6、負面影響:
汽油和柴油的低硫化大大減輕了環境污染,特別是各國對燃料油低硫化政策已達成共識。但是在燃料油低硫化的進程中,出現了人們未曾預料到的負面效應,主要表現為:
潤滑性能下降,設備的磨損加大
1991年,瑞典在使用硫含量為0.00%的柴油時,發現燃料
泵產生的燒結和磨損甚至比普通柴油的磨損還要嚴重。日本也對不同硫含量的柴油作了臺架試驗,結果也確認了柴油潤滑性能下降的問題。其主要原因是在脫硫的同時把存在于油品中具有潤滑性能的天然極性化合物也脫除了,從而導致潤滑性能下降,設備的磨損加大。
柴油安定性變差,油品色相惡化
當柴油的硫含量降到0.05%以下時,過氧化物的增加會加速膠狀物和沉淀物的生成,影響設備的正常運轉,并導致排氣惡化。其主要原因是由于原本存在于柴油中的天然抗氧化組分在脫硫時也被脫除掉了。同時隨著柴油中硫含量的降低,油品的顏色變深,給人以惡感。
7、結論建議:
鑒于石油產品在生產和生活中的廣泛應用,脫除其中危害性的硫是非常重要的。目前工業上使用的非加氫脫硫方法有酸堿精制、溶劑萃取和吸附脫硫,而這幾種脫硫方法都存在著缺陷和不足。其中酸堿精制有大量的廢酸廢堿液產生,會造成嚴重的環境污染;溶劑萃取脫硫過程能耗大,油品收率低;吸附法中吸附劑的吸附量小,且需經常再生。其它的非加氫脫硫技術還處在試驗階段,其中生物脫硫、氧化脫硫和光及等離子體脫硫的應用前景十分誘人,可能是實現未來清潔燃料油生產的有效方法。由于降低燃料油中的硫含量、減少大氣污染是一個復雜的過程,因此實施時應考慮各種因素,提高技術的可靠性,以取得最佳的經濟效益和環保效益。
石灰(石)—石膏工藝濕法脫硫技術
石灰(石)——石膏FGD是目前國內市場的主流脫硫技術,其核心技術已經為國內多數公司成功運用。
8、技術原理:
⒈SO2和SO3的吸收
SO2十H2O→H++HSO3-SO3十H2O→H2SO4SO2和SO3吸收的關鍵是提高其他水中的溶解度,PH值越高,水的表面積越大,氣相湍流度越高,SO2和SO3的溶解量越大。
2.與石灰石漿液反應
CaCO3十2H++HSO3-→Ca2+十HSO3-+H2O十CO2CaCO3十H2SO4→CaSO4+H2O十CO2CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O十CO2本步驟的關鍵是提高CaCO3的溶解度,PH值越低,溶解度越大。
系統組成——煙氣系統——吸收塔系統——制漿系統——漿液疏排系統——processwater工藝水系統——石膏脫水與儲運系統——廢
水處理系統石灰石-石膏濕法脫硫的優點:
a.工藝成熟,最大單機容量超過1000MW;
b.脫硫效率高≥95%,Ca/S≤1.03;
c.系統運行穩定,可用率≥95%;
d.脫硫劑—石灰石,價廉易得;
e.脫硫副產品—石膏,可綜合利用;
f.建設期間無需停機。
缺點:系統復雜,占地面積大;造價高,一次性投資大;運行較多、運行費用高,副產品處理問題。
3.燃燒前煤脫硫技術
主要為煤炭洗選脫硫,即在燃燒前對煤進行凈化,去除原煤中部分硫分和灰分。分為物理法、化學法和微生物法等。
a.物理法:主要指重力選煤,利用煤中有機質和硫鐵礦的密度差異而使它們分離。該法的影響因素主要有煤的破碎粒度和硫的狀態等。主要方法有跳汰選煤,重介質選煤,風力選煤等。
b.化學法:可分為物理化學法和純化學法。物理化學法即浮選;化學法又包括堿法脫硫,氣體脫硫,熱解與氫化脫硫,氧化法脫硫等。
c.微生物法:在細菌浸出金屬的基礎上應用于煤炭工業的一項生物工程新技術,可脫除煤中的有機硫和無機硫。中國當前的煤炭入洗率較低,大約在20%左右,而美國為42%,英國為94.9%,法國為88.7%,日本為98.2%。提高煤炭的入洗率有望顯著改善燃煤二氧化硫污染。然而,物理選洗僅能去除煤中無機硫的80%,占煤中硫總含量的15%~30%,無法滿足燃煤二氧化硫污染控制要求,故只能作為燃煤脫硫的一種輔助手段。
4.燃燒中煤脫硫技術
煤燃燒過程中加入石灰石或白云石作脫硫劑,碳酸鈣、碳酸鎂受熱分解生成氧化鈣、氧化鎂,與煙氣中二氧化硫反應生成硫酸鹽,隨灰分排出。
在中國采用的燃燒過程中脫硫的技術主要有兩種:型煤固硫和流化床燃燒脫硫技術。
a.型煤固硫技術:
將不同的原料經篩分后按一定比例配煤,粉碎后同經過預處理的粘結劑和固硫劑混合,經機械設備擠壓成型及干燥,即可得到具有一定強度和形狀的成品工業固硫型煤。固硫劑主要有石灰石、大理石、電石渣等,其加入量視含硫量而定。燃用型煤可大大降低煙氣中二氧化硫、一氧化碳和煙塵濃度,節約煤炭,經濟效益和環境效益相當可觀,但工業實際應用中應解決型煤著火滯后、操作不當會造成的斷火熄爐等問題。
b.流化床燃燒脫硫技術:
把煤和吸附劑加入燃燒室的床層中,從爐底鼓風使床層懸浮進行流化燃燒,形成了湍流混合條件,延長了停留時間,從而提高了燃燒效率。其反應過程是煤中硫燃燒生成二氧化硫,同時石灰石煅燒分解為多孔狀氧化鈣,二氧化硫到達吸附劑表面并反應,從而達到脫硫效果。流化床燃燒脫硫的主要影響因素有鈣硫比,煅燒溫度,脫硫劑的顆粒尺寸孔隙結構和脫硫劑種類等。為提高脫硫效率,可采用以下方法:
⑴改進燃燒系統的設計及運行條件
⑵脫硫劑預煅燒
⑶運用添加劑,如碳酸鈉,碳酸鉀等
⑷開發新型脫硫劑
5.燃燒后煙氣脫硫技術
煙氣脫硫的基本原理是酸堿中和反應。煙氣中的二氧化硫是酸性物質,通過與堿性物質發生反應,生成亞硫酸鹽或硫酸鹽,從而將煙氣中的二氧化硫脫除。最常用的堿性物質是石灰石、生石灰和熟石灰,也可用氨和海水等其它堿性物質。共分為濕法煙氣脫硫技術、干法煙氣脫硫技術、半干法煙氣脫硫技術三類,分別介紹如下:
a.濕法煙氣脫硫技術
濕法煙氣脫硫技術是指吸收劑為液體或漿液。由于是氣液反應,所以反應速度快,效率高,脫硫劑利用率高。該法的主要缺點是脫硫廢水二次污染;系統易結垢,腐蝕;
脫硫設備初期投資費用大;運行費用較高等。
⑴石灰石—石膏法煙氣脫硫技術該技術以石灰石漿液作為脫硫劑,在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌,使煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣,同時向吸收塔的漿液中鼓入空氣,強制使亞硫酸鈣轉化為硫酸鈣,脫硫劑的副產品為石膏。該系統包括煙氣換熱系統、吸收塔脫硫系統、脫硫劑漿液制備系統、石膏脫水和廢水處理系統。由于石灰石價格便宜,易于運輸和保存,因而已成為濕法煙氣脫硫工藝中的主要脫硫劑,石灰石—石膏法煙氣脫硫技術成為優先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。該法脫硫效率高(大于95%),工作可靠性高,但該法易堵塞腐蝕,脫硫廢水較難處理。
⑵氨法煙氣脫硫技術該法的原理是采用氨水作為脫硫吸收劑,氨水與煙氣在吸收塔中接觸混合,煙氣中的二氧化硫與氨水反應生成亞硫酸氨,氧化后生成硫酸氨溶液,經結晶、脫水、干燥后即可制得硫酸氨(肥料)。該法的反應速度比石灰石—石膏法快得多,而且不存在結構和堵塞現象。另外,濕法煙氣脫硫技術中還有鈉法、雙堿脫硫法和海水煙氣脫硫法等,應根據吸收劑的來源、當地的具體情況和副產品的銷路實際選用。
b.半干法煙氣脫硫技術
主要介紹旋轉噴霧干燥法。該法是美國和丹麥聯合研制出的工藝。該法與煙氣脫硫工藝相比,具有設備簡單,投資和運行費用低,占地面積小等特點,而且煙氣脫硫率達75%—90%。該法利用噴霧干燥的原理,將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。在吸收塔內,吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發生化學反應的同時,吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發干燥,完成脫硫反應后的廢渣以干態形式排出。該法包括四個在步驟:
1)吸收劑的制備;
2)吸收劑漿液霧化;
3)霧粒與煙氣混合,吸收二氧化硫并被干燥;
4)脫硫廢渣排出。
該法一般用生石灰做吸收劑。生石灰經熟化變成具有良好反應能力的熟石灰,熟石灰漿液經高達15000~20000r/min的高速旋轉霧化器噴射成均勻的霧滴,其霧粒直徑可小于100微米,具有很大的表面積,霧滴一經與煙氣接觸,便發生強烈的熱交換和化學反應,迅速的將大部分水分蒸發,產生含水量很少的固體廢渣,脫硫技術石灰石鈣法:包括濕法煙氣脫硫/半干法(阿爾斯通的NID)/干法(RCFB)和(CFB)如前面所述,應用在80%以上的火電廠氨法:用得較少,多在石化領域的電廠鎂法:一種可以再生吸收劑的方法,國內好象沒有海水法:要布置在海邊才行。
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