脱硫技术_干法

1、2-1 LIFAC脱硫技术（脱硫技术（Limestone Injection into the Furnace and Calcium Oxide Activation) 一、工艺流程一、工艺流程二、基本原理二、基本原理1、炉内喷钙脱硫原理 将石灰石磨细成30m左右的微粒，在锅炉900左右的部位喷入炉内，石灰石受热分解成CaO，CaO和SO2反应而脱硫。molkJCaSOOSOCaOmolkJCOCaOCaCO/50021/17842223化学反应方程式： 在活化器中喷水后，烟气中未反应完的CaO和水进行水合反应产生Ca(OH)2， Ca(OH)2 然后和SO2作用而脱硫。22)(OHCaOH

2、CaO2、活化器脱硫原理OHCaSOOOHSOOHCaOHCaSOOHSOOHCa24222223222221)(2)(1、炉内参数的影响三、影响参数三、影响参数最佳的温度为8501100。当温度升高时，石灰石的活性因为CaO的表面积和孔隙率的减小而下降，烧结作用增强，脱硫效率下降。(1)、温度的影响当温度下降时，SO2和CaO之间的反应速度较低，脱硫效率下降。(2)、Ca/S的影响Ca/S：吸收剂所含钙的摩尔数与烟气中SO2摩尔数之比。 当Ca/S增加时，SO2增加。当Ca/S2时，SO2增加缓慢，Ca的利用率下降，并且炉膛内容易结焦，因此一般Ca/S92，200目全通过，30 m的88。粗

3、碎颚式破碎机7080mm中间仓细碎冲击式细粉机中间仓2管磨机选粉机脉冲收尘器粉库石灰石块料 350mm(2) 炉内喷钙系统(3) 活化反应器系统作用：A、烟气增湿使烟气中未反应的CaO活化成Ca(OH)2而脱硫。B、使烟气进入除尘器前不带水，保证除尘器安全运行。C、降低烟气比电阻，并起预除尘作用。(4) 脱硫灰再循环系统作用：提高脱硫效率和钙的利用率。 再循环灰量为总灰量的30左右。(3) 活化反应器系统五、LIFAC系统对电厂运行的影响1、LIFAC对灰性能和ESP的影响(1) 炉内喷钙对灰性能和ESP的影响 灰性能A、喷钙后，飞灰粒度变细，细灰容量负荷大大增加。B、喷钙后，飞灰含碳量增加。

4、C、喷钙后，飞灰比电阻增加34个数量级，为高比电阻粉尘。(2) 活化器对灰性能和ESP的影响 ESP性能喷钙后，粉尘浓度、粉尘细度和比电阻增加，导致ESP性能下降，约8，灰的排放量增加23倍。增湿后，粉尘比电阻降低，粉尘比电阻约为108 cm。烟气温度降低使ESP的烟气量降低。活化器的预除尘作用使ESP的粉尘浓度降低。从而ESP的性能提高。2、LIFAC对锅炉其它性能的影响(1) 使锅炉受热面积灰，热效率降低，但影响不是太大。(2) 使锅炉对流面的磨损增加。(3) 增加的灰负荷使锅炉对流面的传热降低，炉膛水冷壁和过热器的结渣和积灰也使辐射和对流传热降低。六、LIFAC技术特点1、脱硫效率可达8

5、5。2、适用于煤含硫量1.5%。3、工艺简单、投资及运行费用低。 LIFAC的投资为湿法脱硫系统投资的32，运行费用为湿法脱硫系统的784、占地面积小，适用于老电厂的改造。5、没有污水排放。七、LIFAC技术分步实施2、活化及灰再循环3、湿灰循环八、南京下关电厂LIFAC工艺1、炉内喷钙脱硫锅炉：420t/h； 机组：125MW 煤含硫量0.97%处理气体量：864348m3/h(含石灰石粉载气和助混气体)活化塔：高43m，直径11m； 活化器阻力损失：92投资（2台）：12亿； 脱硫成本：1.52分(kWh)3-6 半干法烟气脱硫技术( Semi-dry Flue Gas Desulfuri

6、zation )q 喷雾干燥法q 烟气循环流化床q NID技术 石灰在与SO2进行化学反应的同时，不断吸收烟气中的热量使石灰中的水分蒸发干燥，最后反应产物以干态脱硫渣形式排出。3-6-1 喷雾干燥法q 工艺原理q 工艺流程q 影响脱硫效率的因素q 主要工艺系统q 主要特点q 应用实例一、工艺原理生石灰制浆：22)(OHCaOHCaOSO2被液滴吸收：3222SOHOHSO吸收剂和SO2反应：OHCaSOSOHOHCa233222)(1、化学过程：2、物理过程 恒速干燥阶段 液滴含水分充足，蒸发速度仅受热量传递和液体表面的速度控制，蒸发速度大且恒定。 脱硫反应为液相反应，反应受SO2气相传质的影

7、响。液滴中的CaSO3干燥析出：)()(33sCaSOaqCaSO降速干燥阶段 蒸发基本停止，干燥颗粒内部带有平衡水份。 液滴表面出现固体，蒸发受到水分限制，蒸发速度降低，液滴温度升高。 脱硫反应速度降低，Ca(OH)2溶解成为脱硫反应的控制因素。 假平衡阶段二、喷雾干燥法工艺流程旋转喷雾脱硫工艺流程图旋转喷雾脱硫工艺流程图旋转喷雾脱硫工艺示意图旋转喷雾脱硫工艺示意图三、影响脱硫效率的因素 吸收塔烟气出口温度 烟气出口温度和绝热饱和温度之差T 表示烟气出口温度的影响。 T 越小，脱硫效率越高。 T 一般为1015 。 钙硫比（CaS） Ca/S增加，脱硫效率增加，到一定时脱硫效率趋于平稳。 C

8、a/S一般为1.31.5。进口SO2浓度SO2浓度增加，Ca(OH)2增加使液体含固量增加，液滴水分减少，从而使脱硫效率下降。 进口烟气温度进口温度增加，可以加入更多的水份，从而增加第一阶段的吸收作用，使脱硫效率增加。 雾滴直径雾滴直径应保证不能湿壁又不能干燥太快。一般雾滴直径33550 m。脱硫灰渣与吸收剂混合后，灰渣在浆液雾化过程中起雾滴核心作用，提高新鲜浆液的表面积，从而提高脱硫效率和钙的利用率。再循环灰量为总灰量的30左右。脱硫灰再循环 氯离子CaCl2能保持水分，延迟液滴干燥的时间，有利于脱硫。四、主要工艺系统 雾化器及料浆制备系统包括吸收剂的处理和制浆，以及灰渣再循环时灰渣的处理和

9、吸收剂与灰渣的混合。(1) 气流式喷嘴雾化器雾化能量由490630KPa的压缩空气供给。气体出口速度200340m/s，液体出口速度2m/s，高的气液速度差浆液雾化。雾化锥角小，塔体较长（高径比1.52）。两相流雾化喷嘴两相流雾化喷嘴特点 制造简单，维护方便，喷嘴独立运行，切换方便。 能耗大，数量多，检修复杂。(2) 旋转离心雾化器浆液通过离心力由高速旋转的旋转盘或雾化轮雾化成微小颗粒。雾化轮转速为1000020000r/min。雾化容量达100g/s。雾化锥角大，塔体高径比0.70.9。旋转雾化喷嘴特点 雾化锥角大，调节能力好，雾化容量大，能耗低。 结构复杂，投资大，不能在线维护。 喷雾干燥

10、塔q 气液接触方式并流：温度最高的干燥烟气和水份最大的水滴接触，水份蒸发迅速，烟气温度显著降低。逆流：塔底较湿的烟气和塔顶水份最大的水滴接触，干燥推动力较小，水份蒸发较慢。吸收塔尺寸吸收塔的尺寸由雾化器类型、烟气量、SO2浓度、烟气停留时间、吸收剂特性、烟气出口温度等决定。53/DH压力及气流式雾化器15 .0/DH旋转雾化器除尘设备吸收塔下部锥角600，塔内烟气停留时间1012s。一般采用袋式除尘器和电除尘器。袋式除尘器中的脱硫效率可达总效率的1530，电除尘器中的脱硫效率可达总效率的1015。运行控制系统 浆液调节系统 联锁保护系统五、喷雾干燥法技术特点q 脱硫效率较高，7585q 投资和

11、运行费用较少、占地较小q 反应产物为干的，便于处理q 没有废水二次污染主要应用问题q 容器湿壁，管道堵塞q 喷雾器的磨损和破裂q 烟道和除尘器腐蚀q 对除尘器的性能有影响喷雾干燥塔湿壁情况喷雾干燥塔湿壁情况山东黄岛电厂半干法脱硫系统机组：200MW处理烟气量：300000m3/h入口烟气温度：145 出口烟气温度： T 1215 入口SO2浓度：5720mg/m3Ca/S: 1.4；石灰用量：307t/h脱硫效率：70脱硫成本：3.578元KgSO2；发电成本增加0.03元度投资：7403.6万元3-6-2 烟气循环流化床吸收剂和烟气从吸收干燥塔下部进入，吸收剂在塔内呈悬浮流态化，延长了吸收剂

12、在塔内的停留时间。q 循环流化床烟气脱硫技术(CFB-FGD) 德国鲁奇(Lurgi)、Wulff、Thyssen公司q Wulff回流式循环流化床烟气脱硫技术(RCFB) 德国Wulff公司q 气体悬浮吸收烟气脱硫工艺(GSA) 丹麦FLS.Miljo公司特点：没有喷浆系统和浆液喷嘴；床料98参与循环，石灰利用率达99；反应器速度1.836.1m/s，适应30100的负荷变化；脱硫效率92；产物主要为亚硫酸钙。CFBFGD工艺循环流化床(干式)烟气脱硫技术-工艺流程图 RCFB工艺特点：塔底部为文丘里管；塔内存在很强的内部湍流，延长吸收剂停留时间；相比之下，石灰耗量极大减少；运行灵活；投资和

13、运行费用少。RCFB控制系统SO2控制：根据SO2量调节加入石灰量温度控制：根据出口温度调节喷水量排料控制：根据塔内吸收剂浓度调节脱硫渣排出量GSA烟气循环流化床流化床反应器消石灰浆池水水电除尘器布袋除尘器烟囱去灰场空气烟气旋风除尘器GSA工艺特点 床料高倍率循环(100倍)，吸收剂与烟气充分接触。 床料浓度高(5002000g/m3)。 吸收剂利用率高，耗量少，Ca/S1.2 脱硫效率可达90。NID技术流程增湿器增湿混合后吸收剂的湿度为5，具有很好的流动特性。NID技术特点q 没有制浆和喷浆系统，实行石灰消化和循环增湿一体化，利用消化产生的蒸汽提高烟气的相对湿度，对脱硫有利。q 脱硫灰多次

14、循环，循环倍率高达50，钙利用率达95。q 脱硫效率高。Ca/S为1.21.3时，脱硫效率达90以上。q 没有废水二次污染。3-7 干法烟气脱硫技术q 活性炭吸附法q 等离子体烟气脱硫技术q CDSI荷电干式喷射脱硫技术3-7-1 活性炭吸附法一、基本原理*22*22*2)(2)(SOSOOHgOHOgO物理吸附化学吸附*242*2*42*42*2*3*3*2)(OnHSOHOnHSOHSOHOHSOSOOSO1、吸附过程影响SO2吸附的因素q 废气中含有足够的氧和水蒸气（化学吸附需要）q 吸附温度：吸附温度下降，吸附效率增加。q 对吸附剂进行处理：利用对SO2氧化起催化作用的金属盐对活性炭进

15、行处理，以提高活性炭的吸附能力，如Cu、Fe、Ni、Mn、Cr和Ce等。q 吸附剂的种类：各种活性炭由于其制造、原料的不同，其吸附能力不同。q 气流速度：气流速度增加，吸附效率下降。2、再生(1) 加热再生对负载的活性炭进行加热，得到高浓度的SO2副产品。加热放出SO2的同时，活性炭将H2SO4还原为SO2。22242222COOHSOCSOH此法消耗了活性炭。(2) 水洗再生利用水洗的方法，将吸附在活性炭上的H2SO4 洗涤下来，其副产品为520的稀硫酸。洗涤液得到的硫酸浓度纯水33的稀硫酸6.5%6.5的稀硫酸10%10的稀硫酸14.6%14.6的稀硫酸20%(3) 还原再生直接将H2SO

16、4还原为单质S。还原器内：OHSSHSOH2*149242443度活性炭脱硫器内：用循环的惰性气体在649 下将活性炭中1/4的S蒸发出来，其余的S进入H2S发生器。H2S发生器内：SHSH2537.72度活性炭二、工艺流程德国Lurgi法水洗脱硫工艺。吸附床冷却器70硫酸水过滤器1015硫酸储液槽气液接触不均匀，用水量大，硫酸浓度低。适用于处理量小、SO2浓度低的地方。日本住友关电法加热再生脱硫工艺德国的BF/Uhda法加热再生工艺3-7-2 等离子体脱硫技术 基本原理 电子束脱硫 窄脉冲电晕脱硫基本原理32*22*2*22OOOHOOHeOHHeOHeOeO产生活性基团SO2氧化42234

17、2*33*232SOHOHSOSOHOHHSOHSOOHSOSOOSO加氨脱硫424342)(2SONHNHSOH电子束脱硫工艺流程电子束脱硫机理关键参数q 输入能量q 脉冲电压宽度和峰值q 氨浓度q 烟气湿度和温度技术特点q 能耗较高q 脉冲电源性能还不完善主要应用问题q 脱硫效率7590，脱硝效率6070q 同时脱硫脱硝q 干法脱硫，没有二次污染q 回收硫铵和硝氨副产品作化肥3-7-3 荷电干式喷射脱硫工艺（CDSI）Charged Dry Absorbent Injection FGD一、工作原理使钙基吸收剂高速流过喷射单元产生的高压静电荷电区，吸收剂被荷以强大的静电荷。 由于吸收剂荷电

18、，彼此排斥，从而在烟气流中形成均匀的悬浮状态，增加了吸收剂与SO2的接触机会，提高脱硫效率。 荷电吸收剂的活性增加，降低了与SO2完全反应所需的时间，从而提高脱硫效率。二、工艺流程荷电干式吸收剂喷射脱硫技术（荷电干式吸收剂喷射脱硫技术（CDSICDSI）荷电干式吸收剂喷射脱硫技术示意图荷电干式吸收剂喷射脱硫技术示意图三、CDSI技术参数1、对吸收剂的要求粉状Ca(OH)2，粒度3050微米；含水量2以下，具有良好的流动性；比表面积20m2/g2、技术条件要求烟气粉尘浓度不高于10g/m33、技术参数综合脱硫效率7090系统电耗为机组发电量的0.2%单位SO2脱硫成本：880元吨SO2新型烟气脱

19、硫技术 等离子体脱硫技术 生物脱硫技术 膜分离烟气脱硫技术 旋转淋浴活性炭烟气脱硫技术 烟气循环流化床脱硫技术 介质阻挡强电离放电脱硫放电原理图非平衡等离子体形态介质阻挡强电离放电：电子浓度1015cm3，电子能量10eV 工业用等离子体放电效果图等离子体湿式脱硫技术等离子体湿式脱硫技术膜分离烟气脱硫技术 液膜法 电化学膜法液膜法工作原理吸收液：NaSO3NaOH；含Fe2+， Fe3+的EDTA溶液等；膜：中空纤维膜；丙烯腈 -乙基乙烯基砜共聚物膜等液膜法工艺流程基于电渗析再生的膜法工艺流程电化学膜法机理27224332222427222221322OSSOSOSOOSOSOSOeOSeOSOSO2212324气相气相液相液相HV电子电子SO2/NO2/CO2分子分子放电等离放电等离子体技术子体技术 膜法分膜法分离技术离技术 特点：特点：p 不需要产生高能电子，能耗较低，具有更好的适应性不需要产生高能电子，能耗较低，具有更好的适应性