氨法烟气脱硫技术背景

1、氨法烟气脱硫技术背景坏境污染已成为我国发展中的个重大问题，国家杯十一五”规划纲要提出的经济社会发展的约束性指标中包括了对二氧化硫(S02)的持放总京减少10%的要求.并明确提出了加快现有燃煤电厂脱硫设施建设.新建燃煤电厂必须根据排放标准安装脱硫装It推进钥铁、有色、化工、建材等行业S6综合治理.因此，烟气脱硫是我国当筋发展经济、解决环境汚染的重大任务.选择利于发展循坏经济、经济合理、技术可靠、坏境达标、资源回收利用的烟气脱硫工艺是当前亟待解决的问题。SO2的排放除了自然现象如火山爆发等以外，主要来自于化石燃料的利用，比如火力发电、钢铁冶炼、有色金属冶炼、水泥等行业.我国的能源结构是以煤为主，煤

2、炭在我国能源结掏中的比重占70%以上.我国的大部分煤炭品位低，原煤中灰分和硫含量高現在20世纪50年代，全国煤炭消耗量为200070000万吨，SOs排放量为50-200在6070年代，煤炭消耗量为100075000万吨，SQ排放量为30(卜700万吨；自从80年代起，煤炭年消耗达80000力吨以上,S6推放量为9CXH1500万吨卩L其中火电厂S5的排放在总量中所占的比重不斷上升，随着电力工业的迅孩发展*我国以燃煤发电为主的幣局仍要存在很长一段时间*我国的能源消费占全世界能源消费的8.0-9.0%,但S6的排放倉占到全世界总排放瞰的15%左右。根据国家发改委(关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展

3、的意见预计未来十年内，我国约有3亿千瓦火电装机装置投运和建设，按照目前的发展态势，预计到2020年，随着装机容量的增长，我国的煤炭消费鼠将增加到22亿吨左右其中用于火电J的燃煤量约为14亿吨，SOj的产生总量约达3500力吨，其中火电厂的S6产生凰将达2200万吨忙可见，火电厂烟气脱硫已成为我国控制大气污染的关键.同时，低浓度S6是我国濟在的巨大硫资源，我国低浓度SQ烟吒排放不仅导致多于1000万吨硫资源白白损失，还严重污染了生态坏境，直中火电、冶金等行业集中规模排放的就在500万吨以上【然而我国同时乂是硫戦源相对缺乏的国家近年大量进口硫确来制槪消耗就非常大.因此实现低浓fitSO：的资源化回

4、收利用足合理解决大污染的最经讲有效的途径。SQ是一种无色的中等强度刺激性气体，它是当今人类面临的主要大气污染物之一,其污染源主要分为2大类：天然污染源和人类污染源。天然污染源由于量少、面广、易稀释和净化，对环境的危害不大；而人类污染源由于就大、集中、浓度高，对人和环境会造成严重的危害。S6对人体的危害包括2个方面：一方面是S6气体本身的奇性作用，能刺激呼吸道，引起支气管痉挛，可能造成呕吐、呼吸困难和意识障碍，引起呼吸道疾患或哮嗜；另一方面是酸中毒现象，会破坏糖类和蛋白质的代谢，抑制大脑、肝、脾、肌肉的氧化过程，降低维生素Bi和C的含量，并能刺激造血器官，引起内分泌器官及骨组织的改变，破坏生殖功

5、能。S6在空气中的浓度达到0.02mg/L,即能对机体产生危害，浓度超ilO.3mg/L的时候，可能会引起死亡"大气中的SO：经空气氧化，与降水混合形成酸南。它对水生生态系统、农业生态系统、森林生态系统、建筑和材料等方面均有较大的危害。酸南会使湖泊水质成酸性，导致水生生物的死亡，使土壤酸化和贫瘠化，破坏大面积农作物的生长，损坏大面积的森林树木。酸雨同样会对各种濮天文物遗迹以及大理石雕塑等产生腐蚀破坏作用。据最近几年的研究结果表明，我国目前酸南污染面积占国土面枳30%左右.我国酸雨区对农业、林业和建筑材料的破坏造成的经济损失每年可达200亿元。作为亚洲地区S6的排放大户，我国的酸沉降还

6、对周边越南和日本等国有跨国输送彫响同。燃煤型污染对环境的危害己经制约着我国经济的发展，因此，解决S6的污染是我国大气污染防治的主要内容和重点所在。1.2SO?控制途径控制对策为了防治SQ和酸雨污染，1990年国务院环境保护委员会通过了关于控制酸雨发展的若干意见，标志着我国对S6的排放开始重视和关注。1992年经国务院批准发布了关于开展征收工业燃煤二氧化硫排污费试点工作的通知，在试点地区开始征收工业燃煤二氧化硫排污费。1995年修订的中华人民共和国大气污染防治法首次增加了有关控制酸南的条文，要求划定酸甬控制区或S0控制区（简称“两控区”），两控区内必须建设配套脱硫除尘装W9,o1999年国家坏保

7、局印发了关于1999年酸雨控制区和二軋化硫污染控制区工作目标，要求各地市完成本地区的SO：污染综合防治规划。根嶠近年来我国酸审和S6污染的状况及发展趙势，2002年国家环保总局发布了燃煤二輒化硫排放污染防治技术政策.规定电厂锅炉惭气脱硫的技术路线。2005年国家发改奏发出关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见1儿1兔2006年“十一五”规划纲要提出的经济社会发展的约束性指标中包括了对S02的排放总量减少10%的要求，多次提到火电厂、热电厂等污染大户的坏保问题，加大整改力度的意向明确。1.2.2SO?排放标准为控制大气污染，1973年我国颁布了工业,三废”排放试行标准(GBJ44973),首

8、次以国标方式对火电厂大气污染物排放提出排放限制。1991年颁布了燃煤电厂大气污染物排放标准(GB13223J991)。1996年修订发布了火电厂大气污染物排放标准(GB13223-1996),标准分年限制定了火电厂最髙允许二氧化硫排放量、烟尘排放浓度和烟气黑度。2003年新修订的排放标准火电厂大气污染物排放标准Z(GB132232003)对GB13223-1996中相应的内容做了部分修改，规定了SO?最高允许排放浓度，如表1所列。表11火电厂SO?最髙允许排放浓度/(mg/m3)1131Table1.1ThehighestdischargedconcentrationofSO2allowedi

9、nthepowerplant/(mg/m3)时段第1时段第2时段第3时段实施时间2005.L12004.L1SOjIt放浓度210012002100400400对工业用燃煤锅炉，我国于2001年11月颁布了新的锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2001),按锅炉建成使用时间分为2个阶段，执行不同的SO?排放标准囚，如表1.2所列。表12SO?最高允许排放浓度Table1.2ThehighestdischargedconcentrationofSO2allowed锅炉类空S02排放浓度/(mg/m3)第1时段第2时段燃煤锅炉12009007005001200900100100燃油锅炉轻柴油

10、、煤油其他燃料油燃气锅炉注：I吋段折2000年12月31H前建成使用的锅炉：II时段指2000年】2月31fl起建成便用的锅炉(仔金时段比项未她成或末运行使用的锅炉和建成使用锅炉中需要扩理、改坡的锅炉)123SO2控制技术目前，世界各国研究开发的火电厂烟气脱硫控制技术己达200多种(，但真正实现工业应用的仅10多种。已经进行工业示范和应用的技术类型总体來说可以分为3大类(，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧后脱硫，即烟气脱硫，目前被公认为是控制危害最有效的途径。燃烧前脱硫是采用物理、化学或生物方法将煤中硫脱除，其工艺投资大、成本高，尚未枳极推广应用，近几年采用的主要方法是洗煤技术。燃烧

11、中脱硫是指燃烧与脱硫同时进行。目前比较成熟的有循坏流化床锅炉燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术。然烧后烟气脱硫(fluegasdesulfurization,简称FGD)是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。按脱硫的方式可分为湿法、半干法和干法3大类【。(1) 干法烟气脱硫技术(DFGD技术)，主要包括炉内喷钙尾部增湿活化脱硫工艺、电子射线辐射法、荷电干式吸收剂喷射脱底法等。(2) 半干法烟气脱硫技术(SDFGD技术)，主要包括循环悬浮式半干法、喷雾千燥法、循环流化脱硫装置等。其中循坏悬浮式半干法烟气脱硫技术较为成熟，应用也较为广泛。(3) 湿法烟气脱硕技术(WFGD技术)，主要有石灰石石骨法、

12、氣化镁法、海水脱硫法、柠權酸钠法、确铁肥法、双碱法等。湿法烟气脱硫的优点是：SOz的吸收反应速度快；设备体积小，建设费用较低，建筑用地较少。缺点是：由于排烟温度降到60X?左右,排烟的扩散效果差；腐蚀性强；需要消耗大量的工艺水.湿法按脱硫产物是否回收，烟气脱硫可分为抛弃法和回收法【，前者是将S6转化为固体残渣抛弃掉，后者是将烟气中的SO：转化为硫酸、硫磺、液体SO：、化肥等有用物质回收。湿法烟气脱硫技术应用最为广泛，占脱孫总装机容社的83%左右，而其中占绝对统治地位的石灰石石膏法是目前世界上最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺。但是脱硫石膏的性能跟天然石膏有很大的差距，现在脫硫石膏的用途越来越狭窄

13、，脱硫石膏是低价值副产物，堆积占地面积大，处理困难。随着技术经济的发展，循环经济理念的深入，发达国家也日益重视SQ的回收利用，在脱硫技术路线的选择上更需要结合我国的国情和各地的实际情况选择工艺路线，发展具有我国特色，利于经济循环发展，资源综合利用、有效控制污染的技术。氨法烟气脱硫突显其优势，除脱欣率高，还具有同时脱除NOx的能力。其最大特点是使烟气中低浓度的SQ资源化利用，回收我国日益缺乏的硫资源，实现经济的可持续发展叫13氨法烟气脱硫技术氨法脱硫工艺都是根据NH3与S6、水反应成脱孫产物的基本原理而进行的，主要有氨气喷射法、湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等。其中湿式氨法是目前比较成熟的、已工业化的氨法脱硫工艺，并且湿式孰法脱硫工艺既脱硫又脱硝。湿式氨法工艺过程一般分为3大步骤：脱硫吸收、