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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,2,烟气脱硫技术现状与趋势,丁炜鹏 王丹,3,燃煤,SO,2,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,4,烟气脱硫工艺的分类,分类的方法,按脱硫率的高低分类,高、中、低脱硫率工艺,按脱硫副产品的处置方式分类,回收利用法、抛弃法,按使用的吸收剂的种类分类,钙基、钠基、氨基,按吸收剂和脱硫产物的状态分类,湿法、半干法、干法,5,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（,CFB,FGD,）,电子束氨法,6,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,7,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,、,镁加强石灰工艺等,8,烟气脱硫工艺的分类按使用的吸收剂的种类分类,定义,湿法烟气脱硫工艺,吸收剂以浆液状态进入吸收塔，脱硫产物为湿态的工艺,半干法烟气脱硫工艺,吸收剂以浆液状态进入吸收塔，脱硫产物为干态的工艺,干态烟气脱硫工艺,吸收剂以干态进入吸收塔，脱硫产物为干态的工艺,9,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,10,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,SO,2,与浆液中的碳酸钙以及氧化空气进行反应，,SO,2,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,11,石灰石,-,石膏湿法烟气脱硫工艺简介,MET IFO,烟气脱硫流程,烟气处理和,SO,2,吸收,锅炉,燃料,空气,除尘,除尘器,引风机,空气,水,再热器,(,可选,),蒸汽,气,-,液,-,气,循环烟气,-,烟气,烟囱,吸收器,SO,2,吸收器排放,石灰或石灰石,粉仓,湿球磨机或消化器,浆贮藏罐,反应物制备,石膏脱水,石膏,输送机,皮带过滤器,洗涤水,水力旋流器,回收水罐,废水,12,工艺原理,13,优点：,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,副产物容易处理和处置,适用于大型燃煤电站锅炉,煤种适应性广,脱硫效率高,90,99,脱硫剂利用率高，反应充分，钙硫比低（,1,）,缺点：,投资高，运行费用高,容易造成二次污染,工艺流程复杂,操作不当有结垢缺陷,技术特点,14,美国,Marsulex,德国鲁奇,-,比晓夫,美国,B&W,奥地利,AEE,主流技术,15,海水脱硫工艺工艺流程,16,海水脱硫技术工艺原理,吸收,SO2(g),SO2(aq),SO2(aq) +H2O,H2SO3 H,+,+HSO3,-,中和,H,+,+CO3,2-, HCO3,-,H,+,+ HCO3,-,CO2(g)+,H2O,氧化,HSO3,-,+ 1/2O2 SO4,2-,+ H,+,17,海水脱硫技术情况,吸收剂：海水,脱硫率：,70,90,脱硫产物：SO,4,2-,优点：,技术成熟、,系统简单、投资低、运行费低、脱硫效率高,特点：适用于沿海地区电厂，适用于低含硫量烟气（S,1%,）,技术拥有：挪威,ABB,公司、鲁奇,比晓夫,18,湿式氨法工艺流程,19,湿式氨法工艺原理,氨法脱硫以水溶液中的,SO,2,和,NH,3,的反应为基础,:,吸收,:SO,2,+ H,2,O + xNH,3,(NH,4,)xH,2-x,SO,3,(,亚硫铵,),氧化,:(NH,4,)xH,2-x,SO,3,+,1/2,O,2,+,(2-x)NH,3,=(NH,4,),2,SO,4,(,硫铵,),20,湿式氨法技术特点,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，,SO,2,脱除率可高达,98%,以上,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,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,21,MgO,工艺流程,22,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 + SO2MgSO4,C MgO + SO2,1/2CO2,23,MgO,技术特点,脱硫效率可达,99%,以上,液,/,气比为,3-5L/,m,3,， 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,24,双碱法,-,简介,双碱法是先用碱金属盐类如,NaOH,、,Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,等的水溶液吸收,SO,2,，然后在另一石灰石反应器中用石灰或石灰石对吸收,SO,2,后的溶液再生，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用，而,SO,2,则以石膏的形式析出，生成亚硫酸钙和石膏。,25,双碱法,-,简介,双碱法是先用碱金属盐类如,NaOH,、,Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,等的水溶液吸收,SO,2,，然后在另一石灰石反应器中用石灰或石灰石对吸收,SO,2,后的溶液再生，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用，而,SO,2,则以石膏的形式析出，生成亚硫酸钙和石膏。,26,双碱法,-,原理,（,1,）在吸收塔内吸收,SO,2,：,（,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,Na,2,SO,3,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：,27,双碱法,-,工艺流程,28,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。,29,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,）,30,喷雾干燥法,工艺原理,SO2(g,）,+H2O=H,2,SO,3,(aq),Ca(OH),2,(aq)+H,2,SO,3,(aq)=CaSO,3,(aq)+H2O,CaSO,3,(aq)= CaSO 3(s),CaSO,3,(aq)+1/2O2 (aq)= CaSO4 (aq),CaSO4 (aq)= CaSO4 (s),Ca(OH)2(s)= Ca(OH)2(aq),31,喷雾干燥法,工艺流程,32,喷雾干燥,主要工艺设备,喷雾塔,雾化器,除尘器,吸收剂制备系统,灰渣再循环,33,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,80,90,（）,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,Nm3,h,）,34,炉内喷钙尾部增湿活化法,LIFAC,工艺原理,在炉膛的反应,CaCO3=CaO+CO2,CaO+SO2+1/2O2=CaSO4,CaO+SO3=CaSO4,在活化器的反应,CaO+H2O,Ca(OH)2,Ca(OH)2+ SO2,CaSO3,H2O,CaSO3 +1/2O2=CaSO4,35,LIFAC,工艺流程,36,LIFAC,工艺流程,向高温炉膛喷射石灰石粉,脱硫率,25,35,，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,37,LIFAC,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,m,3,/h,烟气出口温度,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,40,烟气循环流化床,CFB,工艺流程,Product,Silo,Product,Recirculation,Flue,Gas,水,2,41,CFB,吸收剂：石灰、消石灰,脱硫效率：8095（Ca/S=1.1-1.2）,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,脱硫产物：未反应的吸收剂CaSO,3,CaSO,4,优点：系统简单，投资低、占地少、节能、操作简便,缺点：用石灰作吸收剂、脱硫产物利用有难度、系统压降大,技术商：德国Wulff、Lurgi,42,新型一体化脱硫工艺（,NID,） 增湿灰循环脱硫技术工艺流程,43,NID,吸收剂：石灰、消石灰粉,脱硫率：90（Ca/S=1.2）,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SO,2,，生成CaCO,3,。反应后的吸收剂被除尘器收集，进行再循环,脱硫产物：未反应的吸收剂CaSO,3,CaSO,4,优点：系统简单、投资低、占地少、脱硫效率高,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,技术拥有：,ABB,公司,44,干法烟气脱硫工艺,电子束法（,EBA,或,EA,FGD,）,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,45,EBA,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（,2,20ev,）撞击烟气中的,H2O,、,O2,等分子形成强氧化性的自由基（,O,、,OH,、,HO,2,、,O3,）,。,46,EBA,工艺流程,47,PPCP,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,20000Nm,3,/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。,48,Marselex,石灰石,-,石膏湿法脱硫技术特点,49,喷淋吸收塔自下而上可分为三个主要的功能区：,（,1,）氧化结晶区，该区即为吸收塔浆液池，主要功能是石灰石溶解、亚硫酸钙的氧化和石膏结晶；,（,2,）吸收区，该区包括吸收塔入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污染物及飞灰等物质；,（,3,）除雾区，该区包括两级除雾器，用于分离烟气中夹带的雾滴，降低对下游设备的腐蚀、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,50,MET,湿法工艺特点二：,ALRD,在吸收塔壁上设液相再分布器（,Absorber Liquid Redistribution Device,），让液膜重新返回，使气液最大程度接触，提高有效的面积和吸收塔的,SO,2,去除率,。,传统方法,ALRD,51,壁效应,SO,2,的去除率在塔壁处最低。,壁效应是因为：,壁附近较低的喷淋密度。,水,/,浆液顺壁流下使传质效率降低。,试验结果表明：,SO,2,在靠近塔壁浓度最高。,SO,2,浓度随离壁的距离降低很快。,离壁,4feet,处，,SO,2,浓度达到烟囱处的平均浓度。,离壁,10feet,处，,SO,2,浓度接近为零。,52,壁效应,测试结果,53,ALRD,设计,ALRD,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个吸收塔截面积的,1/5,左右。,ALRD,壁,54,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：,120,SO2,浓度：,3100mg/Nm3,SO2,脱除率：,95,55,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/Nm3,SO2,脱除率：,95,56,机组名称：,越南海防电厂,机组容量：,2300MW,每台机组烟气量：,1083195Nm3/h,烟气温度：,117,SO2,浓度：,2505mg/Nm3,SO2,脱除率：,90,57,简易湿法, 新疆众和股份自备热电厂,规模：4139t/h燃煤锅炉,烟气量：万Nm3/h,SO2浓度：1500mg/Nm3 脱硫率：90%, 云南曲靖卷烟厂自备热电厂,规模：2260t/h燃煤锅炉,烟气量：225万Nm3/h,SO2浓度：2000mg/Nm3 脱硫率：90%,58,Marselex,湿式氨法脱硫技术特点,59,成功解决了氨逃逸问题,氨逃逸原因 ：,吸收剂氨的加入浓度过高，形成短路，氨和二氧化硫直接反应 ；,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；,液气比的选择不合适；,设计和运行中,pH,值取值或控制值不合理。,60,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,SO,2,，而不是通过游离的氨吸收,SO,2,；,完善的系统设计，合理的氨,/,氨水的注入方式；,防止氨逃逸的特殊吸收塔结构设计；,合适的液气比；,合适的,PH,值及其控制措施。,61,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,/,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的亚硫酸铵,/,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生，并通过控制,pH,值、浓度、温度、加氨点及水幕装置等因素来确保氨逃逸最低。,62,CFB,半干法烟气脱硫技术,63,简介,半干法烟气脱硫技术是除了湿式石灰石,-,石膏法之外应用最多的一种脱硫技术,开发和应用的时间也较早,而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,而湿式石灰石,-,石膏法使用的是石灰石,石灰由于是由石灰石经锻烧而得,因而价格较石灰石贵许多,这是半干法不及湿法应用得多的原因之一,;,另一影响半干法应用的原因是,湿法的副产品脱硫石膏可以再利用,(,在中国不一定能利用,),而半干法的脱硫副产品一般只能抛弃。,64,工艺流程,65,安装位置,66,典型的文丘里脱硫塔,67,CFB-FGD,工艺的主要特点,(1),脱硫效率较高,:,在钙硫比为时，脱硫效率可达,90%,以上，是目前各种干法、半干法烟气脱硫工艺中最高的；,(2),工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工艺的,50%,70%,。,(3),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；,(4),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。,(5),能源消耗较低，如电耗、水耗等。,68,(6),能有效脱除,SO,3,、氯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。,(7),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,30%,负荷时投用，对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性。,(8),对燃煤硫分的适应性强，可用于,0.3%,6.5%,的燃煤硫分。且应用于中低硫煤时,(2%),，其经济性优于湿法工艺。,(9),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。,69,主要业绩,韶关市坪石发电厂（B厂）三期扩建工程配套工程#3锅炉1125MW机组烟气脱硫项目,国电靖远发电2号炉1220MW烟气脱硫工程,海口市垃圾焚烧发电厂烟气净化项目（600吨/天）,70,
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