脱硫技术的发展

燃煤电厂烟气脱硫技术燃煤电厂烟气脱硫技术目录1引言2烟气脱硫技术的发展与现状3烟气脱硫工艺的分类4主流烟气脱硫技术5发展中的烟气脱硫技术第一部分、引言1引言1、燃煤引起的污染烟尘、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、重金属等二氧化硫的排放引起降雨酸化，腐蚀植被、森林和建筑物，破坏人类的生存环境。二氧化硫污染严重时可直接危害人类健康，主要损害人类的呼吸系统，吸入高浓度二氧化硫时可导致死亡。第一部分、引言（2）我国SO2排放现状我国一次能源消耗以燃煤为主，约占76％。大量直接燃煤使空气污染以煤烟型为主。1995年全国SO2的排放量为2370万吨，占世界之首。

1995年燃煤电厂排放量为830万吨，占35％。

2000年煤电SO2的排放731.5万吨（0.91％）。

预计：2010年排放1310万吨，2020年排放1803万吨（0.9％）。

电力工业是削减SO2排放量的重点工业。第一部分、引言（3）燃煤SO2排放控制的主要方法燃烧前脱硫选煤、细菌脱硫、高磁场分离燃烧中脱硫循环流化床锅炉、炉内喷钙燃烧后脱硫烟气脱硫目前，烟气脱硫仍然是削减SO2排放最有效、实用的方法第一部分、引言（4）烟气脱硫技术（FlueGasDesulfurization

简称FGD）

FGD技术已发展了近70年，是一种成熟、商业化的技术曾经有超过300种不同工艺流程进行过小试、中试或工业性试验，但是仅有约20种工艺被证明在技术上和经济上是可行的。

FGD不但在发达国家普遍采用，而且日益受到发展中国家的重视。第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状1、历史

第一次脱硫试验是在30年代的伦敦Bettersea电厂，进行的炉内喷钙试验。

60年代的多次空气污染事件，促使烟气脱硫技术受到重视。

70年代美国和日本首先在燃煤锅炉上使用脱硫装置，主要是湿法工艺。

80年代欧洲国家开始立法要求安装脱硫装置，尤其在西德，烟气脱硫达到了一个高潮。

90年代发展中国家也开始重视烟气脱硫工作。第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状2、第一代烟气脱硫（1）特点吸收剂种类繁多，吸收塔内通常加入填料以提高传质效果基建投资及运行成本均高系统可靠性及可用率低，结垢、腐蚀是主要问题脱硫效率不高，一般在70％－85％脱硫副产品大多被抛弃，少数工艺（双碱法、Wellman-Lord法）可生产硫酸或硫磺，但要达到商业用途，还要投入大量资金第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状（2）典型工艺石灰浆液洗涤法石灰石浆液洗涤法碱性飞灰浆液洗涤法氧化镁浆液洗涤法钠基清液洗涤法柠檬酸盐洗涤法双碱法Wellman-Lord法 第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状3、第二代烟气脱硫工艺技术（1）特点湿法洗涤渐趋成熟，采用单塔、空塔工艺，脱硫率在90％以上，可靠性和可用率提高，脱硫产物多为可商业应用的石膏，但美国仍多采用抛弃法干法、半干法工艺有所发展：炉内喷钙、烟道喷（脱硫率30％－50％）射以及喷雾干燥（脱硫率80％－85％），但脱硫产物的用途有限基本上采用钙基吸收剂：石灰石、石灰和消石灰等第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状（2）典型工艺湿法洗涤石灰石/石膏工艺炉内喷钙工艺喷雾干燥工艺烟道喷射工艺第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状4、第三代烟气脱硫工艺技术（1）特点烟气脱硫工艺的性能/价格比提高，投资和运行费大幅度降低湿法工艺更趋完善，大量用于大容量机组，因而经济性更好喷雾干燥工艺大幅度减少，其它新的干法工艺不断被开发、应用，如：炉内喷钙加增湿活化工艺（LIFAC工艺）、CFB烟气循环流化床工艺、NID工艺等第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状5、主要发达国家烟气脱硫工艺的特点（1）美国国情：国土辽阔，各燃煤电厂之间的条件差异大脱硫技术种类多脱硫副产品的处理多采用抛弃法不装设烟气再热系统，力求简化系统采用结合国情，实事求是的技术路线，对具体的脱硫工程采用最佳适用技术，不追求最先进的技术；采用灵活的政策来鼓励、刺激电厂对脱硫的积极性第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状（2）德国国情：地处欧洲中央，国土较小，动力工业集中在鲁尔区，环保标准严，石膏资源少，缺少固体废弃物堆放场地脱硫系统增加非常快，1983仅有15％容量安装脱硫系统，1986年为31％，1988年达95％99％以上采用湿法工艺90％以上的湿法工艺为石灰石/石膏法脱硫副产品的综合利用率高安装烟气再热装置部分脱硫系统通过冷却塔排放烟气脱硫技术从引进开始，不断发展自主技术第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状（3）日本国情：经济发展快，资源短缺，所有燃料全部进口，60年代环境污染严重，环保标准严全部采用湿法工艺、脱硫副产品综合利用率高脱硫技术大量出口（4）亚洲国家烟气脱硫技术正在发展亚洲地区经济飞速发展，同时造成严重的环境问题韩国、印度、印尼、中国及中国台湾省、泰国、越南都有烟气脱硫装置在运行亚洲地区将成为新的烟气脱硫技术发展的热点第二部分、烟气脱硫技术的发展历史与现状6、烟气脱硫技术发展趋势高脱硫率高利用率工艺流程简化系统耗电降低投资和运行费用降低各种脱除SO2/NOx复合工艺的出现和应用第三部分、烟气脱硫工艺的分类1、分类的方法按脱硫率的高低分类：高、中、低脱硫率工艺按脱硫副产品的处置方式分类 回收利用法、抛弃法按使用的吸收剂的种类分类钙基、钠基、氨基按吸收剂和脱硫产物的状态分类湿法、半干法、干法第三部分、烟气脱硫工艺的分类2、定义湿法烟气脱硫工艺：吸收剂以浆液状态进入吸收塔，脱硫产物为湿态的工艺半干法烟气脱硫工艺：吸收剂以浆液状态进入吸收塔，脱硫产物为干态的工艺干法烟气脱硫工艺：吸收剂以干粉状态进入吸收塔，脱硫产物为干态的工艺第三部分、烟气脱硫工艺的分类主流烟气脱硫技术：是指那些使用台套数多。在大容量机组上有较多实际业绩的工艺从用户角度出发，以脱硫率来分类烟气脱硫技术是适当的：低脱硫率工艺（<70％）：炉内喷钙、管道喷射中等脱硫率工艺（70％－90％）：喷雾干燥、CFB、LIFAC、

电子束辐照等

高脱硫率工艺（>90%）：湿法洗涤工艺，如石灰石/石膏、

镁加强石灰工艺等第四部分、主流烟气脱硫技术第四部分、主流烟气脱硫技术1、低脱硫率工艺（1）炉内喷钙工艺吸收剂：石灰石细粉化学反应

CaCO3+热量

CaO+CO2

CaO+SO2+1/2O2

CaSO4+热量脱硫产物：飞灰＋无水石膏CaSO4同时脱除SO3、HCl、HF等工艺简单投资低、占地小、运行费高，适用于现有电厂的烟气脱硫改造第四部分、主流烟气脱硫技术炉内喷钙烟气脱硫工艺流程图第四部分、主流烟气脱硫技术

（2）管道喷射工艺吸收剂：CaO/Ca(OH)、钠基化合物(NaHCO3)脱硫效率：30％－50％（Ca/S=3.0-5.0）脱硫副产品：飞灰＋CaSO3＋CaSO4工艺简单、投资低、占地少，但运行费高，适用与现有电厂的烟气脱硫改造第四部分、主流烟气脱硫技术管道喷射烟气脱硫工艺流程图第四部分、主流烟气脱硫技术第四部分、主流烟气脱硫技术

2、中等脱硫率工艺（1）炉内喷钙加增湿活化工艺（LIFAC）吸收剂：石灰石细粉脱硫效率：75％－85％（Ca/S=2.5-3.0）脱硫原理：炉内喷钙后烟气中未反应的CaO在炉后的活化器内经喷入的雾化水增湿，使CaO生成Ca(OH)2，与烟气中的SO2继续反应，以提高脱硫效率和吸收剂利用率。同时，再循环也进一步改进了系统的性能脱硫产物：飞灰＋未反应吸收剂＋CaSO3＋CaSO4优点：系统简单，投资低、占地少、可操作性好缺点：原有脱硫灰的综合利用受到影响，对锅炉的运行有影响第四部分、主流烟气脱硫技术LIFAC烟气脱硫工艺流程图第四部分、主流烟气脱硫技术（2）烟气循环流化床脱硫工艺（CFB）吸收剂：石灰、消石灰脱硫效率：80％－95％（Ca/S=1.1-1.2）脱硫原理：吸收剂在吸收塔中呈流化态，因此与烟气有很长时间的接触，吸收剂之间的碰撞和摩擦使吸收剂颗粒表面不断更新，加之吸收塔内喷水增湿使这个系统的脱硫效率达到很高脱硫产物：未反应的吸收剂＋CaSO3＋CaSO4优点：系统简单，投资低、占地少、节能、操作简便缺点：用石灰作吸收剂、脱硫产物利用有难度、系统压降大第四部分、主流烟气脱硫技术CFB烟气脱硫工艺流程图第四部分、主流烟气脱硫技术（3）喷雾干燥工艺吸收剂：石灰浆液脱硫效率：80％－90％（Ca/S=1.6）脱硫原理：石灰浆液经雾化后喷入吸收塔在干燥的过程中吸收烟气中的SO2，再循环使得脱硫效率和吸收剂的利用率有所提高脱硫产物：未反应的吸收剂＋CaSO3＋CaSO4优点：投资低、脱硫率高、能耗低缺点：以石灰作吸收剂、浆液处置困难、雾化装置易磨损、脱硫产物综合利用有难度第四部分、主流烟气脱硫技术喷雾干燥烟气脱硫工艺流程图第四部分、主流烟气脱硫技术喷雾干燥塔示意图第四部分、主流烟气脱硫技术第四部分、主流烟气脱硫技术3、高脱硫率工艺（1）石灰石/石膏湿法洗涤工艺吸收剂：石灰石浆液脱硫率：95％－98％（Ca/S=1.05）脱硫原理：烟气在吸收塔中被石灰石浆液淋洗，烟气中SO2与CaCO3反应生成CaSO3，经氧化后生成CaSO4（石膏）脱硫产物：石膏优点：脱硫率高、脱硫产物为石膏，有商业应用可能、可用于各种含硫量的煤、可用于大容量机组缺点：系统复杂、投资高、占地大、电耗大第四部分、主流烟气脱硫技术典型石灰石/石膏湿法洗涤工艺流程图第四部分、主流烟气脱硫技术（2）吸收塔形式石灰石石膏湿法脱硫工艺的核心部分是脱硫吸收塔。目前，世界上石灰石石膏湿法脱硫工艺吸收塔的型式多种多样，根据商用情况，应用较成功的大致有以下4种，即逆流喷淋空塔、塔内布置格栅、射流鼓泡塔和底部液柱喷射塔。第四部分、主流烟气脱硫技术（I）逆流喷淋空塔德国Steinmuller日本川崎重工日本三菱公司特点：无内部构件，结垢可能性小；运行阻力相对较低；负荷跟踪特性较强第四部分、主流烟气脱硫技术

托盘式吸收塔美国Babcock&Wilcox特点：安装了一个带孔的托盘，用机械方式保证烟气在抬升中分布很均匀，利于烟气和浆液更有效地接触。第四部分、主流烟气脱硫技术双回路吸收塔德国Noell公司特点：用一个漏斗体将塔分隔成冷却段和吸收段两个部分，每个部分有不同的pH值以适应各自的最佳反应条件第四部分、主流烟气脱硫技术其主要特点是：（1）喷淋层均采用离心中空喷嘴（2）采用分隔器将循环浆池分成氧化段和结晶段2个部分：氧化段的pH值控制在4-4.5，结晶段的pH值控制在5.5-6.5，（3）采用脉冲悬浮系统替代了传统的循环浆池的搅拌机。在常规的单回路系统上实现了双回路系统的优点

第四部分、主流烟气脱硫技术II）格栅脱硫反应塔日本三菱公司在重庆珞璜电厂一期2台360MW采用填料塔，并配套了复杂的自控系统来防止结垢的危害第四部分、主流烟气脱硫技术（III）液柱脱硫反应塔日本三菱公司在重庆珞璜电厂二期2台360MW燃煤机组和山东潍纺化工厂的燃煤发电机组中采用了液柱塔第四部分、主流烟气脱硫技术

（IIII）CT121日本千代田脱硫原理：烟气通过喷射器直接喷散到吸收剂浆液中，取消了浆液喷淋装置和再循环泵。处理后的烟气经除雾器除去水滴后排出脱硫产物：石膏优点：系统简单、投资低、由于运行在低pH值下，不会发生结垢和堵塞、CaCO3的溶解度增加缺点：系统压降大第四部分、主流烟气脱硫技术千代田CT－121烟气脱硫工艺流程图第四部分、主流烟气脱硫技术第五部分、发展中的烟气脱硫工艺1、新型一体化脱硫工艺（NID）吸收剂：石灰、消石灰粉脱硫率：90％－95％（Ca/S=1.2）脱硫原理：与喷雾干燥相似。吸收剂先增湿然后喷入到除尘器前的垂直烟道中，吸收SO2，生成CaCO3。反应后的吸收剂被除尘器收集，进行再循环脱硫产物：未反应的吸收剂＋CaSO3＋CaSO4优点：系统简单、投资低、占地少、脱硫效率高缺点：以石灰作为吸收剂，处置困难、脱硫产物综合利用有难度第五部分、发展中的烟气脱硫工艺NI