經(jīng)典脫硫工藝.doc

經(jīng)典脫硫工藝空氣凈化技術(shù):1、經(jīng)典工藝 ()是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的方式,也是最經(jīng)濟(jì)切實(shí)可行的方法。迄今為止,世界各國研究開發(fā)的技術(shù)估計(jì)超過了200多種,目前成熟可行的有十多種。通常按照脫硫劑和脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)分為濕法、半干法和干法。 1.1濕法脫硫 這是目前較成熟、運(yùn)行較穩(wěn)定的方法。由于是氣液反應(yīng),脫硫反應(yīng)速率快、效率高、脫硫劑利用率高。但由于其處理量大,運(yùn)行成本也較高。 1.1.1石灰石-石灰法。 是以石灰石或石灰的漿液為脫硫劑,在吸收塔內(nèi)對(duì)2進(jìn)行洗滌吸收的方法,其產(chǎn)物為3和4。石灰石系統(tǒng)的最佳操作條件值為5.8-6.2,而石灰系統(tǒng)的最佳值為8。由于原料中的()2或3沉積或結(jié)晶析出、反應(yīng)產(chǎn)物3和4的結(jié)晶析出等,所以其最大的難點(diǎn)是吸收塔結(jié)垢和堵塞問題。為了解決這個(gè)問題,現(xiàn)在石灰石-石灰法已被石灰石-石膏法所代替。 1.1.2石灰石-石膏法。 是以空氣鼓入吸收塔,使得3氧化為4(石膏),由于其鼓入氣體使料液更為均勻,脫硫率更高,其堵塞和結(jié)垢的幾率大大降低。此法的最大優(yōu)點(diǎn)是石灰石來源廣、價(jià)格低,而生成的石膏可用于和鈣塑材料。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)管理操作復(fù)雜、初期投資較大。 1.1.3雙堿法。此法種類較多,實(shí)際上是為了克服石灰法易結(jié)垢的缺點(diǎn),主要是鈉堿雙堿法。即采用3或溶液為第一吸收液,再用石灰石或石灰溶液為第二堿液使之,后溶液繼續(xù)循環(huán)使用。此法得到的2仍以3或4的形式沉淀出來。由于其產(chǎn)物的生產(chǎn)過程在吸收塔外,所以避免了結(jié)垢和堵塞。 1.1.4氧化鎂吸收法。除了+對(duì)2有吸收作用外,、2和等對(duì)2也有吸收作用。此法具有代表性的工藝有基里洛()法和凱米克()法?；锫宸ㄊ怯梦招阅芎们乙椎?、為吸收劑,吸收煙氣中的2。凱米克法是用的水溶液()2吸收煙氣中的2,吸收液再生后可繼續(xù)循環(huán)使用。我國氧化鎂資源豐富,而且可再生,成本相對(duì)較低,吸收后得到高濃度2氣體,適宜于制造硫酸或固態(tài)硫磺。由于鎂還是會(huì)有損失,易造成二次污染。1.1.5鈉堿吸收法。本法是用、23和23的水溶液為吸收劑,吸收煙氣中的2。其中使用最多的是威爾曼-洛德(-)法,是美國和日本應(yīng)用較多的脫硫方法。此法實(shí)際上是采用23和3混合液為吸收劑。當(dāng)吸收劑中3濃度達(dá)到80%-90%時(shí),就要對(duì)吸收劑進(jìn)行再生,可獲得較高濃度的2和23。再生后的23可用于循環(huán)使用,2可用于生產(chǎn)硫酸。對(duì)煙氣的吸收效率可達(dá)到90%以上。此法具有吸收速度快、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)。 除以上方法外,濕法還包括氨法、堿式硫酸鋁法、水和稀酸吸收法等。這些方法由于吸收效率不高,應(yīng)用范圍較窄。 1.2半干法脫硫。 是利用顯熱蒸發(fā)吸收液中的水份,使最終產(chǎn)物為干粉狀,得到廢渣較難利用,一般拋棄處理。 1.2.1爐內(nèi)噴鈣濕活化()法。 此法是由芬蘭和聯(lián)合開發(fā)的。是在傳統(tǒng)爐內(nèi)噴鈣法基礎(chǔ)上增加了活化反應(yīng)器,并促進(jìn)噴水增濕。由于其脫硫效率可達(dá)到75%-80%左右,較適合于中小機(jī)組和老電廠改造。 1.2.2旋轉(zhuǎn)噴霧干燥()法。 此法是利用噴霧干燥的原理,將吸收劑(如石灰漿液)霧化噴入吸收塔內(nèi),使得吸收劑與煙氣中的2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。得到的固體以廢渣形式排出。法系統(tǒng)簡單、投資較低,不會(huì)結(jié)垢和堵塞,但其效率略低于濕法。 1.3干法脫硫。 傳統(tǒng)是用石灰蘇打(-23)干粉來除去煙道內(nèi)所含的2。從而得到干粉狀鈣鹽和鈉鹽及未反應(yīng)的干燥粉塵的混合產(chǎn)物的方法。此法可以達(dá)到自動(dòng)控制的目的,但效率不及濕式脫硫法,可靠性也還有待提高。 2、新工藝發(fā)展現(xiàn)狀。 由于傳統(tǒng)工藝存在效率低、操作復(fù)雜等特點(diǎn),在科技的發(fā)展和環(huán)保要求下,許多國家已不局限于傳統(tǒng)經(jīng)典工藝。所以,新工藝不斷被研究開發(fā)出來。 2.1荷電干式噴射脫硫()法。 此法是美國開發(fā)的技術(shù)。其技術(shù)核心是吸收劑以高速通過高壓靜電電暈充電區(qū),得到強(qiáng)大的靜電荷后,被噴射到煙氣中,擴(kuò)散形成均勻的懸浮狀態(tài)。由于粒子表現(xiàn)的電暈,增強(qiáng)了活性、縮短了反應(yīng)時(shí)間,從而有效提高了反應(yīng)效率。此法投資及占地僅為傳統(tǒng)濕法的10%和27%。但其脫硫效率相對(duì)較低。 2.2電子束照射()法。 其原理是在煙氣進(jìn)入反應(yīng)器之前先加入氨氣,然后在反應(yīng)器中用電子加速器產(chǎn)生的電子束照射煙氣,使水蒸氣與氧等分子激發(fā)產(chǎn)生氧化能力強(qiáng)的自由基,這些自由基使煙氣中的2很快氧化,產(chǎn)生硫酸。再和氨氣反應(yīng)形成硫酸氨。其主要特點(diǎn)是系統(tǒng)簡單,操作方便,過程易于控制,副產(chǎn)物可用于生產(chǎn)化肥。脫硫成本低于傳統(tǒng)方法。但此法需要大功率、長期溫度的電子槍,同時(shí)需要防輻射屏蔽。 2.2.3脈沖電暈等離子體()法。 是日本專家增田閃一在法的基礎(chǔ)上提出的。由于省去了昂貴的電子束加速器,避免了電子槍壽命短和射線屏蔽等問題。所以世界許多科學(xué)家競(jìng)相研究。它是靠脈沖高壓電源在普通反應(yīng)器中形成等離子體,產(chǎn)生高能電子。此法設(shè)備簡單,操作簡便,投資是法的60%。除以上介紹的以外,近年發(fā)展的新工藝還有公司開發(fā)的新型集成半干式脫硫()法,適合于海邊工廠的海水脫硫工藝、常溫精脫硫工藝等。 3、工藝的比較與選擇。 無論選擇何種工藝,其經(jīng)濟(jì)上總是要虧損的,但它保護(hù)了環(huán)境,產(chǎn)生了社會(huì)效益。通常在考慮選擇工藝時(shí),要求在滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下,盡可能降低成本,其中包括一次投入成本和運(yùn)行成本;同時(shí)還要考慮二次污染和產(chǎn)物處理。所以通常要根據(jù)具體的情況來選擇不同的方法。 4、新工藝發(fā)展趨勢(shì)。 當(dāng)今我國脫硫技術(shù)還是依靠國外進(jìn)口設(shè)備為主。國產(chǎn)化的設(shè)備還處在60年代水平。從各項(xiàng)分析表明,國外最新脫硫技術(shù)研究主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)。 4.1除塵、脫硫、脫氮一體化。 由于硫氧化物、氮氧化物同是國家限制排放的污染物,而分開處理明顯增加了設(shè)備的投資和空間的占用。所以,一體化也勢(shì)在必行。法現(xiàn)在已經(jīng)可以達(dá)到同時(shí)脫硫脫氮的目。但脫氮效率僅20%左右。還有待改善。 4.2自動(dòng)化技術(shù)更加明顯。 最新的幾個(gè)脫硫工藝更多的是向干法脫硫方向發(fā)展,而干法脫硫是最容易達(dá)到自動(dòng)化目的。這也是向社會(huì)不斷發(fā)展的電子技術(shù)靠攏。相應(yīng)的,其科技含量也將越來越高。 4.3生產(chǎn)成本不斷下降。 可以看出新工藝的脫硫成本相對(duì)較低,在這個(gè)講究經(jīng)濟(jì)效益的時(shí)代要想不被淘汰,其各項(xiàng)成本應(yīng)越低越好。由于我國現(xiàn)存工業(yè)公司對(duì)污染控制更多還是靠國家強(qiáng)制執(zhí)行,沒有自我改善的意識(shí),所以估計(jì)在很長一段時(shí)間內(nèi),我國還很難改變從國外進(jìn)口先進(jìn)設(shè)備的現(xiàn)狀。而何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化,何時(shí)才能真正把煙氣脫硫的成本降下來有待進(jìn)一步研究。 膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用1、引言 水是人類賴以生存的重要自然資源。全球水環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，迫切要求適合時(shí)代發(fā)展的污水資源化技術(shù)，以緩解水資源的短缺狀況，水資源短缺已成為制約社會(huì)發(fā)展的瓶頸。因此，近年來各種新型、改良型的高效廢水處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中，膜技術(shù)以其高效、節(jié)能、設(shè)備簡單、操作方便等特點(diǎn)，在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。比如2008年，北京要實(shí)現(xiàn)綠色奧運(yùn)的幾項(xiàng)舉措都將應(yīng)用到膜技術(shù)。國外有專家把膜技術(shù)的發(fā)展稱為“第三次工業(yè)革命”，作為21世紀(jì)最有前途的高新技術(shù)之一。 2、膜分離技術(shù)的工作原理 膜分離技術(shù)，是利用一張?zhí)厥庵圃斓模羞x擇透過性的薄膜，在外力推動(dòng)下對(duì)混合物進(jìn)行分離、提純、濃縮的一種新型分離技術(shù)，是根據(jù)混合物的物理性質(zhì)的不同用過篩的方法將其分離，或根據(jù)混合物的不同化學(xué)性質(zhì)分離開物質(zhì)。物質(zhì)通過分離膜的速度（溶解速度）取決于進(jìn)入膜的速度和進(jìn)入膜的表面擴(kuò)散到膜的龍眼、另一表面的速度（擴(kuò)散速度）。而溶解速度完全取決于被分離于膜材料之間化學(xué)性質(zhì)的差異，擴(kuò)散速度除化學(xué)性質(zhì)外還與物質(zhì)的分子量有關(guān)，速度越大，透過膜所需的時(shí)間越短，混合物中各組分透過膜的速度相差越大，則分離效率越高。 3、膜分離技術(shù)在水處理中的應(yīng)用 3.1膜分離技術(shù)在城市污水深度處理中的應(yīng)用 城市污水深度處理和回用開始于20世紀(jì)60年代。城市污水具有量大、集中、水質(zhì)較為穩(wěn)定的特點(diǎn)，是一種潛在的水資源。城市污水深度處理通常以污水處理廠的二級(jí)或三級(jí)排放液為水源，用反滲透（RO）對(duì)它進(jìn)行最后的脫鹽，脫COD、BOD以及微量有機(jī)物和重金屬離子的脫除，出水水質(zhì)可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。但由于某些主觀原因，目前大多不直接用作飲用水。國外常將其注入地下蓄水層或淡水水庫進(jìn)行自然凈化（通常需存放兩年），也有用作工業(yè)冷卻水，鍋爐用水等非飲用目的。城市缺水制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，把城市的二級(jí)出水進(jìn)行處理后再生回用是解決水源短缺的一條途徑。二級(jí)排放液在進(jìn)RO裝置前需進(jìn)行預(yù)處理，以使進(jìn)水水質(zhì)符合RO裝置的使用要求。預(yù)處理的好壞是RO技術(shù)應(yīng)用成敗的關(guān)鍵?，F(xiàn)在，RO前采用MF或UF預(yù)處理的深度水處理過程已成為非直接飲用水回用工程中城市廢水處理的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)外都在積極地采用膜技術(shù)大規(guī)模地把城市污水開發(fā)為新的水資源。我國采用“微絮凝纖維過濾+膜濾”對(duì)洗浴廢水進(jìn)行了研究，試驗(yàn)表明，此工藝具有出水穩(wěn)定、占地面積小的特點(diǎn)。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠引進(jìn)挪威SBR序批式活性污泥法先進(jìn)工藝，每天可提供10萬噸二級(jí)生化處理出水作為水源，使污水深度處理后回用成為可能。我國的城市污水再生回用并不普及，膜技術(shù)在深度處理的應(yīng)用相對(duì)也很少，今后我們還需在污水的再生回用和深度處理技術(shù)上進(jìn)行研究。 3.2膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用 由于工業(yè)的發(fā)展，大量工業(yè)廢水排入水體，這些工業(yè)廢水，面廣量大、危害深，大多含有不同濃度的化學(xué)物質(zhì)，其中有些具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而有些則具有毒性，對(duì)人類環(huán)境有害。為保護(hù)環(huán)境不受污染，并回收有用物質(zhì)，在工業(yè)廢水排放之前必須進(jìn)行凈化處理，膜分離技術(shù)既能對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行有效的凈化，又能回用其中的有用物質(zhì)，同時(shí)還可節(jié)省能源。膜技術(shù)在處理電鍍廢水、造紙廢水、重金屬廢水、含油廢水和印染廢水這五大類主要工業(yè)廢水中都得到了廣泛的應(yīng)用。 3.3膜分離技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用 隨著人們生活水平的提高，對(duì)飲用水的水質(zhì)要求也越來越高，加上傳統(tǒng)工藝中的某些弊端，如加氯殺菌會(huì)使氯與水中的某些有機(jī)物反應(yīng)生成新的危害巨大的三致（致癌、致突變、致畸變）化合物。膜技術(shù)用于飲用水處理是一個(gè)重大突破。水的凈化與純化是從水中去除懸浮物、細(xì)菌、病毒、無機(jī)物、農(nóng)藥、有機(jī)物和溶解氣體等，在這方面，膜分離技術(shù)發(fā)揮了其獨(dú)特的作用。膜分離中的微濾、超濾和納濾所組成的水處理方法，對(duì)去除水中的微米級(jí)的顆粒優(yōu)于常規(guī)水處理技術(shù)中的過濾能力，而且還具有去除過濾所不具備的納米級(jí)微粒的能力，可有效去除水中的懸浮物、細(xì)菌、病毒、無機(jī)物、農(nóng)藥、有機(jī)物和溶解氣體等雜質(zhì)。符合飲用水水質(zhì)不提高的要求。3.4膜分離技術(shù)在海水淡化中的應(yīng)用 我國是水資源大國，同時(shí)也是水資源貧國。海水作為水資源的重要組成部分，有效利用是解決我國水資源危機(jī)的重要措施之一。目前用于海水淡化的膜技術(shù)主要有反滲透、電滲透（ED）和膜蒸餾（MD）等。2002年，萬噸級(jí)反滲透海水淡化及其組器技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程被列入國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目。海水淡化用發(fā)滲透膜的脫鹽率高達(dá)99.6%.反滲透技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展大大降低了海水淡化的成本，現(xiàn)在反滲透已成為海水淡化制取飲用水最經(jīng)濟(jì)的手段。電滲析技術(shù)可直接將海水淡化為飲用水，但其過程對(duì)不帶電荷的物質(zhì)，如有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、懸浮物等無脫除能力，并且能耗高，水回收率低。所以，由于反滲透海水淡化技術(shù)的出現(xiàn)，電滲析法海水淡化的比例正在逐漸降低。膜蒸餾技術(shù)具有很高的脫鹽率，可達(dá)到99.7%以上，被用于小型海水淡化，對(duì)離子、膠體、大分子等不揮發(fā)組分和無法擴(kuò)散透過膜的組分的截留可到100%，并且具有設(shè)備簡單，操作容易，膜使用壽命長，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。 3.5膜分離技術(shù)在苦咸水脫鹽中的應(yīng)用 我國西部省區(qū)嚴(yán)重缺水問題在中國這個(gè)缺水國家尤為突出，苦咸水淡化是解決我國西部省區(qū)缺水的一個(gè)有效途徑。目前，用于苦咸水淡化的膜技術(shù)主要有：電滲析技術(shù)、反滲透技術(shù)、納濾技術(shù)。我國西部油田幾乎都用電滲析法制取生活飲用水。電滲析不能去除水中的有機(jī)物和細(xì)菌，設(shè)備運(yùn)行能耗大，這使其在苦咸水淡化工程的應(yīng)用受到限制?？嘞趟部捎靡患?jí)反滲透裝置脫鹽制得飲用水。反滲透系統(tǒng)淡化苦咸水，其出水水質(zhì)優(yōu)于我國飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)含高氟、低礦化度苦咸水通過反滲透淡化，出水水質(zhì)可達(dá)到我國飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。反滲透法比電析法生產(chǎn)成本低，無污染，是苦咸水淡化最經(jīng)濟(jì)的方法。納濾是一種低壓反滲透技術(shù)，在較低的壓力下具有較高的脫鹽性能。對(duì)特定溶質(zhì)，尤其是苦咸水的表征離子，具有很好的脫鹽效果。對(duì)苦咸水較多的西部省區(qū)，納濾將是制取優(yōu)質(zhì)飲用水的有效途徑。 4、問題及展望 膜分離技術(shù)是21世紀(jì)最有發(fā)展?jié)摿Φ母咝录夹g(shù)之一，但還存在膜組件價(jià)格高與膜污染等問題。膜組件的價(jià)格高與膜污染制約了膜分離技術(shù)在廢水處理中的廣泛應(yīng)用。雖然經(jīng)過了40年的開拓與發(fā)展，目前我國的分離膜品種還很少，性能低，規(guī)格不全，且我國市場(chǎng)上采用的膜組器絕大部分都是從國外進(jìn)口的，膜材料也都來自國外，應(yīng)用的深度和廣度與世界發(fā)達(dá)國家相比還有一定的距離。因此，我們