火電廠脫硫系統(tǒng)及脫硝技術(shù)介紹演示文稿

火電廠脫硫系統(tǒng)及脫硝技術(shù)介紹演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共40頁(yè)。脫硫的基本方法與種類采用洗煤等技術(shù)對(duì)煤進(jìn)行洗選，將煤中大部分的可燃無(wú)機(jī)硫洗去，降低燃煤的含硫量，從而達(dá)到減少污染的目的。

燃燒前脫硫燃燒中脫硫燃燒后脫硫在煤粉燃燒的過(guò)程中同時(shí)投入一定量的脫硫劑，在燃燒時(shí)脫硫劑將二氧化硫脫除。典型的技術(shù)是循環(huán)流化床技術(shù)。在煙道處加裝脫硫設(shè)備，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫的方法。典型的技術(shù)有石灰石-石膏法，噴霧干燥法，電子束法，氨法等。當(dāng)前2頁(yè)，總共40頁(yè)。石灰石石膏濕法煙氣脫硫的優(yōu)點(diǎn)脫硫效率高，一般可達(dá)95％以上，鈣的利用率高可達(dá)90%以上；單機(jī)煙氣處理量大，可與大型鍋爐單元匹配；對(duì)煤種的適應(yīng)性好，煙氣脫硫的過(guò)程在鍋爐尾部煙道以后，是獨(dú)立的島不會(huì)干擾鍋爐的燃燒，不會(huì)對(duì)鍋爐機(jī)組的熱效率、利用率產(chǎn)生任何影響；石灰石作為脫硫吸收劑其來(lái)源廣泛且價(jià)格低廉，便于就地取材；副產(chǎn)品石膏經(jīng)脫水后即可回收，具有較高的綜合利用價(jià)值。

目前常見(jiàn)的濕法煙氣脫硫有：石灰石/石灰—石膏法、鈉洗法、及氧化鎂法等。

當(dāng)前3頁(yè)，總共40頁(yè)。濕式脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)介從鍋爐出來(lái)的原煙氣流經(jīng)煙氣換熱器(降溫)，進(jìn)入FGD(即FlueGasDesulfuration—煙氣脫硫裝置）吸收塔，在吸收塔里面與磨細(xì)的石灰石常溶液接觸進(jìn)行復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程將SO2的脫除，生成以石膏為主的產(chǎn)物，凈化的煙氣再經(jīng)煙氣換熱器(升溫)后排大氣。石灰石漿液持續(xù)送入吸收塔，經(jīng)反應(yīng)后的漿液達(dá)到一定的密度后經(jīng)脫水系統(tǒng)持續(xù)排出石膏晶體。脫水處理后的低濃度漿液進(jìn)行回收利用。當(dāng)前4頁(yè)，總共40頁(yè)。脫硫工藝流程圖當(dāng)前5頁(yè)，總共40頁(yè)。煙氣系統(tǒng)吸收系統(tǒng)石灰石漿液制備系統(tǒng)電氣與監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)事故漿液及排放系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)石膏脫水及儲(chǔ)存系統(tǒng)公用系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)構(gòu)成當(dāng)前6頁(yè)，總共40頁(yè)。石灰石漿液制備系統(tǒng)制備并為吸收塔提供滿足要求的石灰石漿液。石灰石漿液制備系統(tǒng)的主要設(shè)備包括石灰石儲(chǔ)倉(cāng)、球磨機(jī)、石灰石漿液罐、漿液泵等。返回當(dāng)前7頁(yè)，總共40頁(yè)。煙氣系統(tǒng)為脫硫運(yùn)行提供煙氣通道，進(jìn)行煙氣脫硫裝置的投入和切除，降低吸收塔人口的煙溫和提升凈化煙氣的排煙溫度。煙氣系統(tǒng)的主要設(shè)備包括煙道擋板、煙氣換熱器、脫硫(增壓)風(fēng)機(jī)等。返回當(dāng)前8頁(yè)，總共40頁(yè)。SO2吸收系統(tǒng)通過(guò)石灰石漿液吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸產(chǎn)物，氧化空氣將其氧化，并以石膏的形式結(jié)晶析出。同時(shí)，由除霧器將煙氣中的液滴除去。SO2吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備包括吸收塔、石灰石漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、除霧器等。反應(yīng)總方程式：

CaCO3+SO2+1/2O2+2H2OCaSO4?2H2O+CO2返回吸收塔結(jié)構(gòu)圖當(dāng)前9頁(yè)，總共40頁(yè)。石膏脫水及儲(chǔ)存系統(tǒng)將來(lái)自吸收塔的石膏漿液濃縮、脫水，生產(chǎn)副產(chǎn)品石膏，儲(chǔ)存和外運(yùn)。石膏脫水及儲(chǔ)存系統(tǒng)的主要設(shè)備包括石膏漿液排出泵、石膏漿液箱、石膏漿液泵、水力旋流器、真空皮帶脫水機(jī)、石膏儲(chǔ)倉(cāng)等。返回當(dāng)前10頁(yè)，總共40頁(yè)。廢水處理系統(tǒng)處理脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水(正常情況下主要是石膏脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水)，以滿足排放要求。系統(tǒng)的主要設(shè)備包括氫氧化鈣制備和加藥設(shè)備、澄清池、絮凝劑加藥設(shè)備、過(guò)濾水箱、廢水中和箱、絮凝箱、沉降箱、澄清器等。返回當(dāng)前11頁(yè)，總共40頁(yè)。公用系統(tǒng)為脫硫系統(tǒng)提供各類用水和控制用氣。公用系統(tǒng)的主要設(shè)備包括工藝水箱、工藝水泵、壓縮空氣系統(tǒng)等。返回當(dāng)前12頁(yè)，總共40頁(yè)。事故漿液排放系統(tǒng)包括事故儲(chǔ)罐系統(tǒng)和地坑系統(tǒng)，用于儲(chǔ)存FGD裝置大修或發(fā)生故障時(shí)由FGD裝置排出的漿液。事故漿液排放系統(tǒng)主要設(shè)備包括事故漿液儲(chǔ)罐、地坑、攪拌器和漿液泵。返回當(dāng)前13頁(yè)，總共40頁(yè)。電氣與監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)主要由電氣系統(tǒng)、監(jiān)控與調(diào)節(jié)系統(tǒng)和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)等構(gòu)成，其主要功能是為系統(tǒng)提供動(dòng)力和控制用電；通過(guò)DCS系統(tǒng)控制全系統(tǒng)的啟停、運(yùn)行工況調(diào)整、聯(lián)鎖保護(hù)、異常情況報(bào)警和緊急事故處理；通過(guò)在線儀表監(jiān)測(cè)和采集各項(xiàng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，還可以完成經(jīng)濟(jì)分析和生產(chǎn)報(bào)表。電氣與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要設(shè)備包括和各類電氣設(shè)備、控制設(shè)備及在線儀表等。返回當(dāng)前14頁(yè)，總共40頁(yè)。脫硫區(qū)域的設(shè)備布置當(dāng)前15頁(yè)，總共40頁(yè)。設(shè)計(jì)原則說(shuō)明FGD工藝系統(tǒng)主要由石灰石漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、排空及漿液拋棄系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、石膏儲(chǔ)存系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、雜用壓縮空氣系統(tǒng)等組成。工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則包括:（1）脫硫工藝采用濕式石灰石—石膏濕法。（2）脫硫裝置采用一爐一塔，每套脫硫裝置的煙氣處理能力為一臺(tái)鍋爐100%BMCR工況時(shí)的煙氣量，石灰石漿液制備和石膏脫水為兩套脫硫裝置公用。脫硫效率按不小于96%設(shè)計(jì)。（3）吸收劑制漿方式采用廠外來(lái)石灰石塊，在電廠脫硫島內(nèi)吸收劑制備車間采用濕式磨機(jī)制成漿液。當(dāng)前16頁(yè)，總共40頁(yè)。（4）脫硫副產(chǎn)品—石膏脫水后含濕量<10%，為綜合利用提供條件。當(dāng)真空皮帶脫水機(jī)故障或脫硫石膏綜合利用有困難時(shí)，石膏漿液可部分或全部拋棄至灰場(chǎng)。（5）脫硫系統(tǒng)排放的煙氣不會(huì)對(duì)煙囪造成腐蝕、積水等不利影響。（6）脫硫設(shè)備年利用小時(shí)按5500小時(shí)考慮。（7）FGD裝置可用率不小于95%。（8）FGD裝置服務(wù)壽命為30年。當(dāng)前17頁(yè)，總共40頁(yè)。吸收塔結(jié)構(gòu)圖返回當(dāng)前18頁(yè)，總共40頁(yè)。思考題目1.說(shuō)出脫硫系統(tǒng)的構(gòu)成。2.寫(xiě)出石灰石及石膏的分子式。3.說(shuō)出石灰石漿液制備系統(tǒng)的作用。當(dāng)前19頁(yè)，總共40頁(yè)。煙氣脫硝（氮）技術(shù)當(dāng)前20頁(yè)，總共40頁(yè)。煙氣脫硝（氮）技術(shù)1、干法煙氣脫氮技術(shù)（1）選擇性催化還原法(SCR法)（2）非選擇性催化還原法(NSCR法)（3）選擇性非催化還原法(SNCR法)2、濕法煙氣脫氮技術(shù)當(dāng)前21頁(yè)，總共40頁(yè)。煙氣脫氮是用反應(yīng)吸收劑與煙氣接觸，以除去或減少煙氣中的NOx的工藝過(guò)程，亦稱為煙氣脫硝。無(wú)論從技術(shù)的難度、系統(tǒng)的復(fù)雜程度，還是投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等方面，煙氣脫氮均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煙氣脫硫，使煙氣脫氮技術(shù)在燃煤電站鍋?zhàn)o(hù)煙氣凈化上的應(yīng)用和推廣受到很大的影響和限制，加之世界各國(guó)對(duì)NOx的排放限制尚不如對(duì)SO2的排放限制得那么嚴(yán)格，因此，目前煙氣脫氮裝置在火電廠的應(yīng)用也少得多，技術(shù)和裝置也欠成熟，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用居高不下。目前，已經(jīng)研制和開(kāi)發(fā)的煙氣脫氮工藝有50余種，大致可歸納為干法煙氣脫氮和濕法煙氣脫氮兩大類煙氣脫硝（氮）技術(shù)當(dāng)前22頁(yè)，總共40頁(yè)。特征：用氣態(tài)反應(yīng)劑使煙氣中的NOx還原為N2和H2O。主要有選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法和選擇性無(wú)催化還原法，其中選擇性催化還原法被采用的較多。其他干法脫氮技術(shù)還有氧化銅法、活性炭法等。特點(diǎn)：反應(yīng)物質(zhì)是干態(tài)，多數(shù)工藝需要采用催化劑，并要求在較高溫度下進(jìn)行。該類煙氣處理工藝不會(huì)引起煙氣溫度的顯著下降，無(wú)須煙氣再加熱系統(tǒng)。干法煙氣脫氮技術(shù)當(dāng)前23頁(yè)，總共40頁(yè)。（1）選擇性催化還原法(SCR法)用氨(NH3)作為還原劑，在催化劑的存在下．將煙氣中的NOx還原成N2，脫氮率可達(dá)90％以上根據(jù)所采用的催化劑的不同，其適宜的反應(yīng)溫度范圍也不同，一般為300~340℃。由于所采用的還原劑NH3只與煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，而一般不與煙氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，所以，將這類有選擇性的化學(xué)反應(yīng)稱為選擇性催化還原法。當(dāng)前24頁(yè)，總共40頁(yè)?；驹恚址Q噴氨法，向爐膛噴氨基還原劑（氨或尿素等），在一定條件下將NOx轉(zhuǎn)化為N2和H2O，降低NOx的排放。氨法尿素法當(dāng)前25頁(yè)，總共40頁(yè)。用甲烷CH4、CO或H2等作為還原劑，在煙溫550~800℃范圍內(nèi)及催化劑的作用下，將NOx還原成N2。但是這類還原劑除了與煙氣中的NOx反應(yīng)以外，還與煙氣中的殘余氧反應(yīng)，生成水或二氧化碳，因此，還原劑的消耗量比選樣性催化還原法高出4~5倍。另外，該反應(yīng)要放出熱量使煙氣溫度上升。這兩種還原NOx的方法均以催化反應(yīng)為主要特征，因此，都需要在煙道的合適位置設(shè)置催化反應(yīng)器，系統(tǒng)比較復(fù)雜。（2）非選擇性催化還原法(NSCR法)當(dāng)前26頁(yè)，總共40頁(yè)。在不采用催化劑的條件下，將氨作為還原劑還原NOx的反應(yīng)只能在950~1100℃這一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，因此，需將氨氣噴射注入爐膛出口區(qū)域相應(yīng)溫度范圍內(nèi)的煙氣中，將NOx還原為N2利H2O。也稱為高溫非催化還原法或爐膛噴氨脫氮法。如果加入添加劑(比如氫)，可以擴(kuò)大其反應(yīng)溫度的范圍。當(dāng)以尿素(H4N2CO)為還原劑時(shí)，脫氮效果與氨相當(dāng)，但其運(yùn)輸和使用比NH3安全方便。但是采用尿素作還原劑時(shí)，可能會(huì)有N2O生成。（3）選擇性非催化還原法(SNCR法)當(dāng)前27頁(yè)，總共40頁(yè)。這類脫氮方法的脫氮效率為40％—60％，而且對(duì)反應(yīng)所處的溫度范圍很敏感，高于1100℃時(shí)，NH3會(huì)與O2反應(yīng)生成NO，反而造成NOx的排放量增加；低于700℃，則反應(yīng)速率下降，會(huì)造成未反應(yīng)的氨氣隨煙氣進(jìn)入下游煙道，這部分氨氣會(huì)與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)生成硫酸銨。在較高溫度下，硫酸銨呈酸性，很容易造成空氣預(yù)熱器的堵塞并存在腐蝕現(xiàn)象，另外，也使排入大氣中的氨量顯著增加，造成環(huán)境污染。為了適應(yīng)電站鍋爐的負(fù)荷變化而造成爐膛內(nèi)煙氣溫度的變化，需要在爐膛上部沿高度開(kāi)設(shè)多層氨氣噴射口，以使氨氣在不同的負(fù)荷工況下均能噴入所要求的溫度范圍的煙氣中。該法的主要特點(diǎn)是無(wú)需采用催化反應(yīng)器，系統(tǒng)簡(jiǎn)單。當(dāng)前28頁(yè)，總共40頁(yè)。－催化劑一般使用TiO2為載體的V2O5/WO3及MoO3等金屬氧化物。－載體：TiO2

、活性炭或沸石等多孔介質(zhì)。－布置位置：除塵器前、除塵器后發(fā)展方向－改善反應(yīng)器的反應(yīng)條件：控制NH3濃度與泄漏－完善催化劑性能－尋找中低溫工況下具有高活性的催化劑當(dāng)前29頁(yè)，總共40頁(yè)。選擇性催化還原NOx工藝目前，已經(jīng)在火力發(fā)電廠采用的煙氣脫氮技術(shù)主要是前述的三種干法脫氮技術(shù)，其中采用最多的主流工藝是選擇性催化還原法。該法脫氮效率高，無(wú)需排水處理，無(wú)副產(chǎn)品，但脫氮裝置的運(yùn)行成本很高，系統(tǒng)復(fù)雜，煙氣側(cè)的阻力會(huì)增加。當(dāng)前30頁(yè)，總共40頁(yè)?；瘜W(xué)反應(yīng)原理以上各個(gè)反應(yīng)均需在催化條件下才能達(dá)到所要求的反應(yīng)速度當(dāng)前31頁(yè)，總共40頁(yè)。（2）選擇性催化還原法的系統(tǒng)組成和布置主要由催化反應(yīng)器、催化組件和氨儲(chǔ)存及噴射系統(tǒng)組成。當(dāng)采用不同的催化劑來(lái)催化NH3和NOx的還原反應(yīng)時(shí)，其適應(yīng)的反應(yīng)溫度范圍也不同。在應(yīng)用于電站鍋爐時(shí)，為了適應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的最佳煙溫范圍，催化反應(yīng)器需布置在鍋爐尾部的不同位置。當(dāng)前32頁(yè)，總共40頁(yè)。NOx選擇性催化還原反應(yīng)器當(dāng)前33頁(yè)，總共40頁(yè)。A、350℃的溫度區(qū)間（省煤器出口和空氣預(yù)熱器進(jìn)口之間)這一布置方案的溫度范圍適合于多數(shù)催化劑的反應(yīng)溫度，因此，被采用得較為廣泛。主要問(wèn)題：存在煙氣中的飛灰對(duì)催比劑的污染、腐蝕、磨損和堵塞，需要選擇高活性的催化劑，合理布置催化元件，減輕腐蝕和磨損。另一個(gè)問(wèn)題是煙氣中SO2的存在對(duì)脫氮設(shè)備的運(yùn)行所產(chǎn)生的不利影響。省煤器出口煙氣中的SO2的濃度，對(duì)選擇性催化還原工藝的運(yùn)行存在一個(gè)溫度下限，在這一溫度以下，氨與煙氣中的SO2將形成酸性硫酸銨、這一反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)對(duì)催化劑造成堵塞，使其失效。這一溫度下限隨采用的催化劑的不同而不同，采用鉑作為催化劑時(shí)，溫度下限為225—250℃，采用銅、鉻等催化劑時(shí)為350℃以下。當(dāng)前34頁(yè)，總共40頁(yè)。在這種布置方式下，脫氮裝置的催化劑基本是在無(wú)塵、無(wú)SO2的干凈煙氣條件下工作，可以防止催化劑的中毒和避免催化反應(yīng)器的堵塞、腐蝕，基本不存在催化劑的污染和失效，催化劑的工作壽命可以大大增加。但是，由于脫硫后的煙氣溫度僅為50℃左右，因此，在煙氣進(jìn)入脫氮催化反應(yīng)器之的．必須采取利用外來(lái)熱源加熱煙氣的方法，將煙溫提升到所需的反應(yīng)溫度。顯然，這將使系統(tǒng)更加復(fù)雜，并影響系統(tǒng)的綜合效率。B、布置在煙氣脫硫裝置后當(dāng)前35頁(yè)，總共40頁(yè)。(3)催化劑和催化反應(yīng)器的形式選擇性催化還原法使用的催化劑是用Al2O3，或鈦?zhàn)鳛檩d體，通常制成板狀、蜂窩狀的催化元件，在其表面上沉積鉑、鈀、銠等貴重金屬(約占催化元件總質(zhì)量的0.5％)，再將催化元件制成催化劑組件，組件排列在催化反應(yīng)器的框架內(nèi)，構(gòu)成催化劑層。銅、釩、鉻、錳、鋅、鐵、鈰等金屬氧化物也可作為催化劑，這類催化劑的反應(yīng)溫度為300~400℃，但活性比鉑、鈀、銠等貴重金屬低。催化劑還可以制成顆粒狀等，以顆粒固定床形式充填在催化反應(yīng)容器中使用?；钚蕴恳部勺鳛榇呋瘎渌璧姆磻?yīng)溫度為100~150℃。采用活性炭時(shí)，需預(yù)失對(duì)煙氣進(jìn)行嚴(yán)格的除塵和脫硫。如上所述，當(dāng)煙氣中存在飛灰、二氧化硫等物質(zhì)時(shí)，會(huì)使催化劑受到污染而失效，導(dǎo)致脫氮效率下降。在干凈煙氣的條件下，催化劑的工作壽命可達(dá)3~5年。當(dāng)前36頁(yè)，總共40頁(yè)。由于鍋爐排煙中的NOx主要是NO，而NO極難溶干水，所以，采用濕法脫除煙氣中的