活性焦的是有效回的收煙氣中的 SO2,將其用于生產(chǎn)酸、液體 SO2 或磺等,實現(xiàn) SO2 的資源化利用;該工藝流程短、無廢棄物排放、排煙溫度高、占地面積小;脫硫的同時可有效脫除氮氧化合物、重金屬以及二英等有害物質(zhì),適的的是用于凈化燃煤煙氣、燃油煙氣、垃圾焚燒 煙氣、重油分解廢氣和燒結(jié)機煙氣等。;
活性焦有助于解決我國硫資源缺乏與燃煤污染環(huán)境的矛盾,實現(xiàn)經(jīng)濟 可持續(xù)發(fā)展。因此可以預(yù)見,可活性焦煙在我國將有廣闊的應(yīng)用前景。
活性焦煙將火電的廠清潔煙氣中的 SO2 回收,化害為利,變廢為 寶,一舉多得,同時促進我國煤炭、電力和化肥工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展,有效地解決了能源與環(huán)境的矛盾,具有顯著的 經(jīng)濟效益及社會效益,完全符合建立節(jié)約型社會和經(jīng)濟可持續(xù)
空氣凈化技術(shù):
活性焦法脫硫技術(shù)已經(jīng)有近四十年研究應(yīng)用歷史,早期的技術(shù)研究及應(yīng)用主要集中在德國、日本、美國等。目前,國外已有規(guī)模為120×104m3/h的活性焦法脫硫裝置及裝機容量為300MW的同時脫硫脫硝裝置,600MW活性焦干法煙氣脫硫裝置。
2007年北京國電清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司引進了德國WKV公司的活性焦干法脫硫技術(shù)(對流技術(shù))并結(jié)和我國國情在引進吸收的基礎(chǔ)上結(jié)合我國燃煤電廠實際情況,經(jīng)過消化吸收又對其技術(shù)在燃煤電廠大煙氣量脫硫應(yīng)用方面做了進一步的改進。特別是對大煙氣均布、活性焦層自動布焦和自動化飽和活性焦收集方面做了大量改進,形成了自有的自主知識產(chǎn)權(quán)。
活性焦內(nèi)具有較多的大孔(>50nm)、中孔(2.0~50nm),較少的微孔(<2nm),孔隙已連貫的形態(tài)存在與活性焦內(nèi)?;钚越刮轿廴疚飼r有二種作用機理,一種為物理吸附,一種為化學(xué)吸附。物理吸附作用依賴于活性焦多孔比表面積大的特性,將煙氣中的污染物截流在活性焦內(nèi),利用微孔與分子半徑大小相當(dāng)?shù)奶卣?,將污染物分子限制在活性焦?nèi)。化學(xué)吸附依靠的是活性焦表面的晶格有缺陷的C原子、含氧官能團和極性表面氧化物,利用它們所帶的化學(xué)特征,有針對性的固定污染物在活性焦內(nèi)表面上。
活性焦脫硫脫硝工藝流程
120~160℃的煙氣通過增壓風(fēng)機加壓進入脫硫島煙氣以一定氣速進入吸附塔,煙氣均勻的穿過活性焦吸附層,在吸附層內(nèi)二氧化硫、汞、砷等重金屬、HF、HCL和二噁瑛等大分子氧化物被脫除,脫除后的凈煙氣經(jīng)凈煙道匯集通過煙囪排放。吸附SO2達到飽和的活性焦從吸附塔底部排出,通過輸送系統(tǒng)運至解析塔進行加熱再生;再生的活性焦經(jīng)篩分后會同補充的新鮮活性焦再送入吸附系統(tǒng)進行循環(huán)吸附使用。經(jīng)篩分破損活性焦從活性焦循環(huán)系統(tǒng)分離出來可以進入鍋爐燃燒或再加工成其他產(chǎn)品。再生回收的高濃度SO2混合氣體送入硫回收系統(tǒng)作為生產(chǎn)濃酸的原料。
活性焦脫硫系統(tǒng)組成
活性焦脫硫系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、解析系統(tǒng)、活性焦儲存及輸送系統(tǒng)、硫回收系統(tǒng)等組成。
吸附塔專利技術(shù)簡介
該煙氣均布裝置是吸附塔對流吸附得以實現(xiàn)的核心技術(shù),通過該技術(shù)可以使煙氣在吸附層內(nèi)均勻流動,同時可以承載活性焦,實現(xiàn)飽和活性焦均勻流暢的被排出,提高了活性焦的利用率,保證了煙氣的脫硫效率。
這一技術(shù)使活性焦的利用率大大提高,降低了活性焦循環(huán)量;煙氣均布裝置還巧妙利用飽和活性焦有效攔截?zé)煔庵械幕覊m,使系統(tǒng)的適應(yīng)性更強;活性焦吸附層,高度靈活調(diào)節(jié),可以從容應(yīng)對煙氣中SO2濃度變化。
吸附塔在結(jié)構(gòu)上采用模塊化設(shè)計,通過靈活的單元開啟和關(guān)閉可適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化,并可實現(xiàn)機組帶負(fù)荷檢修,保證了電廠主機安全穩(wěn)定運行。
解析系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中起著十分關(guān)鍵的作用,它的作用主要是把SO2,HCl,HF等氣體通過加熱從飽和AC中解析出來,使得活性焦?jié)M足循環(huán)使用需要。
在解析塔設(shè)計中我們采用了充氮氣隔氧技術(shù),有效的防止活性焦的解析氧化;壓力階梯設(shè)計,可防止解析后的活性焦再次吸附SO2;解析管氣體傳質(zhì)擾動技術(shù),提高了熱交換效率,節(jié)省解析能耗。
結(jié)束語
活性焦脫硫技術(shù)不僅僅是一項新的脫硫技術(shù),還可以同時脫除煙氣中的HCL、HF、塵、汞、砷等重金屬和二噁英等大分子有機物,如果加入噴氨裝置可以脫除NOX,可以說是一種高效的煙氣潔凈方式。其脫硫副產(chǎn)品變廢為寶扭轉(zhuǎn)我國硫資源不足、硫礦完全依賴進口,硫磺及其副產(chǎn)品價格長期受制國外硫礦壟斷企業(yè)把持的局面。
我國是世界上水資源嚴(yán)重缺乏的國家之一,特別是我國北方地區(qū),電力工業(yè)的發(fā)展受到了水資源的嚴(yán)重制約。2004年,國家發(fā)展改革委在《關(guān)于燃煤電站項目規(guī)劃和建設(shè)的有關(guān)要求的通知》(發(fā)改能源[2004]864號)中明確要求:“水資源匱乏地區(qū)的燃煤電站要采用節(jié)水的干法、半干法煙氣脫硫工藝技術(shù)。”為此,我公司對國內(nèi)外干法、半干法煙氣脫硫工藝技術(shù)進行了廣泛調(diào)研。調(diào)研結(jié)果表明:活性焦干法煙氣脫硫技術(shù)脫硫過程不消耗水,僅消耗以煤為原料生產(chǎn)的活性焦,不產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染,完全符合國家產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)境保護要求。
火電廠SO2排放指控指標(biāo)日趨嚴(yán)格,煙氣脫硫是控制SO2排放所使用的主要手段,目前國內(nèi)外使用的工藝系統(tǒng)主要有:石灰石-石膏法、海水法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、循環(huán)流化床以及活性焦煙氣脫硫工藝。
石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝在國內(nèi)已普遍應(yīng)用,一般脫硫效率在95%以上,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。但耗水量相對較高。活性焦煙氣脫硫近年受到廣泛關(guān)注,脫硫效率在95%以上,尤其在資源回收和節(jié)水方面優(yōu)點突出。符合干旱地區(qū)國家節(jié)水政策,尤其對于中國主要產(chǎn)煤區(qū)缺水嚴(yán)重且運力緊張的現(xiàn)狀,火電廠煙氣脫硫的節(jié)水技術(shù)尤其重要。
文中以2臺330 MW機組模擬設(shè)計方案為例,對活性焦煙氣脫硫技術(shù)和工程方案進行論述。