目前,电站锅炉和工业锅炉是二氧化硫的重要来源。石灰石-石膏法在电站锅炉中广泛应用,其技术已经相对成熟。半干法脱硫工艺对于中小型锅炉有很好的适应性,而半干法煤炭脱硫剂脱硫剂活性是决定该工艺脱硫效果的核心因素。半干法脱硫技术多采用低硫煤为原料,而燃烧后产生的粉煤灰具有高碱性,因此在一定的含水率下,粉煤灰中的Si离子和Al离子从水中溶出与掺入的熟石灰发生胶凝反应,最终生成水合硅铝酸钙。因水合物质具有比表面积大和持水性高等特点,可通过一定的配比和加工工艺制备出具有较高活性的脱硫剂。煤炭科学研究总院结合反应动力学原理及半干法脱硫工艺,研发出高倍率灰钙循环(NGD)脱硫技术,通过利用高速热烟气流中的SO2与煤炭脱硫剂脱硫剂中的碱性活性物质充分接触并发生反应,从而达到脱硫目的。
固定床干法脱硫批发技术是采用氧化催化剂把烟气中的二氧化硫先氧化成为三氧化硫然后被氢氧化钙吸收生成硫酸钙。这个方法在工程上的实现是采取类固定床技术(间歇式移动床),二氧化硫干法吸附剂的成型颗粒装于固定床干法脱硫设备中,烟气流过后,其中的二氧化硫氧化成为三氧化硫并被反应固化成为硫酸钙固体。整个过程不使用水,亦不产生废水。而且也不存在消白的需要。操作控制过程就是一个步骤,简单的很。脱硫效果可以根据要求调节接触时间即可,可以达到100 %去除,对于烟气条件短时间的一些波动不敏感,对于烟气温度也不很敏感,几乎适于所有的烟气条件。此方法适合所有规模的应用,从电厂煤炭脱硫剂烟气脱硫到焦化炉工业民用锅炉的脱硫均可有效实现目的。过程简单,效果卓异,投资运行均较省。在干法脱硫固定床中,烟气由下部往上部升,二氧化硫干法吸附剂在重力作用下从上部往下部降,与烟气进行逆行流接触。脱硫反应受烟气温度反应波动不明显,在室温~300℃均有良好的脱硫效率。烟气由下部进入干法脱硫固定床中后,随着与二氧化硫干法吸附剂的接触SO2即被脱除,烟气均布装置还巧妙利用饱和脱硫剂有效拦截烟气中的灰尘,达到深度除尘的效果。二氧化硫干法吸附剂料层的高度灵活调节可以从容应对烟气中SO2浓度和粉尘的变化。干法脱硫固定床在结构上采用模块化设计,通过灵活的单元开启和关闭可适应锅炉负荷变化,且系统布置灵活,可正负压运行。整个工艺极其简单,烟气经除尘之后直接进入干法脱硫固定床,进入干法脱硫固定床内的烟气在穿过二氧化硫干法吸附剂的同时,烟气中的二氧化硫等污染物被去除,净化后的烟气经净烟道汇集通过烟囱排出,且无白烟现象。
煤炭脱硫剂氧化铁脱硫剂是广泛使用的干法脱硫剂,通过构建两种硫化的煤炭脱硫剂氧化铁脱硫剂表面在O2气氛下发生再生过程的气固模型,得到了硫化的煤炭脱硫剂氧化铁脱硫剂的再生机理。得出以下主要结论:关于H2S与氧化铁脱硫剂的脱硫过程,主要存在生成H2和生成H2O两条脱硫路径。研究表明:这两条脱硫路径是竞争性的。在脱硫过程中,煤炭脱硫剂氧化铁脱硫剂起到了两种作用:一方面,在H2S的解离过程中,煤炭脱硫剂氧化铁脱硫剂起催化剂作用并生成H2;另一方面,在生成H2O的路径中,两个氢原子夺去了煤炭脱硫剂氧化铁脱硫剂表面的O原子,同时S原子填补了被夺取的O原子所在的位置,氧化铁脱硫剂参与了反应,起到了反应物的作用。经过两条不同的脱硫路径会产生两种硫化表面,在生成H2的路径中,S原子吸附在表面的Fe顶位,我们称之为“硫吸附表面”,在生成H2O的路径中,表面的O原子的替代导致脱硫剂的降解,我们称之为“含硫表面”。无论脱硫过程生成的产物是H2还是H2O,H2S在表面的解离是脱硫过程中所经历的共同步骤。在脱硫过程中含硫表面的形成会导致H2S脱硫剂表面的解离活化能垒升高,对脱硫过程不利。在脱硫剂表面掺杂第二金属Co、Cu和Zn可以有效的降低H2S在氧化铁脱硫剂表面解离的活化能,有利于脱硫过程的进行。氧化铁表面的原子空缺会影响其脱硫性能。表面Fe空缺的存在可以有效的降低H2S解离的活化能,有利于脱硫过程的进行,而表面O空缺的存在导致表面金属活性位消失,对脱硫过程不利;O2气氛不仅可以再生硫化的脱硫剂,还可以修补脱硫剂表面的O空缺。氧化铁脱硫剂两种硫化表面都存在两条相互竞争的再生路径,且其决速步骤都是O2的解离。因此,降低O2解离。因此,降低O2解离的活化能有利于再生过程的进行。另外在O2的气氛下,表面O空缺的修补很容易。因而在O2气氛下再生,可有效的改善氧化铁脱硫剂的脱硫性能。
氧化锌脱硫批发技术是将含ZnO的粉料加水或工艺中返回的脱硫渣的洗液配制成悬浮液,在吸收设备中与烟气中SO2反应,将烟气中的SO2主要以亚硫酸锌(还有亚硫酸氢锌、硫酸锌)的形式予以脱除。吸收后的副产物亚硫酸锌经空气氧化或热分解或酸分解处理,最终可生产硫酸锌、电解锌和硫酸(或液态二氧化硫)等产品。煤炭脱硫剂氧化锌脱硫剂系列我公司研制的圆柱型氧化锌精煤炭脱硫剂脱硫剂,以活性氧化锌为主要组分,采用独特的加工工艺,在强度和比表面上比传统氧化锌有很大提高,具有床层阻力小,脱硫精度高,使用寿命长等优点。氧化锌精脱硫剂主要用于脱除天然气、油田气、炼厂气、合成气、变换气等多种气体及液化气、石脑油、汽油等液态原料的精脱硫;以保证蒸气转化、低变、甲烷化、甲醇、联醇、合成氨、聚丙烯和羰基合成等含镍、铜、铁及贵金属催化剂的正常使用和提高产品质量。