火电厂烟气脱硫工艺设计课件.ppt
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1、火火 电电 厂实厂实 景景火电厂全景火电厂全景世界世界FGDFGD技术构成技术构成3 31 石灰石石膏法石灰石石膏法43.2% 2 其它湿法其它湿法39.4% 4 喷吸着剂喷吸着剂32%3 喷雾干燥法喷雾干燥法11%5 再生法再生法2.8%6 硫氮联脱法硫氮联脱法1.8%1 1 基本原理基本原理2. 2. 干法干法/ /半干法脱硫工艺主要工作原理及特点半干法脱硫工艺主要工作原理及特点3 3 湿法脱硫工艺主要工作原理及特点湿法脱硫工艺主要工作原理及特点4 4 脱硫工艺选型基本原则脱硫工艺选型基本原则 典型工艺典型工艺1 1) 酸性氧化物酸性氧化物+ +碱或碱性氧化物碱或碱性氧化物盐盐 A. A.
2、 钙基吸收剂钙基吸收剂CaO+SO2CaSO3CaO+SO3CaSO4B.B.氨基吸收剂氨基吸收剂324232SO)(NHOH2NHSO 34232HSONHOHNHSO 4242324SO)(NHO2/1SO)(NH 4242334SO)(NHO2/1NHHSONH 2 2)吸附法)吸附法二氧化硫等二氧化硫等+ +活性炭活性炭饱和活性炭饱和活性炭饱和活性炭(加热等)饱和活性炭(加热等)有效活性炭有效活性炭+ +二氧二氧化硫等化硫等干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(1)(1) 炉内喷钙脱硫工艺炉内喷钙脱硫工艺 干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(1)(1) 炉内喷钙脱硫工艺炉
3、内喷钙脱硫工艺吸吸 收收 剂:剂:粉状钙基物质如石灰石、白云石或其氢氧化物粉状钙基物质如石灰石、白云石或其氢氧化物工作原理:工作原理:粉状钙基物质喷入炉膛立即置于高温环境中而粉状钙基物质喷入炉膛立即置于高温环境中而发生分解,产生具有反应能力的石灰颗粒,吸收烟气中的发生分解,产生具有反应能力的石灰颗粒,吸收烟气中的SOSO2 2。反应产物反应产物:硫酸钙和亚硫酸钙,随烟气与部分未反应的石硫酸钙和亚硫酸钙,随烟气与部分未反应的石灰带离开锅炉,由静电灰带离开锅炉,由静电/ /布袋除尘器将其与飞灰一起除去。布袋除尘器将其与飞灰一起除去。脱硫效率脱硫效率:在在Ca/SCa/S比为比为1.51.52 2时
4、,炉内脱硫可达时,炉内脱硫可达404050%50% 在在Ca/SCa/S比为比为3 34 4时脱硫效率可达时脱硫效率可达50-6050-60。 干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(2)(2) 炉内喷钙脱硫工艺炉内喷钙脱硫工艺提高脱硫效率的措施:提高脱硫效率的措施:尾部增湿活化,脱硫效率最高可达尾部增湿活化,脱硫效率最高可达70%70%左右左右干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(2)(2) 炉内喷钙脱硫工艺炉内喷钙脱硫工艺优点:优点:设备简单,改造工作量小,初投资低,占地面积设备简单,改造工作量小,初投资低,占地面积小,不产生废水,运行操作简单。小,不产生废水,运行操作简单。缺点
5、:缺点:脱硫效率相对较低,且对锅炉有不利的影响,有脱硫效率相对较低,且对锅炉有不利的影响,有引起炉内结焦、受热面磨损的潜在威险。引起炉内结焦、受热面磨损的潜在威险。适用场合:适用场合:较适合于中小容量老机组的脱硫改造,可以较适合于中小容量老机组的脱硫改造,可以处处 理相当于理相当于200MW200MWe e锅炉以下的烟气量。锅炉以下的烟气量。干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(3)(3) 尾部烟气循环流化床脱硫技术尾部烟气循环流化床脱硫技术 Ca(OH)2 + SO2-CaSO3 * H2O + H2O CaSO3 * H2O + O2 -CaSO4 * H2O Ca(OH)2 + S
6、O3-CaSO4 * H2O + H2O 2 HCl + Ca(OH)2-CaCl2 * 2 H2O 2 HF + Ca(OH)2-CaF + 2 H2O Ca(OH)2 + CO2-CaCO3 + H2O三个控制回路控制运行:三个控制回路控制运行:循环流化床吸收塔出口温度调节循环流化床吸收塔出口温度调节 向循环流化床吸收塔中喷入的水量根据吸收塔出口的温度进向循环流化床吸收塔中喷入的水量根据吸收塔出口的温度进行调节行调节。 循环流化床吸收塔差压调节循环流化床吸收塔差压调节 循环流化床吸收塔、除尘器和固体物料输送设备组成了固循环流化床吸收塔、除尘器和固体物料输送设备组成了固体物料的循环系统。为维
7、持循环流化床吸收塔内稳定的流动模体物料的循环系统。为维持循环流化床吸收塔内稳定的流动模式,吸收塔内的固体物料应保持衡定不变。其度量参数是循环式,吸收塔内的固体物料应保持衡定不变。其度量参数是循环流化床吸收塔进、出口的差压,它与吸收塔的固体流量成正比流化床吸收塔进、出口的差压,它与吸收塔的固体流量成正比。净烟气净烟气SOSO2 2 浓度的调节浓度的调节 通过控制进入循环流化床吸收塔的新鲜消石灰流量对净烟通过控制进入循环流化床吸收塔的新鲜消石灰流量对净烟气的气的SOSO2 2 浓度进行调节。浓度进行调节。干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(3)(3) 尾部烟气循环流化床脱硫技术尾部烟气循环
8、流化床脱硫技术干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(3)(3) 尾部烟气循环流化床脱硫技术尾部烟气循环流化床脱硫技术优点:点:投资较少,系统操作简单,对锅炉没有影响,不产投资较少,系统操作简单,对锅炉没有影响,不产生废水,脱硫效率较高,钙硫摩尔比为生废水,脱硫效率较高,钙硫摩尔比为1.21.21.51.5时,脱硫时,脱硫效率可达效率可达85%85%90%90%。缺点:缺点:副产品难于利用副产品难于利用适用场合:适用场合:适用于中小容量老机组改造和新建机组,处理适用于中小容量老机组改造和新建机组,处理200MW200MWe e以下燃煤机组的烟气量以下燃煤机组的烟气量。干法干法/ /半干法脱
9、硫工艺半干法脱硫工艺(4)(4) 喷雾干燥法脱硫技术喷雾干燥法脱硫技术干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(4)(4) 喷雾干燥法脱硫技术喷雾干燥法脱硫技术优点:优点:投资成本低,能耗低,维修工作量小。投资成本低,能耗低,维修工作量小。脱硫效率:脱硫效率:中上水平。中上水平。使用布袋除尘器而不用静电除尘使用布袋除尘器而不用静电除尘器时,使得脱硫效率提高。在燃煤含硫量不高的场合,器时,使得脱硫效率提高。在燃煤含硫量不高的场合,脱硫效率可达脱硫效率可达75-90%75-90%,取决于吸收剂的过剩系数和与饱,取决于吸收剂的过剩系数和与饱和温度的温差。和温度的温差。缺点:缺点:当反应温度与饱和温
10、度的温差太小时反应器和除当反应温度与饱和温度的温差太小时反应器和除尘器内部的结垢问题,反应剂的成本高以及副产品的综尘器内部的结垢问题,反应剂的成本高以及副产品的综合利用问题。合利用问题。 适用场合:适用场合:用于含硫量较低的场合用于含硫量较低的场合干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(5)(5)NID NID 干法脱硫工艺干法脱硫工艺干法干法/ /半干法脱硫工艺半干法脱硫工艺(5)(5) NID NID 干法脱硫工艺干法脱硫工艺 部分水直接被喷射到烟气中,分布于固体颗粒部分水直接被喷射到烟气中,分布于固体颗粒的表面,固体颗粒的水份控制在几个百分点。的表面,固体颗粒的水份控制在几个百分点。
11、 固体颗粒的循环量大,水份的蒸发表面积增加。固体颗粒的循环量大,水份的蒸发表面积增加。固体颗粒的水份被控制得较低,水份蒸发所需的时固体颗粒的水份被控制得较低,水份蒸发所需的时间短,反应塔的尺寸可以设计的非常小。烟气的相间短,反应塔的尺寸可以设计的非常小。烟气的相对湿度相应地上升,足以使石灰在典型的运行温度对湿度相应地上升,足以使石灰在典型的运行温度下即下即65 - 7565 - 75 C C的温度范围具有足够的活性吸收的温度范围具有足够的活性吸收SOSO2 2。 脱硫性能:与常规干法脱硫工艺相当甚至更优。脱硫性能:与常规干法脱硫工艺相当甚至更优。干法干法/ /半干法脱硫工艺(半干法脱硫工艺(6
12、 6)活性炭脱硫工艺活性炭脱硫工艺石灰石灰/ /石灰石洗涤工艺石灰石洗涤工艺 增压风机 1 2 4 5 7 10 12 24 30 33 34 13 14 21 15 23 27 原烟气 净烟气 氧化空气 吸收塔 工艺水 吸收剂仓 吸收剂浆液制备 吸收剂供给 水力分离器 真空皮带过滤机 石膏 石膏仓 废水 石灰石灰/ /石灰石洗涤工艺石灰石洗涤工艺 采用石灰石作为吸收剂时,在洗涤塔中主要发生以下化学反应:采用石灰石作为吸收剂时,在洗涤塔中主要发生以下化学反应:1.1. CaCOCaCO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O OCaSOCaSO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O O2.2
13、. CaCO CaCO3 3+2HCL+H+2HCL+H2 2O OCaClCaCl2 2+CO+CO2 2+2H+2H2 2O O3.3. CaCO CaCO3 3+2HF+H+2HF+H2 2O OCaFCaF2 2+CO+CO2 2+2H+2H2 2O O 石灰石与二氧化硫反应后生成亚硫酸钙,在洗涤塔底部的浆石灰石与二氧化硫反应后生成亚硫酸钙,在洗涤塔底部的浆液池中通入氧气将其进一步氧化为水合硫酸钙(石膏),即:液池中通入氧气将其进一步氧化为水合硫酸钙(石膏),即:4.4. CaSOCaSO3 3+1/2O+1/2O2 2+2H+2H2 2O OCaSOCaSO4 4+ 2H+ 2H2
14、2O O石灰石灰/ /石灰石洗涤工艺石灰石洗涤工艺 石灰石灰/ /石灰石洗涤湿法脱硫工艺在国际上应用最为普石灰石洗涤湿法脱硫工艺在国际上应用最为普遍,占整个脱硫装机容量的遍,占整个脱硫装机容量的90%90%。吸收塔内部结构少。吸收塔内部结构少。系统可用率达到系统可用率达到95%95%以上。以上。 采用商业供应的石灰石粉末作为吸收剂,电厂自行装采用商业供应的石灰石粉末作为吸收剂,电厂自行装备石灰石破碎设备来制备石灰石粉末备石灰石破碎设备来制备石灰石粉末. .并不具有经济并不具有经济性性。 采用石灰作吸收剂的烟气脱硫系统占采用石灰作吸收剂的烟气脱硫系统占101020%20%的市场的市场份额,主要原
15、因是煅烧石灰石的能量消耗大,吸收剂份额,主要原因是煅烧石灰石的能量消耗大,吸收剂价格高。价格高。 洁净烟气的再加热通过再生式热交换器完成。如果选洁净烟气的再加热通过再生式热交换器完成。如果选择将洁净烟气通过冷却塔或择将洁净烟气通过冷却塔或“湿烟囱湿烟囱”排放,则洁净排放,则洁净烟气的再加热程序可省略。烟气的再加热程序可省略。 海水脱硫工艺海水脱硫工艺 原理:原理:利用海水的天然特性吸收和中和烟气中的二氧利用海水的天然特性吸收和中和烟气中的二氧化硫。海水中含有碳酸氢根,具有很强的吸收和中和化硫。海水中含有碳酸氢根,具有很强的吸收和中和二氧化硫的能力。被吸收的二氧化硫通过氧化后转化二氧化硫的能力。
16、被吸收的二氧化硫通过氧化后转化为可溶性硫酸盐,是海水中大量存在的天然成分。为可溶性硫酸盐,是海水中大量存在的天然成分。 SO SO2 2 + + O O2 2 + 2HCO + 2HCO3 3 SO SO4 42-2- + H + H2 2O +2COO +2CO2 2 海水脱硫工艺海水脱硫工艺 8 7 6 5 4 3 5 0 10 15 20 25 A A B 含含盐盐 35 的的海海水水 清清水水 中中性性 H 2 SO 4 加加 入入 水水 中中 (mg/l) B 酸酸 性性 碱碱 性性 海水和清水中添加硫酸后海水和清水中添加硫酸后pHpH值的变化值的变化 海水脱硫工艺海水脱硫工艺 吸收
17、塔 静电除尘器 烟囱 空气 来自冷凝器的海水 海水瀑气处理 海水入海 海水脱硫工艺海水脱硫工艺 海水脱硫工艺只需要海水和空气,海水作为吸收剂海水脱硫工艺只需要海水和空气,海水作为吸收剂一次性通过脱硫工艺。一次性通过脱硫工艺。 来自冷凝器的海水一部分进入脱硫塔对含硫烟气进来自冷凝器的海水一部分进入脱硫塔对含硫烟气进行清洗吸收二氧化硫,吸收二氧化硫的海水的行清洗吸收二氧化硫,吸收二氧化硫的海水的pHpH值降低值降低到到3 3以下,然后这一部分水与更多的来自冷凝器的海水相以下,然后这一部分水与更多的来自冷凝器的海水相混合,混合后海水的混合,混合后海水的pHpH值被提高到值被提高到4.54.5左右,然
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