¿Cuáles son los métodos húmedo, seco y semiseco de desulfuración (desnitrificación) de los gases de combustión?
A través del análisis y la investigación de la tecnología de desulfuración nacional y extranjera y la introducción de dispositivos piloto de tecnología de desulfuración en la industria eléctrica nacional, los métodos de desulfuración actuales se pueden dividir aproximadamente en tres categorías: desulfuración antes de la combustión, desulfuración durante Combustión y desulfuración después de la combustión.
Entre ellos, también se llama desulfuración de gases de combustión (DGF). En la tecnología de desulfuración de gases de combustión, según el tipo de desulfurador, se puede dividir en los siguientes cinco métodos: método de calcio basado en CaCO3 (piedra caliza), método de magnesio basado en MgO, método de sodio basado en Na2SO3, método de amoníaco basado en NH3 y Método de base orgánica. Método alcalino orgánico. La tecnología comercial más utilizada a nivel internacional es el método del calcio, que representa más del 90%. Según el estado seco y húmedo de los productos absorbentes y desulfuradores durante el proceso de desulfuración, la tecnología de desulfuración se puede dividir en método húmedo, método seco y método semiseco (semihúmedo). La tecnología de desulfuración húmeda de gases de combustión utiliza una solución o lodo absorbente para desulfurar y procesar productos de desulfuración en estado húmedo. Este método tiene las ventajas de una velocidad de reacción de desulfuración rápida, un equipo simple y una alta eficiencia de desulfuración. Sin embargo, tiene muchos problemas como corrosión grave, altos costos de operación y mantenimiento y fácil de causar contaminación secundaria. La absorción por desulfuración y el procesamiento del producto de la tecnología de desulfuración de gases de combustión secos se realizan en estado seco. Este método tiene las ventajas de no tener aguas residuales, ni emisiones de ácido, poca corrosión del equipo, ninguna caída obvia en la temperatura de la chimenea durante el proceso de purificación, alta temperatura de los gases de combustión después de la purificación, buena difusión de los gases de escape de la chimenea y menos contaminación secundaria. baja eficiencia de desulfuración y problemas de reacción como baja velocidad y equipos grandes. La tecnología de desulfuración de gases de combustión semisecos se refiere a un gas de combustión en el que el desulfurizador se desulfura en estado seco y se regenera en estado húmedo (como un proceso de regeneración con carbón activado lavado), o el producto de desulfuración se desulfura en estado húmedo y el producto de desulfuración se procesa en estado seco (como la tecnología de desulfuración de gas). En particular, el método semiseco de desulfuración húmeda y procesamiento en seco de productos de desulfuración tiene las ventajas de una reacción de desulfuración húmeda rápida y una alta eficiencia de desulfuración, así como el método seco sin descarga de ácido residual y fácil procesamiento de productos de desulfuración. ha sido ampliamente utilizado. Según el uso de productos de desulfuración, se puede dividir en dos métodos: método de descarte y método de recuperación.
Varios procesos de desulfuración en 1.1
(1) Proceso de desulfuración de gases de combustión de piedra caliza-yeso
El proceso de desulfuración de piedra caliza-yeso es el proceso de desulfuración más utilizado en En el mundo Tecnología, alrededor del 90% de los dispositivos de desulfuración de gases de combustión utilizados en centrales térmicas en Japón, Alemania y Estados Unidos utilizan este proceso.
El principio de funcionamiento es agregar polvo de piedra caliza al agua para formar una suspensión, que se bombea a la torre de absorción como absorbente para entrar en contacto completo y mezclarse con los gases de combustión. El dióxido de azufre en los gases de combustión reacciona con el carbonato de calcio en la suspensión y el aire soplado desde la parte inferior de la torre para formar sulfato de calcio. Cuando el sulfato de calcio alcanza un cierto nivel de saturación, cristaliza para formar yeso dihidrato. La lechada de yeso descargada de la torre de absorción se concentra y deshidrata hasta un contenido de humedad inferior al 10% y luego se envía al silo de almacenamiento de yeso mediante un transportador para su apilamiento. El gas de combustión desulfurado pasa a través de un desempañador para eliminar las gotas de niebla, luego se calienta mediante un intercambiador de calor y luego se descarga a la atmósfera a través de la chimenea. Dado que la suspensión absorbente en la torre de absorción entra en contacto repetidamente con los gases de combustión a través de la bomba de circulación, la tasa de utilización del absorbente es alta, el calcio y el azufre son bajos y la eficiencia de desulfuración puede ser superior al 95%.
(2) Proceso de desulfuración de gases de combustión por secado por aspersión rotatorio
El proceso de desulfuración por secado por aspersión utiliza cal como absorbente de desulfuración y agrega agua después de la digestión para formar una emulsión desincrustante. La emulsión desencalada se bombea al dispositivo de atomización en la torre de absorción. En la torre de absorción, el absorbente atomizado en finas gotas se mezcla y se pone en contacto con los gases de combustión, reacciona con el SO2 de los gases de combustión para generar CaSO3 y se elimina el SO2 de los gases de combustión. Al mismo tiempo, la humedad aportada por el absorbente se evapora y se seca rápidamente, y la temperatura de los gases de combustión disminuye. Los productos de la reacción de desulfuración y el absorbente no utilizado se sacan de la torre de absorción con los gases de combustión en forma de partículas secas y luego ingresan al colector de polvo para su recolección. Los gases de combustión desulfurados se descargan después de ser desempolvados por un recolector de polvo. Para mejorar la tasa de utilización del absorbente de desulfuración, parte del recolector de polvo generalmente se agrega al sistema de fabricación de pulpa para su recolección y reciclaje. Este proceso tiene dos formas de atomización diferentes para elegir, una es la atomización con rueda de pulverización giratoria y la otra es el flujo de dos fases gas-líquido.
El proceso de desulfuración por secado por aspersión tiene las características de tecnología madura, flujo de proceso simple y alta confiabilidad del sistema, y la tasa de desulfuración puede alcanzar más del 85%. Este proceso tiene un cierto ámbito de aplicación (8%) en Estados Unidos y algunos países de Europa occidental. La escoria de desulfuración se puede utilizar para la fabricación de ladrillos y la construcción de carreteras, pero en su mayoría se desecha en depósitos de cenizas o se rellena con mineral de desecho.
(3) Tecnología de desulfuración de gases de combustión de fertilizantes de fosfato de amonio
La tecnología de desulfuración de gases de combustión de fertilizantes de fosfato de amonio es un método de recuperación y lleva el nombre de su subproducto fosfato de amonio. El proceso consiste principalmente en adsorción (desulfuración con carbón activado para producir ácido), extracción (usando ácido sulfúrico diluido para descomponer la roca fosfórica para extraer ácido fosfórico), neutralización (preparación de una solución neutralizante de fosfato de amonio), absorción (desulfuración de una solución de fosfato de amonio para producir fertilizante), oxidación (sulfito de amonio), oxidación), concentración y secado (preparación de fertilizante sólido) y otras unidades. Se divide en dos sistemas:
Sistema de desulfuración de gases de combustión: después de que los gases de combustión pasan a través del colector de polvo de alta eficiencia, el contenido de polvo es inferior a 200 mg/Nm3 y la presión de los gases de combustión aumenta a 7000Pa por el ventilador. Después de la desulfuración primaria, los gases de combustión se enfrían y humidifican rociando agua y luego ingresan a un grupo de torres de desulfuración de carbón activado de cuatro torres en paralelo (una torre se cambia y regenera periódicamente) para controlar que la tasa de desulfuración primaria sea mayor o igual. al 70%, y producir una concentración de aproximadamente el 30%. El gas de combustión después de la desulfuración primaria ingresa a la torre de desulfuración secundaria para la eliminación del fósforo.
Sistema de preparación de fertilizantes - En un tanque convencional de extracción de lodos múltiples de un solo tanque, el ácido sulfúrico diluido descompuesto en polvo de roca fosfórica (contenido de P2O5 superior al 26%) obtenido por desulfuración al mismo nivel se filtra para se obtiene ácido fosfórico diluido (cuya concentración es superior al 10%) y el fosfato de amonio se obtiene después de la neutralización con amoníaco. Se utiliza como agente de desulfuración secundario. La suspensión después de la desulfuración secundaria se concentra y se seca para obtener un fertilizante compuesto de fosfato de amonio.
(4) Pulverización de cal en el horno y proceso de desulfuración de gases de combustión de humidificación de cola.
Para mejorar la eficiencia de desulfuración, la inyección de calcio en el horno y el proceso de desulfuración por activación de humidificación de gases de escape de cola se basan en el proceso de desulfuración por inyección de calcio en el horno, y se agrega una sección de humidificación en el cola de la caldera. En este proceso se utiliza principalmente polvo de piedra caliza como absorbente. El polvo de piedra caliza se pulveriza neumáticamente dentro del horno dentro de un rango de temperatura de 850~1150 ℃. La piedra caliza se descompone en óxido de calcio y dióxido de carbono cuando se calienta, y el óxido de calcio reacciona con el dióxido de azufre en los gases de combustión para formar sulfito de calcio. Dado que la reacción tiene lugar entre las fases gaseosa y sólida, se ve afectada por el proceso de transferencia de masa, por lo que la velocidad de reacción es lenta y la tasa de utilización del absorbente es baja. En el reactor de activación de humidificación de cola, el agua de humidificación se rocía en forma de niebla, entra en contacto con óxido de calcio sin reaccionar para generar hidróxido de calcio y luego reacciona con el dióxido de azufre en los gases de combustión. Cuando la relación calcio-azufre se controla en 2,0~2,5, la tasa de desulfuración del sistema puede alcanzar el 65~80%. Debido a la adición de agua humidificada, la temperatura de los gases de combustión desciende. En circunstancias normales, la temperatura de los gases de combustión de salida se controla para que esté por encima de la temperatura del punto de rocío de 10~15 ℃. El agua humidificada se evapora rápidamente debido al calentamiento de la temperatura de los gases de combustión, y el absorbente sin reaccionar y los productos de reacción se descargan con los gases de combustión en estado seco y se recogen en el colector de polvo.
Este proceso de desulfuración se ha aplicado en Finlandia, Estados Unidos, Canadá, Francia y otros países, y la capacidad máxima de una sola unidad que utiliza esta tecnología de desulfuración ha alcanzado los 300.000 kilovatios.
(5) Proceso de desulfuración de lecho fluidizado circulante de gases de combustión
El proceso de desulfuración de lecho fluidizado circulante de gases de combustión consta de una preparación absorbente, una torre de absorción, una recuperación de cenizas de desulfuración, un colector de polvo y una composición del sistema de control. . En este proceso, generalmente se usa polvo de cal hidratada seca como absorbente, y también se pueden usar como absorbentes otros polvos secos o lechadas con la capacidad de absorber y reaccionar con el dióxido de azufre.
Los gases de combustión sin tratar descargados de la caldera ingresan por la parte inferior de la torre de absorción (es decir, lecho fluidizado). Hay un dispositivo venturi en la parte inferior de la torre de absorción. Después de que el gas de combustión fluye a través del tubo venturi, la velocidad aumenta y se mezcla con el fino polvo absorbente. Las partículas, el gas y las partículas se frotan violentamente para formar un lecho fluidizado. Bajo la condición de rociar agua nebulizada uniforme para reducir la temperatura de los gases de combustión, el absorbente reacciona con el dióxido de azufre en los gases de combustión para generar CaSO3 y CaSO4. Después de la desulfuración, el gas de combustión que contiene una gran cantidad de partículas sólidas se descarga desde la parte superior de la torre de absorción y ingresa al colector de polvo de recuperación. Las partículas separadas regresan a la torre de absorción a través del silo de cenizas intermedio. Dado que las partículas sólidas se reciclan cientos de veces, la tasa de utilización del absorbente es alta.
El subproducto producido por este proceso es polvo seco. Su composición química es similar a la del proceso de desulfuración por secado por aspersión. Está compuesto principalmente por cenizas volantes, CaSO3, CaSO4 y Ca(OH) absorbente sin reaccionar. )2. Es adecuado para minas de residuos, cimientos de carreteras, etc.
En un proceso típico de desulfuración en lecho fluidizado circulante de gases de combustión, cuando el contenido de azufre del carbón es aproximadamente del 2 % y la relación calcio-azufre no es superior a 1,3, la tasa de desulfuración puede alcanzar más del 90 %. y la temperatura de escape es de aproximadamente 70°C. Este proceso se utiliza actualmente en el extranjero en unidades de entre 100.000 y 200.000 kilovatios. Debido a su tamaño reducido y su baja inversión, es especialmente adecuado para la desulfuración de gases de combustión de unidades antiguas.
(6) Proceso de desulfuración del agua de mar
El proceso de desulfuración del agua de mar es un método de desulfuración que utiliza la alcalinidad del agua de mar para eliminar el dióxido de azufre de los gases de combustión. En la torre de absorción de desulfuración, se rocía una gran cantidad de agua de mar para lavar los gases de combustión de carbón que ingresan a la torre de absorción, y el agua de mar absorbe y elimina el dióxido de azufre en los gases de combustión. Después de que el desempañador desempaña los gases de combustión purificados, el intercambiador de calor de gases de combustión los calienta y luego se descarga. Después de que el agua de mar que ha absorbido dióxido de azufre se mezcla con una gran cantidad de agua de mar no desulfurada, se airea en el tanque de aireación para oxidar el SO32- del agua de mar en SO42- estable. El valor de PH y la DQO del agua de mar se ajustan para cumplir. las normas de emisión antes de ser vertidos al mar. El proceso de desulfuración del agua de mar es generalmente adecuado para las centrales eléctricas de Linhai con buenas condiciones de difusión, utilizando agua de mar como agua de refrigeración y quemando carbón con bajo contenido de azufre. La tecnología de desulfuración del agua de mar se utiliza ampliamente en la desulfuración de gases de combustión en hornos industriales como las fundiciones de aluminio y las refinerías de petróleo de Noruega, y se han puesto en funcionamiento más de 20 conjuntos de dispositivos de desulfuración. En los últimos años, la aplicación de la tecnología de desulfuración del agua de mar en centrales eléctricas ha progresado rápidamente. El mayor problema de este proceso es la posible deposición de metales pesados después de la desulfuración de los gases de combustión y su impacto en el medio marino. Sacar conclusiones llevará mucho tiempo y debe considerarse cuidadosamente en áreas con una calidad ambiental sensible y alta. requisitos de protección.
(7) Proceso de desulfuración por haz de electrones
El proceso consiste en la eliminación previa del polvo de los gases de combustión, el enfriamiento de los gases de combustión, el llenado de amoníaco, la irradiación con haces de electrones y la captura de subproductos. El gas de combustión descargado de la caldera se filtra aproximadamente mediante el colector de polvo y luego ingresa a la torre de enfriamiento. Se rocía agua de refrigeración en la torre de enfriamiento para enfriar el gas de combustión a una temperatura adecuada para la desulfuración y desnitrificación (alrededor de 70 °C). El punto de rocío de los gases de combustión suele rondar los 50°C y el agua de refrigeración en forma de niebla se evapora por completo en la torre de refrigeración, por lo que no se producen aguas residuales. Los gases de combustión después de pasar a través de la torre de enfriamiento fluyen hacia el reactor, y una cierta cantidad de amoníaco, aire comprimido y agua blanda se mezclan y rocían en la entrada del reactor. La cantidad de amoníaco añadido depende de la concentración de SOx y óxidos de nitrógeno. Después de la irradiación con haz de electrones, los SOx y los óxidos de nitrógeno generan productos intermedios ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3) bajo la acción de radicales libres. Luego, el ácido sulfúrico y el ácido nítrico reaccionan con el amoníaco almacenado en el * * * para producir partículas en polvo (un polvo mixto de sulfato de amonio (NH4)2SO4 y nitrato de amonio NH4NO3).
Parte de estas partículas en polvo se deposita en el fondo del reactor y se descarga mediante el transportador, mientras que el resto es separado y recogido por el recolector de polvo de subproductos. Después de la granulación, se envía al almacén de subproductos para su almacenamiento. Los gases de combustión purificados se descargan desde la chimenea a la atmósfera a través del ventilador de desulfuración.
(8) Proceso de desulfuración por lavado de amoníaco
En este proceso de desulfuración, el agua con amoníaco sirve como absorbente y el fertilizante de sulfato de amonio es un subproducto. Los gases de combustión descargados de la caldera se enfrían a 90~100°C mediante el intercambiador de calor de gases de combustión y luego ingresan al depurador previo, donde se eliminan el cloruro de hidrógeno y el fluoruro de hidrógeno después del lavado. Los gases de combustión depurados pasan a través de un separador de gotas para eliminar las gotas de agua y luego ingresan al depurador previo. En el depurador previo, se rocía agua con amoníaco desde la parte superior de la torre para lavar los gases de combustión, y el SO2 de los gases de combustión se absorbe y elimina mediante depuración. Después de descargar los gases de combustión depurados, las gotas de agua que transporta son eliminadas por el separador de gotas y entran en el depurador de desulfuración. En este depurador, los gases de combustión se depuran aún más y las gotas de niebla son eliminadas por el desempañador en la parte superior del depurador y ingresan al desulfurador de desulfuración. Luego se calienta mediante el intercambiador de calor de gases de combustión y se descarga por la chimenea. La solución de sulfato de amonio con una concentración de aproximadamente el 30% producida durante el proceso de lavado se descarga de la torre de lavado y puede enviarse a una planta de fertilizantes para su posterior procesamiento o venderse directamente como fertilizante de nitrógeno líquido. También puede concentrarse, evaporarse o evaporarse aún más. secado y procesado en bloques granulares, cristalinos o fertilizantes para la venta.
1.2 Desulfuración antes de la combustión
La desulfuración antes de la combustión consiste en eliminar el azufre del carbón antes de la combustión. La tecnología de desulfuración previa a la combustión incluye principalmente el método de lavado físico del carbón, el método de lavado químico del carbón, la gasificación y licuefacción del carbón, la tecnología de lechada de agua y carbón, etc. El lavado de carbón consiste en limpiar el carbón crudo utilizado en las calderas mediante medios físicos, químicos o biológicos para eliminar el azufre del carbón, purificarlo y producir productos de diferentes calidades y especificaciones. La tecnología de desulfuración microbiana es esencialmente un método químico. El polvo de carbón se suspende en un líquido de burbujas que contiene bacterias. Las enzimas producidas por las bacterias pueden promover la oxidación del azufre en sulfato, logrando así el propósito de la desulfuración microbiana. tecnología de desulfuración Las bacterias incluyen: Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, arqueas, hongos de las hojas de termoazufre, etc. La gasificación del carbón se refiere al proceso de utilizar vapor, oxígeno o aire como oxidante para reaccionar con el carbón a altas temperaturas y generar gases mixtos inflamables (llamados gas de carbón) como H2, monóxido de carbono y metano. La licuefacción de carbón es una tecnología avanzada de carbón limpio que convierte el carbón en combustibles líquidos limpios (gasolina, diésel, queroseno de aviación, etc.). ) o materias primas químicas. La lechada de agua de carbón se elabora triturando carbón crudo con un contenido de cenizas inferior al 65.438+00 %, un contenido de azufre inferior al 0,5 % y alta volatilidad para obtener un polvo de carbón fino de 250 ~ 300 μm, añadiendo un 65 % ~ 70 % de carbón, un 30 % ~ 35 %. Hecho de agua y aproximadamente 65,438+0% de aditivos. Durante la combustión, la suspensión de carbón y agua se rocía desde la boquilla a alta velocidad, se atomiza en gotas de 50~70μm, se evapora rápidamente en el horno precalentado a 600~700°C y se mezcla con microexplosión. El carbón se volatiliza y se enciende, y su temperatura de ignición es más baja que la del carbón en polvo seco.
Entre las tecnologías de desulfuración previa a la combustión, la tecnología de lavado físico del carbón es madura, ampliamente utilizada y más económica, pero solo puede eliminar el azufre inorgánico; la desulfuración biológica y química puede eliminar el azufre tanto inorgánico como orgánico. el coste de producción es elevado y aún está lejos de su aplicación industrial. La gasificación y licuefacción del carbón requieren más investigación y mejora; se está desarrollando una tecnología de desulfuración microbiana; la suspensión de carbón y agua es un nuevo combustible poco contaminante que puede reemplazar al petróleo. No sólo mantiene las propiedades físicas originales del carbón, sino que también tiene la misma fluidez y estabilidad que el petróleo. Conocido como producto de carbón líquido, tiene un enorme potencial de mercado y ya se comercializa.
Aunque todavía existen varios problemas con la tecnología de desulfuración antes de la combustión del carbón, sus ventajas son que puede eliminar las cenizas al mismo tiempo, reducir el volumen de transporte, reducir la contaminación y el desgaste de las calderas, reducir la cantidad de tratamiento de cenizas. en centrales eléctricas y recuperar algunos recursos de azufre.
1.3 La desulfuración durante la combustión también se denomina desulfuración en el horno.
La desulfuración en el horno consiste en agregar un agente fijador de azufre como CaCO3 al horno durante el proceso de combustión para convertir el azufre del carbón en sulfato y descargarlo con la escoria. El principio básico es:
CaCO3→CaO+CO2 ↑
CaO+SO2→CaSO3
Sulfato de calcio+1/2×O2→sulfato de calcio p>
(1) Tecnología de inyección de calcio en hornos de borde
Ya a finales de la década de 1960 y principios de la de 1970, se habían llevado a cabo investigaciones sobre la tecnología de desulfuración mediante la inyección de agentes fijadores de azufre en el horno. . Sin embargo, dado que la eficiencia de desulfuración es inferior al 10% ~ 30%, no se puede comparar con la DGC húmeda ni cumplir con el requisito de tasa de eliminación del 90%. Han quedado fuera. Pero en 1981, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. estudió la tecnología de desulfuración mediante inyección de calcio en hornos de combustión de múltiples etapas para reducir los óxidos de nitrógeno y adquirió cierta experiencia. Cuando Ca/S es mayor que 2, utilizando piedra caliza o cal hidratada como absorbente, la tasa de desulfuración puede alcanzar el 40% y el 60% respectivamente. Para la desulfuración de carbón con contenido medio y bajo de azufre, siempre que pueda cumplir con los requisitos de protección ambiental, no es necesario utilizar tecnología de desulfuración de gases de combustión con altos costos de inversión. El proceso de desulfuración por inyección de calcio en el horno es sencillo y tiene un bajo coste de inversión, lo que resulta especialmente adecuado para la renovación de plantas antiguas.
(2) Proceso de desulfuración de gases de combustión LIFAC
El proceso LIFAC consiste en rociar polvo de piedra caliza en una zona de temperatura adecuada en la caldera de carbón y agregar una capa de activación después de la caldera. Precalentador de aire Reactor para eliminar SO2 de los gases de combustión. El proceso de desulfuración desarrollado por Tempera e IVO en Finlandia se puso en funcionamiento comercial por primera vez en 1986. La eficiencia de desulfuración del proceso LIFAC es generalmente del 60% al 85%.
La central eléctrica de Shand, la central eléctrica alimentada con carbón más avanzada de Canadá, utiliza el proceso de desulfuración de gases de combustión LIFAC.
Los resultados de la operación de 8 meses muestran que el proceso de desulfuración funciona bien y que la tasa de desulfuración y la disponibilidad del equipo han alcanzado el nivel de algunas tecnologías maduras de control de SO2. La introducción del proceso de desulfuración LIFAC en la central eléctrica de Xiaguan en mi país tiene las ventajas de una baja inversión en el proceso, un tamaño reducido y ninguna descarga de aguas residuales, lo que resulta beneficioso para la transformación de las antiguas centrales eléctricas.
1.4 Desulfuración tras la combustión, también conocida como desulfuración de gases de combustión (FGD).
La tecnología de desulfuración de gases de combustión alimentada con carbón es actualmente la tecnología de desulfuración más utilizada y eficiente. Para las centrales eléctricas alimentadas con carbón, la desulfuración de los gases de combustión será el principal método para controlar las emisiones de SO2 durante mucho tiempo. En la actualidad, las principales tendencias de desarrollo de la tecnología de desulfuración de gases de combustión en centrales térmicas nacionales y extranjeras son: alta eficiencia de desulfuración, gran capacidad instalada, tecnología avanzada, baja inversión, pequeña ocupación de terreno, bajos costos operativos, alto grado de automatización y buena confiabilidad.
1.3.1 Proceso de desulfuración de gases de combustión en seco
Este proceso se utilizó para la desulfuración de gases de combustión en centrales eléctricas a principios de los años 1980. En comparación con el proceso de lavado húmedo tradicional, tiene las siguientes ventajas: bajo costo de inversión; el producto de desulfuración se seca y se mezcla con cenizas volantes; no es necesario instalar un desempañador ni un recalentador; el equipo no es propenso a la corrosión, a la incrustación y a la corrosión; atasco. Sus desventajas son: la tasa de utilización del absorbente es menor que la del proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos; cuando se usa para carbón con alto contenido de azufre, la economía es pobre; la mezcla de cenizas volantes y productos de desulfuración puede afectar los requisitos de control para; el proceso de secado son muy altos.
(1) Proceso de desulfuración de gases de combustión en seco por aspersión: la desulfuración de gases de combustión en seco por aspersión (en lo sucesivo, FGD seco) fue desarrollada por primera vez por la American JOY Company y la Danish Niro Atomier Company. Fue desarrollado a mediados de la década de 1970 y rápidamente se promovió y aplicó en la industria energética. Durante este proceso, la lechada de cal atomizada entra en contacto con los gases de combustión en la torre de secado por aspersión y la lechada de cal reacciona con SO2 para generar reactivos sólidos secos, que eventualmente son recolectados por el recolector de polvo junto con las cenizas volantes. A nivel nacional, la central eléctrica de Sichuan Baima llevó a cabo una prueba piloto de desulfuración de gases de combustión secos por aspersión rotativa y adquirió cierta experiencia, lo que proporcionó una base para el diseño de parámetros óptimos para la desulfuración de gases de combustión secos por aspersión rotativa de unidades de 200 a 300 MW.
(2) Tecnología de desulfuración de gases de combustión secos con cenizas volantes: Japón comenzó a estudiar la tecnología de desulfuración de gases de combustión secos utilizando cenizas volantes como agente desulfurización en 1985 y completó las pruebas prácticas industriales a fines de 1988. A principios de 1991 se puso en funcionamiento el primer equipo de desulfuración seca de gases de combustión con una capacidad de tratamiento de gases de combustión de 644.000 nm3/h. Sus características: la tasa de desulfuración es superior al 60%, el rendimiento es estable y alcanza el nivel de rendimiento de la desulfuración húmeda general el costo del agente desulfurización es bajo, el consumo de agua es pequeño, no hay tratamiento de drenaje ni recalentamiento de gases de combustión; son necesarios y el costo total del equipo es 1/4 menor que el de la desulfuración húmeda; el desulfurizador de cenizas volantes se puede reutilizar sin lodo, es de fácil mantenimiento y el sistema del equipo es simple y confiable.
1.3.2 Proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos
El flujo del proceso, la forma y el mecanismo de desulfuración de gases de combustión húmedos en el mundo son similares, utilizando principalmente piedra caliza (CaCO3), cal (CaO ) o carbonato de sodio (Na2CO3) y otras lechadas se utilizan como detergentes para lavar los gases de combustión en la torre de reacción para eliminar el SO2 en los gases de combustión. Este proceso tiene 50 años. Después de una mejora y perfección continuas, la tecnología ha madurado y tiene las ventajas de una alta eficiencia de desulfuración (90% ~ 98%), gran capacidad de unidad única, gran adaptabilidad a los tipos de carbón, bajos costos operativos y fácil recuperación de subproductos. Según estadísticas de la Agencia de Protección Ambiental (EPA), entre los dispositivos de desulfuración húmeda utilizados en las centrales térmicas de Estados Unidos, el método de cal húmeda representa el 39,6%, el método de piedra caliza representa el 47,4% y los dos métodos representan 87%. El método del doble álcali representa el 4,1% y el método del carbonato de sodio representa el 3,1%. En países de todo el mundo (como Alemania, Japón, etc.), más del 90% de las grandes centrales térmicas utilizan un proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos de cal/piedra caliza-yeso.
El principal mecanismo de reacción química del método de la cal o caliza es:
Método de la cal: SO2+Cao+1/2h2o → caso3?1/2H2O
Método de piedra caliza:SO2+CaCO3+1/2h2o → caso3?1/2H2O+CO2
Las principales ventajas son que puede comercializarse ampliamente, los recursos absorbentes son abundantes y el coste es bajo. Los residuos pueden desecharse y reciclarse como yeso comercial. Actualmente, el método cal/piedra caliza es el proceso de desulfuración de gases de combustión más utilizado en el mundo. Para el carbón con alto contenido de azufre, la tasa de desulfuración puede alcanzar más del 90%, y para el carbón con bajo contenido de azufre, la tasa de desulfuración puede alcanzar más del 95%.
El proceso tradicional de cal/piedra caliza tiene sus posibles desventajas, que se manifiestan principalmente en incrustaciones, obstrucciones, corrosión y desgaste del equipo. Para resolver estos problemas, varios fabricantes de equipos han adoptado diversos métodos para desarrollar sistemas de procesos de desulfuración de cal/piedra caliza de segunda y tercera generación.
El proceso de DGF húmedo es relativamente maduro: método de hidróxido de magnesio; método de hidróxido de sodio; proceso de DGF de Wellman-Lord de Davy Mckee en los Estados Unidos;
En el proceso húmedo, el recalentamiento de los gases de combustión afecta directamente a la inversión en todo el proceso de desulfuración. Dado que la temperatura de los gases de combustión después de la desulfuración húmeda es generalmente baja (45 °C), principalmente por debajo del punto de rocío, si se descarga directamente en la chimenea sin recalentarlo, se formará fácilmente niebla ácida, corroerá la chimenea y será perjudicial para los gases de combustión. difusión. Por lo tanto, los dispositivos FGD húmedos generalmente están equipados con sistemas de recalentamiento de gases de combustión. Actualmente, los intercambiadores de calor de gases de combustión (GGH) regenerativos (rotativos) se utilizan ampliamente. GGH es caro y representa una alta proporción de toda la inversión del proceso FGD.
En los últimos años, la japonesa Mitsubishi Corporation ha desarrollado GGH sin fugas, que ha resuelto muy bien el problema de las fugas de gases de combustión, pero el precio sigue siendo alto. La antigua empresa alemana Schumer ha desarrollado una nueva tecnología que puede salvar chimeneas y chimeneas. Instala todo el dispositivo de desulfuración de gases de combustión en la torre de enfriamiento de la central eléctrica y utiliza el calor residual del agua en circulación de la central eléctrica para calentar los gases de combustión. Funciona bien y es un enfoque muy prometedor.
1.5 Tecnología de desulfuración de gases de combustión por plasma
La investigación sobre la tecnología de desulfuración de gases de combustión por plasma comenzó en la década de 1970. Actualmente, existen dos métodos que se han desarrollado a gran escala en el mundo:
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(1) Radiación por haz de electrones
Cuando el haz de electrones irradia gases de combustión que contienen vapor de agua, las moléculas de los gases de combustión, como O2, H2O, etc. ., se excitarán, ionizarán o craquearán para producir radicales libres oxidantes fuertes, como O, OH, HO2, O3, etc. Estos radicales libres oxidan el SO2 y el NO de los gases de combustión en SO3 y NO2 o los ácidos correspondientes, respectivamente. En presencia de amoníaco, se generan sulfato de amonio estable y sólidos de sulfato de amonio, que son capturados por el recolector de polvo para lograr el propósito de desulfuración y desnitrificación.
(2) Método de corona de pulso (PPCP)
El principio básico de la desulfuración y desnitrificación por descarga de corona de pulso es básicamente el mismo que el de la desulfuración y desnitrificación por irradiación con haz de electrones. Muchos países del mundo han realizado una gran cantidad de estudios experimentales y pruebas piloto a gran escala, pero todavía quedan muchos problemas por estudiar y resolver.
1.6 Desulfuración del agua de mar
El agua de mar suele ser alcalina y su alcalinidad natural es de aproximadamente 1,2 ~ 2,5 mmol/L, lo que le da al agua de mar una capacidad amortiguadora ácido-base natural y una capacidad de absorción de SO2. Algunas empresas extranjeras de desulfuración han aprovechado esta característica del agua de mar para desarrollar y aplicar con éxito agua de mar para lavar el SO2 en los gases de combustión para lograr el propósito de purificar los gases de combustión.
El proceso de desulfuración de agua de mar consta principalmente de un sistema de gases de combustión, un sistema de suministro y descarga de agua de mar y un sistema de recuperación de agua de mar.