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【脱硫塔】船舶脱硫塔的分类和原理
发布时间:2022-12-8 10:30:00       阅读次数:1343    发表人:sun
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脱硫塔分类、脱硫原理及特点

烟气脱硫技术是目前世界上规模化商业应用最广泛的脱硫技术,世界各国研究开发的烟气脱硫技术高达100多种。

能够满足气液之间有较大的接触面积和一定的接触时间,按照脱硫过程是否有水参加和脱硫产物的干湿形态,

 

脱硫装置可以分

干法(Dry Scrubber)、

半干法(Semi-Dry Scrubber)

这三种工艺中湿法工艺较为成熟,效率高,操作简单,具有明显的效率优势,能满足使用高含硫量燃油的低排放的要求。根据具体装置设计的不同,湿法脱硫装置又大体可以分为六个子类:

镁基-海水法、海水开放式脱硫塔、碱性溶液闭环式脱硫塔、混合式脱硫塔、氨法烟气脱硫法和超重力脱硫装置。

石灰石-石膏法烟气脱硫技术

石膏烟气脱硫法是目前国内市场的主流脱硫技术,其核心技术已经为国内多数公司成功运用。该法主要是选用价格低廉的石灰石,然后将石灰石打磨成粉,添加清水制成脱硫吸收石灰浆液,经溶解、中和、氧化和结晶等一系列的反应后,最终生成二水石膏。

旋转喷雾干燥脱硫法

旋转喷雾干燥法(SDA)属于半干法烟气脱硫技术(微信公众号:航运精英圈),该法具有设备简单,投资和运行费用低,占地面积小等特点,而且烟气脱硫率达70%~95%。该法利用喷雾干燥的原理,将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内,吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时,吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥,完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。

镁基-海水法船用脱硫系统

钙法技术成熟、价格便宜、脱硫效率在95%以下;但其运行费用高、二次污染严重、易造成管道结垢堵塞。镁法脱硫具有系统简单、运行安全、可靠性高、运行费用低、脱硫效率能达到99%、适用范围广、不易结垢、无二次污染、副产品利用价值相对较高、能达到新标准对应的SO2排放浓度值等优势,已经逐步取代钙法脱硫。

船舶烟气在风机驱动下经海水喷雾冷却,烟气温度降至100摄氏度以下,通过多级Mg(OH)2浆料喷雾与烟气中的SO2反应,降低烟气中SO2浓度至达标排放。反应产物MgSO3随喷雾液降至浆料池,通过氧化形成MgSO4,随排水排放。按照一定流量注入制备的Mg(OH)2浆料,调节浆料液pH值,保证高效脱硫。该系统能够长期可靠、达标运行。

镁基-海水法脱硫工艺包括废气冷却、洗涤喷淋、除雾、浆液制备及供给、排水(洗涤水)等主要过程。

镁基-海水法脱硫技术优点

 镁基-海水法船舶废气脱硫技术及关键设备在性能指标上,无论处理后硫氧化物排放浓度还是洗涤水排放指标上,均符合最严格的国际公约和地区法规要求。镁基-海水法船舶废气脱硫技术因技术优势而具有重大的市场价值。

海水开放式脱硫塔

海水开放式脱硫塔(Seawater Scrubber)是近几十年发展起来一种较为成熟的脱硫技术,通过海水泵把弱碱性的天然海水打入脱硫塔内,以喷雾的形式与主机、辅机和锅炉产生的废气在脱硫塔内混合(微信公众号:航运精英圈),利用海水的酸碱缓冲能力和强中和酸性气体的能力来有效脱除烟气中SO2,从而使排出的废气满足硫化物排放要求,含有硫酸盐的洗涤水经过处理达标后排放到大海中去。

海水开环式脱硫塔系统的基本组成包括:烟气系统、海水供水系统、海水排放系统、SO2吸收系统(喷淋塔)、控制模块、气体取样监测系统、水质取样检测系统。

洗涤过程:海水被抽入到脱硫塔并通过喷淋塔内的喷头喷出,与逆行的烟气发生反应,脱硫后的烟气继续上行经过气体监测系统后排入大气,而中和了硫化物的海水溶液下行经水质检测系统后通过海水排放系统流入大海。

特点:

海水开放式脱硫法常常应用在区域性较强(海水区域)、烟气量相对较小或工艺要求较简单的脱硫工程中。有些水域碱度值太低而不能被开放式脱硫塔利用,如美国五大湖地区、圣彼得堡港还有密西西比河等。

目前海水脱硫法在处理高硫燃料燃烧排放的气体时效果不是很理想,设备占用空间大,在低盐度海域脱硫效率低,水泵能耗大、泥沙容易堵塞喷孔等,一旦这些问题得以解决,将能大大推动该项技术在船舶排气处理方面的应用。

碱性水溶液闭环式脱硫塔

碱性水溶液闭环式脱硫塔适用于长期航行于SECA区域、淡水和港内水域的船舶。其工作原理是在船舶上设有专门的用淡水稀释的碱性溶液(NaOH、Mg(OH)2等)循环舱柜。以混合了碱液的洗涤水为烟气洗涤介质,洗涤水在闭式系统中循环使用。当闭式系统启动时,循环泵从系统柜中抽取洗涤水(微信公众号:航运精英圈),经过换热器冷却后,输送至洗涤塔中,以喷雾的形式与主机、辅机和锅炉产生的废气在脱硫塔内混合,反应后去除硫化物,合格烟气排放到大气中。

闭环式脱硫塔系统的基本组成包括:海水冷却系统、淡水循环系统、脱硫塔、控制模块、水处理单元、气体取样监测系统、水质取样检测系统、加药单元及循环柜、存储柜等。

洗涤过程:先根据船舶的负荷加入适量脱硫药剂,脱硫工作时脱硫药剂和淡水在循环柜中混合后进入脱硫塔,脱硫塔内的反应过程与开环式类似,但洗涤后溶液的去向与开式直接排入大海不同,闭环式脱硫塔洗涤后的溶液循环进入循环柜。当运行一段时间后,循环柜内的溶液浓度和残杂到达定值,水处理单元开始对溶液进行分离:水处理单元会不断从循环柜中抽取长时间使用的含有硫酸盐的洗涤水进行处理,产生的废渣储存在船上,将在船舶靠港时进行转运处理。碱液将作为主要反应介质,被不断的加入到洗涤水中,参与脱硫反应。

闭环式脱硫塔系统的淡水是封闭式的循环设计,而海水不直接作为洗涤溶液与烟气反应,仅作为冷却水来为循环淡水降温,因此闭环式脱硫塔是真正意思上的零排放。

特点:

混合式脱硫塔

   混合式脱硫塔,顾名思义,是兼具开放式与闭环式脱硫塔特点的复合系统,可以根据环境的要求在两种模式间切换,适用于全球航线,包括海上、SECA区域、淡水区域和港内水域航行的船舶。不过,在某些情况下,混合式脱硫塔还会指在开放式系统中额外添加碱性物质(以增强除硫的效果)的装置,这取决于具体供应商对产品的命名方式。

特点:

氨法烟气脱硫技术

氨法烟气脱硫技术是采用氨水做吸收剂除去烟气中SO2等污染物的烟气净化技术。氨水与烟气在吸收塔中接触混合,烟气中的二氧化硫与氨水反应生成亚硫酸氨,氧化后生成硫酸氨溶液,经结晶、脱水、干燥后即可制得硫酸氨。

氨是一种良好的碱性吸收剂,SO2的吸收是酸碱中和反应,吸收剂碱性越强,越利于吸收,氨的碱性强于钙基吸收剂;氨吸收烟气中的SO2是气-液或气-气反应,反应速率快、反应完全,吸收剂利用率高,脱硫率高,系统简单、设备体积小、能耗低,不存在结垢和堵塞现象。

船舶超重力脱硫系统

超重力脱硫技术是湿法烟气脱硫技术, 基本原理是利用旋转床旋转产生的离心力来产生超重力环境来强化反应和传递过程。突破了传统传质设备重力场限制的局限性,对吸收剂适应性广,代替传统庞大的脱硫塔,显著缩小装置的体积,大幅度提高反应、分离过程的效率。超重力设备转速900rpm,对二氧化硫的脱除率大于98%。

超重力脱硫系统采用碱性吸收剂的氧化还原性质吸收排气中的SO2,含硫的溶液被送入沉降-氧化再生槽(简称“沉降槽”)。在沉降槽中晶体单质硫靠重力沉降到漏斗型的锥底,分出的硫浆(含硫约5%~15% wt)送往皮带真空过滤机,经过滤得到产品硫磺(粒径50~150μm)。

船东可根据上述脱硫塔的特点按需进行选择,以满足船舶在不同排放控制区域的航行要求。另外,船东还可以按照各自

的船型和耗油设备的特点进行U型或I型塔体结构、双塔结构的脱硫塔选择。

双塔结构的脱硫塔:

来源:航运精英圈

转自:海机务之家

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