基本介紹
- 中文名：PDS法
- 外文名：PDS method
- 學科：冶金工程
- 領域：能源
- 範圍：冶煉
簡介,PDS法廢液處理試驗,幾種脫硫方法,
簡介
PDS法是以Na2CO3為鹼源,以PDS為催化劑的濕式脫硫工藝。基本原理是將煤氣中的HS吸收至溶液中生成NaHS,以催化劑作為載氧體,使其氧化成單質硫,從而達到脫硫的目的。該法在脫除HS的同時，也能脫除HCN。 因煤氣中含有CO2、O2、HCN等氣體，所以在脫硫過程中尚有如下副反應:
Na2CO2+CO2+H2O=2NaHCO32NaHS+2O2= Na2S2O3+H2O
Na2CO2+HCN+S=NaCN5+ NaHCO3
2NaCN5+5O2=Na2SO4+2CO2↑+SO2↑+N2↑
溶液中NaCNS、Na2S2O2.NaSO4等鹽類的濃度不斷增長，達到一定濃度後,PDS失去催化性,脫硫脫氰的效率就會下降;另一方面,鹽類的濃度不斷增長增加了脫硫液粘度，甚至會沉積堵塞系統管路,減少循環量,影響脫硫液噴淋密度。為了保證脫硫液中一定的鹽類濃度，需要將含鹽類的溶液及時抽出部分進行處理，同時由於副反應是不可避免的，在生產中需向系統間隙添加--定的新鮮溶液,以使脫硫裝置能正常生產。因此,尋找一種經濟有效的脫硫廢液處理方法已成為當務之急。
PDS法廢液處理試驗
國內外廢液處理方法有以下幾種:
(1)希羅哈克斯法;
(2)昆帕庫斯法;
(3)提鹽工藝;
(4)高溫熱裂解祛。
前三種廢液處理方法，工藝較複雜,投資大,對於中小型焦化廠廢液量少,裝置開工率低,經濟上不合算。第4種方法投資少,工藝簡單，但廢液中主要鹽類為NaCNS、Na2S2O3、Na2SO4,此鹽類熱穩定性強,不易分解。因此,針對實際生產情況，將脫硫廢液返回生產系統進行處理,擬定兩種途徑:一是噴灑到配煤中回配生產系統,二是摻入煤焦水中進行熄焦。
幾種脫硫方法
1、煤氣脫硫方法
發生爐煤氣中的硫來源於氣化用煤，主要以H2S形式存在，氣化用煤中的硫約有80%轉化成H2S進入煤氣， 假如，氣化用煤的含硫量為1%，氣化後轉入煤氣中形成H2S大約2-3g/Nm左右，而陶瓷、高嶺土等行業對煤氣含硫量要求為20-50mg/Nm; 假如煤氣中的H2S燃燒後全部轉化成SO2為2.6g/m左右，比國家規定的SO2的最高排放濃度指標高出許多。所以，無論從環保達標排放，還是從保證企業最終產品質量而言，煤氣中這部分H2S都是必須要脫除的O。
煤氣的脫硫方法從總體上來分有兩種:熱煤氣脫硫和冷煤氣脫硫。在我國，熱煤氣脫硫仍處於試驗研究階段，還有待於進一步完善，而冷煤氣脫硫是比較成熟的技術，其脫硫方法也很多。
冷煤氣脫硫大體上可分為乾法脫硫和濕法脫硫兩種方法，乾法脫硫以氧化鐵法和活性炭法套用較廣，而濕法脫硫以砷鹼法、ADA、改良ADA和栲膠法頗具代表性。
2、噴霧乾燥法
噴霧乾燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑，石灰經消化並加水製成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位於吸收塔內的霧化裝置，在吸收塔內，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發生化學反應生成CaSO3，煙氣中的SO2被脫除。與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發而乾燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應產物及未被利用的吸收劑以乾燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集下來。脫硫後的煙氣經除塵器除塵後排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率，一般將部分除塵器收集物加入製漿系統進行循環利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。
噴霧乾燥法脫硫工藝具有技術成熟、工藝流程較為簡單、系統可靠性高等特點，脫硫率可達到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定套用範圍(8%)。脫硫灰渣可用作制磚、築路，但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑。
3、磷銨肥法
磷銨肥法煙氣脫硫技術屬於回收法，以其副產品為磷銨而命名。該工藝過程主要由吸附(活性炭脫硫制酸)、萃取(稀硫酸分解磷礦萃取磷酸)、中和(磷銨中和液製備)、吸收(磷銨液脫硫制肥)、氧化(亞硫酸銨氧化)、濃縮乾燥(固體肥料製備)等單元組成。它分為兩個系統:
煙氣脫硫系統--煙氣經高效除塵器後使含塵量小於200mg/Nm，用風機將煙壓升高到7000Pa，先經文氏管噴水降溫調濕，然後進入四塔並列的活性炭脫硫塔組(其中一隻塔周期性切換再生)，控制一級脫硫率大於或等於70%，並製得30%左右濃度的硫酸，一級脫硫後的煙氣進入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫，淨化後的煙氣經分離霧沫後排放。
肥料製備系統--在常規單槽多漿萃取槽中，同一級脫硫製得的稀硫酸分解磷礦粉(P2O5 含量大於26%)，過濾後獲得稀磷酸(其濃度大於10%)，加氨中和後製得磷氨，作為二級脫硫劑，二級脫硫後的料漿經濃縮乾燥製成磷銨複合肥料。
4、爐內噴鈣尾部增濕法
爐內噴鈣加尾部煙氣增濕活化脫硫工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上在鍋爐尾部增設了增濕段，以提高脫硫效率。該工藝多以石灰石粉為吸收劑，石灰石粉由氣力噴入爐膛850~1150℃溫度區，石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。由於反應在氣固兩相之間進行，受到傳質過程的影響，反應速度較慢，吸收劑利用率較低。在尾部增濕活化反應器內，增濕水以霧狀噴入，與未反應的氧化鈣接觸生成氫氧化鈣進而與煙氣中的二氧化硫反應。當鈣硫比控制在2.0~2.5時，系統脫硫率可達到65~80%。由於增濕水的加入使煙氣溫度下降，一般控制出口煙氣溫度高於露點溫度10~15℃，增濕水由於煙溫加熱被迅速蒸發，未反應的吸收劑、反應產物呈乾燥態隨煙氣排出，被除塵器收集下來。
該脫硫工藝在芬蘭、美國、加拿大、法國等國家得到套用，採用這一脫硫技術的最大單機容量已達30萬千瓦。
5、煙氣循環流化床法
煙氣循環流化床脫硫工藝由吸收劑製備、吸收塔、脫硫灰再循環、除塵器及控制系統等部分組成。該工藝一般採用乾態的消石灰粉作為吸收劑，也可採用其它對二氧化硫有吸收反應能力的乾粉或漿液作為吸收劑。
由鍋爐排出的未經處理的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進入。吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流經文丘里管後速度加快，並在此與很細的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床，在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應生成CaSO3 和CaSO4。脫硫後攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進入再循環除塵器，被分離出來的顆粒經中間灰倉返回吸收塔，由於固體顆粒反覆循環達百次之多，故吸收劑利用率較高。
此工藝所產生的副產物呈乾粉狀，其化學成分與噴霧乾燥法脫硫工藝類似，主要由飛灰、CaSO3、CaSO4和未反應完的吸收劑Ca(OH)2等組成，適合作廢礦井回填、道路基礎等。
典型的煙氣循環流化床脫硫工藝，當燃煤含硫量為2%左右，鈣硫比不大於1.3時，脫硫率可達90%以上，排煙溫度約70℃。此工藝在國外套用在10~20萬千瓦等級機組。由於其占地面積少，投資較省，尤其適合於老機組煙氣脫硫。
