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1、气流床烟气干法脱硫技术的初步试验研究彭万旺,王乃计,戢绪国,应幼菊,边 文(煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京 100013)摘要:介绍了新型燃煤烟气干法脱硫并回收硫技术的工艺流程概念。其特点是利用可再生煤基脱硫剂细粉进行干法连续脱硫,脱硫过程在下喷式气流床中完成;采用间接换热式脱硫剂热再生,生成含高浓度二氧化硫的再生气体;加压、冷却再生尾气,其中的二氧化硫液化并与其它气体组分相分离,进而生产液体二氧化硫副产品;并介绍了烟气脱硫、脱硫炭再生和再生尾气液化的单元试验研究结果。关键词:烟气;干法脱硫;回收;液体二氧化硫;气流床中图分类号:TQ54文献标
2、识码:A文章编号:1006-6772(1999)04-0022-05 含硫的燃煤烟气排入大气,不仅直接污染环碳催化剂2SO2+2H2O+O22H2SO4(1)境,而且也浪费了宝贵的硫资源。1997年全国二 一般情况下,物理和化学吸附2种过程同时存氧化硫排放总量为23146kt,其中燃煤排放部分占在,只是各自的重要性不同。化学吸附过程中,在90%以上。1997年全国煤炭消费量近113Gt,其[1]脱硫炭表面生成硫酸,使活性炭增重。中电站用煤占35%左右,假定将此部分燃煤烟气 在受热和无二氧化硫的气氛中,脱硫炭中物理中二氧化硫实行处理并回收,仅此一项
3、可获得元素吸附的二氧化硫很容易脱附出来。而对化学吸附的硫的相当量3Mt以上。可见从煤、石油、天然气硫,解析将在较高的温度下进行。如在惰性气氛等矿石燃料及其利用过程中进行硫回收的潜在资源中,从190℃开始(实际上,试验结果表明再生温很大。可以设想,随着从天然气、石油、特别是煤度受脱硫炭自身性质的影响),硫酸根据下列反应中回收硫的技术发展,中国有可能改变硫短缺并改变成二氧化硫,脱硫炭被再生。变硫铁矿为主生产硫酸的状况,逐步使用硫磺或二2H2SO4+C=CO2+2SO2+2H2O(2)氧化硫等为原料制酸。H2SO4+C=CO+SO2+H2O(3) 上述再生
4、反应式中,一般是以反应式(2)为1 工艺概念主,除非在很高的再生温度(如500℃以上)下,111 干法脱硫基础———脱硫活性炭的脱硫与再生反应式(3)才变得明显。由反应过程可见,再生 经适当条件制备的脱硫活性炭(以下称脱硫气体中除二氧化硫之外,还有CO2等气体产生。炭)具有吸附二氧化硫能力,根据反应温度的不 综合反应式(1)和(2)可得:同,其吸附机理有所区别,在低温时,以物理吸附2[SO2]+C+O2=CO2+2[SO2](4)为主,当温度在100℃以上时,则以化学吸附为 即每处理1mol二氧化硫将消耗015mol的碳,主,化学吸附过程的总包反
5、应如下:这部分碳即为脱硫再生过程中碳的化学消耗。收稿日期:1999-09-02作者简介:彭万旺(1964-),男,江苏姜堰市人,高级工程师,从事煤炭化工技术研究与开发工作。注:参加试验的还有季士清、王志斌、邓一英等。22洁净煤技术1999年第5卷第4期©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 脱硫炭脱硫时反应物的吸附过程和其产物生成过程是在不同的时间、位置、气氛、温度条件分别进行的,在同一时间内,脱硫和再生反应过程各自单向地独立进行。工艺过程的设计确定了2个基本目标
6、,即有效地脱除烟气中的二氧化硫和回收二氧化硫为有价值的副产品。就烟气脱硫而言,选择适当的脱硫炭并以恰当的脱硫反应器设计作保证,使之达到应有的脱硫效果,满足环保要求,预期烟气脱硫率可达90%以上。在完成烟气脱硫的同时,为避免产生硫污染转移,也为了提高技术本身的经济性,实行二氧化硫的富集与回收,图1为二氧化硫的富集模型。图2 细粉脱硫剂干法脱硫及硫回收工艺流程示意1———冷却液化分离器;2———缓冲罐;3———预冷却器;4———引风机;5———压缩机;6———减压增浓器;7———液体产品罐;8———预处理器;9———再生反应器;10———冷却器;11———
7、脱图1 二氧化硫的富集模型硫剂提升器;12—料斗;13—气固分离器;14———烟囱; 待净化的含硫烟气流量大,二氧化硫浓度很15———脱硫反应器;16———含硫烟气;17———预处理尾气;低,一般体积含量为0105%～012%。利用固体脱18———再生尾气;19———液化尾气;20———增浓尾气;21———硫炭的选择性吸附特性将二氧化硫从非常稀薄的烟液体二氧化硫;22———二氧化硫产品外销;23———添加脱硫剂气中选择分离出来,吸附含硫的脱硫炭被移至再生 分离出的固体脱硫剂收集在料斗中,由提升机反应器中,加热释放二氧化硫,并得到含二氧化硫提升至脱硫
8、反应器的顶部,其中的大部分直接进入50%左右的再生气体。如此实现的第一步富集后的脱硫反应器再次
