煙氣脫硫技術(shù)選擇

4/15/2024煙氣脫硫技術(shù)選擇

主要內(nèi)容項(xiàng)目由來(lái)國(guó)內(nèi)外煙氣脫硫技術(shù)狀況技術(shù)選擇濕式鈣法和硫銨法的比較4/15/2024

一.項(xiàng)目由來(lái)為什么要上煙氣脫硫項(xiàng)目?環(huán)保要求新建X#鍋爐的要求4/15/2024近年來(lái)，由于我國(guó)二氧化硫污染日益嚴(yán)重，國(guó)家采取了一系列控制污染的措施，包括2004年修訂《大氣污染防治法》、2003年7月頒布《排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例》和同年12月發(fā)布新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。這些法律和條例進(jìn)一步嚴(yán)格了對(duì)二氧化硫排放的限值，也明確了排污收費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)。目前,XX石化有3臺(tái)燃煤鍋爐（1＃、2＃和4＃），每年SO2排放總量已經(jīng)達(dá)到20026.2t，加上即將建設(shè)的第4臺(tái)燃煤鍋爐（5＃爐），SO2年排放總量將達(dá)到27778.1t，而當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門對(duì)XX石化二氧化硫排放總量限值是4600t。由于1＃和2＃鍋爐已有的氨法脫硫系統(tǒng)已經(jīng)在1993年報(bào)廢,目前XX石化沒(méi)有煙氣脫硫手段，無(wú)法達(dá)到國(guó)家規(guī)定的SO2排放要求。一、項(xiàng)目由來(lái)4/15/2024二、現(xiàn)有可用的脫硫技術(shù)

根據(jù)控制SO2排放的工藝在煤炭燃燒過(guò)程中的位置，可將脫硫技術(shù)分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三種。燃前脫硫主要是選煤、煤氣化、液化和水煤漿技術(shù)；燃燒中脫硫指的是低污染燃燒、型煤和流化床燃燒技術(shù)；燃燒后脫硫也即所謂的煙氣脫硫技術(shù)。煙氣脫硫技術(shù)是目前在世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，其它方法還不能在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上與之競(jìng)爭(zhēng)。

4/15/2024二、國(guó)內(nèi)外煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀

世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)和商業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)估計(jì)超過(guò)200種。按脫硫產(chǎn)物是否回收，煙氣脫硫可分為拋棄法和再生回收法，前者脫硫混合物直接排放，后者將脫硫副產(chǎn)物以硫酸或硫磺等形式回收。按脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法工藝。濕法煙氣脫硫工藝干法\半干法煙氣脫硫工藝爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化濕式氨法和電子束氨法循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝

4/15/2024

濕法煙氣脫硫工藝絕大多數(shù)采用堿性漿液或溶液作吸收劑，其中石灰石或石灰為吸收劑的強(qiáng)制氧化濕式脫硫方式是目前使用最廣泛的脫硫技術(shù)。石灰石或石灰洗滌劑與煙氣中SO2反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鈣在洗滌液中沉淀下來(lái)，經(jīng)分離后即可拋棄，也可以石膏形式回收。目前的系統(tǒng)大多數(shù)采用了大處理量洗滌塔，系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性已達(dá)99%以上，通過(guò)添加有機(jī)酸可使脫硫效率提高到95%以上。

濕法煙氣脫硫工藝

其它濕式脫硫工藝包括用鈉基、鎂基、海水和氨作吸收劑，一般用于小型電廠和工業(yè)鍋爐。以海水為吸收劑的工藝具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不用投加化學(xué)品、投資小和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。氨洗滌法可達(dá)很高的脫硫效率，副產(chǎn)物硫酸銨和硝酸銨是可出售的化肥。4/15/2024半干法煙氣脫硫工藝

爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化

循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝

該法利用石灰漿液作吸收劑，吸收劑也可以干態(tài)、濕潤(rùn)態(tài)或漿液噴入。噴入吸收反應(yīng)器，細(xì)霧滴與SO2邊反應(yīng)邊干燥，隨著水分蒸發(fā)，形成了干的顆?；旌衔铩Ｅ懦龅臒煔膺M(jìn)入吸收劑再循環(huán)除塵器中，大部分煙氣中的固體顆粒都被分離出來(lái)，然后返回吸收塔中被循環(huán)使用。該副產(chǎn)物是硫酸鈣、硫酸鹽、亞硫酸鹽、飛灰及未反應(yīng)的石灰組成的混合物。4/15/2024外置分離器煙氣循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)流程

4/15/2024電子束煙氣脫硫工藝

通過(guò)冷卻塔后的煙氣流進(jìn)反應(yīng)器，在反應(yīng)器進(jìn)口處將一定的氨氣、壓縮空氣和軟水混合噴入，加入氨的量取決于SOx和NOx濃度，經(jīng)過(guò)電子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中間物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸與共存的氨進(jìn)行中和反應(yīng)，生成粉狀顆粒硫酸銨和硝酸銨的混合體。

4/15/2024脫硫技術(shù)比較

項(xiàng)

目石灰石/石膏濕法脫硫工藝雙堿法脫硫工藝海水脫硫工藝噴霧干燥法脫硫工藝氨法脫硫工藝循環(huán)流化床脫硫工藝電子束法脫硫工藝工

藝型

式濕

法濕

法濕法半干法干法干法干法脫硫劑石

灰

石鎂基和鈉基石灰海水石灰氨石灰石氨副產(chǎn)品狀

態(tài)濕

態(tài)濕

態(tài)濕態(tài)干態(tài)干態(tài)干態(tài)干態(tài)燃

煤含硫量無(wú)

限

制可適用高硫煤1%左右低硫煤中、低硫煤高硫煤中、低硫煤中、低硫煤脫硫率高高一般一般高

一般適

用范

圍大容量最大裝機(jī)容量1000MW中等容量試驗(yàn)中等容量最大200MW機(jī)組中、小容量小型工業(yè)試驗(yàn)階段投

資中中低中低中中運(yùn)行費(fèi)中高低高高中高4/15/2024石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝

石灰石（石灰）—石膏濕法煙氣脫硫工藝主要是采用廉價(jià)易得的石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被吸收脫除，最終產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣依次經(jīng)過(guò)除霧器除去霧滴，加熱器加熱升溫后，由增壓風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排放，脫硫渣石膏可以綜合利用。

4/15/2024煙氣入口

氧化空氣

中和區(qū) 漿液池 吸收反應(yīng)

氧化反應(yīng) HSO3－＋1/2O2→HSO4－HSO4－?H＋＋SO42－

SO2＋H2O→H2SO3H2SO3?H＋＋HSO3－

中和反應(yīng) Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑ 吸收區(qū) 氧化區(qū)

煙氣出口 4/15/2024三、XX石化脫硫項(xiàng)目概況鍋爐排硫狀況表：鍋爐序號(hào)1#2#4#5#額定蒸發(fā)量200t/h200t/h220t/h240t/h鍋爐類型煤粉鍋爐煤粉鍋爐煤粉鍋爐煤粉鍋爐投運(yùn)時(shí)間1987年1988年1999年預(yù)計(jì)2007年煙氣流量308114Nm3/h308114Nm3/h338858Nm3/h369698Nm3/h煙溫145℃145℃145℃145℃煤含硫1.50％1.50％1.50％1.50％耗煤量31.67t/h31.67t/h34.83t/h38t/h4/15/2024三、XX石化脫硫項(xiàng)目概況全廠脫硫改造前及改造后的大氣污染物排放量對(duì)比項(xiàng)目煙氣量溫度煙塵排放濃度SO2排放濃度SO2排放量煙塵排放量單位Nm3/h℃mg/Nm3mg/Nm3t/ht/at/ht/a改造前132478414520026183.46827757.10.29582366.4改造后13247848050261.80.34682774.40.10171059.95備注：脫硫效率90％，年按8000h計(jì)4/15/2024三、XX石化脫硫項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目主要工藝生產(chǎn)設(shè)備包含在煙氣冷卻、煙氣脫硫、石灰乳制槳、脫硫石膏氧化、過(guò)濾和脫硫石膏粉制備等五大系統(tǒng)中。該項(xiàng)目的建設(shè)采用改造加新建模式，即對(duì)原有1＃和2＃鍋爐已有的氨法脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改造，新建4＃和5＃鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)。石灰乳制槳系統(tǒng)、脫硫石膏氧化、過(guò)濾系統(tǒng)和脫硫石膏粉制備系統(tǒng)新建，為全部四套鍋爐（包括擬建的5＃爐）所共用。對(duì)1＃和2＃鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)的改造主要集中在煙氣冷卻系統(tǒng)和煙氣脫硫系統(tǒng)。對(duì)煙氣冷卻系統(tǒng)，利用了它的冷卻塔、pH值調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷卻循環(huán)泵，但需新建冷卻水循環(huán)池；對(duì)煙氣脫硫系統(tǒng)，只能利用其脫硫塔、1＃脫硫循環(huán)池、4臺(tái)脫硫循環(huán)泵和煙道等，其它象脫硫部件、折板除霧器、集液部件、布液系統(tǒng)、折板反沖洗系統(tǒng)、2＃脫硫循環(huán)池等均需要新建，2＃脫硫循環(huán)池?cái)嚢杵?、脫硫產(chǎn)物輸送泵和熱管換熱器等需要新購(gòu)。4/15/2024四、鈣法-氨法脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比項(xiàng)目名稱單位規(guī)格亞硫酸鈣懸浮液脫硫工藝氨法脫硫二氧化硫脫出量噸/年2497624976硫酸銨萬(wàn)噸/年96%5.366石膏萬(wàn)噸/年7．390420%氨水萬(wàn)噸/年6.804消石灰粉萬(wàn)噸/年3．4392水t/h31.068.59循環(huán)水t/h

79.2年耗電萬(wàn)千瓦.時(shí)380V499.4916.2蒸汽萬(wàn)噸/年1.0MPa2.534/15/2024四、鈣法-氨法脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比項(xiàng)目建設(shè)投資萬(wàn)元7108.414648銷售收入萬(wàn)元/年443.423757二氧化硫年排污費(fèi)萬(wàn)元/年14981498年生產(chǎn)成本費(fèi)用萬(wàn)元/年702.22863.6氨水（其中廢氨水、稀尿液占30%）萬(wàn)元/年1293消石灰粉萬(wàn)元/年515.88電費(fèi)萬(wàn)元/年159.8296.6水費(fèi)萬(wàn)元/年11.1624.8蒸汽消耗萬(wàn)元/年92.76工資及福利萬(wàn)元/年15.3620折舊和攤銷萬(wàn)元/年441.4915.5修理費(fèi)萬(wàn)元/年50158.4年利潤(rùn)萬(wàn)元/年748.423904/15/2024四、鈣法-氨法脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比脫硫裝置連續(xù)運(yùn)行的平均氨耗(折液氨)：～0.545t/tSO2。對(duì)應(yīng)脫SO2，24