本文根据脱硫工艺的不同,结合脱硫副产物处理现状,分析其处理与处置方法,为脱硫工艺选择及副产物处理提供参考。
1 典型脱硫工艺及副产物
1. 1 脱硫方法
脱硫方法可以分为湿法、半干法和干法。湿法脱硫在日本占98%、美国占92%、德国占90%、中国占91%,世界平均占85%。大型燃煤机组大多采用湿法脱硫[3]。我国当前燃煤发电在整个发电行业内占比超过70%,绝大多数燃煤电厂采用“石灰石—石膏湿法脱硫工艺”。
( 1) 综合利用。2018 年脱硫石膏的利用率为74%。首先,石膏主要用于建筑材料,据《中国资源综合利用年度报告( 2014) 》报道,工业副产石膏主要用作水泥缓凝剂和生产纸面石膏板,二者消耗量约占总利用量的96%,还有部分石膏用于墙体材料的生产。其次,石膏还可以农用。脱硫石膏改良碱化土壤的用量范围为0. 5% ~ 1. 0%; 亦可用于改善红壤地区土壤普遍缺乏营养元素的问题; 在酸性土壤上适量施用石膏,可以提高土壤养分含量,改善土壤理化性质。目前我国农田年施用燃煤烟气脱硫石膏量较高,为20 ~ 60 t. hm。我国部分烟气脱硫石膏中存在Hg、Cd、As、Se、F 和Cl 等含量不同程度超出***土壤环境质量标准和地下水质量标准的情况。
美国EnergyBioSystemsCorp(EBC)公司获得了这两种菌株的使用权,在此基础上,该公司不仅成功地生产和再生了生物脱硫催化剂,并在降低催化剂生产成本的同时也延长了催化剂的使用寿命。此外该公司又分离得到了玫鸿球菌的***,该***能够使C-S键断裂,实现了脱硫过程中不损失油品烃类的目的。现在,EBC公司已成为世界上对生物脱硫技术研究广泛的公司。此外,日本工业技术研究院生命工程工业技术研究所与石油产业活化中心联合开发出了柴油脱硫的新,此可以同时脱除柴油中的二苯并和苯并中的硫,而这两种硫化物中的硫是用其它方法难以脱除的。
4.燃烧中煤脱硫技术
煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂,碳酸钙、碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁,与烟气中反应生成***盐,随灰分排出。
在中国采用的燃烧过程中脱硫的技术主要有两种:型煤固硫和流化床燃烧脱硫技术。
a.型煤固硫技术:
将不同的原料经筛分后按一定比例配煤,粉碎后同经过预处理的粘结剂和固硫剂混合,经机械设备挤压成型及干燥,即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。固硫剂主要有石灰石、大理石、电石渣等,其加入量视含硫量而定。燃用型煤可大大降低烟气中、和浓度,节约煤炭,经济效益和环境效益相当可观,但工业实际应用中应解决型煤着火滞后、操作不当会造成的断火熄炉等问题。
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