国内外烟气脱硫技术发展现状及各种技术对比概要课件.ppt
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1、国内外烟气脱硫技术发展现状与国内外烟气脱硫技术发展现状与各种技术的利弊各种技术的利弊黃宇軒黃宇軒洛阳理工学院环境工程洛阳理工学院环境工程2013/4/1国内外烟气脱硫技术发展现状与国内外烟气脱硫技术发展现状与各种技术的利弊各种技术的利弊1.烟气脱硫技术发展背景及分类烟气脱硫技术发展背景及分类2.国内烟气脱硫技术发展现状国内烟气脱硫技术发展现状3.国外烟气脱硫技术发展现状国外烟气脱硫技术发展现状4.烟气各种脱硫技术对比烟气各种脱硫技术对比1.烟气脱硫技术发展背景及分类烟气脱硫技术发展背景及分类 1.1烟气脱硫技术发展背景:烟气脱硫技术发展背景:近近100年来,由于年来,由于SO2等酸性气体导致等
2、酸性气体导致的酸沉降成为举世瞩目的区域性环境问题;的酸沉降成为举世瞩目的区域性环境问题;最近,人们开始关注由最近,人们开始关注由SO2等气态污染物在等气态污染物在大气中形成的二次微细粒子,它不仅影响大气中形成的二次微细粒子,它不仅影响人类健康、大气能见度,甚至导致全球气人类健康、大气能见度,甚至导致全球气候变化。控制候变化。控制SO2的排放已成为世界各国的的排放已成为世界各国的共同行动。共同行动。1.烟气脱硫技术发展背景及分类烟气脱硫技术发展背景及分类 1.2烟气脱硫技术发分类:烟气脱硫技术发分类:(1)按脱硫剂是否循环分为:抛弃法和再生法。(2)按浆液状态分为:湿法、湿干法和干法脱硫。2.国
3、内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状 中国能源消费量大中国能源消费量大,且以煤为主。,且以煤为主。1997年我国的年我国的SO2排放已达到排放已达到23.7 106t,已,已超过欧美国家,位居世界第一。削减和控制超过欧美国家,位居世界第一。削减和控制SO2排放,是中国能源和环保部面临的严峻挑排放,是中国能源和环保部面临的严峻挑战。战。我国在我国在70年代就开始在电厂进行烟气脱年代就开始在电厂进行烟气脱硫的研究工作,先后进行了亚钠循环法(硫的研究工作,先后进行了亚钠循环法(W-L法)、含碘活性炭吸咐法、石灰石法)、含碘活性炭吸咐法、石灰石-石膏法石膏法等半工业性试验或现场中间试验研究工作。等半
4、工业性试验或现场中间试验研究工作。进入进入80年代以来,年代以来,国家国家电力工业部门开电力工业部门开展了一些较大规模的烟气脱硫研究开发工作。展了一些较大规模的烟气脱硫研究开发工作。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状 近年来,我国在烟气脱硫技术引进工作方面近年来,我国在烟气脱硫技术引进工作方面加大了力度。对目前世界上电厂锅炉较广泛采用的加大了力度。对目前世界上电厂锅炉较广泛采用的脱硫工艺建造了示范工程,这些脱硫工艺主要有:脱硫工艺建造了示范工程,这些脱硫工艺主要有:1)石灰石石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺石膏湿法烟气脱硫工艺2)旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺(旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺(LS
5、D法)法)3)海水烟气脱硫工艺海水烟气脱硫工艺4)炉内喷钙尾部增湿炉内喷钙尾部增湿脱硫脱硫工艺(工艺(LIFAC法)法)5)电子束烟气脱硫工艺(电子束烟气脱硫工艺(EBA)6)循环流化床锅炉脱硫工艺(锅炉循环流化床锅炉脱硫工艺(锅炉CFB)2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.1.石灰石石灰石石膏湿法烟气脱硫石膏湿法烟气脱硫2.1.1石灰石石灰石石膏湿法烟气脱硫石膏湿法烟气脱硫原理原理 石灰石(石灰)石灰石(石灰)石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,石灰石经破碎廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与
6、水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰作为磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰作为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收脱除,最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾吸收脱除,最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴,加热器加热升温后,由增压风机经烟囱排放,器除去雾滴,加热器加热升温后,由增压风机经烟囱排放,脱硫渣石
7、膏可以综合利用。脱硫渣石膏可以综合利用。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.1.2石灰石石灰石石膏湿法烟气脱硫石膏湿法烟气脱硫工艺化学反工艺化学反应原理:应原理:(1)用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2,首先生成CaSO3:石灰石:CaCO3+SO2 +0.5H2O CaSO30.5H2O+CO2 石灰:CaO+SO2+0.5H2O CaSO30.5H2O(2)然后CaSO3再被氧化为CaSO4。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.1.3石灰石石灰石石膏湿法烟气脱硫石膏湿法烟气脱硫工艺流程工艺流程2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.1.4石灰石石灰石石膏湿
8、法烟气脱硫石膏湿法烟气脱硫实例实例 在我国在我国,重庆珞璜电厂首次引进了日本三菱公司的石重庆珞璜电厂首次引进了日本三菱公司的石灰石灰石石膏湿法脱硫工艺石膏湿法脱硫工艺、脱硫装置与两台脱硫装置与两台360MW燃煤燃煤机组相配套。机组燃煤含硫量为机组相配套。机组燃煤含硫量为4.02%,脱硫装置入口烟,脱硫装置入口烟气二氧化硫浓度为气二氧化硫浓度为3500ppm,设计脱硫效率大于,设计脱硫效率大于95%。从。从最近几年电厂的运行情况来看,该工艺的脱硫效率很高,最近几年电厂的运行情况来看,该工艺的脱硫效率很高,环境特性很好。不过,设备存在一定的结垢现象,防腐方环境特性很好。不过,设备存在一定的结垢现象
9、,防腐方面的研究也有待加强。面的研究也有待加强。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.2旋转喷雾半干法烟气脱硫旋转喷雾半干法烟气脱硫2.2.1旋转喷雾半干法烟气脱硫旋转喷雾半干法烟气脱硫原理原理 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺也是目前应用较广的旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺也是目前应用较广的一种烟气脱硫技术,其工艺原理是以石灰为脱硫吸收剂,一种烟气脱硫技术,其工艺原理是以石灰为脱硫吸收剂,石灰经消化并加水制成消石灰乳,消石灰乳由泵打入位于石灰经消化并加水制成消石灰乳,消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收塔内的雾化装置,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂
10、与烟气混合接触,与烟气中的二氧化硫发生化学反吸收剂与烟气混合接触,与烟气中的二氧化硫发生化学反应生成应生成CaSO3,从而从而烟气中的二氧化硫被脱除。烟气中的二氧化硫被脱除。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.2.2旋转喷雾半干法烟气脱硫旋转喷雾半干法烟气脱硫化学反应原理:化学反应原理:SO2吸收总反应为:Ca(OH)2(s)+SO2(g)+H2O(l)=CaSO32H2O(s)CaSO32H2O(s)+0.5O2(g)=CaSO42H2O(s)2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.2.3旋转喷雾半干法烟气脱硫旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺流程工艺流程2.国内脱硫技术发展现状
11、国内脱硫技术发展现状2.2.4旋转喷雾半干法烟气脱硫旋转喷雾半干法烟气脱硫实例实例 我国于我国于1984年在四川内江白马电厂建成了第一套旋年在四川内江白马电厂建成了第一套旋转喷雾半干法烟气脱硫小型试验装置,处理气量为转喷雾半干法烟气脱硫小型试验装置,处理气量为3400m3N/hr。于。于1990年年1月在白马电厂建成了一套中型试月在白马电厂建成了一套中型试验装置,处理气量验装置,处理气量70000m3N/hr,进口,进口SO2浓度浓度3000ppm。经连续运行考核,经连续运行考核,Ca/S为为1.4时,脱硫率可达到时,脱硫率可达到80%以上。以上。1993年,日本开始援助山东黄岛电厂年,日本开
12、始援助山东黄岛电厂4号机组引进三号机组引进三菱重工旋转喷雾干燥脱硫工艺,装置于菱重工旋转喷雾干燥脱硫工艺,装置于1994安装制造完毕,安装制造完毕,1995年开始试车,处理气量为年开始试车,处理气量为30万万m3/h,入口,入口SO2浓度为浓度为2000ppm,设计效率为,设计效率为70%。该套设备曾因喷雾干燥脱硫。该套设备曾因喷雾干燥脱硫吸收塔内壁出现沉积结垢而造成系统运行故障。通过采取吸收塔内壁出现沉积结垢而造成系统运行故障。通过采取降低处理烟气量等措施,使系统运行恢复正常。降低处理烟气量等措施,使系统运行恢复正常。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.3海水烟气脱硫海水烟气脱硫
13、2.3.1海水烟气脱硫海水烟气脱硫原理原理 海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中的二氧化硫的一种脱硫方法。烟气经除尘器除尘后,由中的二氧化硫的一种脱硫方法。烟气经除尘器除尘后,由增压风机送入气增压风机送入气气换热器中的热侧降温,然后送入吸收气换热器中的热侧降温,然后送入吸收塔。在脱硫吸收塔内,与来自循环冷却系统的大量海水接塔。在脱硫吸收塔内,与来自循环冷却系统的大量海水接触,烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除。触,烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.3.2海水烟气脱硫海水烟气脱硫化学反应原理:化学反应
14、原理:(1)吸收塔中,烟气中SO2与海水接触发生以下反应:SO2+H2O H2SO3 H2SO3 H+HSO3-HSO3-H+SO32-(2)在曝气池中,发生以下反应:SO32-+0.5O2 SO42-CO32-+H+HCO3-HCO3-+H+H2CO3 H2O+CO2 2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状1.3.3海水烟气脱硫海水烟气脱硫工艺流程工艺流程2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.3.4海水烟气脱硫海水烟气脱硫实例实例 在我国,深圳西部电厂的一台在我国,深圳西部电厂的一台300MW机组海水脱硫机组海水脱硫工艺,得到了国家环保总局和国家电力公司的批准,作为工艺,得到
15、了国家环保总局和国家电力公司的批准,作为海水脱硫试验示范项目开始实施,在运行过程中开展相应海水脱硫试验示范项目开始实施,在运行过程中开展相应的跟踪和试验研究工作。目前,该示范工程已投入商业运的跟踪和试验研究工作。目前,该示范工程已投入商业运行,运行的可靠性高。行,运行的可靠性高。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.4炉内喷钙尾部增湿炉内喷钙尾部增湿脱硫脱硫2.4.1炉内喷钙尾部增湿脱硫炉内喷钙尾部增湿脱硫原理原理 炉内喷钙加尾部增湿活化工艺(简称炉内喷钙加尾部增湿活化工艺(简称LIFAC工艺)是工艺)是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段,在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅
16、炉尾部增设了增湿段,以提高脱硫效率。以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂,石灰石粉由气力喷入该工艺多以石灰石粉为吸收剂,石灰石粉由气力喷入炉膛炉膛850-1150温度区,石灰石受热分解为氧化钙和二氧温度区,石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由化碳,氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行,收到传质过程的影响,反应于反应在气固两相之间进行,收到传质过程的影响,反应速度较慢,吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应内,速度较慢,吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应内,增湿水以雾状喷入,与未反应的氧化钙接触生成增湿水以雾状喷入,
17、与未反应的氧化钙接触生成Ca(OH)2进而与烟气中的二氧化硫反应,进而再次脱除二氧化硫。进而与烟气中的二氧化硫反应,进而再次脱除二氧化硫。当当Ca/S为为2.5及以上时,系统脱硫率可达到及以上时,系统脱硫率可达到65%-80%。2.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.4.2炉内喷钙尾部增湿脱硫炉内喷钙尾部增湿脱硫化学反应原理:化学反应原理:CaO+SO2+0.5O2 CaSO4 CaO+H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2+SO2+0.5O2 CaSO4+H2O1.国内脱硫技术发展现状国内脱硫技术发展现状2.4.3炉内喷钙尾部增湿脱硫炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺流程工艺流程1.国内脱硫技
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