脱硫、脱硝工艺概况

1、我国是燃煤大国我国是燃煤大国 ,能源消耗占世界的能源消耗占世界的 8% 9% ,一次能源组一次能源组成中燃煤占成中燃煤占 75% ,而而 SO2排放量的排放量的90%来自于燃煤来自于燃煤. 因此因此 , SO2治理的重点要放在控制火电厂、工业锅炉及窑炉治理的重点要放在控制火电厂、工业锅炉及窑炉等三大项烟气源的排放上等三大项烟气源的排放上据统计据统计 ,每年燃煤排放的每年燃煤排放的 13140ktSO2中中 ,燃煤火电厂排放燃煤火电厂排放 7000kt,占总量的占总量的 53. 3% ,工业锅炉排放工业锅炉排放 5100kt,占占 38. 8% ,工业窑炉排放工业窑炉排放1040kt,占占 7.

2、 9% ,脱硫工艺概况脱硫工艺概况国内外燃煤烟气脱硫技术现状国内外燃煤烟气脱硫技术现状燃煤中硫的脱出燃烧前燃烧中燃烧后化学脱硫法化学脱硫法 (如碱处理法、氧化法、溶剂萃取法 )微生物脱硫法微生物脱硫法微波辐照脱硫法微波辐照脱硫法高梯度强磁分离煤脱硫技术高梯度强磁分离煤脱硫技术静电选煤脱硫法静电选煤脱硫法选择性絮凝脱硫法选择性絮凝脱硫法有机溶剂脱硫有机溶剂脱硫生物脱硫法生物脱硫法掺入固硫剂掺入固硫剂炉内喷吸收剂脱硫炉内喷吸收剂脱硫循环流化床脱硫循环流化床脱硫烟气脱硫烟气脱硫就我国煤炭火电厂锅炉现状来看,烟气脱硫技术从成本和技术上受到企业的欢迎。按照脱硫生成物能否应用进行分类：回收法和抛弃法回收法

3、和抛弃法湿法、半干法、干法湿法、半干法、干法按照脱硫工艺进行分类： 湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫湿法脱硫采用的是溶剂进行吸收或者是洗涤,进而出去烟气中的含硫气体湿法烟气脱硫在企业中受到了广泛的应用,目前石膏和石灰石法应用较为成熟,而且取得了良好的效果,而且脱硫程序展开较为顺利,脱硫效率较高其中的石膏可以抛弃处理也可以回收在利用 湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫目前为了降低成本,国内火电厂锅炉引进了新的吸收剂湿法工艺在目前的企业中,引入了新的方法和手段像氧化镁法、双碱法得到了较为广泛的应用,而且原材料的副产物可以得到较好的回收利用这种方法中没有液体,无论是反应物还是产物都是固体,一些腐蚀性的液体不会产生,减

4、少了结露和腐蚀的麻烦,使得二次污染有所避免干法脱硫技术干法脱硫技术即利用各种催化剂、吸附剂出去气体中的含硫物质优点：优点：干法脱硫技术干法脱硫技术等离子体法：等离子体法：70年代发展起来的同时脱硫脱硝的技术,被国际上认为是最有前途的新一代FGD技术。主要是利用高能电子使烟气中的SO2、NOX、H2O、O2等分子被激活、电离甚至裂解、产生大量离子及自由基等活性粒子,由于它们的强氧化性,使SO2、NOX被氧化,在注入氨的情况下,生成硫铵和硝铵化肥。电晕等离子体法(PPCP法)根据高能电子的来源可分为：电子束照射法(EBA法)和脉冲若与袋式除尘器配合使用,将能提高10%的脱硫效率半干法烟气脱硫半干法

5、烟气脱硫工艺特点为:反应在气、固、液三相中进行反应在气、固、液三相中进行,利用烟气显热蒸发吸利用烟气显热蒸发吸收液中的水分收液中的水分,使最终产物为干粉状使最终产物为干粉状旋转喷雾干燥法旋转喷雾干燥法(SDA法法)是美国JOY公司和丹麦Niro公司联合研制出的新工艺。自1978年北美安装了第一套工业装置以来,发展迅猛,已有12个国家采用,其市场占有率已达10.29%。过去SDA法只适合中、低硫煤,现在已研制出适合高硫煤的流程。SDA法关键设备是高速旋转雾化器,通过它将吸收剂浆液雾化成细小雾滴与烟气进行传质传热反应。主要烟气脱硫方法的比较主要烟气脱硫方法的比较石灰石石膏法简易湿法烟气脱硫磷铵复肥

6、法旋转喷雾干燥炉内喷钙尾部增湿 海水脱硫技术性能指标工艺流程简易情况主流程简单石灰浆制备要求较高，流程也复杂流程较简单脱硫流程简单， 制肥部分较复杂流程较简单流程简单流程较简单工艺技术指标脱硫率80%,钙硫比1.1 脱硫率70钙硫比1.1脱硫率95%以上脱硫率80钙硫比1.5脱硫率70%,钙硫比2 脱硫率90%脱硫副产品脱流渣主要为CaSO4,目前未利用脱流渣主要为CaSO4,目前未利用。脱硫产品为含N+P2O5的氮磷肥。脱硫渣为烟尘和Ca的混合物脱硫渣为烟尘和Ca的混合物脱流渣主要为硫酸盐, 排放推广应用前景燃高,中硫煤锅炉,当地有石灰石矿。燃烧高,中硫煤锅炉,当地有石灰石矿。燃烧高硫煤锅炉

7、,附近有磷矿资源燃烧高,中,低硫煤锅炉都可使用。燃烧中,低硫煤锅炉 燃烧中,低硫煤锅炉, 沿海地区电耗占总发电量的比例1.5-2%1%1-1.5%1%0.5%1%烟气再热需再加热需再加热需再加热不需再加热。不需再加热。需再加热占地情况多少多少少较大技术成熟度国内通过引进已商业化 国内正在引进国内已进行中试国内已进行中试国内已进行工业示范国内正在引进环境特性很好好很好好好好经济性能FGD占电厂总投资的比例13-19%8-11%12-17%8-12%3-5%7-8%脱硫成本元/吨SO2脱除750-1550730-14801400-2000720-1230790-1290400-700目前应用较为广

8、泛的烟气脱硫技术目前应用较为广泛的烟气脱硫技术工艺特点脱硫效率脱硫效率适用对象实例石灰石 -石膏法(最广泛、技术最为成熟的脱硫技术)操作方便、原理简单、脱硫效率高、吸收剂来源广泛、成本低98%98%以上以上 接近接近 100%100%大容量机组、高 SO2浓度条件重庆珞璜电厂一、二期、太原第一热电厂、杭州半山电厂、北京第一热电厂、陕西韩城第二电厂等喷雾干燥脱硫法 (SDA法 )工艺简单 ,操作简便安全、维护费用低、腐蚀性小、能耗少在在 70%70%左右左右适合于中、低硫煤的脱硫四川白马电厂和山东黄岛电厂等炉内喷钙尾部增湿活化法(L IFAC法与L IMB法 )较具竞争力艺具有操作简单、占地面积

9、少、脱硫率中等吸收剂消耗量大70% 70% 75%75%适合中、低硫煤以及中小容量机组和老电厂的改造（其投资及运行费用具有明显优势 ）辽宁抚顺电厂和南京下关电厂应用（含硫量为 0. 92%燃煤,处理烟气量2 544000 m3/h,脱硫效率约 75%）海水脱硫法(内陆推广难)工艺简单、无结垢、堵塞现象 ,吸收剂来源充足、可用率高 ,无脱硫灰渣产生达达 90%90%以上以上燃煤含硫量不高并以海水作为循环冷却水的沿海电厂深圳西部电厂采用该套工艺用天然海水处理含硫量0.75%的燃煤 ,脱硫效率在 90%以上荷电干式喷射法地少、投资成本低、运行费用较低、脱硫率中等中等中等（山东德州热电厂利用该（山东德

10、州热电厂利用该套装置处理含硫套装置处理含硫 1.0%1.0%的燃煤的燃煤脱硫率达到脱硫率达到70%70%左右）左右）用于中、低硫煤山东德州热电厂、杭州钢铁集团第二热电厂、广州造纸有限公司自备电厂和兰化热电厂等电子束照射法 (EBA法 )较新的脱硫工艺无废水废渣产生、操作简单过程易于控制脱硫率与脱硝率可分别达到脱硫率与脱硝率可分别达到 90%90%和和80%80%以上以上国内成都热电厂采用该套装置处理含硫量2. 0%的燃煤 ,脱硫率达 80%左右氨水洗涤法脱硫工艺（该法脱硫效率高 ,能满足任何地方环保的要求）不产生废水或废渣、能耗低、符合节能目标、运行可靠性高和适用性广脱硫效率高脱硫效率高华东理

11、工大学已经完成2. 5000kW 机组烟气氨酸法脱硫中试烟气循环流化床脱硫工艺 (CFB - FGD)能达到能达到 90%90%97%97%用此法可处理高硫煤在赤峰热电厂锅炉 130t/h上应用 ,处于试运行阶段脱硝工艺概况脱硝工艺概况选择性催化还原法（选择性催化还原法（SCR）脱硝）脱硝选择性非催化还原法（选择性非催化还原法（SNCR）脱硝）脱硝SNCR-SCR 烟气脱硝1. 选择性催化还原法（选择性催化还原法（SCR）SCR脱硝技术的工业化现状脱硝技术的工业化现状1）国际上SCR脱硝技术的工业化现状 在日本、欧洲、美国、中国台湾、韩国和中国大陆，应用了SCR产品的机组总量超过580套，其中

12、燃煤电站机组应用居世界第一，总量超过8104MWSCR脱硝装置2010年度的全球市场份额为26%，位居世界第一目前在欧洲已有一百二十多台大型装置的成功应用经验，其NOx的脱除率可达到80%90%。日本大约有170套装置，接近100 GW容量的电厂安装了这种设备，美国政府也将SCR技术作为主要的电厂控制NOx技术，SCR方法已成为目前国际上电厂脱硝比较成熟的主流技术2）国内）国内SCR脱硝技术的工业化现状脱硝技术的工业化现状 我国首台具有自主知识产权的SCR烟气脱硝工程于2006年1月20日在国华太仓发电有限公司600MW机组成功运行，该工程中的关键设施：脱硝反应器、喷氨格栅、供氨系统等均由苏源

13、环保公司独立开发设计，脱硝催化剂采用日立造船的产品。2. 选择性非催化还原法（选择性非催化还原法（SNCR）SNCR 是当前是当前NOx治理中广泛采用且具有前途的炉内脱硝技术之一治理中广泛采用且具有前途的炉内脱硝技术之一SNCR 是一项成熟的技术。是一项成熟的技术。1974 年在日本首次投入商业应用，到目前为止，全世界年在日本首次投入商业应用，到目前为止，全世界大约有三百套大约有三百套SNCR 装置应用于电站锅炉、工业锅炉、市政垃圾焚烧炉和其它燃烧装装置应用于电站锅炉、工业锅炉、市政垃圾焚烧炉和其它燃烧装置置1）国外）国外 SNCR 脱硝技术的工业化现状脱硝技术的工业化现状量身定做的方式满足客

14、户各种需求的综合性技术（SNCR、SCR、SNCR/SCR 混合技术），在脱硝系统的设计、制造、化学研究和控制方面进行了多项改进目前其 SNCR 在中国的应用主要有：苏州生活垃圾焚烧发电厂一期、二期工程，武汉深能环保新沟垃圾发电厂 500 t 级，南山垃圾发电厂二期，深圳市平湖垃圾焚烧发电厂二期等 2)国内目前国内目前 SNCR 脱硝技术主要依靠技术引进脱硝技术主要依靠技术引进由表由表 3 可以看出，可以看出，SCR 脱硝效率最高，达到脱硝效率最高，达到70%90%，目前技术比较成熟、运，目前技术比较成熟、运行可靠、便于维护，适应于对行可靠、便于维护，适应于对 NOx脱除效率要求较高的地区；脱

15、除效率要求较高的地区；SNCR 脱硝效率较脱硝效率较低，一般需配合其它脱硝技术共同使用，其占地面积较小，无需增加催化剂反应器，低，一般需配合其它脱硝技术共同使用，其占地面积较小，无需增加催化剂反应器，成本较低，目前也广泛应用；成本较低，目前也广泛应用；SNCR-SCR 混合脱硝工艺结合了混合脱硝工艺结合了SCR和和SNCR两种两种工艺的有利特点，其工艺比较灵活，在降低成本和占地空间上有积极的意义，是脱工艺的有利特点，其工艺比较灵活，在降低成本和占地空间上有积极的意义，是脱硝技术发展的一个重要方向。硝技术发展的一个重要方向。排放标准排放标准本标准适用于除煤粉发电锅炉和单台出力大于本标准适用于除煤

16、粉发电锅炉和单台出力大于45. 5MW（65t/h）发电锅炉以外的各种容量和用途）发电锅炉以外的各种容量和用途的燃煤、染油和燃气锅炉排放大气污染物的管理，的燃煤、染油和燃气锅炉排放大气污染物的管理，以及建设项目环境影响评价、设计、竣工验收和建以及建设项目环境影响评价、设计、竣工验收和建成后的排污管理。成后的排污管理。锅炉大气污染物排放标准锅炉大气污染物排放标准使用甘蔗渣、锯末、稻壳、树皮等燃料的锅炉，使用甘蔗渣、锯末、稻壳、树皮等燃料的锅炉，参照本标准中染煤锅炉大气污染物最高允许排放参照本标准中染煤锅炉大气污染物最高允许排放浓度执行。浓度执行。 表1 锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度锅炉烟尘

17、最高允许排放浓度和烟气黑度限值限值锅炉类型 适用区域烟尘排放浓度(Mg/m3)烟气黑度(林格曼黑度，级)时段时段燃煤锅炉自然通风(0.7MW1t/h)一类区100801二、三类区150120其他锅炉一类区100801二类区250200三类区350250燃油锅炉轻柴油、煤油一类区80801二、三类区100100其他燃料一类区10080*1二、三类区200150燃气锅炉全部区域50501 注：*一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉表表 2 锅炉二氧化硫和氮氧化合物最高允许排放浓度锅炉二氧化硫和氮氧化合物最高允许排放浓度锅 炉 类 型 适用区域SO2排放浓度(Mg/m3)NOx排放浓度(Mg/m3

18、)时段时段时段时段燃煤锅炉全部区域1200900/燃油锅炉轻柴油、煤油全部区域700500/400其他燃料全部区域1200900*/400*燃气锅炉全部区域100100/400注：*一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉时段：2001年1月1日起建成使用的锅炉（含在时段立项未建成或未运行使用的锅炉和建成使用锅炉中需要扩建、改造的锅炉）。时段：2000年12月31日前建成使用的锅炉；0.7MW(1t/h)各种锅炉烟囱应按GB5468 91和GB16157-1996的规定设置便于永久采样监测孔及其相应设施，自本标准实施之日起，新建成使用（含扩建、改造）单台14MW(20t/h)的锅炉，必须安装固定的连续监测烟气中尘、SO2 排放浓