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Generalmente se divide en desulfuración de gases de combustión y desulfuración profesional de caucho. Desulfuración de gases de combustión: el proceso de eliminación de azufre y compuestos en los gases de combustión, se refiere principalmente al SO y SO2 en los gases de combustión. para cumplir con los requisitos ambientales. Desulfuración profesional del caucho: la desvulcanización se refiere al proceso de degradación química y física que consiste en utilizar diferentes métodos de calentamiento y aplicar el equipo correspondiente para romper los enlaces de azufre del polvo de caucho residual con la participación de un regenerante para obtener propiedades similares al caucho en bruto. Es un proceso principal en el proceso de fabricación de caucho recuperado. Dividido en: método agua-aceite y método aceite.

Tecnología de desulfuración

Fijar el elemento azufre del carbón en un sólido con base de calcio y otros métodos para evitar la generación de SO2 durante la combustión

A través de la investigación sobre Tecnología de desulfuración nacional y extranjera y análisis y estudio nacional de la situación de las plantas piloto que introducen tecnología de desulfuración en la industria eléctrica. En la actualidad, los métodos de desulfuración generalmente se pueden dividir en tres categorías: desulfuración antes de la combustión, desulfuración durante la combustión y desulfuración después de la combustión.

La desulfuración después de la combustión también se denomina desulfuración de gases de combustión (FGD). En la tecnología FGD, según el tipo de desulfurizador, 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 álcali orgánico basado en álcali orgánico. La tecnología comercial más utilizada en el mundo 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 FGD húmeda utiliza una solución o lechada que contiene 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, generalmente es propenso a una corrosión severa. altos costos de operación y mantenimiento, y es fácil causar contaminación secundaria y otros problemas. La absorción por desulfuración y el tratamiento del producto de la tecnología FGD seca se llevan a cabo en estado seco. Este método tiene las ventajas de no descargar aguas residuales ni ácidos residuales, menos corrosión del equipo, ningún enfriamiento evidente de los gases de combustión durante el proceso de purificación y un alto nivel de corrosión. La temperatura de la chimenea después de la purificación, que es beneficiosa para la chimenea, tiene las ventajas de la difusión de los gases de escape y menos contaminación secundaria, pero existen problemas como la baja eficiencia de desulfuración, la velocidad de reacción lenta y el equipo enorme. La tecnología FGD semiseca se refiere a un proceso 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 con agua), o el agente desulfurante se desulfura en estado húmedo y el El producto de desulfuración se procesa en estado seco (como la tecnología de desulfuración de gas). En particular, el método semiseco, que desulfura en estado húmedo y procesa productos de desulfuración en estado seco, tiene las ventajas de una velocidad de reacción de desulfuración húmeda rápida y una alta eficiencia de desulfuración, y el método seco no tiene descarga ni desulfuración de ácidos residuales de aguas residuales. Productos que han atraído una gran atención debido a su facilidad de manejo. Según el uso de los productos de desulfuración, se puede dividir en dos tipos: método de descarte y método de recuperación.

Varios procesos de desulfuración (1) Proceso de desulfuración de gases de combustión de piedra caliza-yeso

El proceso de desulfuración de piedra caliza-yeso es la tecnología de desulfuración más utilizada en el mundo

Tecnología , alrededor del 90% de los dispositivos de desulfuración de gases de combustión utilizados en centrales térmicas de Japón, Alemania y Estados Unidos utilizan este proceso.

Su principio de funcionamiento es: agregar polvo de piedra caliza al agua para formar una suspensión como absorbente y bombearla a la torre de absorción para que entre en contacto y se mezcle completamente con los gases de combustión, el dióxido de azufre en los gases de combustión y el gas de combustión. El carbonato de calcio en la suspensión se bombea desde la parte inferior de la torre. El aire entrante sufre una reacción de oxidación para generar sulfato de calcio. Una vez que 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 a 10, y luego se envía al silo de yeso mediante un transportador para su apilamiento. El gas de combustión desulfurado pasa a través de un desnebulizador para eliminar las gotas de niebla y luego se elimina. calentado por un intercambiador de calor, finalmente se descarga a la atmósfera a través de la chimenea. Dado que la suspensión absorbente en la torre de absorción circula repetidamente a través de la bomba de circulación para entrar en contacto con los gases de combustión, la tasa de utilización del absorbente es muy alta, la relación calcio-azufre es baja y la eficiencia de desulfuración puede ser superior a 95.

(2) Proceso de desulfuración de gases de combustión mediante secado por aspersión rotativo

El proceso de desulfuración por secado por aspersión utiliza cal como absorbente de desulfuración. La cal se digiere y se agrega agua para producir leche de cal apagada. que es lodo

La lechada de cal se bombea al dispositivo de atomización ubicado en la torre de absorción. En la torre de absorción, el absorbente que se atomiza en finas gotas se mezcla con los gases de combustión y reacciona químicamente con el SO2. el gas de combustión genera CaSO3, se elimina el SO2 del gas de combustión. Al mismo tiempo, la humedad aportada por el absorbente se evapora y 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 entran al colector de polvo para ser recolectados. 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 de la recolección del colector de polvo generalmente se agrega al sistema de fabricación de pulpa para su 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 una tecnología madura, un flujo de proceso relativamente simple y una alta confiabilidad del sistema, y ​​la tasa de desulfuración puede alcanzar más del 85%. Este proceso tiene cierto ámbito de aplicación en Estados Unidos y algunos países de Europa occidental (8). Las cenizas de desulfuración se pueden utilizar para fabricar ladrillos y construir carreteras, pero en su mayoría se desechan en depósitos de cenizas o se rellenan en minas abandonadas.

(3) Proceso 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 que es el fosfato de amonio. El proceso

El proceso consiste principalmente en adsorción (desulfuración con carbón activado y producción de ácido), extracción (descomposición con ácido sulfúrico diluido de roca fosfórica para extraer ácido fosfórico), neutralización (preparación líquida de neutralización de fosfato de amonio), absorción ( desulfuración líquida de fosfato de amonio y producción de fertilizantes), oxidación (oxidación de sulfito de amonio), concentración y secado (preparación de fertilizantes sólidos) y otras unidades. Se divide en dos sistemas:

Sistema de desulfuración de humos: después de que los gases de combustión pasan a través de un colector de polvo de alta eficiencia, el contenido de polvo es inferior a 200 mg/Nm3 y se utiliza un ventilador para aumentar el flujo de humos. La tubería rocía agua para enfriar y regular la humedad, y luego ingresa al grupo de torres de desulfuración de carbón activado de cuatro torres en paralelo (una de las torres se cambia y regenera periódicamente) para controlar la tasa de desulfuración de primer nivel. mayor o igual a 70, y produce ácido sulfúrico con una concentración de aproximadamente 30, y la desulfuración de primer nivel. El gas de combustión final ingresa a la torre de desulfuración secundaria y se lava y desulfura con una suspensión de fosfato de amonio. El gas de combustión purificado se descarga después. separación de la niebla.

Sistema de preparación de fertilizantes: en un tanque convencional de extracción de lodos múltiples de un solo tanque, el polvo de roca fosfórica descompuesta en ácido sulfúrico diluido (contenido de P2O5 mayor que 26) obtenido en la misma etapa de desulfuración se filtra para obtener fertilizantes diluidos. Ácido fosfórico (su concentración es superior a 10), agregue amoníaco y neutralícelo para obtener fosfato de amonio, que se usa como desulfurador secundario. La suspensión después de la desulfuración secundaria se concentra y se seca para producir un fertilizante compuesto de fosfato de amonio.

(4) Inyección de calcio en el horno y proceso de desulfuración de gases de combustión de humidificación de cola

La inyección de calcio en el horno más humidificación de gases de combustión de cola y proceso de desulfuración de activación es un proceso de desulfuración por inyección de calcio En el horno, se agrega una sección de humidificación al final de la caldera para mejorar la eficiencia de desulfuración. Este proceso utiliza principalmente polvo de piedra caliza como absorbente. El polvo de piedra caliza se pulveriza en el horno mediante fuerza neumática en la zona de temperatura de 850 ~ 1150 ℃. La piedra caliza se calienta y se descompone en óxido de calcio y dióxido de carbono. 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 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 65~80. Dado que la adición de agua humidificadora hace que la temperatura de los gases de combustión baje, la temperatura de los gases de combustión de salida generalmente se controla para que sea entre 10 y 15 °C más alta que la temperatura del punto de rocío. El agua humidificada se evapora rápidamente debido al calentamiento de la temperatura de los gases de combustión. , y el absorbente y los productos de reacción que no han reaccionado están en estado seco. El colector de polvo descarga y recoge los gases de combustión.

Este proceso de desulfuración se ha aplicado en Finlandia, Estados Unidos, Canadá, Francia y otros países. La capacidad máxima de una 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 de absorbente, una torre de absorción, un reciclaje de cenizas de desulfuración y una eliminación de polvo.

Está compuesto por controlador y sistema de control.

Este proceso generalmente utiliza polvo de cal apagada seca como absorbente, y también se pueden usar como absorbente otros polvos secos o lechadas que tienen la capacidad de absorber y reaccionar con 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. El gas de combustión se acelera después de fluir a través del tubo Venturi y aquí se mezcla con un polvo absorbente muy fino. Hay una fuerte fricción entre las partículas y entre el gas y las partículas, formando una fluidización. lecho Bajo la condición de rociar una niebla de agua uniforme para reducir la temperatura del humo, 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 transporta una gran cantidad de partículas sólidas se descarga desde la parte superior de la torre de absorción y ingresa al colector de polvo de recirculación. Las partículas separadas regresan a la torre de absorción a través del contenedor de cenizas intermedio. a cien veces, la tasa de utilización del absorbente es muy alta.

El subproducto producido por este proceso se presenta en forma de polvo seco, y 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)2 absorbente sin reaccionar Está compuesto de otros materiales y es adecuado para el relleno de minas abandonadas, 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 2 y la relación calcio-azufre no es superior a 1,3, la tasa de desulfuración puede alcanzar más de 90 y la La temperatura de los gases de escape es de unos 70°C. Este proceso se utiliza actualmente en el extranjero en unidades de 100.000 a 200.000 kilovatios. Debido a que ocupa un área pequeña y ahorra 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, una gran cantidad de agua de mar rocía y lava los gases de combustión de carbón que ingresan a la torre de absorción. El dióxido de azufre en los gases de combustión es absorbido por el agua de mar y el desempañador elimina el gas de combustión purificado. pasa a través del intercambiador de calor de gases de combustión. Descarga después del calentamiento. Después de absorber dióxido de azufre, el agua de mar se mezcla con una gran cantidad de agua de mar no desulfurada y luego se somete a un tratamiento de aireación en un tanque de aireación para oxidar el SO32- en SO42- estable y ajustar el valor de PH y DQO ​​del agua de mar para cumplir con las emisiones. normas antes de ser vertidos al mar. El proceso de desulfuración del agua de mar es generalmente adecuado para centrales eléctricas cercanas al mar, con buenas condiciones de difusión, que utilizan agua de mar como agua de refrigeración y queman carbón con bajo contenido de azufre. El proceso de desulfuración del agua de mar se utiliza ampliamente en Noruega para la desulfuración de gases de combustión en hornos industriales como fundiciones de aluminio y refinerías de petróleo. Se han puesto en funcionamiento más de 20 conjuntos de dispositivos de desulfuración. En los últimos años, la aplicación de la tecnología de desulfuración de agua de mar en centrales eléctricas ha progresado rápidamente. El mayor problema con este proceso es que la deposición de metales pesados ​​que puede ocurrir después de la desulfuración de los gases de combustión y el impacto en el medio marino requieren observaciones a largo plazo para sacar conclusiones. Por lo tanto, debe considerarse cuidadosamente en áreas con calidad ambiental sensible y. altos requisitos de protección ambiental.

(7) Proceso de desulfuración por haz de electrones

Este proceso incluye la eliminación previa del polvo de escape, el enfriamiento de los gases de combustión, la carga de amoníaco, la irradiación por haz de electrones y la captura de subproductos

Se compone de recolección y otros procesos. Los gases de combustión descargados de la caldera ingresan a la torre de enfriamiento después de haber sido filtrados en forma gruesa por el colector de polvo. Se rocía agua de enfriamiento en la torre de enfriamiento para enfriar los gases de combustión a una temperatura adecuada para la desulfuración y desnitrificación (aproximadamente 70°C). El punto de rocío de los gases de combustión suele ser de unos 50°C. El agua de refrigeración pulverizada se evapora completamente en la torre de refrigeración, por lo que no se produce agua residual. Los gases de combustión después de pasar por la torre de enfriamiento fluyen hacia el reactor y se rocía una cierta cantidad de amoníaco, aire comprimido y agua blanda en la entrada del reactor. La cantidad de amoníaco agregada depende de la concentración de SOx y la concentración de NOx después del haz de electrones. La irradiación de SOx y NOx genera productos intermedios ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3) bajo la acción de los radicales libres. Luego, el ácido sulfúrico y el ácido nítrico se neutralizan con el amoníaco existente para generar partículas en polvo (un polvo mixto de sulfato de amoníaco (NH4)2SO4 y nitrato de amoníaco NH4NO3). Parte de estas partículas en polvo precipita al fondo del reactor y se descarga a través de un transportador. El resto es separado y capturado por el colector de polvo de subproductos, después del tratamiento de 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

Este proceso de desulfuración utiliza amoníaco como absorbente y produce fertilizante de sulfato de amonio como subproducto.

El gas de combustión descargado de la caldera se enfría a 90~100°C mediante el intercambiador de gases de combustión. Ingresa al depurador previo y se lava para eliminar el HCI y el HF. El gas de combustión lavado pasa a través del separador de gotas para eliminar las gotas de agua. en la lavadora delantera. En el predepurador, se rocía agua con amoníaco desde la parte superior de la torre para lavar los gases de combustión. El SO2 en los gases de combustión se lava, se absorbe y se elimina. Después de que se descargan los gases de combustión, las gotas de agua transportadas se eliminan. el separador de gotas y entrar en el depurador de desulfuración. En el depurador, los gases de combustión se depuran aún más y las gotas de niebla se eliminan a través del desempañador en la parte superior del depurador y luego ingresan al depurador de desulfuración. Luego se calienta mediante el intercambiador de calor de gases de combustión y luego se descarga a través de la chimenea. La solución de sulfato de amonio con una concentración de aproximadamente 30 producida en 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. Esta solución también puede concentrarse, evaporarse y evaporarse aún más. secado y procesado en fertilizante granulado, cristalino o en bloque para la venta.

Desulfuración previa a la combustión

La desulfuración previa a 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 y el método de lavado químico. adición de agente fijador de azufre, gasificación y licuefacción de carbón, tecnología de lechada de agua de carbón, etc. El lavado de carbón utiliza métodos físicos, químicos o biológicos para limpiar el carbón crudo utilizado en las calderas para eliminar el azufre del carbón, de modo que el carbón pueda purificarse y producir productos de diferentes calidades y especificaciones. La tecnología de desulfuración microbiana es esencialmente un método químico que suspende el carbón pulverizado 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 tecnología de desulfuración microbiana que se usa comúnmente. Las bacterias desulfuradoras más comunes incluyen: Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus oxidans, Archaea, Sulfolobus thermophila, etc. pertenecientes al género Thiobacillus. Agregar agentes fijadores de azufre se refiere a agregar sustancias fijadoras de azufre al carbón y convertirlas en briquetas de carbón de diversas especificaciones. Durante el proceso de combustión, los compuestos que contienen azufre en el carbón reaccionan con los agentes fijadores de azufre para generar sulfato y otras sustancias. Si se deja en la escoria, no se formará SO2. La gasificación del carbón se refiere al proceso de utilizar vapor de agua, oxígeno o aire como oxidante para reaccionar químicamente con el carbón a altas temperaturas para generar gases mixtos inflamables (llamados gas) como H2, CO y CH4. 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 mezcla de agua y carbón (CWM) se elabora triturando carbón crudo con un contenido de cenizas inferior a 10, un contenido de azufre inferior a 0,5 y un alto contenido de volátiles para obtener un polvo de carbón fino de 250 ~ 300 μm. Está formulada con una proporción de agua y aditivos de aproximadamente 1. La lechada de carbón y agua se puede transportar, almacenar y quemar como combustible. Durante la combustión, la lechada de carbón y agua se rocía desde la boquilla a alta velocidad y se atomiza en gotas de 50 a 70 μm después del precalentamiento para que se evapore rápidamente en el horno. 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 polvo de carbón seco.

En la tecnología de desulfuración previa a la combustión, la tecnología de lavado físico del carbón es madura, la más utilizada y la más económica, pero solo puede eliminar el azufre inorgánico. La desulfuración biológica y química no solo puede eliminar el azufre inorgánico, sino también; eliminar el azufre orgánico, pero el costo de producción es costoso y todavía queda un largo camino por recorrer antes de que se desarrolle la tecnología de lechada de carbón y agua para la gasificación y licuefacción; un nuevo tipo de combustible poco contaminante que reemplaza al petróleo, que mantiene las propiedades físicas originales del carbón y tiene la misma fluidez y estabilidad que el petróleo. Se llama producto de carbón líquido. Tiene un enorme potencial de mercado y actualmente está listo. para la comercialización.

Aunque todavía existen varios problemas con la tecnología de desulfuración del carbón antes de la combustión, sus ventajas son que puede eliminar simultáneamente las cenizas, reducir el volumen de transporte, reducir la contaminación y el desgaste de las calderas, reducir el volumen de procesamiento de cenizas y escorias de las centrales eléctricas, y También se puede recuperar parte de los recursos de azufre.

Desulfuración durante la combustión, también conocida como desulfuración en el horno.

La desulfuración en el horno consiste en agregar agentes fijadores de azufre como CaCO3 al horno durante el proceso de combustión para convertir el azufre. En el carbón, los sulfatos se eliminan con la escoria.

El principio básico es:

CaCO3==Alta temperatura==CaO CO2 ↑

CaO SO2====CaSO3

2CaSO3 O2====2CaSO4

(1) Tecnología de pulverización de calcio en horno LIMB

Ya a finales de los años 1960 y principios de los 1970, se llevaron a cabo trabajos de investigación sobre la tecnología de desulfuración mediante la pulverización de agentes de azufre sólidos en el horno. Sin embargo, debido a la desulfuración, la eficiencia es inferior a 10-30, lo que no se puede comparar con la DGC húmeda, y es difícil cumplir con el requisito de tasa de eliminación de hasta 90. Quedó fuera por un tiempo. Sin embargo, en 1981, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) estudió la tecnología de desulfuración mediante inyección de calcio y combustión de múltiples etapas en el horno para reducir los óxidos de nitrógeno, conocida como LIMB, y adquirió cierta experiencia. Cuando Ca/S es superior a 2, utilizando piedra caliza o cal apagada como absorbente, la tasa de desulfuración puede alcanzar 40 y 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 necesariamente requiere el uso de tecnología de desulfuración de gases de combustión con altos costos de inversión. El proceso de desulfuración por inyección de calcio en horno es sencillo y de bajo coste de inversión, siendo 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 la zona de temperatura adecuada en la caldera de carbón y agregar un reactor de activación después de la caldera. Precalentador de aire Se utiliza para eliminar el SO2 de los gases de combustión. Este proceso de desulfuración desarrollado por las empresas finlandesas Tempella e IVO se puso en funcionamiento comercial por primera vez en 1986. La eficiencia de desulfuración del proceso LIFAC es generalmente de 60 a 85.

La central eléctrica de carbón más avanzada de Canadá, Shand Power Station, utiliza el proceso de desulfuración de gases de combustión LIFAC. Los resultados de operación de 8 meses muestran que el rendimiento de su proceso de desulfuración es bueno y la tasa de desulfuración y. La disponibilidad de equipos ha alcanzado cierto nivel de SO2 maduro. La tecnología de control es bastante avanzada. La central eléctrica de Xiaguan en mi país introdujo el proceso de desulfuración LIFAC, que tiene una baja inversión en el proceso, ocupa poco espacio y no descarga aguas residuales, lo que favorece la transformación de las antiguas centrales eléctricas.

Una introducción a la desulfuración poscombustión, también conocida como desulfuración de gases de combustión

(Desulfurización de gases de combustión, conocida como FGD)

Gases de combustión alimentados con carbón La tecnología de desulfuración es actualmente la tecnología de desulfuración más amplia y eficiente. Para las centrales eléctricas de carbón, la DGF 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 tierra, 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 ha utilizado para desulfurar los gases de combustión de centrales eléctricas desde principios de la década de 1980. En comparación con el proceso de depuración húmeda convencional, tiene lo siguiente. ventajas: el costo de inversión es bajo; el producto de desulfuración está seco y mezclado con cenizas volantes; no es necesario instalar un desempañador ni un recalentador; el equipo no se corroe, incrusta ni bloquea fácilmente; Sus desventajas son: la tasa de utilización del absorbente es menor que la del proceso de desulfuración de gases de combustión húmedos; la economía es pobre cuando se usa para carbón con alto contenido de azufre; la mezcla de cenizas volantes y productos de desulfuración puede afectar la utilización integral y el secado; Los requisitos de control de procesos son muy altos.

(1) Proceso de desulfuración de gases de combustión secos por aspersión: se desarrolló la desulfuración de gases de combustión secos por aspersión (denominada FGD seco), un proceso de desulfuración desarrollado por primera vez conjuntamente por la American JOY Company y la danesa Niro Atomier Company. a mediados de la década de 1970 y rápidamente promovido y aplicado en la industria energética. Este proceso utiliza una lechada de cal atomizada para entrar en contacto con los gases de combustión en la torre de secado por aspersión. La lechada de cal reacciona con SO2 para generar un reactivo sólido seco, que finalmente es recogido por el colector de polvo junto con las cenizas volantes. Mi país ha realizado una prueba intermedia de desulfuración de gases de combustión secos por aspersión rotativa en la central eléctrica de Baima en la provincia de Sichuan y ha adquirido cierta experiencia, lo que proporciona una base para el diseño de parámetros optimizados para la desulfuración de gases de combustión secos por aspersión rotativa en unidades de 200-300 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 de desulfuración en 1985 y completó las pruebas prácticas industriales a fines de 1988. El primer equipo de desulfuración en seco de cenizas volantes se puso en funcionamiento a principios de 1991, con una capacidad de procesamiento de gases de combustión de 644.000 Nm3/h.

Sus características: la tasa de desulfuración es superior a 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 se requiere tratamiento de drenaje ni recalentamiento de los gases de escape; y el costo total del equipo es 1/4 menor que el de la desulfuración húmeda; el desulfurizador de cenizas de carbón se puede reutilizar, no produce lodo, es fácil de mantener y el sistema del equipo es simple y confiable.

1.3.2 Proceso FGD húmedo

El proceso, la forma y el mecanismo de desulfuración húmeda de gases de combustión en varios países del mundo son similares, utilizando principalmente piedra caliza (CaCO3), cal (CaO) o carbonato de sodio (Na2CO3) y otras suspensiones 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 una historia de 50 años, después de mejoras y perfeccionamientos continuos, la tecnología es relativamente madura y tiene una alta eficiencia de desulfuración (90-98), gran capacidad unitaria, gran adaptabilidad a los tipos de carbón, bajos costos operativos y subproductos fáciles. Reciclaje y otras ventajas. Según las estadísticas de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), entre los dispositivos de desulfuración húmeda utilizados en las centrales térmicas de los Estados Unidos, el método de cal húmeda representa 39,6, el método de piedra caliza representa 47,4, el método de dos métodos representa 87; el método del doble álcali representa 4,1 y el método del carbonato de sodio representa 3,1. En países de todo el mundo (como Alemania, Japón, etc.), más del 90% de las grandes centrales térmicas adoptan 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 la cal : SO2 CaCO3 1/2H2O→CaSO3·1/2H2O CO2

La principal ventaja es que se puede comercializar ampliamente, sus recursos absorbentes son abundantes y el coste es bajo. Los residuos se pueden desechar o desechar. Utilizado como mercancía. En la actualidad, el método de cal/piedra caliza es el proceso de DGC más utilizado en el mundo. Para el carbón con alto contenido de azufre, la tasa de desulfuración puede ser superior a 90, y para el carbón con bajo contenido de azufre, la tasa de desulfuración puede ser superior a 95.

El proceso tradicional de cal/piedra caliza tiene sus posibles desventajas, que se manifiestan principalmente como suciedad, obstrucción, corrosión y desgaste del equipo. Para resolver estos problemas, varios fabricantes de equipos han adoptado diversos métodos y han desarrollado sistemas de proceso de desulfuración de cal/piedra caliza de segunda y tercera generación.

Los procesos de DGC húmedos más maduros incluyen el método del hidróxido de magnesio; el método del hidróxido de sodio; el proceso de DGC de Wellman-Lord de la American Davy Mckee Company, etc.

En el proceso húmedo, el problema del recalentamiento de los gases de combustión afecta directamente a la inversión en todo el proceso FGD. Debido a que el gas de combustión después de la desulfuración mediante proceso húmedo generalmente tiene una temperatura baja (45 °C), principalmente por debajo del punto de rocío, si se descarga directamente en la chimenea sin recalentarlo, fácilmente formará neblina ácida, corroerá la chimenea y se dañará. no favorece el tratamiento de la difusión de los gases de combustión. Por lo tanto, los dispositivos FGD húmedos generalmente están equipados con sistemas de recalentamiento de gases de combustión. En la actualidad, el intercambiador de calor de gases de combustión (GGH) regenerativo (rotativo) técnicamente maduro se utiliza ampliamente. GGH es más caro y representa una mayor proporción de toda la inversión del proceso FGD. En los últimos años, la compañía japonesa Mitsubishi ha desarrollado un GGH que puede eliminar la necesidad de fugas, lo que ha resuelto mejor el problema de las fugas de gases de combustión, pero el precio sigue siendo alto. La antigua empresa alemana SHU ha desarrollado un nuevo proceso que puede eliminar la necesidad de GGH y chimeneas. Instala todo el dispositivo FGD en la torre de refrigeración de la central eléctrica y utiliza el calor residual del agua en circulación en la central eléctrica para calentarla. gas de combustión. Funciona bien y es un método muy eficaz.

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 tipos de métodos que se han estudiado a gran escala en el mundo. :

(1) Método de irradiación por haz de electrones (EB)

Cuando el haz de electrones irradia gas de combustión que contiene vapor de agua, las moléculas del gas de combustión, como O2, H2O, etc. , estará en estado excitado, Iones o disociación, produciendo fuertes radicales libres oxidantes O, OH, HO2 y O3, etc. Estos radicales libres oxidan el SO2 y el NO en los gases de combustión y se convierten en SO3 y NO2 respectivamente o en los ácidos correspondientes. En presencia de amoníaco, se generan sólidos relativamente estables de sulfato de amonio y nitrato de amonio, que son capturados por el colector de polvo para lograr el propósito de desulfuración y desnitrificación.

(2) Método de corona de pulso (PPCP)

Los principios básicos de la desulfuración y desnitrificación por descarga de corona de pulso son básicamente los mismos que los de la desulfuración y desnitrificación por irradiación con haz de electrones en muchos países. En el mundo se han llevado a cabo una gran cantidad de estudios experimentales y pruebas piloto a gran escala, pero aún quedan muchos problemas por resolver.

Desulfurización del agua de mar

El agua de mar suele ser alcalina, con una alcalinidad natural de aproximadamente 1,2 a 2,5 mmol/L, lo que le da al agua de mar una capacidad amortiguadora ácido-base natural y la capacidad de absorber SO2. capacidad. 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.

Ecuación del método de desulfuración

(1) El SO2 es absorbido por las gotas

SO2 (gas) H2O→H2SO3 (líquido)

(2) El SO2 absorbido reacciona con el absorbente de la solución para generar sulfito de calcio

Ca(OH)2 (líquido) H2SO3 (líquido)→CaSO3 (líquido) 2H2O

Ca(OH)2 (sólido) H2SO3 (líquido)→CaSO3 (líquido) 2H2O

(3) Después de que el CaSO3 en las gotas alcanza la saturación, comienza a cristalizar y precipitar

CaSO3( Líquido) → CaSO3 (sólido)

(4) Parte del CaSO3 en la solución reacciona con el oxígeno disuelto en las gotitas,

oxidado a sulfato de calcio;

CaSO3 (líquido) 1/2O2 (líquido) → CaSO4 (líquido)

(5) El CaSO4 (líquido) tiene baja solubilidad, por lo que cristaliza

CaSO4 (líquido) → CaSO4 (Sólido)

Reacción del SO2 con Ca(OH)2 restante y ceniza reciclada

Ca(OH)2 (sólido) →Ca(OH) 2 (líquido)

SO2(gas) H2O→H2SO3(líquido)

Ca(OH)2 (líquido) H2SO3(líquido)→CaSO3(líquido) 2H2O

CaSO3(líquido) →CaSO3(sólido)

CaSO3(líquido) 1/2O2(líquido)→CaSO4(líquido)

CaSO4(líquido)CaSO4(sólido)

Método del doble álcali

2NaOH SO2→Na2SO3 H2O

Na2SO3 SO2 H2O→2NaHSO3

Ca(OH)2 Na2SO3 → 2 NaOH CaSO3

4NaHSO3 2Ca(OH)2→2Na2SO3 2CaSO3·H2O H2O

2Na2SO3 O2 2Ca(OH)2 4H2O→4NaOH 2CaSO4·2H2O