火电厂烟气脱硫技术工艺介绍.ppt

《火电厂烟气脱硫技术工艺介绍.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《火电厂烟气脱硫技术工艺介绍.ppt（75页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、火电厂烟气脱硫技术火电厂烟气脱硫技术工艺介绍工艺介绍我国我国SOSO2 2的排放的排放l20032003年年我我国国煤煤炭炭消消费费量量：15.815.8亿亿吨吨，其其中中火火电电厂厂燃燃煤煤量量：8.58.5亿亿吨吨，比比20002000年年增增长长了了44%44%，占占全全国国煤煤炭炭消消费增长量的费增长量的80%80%。l20032003年年全全国国SOSO2 2排排放放量量：21672167万万吨吨，比比20022002年年增增长长12%12%，其其中中火火电电厂厂：12001200万万吨吨，增增长长了了460460万万吨吨，占占全全国国排排放总增长量的放总增长量的88%88%。l如如

2、不不加加以以治治理理，预预计计到到20202020年年，全全国国SOSO2 2排排放放量量：47804780万万吨吨左左右右，火火电电厂厂：31003100多多万万吨吨，与与20002000年年相相比比增加增加2 2倍。倍。l我国基本消除酸雨污染所允许的我国基本消除酸雨污染所允许的SOSO2 2最大排放量为最大排放量为1200-14001200-1400万吨。万吨。现有燃煤电厂二氧化硫治理现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五十一五”规划规划l“十一五”期间，现有燃煤电厂需安装烟气脱硫设施1.37亿千瓦，共221个项目，可形成二氧化硫减排能力约490万吨。加上淘汰落后、燃用低硫煤、节能降耗等措施，到

3、2010年，现有燃煤电厂二氧化硫排放总量由2005年的1300万吨下降到502万吨，下降61.4%。规划的实施，对实现“十一五”时期全国二氧化硫排放总量削减10%的约束性目标和改善全国大气环境质量将起决定性作用。我国火电厂脱硫现状我国火电厂脱硫现状我国火电厂脱硫发展史我国火电厂脱硫发展史 我我国国火火电电厂厂脱脱硫硫始始于于2020世世纪纪7070年年代代，但但发发展展缓缓慢慢。当当时时对对国国际际上上出出现现的的不不少少好好的的工工艺艺都都进进行行了了不不同同规规模模的的半半工工业业化化试试验验，包包括括湿湿法法、干干法法和和半半干干法法等等，我我国国自自己己还还开开发发了了磷铵肥法。磷铵肥

4、法。“八八五五”期期间间，国国家家决决定定，引引进进几几套套示示范范装装置置，消消化化吸吸收收，为为“九九五五”大大上上做做好好准准备。备。全国引进了全国引进了6 6套示范装置：套示范装置：重庆珞璜电厂的湿式石灰石石膏法重庆珞璜电厂的湿式石灰石石膏法 太原第一热电厂的简易湿式石灰石石膏法太原第一热电厂的简易湿式石灰石石膏法 山东黄岛电厂的旋转喷雾干燥法山东黄岛电厂的旋转喷雾干燥法 南京下关电厂的南京下关电厂的LIFACLIFAC法法 深圳西部电厂的海水脱硫深圳西部电厂的海水脱硫 成都热电厂的电子束脱硫。成都热电厂的电子束脱硫。引进的火电厂引进的火电厂6 6大示范工程简况大示范工程简况 项项目目

5、重庆珞璜电厂重庆珞璜电厂太原一热电厂太原一热电厂山东黄岛电厂山东黄岛电厂南京下关电厂南京下关电厂深圳西部电厂深圳西部电厂成都热电厂成都热电厂机组机组/MW43602001002125200200烟气量烟气量/Nm3/h11700003000003000005500001100000300000FGD工艺工艺石灰石石膏法石灰石石膏法简易石灰石法简易石灰石法旋转喷雾干燥旋转喷雾干燥LIFAC海水脱硫海水脱硫电子束法电子束法副产物副产物石膏石膏淤渣淤渣灰渣灰渣灰渣灰渣废水废水硫铵硝铵硫铵硝铵外商外商三菱重工（日）三菱重工（日）EPDC（日）日）EPDC（日）日）IVO（芬兰）芬兰）ABB（挪威）挪威

6、）荏原（日）荏原（日）建成年份建成年份1992、199919961996199919991998投资投资/万元万元55830131009520106009730占电厂投资占电厂投资/%152081010157左右左右78运行费运行费/万元万元/a83196251634875钙硫比钙硫比1.011.021.011.021.52.02.03.0吸收剂利用率吸收剂利用率/%9090405035403540脱硫效率脱硫效率/%9080708060859080除除此此之之外外，还还引引进进：德德国国斯斯坦坦米米勒勒的的湿湿式式石石灰灰石石石石膏膏法法，另另外外还还有有浙浙江江钱钱清清电电厂厂、云云南南小

7、小龙龙潭潭电电厂厂、福福建建后后石石电电厂厂、四四川川内内江江电电厂厂、宜宜宾宾黄黄梅梅电电厂厂等等，都都引引进进了了不不同同的的脱脱硫工艺。硫工艺。我国火电厂脱硫的技术政策我国火电厂脱硫的技术政策 以烟气脱硫为主。规定：以烟气脱硫为主。规定：燃燃 用用 含含 硫硫 量量 2%2%煤煤 的的 机机 组组 或或 大大 容容 量量 机机 组组（200MW200MW）的的电电厂厂建建设设烟烟气气脱脱硫硫设设施施时时，宜宜优优先先考考虑虑采采用用湿湿式式石石灰灰石石石石膏膏工工艺艺，脱脱硫硫率率应应保保证证在在90%90%以以上上，投运率应保证在电厂正常发电时间的投运率应保证在电厂正常发电时间的95%

8、95%以上。以上。燃燃用用含含硫硫量量2%2%煤煤的的中中小小电电厂厂锅锅炉炉（200MW200MW），或或是是剩剩余余寿寿命命低低于于1010年年的的老老机机组组，建建设设烟烟气气脱脱硫硫设设施施时时，在在保保证证达达标标排排放放，并并满满足足SOSO2 2排排放放总总量量控控制制要要求求的的前前提提下下，宜宜优优先先采采用用半半干干法法、干干法法或或其其它它费费用用较较低低的的成成熟熟技技术术，脱脱硫硫率率应应保保证证在在75%75%以以上上，投投运运率率应应保保证证在在电电厂厂正正常发电时间的常发电时间的95%95%以上。以上。我国火电厂脱硫发展趋势我国火电厂脱硫发展趋势 目目前前，大大

9、型型机机组组烟烟气气脱脱硫硫，核核心心关关键键技技术术和和设设备备仍仍然然依依赖赖于于国国外外。投投资资和和运运行行费费用用仍仍然然降降不不下下来来，不不适适合合我我国国国国情情。烟烟气气脱脱硫硫国国产产化化是是必必然然趋趋势势。这这里里提提出出了了两两大大任任务务：要要实实现现烟烟气气脱脱硫硫技技术术的的国国产产化化和和烟烟气气脱脱硫硫设设备备的的国国产产化化。20002000年年原原国国家家经经贸贸委委就就发发布布了了火火电电厂厂烟烟气气脱脱硫硫关关键键技技术术与与设设备备国国产产化化规规划要点划要点规划要点的指导思想规划要点的指导思想总总体体规规划划、突突出出重重点点、依依据据市市场场、

10、依依托托项项目目、技技贸贸结结合合、引引进进技技术术、立立足足创创新新、重重点点攻攻关关、提提高高质质量量、形形成成能能力力，逐逐步步提提高高国国产产化化水水平平。利利用用国国内内科科研研、设设计计和和制制造造部部门门现现有有技技术术力力量量和和生生产产能能力力，在在引引进进、消消化化吸吸收收国国外外先先进进的的烟烟气气脱脱硫硫技技术术的的基基础础上上，加加强强技技术术创创新新、开开发发适适合合我我国国国国情情的的火火电电厂厂烟烟气气脱脱硫硫工工艺艺，逐逐步步实实现现火火电电厂厂烟烟气气脱脱硫硫关关键键技技术术和和设设备的国产化。备的国产化。规划要点：规划要点：规划要点：规划要点：烟气脱硫国产

11、化目标烟气脱硫国产化目标烟气脱硫国产化目标烟气脱硫国产化目标 分四步考虑分四步考虑：第第一一步步:至至20012001年年末末，初初步步掌掌握握火火电电厂厂湿湿法法脱脱硫硫设设计计技技术术，启启动动火火电电厂厂烟烟气气脱脱硫硫国国产产化化示示范范工工程程，湿湿法法烟烟气气脱脱硫硫设设备备国国产产化化率率达达80%80%左左右右。同同时时，选选择择若若干干种种其其它它烟烟气气脱脱硫硫工工艺作为国产化的示范工程，编制国产化实施方案。艺作为国产化的示范工程，编制国产化实施方案。第第二二步步:至至20032003年年末末，具具备备独独立立完完成成火火电电厂厂湿湿法法烟烟气气脱脱硫硫工工艺艺设设计计的的

12、能能力力，开开发发适适合合我我国国国国情情的的火火电电厂厂烟烟气气脱脱硫硫工工艺艺，湿湿法法烟烟气气脱脱硫硫设设备备国国产产化化率率达达90%90%以以上上。组组织织实实施施其其它烟气脱硫国产化示范工程，并具备相应的设计能力。它烟气脱硫国产化示范工程，并具备相应的设计能力。第第三三步步:至至20052005年年末末，湿湿法法烟烟气气脱脱硫硫设设备备国国产产化化率率达达95%95%以以上。其它烟气脱硫工艺也要基本实现脱硫设备国产化。上。其它烟气脱硫工艺也要基本实现脱硫设备国产化。第第四四步步:至至20102010年年，湿湿法法烟烟气气脱脱硫硫设设备备国国产产化化率率达达100%100%。掌掌握握

13、其其它它若若干干种种烟烟气气脱脱硫硫工工艺艺的的设设计计，设设备备国国产产化化率率达达到到95%95%以上。以上。规划要点：规划要点：规划要点：规划要点：国产化具体内容：首先设计技术国产化具体内容：首先设计技术 国产化国产化，其次设备国产化。其次设备国产化。设计技术国产化：设计技术国产化：引引进进国国外外设设备备的的同同时时引引进进设设计计技技术术，并并要要消消化吸收和创新。化吸收和创新。设备国产化分三类：设备国产化分三类：已实现国产化的设备，已实现国产化的设备，可以实现国产化的设备，可以实现国产化的设备，短期内需要引进的设备。短期内需要引进的设备。烟气脱硫国产化的内容烟气脱硫国产化的内容设计

14、技术国产化：设计技术国产化：l*设计参数的选取设计参数的选取l*工艺计算工艺计算l*吸收塔结构设计吸收塔结构设计l*工艺设备选型和配套工艺设备选型和配套l*设备布置设备布置l*控制系统设计控制系统设计l*调试技术调试技术l*施工安装标准和技术规范施工安装标准和技术规范l*工程管理和验收工程管理和验收l*运行和检修规程等。运行和检修规程等。设备国产化（以湿式石灰石设备国产化（以湿式石灰石-石膏法工艺为例）：石膏法工艺为例）：目前可以国产化的设备有：目前可以国产化的设备有：l*风机类风机类l*泵类泵类l*吸收塔箱罐及钢结构类吸收塔箱罐及钢结构类l*物料输送设备类物料输送设备类l*除尘设备除尘设备l

15、*定量给料类定量给料类l*制粉设备类制粉设备类l*翅管式和热管式烟气换热器翅管式和热管式烟气换热器l*防腐内衬防腐内衬l*DCSDCS控制系统等。控制系统等。目前已具备条件开发的设备有：目前已具备条件开发的设备有：l*水力旋流分离器水力旋流分离器l*真空皮带脱水机及附属设备真空皮带脱水机及附属设备l*压力雾化喷嘴压力雾化喷嘴l*除雾器除雾器l*回转式和强制热媒水循环式烟气换热器回转式和强制热媒水循环式烟气换热器l*搅拌设备搅拌设备l*特大容量的脱硫干风机特大容量的脱硫干风机l*强制氧化用大流量高压离心风机强制氧化用大流量高压离心风机l*脱硫脱硫DCSDCS系统控制软件等。系统控制软件等。目前仍

16、需进口的设备有：目前仍需进口的设备有：l*大容量脱硫湿风机大容量脱硫湿风机l*重重要要的的检检测测采采样样一一次次元元器器件件（包包括括进进、出出口口SOSO2 2检检测测仪仪、烟烟尘尘检检测测仪仪、浆浆液液浓浓度度计计、浆浆液液流流量计等）及其控制系统量计等）及其控制系统l*关键部位阀门关键部位阀门l*喷淋系统喷淋系统l*除雾器除雾器l*大容量循环浆泵大容量循环浆泵l*烟气换热器烟气换热器l*真空皮带脱水机等。真空皮带脱水机等。烟气脱硫工艺分类烟气脱硫工艺分类.按吸收剂的状态划分：按吸收剂的状态划分：a.a.干干法法：利利用用固固态态吸吸收收剂剂、吸吸附附剂剂或或催催化化剂剂脱脱硫硫的的方方

17、法法。烟烟气气循循环环流流化化床脱硫工艺，是目前我国在中小型发电锅炉上重点推广的工艺。床脱硫工艺，是目前我国在中小型发电锅炉上重点推广的工艺。b.b.半半干干法法：采采用用液液态态吸吸收收剂剂，利利用用烟烟气气的的热热量量，在在脱脱硫硫反反应应的的同同时时，蒸蒸发吸收剂中的水分，使脱硫产物成为固态。发吸收剂中的水分，使脱硫产物成为固态。c.c.湿湿法法：采采用用液液态态吸吸收收剂剂吸吸收收烟烟气气中中的的SOSO2 2。如如湿湿式式石石灰灰石石-石石膏膏法法等等。在在国国内内外外，湿湿式式石石灰灰石石-石石膏膏法法占占湿湿法法的的80%80%，我我国国已已将将湿湿式式石石灰灰石石-石石膏膏法作

18、为大容量机组（法作为大容量机组（200MW200MW）的电厂烟气脱硫优先考虑的方法。的电厂烟气脱硫优先考虑的方法。.按脱硫产物划分：主要是根据对吸收产物的处理划分的。按脱硫产物划分：主要是根据对吸收产物的处理划分的。a.a.抛抛弃弃法法：在在采采用用碱碱性性浆浆液液如如石石灰灰、石石灰灰石石等等碱碱性性浆浆液液作作吸吸收收剂剂时时，生生成的是亚硫酸盐和硫酸盐，将这些产物抛弃。成的是亚硫酸盐和硫酸盐，将这些产物抛弃。b.b.回回收收法法：将将脱脱硫硫产产物物以以可可利利用用资资源源进进行行回回收收的的方方法法。如如回回收收石石膏膏、SOSO2 2、稀硫酸、硫酸铵和硝酸铵。稀硫酸、硫酸铵和硝酸铵。

19、.按脱硫原理划分：按脱硫原理划分：a.a.吸收法吸收法b.b.吸附法吸附法c.c.催化转化法催化转化法1.1.湿式石灰石湿式石灰石-石膏法烟气脱硫石膏法烟气脱硫 湿湿式式石石灰灰石石-石石膏膏法法是是将将石石灰灰石石粉粉制制成成浆浆液液，在在吸吸收收装装置置中中将将烟烟气气中中的的SOSO2 2脱脱除除而而副副产产石石膏膏的的方方法法。该该方方法法是是目目前前应应用用最最广广的的一一种种烟烟气气脱脱硫硫（FGDFGD）方方法法。脱脱硫硫率率可可达达95%95%以以上上，运运行行可可靠靠，技技术术最最为为成成熟熟，可可适适用用于于高高、中中、低低硫硫煤煤。最最大大缺缺点点是是设设备庞大，占地面积

20、大，投资和运行费用高。备庞大，占地面积大，投资和运行费用高。工艺系统简介工艺系统简介 系系统统包包括括：气气-气气换换热热器器、吸吸收收塔塔、石石灰灰石石粉粉和和石石灰灰石石浆浆液液制制备备、浆液循环槽、石膏脱水系统浆液循环槽、石膏脱水系统 除除雾雾器器 石石膏膏制制备备系系统统 净净 化化后后烟烟气气 气气吸吸旋旋气气 流流换换收收器器 除尘后烟气除尘后烟气 热热喷淋层喷淋层 器器塔塔 真空真空皮带脱水机皮带脱水机 浆液制备浆液制备 浆液循环槽浆液循环槽 氧化空气氧化空气 石膏石膏2.2.烟气循环流化床脱硫技术烟气循环流化床脱硫技术 烟烟气气循循环环流流化化床床脱脱硫硫技技术术是是把把固固体

21、体流流态态化化技技术术引引入入到到烟烟气气脱脱硫硫工工艺艺中中的的一一项项新新技技术术，在在2020世纪世纪8080年代以后有了很大发展。年代以后有了很大发展。烟烟气气循循环环流流化化床床是是采采用用含含湿湿量量为为3%3%5%5%的的石石灰灰粉粉作作为为脱脱硫硫剂剂，在在流流化化床床中中与与高高速速流流动动的的烟烟气气接接触触完完成成脱脱硫硫。在在流流化化床床尾尾部部除除下下来来的的吸吸收收剂剂经经增增湿湿后后循循环环使使用用。在在钙钙硫硫比比为为1.11.11.51.5的的情况下，脱硫率可达情况下，脱硫率可达80%80%90%90%。烟气循环流化床工艺系统简单，运行可靠，占地面积烟气循环流

22、化床工艺系统简单，运行可靠，占地面积烟气循环流化床工艺系统简单，运行可靠，占地面积烟气循环流化床工艺系统简单，运行可靠，占地面积小，投资和运行费用低，无废水排放，是一种较好的干小，投资和运行费用低，无废水排放，是一种较好的干小，投资和运行费用低，无废水排放，是一种较好的干小，投资和运行费用低，无废水排放，是一种较好的干法脱硫工艺。法脱硫工艺。法脱硫工艺。法脱硫工艺。循环流化床反应器循环流化床反应器排烟排烟消石灰消石灰干粉仓干粉仓分分静电除尘器静电除尘器离离器器干灰再循环干灰再循环干灰排放干灰排放锅炉烟气锅炉烟气喷水加湿喷水加湿飞灰飞灰烟烟气气循循环环流流化化床床工工艺艺系系统统简简单单，运运行

23、行可可靠靠，占占地地面面积积小小，投投资资和和运运行行费费用用低低，无无废废水水排排放放，是是一种较好的干法脱硫工艺。一种较好的干法脱硫工艺。Ca(OH)Ca(OH)2 2 +SO+SO2 2 CaSO CaSO3 3+H+H2 2O O C a(OH)C a(OH)2 2 +SO+SO2 2+1/2O+1/2O2 2 CaSO CaSO4 4+H+H2 2O O主要反应式3.3.旋转喷雾干燥法烟气脱硫旋转喷雾干燥法烟气脱硫 称称半半干干法法工工艺艺，基基本本工工艺艺路路线线是是将将石石灰灰制制成成一一定定浓浓度度的的浆浆液液供供给给脱脱硫硫塔塔，在在脱脱硫硫塔塔中中由由高高速速旋旋转转（约约

24、1000010000转转/min/min左左右右）的的喷喷雾雾装装置置将将浆浆液液雾雾化化成成100m100m以以下下的的雾雾滴滴，同同时时与与含含SOSO2 2的的热热烟烟气气接接触触；在在雾雾滴滴干干燥燥的的同同时时，完完成成对对SOSO2 2的的吸吸收收。经经除除尘尘分分离离后后烟烟气气排排放放，脱脱硫硫渣渣循循环环使使用。用。旋转喷雾干燥法脱硫，工艺过程简单，设备少，占地小，旋转喷雾干燥法脱硫，工艺过程简单，设备少，占地小，旋转喷雾干燥法脱硫，工艺过程简单，设备少，占地小，旋转喷雾干燥法脱硫，工艺过程简单，设备少，占地小，不需对脱硫产品进行二次处理，没有废水排放，脱硫后的不需对脱硫产品

25、进行二次处理，没有废水排放，脱硫后的不需对脱硫产品进行二次处理，没有废水排放，脱硫后的不需对脱硫产品进行二次处理，没有废水排放，脱硫后的烟气不需二次加热。该法适用于燃用中、低硫煤锅炉的烟烟气不需二次加热。该法适用于燃用中、低硫煤锅炉的烟烟气不需二次加热。该法适用于燃用中、低硫煤锅炉的烟烟气不需二次加热。该法适用于燃用中、低硫煤锅炉的烟气脱硫。气脱硫。气脱硫。气脱硫。l浆液槽浆液槽消石灰浆液消石灰浆液lll旋转喷雾旋转喷雾除尘器除尘器去烟囱去烟囱l锅炉烟气锅炉烟气干燥塔干燥塔（静电或布袋式）（静电或布袋式）lllll脱硫渣再循环脱硫渣再循环脱硫渣再循环脱硫渣再循环排入灰场排入灰场lll旋转喷雾干

26、燥法工艺流程示意图旋转喷雾干燥法工艺流程示意图 Ca(OH)Ca(OH)2 2 +SO+SO2 2 CaSO CaSO3 3+H+H2 2O O C a(OH)C a(OH)2 2 +SO+SO2 2+1/2O+1/2O2 2 CaSO CaSO4 4+H+H2 2O O主要反应式4.4.炉内喷钙尾部增湿脱硫炉内喷钙尾部增湿脱硫（LIFACLIFAC）技术技术 LIFACLIFAC脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫技术的基础脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫技术的基础上，在尾部烟道加装了增湿活化器，在活化器中，上，在尾部烟道加装了增湿活化器，在活化器中，喷入的水雾与烟气中的未反应的氧化钙颗粒反应，喷入的水雾与烟气

27、中的未反应的氧化钙颗粒反应，生成活性更高的氢氧化钙，对生成活性更高的氢氧化钙，对SOSO2 2进一步吸收，进一步吸收，总脱硫率可达总脱硫率可达70%70%80%80%。目前，芬兰公司对装置。目前，芬兰公司对装置作了改进，采用吸收剂再循环，可使脱硫率接近作了改进，采用吸收剂再循环，可使脱硫率接近90%90%。LIFACLIFAC工艺适用于燃用中、低硫煤锅炉，投资工艺适用于燃用中、低硫煤锅炉，投资少，占地小，特别适用于老厂改造。没有废水排少，占地小，特别适用于老厂改造。没有废水排放，烟气不需二次加热，运行费用低。但脱硫率放，烟气不需二次加热，运行费用低。但脱硫率较低，钙硫比高，吸收剂利用率低。较低

28、，钙硫比高，吸收剂利用率低。水水石灰石粉石灰石粉 烟气烟气 活活煤煤 粉粉 锅炉锅炉 化化 静电除尘器静电除尘器 去烟囱去烟囱空空 气气 器器 灰渣再循环灰渣再循环 去灰场去灰场 LIFACLIFAC法工艺流程示意图法工艺流程示意图 石石灰灰石石粉粉喷喷入入95095010501050的的温温度度区区，以以生生成多孔的、比表面积大、反应活性高的成多孔的、比表面积大、反应活性高的CaOCaO。炉内反应：脱硫率炉内反应：脱硫率30%30%左右左右 CaCOCaCO3 3 CaOCaO+CO+CO2 2 CaOCaO+SO+SO2 2 CaSO CaSO3 3 CaOCaO+SO+SO2 2+1/2

29、O+1/2O2 2 CaSO CaSO4 4 尾部增湿活化反应器中的反应，：尾部增湿活化反应器中的反应，：CaOCaO+H+H2 2O Ca(OH)O Ca(OH)2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2 +SO+SO2 2 CaSO CaSO3 3+H+H2 2O O C a(OH)C a(OH)2 2 +SO+SO2 2+1/2O+1/2O2 2 CaSO CaSO4 4+H+H2 2O O 总的脱硫率达到总的脱硫率达到70%70%80%.80%.5.5.电子束法烟气脱硫（电子束法烟气脱硫（EBAEBA）技术技术利用电子加速器产生的等离子体，氧化烟气利用电子加速器产生的等离子体，氧化烟气利用

30、电子加速器产生的等离子体，氧化烟气利用电子加速器产生的等离子体，氧化烟气中的中的中的中的SOSOSOSO2 2 2 2和和和和NONONONOX X X X，同时与喷入的水和氨反应，生成同时与喷入的水和氨反应，生成同时与喷入的水和氨反应，生成同时与喷入的水和氨反应，生成 硫酸铵和硝酸铵，达到同时脱硫、脱氮的目的。硫酸铵和硝酸铵，达到同时脱硫、脱氮的目的。硫酸铵和硝酸铵，达到同时脱硫、脱氮的目的。硫酸铵和硝酸铵，达到同时脱硫、脱氮的目的。水水 液液 软软 空空 氨氨 水水 气气 除尘器除尘器 冷冷 除尘器除尘器 去烟囱去烟囱 锅炉烟气锅炉烟气锅炉烟气锅炉烟气 1 21 2 却却却却 反应器反应器

31、反应器反应器 塔塔塔塔 肥料肥料肥料肥料在反应器中经过以下四步主要反应在反应器中经过以下四步主要反应：第一步，生成活性基团第一步，生成活性基团O2、H2O+e*OH、HO2、H、O2+、eO+O2+MO3+M（M为为N2等分子等分子）第二步，活性基团第二步，活性基团将将SOSO2 2和和NONOX X氧化成它们的高价氧化物氧化成它们的高价氧化物 NO+O NONO+O NO2 2 SO SO2 2+O SO+O SO3 3第三步，生成的第三步，生成的SOSO3 3和和NONO2 2立即和喷入的软水反应，生成立即和喷入的软水反应，生成H H2 2SOSO4 4和和HNOHNO3 3：SOSO3

32、3+H+H2 2O O H H2 2SOSO4 4 NO NO2 2+H+H2 2O O HNO HNO3 3第四步，生成第四步，生成H H2 2SOSO4 4和和HNOHNO3 3与液氨反应，生成硫酸铵和硝酸铵：与液氨反应，生成硫酸铵和硝酸铵：H H2 2SOSO4 4 +NH+NH3 3 （NHNH4 4）2 2SOSO4 4 HNO HNO3 3+NH+NH3 3 NH NH4 4NONO3 3电电子子束束脱脱硫硫技技术术的的优优点点是是反反应应速速率率快快，在在一一个个装装置置内内同同时时脱脱硫硫、脱脱氮氮，副副产产肥肥料料，实实现现了了废废物物资资源源化化，没没有有废废水水排排放放。

33、该该工工艺艺适适应应性性强强。缺缺点点是是控控制制系系统统复复杂杂，要要求求严严格格，能耗高。能耗高。6.6.海水烟气脱硫技术海水烟气脱硫技术 海海水水烟烟气气脱脱硫硫是是利利用用海海水水中中固固有有的的碱碱度度(pH=8.2pH=8.28.3 8.3)吸吸收收中中和和烟烟气气中中的的SOSO2 2，吸吸收收过过SOSO2 2的海水，经海水恢复系统处理后排入大海。的海水，经海水恢复系统处理后排入大海。国国际际上上海海水水脱脱硫硫技技术术分分为为两两类类，一一类类是是用用纯纯海海水水作作脱脱硫硫剂剂的的技技术术，脱脱硫硫率率一一般般在在85%85%90%90%，在在世世界界上上应应用用较较多多。

34、另另一一类类在在海海水水中中加加入入一一定定量量的的消石灰，脱硫率较高，但应用较少。消石灰，脱硫率较高，但应用较少。升温后烟气排向烟囱升温后烟气排向烟囱吸收用海水吸收用海水气气除尘器除尘器气气吸吸海海空空锅炉烟气锅炉烟气换换收收水水气气热热塔塔器器海水恢复系统海水恢复系统排入大海排入大海 海海水水脱脱硫硫投投资资省省、运运行行费费用用低低。缺缺点点是是占占地地面面积大，系统存在腐蚀问题。积大，系统存在腐蚀问题。烟气脱硫工艺流程的确定原则 l选择合适的脱硫工艺确定工艺的基础参数:烟气流量，温度，二氧化硫的含量，粉尘含量，脱硫效率，排烟温度等 选择脱硫工艺方案：设备投资，环保要求，对环境的影响、废

35、水的排放，灰场的占用、周围生态环境，系统占地面积及布置条件，吸收剂的来源、利用率，水源问题，脱硫系统的电耗，燃煤含硫量，脱硫渣的处理与利用，原有设备的情况，锅炉、灰收集及处理系统、风机、烟囱等、对机组运行方式的适应性和影响，工艺的成熟程度等。烟气脱硫工艺流程的确定原则 l设备投资设备投资：2000年时段，国内大型火电机组的脱年时段，国内大型火电机组的脱硫工程由国外承建，造价大约每千瓦硫工程由国外承建，造价大约每千瓦8001200元。元。现阶段通过技术引进、消化和设备国产化，湿式现阶段通过技术引进、消化和设备国产化，湿式脱硫项目的造价大约每千瓦脱硫项目的造价大约每千瓦300400元。元。l环保要

36、求环保要求l系统占地面积系统占地面积 l脱硫剂的选择脱硫剂的选择 l燃煤含硫量燃煤含硫量 l钙硫比钙硫比 湿式石灰石湿式石灰石石膏法烟气脱硫工艺石膏法烟气脱硫工艺 工艺特点工艺特点 根根据据吸吸收收法法的的原原理理，利利用用石石灰灰石石浆浆液液做做吸吸收收剂剂，在在吸吸收收塔塔内吸收脱除烟气中的内吸收脱除烟气中的SOSO2 2，最终生成石膏。最终生成石膏。具有以下优点：具有以下优点：*技术最成熟、应用范围广（适应高、中、低硫煤）、脱硫技术最成熟、应用范围广（适应高、中、低硫煤）、脱硫效率高（可达效率高（可达95%95%以上）；以上）；*原料来源广泛、价廉易得；原料来源广泛、价廉易得；*系统运行

37、可靠，变负荷运行特性优良；系统运行可靠，变负荷运行特性优良；*副产品可充分利用，是良好的建筑材料。副产品可充分利用，是良好的建筑材料。主要缺点：初投资较大，系统复杂。主要缺点：初投资较大，系统复杂。但有大幅度降低投资的可能。但有大幅度降低投资的可能。工艺系统简介工艺系统简介 系系统统包包括括：气气-气气换换热热器器、吸吸收收塔塔、石石灰灰石石粉粉和和石石灰灰石石浆浆液液制制备备、浆液循环槽、石膏脱水系统浆液循环槽、石膏脱水系统 除除雾雾器器 石石膏膏制制备备系系统统 净净 化化后后烟烟气气 气气吸吸旋旋气气 流流换换收收器器 除尘后烟气除尘后烟气 热热喷淋层喷淋层 器器塔塔 真空真空皮带脱水机

38、皮带脱水机 浆液制备浆液制备 浆液循环槽浆液循环槽 氧化空气氧化空气 石膏石膏湿式石灰石湿式石灰石石膏法工艺过程石膏法工艺过程 吸收塔自下而上分为三个区：吸收塔自下而上分为三个区：循循环环槽槽：浆浆液液储储存存器器和和反反应应器器，主主要要反反应应：石灰石溶解、亚硫酸盐氧化生成石膏。石灰石溶解、亚硫酸盐氧化生成石膏。洗洗涤涤区区（喷喷淋淋层层）：布布置置有有多多层层喷喷嘴嘴，根根据处理烟气量决定开启层数。据处理烟气量决定开启层数。气气体体区区在在喷喷淋淋层层上上部部至至吸吸收收塔塔出出口口，中中间间装有除雾器。装有除雾器。系统包括以下系统包括以下4 4个主要工艺过程：个主要工艺过程：*向循环槽

39、中加入新鲜浆液；向循环槽中加入新鲜浆液；*吸收吸收SOSO2 2并进行反应生成亚硫酸钙；并进行反应生成亚硫酸钙；*亚硫酸钙氧化生成石膏（二水硫酸钙）；亚硫酸钙氧化生成石膏（二水硫酸钙）；*从循环槽中分离出石膏。从循环槽中分离出石膏。吸收塔中总的反应式如下：吸收塔中总的反应式如下：CaCOCaCO3 3+2SO+2SO2 2+H+H2 2O=Ca(HSOO=Ca(HSO3 3)2 2+CO+CO2 2 含含CaCOCaCO3 3的的浆浆液液从从吸吸收收塔塔上上部部喷喷入入，吸吸收收烟烟气气中中的的SOSO2 2，生生成成Ca(HSOCa(HSO3 3)2 2 并并落落入入循循环环槽槽中中，然然后

40、后通通过过鼓鼓入入的的空空气气使使CaCa（HSOHSO3 3）2 2氧氧化化成成CaSOCaSO4 4,结结晶晶生生成石膏：成石膏：Ca(HSOCa(HSO3 3)2 2+O+O2 2+CaCO+CaCO3 3+3 H+3 H2 2O=2CaSOO=2CaSO4 4.2H.2H2 2O+COO+CO2 2 当当循循环环槽槽浆浆液液中中的的石石膏膏达达到到一一定定过过饱饱和和度度时时（约约130%130%），抽抽出出一一部部分分送送往往石石膏膏处处理理站站，制制成成工工业业石石膏膏。同同时时向向循循环环槽槽中中加加入入新新鲜鲜浆浆液液，以以保保持吸收剂浆液的持吸收剂浆液的pHpH值。值。石石膏

41、膏浆浆液液 一一级级脱脱水水（含含水水量量达达到到40%40%）并并用用新新鲜鲜水水冲冲洗洗 真真空空皮皮带带脱脱水水（含含水水率率达达到到10%10%以下），以便进一步利用。以下），以便进一步利用。吸吸收收后后烟烟气气 除除雾雾器器 气气-气气换换热热器器升升温温 排入大气。排入大气。定定期期冲冲洗洗除除雾雾器器。冲冲洗洗水水落落入入槽槽中中，保保持持系系统水平衡统水平衡。湿式石灰石湿式石灰石石膏法工艺控制原理石膏法工艺控制原理 SOSO2 2的吸收过程的吸收过程在在湿湿式式石石灰灰石石石石膏膏脱脱硫硫工工艺艺中中，浆浆液液吸吸收收SOSO2 2是是一一个气液传质过程，分为个气液传质过程，分

42、为4 4个阶段：个阶段：*气态反应物质从气相主体向气气态反应物质从气相主体向气-液界面的传递；液界面的传递；*气态反应物穿过气气态反应物穿过气-液界面进入液相并发生反应；液界面进入液相并发生反应；*液液相相中中的的CaCOCaCO3 3由由液液相相主主体体向向相相界界面面附附近近的的反反应应区区迁移；迁移；*反应生成物从反应区向液相主体的迁移。反应生成物从反应区向液相主体的迁移。用水吸收用水吸收一般被认为是物理吸收过程，过程一般被认为是物理吸收过程，过程的机理可用双膜理论来分析的机理可用双膜理论来分析。气液界面气液界面 SOSO2 2扩散方向扩散方向 气相主体气相主体 液相主体液相主体 气膜气

43、膜 液膜液膜 双膜理论示意图双膜理论示意图l 根据双膜理论，根据双膜理论，SOSO2 2以分子扩散的方式通过以分子扩散的方式通过气膜和液膜，其传递阻力为两膜阻力之和。研气膜和液膜，其传递阻力为两膜阻力之和。研究发现，究发现，SOSO2 2在气相中的扩散常数远远大于液相在气相中的扩散常数远远大于液相扩散常数，所以扩散常数，所以SOSO2 2传递的阻力主要集中在液膜。传递的阻力主要集中在液膜。l 为了克服液膜阻力，使吸收过程能快速进行，为了克服液膜阻力，使吸收过程能快速进行，工程上采用了两项措施：工程上采用了两项措施：1.1.增加液气比，并使增加液气比，并使之高度湍动，同时使液滴的颗粒尽可能小，以

44、之高度湍动，同时使液滴的颗粒尽可能小，以增大气增大气-液传质面积；液传质面积；2.2.在吸收液中加入化学在吸收液中加入化学活性物质，本工艺是加入了活性物质，本工艺是加入了CaCOCaCO3 3。lSOSO2 2进入液相，首先发生如下一系列反应：进入液相，首先发生如下一系列反应：ll SOSO2 2+H+H2 2O O H H2 2SOSO3 3 l H H2 2SOSO3 3 H H+HSO+HSO3 3-l HSOHSO3 3-H H+SO+SO3 32-2-l方程式表示的溶液成分与溶液的方程式表示的溶液成分与溶液的pHpH值有关值有关。l下图表示了与下图表示了与pH值这种关系。值这种关系。

45、lpHl10l SO32-存在区存在区ll5HSO3-存在区存在区ll SO2+H2O 与与 H2SO3l平衡区平衡区l l 根据根据MillerMiller等人的研究，等人的研究，HSOHSO3 3-离子离子在在pHpH值为值为4.54.5时氧化速率最大，但实际运时氧化速率最大，但实际运行时浆液的行时浆液的pHpH值为值为5.45.45.85.8，此种情况，此种情况下，下，HSOHSO3 3-离子很难被氧化，为此，工艺离子很难被氧化，为此，工艺上向循环槽中鼓入空气，使上向循环槽中鼓入空气，使HSOHSO3 3-强制氧强制氧化成化成SOSO4 42-2-。更加大了更加大了SOSO2 2溶解的推

46、动力，溶解的推动力，从而使从而使SOSO2 2不断地由气相转移到液相。不断地由气相转移到液相。石膏的结晶石膏的结晶lHSOHSO3 3转转化化成成SOSO4 42-2-，并并与与CaCa2+2+发发生生反反应应，生成生成CaSOCaSO4 4，最后生成有用的石膏：最后生成有用的石膏：CaCa2+2+SO+SO4 42 2+2H+2H2 2O O CaSOCaSO4 42H2H2 2OOl如果生成粗颗粒结晶（约如果生成粗颗粒结晶（约100100m m）石膏，石膏，易于分离和脱水。石膏晶体如果是层状、易于分离和脱水。石膏晶体如果是层状、针状或非常细的颗粒，不仅非常难脱水，针状或非常细的颗粒，不仅非

47、常难脱水，而且还可能引起系统结垢。而且还可能引起系统结垢。必须进行控必须进行控制。制。石膏溶液的相对过饱和度石膏溶液的相对过饱和度 l =（C-CC-C*）/C/C*式中式中:石膏溶液的相对过饱和度石膏溶液的相对过饱和度l CC溶液中石膏的实际浓度溶液中石膏的实际浓度l C C*工艺条件下，石膏的平衡浓度。工艺条件下，石膏的平衡浓度。l当当C C C C*时，溶液中不会有晶体析出；时，溶液中不会有晶体析出；l当当C CC C*时，溶液中将首先出现晶种，时，溶液中将首先出现晶种，并逐渐形成结晶。并逐渐形成结晶。晶种生成晶种生成和晶体增长晶体增长过程 l 晶种生成晶种生成 晶体增长晶体增长l l

48、l 速速l 度度l 过饱和度过饱和度l 湿式石灰石湿式石灰石石膏法的石膏法的主要设备设计要点主要设备设计要点 l 吸吸收收塔塔是是湿湿式式石石灰灰石石石石膏膏法法的的关关键键设设备备。早早期期：填填料料塔塔，但但由由于于填填料料塔塔易易堵塞。现在：空塔。堵塞。现在：空塔。l 传传统统空空塔塔气气速速低低、处处理理气气量量小小，因因此此各各国国都都在在提提高高空空塔塔气气速速上上下下功功夫夫。这这直接牵涉到设备投资的大小。直接牵涉到设备投资的大小。l 国外最大的空塔气速达国外最大的空塔气速达4.5m s 4.5m s 主要设备设计要点主要设备设计要点l吸收塔吸收塔 塔径、塔高、喷嘴、除雾器塔径、

49、塔高、喷嘴、除雾器l浆液循环槽浆液循环槽l石膏制备系统石膏制备系统 水力旋流器、真空皮带脱水机水力旋流器、真空皮带脱水机l气气-气换热器气换热器 塔径的确定塔径的确定l塔径与空塔气速、处理烟气量的关系：塔径与空塔气速、处理烟气量的关系：D D4Vs u4Vs u式中式中塔径，塔径，m m Vs Vs 操作条件下气体体积流量，操作条件下气体体积流量，NmNm3 3 s s u u 混合气体线速度，混合气体线速度，m sm s塔高的确定塔高的确定 塔塔高高依依吸吸收收段段的的高高度度而而定定。吸吸收收段段的的高高度是高脱硫率的重要保证。度是高脱硫率的重要保证。吸吸收收段段高高度度的的确确定定原原则

50、则是是保保证证气气-液液有有充充分分的的接接触触时时间间，以以保保证证吸吸收收剂剂与与SOSO2 2充充分分反反应应。确确定定了了吸吸收收段段高高度度之之后后，再再考考虑虑喷喷嘴嘴布布置置、除除雾雾器器、塔塔底底气气流流分分布布、浆浆液液循循环环槽槽等等。最最后后确确定定塔塔高高。塔塔体体高高度度的的确确定定还还要要考考虑虑与与配配套套系系统统的的整整体体关关系系，以确定其水平标高以确定其水平标高。喷嘴的设计与选择喷嘴的设计与选择 l 喷喷嘴嘴的的设设计计要要求求：.满满足足吸吸收收剂剂喷喷淋淋量量,.,.使使喷喷出出的的液液滴滴具具有有尽尽可可能能大大的的比比表表面面积积，以以增增大大气气液