國內(nèi)外煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及各種技術(shù)對比ppt課件

1、國內(nèi)外煙氣脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀與各種技術(shù)的利弊黃宇軒洛陽理工學(xué)院環(huán)境工程2021/4/1.國內(nèi)外煙氣脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀與各種技術(shù)的利弊煙氣脫硫技術(shù)開展背景及分類國內(nèi)煙氣脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀國外煙氣脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀煙氣各種脫硫技術(shù)對比.1.煙氣脫硫技術(shù)開展背景及分類 1.1煙氣脫硫技術(shù)開展背景： 近100年來，由于SO2等酸性氣體導(dǎo)致的酸沉降成為舉世矚目的區(qū)域性環(huán)境問題；最近，人們開場關(guān)注由SO2等氣態(tài)污染物在大氣中構(gòu)成的二次微細(xì)粒子，它不僅影響人類安康、大氣能見度，甚至導(dǎo)致全球氣候變化。控制SO2的排放已成為世界各國的共同行動。 .1.煙氣脫硫技術(shù)開展背景及分類 1.2煙氣脫硫技術(shù)發(fā)分類：1按脫硫劑能否

2、循環(huán)分為：丟棄法和再生法。2按漿液形狀分為：濕法、濕干法和干法脫硫。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀 中國能源消費(fèi)量大 ，且以煤為主。1997年我國的SO2排放已到達(dá)23.7 106t，已超越歐美國家，位居世界第一。削減和控制SO2排放，是中國能源和環(huán)保部面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 我國在70年代就開場在電廠進(jìn)展煙氣脫硫的研討任務(wù)，先后進(jìn)展了亞鈉循環(huán)法W-L法、含碘活性炭吸咐法、石灰石-石膏法等半工業(yè)性實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)場中間實(shí)驗(yàn)研討任務(wù)。 進(jìn)入80年代以來，國家電力工業(yè)部門開展了一些較大規(guī)模的煙氣脫硫研討開發(fā)任務(wù)。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀 近年來，我國在煙氣脫硫技術(shù)引進(jìn)任務(wù)方面加大了力度。對目前世界上電廠鍋爐較廣泛

3、采用的脫硫工藝建造了示范工程，這些脫硫工藝主要有：1)石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝2)旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫工藝LSD法3)海水煙氣脫硫工藝4)爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫工藝LIFAC法5)電子束煙氣脫硫工藝EBA6)循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝鍋爐CFB.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.1.石灰石石膏濕法煙氣脫硫2.1.1石灰石石膏濕法煙氣脫硫原理 石灰石石灰石膏濕法煙氣脫硫工藝主要是采用廉價易得的石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。當(dāng)采用石灰作為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處置后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓

4、入的氧化空氣進(jìn)展化學(xué)反響被吸收脫除，最終產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴，加熱器加熱升溫后，由增壓風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排放，脫硫渣石膏可以綜合利用。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.1.2石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝化學(xué)反響原理：1用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，首先生成CaSO3： 石灰石： CaCO3 + SO2 + 0.5H2O CaSO30.5H2O + CO2 石灰： CaO + SO2 + 0.5H2O CaSO30.5H2O2然后CaSO3再被氧化為CaSO4。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.1.3石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝流程.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.1.4石灰石石膏濕法

5、煙氣脫硫?qū)嵗?在我國，重慶珞璜電廠初次引進(jìn)了日本三菱公司的石灰石石膏濕法脫硫工藝、脫硫安裝與兩臺360MW燃煤機(jī)組相配套。機(jī)組燃煤含硫量為4.02%，脫硫安裝入口煙氣二氧化硫濃度為3500ppm，設(shè)計(jì)脫硫效率大于95%。從最近幾年電廠的運(yùn)轉(zhuǎn)情況來看，該工藝的脫硫效率很高，環(huán)境特性很好。不過，設(shè)備存在一定的結(jié)垢景象，防腐方面的研討也有待加強(qiáng)。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.2旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫2.2.1旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫原理 旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫工藝也是目前運(yùn)用較廣的一種煙氣脫硫技術(shù)，其工藝原理是以石灰為脫硫吸收劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔內(nèi)的霧化安裝，在

6、吸收塔內(nèi)，被霧化成細(xì)小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反響生成CaSO3，從而煙氣中的二氧化硫被脫除。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.2.2旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫化學(xué)反響原理： SO2吸收總反響為： Ca(OH)2(s) + SO2(g) + H2O(l) = CaSO32H2O(s) CaSO32H2O(s) + 0.5O2(g) = CaSO42H2O(s).2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.2.3旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫工藝流程.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.2.4旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫?qū)嵗?我國于1984年在四川內(nèi)江白馬電廠建成了第一套旋轉(zhuǎn)噴霧半干法煙氣脫硫小型實(shí)驗(yàn)安裝，處置

7、氣量為3400m3N/hr。于1990年1月在白馬電廠建成了一套中型實(shí)驗(yàn)安裝，處置氣量70000m3N/hr，進(jìn)口SO2濃度3000ppm。經(jīng)延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)考核，Ca/S為1.4時，脫硫率可到達(dá)80%以上。 1993年，日本開場援助山東黃島電廠4號機(jī)組引進(jìn)三菱重工旋轉(zhuǎn)噴霧枯燥脫硫工藝，安裝于1994安裝制造終了，1995年開場試車，處置氣量為30萬m3/h，入口SO2濃度為2000ppm，設(shè)計(jì)效率為70%。該套設(shè)備曾因噴霧枯燥脫硫吸收塔內(nèi)壁出現(xiàn)堆積結(jié)垢而呵斥系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)缺點(diǎn)。經(jīng)過采取降低處置煙氣量等措施，使系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)正常。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.3海水煙氣脫硫2.3.1海水煙氣脫硫原理 海水煙氣

8、脫硫工藝是利用海水的堿度到達(dá)脫除煙氣中的二氧化硫的一種脫硫方法。煙氣經(jīng)除塵器除塵后，由增壓風(fēng)機(jī)送入氣氣換熱器中的熱側(cè)降溫，然后送入吸收塔。在脫硫吸收塔內(nèi)，與來自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的大量海水接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收反響脫除。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.3.2海水煙氣脫硫化學(xué)反響原理： (1) 吸收塔中，煙氣中SO2與海水接觸發(fā)生以下反響：SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 H+ + HSO3- HSO3- H+ + SO32- (2)在曝氣池中，發(fā)生以下反響： SO32- + 0.5O2 SO42- CO32- + H+ HCO3- HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2

9、.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀1.3.3海水煙氣脫硫工藝流程.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.3.4海水煙氣脫硫?qū)嵗?在我國，深圳西部電廠的一臺300MW機(jī)組海水脫硫工藝，得到了國家環(huán)保總局和國家電力公司的同意，作為海水脫硫?qū)嶒?yàn)示范工程開場實(shí)施，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中開展相應(yīng)的跟蹤和實(shí)驗(yàn)研討任務(wù)。目前，該示范工程已投入商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性高。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.4爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫2.4.1爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫原理 爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化工藝簡稱LIFAC工藝是在爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝的根底上在鍋爐尾部增設(shè)了增濕段，以提高脫硫效率。 該工藝多以石灰石粉為吸收劑，石灰石粉由氣力噴入爐膛850-1150溫度

10、區(qū)，石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反響生成亞硫酸鈣。由于反響在氣固兩相之間進(jìn)展，收到傳質(zhì)過程的影響，反響速度較慢，吸收劑利用率較低。在尾部增濕活化反響內(nèi)，增濕水以霧狀噴入，與未反響的氧化鈣接觸生成Ca(OH)2進(jìn)而與煙氣中的二氧化硫反響，進(jìn)而再次脫除二氧化硫。當(dāng)Ca/S為2.5及以上時，系統(tǒng)脫硫率可到達(dá)65%-80%。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.4.2爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫化學(xué)反響原理：CaO + SO2 + 0.5O2 CaSO4 CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + SO2 + 0.5O2 CaSO4 + H2O.1.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.4

11、.3爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫工藝流程.1.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.4.4爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫?qū)嵗?南京下關(guān)發(fā)電廠2125MW機(jī)組全套引進(jìn)芬蘭IVO公司的LIFAC工藝技術(shù)，鍋爐的含硫量為0.92%，設(shè)計(jì)脫硫效率為75%。目前，兩臺脫硫?qū)嶒?yàn)安裝已投入商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及可靠性均較高。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.5電子束煙氣脫硫EBA法2.5.1電子束煙氣脫硫EBA法原理 電子束煙氣脫硫工藝是一種物理方法和化學(xué)方法相結(jié)合的高新技術(shù)。本工藝的流程是由排煙預(yù)除塵、煙氣冷卻、氨的沖入、電子束照射和副產(chǎn)品捕集工序組成。鍋爐所排出的煙氣，經(jīng)過集塵器的粗濾處置之后進(jìn)入冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)放射冷卻水，將煙氣冷卻

12、到適宜于脫硫、脫硝處置的溫度約70。煙氣的露點(diǎn)通常約為50，被放射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內(nèi)完全得到蒸發(fā)，因此，不產(chǎn)生任何廢水。經(jīng)過冷卻塔后的煙氣流進(jìn)反響器，在反響器進(jìn)口處將一定的氨氣、緊縮空氣和軟水混合噴入，參與氨的量取決于SOx和NOx濃度，經(jīng)過電子束照射后，SOx和NOx在自在基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸與共存的氨進(jìn)展中和反響，生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀 2.5.2電子束煙氣脫硫EBA法化學(xué)反響原理： 煙氣中的SO2與因電子束照射而生成的游離基進(jìn)展反響，氧化成H2SO4: SO2 +HO HOSO2 HOSO2 + HO H2SO4 S

13、O2 +O SO3 SO3 +H2O H2SO4.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.5.3電子束煙氣脫硫EBA法工藝流程.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.5.4電子束煙氣脫硫EBA法實(shí)例 成都熱電廠和日本荏原制造所協(xié)作建造了的電子束脫硫工藝安裝，該安裝的處置煙氣量為30萬m3/h，二氧化硫的濃度為5148mg/m3，設(shè)計(jì)脫硫率為80%。目前，該工藝安裝已投入運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性及設(shè)備情況均較佳。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.6循環(huán)流化床鍋爐脫硫2.6.1循環(huán)流化床鍋爐脫硫原理 循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝是近年來迅速開展起來的一種新型煤熄滅脫硫技術(shù)。其原理是燃料和作為吸收劑的石灰石粉送入熄滅室中部送入，氣流使燃

14、料顆粒、石灰石粉和灰一同在循環(huán)流化床劇烈擾動并充溢熄滅室，石灰石粉在熄滅室內(nèi)裂解成氧化鈣，氧化鈣和二氧化硫結(jié)合成亞硫酸鈣，鍋爐熄滅室溫度控制在850左右，以實(shí)現(xiàn)反響最正確。.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.6.2循環(huán)流化床鍋爐脫硫化學(xué)反響原理： 主要化學(xué)反響： CaO + SO2 + 2H2O CaSO32H2O CaSO32H2O+0.5O2 CaSO42H2O(石膏) 同時，也可脫除煙氣中的HCl和HF等酸性氣體，反響為： CaO + 2HCl CaCl2 + H2O CaO + 2HF CaF2 + H2O.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀2.6.3循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝流程.2.國內(nèi)脫硫技術(shù)開展現(xiàn)

15、狀2.6.4循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝實(shí)例 四川內(nèi)江高壩電廠引進(jìn)了芬蘭的410t/hr循環(huán)流化床鍋爐，目前已投入了運(yùn)轉(zhuǎn)。.3.國外脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀 世界各國研討開發(fā)和商業(yè)運(yùn)用的煙氣脫硫技術(shù)估計(jì)超越200種。按脫硫產(chǎn)物能否回收，煙氣脫硫可分為丟棄法和再生回收法，前者脫硫混合物直接排放，后者將脫硫副產(chǎn)物以硫酸或硫磺等方式回收。按脫硫產(chǎn)物的干濕形狀，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法工藝。.3.國外脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀3.1濕法煙氣脫硫工藝 濕法煙氣脫硫工藝絕大多數(shù)采用堿性漿液或溶液作吸收劑，其中石灰石或石灰為吸收劑的強(qiáng)迫氧化濕式脫硫方式是目前運(yùn)用最廣泛的脫硫技術(shù)。石灰石或石灰洗滌劑與煙氣中SO2反響，反響

16、產(chǎn)物硫酸鈣在洗滌液中沉淀下來，經(jīng)分別后即可丟棄，也可以石膏方式回收。目前的系統(tǒng)大多數(shù)采用了大處置量洗滌塔，300MW機(jī)組可用一個吸收塔，從而節(jié)省了投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性已達(dá)99%以上，經(jīng)過添加有機(jī)酸可使脫硫效率提高到95%以上。其它濕式脫硫工藝包括用鈉基、鎂基、海水和氨作吸收劑，普通用于小型電廠和工業(yè)鍋爐。以海水為吸收劑的工藝具有構(gòu)造簡單、不用投加化學(xué)品、投資小和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等特點(diǎn)。氨洗滌法可達(dá)很高的脫硫效率，副產(chǎn)物硫酸銨和硝酸銨是可出賣的化肥。.3.國外脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀3.2半干法煙氣脫硫工藝 噴霧枯燥法屬于半干法脫硫工藝。該工藝于70年代初至中期開發(fā)勝利，第一臺電站噴霧枯燥脫硫安裝

17、于1980年在美國北方電網(wǎng)的河濱電站投入運(yùn)轉(zhuǎn)，以后該技術(shù)在美國和歐洲的燃煤電站實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。該法利用石灰漿液作吸收劑，以細(xì)霧滴噴入反響器，與SO2邊反響邊枯燥，在反響器出口，隨著水分蒸發(fā)，構(gòu)成了干的顆?；旌衔?。該副產(chǎn)物是硫酸鈣、硫酸鹽、飛灰及未反響的石灰組成的混合物。噴霧枯燥技術(shù)在燃用低硫和中硫煤的中小容量機(jī)組上運(yùn)用較多。當(dāng)用于高硫煤時石灰漿液需求高度濃縮，因此帶來了一系列技術(shù)問題，同時由于石灰脫硫劑的本錢較高，也影響了其經(jīng)濟(jì)性。但是近年來，燃用高硫煤的機(jī)組運(yùn)用常規(guī)旋轉(zhuǎn)噴霧技術(shù)的比例有所添加。噴霧枯燥法可脫除70-95%的SO2，并有能夠提高到98%，但副產(chǎn)物的處置和利用不斷是個難題。.3.國

18、外脫硫技術(shù)開展現(xiàn)狀3.3干法脫硫工藝干法脫硫工藝主要是噴吸收劑工藝。按所用吸收劑不同可分為鈣基和鈉基工藝，吸收劑可以干態(tài)、潮濕態(tài)或漿液噴入。噴入部位可以為爐膛、省煤器和煙道。當(dāng)鈣硫比為2時，干法工藝的脫硫效率可達(dá)50-70%，鈣利用率達(dá)50%。這種方法較適宜老電廠改造，由于在電廠排煙流程中不需求添加什么設(shè)備，就能到達(dá)脫硫目的。.4.煙氣各種脫硫技術(shù)對比 3.1簡易濕法/干法脫硫技術(shù)：濕法技術(shù)包括簡易石灰石-石膏和水膜除塵器簡易脫硫工藝兩大類，普通可達(dá)60-70%脫硫效率，同時它們投資小、占地面積小，尤其后者適用于老機(jī)組的改造。干法主要是指煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝。該工藝系統(tǒng)簡單可靠性好、脫硫效率高可與濕法相當(dāng)、鍋爐負(fù)荷變化時常規(guī)CFB系統(tǒng)仍能正常任務(wù)、占地面積小，特別適用老機(jī)組的改造，脫硫副產(chǎn)品不會呵斥二次污染。3.2吸收劑放射脫硫：吸收劑放射脫硫技術(shù)按放射位置可分為爐內(nèi)放射、省煤器放射和煙道放射包括噴吸收劑并增濕和煙道噴漿，以及這些工藝的組合。這類工藝