负离子。因而是捕焦油器内部大部分空间内焦油雾滴变为带负电子的质点，向沉淀极移动，由于管壁与设备外壳接地，带负电荷的焦油质点到达管壁后放电沉淀于管壁上并集聚器底排出，从而达到除去煤气中焦油雾滴的目的。处理烟气的方法四：低温等离子体低温等离子废气处理机理包含两个方面：一是在高压放电产生等离子体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能足够打开一些有害气体分子的化学能，使之分解为单质原子或无害分子。二是等离子体由于是高压放电产生，其中包含大量的高能电子、正负离子、激发态粒子和具有强氧化性的自由基，这些活性粒子和部分臭气分子碰撞结合，在电场作用下，使臭气分子处于激发态。

工业锅炉的平均热效率利用率并不高，在全球气候变暖的大环境 ，低能耗、低污染的低碳经济已经成为环保热点，因此锅炉尾部的烟气余热利用问题得到关注。一、余热利用的价值国内经济的高速发展，让能源需求量增高，火力发电又一直是能源支柱之一，随着我国迈入“十三五”规划，如何提高资源利用，高能效成了大势所趋。其主旨为从热力学出发，分析能源品质，达到对不同品位能源的充分利用，以此缓解能源压力，在过去开展烟气余热利用的几年内取得了一定的效果。换热器二、锅炉尾部烟气余热特点开展锅炉尾部烟气余热利用前，先分析下特点，余热工作要在一定经济条件下进行，将能源利用设备中没有被利用的高温废气余热、冷却介质余热、汽水余热、炉渣余热、反应余热等通过化工设备处理再回收。据了解各行业内余热总资源占到消耗量的17~67%，可回收利用的余热占比高。工业锅炉的热效率利用率不高，尾部烟气排放温度在280℃以上，属于中高温余热具有较大的回收价值。换热器三、锅炉尾部烟气余热利用方法排烟温度高且量大的锅炉尾部烟气，直接排入空气中，不但会造成环境污染气温上升，也浪费了能源，科学合理的利用余热不仅能降低锅炉烟气温度，也是锅炉节能的重要途径之一。我们要如何开展烟气余热利用呢，目前国内外余热利用方法为采用板式烟气换热器、回转式、热管换热器等，板式换热器以金属板片为传热元件，在热能利用、热回收、节能成本等方面具有较好效果，广泛用于高温、中温、低温锅炉余热回收中，并取得良好节能减排效果。换热器

国内控制烟气指标主要有两方面：烟尘和二氧化硫。除尘工艺主要有湿式除尘、布袋除尘、电除尘、代电复合除尘。脱硫工艺有：分为干法、半干法、湿法三大类。干法脱硫是使用粉状吸收剂去除烟气中的SO2，常用的典型方法有炉内喷钙（石灰/石灰石）等。炉内喷钙具有无废水产生，无二次污染的优点，但是由于脱硫效率低，设备庞大，操作要求高等，所以工业应用较少。半干法是新兴的一种脱硫技术。目前使用较多的有旋转喷钙法，将石灰制成石灰浆液，在塔内吸收SO2但反应效率低，Ca/S比较大，一般在2.5以上。主要是一些大型锅炉的火电厂采用。湿法烟气脱硫工艺是目前在烟气脱硫使用最广泛的脱硫工艺，湿法烟气脱硫占脱硫总量的80％以上。湿法脱硫根据脱硫剂的选择不同又可分为石灰石/石灰法、氨法、钠钙双碱法、氧化镁法、碱性硫酸铝法等，其中石灰石/石灰法、氨法、钠钙双碱法以及氧化镁法使用较为普遍。石灰石/石灰法采用石灰石/石灰粉，将其制成石灰石/石灰浆液，在脱硫吸收塔内通过喷淋，将石灰石/石灰浆液雾化使其与烟气混合接触，从而达到脱硫的目的。该工艺需配备石灰石/石灰粉碎系统与石灰石/石灰化浆系统。石灰较石灰石的活性高，可以减少用量，降低运行费用。但无论使用石灰石还是石灰，液气比都较高（15－22），通过高液气比来保证足够的脱硫效率，因此运行费用较高。石灰石/石灰法主要存在的问题是塔内容易结垢，副产物亚硫酸钙或硫酸钙容易引起气液接触器（喷头或塔板）、管道等的结垢堵塞。适用于大型电厂锅炉烟气脱硫。氨法采用氨水作为二氧化硫的吸收剂，SO2与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。由于吸收液处理方法的不同，氨法可分为氨-酸法、氨-亚硫酸氨法和氨-硫酸氨法。 氨法主要优点是脱硫率高(与钠碱法相同 )，副主物可作为农业肥料。由于氨的易挥发性，造成吸收剂消耗量增加，脱硫剂利用率不高；另外氨水的来源地和行业的限制大，氨水的费用也高。脱硫对氨水的浓度有一定的要求，若氨水浓度太低，影响脱硫效率，水循环系统无疑将增大，使运行费用增加；浓度增大，导致蒸发量增大，产生氨气的恶臭，对工作环境产生影响，而且氨易挥发与净化后烟气中的SO2反应，形成气溶胶，使得烟气无法达标排放。氨法副产物回收的过程是较为困难的，投资费用较高，需配备制酸系统或结晶回收装置(需配备中和器、结晶器、脱水机、干燥机等)，系统 复杂，设备繁多，管理维护要求高。副产物硫铵市场准入困难。适用中小锅炉烟气脱硫和易得到氨水的化工企业锅炉烟气脱硫。钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的二氧化硫的方法，它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、脱硫系统不堵塞等优点，并可得到副产物Na2SO3，或转化为高浓度二氧化硫气体利用，适合于所排烟气中二氧化硫浓度比较高的废气吸收处理。但副产物的回收困难、工艺投资较高、钠碱的价格高造成运行费用高等是其主要缺点。氧化镁法是将氧化镁制成浆液，作为脱硫吸收剂吸收SO2，生成产物为硫酸镁或亚硫酸镁，副产物抛弃或干燥煅烧后，再生成氧化镁。该工艺的优点是脱硫效率在90％以上，较石灰石/石灰法的结垢问题轻，硫酸镁、亚硫酸镁的溶解度相对硫酸钙、亚硫酸钙大。缺点是氧化镁的价格高，脱硫费用相对较高。氧化镁回收过程工艺较复杂，但若直接采用抛弃法，镁盐会导致二次污染。钠钙双碱法是结合石灰石/石灰法和钠碱法两者的优点，以钠碱为脱硫剂，石灰为再生剂，通过在循环水系统中投加石灰，生成亚硫酸钙和钠碱，亚硫酸钙沉淀，钠碱随脱硫循环水循环利用。该种工艺即解决了石灰石/石灰法易结垢的问题，同时兼有钠碱法脱硫效率高的优点。并且主要消耗的为廉价的石灰石/石灰，运行费用也低。脱硫副产物亚硫酸钙、硫酸钙不会造成二次污染。脱硫液循环利用，不产生水污染的问题。混入硫酸钙、亚硫酸钙的煤粉渣，是较好的制备水泥的原料和路基填充料。适用于各种中小锅炉的烟气脱硫。

目前烟气脱硫被认为是控制二氧化硫最行之有效的途径。烟气脱硫主要分为干法、半干法和湿法。所谓干法烟气脱硫，是指脱硫的最终产物是干态的。主要有旋转喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化、循环流化床法、荷电干式喷射脱硫法、电子束照射法、脉冲电晕法以及活性炭吸附法等。旋转喷雾烟气脱硫是利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内，吸收剂在烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中水分蒸发干燥。完成脱硫反应后的废渣以干态排出。为了把它与炉内喷钙脱硫相区别，又把这种脱硫工艺称作半干法脱硫。炉内喷钙尾部增湿活化法，是在炉内喷钙的基础上发展起来，即在空气预热器和除尘器间加装一个活化反应器，并喷水增湿，促进脱硫反应，使最终的脱硫效率达到70％～75％。此法比较适合中、低硫煤的脱硫，且由于活化器的安装对机组的运行影响不大，比较适合中小容量机组和老电厂的改造。后来，此法又进行了一些改进，增加了多级燃烧器来控制氮氧化物的排放量，由于采用分级送风燃烧，使局部温度降低，不但减少了氮氧化物的生成，而且使钙基脱硫剂避免了炉内高温烟气的影响，减少了脱硫剂表面的“死烧”，增加了反应表面积，提高了脱硫效率。循环流化床脱硫技术，是在循环流化床中加入脱硫剂石灰石以达到脱硫的目的，由于流化床具有传质和传热的特性，所以在有效地吸收二氧化硫的同时还能除掉氯化氢和氟化氢等有害气体。利用循环床的一大优点是，可通过喷水将床稳控制在最佳反应温度下，通过物料的循环使脱硫剂的停留时间延长，大大提高钙利用率和反应器的脱硫效率。用此法可处理高硫煤，可以达到90%～97%的脱硫效率。荷电干式喷射脱硫法的原理是，吸收剂以高速通过高压静电电晕充电区，得到强大的静电荷（负电荷）后，被喷射到烟气流中，扩散形成均匀的悬浊状态。吸收剂粒子表面充分暴露，增加了与二氧化硫反应的机会。同时由于粒子表现的电晕，增强了其活性，缩短了反应所需的滞留时间，有效提高了脱硫效率。电子束照射法，是在烟气加入反应器之前先加入氨气，然后在反应器中用电子加速器产生的电子束照射烟气，使水蒸气与氧等分子激发产生氧化能力强的自由基，这些自由基使烟气中的二氧化硫和氮氧化物很快氧化，产生硫酸与硝酸，再和氨气反应形成硫酸铵和硝酸铵化肥。由于烟气温度高于露点，无须再热。脉冲电晕等离子体法，是在电子束照射法的基础上提出的，原理与其也比较相似。该法省去昂贵的电子束加速器，避免了电子枪寿命短和Ｘ射线屏蔽等问题，因此一经提出各国专家竞相研究，包括我国在内，很多国家都取得了很好的研究成果。该法依靠脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体，产生高能电子，由于它只提高电子温度，而不提高离子温度，能量效率比电子束照射法高2倍，该法已经成为国际上干法脱硫脱硝的研究前沿。湿法烟气脱硫，是指脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低，因此反应过程是气、液、固体混合反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫剂利用率高。湿法烟气脱硫主要有石灰石（石灰）抛弃脱硫法、石灰石（石灰）石膏脱硫法、双碱脱硫法、氧化金属物脱硫法、氨脱硫法、海水脱硫法等。石灰石（石灰）抛弃脱硫法，是以石灰石或石灰的水浆液为脱硫剂，在吸收塔内对二氧化硫烟气喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。石灰石（石灰）抛弃法的主要装置由脱硫剂的制备、吸收塔和脱硫后废弃物处理装置组成。其关键性的设备是吸收塔。对于石灰石（石灰）抛弃法，结垢与堵塞是最大问题。石灰石（石灰）石膏脱硫法，与抛弃法的区别在于向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使所有的亚硫酸钙都氧化为硫酸钙（即石膏）。脱硫的副产品一般不需要抛弃，为有用的石膏产品。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液，易于达到90%的脱水率，易于控制结垢与堵塞。双碱脱硫法，是指先用碱金属盐类如钠盐的水溶液吸收二氧化硫，然后在另一个石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收了二氧化硫的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用，而二氧化硫还是以亚硫酸钙和石膏的形式沉淀出来。由于其固体的产生过程不是发生在吸收塔中的，所以避免了石灰石（石灰）法的结垢问题，并且进一步提高了脱硫效率。氧化金属物脱硫法，是利用氧化镁、氧化锰、氧化锌等金属氧化物有吸收二氧化硫的能力，利用其浆液或水溶液作为脱硫剂洗涤烟气脱硫。吸收了二氧化硫的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐在一定温度下会分解产生富二氧化硫气体，可用于制造硫酸，而分解形成的金属氧化物得到了再生，可循环使用。氨脱硫法，是采用氨水为脱硫吸收剂，与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中二氧化硫与氨水反应，生成亚硫酸铵，经与鼓入的强制氧化空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得化学肥料硫酸铵。海水脱硫法，是用海水作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行逆向喷淋洗涤，烟气中的二氧化硫被海水吸收成为液态二氧化硫。液态的二氧化硫在洗涤液中发生水解和氧化作用。洗涤液被引入曝气池，用提高pH值抑制了二氧化硫气体的溢出，鼓入空气，使在曝气池中的水溶性二氧化硫被氧化成为硫酸根离子。

目前烟气脱硫被认为是控制二氧化硫最行之有效的途径。烟气脱硫主要分为干法、半干法和湿法。所谓干法烟气脱硫，是指脱硫的最终产物是干态的。主要有旋转喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化、循环流化床法、荷电干式喷射脱硫法、电子束照射法、脉冲电晕法以及活性炭吸附法等。旋转喷雾烟气脱硫是利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内，吸收剂在烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中水分蒸发干燥。完成脱硫反应后的废渣以干态排出。为了把它与炉内喷钙脱硫相区别，又把这种脱硫工艺称作半干法脱硫。炉内喷钙尾部增湿活化法，是在炉内喷钙的基础上发展起来，即在空气预热器和除尘器间加装一个活化反应器，并喷水增湿，促进脱硫反应，使最终的脱硫效率达到70％～75％。此法比较适合中、低硫煤的脱硫，且由于活化器的安装对机组的运行影响不大，比较适合中小容量机组和老电厂的改造。后来，此法又进行了一些改进，增加了多级燃烧器来控制氮氧化物的排放量，由于采用分级送风燃烧，使局部温度降低，不但减少了氮氧化物的生成，而且使钙基脱硫剂避免了炉内高温烟气的影响，减少了脱硫剂表面的“死烧”，增加了反应表面积，提高了脱硫效率。循环流化床脱硫技术，是在循环流化床中加入脱硫剂石灰石以达到脱硫的目的，由于流化床具有传质和传热的特性，所以在有效地吸收二氧化硫的同时还能除掉氯化氢和氟化氢等有害气体。利用循环床的一大优点是，可通过喷水将床稳控制在最佳反应温度下，通过物料的循环使脱硫剂的停留时间延长，大大提高钙利用率和反应器的脱硫效率。用此法可处理高硫煤，可以达到90%～97%的脱硫效率。荷电干式喷射脱硫法的原理是，吸收剂以高速通过高压静电电晕充电区，得到强大的静电荷（负电荷）后，被喷射到烟气流中，扩散形成均匀的悬浊状态。吸收剂粒子表面充分暴露，增加了与二氧化硫反应的机会。同时由于粒子表现的电晕，增强了其活性，缩短了反应所需的滞留时间，有效提高了脱硫效率。电子束照射法，是在烟气加入反应器之前先加入氨气，然后在反应器中用电子加速器产生的电子束照射烟气，使水蒸气与氧等分子激发产生氧化能力强的自由基，这些自由基使烟气中的二氧化硫和氮氧化物很快氧化，产生硫酸与硝酸，再和氨气反应形成硫酸铵和硝酸铵化肥。由于烟气温度高于露点，无须再热。脉冲电晕等离子体法，是在电子束照射法的基础上提出的，原理与其也比较相似。该法省去昂贵的电子束加速器，避免了电子枪寿命短和Ｘ射线屏蔽等问题，因此一经提出各国专家竞相研究，包括我国在内，很多国家都取得了很好的研究成果。该法依靠脉冲高压电源在普通反应器中形成等离子体，产生高能电子，由于它只提高电子温度，而不提高离子温度，能量效率比电子束照射法高2倍，该法已经成为国际上干法脱硫脱硝的研究前沿。湿法烟气脱硫，是指脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低，因此反应过程是气、液、固体混合反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫剂利用率高。湿法烟气脱硫主要有石灰石（石灰）抛弃脱硫法、石灰石（石灰）石膏脱硫法、双碱脱硫法、氧化金属物脱硫法、氨脱硫法、海水脱硫法等。石灰石（石灰）抛弃脱硫法，是以石灰石或石灰的水浆液为脱硫剂，在吸收塔内对二氧化硫烟气喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。石灰石（石灰）抛弃法的主要装置由脱硫剂的制备、吸收塔和脱硫后废弃物处理装置组成。其关键性的设备是吸收塔。对于石灰石（石灰）抛弃法，结垢与堵塞是最大问题。石灰石（石灰）石膏脱硫法，与抛弃法的区别在于向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使所有的亚硫酸钙都氧化为硫酸钙（即石膏）。脱硫的副产品一般不需要抛弃，为有用的石膏产品。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液，易于达到90%的脱水率，易于控制结垢与堵塞。双碱脱硫法，是指先用碱金属盐类如钠盐的水溶液吸收二氧化硫，然后在另一个石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收了二氧化硫的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用，而二氧化硫还是以亚硫酸钙和石膏的形式沉淀出来。由于其固体的产生过程不是发生在吸收塔中的，所以避免了石灰石（石灰）法的结垢问题，并且进一步提高了脱硫效率。氧化金属物脱硫法，是利用氧化镁、氧化锰、氧化锌等金属氧化物有吸收二氧化硫的能力，利用其浆液或水溶液作为脱硫剂洗涤烟气脱硫。吸收了二氧化硫的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐在一定温度下会分解产生富二氧化硫气体，可用于制造硫酸，而分解形成的金属氧化物得到了再生，可循环使用。氨脱硫法，是采用氨水为脱硫吸收剂，与进入吸收塔的烟气接触混合，烟气中二氧化硫与氨水反应，生成亚硫酸铵，经与鼓入的强制氧化空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经结晶、离心机脱水、干燥器干燥后即制得化学肥料硫酸铵。海水脱硫法，是用海水作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行逆向喷淋洗涤，烟气中的二氧化硫被海水吸收成为液态二氧化硫。液态的二氧化硫在洗涤液中发生水解和氧化作用。洗涤液被引入曝气池，用提高pH值抑制了二氧化硫气体的溢出，鼓入空气，使在曝气池中的水溶性二氧化硫被氧化成为硫酸根离子。