FGD 脱硫技术

1、主讲人：主讲人： 概述概述 氨肥法氨肥法发展、业绩与应用发展、业绩与应用结论结论目录3火电厂锅炉烟气特点火电厂锅炉烟气特点SO25004000 ppm，NOx1001000 ppm,SO31050 ppm，HCl120 ppm，HF120 ppm，Hg 等。等。烟气量烟气量200MW80万万Nm3/h300MW120万万Nm3/h单厂排单厂排SO2220万吨万吨/年。年。SO2NOx一一 概述概述 4我国的我国的SOSO2 2问题问题 SOSO2 2排放和酸雨大国排放和酸雨大国 SO SO2 2排放量：排放量：20002000万吨万吨/ /年年 酸雨损失：酸雨损失：10001000亿元亿元/

2、/年年 硫酸和化肥大国硫酸和化肥大国 SO SO2 2需求：需求： 20002000万吨万吨/ /年年 硫资源缺乏大国硫资源缺乏大国 进口进口S S300 SO300 SO2 2600600万吨万吨/ /年年回收烟气回收烟气SOSO2 2 变废为宝、化害为利！变废为宝、化害为利！目标：可资源化的目标：可资源化的FGDFGD技术！技术！5原理：原理： ( (气体气体)SO)SO2 2碱性吸收剂碱性吸收剂亚硫酸盐：亚硫酸盐：吸收吸收 亚硫酸盐亚硫酸盐0.5O0.5O2 2硫酸盐硫酸盐( (固体固体) )：氧化氧化按脱按脱硫剂的种类划分：硫剂的种类划分：(1)(1)、以、以CaCOCaCO3 3(

3、(石灰石石灰石) )为基础的钙法；为基础的钙法；(2)(2)、以、以NHNH3 3为基础的氨法；为基础的氨法；(3)(3)、以、以MgOMgO为基础的镁法；为基础的镁法；(4)(4)、以、以NaCONaCO3 3为基础的钠法；为基础的钠法；(5)(5)、以有机碱为基础的有机碱法。、以有机碱为基础的有机碱法。 因此：烟气脱硫是一个化学化工过程。因此：烟气脱硫是一个化学化工过程。烟气脱硫方法烟气脱硫方法6物理物理热热能能环环境境化学化学S OS O2 2不同学派生出不同技术，不同学派生出不同技术，不同技术必有不同：不同技术必有不同： 投资、能耗和成本。投资、能耗和成本。哪派技术最适合？哪派技术最适

4、合？ FGDFGD属于化工过程。属于化工过程。国华荏原国华荏原清华同方清华同方武汉凯迪武汉凯迪国电龙源国电龙源重庆远达重庆远达山东三融山东三融上海石川岛上海石川岛福建龙净福建龙净清华紫光清华紫光北京通用北京通用浙江菲达浙江菲达长沙灿通长沙灿通国华荏原国华荏原清华核能清华核能四川核九四川核九华东理工华东理工上海益科上海益科四只眼睛看四只眼睛看SO2四种学派四种学派四种技术四种技术7 钙钙法法 镁镁法法 钠钠法法 氨氨法法 脱脱硫硫效效率率, % 95 95 95 95 原原料料 石石灰灰石石 氧氧化化镁镁 碳碳酸酸钠钠(纯纯碱碱) 氢氢氧氧化化钠钠(烧烧碱碱) 氨氨(液液氨氨、氨氨水水 、碳碳铵

5、铵) 来来源源情情况况 天天然然矿矿，丰丰富富 菱菱镁镁矿矿，有有限限 合合成成，有有限限 合合成成，丰丰富富 价价格格(估估计计)，元元/吨吨 约约 100, (325 目目) 350 1200，(纯纯碱碱) 400, (碳碳铵铵) 原原料料消消耗耗， 吨吨/吨吨 SO2 1.81.9 0.70.8 1.66 2.52.6 副副产产品品 CaSO4.2H2O, 石石膏膏 MgSO4.7H2O Na2SO4 (NH4)2SO4, 化化肥肥 副副产产品品用用途途 可可作作建建材材原原料料， 但但基基本本抛抛弃弃， 二二次次渣渣污污染染 可可作作化化肥肥添添加加剂剂， 但但基基本本抛抛弃弃 二二次

6、次渣渣或或水水污污染染 可可作作玻玻璃璃生生产产原原料料，但但因因质质量量差差，基基本本抛抛弃弃 高高效效农农用用化化肥肥， 市市场场良良好好， 600 元元/吨吨 无无废废渣渣和和水水污污染染 副副产产品品量量， 吨吨/吨吨 SO2 2.62.7 3.83.9 2.22 2.1 产产品品原原料料差差价价， 元元/吨吨 SO2 185 280 1992 260 FGD方法基本比较，方法基本比较，中国价格体系中国价格体系中国发展氨法的理由8 钙法钙法 镁法镁法 钠法钠法 氨法氨法 脱硫效率脱硫效率, % 95 95 95 95 原料原料 石灰石石灰石 氧化镁氧化镁 氢氧化钠氢氧化钠(烧碱烧碱)

7、液氨液氨 价格价格(估计估计)， 日元日元/吨吨(人民币人民币) 70009000 (500) 5000060000 (3750) 100000120000 (7500) 150000180000 (10000) 原料消耗，原料消耗， 吨吨/吨吨 SO2 1.85 0.758 1.66 0.532 副产品副产品 CaSO4.2H2O, 石膏石膏 MgSO4.7H2O Na2SO4 (NH4)2SO4, 化肥化肥 原料成本，原料成本， 日元日元/吨吨 SO2 12500 (781) 50140 (3134) 137500 (8594) 87656 (5478) 副产品量，副产品量， 吨吨/吨吨

8、SO2 2.62.7 3.83.9 2.22 2.1 副产品价格副产品价格 日元日元/吨吨(人民币人民币) 3500 (218) 0 0 23750 (1484) 产品原料差价，产品原料差价， 元元/吨吨 SO2 3094 (193) 50140 (3134) 137500 (8594) 38672 (2417) FGD方法基本比较，方法基本比较，日本价格体系日本价格体系日本发展钙法的理由9可见，国情决定技术路线可见，国情决定技术路线两个因素两个因素 最低的原料成本最低的原料成本 最丰富的原料来源最丰富的原料来源因此，因此， 日本日本( (欧洲、美国欧洲、美国) )发展了：发展了：钙法钙法 中

9、国应该发展：中国应该发展： 氨法氨法 中国中国FGDFGD刚起步，没有自己的刚起步，没有自己的FGDFGD技术，走引进技术，走引进的道路，只能引进钙法。但是，中国人应该自的道路，只能引进钙法。但是，中国人应该自己发展氨法。己发展氨法。10 钙法：钙法：非绿色技术非绿色技术 CaCO CaCO3 3+SO+SO2 2+2H+2H2 2O+1/2OO+1/2O2 2 CaSOCaSO4 4.2H.2H2 2O+COO+CO2 2 消耗新资源；石膏废渣；废气消耗新资源；石膏废渣；废气COCO2 2。 二次污染突出二次污染突出 氨法：氨法：绿色技术绿色技术 2NH 2NH3 3SOSO2 2H H2

10、2O O1/2O1/2O2 2 (NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4 氨来自化肥，产品是化肥，部消耗新资源，资氨来自化肥，产品是化肥，部消耗新资源，资源回收，变废为宝，无二次污染。源回收，变废为宝，无二次污染。 FGDFGD技术选择：技术选择： 绿色技术、清洁生产技术、生态技术的指导原则绿色技术、清洁生产技术、生态技术的指导原则 11NHNH3 3烟气烟气SOSO2 2化肥化肥NADS NADS 氨肥法氨肥法 ? ?发明专利号：发明专利号：99113403.6 01113415.1 99113403.6 01113415.1 02136906.2 02136906.2 02266994

11、.9 02266994.9 新的新的FGDFGD技术技术具有我国自主知识产权具有我国自主知识产权二12氨氨-肥法之反应原理肥法之反应原理氨氨吸收吸收SO2 SO2xNH3H2O (NH4)xH2-xSO3 亚硫铵亚硫铵 (钙法：钙法：SO2+CaCO3+2H2O=CaSO3.2H2O+CO2)生产化生产化肥肥： (NH4)xH2-xSO3NH3O2 (NH4)2SO4 硫铵硫铵 (CaSO3.2H2O+O2=CaSO4.2H2O) 吸收吸收氧化氧化亚硫酸钙石膏碳铵碳铵NH4HCO313氨肥法氨肥法工艺流程工艺流程SO2吸收吸收+亚硫铵氧化亚硫铵氧化装置装置脱硫尾气脱硫尾气硫铵化肥硫铵化肥NH3

12、硫铵硫铵装置装置H2O含硫烟气含硫烟气空气空气14石灰石石膏法石灰石石膏法工艺流程工艺流程SO2吸收吸收+亚硫酸钙氧化亚硫酸钙氧化装置装置脱硫尾气脱硫尾气石膏石膏石灰石石灰石石膏石膏装置装置H2O含硫烟气含硫烟气空气空气15先进的先进的SOSO2 2多功能吸收塔多功能吸收塔 确保：确保： 脱硫率：脱硫率：95959999 除尘率：除尘率：70709090 硫铵浓度：硫铵浓度：40404545AONBC氨肥法比其他氨肥法比其他氨法之先进处氨法之先进处16氨肥法特点氨肥法特点(1)(1)：原料丰富原料丰富 我国需求量超过我国需求量超过34003400万吨，大型的氨生产装置达到万吨，大型的氨生产装置

13、达到30305050万吨万吨/ /年。即使全国火电厂和工业锅炉都采年。即使全国火电厂和工业锅炉都采用氨肥法，需要氨用氨肥法，需要氨800800万吨万吨/ /年。年。 液氨、氨水和碳铵是等效的，是氨的不同载体。液氨、氨水和碳铵是等效的，是氨的不同载体。 我国碳铵年产量我国碳铵年产量50005000万吨，尿素产量万吨，尿素产量40004000万吨。万吨。 氨还用于生产磷铵、氯化铵、硫铵和硝铵等氮肥。氨还用于生产磷铵、氯化铵、硫铵和硝铵等氮肥。 因此，氨作为脱硫原料，其供应是完全有保证的。因此，氨作为脱硫原料，其供应是完全有保证的。17氨肥法特点氨肥法特点(2)(2)：原料灵活原料灵活 液液氨氨 氨

14、氨水水 碳碳铵铵 分分子子式式 NH3 NH3和和 H2O 混混合合物物 NH4HCO3 NH3含含量量,% 99.5 20-25 21.5 N 含含量量 82 16.520.5(18) 17.017.7(17.5) 原原料料单单价价，元元/吨吨 1800 350 400 单单位位 N 价价格格，元元/N 22.6 19.8 22.8 运运输输及及储储运运 加加压压罐罐车车运运输输 加加压压储储罐罐储储存存 普普通通罐罐车车运运输输 普普通通储储罐罐储储存存 普普通通汽汽(火火)车车运运输输 仓仓库库储储存存 三种氨源可灵活选择，对北方地区，其比较为：三种氨源可灵活选择，对北方地区，其比较为：

15、郊区市区182NH2NH4 4HCOHCO3 3SOSO2 21/2O1/2O2 2(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 41.1971.197吨碳铵吨碳铵1 1吨硫铵吨硫铵农资公司化肥售价情况：农资公司化肥售价情况： 碳铵售价：碳铵售价：350350420420 硫铵售价：硫铵售价：500500650 650 硫铵以碳铵为原料的成本：硫铵以碳铵为原料的成本：419419503503可见：硫铵的产品价值原料成本可见：硫铵的产品价值原料成本100100 这是其它方法这是其它方法( (钙法、镁法钙法、镁法) )不能比的。不能比的。氨肥法特点氨肥法特点(3)(3)：产品价值大产品价值大(脱硫装置

16、的脱硫装置的硫硫不计原料成本不计原料成本)19在中国，由于三方面的原因，硫铵将受到青睐：在中国，由于三方面的原因，硫铵将受到青睐： 中国国土缺硫面积达中国国土缺硫面积达3030，特别是南方多雨省，特别是南方多雨省份，对含硫肥料提出了要求；份，对含硫肥料提出了要求； 中国北方中国北方( (天津天津) )的盐碱地面积也很大，需要具的盐碱地面积也很大，需要具有酸性的硫铵氮肥；有酸性的硫铵氮肥； 中国将大力推进多元、高浓度复合肥，硫铵是中国将大力推进多元、高浓度复合肥，硫铵是一个效果很好的配合肥料，尤其它具有很好的一个效果很好的配合肥料，尤其它具有很好的粘结性，成粒率高，更受复合肥厂青睐。粘结性，成粒

17、率高，更受复合肥厂青睐。氨肥法特点氨肥法特点(4)(4)：产品市场大产品市场大20 中国中国化肥工业协会化肥工业协会的一个估计是，即使仅的一个估计是，即使仅仅考虑结合复合肥，我国的硫铵需求量可仅考虑结合复合肥，我国的硫铵需求量可以超过以超过500500万吨万吨/ /年。而我国目前的硫铵产年。而我国目前的硫铵产量只有约量只有约5050万吨万吨/ /年。年。 出口量还很大，仅在亚洲，硫铵贸易量就出口量还很大，仅在亚洲，硫铵贸易量就超过超过200200万吨万吨/ /年。年。 因此，硫铵作为肥料的市场及其前景是完因此，硫铵作为肥料的市场及其前景是完全乐观的。全乐观的。21无二次环境污染问题，无二次环境

18、污染问题，氨肥法特点氨肥法特点( (5 5) )：此外，此外，22 国家计委，国家科技部和国家教育部资助的国家计委，国家科技部和国家教育部资助的“九五九五”重点科技攻关成果。重点科技攻关成果。 1998-1999在四川内江发电厂的在四川内江发电厂的25MW机组实施，机组实施，并结合银山化工股份公司，生产高质量的磷铵化并结合银山化工股份公司，生产高质量的磷铵化肥和肥和98硫酸。硫酸。 1999年年9月通过国家验收鉴定，为月通过国家验收鉴定，为国际领先水平。国际领先水平。 中国发明专利中国发明专利: 99113403.6, 99113450.8, 01113415.1 建立了大型冷态装置，相当于直

19、径建立了大型冷态装置，相当于直径14.4m吸收塔。吸收塔。 建立了吸收塔的计算机仿真软件，用于优化设计、建立了吸收塔的计算机仿真软件，用于优化设计、控制和操作培训。控制和操作培训。三三 发展及业绩发展及业绩23内江电厂内江电厂 25MW, 吸收塔吸收塔 3.618.5m24亚硫铵亚硫铵化肥化肥业绩：四川内江电厂业绩：四川内江电厂 25MW, 副产品副产品25冷态测试装置冷态测试装置7.2m7.2m1.5m1.5m实现实现1414mm直径直径SOSO2 2吸收塔的吸收塔的流体均匀分布流体均匀分布放大可靠性放大可靠性适合于：适合于： 500MW500MW机组机组建于四川内江发电厂建于四川内江发电厂

20、20002000年年1111月月26脱硫塔脱硫塔再热器再热器烟囱烟囱风机风机控制室控制室硫铵加工硫铵加工27 美国：美国：GEGE、MarsulexMarsulex、PirconPircon、Babcock & WilcoxBabcock & Wilcox 德国：德国：Lentjes BischoffLentjes Bischoff、Krupp KoppersKrupp Koppers 日本：日本：NKKNKK、IHIIHI、千代田、住友、三菱、荏原、千代田、住友、三菱、荏原 皆在九十年代大力发展氨法。皆在九十年代大力发展氨法。 美国和德国的脱硫石膏已成为一个突出的环境问题，美

21、国和德国的脱硫石膏已成为一个突出的环境问题，正着力研究转化为硫铵的技术：正着力研究转化为硫铵的技术： CaSOCaSO4 4+2NH+2NH4 4HCOHCO3 3CaCOCaCO3 3+(NH+(NH4 4) )2 2SOSO4 4+CO+CO2 2+H+H2 2O O 重庆珞璜电厂目前也开展这项研究。重庆珞璜电厂目前也开展这项研究。 氨肥法符合世界氨肥法符合世界FGD技术发展趋势技术发展趋势28 装装置置国国别别或或地地点点 技技术术商商 处处理理规规模模 运运行行情情况况 1 日日本本 NKK 福福山山制制铁铁所所 日日本本 NKK 760000 (Nm3/h) 烧烧结结机机烟烟气气，S

22、O2浓浓度度 1000ppm 左左右右， 1976 年年 3 月月建建成成，现现停停运运。 以以钢钢铁铁厂厂的的废废氨氨水水为为原原料料， 生生成成农农用用硫硫铵铵化化肥肥。 2 日日本本 NKK 京京滨滨制制铁铁所所 日日本本 NKK 1230000 (Nm3/h) 烧烧结结机机烟烟气气，SO2浓浓度度 1000ppm 左左右右， 1976 年年 10 月月建建成成，至至今今运运行行良良好好， 已已累累积积运运行行 26 年年。 以以钢钢铁铁厂厂废废氨氨水水为为原原料料，生生成成硫硫铵铵化化肥肥。 3 美美国国北北达达科科大大州州 美美国国 G E 环环境境公公司司 50MW 以以液液氨氨为

23、为原原料料，SO2含含量量为为 20003000ppm，1990 年年建建成成。 4 德德国国卡卡咨咨诺诺尔尔 德德国国克克虏虏伯伯 钢钢铁铁公公司司 65MW (250T/h) 以以氨氨水水为为原原料料，SO2含含量量 1500ppm。 1989 年年建建成成。 5 四四川川内内江江发发电电总总厂厂 华华东东理理工工大大学学 100000 Nm3/h 以以液液氨氨为为原原料料，SO28001400ppmv。 中中国国第第一一台台锅锅炉炉氨氨法法脱脱硫硫装装置置。 生生产产亚亚硫硫酸酸铵铵和和磷磷铵铵化化肥肥，1998 年年建建成成， 1999 年年因因锅锅炉炉停停运运而而停停运运。 氨氨-肥

24、肥法在国外电厂的应用法在国外电厂的应用29 装置国别或地点装置国别或地点 技术商技术商 处理规模处理规模 运行情况运行情况 6 四川化工集团公司四川化工集团公司 国内技术国内技术 50000 Nm3/h 以氨水和碳铵为原料，以氨水和碳铵为原料，SO25000ppmv， 生产亚硫酸铵和硫酸铵，生产亚硫酸铵和硫酸铵，1980 年建成，年建成， 至今运行良好。产品供不应求。至今运行良好。产品供不应求。 7 河南开封化肥集团公司河南开封化肥集团公司 国内技术国内技术 50000 Nm3/h 以氨水和碳铵为原料，以氨水和碳铵为原料，SO25000ppmv， 生产亚硫酸铵和硫酸铵，生产亚硫酸铵和硫酸铵，1

25、980 年建成，年建成， 至今运行良好。产品供不应求。至今运行良好。产品供不应求。 8 湖南株州化工集团湖南株州化工集团 国内技术国内技术 100000 Nm3/h 以氨水和碳铵为原料，以氨水和碳铵为原料，SO24000ppmv， 生生产亚硫酸铵和硫酸铵，产亚硫酸铵和硫酸铵，1982 年建成，年建成， 至今运行良好。至今运行良好。 9 浙江巨化股份有限公司浙江巨化股份有限公司 国内技术国内技术 50000 Nm3/h 以氨水和碳铵为原料，以氨水和碳铵为原料，SO24000ppmv， 生产亚硫酸铵和硫酸铵，生产亚硫酸铵和硫酸铵，1981 年建成，年建成， 至今运行良好。产品供不应求。至今运行良好。产品供不应求。 10 大连化工集团公司大连化工集团公司 国内技术