国内外燃煤电厂脱硫技术的综述

1、2001年第16卷第3期Vol.16No.32001电力学报(总第56期)JOURNALOFELECTRICPOWER(Sum.56)文章编号:1005-6548(2001)03-0176-02国内外燃煤电厂脱硫技术的综述陶伟强1,韩富春1(太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原030024)ASummaryofDesulfurizationTechniquesinCoalBurningPowerPlantsAtHomeandAbroadTAOWei2qiang1,HANFu2chun1(CollegeofElectricalandPowerEngineering,TaiyuanTechno

2、logyUniversity,Taiyuan030024,China)摘要:介绍了几种国内外燃煤电厂脱硫的先进技术,并作了脱硫效果、经济性能的比较,提出了适合我国燃煤电厂脱硫的解决方案。关键词:燃煤电厂;脱硫技术;综述中图分类号:X773文献标识码:AAbstract:Thedesulfurizationtechniquesappliedincoalburningpowerplantsathomeandabroadarein2troduced,theirdifferencesintheresultsofdesulfur2izationandeconomicindexarecomparedand

3、asug2gestiontosolvethedesulfurationproblemwhichsuitsournationalsituationisprovided.KeyWords:coalburningpowerplant;desulfuriza2tiontechnology;summary出适合我国燃煤电厂脱硫的解决方案。1国外脱硫技术介绍111循环流化床技术3流化床技术最早出现于20世纪60年代,循环流化床是它的第二代。它主要采用石灰石(CaCO3)和白云石(CaCO3MgCO3)作为脱硫剂,在燃烧过程中石灰石或白云石分解成氧化钙(CaO),在氧化性气氛下和烟气中的SO2及氧气(O2)

4、反应生成硫酸钙(CaSO4)。该方法的突出特点:能够在燃烧过程中有效的控制NOx和SO2的排放。燃料适应性广,可用高灰分、高水分、低热值、低灰熔点的劣质燃料。脱硫剂利用率高,脱硫效率可达93%97%。112湿法烟气脱硫技术引言我国发电以燃煤型火电厂为主,燃煤产生的大气污染物占总排放量很大的比重,尤其是SO2,年排放量超过2000万吨,形成的酸雨每年对国家造成大约1100亿元的巨大损失。本文在介绍国外一些先进的脱硫技术和国内该技术新突破的基础上,综2合比较分析了各种方法1、的特点及适用范围,提湿法脱硫是在燃烧后对烟气进行的,它可采用石灰石或石灰洗涤法、双碱法W-L法及铵肥法。最常用的是石灰石/石

5、灰法,它用石灰石或石灰的水浆液作为脱硫剂在吸收塔内对SO2进行吸收。根据其副产品又可细分为抛弃法和石膏法。其突出特点是:脱硫效率高,当Ca/S=1时,脱硫效率大于90%;吸收剂利用率高,可大于90%;设收稿日期:2001-06-05作者简介:陶伟强(1978-),男,山西曲沃人,硕士研究生,从事发电厂及电力系统专业研究。韩富春(1954-),男,河北鹿泉人,教授,从事电力系统自动控制方面研究© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.第3期陶伟强等:国内外燃煤电厂脱硫技术的综述177

6、备运转率高。113喷雾干法烟气脱硫技术211干式循环流化床烟气脱硫技术这是清华同方公司最新开发成功的,我国具有独立知识产权的脱硫技术。它以石灰浆作为脱硫剂,锅炉烟气从循环流化床底部进入反应塔,与石灰浆进行脱硫反应除去SO2。然后分离脱硫剂与烟气,最后经除尘后烟气排入大气,脱硫剂循环使用。其特点是:脱硫效率高(当燃煤含硫量为2%,C/S=1.1,脱硫率可达85%以上);经济性能它采用碱液(Na2CO3)或消石灰乳(Ca(OH)2)作为脱硫剂;因它的脱硫剂是湿态,最终产物是干态,又称它为半干法脱硫技术。现多数国家采用旋转喷雾式脱硫,其特点是运行可靠,不会产生结垢和堵塞,生成的固态产物易于处理,而且

7、适合原有电厂的改造,投资低于湿法脱硫工艺。114炉内喷钙/加湿脱硫技术好,脱硫剂可以循环使用。212液柱烟气脱硫除尘系统它以石灰石、白云石或消石灰为脱硫剂,利用它们分解的氧化钙(CaO)吸收SO2。现有美国Alanco公司的荷电干式吸收剂喷射(CDSI)除尘脱这一技术也是清华同方开发,它由脱硫反应塔、脱硫剂制备系统、脱硫剂产物处理系统、控制系统和烟道系统组成。烟气从脱硫反应塔下部进入,在上升过程中与脱硫剂接触,将SO2除去。而脱硫剂也由反应塔下部向上喷射,在上部散开,充分与烟气接触反应。其特点是:系统在C/S=1时,脱硫率大于90%,脱硫剂的利用率在90%以上,运行成本低。副产品CaSO4可用

8、于建筑材料和盐碱地的改造。硫系统装置6,它主要是让吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有强大的静电荷。吸收剂进入烟气后,彼此所带电荷排斥,形成均匀分布的悬浮状态,使SO2充分与吸收剂反应。它的投资小,占地少,适于旧厂改造。但其技术要求高,维护复杂。5、6115电子束烟气脱硫技术4、该技术主要在烟气中加入氨气,再用电子束对烟气照射,使烟气中SOx、NOx分别与氨(NH3)反应生成硫酸铵(NH4)2SO4)和硝酸铵(NH4NO3),是目前极具竞争力的脱硫技术。它的主要特点是:工艺简单,可以同时高效脱硫和脱氮;整个脱硫过程不需要对废水处理;反应副产品为硫酸铵和销酸铵是生产复合

9、化肥的原料;占地面积小,适用于老厂改造或新建机组;处理后烟气可直接排放;投资和运行费用相对低。116海水烟气脱硫技术83国内外脱硫方法综合比较国内外脱硫方法综合比较见表1。表1脱硫方法综合比较表脱硫类型脱硫效率/%Ca/S脱硫成本/元t-1100013371120初始投资运行费用较低应用情况投产循环流化床901.11.5技术湿法石灰石/石灰烟气脱硫喷雾干法烟气脱硫>90<901.01.31.31.5大较较广泛大高使用中中等等投产投产利用海水为脱硫剂,吸收二氧化硫。工艺和流程比较简单,主要由喷淋吸收塔和曝气池两大部分组成。烟气先在喷淋吸收塔内与海水反应,然后在曝气池中使海水得以恢复。

10、无需脱硫剂的制备、添加,系统可靠,无废水、废料处理问题,投资少,运行费用低等优点,受到各国的重视。现在挪威、西班牙、印尼、英国、美国等都已投运或正在建设。炉内喷钙/加湿80较较1.82.57251275脱硫技术左右低低电子束脱硫技术海水脱硫技术干式循环流化床液柱烟气脱硫技术>90>90>85>901.11.01200较较中试且低低示范中低低已投产或在建520400900较较调试中低低较较低低中试阶段2国内脱硫新技术介绍由表1可知现阶段比较成熟的技(下转第182页)© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., L

11、td. All rights reserved.2001年电力学报182图1基础设计施工图责任编辑:巩天真(上接第177页)脱硫技术和电子束脱硫技术,有条件的还可以采用海水脱硫技术;e)对老厂则要选取易于改造且投资少、运行费术,如湿法石灰石/石灰烟气脱硫技术、循环流化床技术,的投资和运行费用相对较高。而新兴的脱硫技术基本上都具有投资少,运行费用低的特点,很有发展前景。尤其是我国自主研发的干式循环流化床和液柱烟气脱硫技术,在经济指标上更具有优势。因此,我们必须在应用比较成熟的脱硫技术的基础上,积极引进拓展新兴的脱硫技术,大力发展我国的脱硫技术。用低的方案,如炉内喷钙/加湿脱硫技术和喷雾干法烟气脱

12、硫技术。我国有近4000台电站锅炉,脱硫技术有巨大的市场需求,所以进一步加强我国燃煤电厂烟气排放的管理,积极推广脱硫技术的应用是造福子孙后代,实现可持续发展战略的大事。参考文献:1毛健雄,毛健全,赵树民1煤的清洁燃烧1北京:科学4结束语目前,世界各国日益重视由燃煤电厂所造成的环境危害,一些发达国家已制定了严格的法律法规和技术措施严格控制燃煤电厂排放量,而我国二氧化硫的排放已居世界首位,对环境造成严重破坏。因此我们必须加强对燃煤电厂烟气排放的控制,尤其是二氧化硫的排放。因此,我们建议应采取如下措施:a)有选择的引进国外的先进技术、设备,如循出版社,199812张基伟1国外燃煤电厂烟气脱硫技术综述

13、1中国电力11999(7):616513FluiedBedCombusionTechnology2ThePast,PresentandFuture,ModemPowerSystem,1999(11):212614邰德荣1电子束烟气脱硫技术与中国的液氨及硫铵市场1中国电力12000(2):566015邰德荣1电子束烟气脱硫技术再评价1中国电力环流化床技术、电子束烟气脱硫技术等;b)国家加大对脱硫技术研究的投入,积极扶持12000(1):687316李立清,曾光明1锅炉烟气脱硫除尘一体化装置的开行业内的龙头企业,加快设备国产化的步伐;c)积极采用国内先进技术,如清华同方的干式发与应用1环境治理技术与设备12000(4):394317晏玉清,范安祥1烟气脱硫技术及方案选择原则1四循环流化床、液柱式烟