石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺简介课件.ppt

1、 烟气脱硫技术现状烟气脱硫技术现状与趋势与趋势2燃煤SO2排放控制的主要方法 燃烧前脱硫 选煤、细菌脱硫、高磁场分离 燃烧中脱硫 循环流化床锅炉、炉内喷钙 燃烧后脱硫 烟气脱硫 目前，烟气脱硫仍然是削减SO2排放 最有效、实用的方法3烟气脱硫工艺的分类v分类的方法分类的方法v按脱硫率的高低分类按脱硫率的高低分类v高、中、低脱硫率工艺高、中、低脱硫率工艺v按脱硫副产品的处置方式分类按脱硫副产品的处置方式分类v回收利用法、抛弃法回收利用法、抛弃法v按使用的吸收剂的种类分类按使用的吸收剂的种类分类v钙基、钠基、氨基钙基、钠基、氨基v按吸收剂和脱硫产物的状态分类按吸收剂和脱硫产物的状态分类v湿法、半干

2、法、干法湿法、半干法、干法4烟气脱硫工艺的分类按脱硫副产品的处置方式分类FGD 技术非-再生式再生式湿法干法石灰石强制氧化石灰石抑制氧化石灰镁-增强石灰海水石灰喷雾干燥烟道吸收剂喷射炉膛吸收剂喷射（包括LIFAC）循环流化床湿法干法亚硫酸钠氧化镁碳酸钠氨活性碳烟气循环流化床（CFBFGD）电子束氨法5按使用的吸收剂的种类分类 钙法 湿式钙法、半干式钙法 海水烟气脱硫 氨法 GE氨法（maruslex）、NKK氨法、Bischoff氨法、电子束氨法、NADS氨肥法 钠法 镁法 活性炭吸附法6烟气脱硫工艺的分类按脱硫率的分类 低脱硫率工艺 （90%）：湿法洗涤工艺，如石灰石/石膏、 电子束氨法、镁

3、加强石灰工艺等7烟气脱硫工艺的分类按使用的吸收剂的种类分类v定义v湿法烟气脱硫工艺v吸收剂以浆液状态进入吸收塔，脱硫产物为湿态的工艺v半干法烟气脱硫工艺v吸收剂以浆液状态进入吸收塔，脱硫产物为干态的工艺v干态烟气脱硫工艺v吸收剂以干态进入吸收塔，脱硫产物为干态的工艺8湿法烟气脱硫工艺 石灰石-石膏湿法烟气脱硫 海水脱硫 湿式氨法 氧化镁法 双碱法9石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺简介湿式石灰石石膏法烟气脱硫技术采用石灰石为脱硫吸收剂，石灰石经破碎、研磨制成石灰浆液在吸收塔内与烟气接触。烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及氧化空气进行反应，SO2被吸收脱除。反应后的烟气经过除雾器、再热器加热后排放，浆液

4、经旋流器、真空皮带机浓缩脱水，最终生成石膏。脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫产物均为湿态世界范围 85，其中石灰石法 36.7% 日本：98 美国：92 德国：90此工艺是世界范围内广泛应用、成熟的烟气脱硫技术10石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺简介MET IFO Flue Gas Desulfurization ProcessGas Handling &Sulfur DioxideAbsorptionGypsum DewateringReagent PreparationFuelAirDustCollectorAsh RemovalID FanAirLime orLimestoneSiloWe

5、t Ball Millor SlakerSlurryStorage TankAbsorberWash WaterBelt FilterWaste WaterHydrocloneReclaimWater TankGypsumConveyorStackSO2 Absorber BleedWaterReheater (Optional)- Steam- Gas-Liquid-Gas- Cycic Gas-GasBoilerMET IFOMET IFO烟气脱硫流程烟气脱硫流程烟气处理和烟气处理和SOSO2 2吸收吸收锅炉锅炉燃料燃料空空气气除尘除尘除尘器除尘器引风机引风机空空气气水水再热器再热器( (

6、可选可选) )蒸汽蒸汽气气- -液液- -气气循环烟气循环烟气- -烟烟气气烟烟囱囱吸收器吸收器SOSO2 2吸收器排放吸收器排放石灰或石灰或石灰石石灰石粉仓粉仓湿球磨湿球磨机或消机或消化器化器浆贮藏罐浆贮藏罐反应物制备反应物制备石膏脱水石膏脱水石膏石膏输送机输送机皮带过滤器皮带过滤器洗涤水洗涤水水力旋流器水力旋流器回收水罐回收水罐废水废水11工艺原理12 优点：优点： 工艺最为成熟、运行可靠、应用最为广泛工艺最为成熟、运行可靠、应用最为广泛 脱硫剂来源广泛，价格低廉脱硫剂来源广泛，价格低廉 副产物容易处理和处置副产物容易处理和处置 适用于大型燃煤电站锅炉适用于大型燃煤电站锅炉 煤种适应性广煤

7、种适应性广 脱硫效率高脱硫效率高9099 脱硫剂利用率高，反应充分，钙硫比低（脱硫剂利用率高，反应充分，钙硫比低（11.1）缺点：缺点： 投资高，运行费用高投资高，运行费用高 容易造成二次污染容易造成二次污染 工艺流程复杂工艺流程复杂 操作不当有结垢缺陷操作不当有结垢缺陷技术特点13 美国美国Marsulex 德国鲁奇德国鲁奇-比晓夫比晓夫 美国美国B&W 奥地利奥地利AEE 主流技术14海水脱硫工艺工艺流程15海水脱硫技术工艺原理吸收SO2(g)SO2(aq)SO2(aq) +H2OH2SO3 H+HSO3-中和H+ +CO32- HCO3-H+ + HCO3- CO2(g)+ H2O氧化H

8、SO3- + 1/2O2 SO42- + H+16海水脱硫技术情况v吸收剂：海水v脱硫率：7090v脱硫产物：SO42-v优点：技术成熟、系统简单、投资低、运行费低、脱硫效率高v特点：适用于沿海地区电厂，适用于低含硫量烟气（S1%）v技术拥有：挪威ABB公司、鲁奇比晓夫 17湿式氨法工艺流程18湿式氨法工艺原理n氨法脱硫以水溶液中的氨法脱硫以水溶液中的SO2和和NH3的反应为基础的反应为基础:n吸收吸收:SO2 + H2O + xNH3(NH4)xH2-xSO3 (亚硫铵亚硫铵)n氧化氧化:(NH4)xH2-xSO3 + 1/2O2 + (2-x)NH3=(NH4)2SO4 (硫铵硫铵)19湿

9、式氨法技术特点n硫酸铵的化学溶液能够避免任何内部结垢的发生，相对于石灰石脱硫塔具有的结垢缺陷与石灰石相比，氨具有更高的反应活性，不同硫含量条件下，SO2脱除率可高达98%以上n氨脱硫塔可生产出高价值的副产物，而不是低价值的硫酸钙和亚硫酸盐污泥n与石灰石相比，氨脱硫塔运行具有较高的灵活性，特别在高硫含量的情况与石灰石相比，氨脱硫塔的操作具有较高的可靠性和有效性20MgO工艺流程21氧化镁法工艺原理吸收 MgO + H2O Mg(OH)2 Mg(OH)2 + SO2 MgSO3 + H2O MgSO3 + 1/2O2 MgSO4煅烧分解和还原 MgSO3 MgO + SO2MgSO4C MgO +

10、 SO2 1/2CO222MgO技术特点脱硫效率可达99%以上液/气比为3-5L/m3， 仅相当于钙基脱硫的1/3-1/6系统运行不易沉积、不堵塞，维护更容易造价比石灰石/石膏法低约20%，运行耗电量仅为发电量的0.6-0.8%,比石灰石法省一半以上副产品亚硫酸镁和硫酸镁的再利用经济效益高，实现“循环经济”模式工程实例：中国广东深圳南玻集团玻璃窑炉23双碱法-简介 双碱法是先用碱金属盐类如NaOH、Na2CO3、NaHCO3等的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰石反应器中用石灰或石灰石对吸收SO2后的溶液再生，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用，而SO2则以石膏的形式析出，生成亚硫酸钙和石膏。 2

11、4双碱法-简介 双碱法是先用碱金属盐类如NaOH、Na2CO3、NaHCO3等的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰石反应器中用石灰或石灰石对吸收SO2后的溶液再生，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用，而SO2则以石膏的形式析出，生成亚硫酸钙和石膏。 25双碱法-原理（1）在吸收塔内吸收SO2 ： （2）将吸收了的吸收液送至石灰反应器，进行吸收液的再生和固体副产物的析出。（3）再生的NaOH和Na2SO3等脱硫剂可以循环使用，由于存在一定的氧气，因此同时会发生下面的副反应：26双碱法-工艺流程27双碱法-工艺特点双碱法烟气脱硫技术为先用可溶性的钠碱吸收液在吸收塔内进行脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收

12、二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。然后在塔外再用石灰乳或石灰石粉末对吸收液进行再生和分离，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。 28半干法烟气脱硫技术喷雾干燥法（LSD）炉内喷钙尾部增湿活化法（LIFAC）气固再循环半干法(GSA)烟气循环流化床（CFB）新型一体化脱硫工艺（NID）29喷雾干燥法工艺原理 SO2(g）+H2O=H2SO3(aq) Ca(OH)2(aq)+H2SO3 (aq)=CaSO3(aq)+H2O CaSO 3 (aq)= CaSO 3(s) CaSO 3 (aq)+1/2O2

13、(aq)= CaSO4 (aq) CaSO4 (aq)= CaSO4 (s) Ca(OH)2(s)= Ca(OH)2(aq)30喷雾干燥法工艺流程31喷雾干燥主要工艺设备喷雾塔喷雾塔雾化器雾化器除尘器除尘器吸收剂制备系吸收剂制备系统统灰渣再循环灰渣再循环32喷雾干燥技术特点 工业应用，适用机组200MW 适用中、低硫煤（S 2%) 投资较低 8090（Ca/S=1.6）缺点 以石灰作吸收剂、浆液处置困难、雾化装置易磨损、脱硫产物综合利用有难度技术掌握方 美国Joy，丹麦Niro Atomizer工程应用：山东黄岛热电厂（25万Nm3h）33炉内喷钙尾部增湿活化法LIFAC工艺原理在炉膛的反应

14、CaCO3=CaO+CO2 CaO+SO2+1/2O2=CaSO4 CaO+SO3=CaSO4在活化器的反应 CaO+H2OCa(OH)2 Ca(OH)2+ SO2CaSO3H2O CaSO3 +1/2O2=CaSO434LIFAC工艺流程35LIFAC工艺流程向高温炉膛喷射石灰石粉 脱硫率2535，该步占系统总投资的10左右在炉后活化器中用水或灰浆增湿活化 系统总的脱硫率为75以上，该步占系统总投资的85左右灰浆或干灰再循环 系统总的脱硫率为85以上，该步占系统总投资的5左右36LIFAC技术特点 适用于小机组，含硫低的煤（S90%钙硫比1.1-1.5:1最大单台处理烟气量 80万m3/h烟

15、气出口温度 70烟气压降1,500-2,500Pa脱硫剂：石灰副产物：硫酸钙、亚硫酸钙及粉尘工程业绩：小龙潭发电厂125 MW锅炉 技术拥有：丹麦smith muller公司39烟气循环流化床CFB 工艺流程ProductSiloProductRecirculationFlueGas水240CFBv吸收剂：石灰、消石灰v脱硫效率：8095（Ca/S=1.1-1.2）v脱硫原理：吸收剂在吸收塔中呈流化态，因此与烟气有很长时间的接触，吸收剂之间的碰撞和摩擦使吸收剂颗粒表面不断更新，加之吸收塔内喷水增湿使这个系统的脱硫效率达到很高v脱硫产物：未反应的吸收剂CaSO3CaSO4v优点：系统简单，投资低

16、、占地少、节能、操作简便v缺点：用石灰作吸收剂、脱硫产物利用有难度、系统压降大v技术商：德国Wulff、Lurgi41新型一体化脱硫工艺（NID） 增湿灰循环脱硫技术工艺流程42NIDv吸收剂：石灰、消石灰粉v脱硫率：90（Ca/S=1.2）v脱硫原理：与喷雾干燥相似。吸收剂先增湿然后喷入到除尘器前的垂直烟道中，吸收SO2，生成CaCO3。反应后的吸收剂被除尘器收集，进行再循环v脱硫产物：未反应的吸收剂CaSO3CaSO4v优点：系统简单、投资低、占地少、脱硫效率高v缺点：以石灰作为吸收剂，处置困难、脱硫产物综合利用有难度v技术拥有：ABB公司43干法烟气脱硫工艺电子束法（EBA或EAFGD）

17、脉冲电晕等离子体法（PPCP）荷电干吸收剂喷射脱硫法（CDSI）超高压窄脉冲电晕分解有害气体技术44EBA反应原理EBA为加速器产生的高能电子被烟气中的分子所吸收，受到激发，生成大量的反应活性极强的自由基或自由原子。PPCP为脉冲电晕放电形成的非平衡等离子体中的高能电子（220ev）撞击烟气中的H2O、O2等分子形成强氧化性的自由基（O、OH、HO2、O3）。45EBA工艺流程46PPCP主要设备 高压窄脉冲电压发生器 反应器技术成熟度 中试装置 20000Nm3/h优点 省掉了昂贵的电子加速器及X射线屏蔽 只提高电子温度而不是离子温度，能量利用效率高。47Marselex石灰石石灰石-石膏湿

18、法脱硫技术特点石膏湿法脱硫技术特点48 喷淋吸收塔自下而上可喷淋吸收塔自下而上可分为三个主要的功能区：分为三个主要的功能区：（1）氧化结晶区，该区即为吸收）氧化结晶区，该区即为吸收塔浆液池，主要功能是石灰石塔浆液池，主要功能是石灰石溶解、亚硫酸钙的氧化和石膏溶解、亚硫酸钙的氧化和石膏结晶；结晶；（2）吸收区，该区包括吸收塔入）吸收区，该区包括吸收塔入口及其以上的喷淋层，其主要口及其以上的喷淋层，其主要功能是用于吸收烟气中的酸性功能是用于吸收烟气中的酸性污染物及飞灰等物质；污染物及飞灰等物质；（3）除雾区，该区包括两级除雾）除雾区，该区包括两级除雾器，用于分离烟气中夹带的雾器，用于分离烟气中夹带

19、的雾滴，降低对下游设备的腐蚀、滴，降低对下游设备的腐蚀、减少结垢和降低吸收剂的损耗。减少结垢和降低吸收剂的损耗。MET湿法工艺特点一：采用喷淋空塔湿法工艺特点一：采用喷淋空塔49MET湿法工艺特点二：湿法工艺特点二：ALRD 在吸收塔壁上设液相再分布器（在吸收塔壁上设液相再分布器（Absorber Liquid Redistribution Device ），让液膜重新返回，使气液最大程度），让液膜重新返回，使气液最大程度接触，提高有效的面积和吸收塔的接触，提高有效的面积和吸收塔的SO2去除率去除率。传统方法ALRD50n壁效应壁效应SO2 的去除率在塔壁处最低。的去除率在塔壁处最低。n壁效应

20、是因为：壁效应是因为： 壁附近较低的喷淋密度。壁附近较低的喷淋密度。 水水/浆液顺壁流下使传质效率降低。浆液顺壁流下使传质效率降低。n试验结果表明：试验结果表明： SO2在靠近塔壁浓度最高。在靠近塔壁浓度最高。 SO2浓度随离壁的距离降低很快。浓度随离壁的距离降低很快。 离壁离壁4feet处，处， SO2浓度达到烟囱处的平均浓度。浓度达到烟囱处的平均浓度。 离壁离壁10feet处，处， SO2浓度接近为零。浓度接近为零。51壁效应壁效应 测试结果测试结果52ALRD设计设计 ALRD装置的实质是安装在吸收塔塔壁上的一个或几个装置的实质是安装在吸收塔塔壁上的一个或几个圆环，此圆环由合金钢制作，通

21、常安装在每层喷淋联管的下圆环，此圆环由合金钢制作，通常安装在每层喷淋联管的下方，且与吸收塔壁成一定的夹角。整个圆环的面积大约占整方，且与吸收塔壁成一定的夹角。整个圆环的面积大约占整个吸收塔截面积的个吸收塔截面积的1/5左右。左右。 ALRD壁53机组名称： 华能福州电厂 机组容量： 2660MW每台机组烟气量： 2161520Nm3/h烟气温度： 120SO2浓度： 3100mg/Nm3SO2脱除率： 9554机组名称： 四川泸州电厂 机组容量： 2600MW每台机组烟气量： 2291770Nm3/h烟气温度： 118 SO2浓度： 2480mg/Nm3SO2脱除率： 9555机组名称： 越南

22、海防电厂 机组容量： 2300MW每台机组烟气量： 1083195Nm3/h烟气温度： 117 SO2浓度： 2505mg/Nm3SO2脱除率： 9056简易湿法简易湿法 新疆众和股份有限公司自备热电厂新疆众和股份有限公司自备热电厂 规模：规模：4139t/h燃煤锅炉燃煤锅炉 烟气量：烟气量：314.5万万Nm3/h SO2浓度：浓度：1500mg/Nm3 脱硫率：脱硫率：90% 云南曲靖卷烟厂自备热电厂云南曲靖卷烟厂自备热电厂 规模：规模：2260t/h燃煤锅炉燃煤锅炉 烟气量：烟气量：225万万Nm3/h SO2浓度：浓度：2000mg/Nm3 脱硫率：脱硫率：90%57Marselex湿

23、式氨法脱硫技术特点湿式氨法脱硫技术特点58成功解决了氨逃逸问题氨逃逸原因氨逃逸原因 ： 吸收剂氨的加入浓度过高，形成短路，氨和二氧化硫直吸收剂氨的加入浓度过高，形成短路，氨和二氧化硫直接反应接反应 ；系统流程设计不合理，吸收剂氨的加入方式不合理；系统流程设计不合理，吸收剂氨的加入方式不合理； 吸收塔结构设计不合理；吸收塔结构设计不合理；液气比的选择不合适；液气比的选择不合适； 设计和运行中设计和运行中 pH 值取值或控制值不合理。值取值或控制值不合理。 59解决方法MET氨法专利的精髓保证了反应过程中pH值处于最佳范围，完全氧化及最佳的氨注入方法在吸收过程中通过离子态的氨吸收在吸收过程中通过离

24、子态的氨吸收 SO2，而不是通过游，而不是通过游离的氨吸收离的氨吸收 SO2； 完善的系统设计，合理的氨完善的系统设计，合理的氨/氨水的注入方式；氨水的注入方式； 防止氨逃逸的特殊吸收塔结构设计；防止氨逃逸的特殊吸收塔结构设计； 合适的液气比；合适的液气比； 合适的合适的PH 值及其控制措施。值及其控制措施。 60特殊吸收塔结构设计 考虑到氨具有极易溶于水这一特性，因此在进行工艺设考虑到氨具有极易溶于水这一特性，因此在进行工艺设计时，在浆液喷淋层的上方及除雾器的下方设置了一层工计时，在浆液喷淋层的上方及除雾器的下方设置了一层工艺水喷淋层及吸收格珊，用大量工艺水连续对净烟气进行艺水喷淋层及吸收格

25、珊，用大量工艺水连续对净烟气进行封锁式喷淋、洗涤，通过上述措施，利用清水置换净烟气封锁式喷淋、洗涤，通过上述措施，利用清水置换净烟气中所含的亚硫酸铵中所含的亚硫酸铵/亚硫酸氢铵溶液，溶解脱硫过程中可亚硫酸氢铵溶液，溶解脱硫过程中可能产生的亚硫酸氢铵气溶胶，进一步降低了净烟气中夹带能产生的亚硫酸氢铵气溶胶，进一步降低了净烟气中夹带的亚硫酸铵的亚硫酸铵/亚硫酸氢铵。亚硫酸氢铵。 设计中将烟气的降温与洗涤分开，有效抑制气溶胶的产设计中将烟气的降温与洗涤分开，有效抑制气溶胶的产生，并通过控制生，并通过控制pH值、浓度、温度、加氨点及水幕装置值、浓度、温度、加氨点及水幕装置等因素来确保氨逃逸最低。等因素

26、来确保氨逃逸最低。 61CFB半干法烟气脱硫技术半干法烟气脱硫技术62简介简介 半干法烟气脱硫技术是除了湿式石灰石半干法烟气脱硫技术是除了湿式石灰石-石膏法之外石膏法之外应用最多的一种脱硫技术应用最多的一种脱硫技术,开发和应用的时间也较早开发和应用的时间也较早,而而且在运用的过程中得到了不断的完善和发展。由于半且在运用的过程中得到了不断的完善和发展。由于半干法烟气脱硫技术脱硫剂用的是生石灰干法烟气脱硫技术脱硫剂用的是生石灰,而湿式石灰石而湿式石灰石-石膏法使用的是石灰石石膏法使用的是石灰石,石灰由于是由石灰石经锻烧而石灰由于是由石灰石经锻烧而得得,因而价格较石灰石贵许多因而价格较石灰石贵许多,

27、这是半干法不及湿法应用这是半干法不及湿法应用得多的原因之一得多的原因之一;另一影响半干法应用的原因是另一影响半干法应用的原因是,湿法的湿法的副产品脱硫石膏可以再利用副产品脱硫石膏可以再利用(在中国不一定能利用在中国不一定能利用),而而半干法的脱硫副产品一般只能抛弃。半干法的脱硫副产品一般只能抛弃。63工艺流程工艺流程64安装位置安装位置65典型的文丘典型的文丘里脱硫塔里脱硫塔66CFB-FGD工艺的主要特点n(1)脱硫效率较高脱硫效率较高:在钙硫比为在钙硫比为1.11.5时，脱硫效率可时，脱硫效率可达达90%以上，是目前各种干法、半干法烟气脱硫工艺以上，是目前各种干法、半干法烟气脱硫工艺中最高

28、的；中最高的；n(2)工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工艺的工艺的50%70%。n(3)工艺流程简单，系统设备少，为湿法工艺的工艺流程简单，系统设备少，为湿法工艺的40%50%，且转动部件少，降低了维护和检修费用；，且转动部件少，降低了维护和检修费用；n(4)占地面积小，且系统布置灵活，非常适合现有机组占地面积小，且系统布置灵活，非常适合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组。的改造和场地紧缺的新建机组。n(5)能源消耗较低，如电耗、水耗等。能源消耗较低，如电耗、水耗等。67n(6)能有效脱除能有效脱除SO3、氯化物和氟化物等有害气体，腐、氯

29、化物和氟化物等有害气体，腐蚀性较小，直接使用干烟囱排放脱硫烟气。蚀性较小，直接使用干烟囱排放脱硫烟气。n(7)对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便，可在停方便，可在30%负荷时投用，对基本负荷和调峰机负荷时投用，对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性。组均有很好的适用性。n(8)对燃煤硫分的适应性强，可用于对燃煤硫分的适应性强，可用于0.3%6.5%的燃煤的燃煤硫分。且应用于中低硫煤时硫分。且应用于中低硫煤时(2%)，其经济性优于湿，其经济性优于湿法工艺。法工艺。n(9)无脱硫废水排放，且脱硫副产品呈干态，对综合利无脱硫废水排放，且脱硫副产品呈干态，对综合利用和处置堆放有利。用和处置堆放有利。68主要业绩n韶关市坪石发电厂有限公司韶关市坪石发电厂有限公司（B厂）三期扩建工程配套工厂）三期扩建工程配套工程程#3锅炉锅炉1125MW机组机组烟气脱硫项目烟气脱硫项目 n国电靖远发电有限公司国电靖远发电有限公司2号炉号炉1220MW烟气脱硫工程烟气脱硫工程 n海口市垃圾焚烧发电厂烟气海口市垃圾焚烧发电厂烟气净化项目（净化项目（600吨吨/天）天）