国内外烟气脱硫技术发展现状及各种技术对比ppt课件

1、国内外烟气脱硫技术开展现状与各种技术的利弊黃宇軒洛阳理工学院环境工程2021/4/1.国内外烟气脱硫技术开展现状与各种技术的利弊烟气脱硫技术开展背景及分类国内烟气脱硫技术开展现状国外烟气脱硫技术开展现状烟气各种脱硫技术对比.1.烟气脱硫技术开展背景及分类 1.1烟气脱硫技术开展背景： 近100年来，由于SO2等酸性气体导致的酸沉降成为举世瞩目的区域性环境问题；最近，人们开场关注由SO2等气态污染物在大气中构成的二次微细粒子，它不仅影响人类安康、大气能见度，甚至导致全球气候变化。控制SO2的排放已成为世界各国的共同行动。 .1.烟气脱硫技术开展背景及分类 1.2烟气脱硫技术发分类：1按脱硫剂能否

2、循环分为：丢弃法和再生法。2按浆液形状分为：湿法、湿干法和干法脱硫。.2.国内脱硫技术开展现状 中国能源消费量大 ，且以煤为主。1997年我国的SO2排放已到达23.7 106t，已超越欧美国家，位居世界第一。削减和控制SO2排放，是中国能源和环保部面临的严峻挑战。 我国在70年代就开场在电厂进展烟气脱硫的研讨任务，先后进展了亚钠循环法W-L法、含碘活性炭吸咐法、石灰石-石膏法等半工业性实验或现场中间实验研讨任务。 进入80年代以来，国家电力工业部门开展了一些较大规模的烟气脱硫研讨开发任务。.2.国内脱硫技术开展现状 近年来，我国在烟气脱硫技术引进任务方面加大了力度。对目前世界上电厂锅炉较广泛

3、采用的脱硫工艺建造了示范工程，这些脱硫工艺主要有：1)石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺2)旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺LSD法3)海水烟气脱硫工艺4)炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺LIFAC法5)电子束烟气脱硫工艺EBA6)循环流化床锅炉脱硫工艺锅炉CFB.2.国内脱硫技术开展现状2.1.石灰石石膏湿法烟气脱硫2.1.1石灰石石膏湿法烟气脱硫原理 石灰石石灰石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰作为吸收剂时，石灰粉经消化处置后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓

4、入的氧化空气进展化学反响被吸收脱除，最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱排放，脱硫渣石膏可以综合利用。.2.国内脱硫技术开展现状2.1.2石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺化学反响原理：1用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2，首先生成CaSO3： 石灰石： CaCO3 + SO2 + 0.5H2O CaSO30.5H2O + CO2 石灰： CaO + SO2 + 0.5H2O CaSO30.5H2O2然后CaSO3再被氧化为CaSO4。.2.国内脱硫技术开展现状2.1.3石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺流程.2.国内脱硫技术开展现状2.1.4石灰石石膏湿法

5、烟气脱硫实例 在我国，重庆珞璜电厂初次引进了日本三菱公司的石灰石石膏湿法脱硫工艺、脱硫安装与两台360MW燃煤机组相配套。机组燃煤含硫量为4.02%，脱硫安装入口烟气二氧化硫浓度为3500ppm，设计脱硫效率大于95%。从最近几年电厂的运转情况来看，该工艺的脱硫效率很高，环境特性很好。不过，设备存在一定的结垢景象，防腐方面的研讨也有待加强。.2.国内脱硫技术开展现状2.2旋转喷雾半干法烟气脱硫2.2.1旋转喷雾半干法烟气脱硫原理 旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺也是目前运用较广的一种烟气脱硫技术，其工艺原理是以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化安装，在

6、吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的二氧化硫发生化学反响生成CaSO3，从而烟气中的二氧化硫被脱除。.2.国内脱硫技术开展现状2.2.2旋转喷雾半干法烟气脱硫化学反响原理： SO2吸收总反响为： Ca(OH)2(s) + SO2(g) + H2O(l) = CaSO32H2O(s) CaSO32H2O(s) + 0.5O2(g) = CaSO42H2O(s).2.国内脱硫技术开展现状2.2.3旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺流程.2.国内脱硫技术开展现状2.2.4旋转喷雾半干法烟气脱硫实例 我国于1984年在四川内江白马电厂建成了第一套旋转喷雾半干法烟气脱硫小型实验安装，处置

7、气量为3400m3N/hr。于1990年1月在白马电厂建成了一套中型实验安装，处置气量70000m3N/hr，进口SO2浓度3000ppm。经延续运转考核，Ca/S为1.4时，脱硫率可到达80%以上。 1993年，日本开场援助山东黄岛电厂4号机组引进三菱重工旋转喷雾枯燥脱硫工艺，安装于1994安装制造终了，1995年开场试车，处置气量为30万m3/h，入口SO2浓度为2000ppm，设计效率为70%。该套设备曾因喷雾枯燥脱硫吸收塔内壁出现堆积结垢而呵斥系统运转缺点。经过采取降低处置烟气量等措施，使系统运转恢复正常。.2.国内脱硫技术开展现状2.3海水烟气脱硫2.3.1海水烟气脱硫原理 海水烟气

8、脱硫工艺是利用海水的碱度到达脱除烟气中的二氧化硫的一种脱硫方法。烟气经除尘器除尘后，由增压风机送入气气换热器中的热侧降温，然后送入吸收塔。在脱硫吸收塔内，与来自循环冷却系统的大量海水接触，烟气中的二氧化硫被吸收反响脱除。.2.国内脱硫技术开展现状2.3.2海水烟气脱硫化学反响原理： (1) 吸收塔中，烟气中SO2与海水接触发生以下反响：SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 H+ + HSO3- HSO3- H+ + SO32- (2)在曝气池中，发生以下反响： SO32- + 0.5O2 SO42- CO32- + H+ HCO3- HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2

9、.2.国内脱硫技术开展现状1.3.3海水烟气脱硫工艺流程.2.国内脱硫技术开展现状2.3.4海水烟气脱硫实例 在我国，深圳西部电厂的一台300MW机组海水脱硫工艺，得到了国家环保总局和国家电力公司的同意，作为海水脱硫实验示范工程开场实施，在运转过程中开展相应的跟踪和实验研讨任务。目前，该示范工程已投入商业运转，运转的可靠性高。.2.国内脱硫技术开展现状2.4炉内喷钙尾部增湿脱硫2.4.1炉内喷钙尾部增湿脱硫原理 炉内喷钙加尾部增湿活化工艺简称LIFAC工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的根底上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。 该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛850-1150温度

10、区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的二氧化硫反响生成亚硫酸钙。由于反响在气固两相之间进展，收到传质过程的影响，反响速度较慢，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反响内，增湿水以雾状喷入，与未反响的氧化钙接触生成Ca(OH)2进而与烟气中的二氧化硫反响，进而再次脱除二氧化硫。当Ca/S为2.5及以上时，系统脱硫率可到达65%-80%。.2.国内脱硫技术开展现状2.4.2炉内喷钙尾部增湿脱硫化学反响原理：CaO + SO2 + 0.5O2 CaSO4 CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + SO2 + 0.5O2 CaSO4 + H2O.1.国内脱硫技术开展现状2.4

11、.3炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺流程.1.国内脱硫技术开展现状2.4.4炉内喷钙尾部增湿脱硫实例 南京下关发电厂2125MW机组全套引进芬兰IVO公司的LIFAC工艺技术，锅炉的含硫量为0.92%，设计脱硫效率为75%。目前，两台脱硫实验安装已投入商业运转，运转的稳定性及可靠性均较高。.2.国内脱硫技术开展现状2.5电子束烟气脱硫EBA法2.5.1电子束烟气脱硫EBA法原理 电子束烟气脱硫工艺是一种物理方法和化学方法相结合的高新技术。本工艺的流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品捕集工序组成。锅炉所排出的烟气，经过集尘器的粗滤处置之后进入冷却塔，在冷却塔内放射冷却水，将烟气冷却

12、到适宜于脱硫、脱硝处置的温度约70。烟气的露点通常约为50，被放射呈雾状的冷却水在冷却塔内完全得到蒸发，因此，不产生任何废水。经过冷却塔后的烟气流进反响器，在反响器进口处将一定的氨气、紧缩空气和软水混合喷入，参与氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过电子束照射后，SOx和NOx在自在基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存的氨进展中和反响，生成粉状颗粒硫酸铵和硝酸铵的混合体。.2.国内脱硫技术开展现状 2.5.2电子束烟气脱硫EBA法化学反响原理： 烟气中的SO2与因电子束照射而生成的游离基进展反响，氧化成H2SO4: SO2 +HO HOSO2 HOSO2 + HO H2SO4 S

13、O2 +O SO3 SO3 +H2O H2SO4.2.国内脱硫技术开展现状2.5.3电子束烟气脱硫EBA法工艺流程.2.国内脱硫技术开展现状2.5.4电子束烟气脱硫EBA法实例 成都热电厂和日本荏原制造所协作建造了的电子束脱硫工艺安装，该安装的处置烟气量为30万m3/h，二氧化硫的浓度为5148mg/m3，设计脱硫率为80%。目前，该工艺安装已投入运转，运转的稳定性及设备情况均较佳。.2.国内脱硫技术开展现状2.6循环流化床锅炉脱硫2.6.1循环流化床锅炉脱硫原理 循环流化床锅炉脱硫工艺是近年来迅速开展起来的一种新型煤熄灭脱硫技术。其原理是燃料和作为吸收剂的石灰石粉送入熄灭室中部送入，气流使燃

14、料颗粒、石灰石粉和灰一同在循环流化床剧烈扰动并充溢熄灭室，石灰石粉在熄灭室内裂解成氧化钙，氧化钙和二氧化硫结合成亚硫酸钙，锅炉熄灭室温度控制在850左右，以实现反响最正确。.2.国内脱硫技术开展现状2.6.2循环流化床锅炉脱硫化学反响原理： 主要化学反响： CaO + SO2 + 2H2O CaSO32H2O CaSO32H2O+0.5O2 CaSO42H2O(石膏) 同时，也可脱除烟气中的HCl和HF等酸性气体，反响为： CaO + 2HCl CaCl2 + H2O CaO + 2HF CaF2 + H2O.2.国内脱硫技术开展现状2.6.3循环流化床锅炉脱硫工艺流程.2.国内脱硫技术开展现

15、状2.6.4循环流化床锅炉脱硫工艺实例 四川内江高坝电厂引进了芬兰的410t/hr循环流化床锅炉，目前已投入了运转。.3.国外脱硫技术开展现状 世界各国研讨开发和商业运用的烟气脱硫技术估计超越200种。按脱硫产物能否回收，烟气脱硫可分为丢弃法和再生回收法，前者脱硫混合物直接排放，后者将脱硫副产物以硫酸或硫磺等方式回收。按脱硫产物的干湿形状，烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法工艺。.3.国外脱硫技术开展现状3.1湿法烟气脱硫工艺 湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作吸收剂，其中石灰石或石灰为吸收剂的强迫氧化湿式脱硫方式是目前运用最广泛的脱硫技术。石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反响，反响

16、产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分别后即可丢弃，也可以石膏方式回收。目前的系统大多数采用了大处置量洗涤塔，300MW机组可用一个吸收塔，从而节省了投资和运转费用。系统的运转可靠性已达99%以上，经过添加有机酸可使脱硫效率提高到95%以上。其它湿式脱硫工艺包括用钠基、镁基、海水和氨作吸收剂，普通用于小型电厂和工业锅炉。以海水为吸收剂的工艺具有构造简单、不用投加化学品、投资小和运转费用低等特点。氨洗涤法可达很高的脱硫效率，副产物硫酸铵和硝酸铵是可出卖的化肥。.3.国外脱硫技术开展现状3.2半干法烟气脱硫工艺 喷雾枯燥法属于半干法脱硫工艺。该工艺于70年代初至中期开发胜利，第一台电站喷雾枯燥脱硫安装

17、于1980年在美国北方电网的河滨电站投入运转，以后该技术在美国和欧洲的燃煤电站实现了商业化。该法利用石灰浆液作吸收剂，以细雾滴喷入反响器，与SO2边反响边枯燥，在反响器出口，随着水分蒸发，构成了干的颗粒混合物。该副产物是硫酸钙、硫酸盐、飞灰及未反响的石灰组成的混合物。喷雾枯燥技术在燃用低硫和中硫煤的中小容量机组上运用较多。当用于高硫煤时石灰浆液需求高度浓缩，因此带来了一系列技术问题，同时由于石灰脱硫剂的本钱较高，也影响了其经济性。但是近年来，燃用高硫煤的机组运用常规旋转喷雾技术的比例有所添加。喷雾枯燥法可脱除70-95%的SO2，并有能够提高到98%，但副产物的处置和利用不断是个难题。.3.国

18、外脱硫技术开展现状3.3干法脱硫工艺干法脱硫工艺主要是喷吸收剂工艺。按所用吸收剂不同可分为钙基和钠基工艺，吸收剂可以干态、潮湿态或浆液喷入。喷入部位可以为炉膛、省煤器和烟道。当钙硫比为2时，干法工艺的脱硫效率可达50-70%，钙利用率达50%。这种方法较适宜老电厂改造，由于在电厂排烟流程中不需求添加什么设备，就能到达脱硫目的。.4.烟气各种脱硫技术对比 3.1简易湿法/干法脱硫技术：湿法技术包括简易石灰石-石膏和水膜除尘器简易脱硫工艺两大类，普通可达60-70%脱硫效率，同时它们投资小、占地面积小，尤其后者适用于老机组的改造。干法主要是指烟气循环流化床脱硫工艺。该工艺系统简单可靠性好、脱硫效率高可与湿法相当、锅炉负荷变化时常规CFB系统仍能正常任务、占地面积小，特别适用老机组的改造，脱硫副产品不会呵斥二次污染。3.2吸收剂放射脱硫：吸收剂放射脱硫技术按放射位置可分为炉内放射、省煤器放射和烟道放射包括喷吸收剂并增湿和烟道喷浆，以及这些工艺的组合。这类工艺