1、煙氣脫硫工藝介紹,www.HDC.com,Company Logo,講義流程,1、脫硫概述 2、脫硫工藝 3、脫硫過程檢測 4、總結(jié)與討論,www.HDC.com,Company Logo,第一節(jié) 脫硫概述,www.HDC.com,Company Logo,脫硫概述,煙氣脫硫除去煙氣中的硫及化合物的過程，主要指煙氣中的SO、SO2。以達(dá)到環(huán)境要求。 通過對國內(nèi)外脫硫技術(shù)以及國內(nèi)電力行業(yè)引進(jìn)脫硫工藝試點(diǎn)廠情況的分析研究，目前脫硫方法一般可劃分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫等3類。,www.HDC.com,Company Logo,第二節(jié) 脫硫工藝,www.HDC.com,Company L

2、ogo,燃燒前脫硫,燃燒前脫硫就是在煤燃燒前把煤中的硫分脫除掉，燃燒前脫硫技術(shù)主要有物理洗選煤法、化學(xué)洗選煤法、煤的氣化和液化、水煤漿技術(shù)等。 洗選煤是采用物理、化學(xué)或生物方式對鍋爐使用的原煤進(jìn)行清洗，將煤中的硫部分除掉，使煤得以凈化并生產(chǎn)出不同質(zhì)量、規(guī)格的產(chǎn)品。 微生物脫硫技術(shù)從本質(zhì)上講也是一種化學(xué)法，它是把煤粉懸浮在含細(xì)菌的氣泡液中，細(xì)菌產(chǎn)生的酶能促進(jìn)硫氧化成硫酸鹽，從而達(dá)到脫硫的目的； 煤炭液化是將煤轉(zhuǎn)化為清潔的液體燃料（汽油、柴油、航空煤油等）或化工原料的一種先進(jìn)的潔凈煤技術(shù)。 水煤漿（Coal Water Mixture，簡稱CWM）是將灰份小于10%，硫份小于0.5%、揮發(fā)份高的原

3、料煤，研磨成250300m的細(xì)煤粉，按65%70%的煤、30%35%的水和約1%的添加劑的比例配制而成，水煤漿可以像燃料油一樣運(yùn)輸、儲存和燃燒，燃燒時(shí)水煤漿從噴嘴高速噴出，霧化成5070m的霧滴，在預(yù)熱到600700的爐膛內(nèi)迅速蒸發(fā)，并拌有微爆，煤中揮發(fā)分析出而著火，其著火溫度比干煤粉還低。,www.HDC.com,Company Logo,燃燒中脫硫（爐內(nèi)脫硫 ）,爐內(nèi)脫硫是在燃燒過程中，向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3等，使煤中硫分轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，隨爐渣排除。其基本原理是：,CaCO3=高溫=CaOCO2,CaOSO2=CaSO3,2CaSO3O2=2CaSO4,LIMB 爐內(nèi)噴鈣技術(shù),爐內(nèi)噴鈣

4、多段燃燒降低氮氧化物的脫硫技術(shù)，簡稱LIMB ；CaS在2以上時(shí)，用石灰石或消石灰作吸收劑，脫硫率分別可達(dá)40%和60%。,LIFAC煙氣脫硫工藝,LIFAC工藝即在燃煤鍋爐內(nèi)適當(dāng)溫度區(qū)噴射石灰石粉，并在鍋爐空氣預(yù)熱器后增設(shè)活化反應(yīng)器，用以脫除煙氣中的SO2。 LIFAC工藝的脫硫效率一般為60%85。,www.HDC.com,Company Logo,燃燒后脫硫（煙氣脫硫）,燃燒后脫硫，又稱煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡稱FGD）,在FGD技術(shù)中,按脫硫劑的種類劃分,可分為以下五種方法：以CaCO3（石灰石）為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為

5、基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。世界上普遍使用的商業(yè)化技術(shù)是鈣法，所占比例在90%以上。 按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)又可將脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干（半濕）法。濕法FGD技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，該法具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高及易造成二次污染等問題。干法FGD技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行，該法具有無污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散、二次污染少等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問

6、題。半干法FGD技術(shù)是指脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物（如噴霧干燥法）的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢而受到人們廣泛的關(guān)注。 按脫硫產(chǎn)物的用途，可分為拋棄法和回收法兩種。,www.HDC.com,Company Logo,石灰石石膏法煙氣脫硫工藝 （WFGD）,工作原理是：將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)

7、行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95% 。,www.HDC.com,Company Logo,石灰石-石膏濕法,從鍋爐引風(fēng)機(jī)后的總煙道上引出的煙氣，通過增壓風(fēng)機(jī)升壓進(jìn)入回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器（RGGH）降溫，然后再進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi)脫硫凈化，經(jīng)除霧器除去水霧后，又經(jīng)RGGH升溫至80以上，再接入主體發(fā)電工程的煙道

8、經(jīng)煙囪排入大氣。在主體發(fā)電工程煙道上設(shè)置旁路擋板門，當(dāng)鍋爐啟動、FGD裝置故障、檢修停運(yùn)時(shí)，煙氣由旁路擋板經(jīng)煙囪排放。 石灰石漿液通過循環(huán)泵從吸收塔漿池送至塔內(nèi)噴管、噴嘴系統(tǒng)，與煙氣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)吸收煙氣中的SO2，在吸收塔循環(huán)漿池中利用氧化空氣將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。石膏排出泵將石膏漿液從吸收塔送到石膏脫水系統(tǒng)。,工藝流程,www.HDC.com,Company Logo,YANG LING,Slide 11,反應(yīng)方程式如下：（1） 吸收 CaOH2OCa（OH）2 CaCO3SO21/2H2OCaSO31/2H2OCO2 Ca（OH）2SO2CaSO31/2H2O1/2H2O CaSO3

9、1/2H2OSO21/2H2OCa（HSO3）2 （2） 氧化 2 CaSO31/2H2OO23H2O2 CaSO42H2O Ca（HSO3）21/2O2H2OCaSO42H2OSO2 在吸收液中必須加入有機(jī)添加劑，防止設(shè)備的結(jié)垢。該法終產(chǎn)物為石膏。簡易石灰石/石膏法對終產(chǎn)物不加回收，直接拋棄；亦可采用后處理分離出成品石膏回收利用。,www.HDC.com,Company Logo,石灰石-石膏濕法,工藝流程圖,www.HDC.com,Company Logo,石灰石-石膏濕法,石灰石制備系統(tǒng)：由石灰石粉料倉、石灰石磨機(jī)及測量站構(gòu)成。 吸收氧化系統(tǒng),由洗滌循環(huán)系統(tǒng)除霧器和氧化工序組成的吸收塔,

10、噴淋塔,填料塔等。 煙氣再熱系統(tǒng)（可選） 脫硫風(fēng)機(jī) 石膏脫水裝置：由水力旋流分離器、真空皮帶過濾機(jī)和儲存系統(tǒng)組成。,系統(tǒng)構(gòu)成,www.HDC.com,Company Logo,石灰石-石膏濕法,主要特點(diǎn) 脫硫效率高，引進(jìn)早，技術(shù)成熟，可靠性高。 對煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)。 系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積較大，一次性建設(shè)投資相對較大。 吸收劑資源豐富，價(jià)格便宜，運(yùn)行鈣硫比高。 必須設(shè)置煙氣再熱系統(tǒng)。,www.HDC.com,Company Logo,石灰石-石膏濕法,目前需重視的問題 GGH的漏風(fēng)對脫硫效率的影響，及其腐蝕、結(jié)垢的問題。 除霧器的阻塞、結(jié)垢問題。 必須對現(xiàn)有電除塵器進(jìn)行改造，以滿足FGD的要求及

11、總體達(dá)標(biāo)排放。 脫硫副產(chǎn)物的綜合利用。脫硫副產(chǎn)品的處置方式、二水石膏的價(jià)格及銷路問題。 對于以氣溶膠型式存在的SO3脫除效果差。 脫硫廢水的處理問題。 脫硫劑需要開山鑿石或燒制石灰，對自然生態(tài)有較大影響，在脫硫過程中釋放出二氧化碳，加劇溫室效應(yīng)。,www.HDC.com,Company Logo,氨法脫硫,脫硫塔是煙氣脫硫和產(chǎn)生硫酸氨鹽的中間裝置。煙氣中的SO2在脫硫塔中被除去，脫硫塔中是PH值控制為 5.05.9的飽和硫酸氨亞硫酸氨溶液，與SO2的反應(yīng)，按照下列反應(yīng)生成亞硫酸氫氨硫酸氫鹽： （1）SO2H2O H2SO3 （2）H2SO3（NH4)2SO4NH4HSO4NH4HSO3 （3）

12、H2SO3（NH4)2SO32NH4HSO3 （4）HSONHNHSO （5）NHHSONH（NH4)2SO （6）NH4HSO4NH（NH4)2SO,www.HDC.com,Company Logo,工藝主要特點(diǎn) 脫硫效率高，反應(yīng)速度快，占地面積、運(yùn)行阻力、水耗電耗均較小。 反應(yīng)機(jī)理簡單，技術(shù)成熟，可靠性高。國外已有300MW等級機(jī)組7年以上的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)電廠正在積極籌劃。 對煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)，副產(chǎn)品硫酸銨利用價(jià)值高，含硫量越高，經(jīng)濟(jì)效益越好。 系統(tǒng)復(fù)雜，進(jìn)口設(shè)備比重大，占地面積較大，一次性建設(shè)投資相對較大。 吸收劑資源豐富，來源于肥料中的氨，脫硫后產(chǎn)生硫酸銨，又回到化肥中，不影響氨的生

13、產(chǎn)系統(tǒng)。吸收劑的取得不影響自然生態(tài)。 無廢水廢渣的排放，無廢氣排放，無二次污染。,www.HDC.com,Company Logo,（1）結(jié)垢問題： 因硫酸銨易溶于水，通過PH值調(diào)解可以控制硫酸銨顆粒結(jié)晶的大小，同時(shí)對易結(jié)垢和阻塞的部位進(jìn)行水洗即可解決。 （2）腐蝕問題： 硫酸銨具有腐蝕性，對于防腐的要求較石灰石-石膏法更為嚴(yán)格。玻璃鋼、內(nèi)襯玻璃鱗片或合金鋼（A59）的吸收塔可以滿足要求。 （3）煙氣排放中的氣溶膠控制問題： 通過調(diào)整PH值、氧化程度、和氨的加入方式等方法可以在一定程度上控制氣溶膠的形成，并在脫硫塔出口裝設(shè)濕式電除塵器，收集SO3送回鍋爐燃燒，同時(shí)有效的去除其他氣溶膠，同時(shí)保證

14、煙氣中殘留氨和銨鹽類氣溶膠能夠得到有效控制。 （4）氯離子濃縮問題： 取一定液體定期噴灑在硫酸銨工藝過程中干燥，生成氯化銨，無廢水排放。 （5）吸收劑的選擇及管理 液氨或高濃度的氨水屬危險(xiǎn)品，在保證可靠來源的情況下，在運(yùn)輸、管理上應(yīng)當(dāng)結(jié)合安全性、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行確定。電廠普遍有氫站的管理經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)能有效的處理液氨的存放及管理。,幾個(gè)重點(diǎn)問題分析,www.HDC.com,Company Logo,海水脫硫工藝,煙氣海水脫硫工藝是利用天然海水的堿度實(shí)現(xiàn)脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。在脫硫吸收塔內(nèi)，大量海水噴淋洗滌進(jìn)入吸收塔內(nèi)的燃煤煙氣，煙氣中的二氧化硫被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣

15、換熱器加熱后排放。,www.HDC.com,Company Logo,水膜除塵脫硫,含塵氣體由簡體下部順切向引入，旋轉(zhuǎn)上升，塵粒受離心力作用而被分離，拋向筒體內(nèi)壁，被簡體內(nèi)壁流動的水膜層所吸附，隨水流到底部錐體，經(jīng)排塵口卸出。水膜層的形成是由布置在筒體的上部幾個(gè)噴嘴、將水順切向噴至器壁。這樣，在簡體內(nèi)壁始終覆蓋一層旋轉(zhuǎn)向下流動的很薄水膜，達(dá)到提高除塵效果的目的。,www.HDC.com,Company Logo,半干法脫硫,噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，消 半干法脫硫工藝流程 石灰乳由泵打入位于吸收塔內(nèi)的霧化裝置，在吸收塔內(nèi)，被霧化成細(xì)小液滴的吸收劑與煙氣

16、混合接觸，與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO,煙氣中的SO2被脫除。與此同時(shí)，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應(yīng)產(chǎn)物及未被利用的吸收劑以干燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔，進(jìn)入除塵器被收集下來。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率，一般將部分除塵器收集物加入制漿系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉(zhuǎn)噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流。,www.HDC.com,Company Logo,干法脫硫工藝(CFB-FGD),工藝流程 煙氣循環(huán)流化床脫硫（CFB-FGD） 工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等

17、部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑。 鍋爐排出的未經(jīng)處理的煙氣從底部進(jìn)入吸收塔，煙氣經(jīng)吸收塔底文丘里結(jié)構(gòu)加速后與加入的消石灰、循環(huán)灰及水發(fā)生反應(yīng)，除去煙氣中的SO2 等氣體。煙氣中夾帶的吸收劑和脫硫灰，在通過吸收塔下部的文丘里管時(shí)，受到氣流的加速而懸浮起來，形成激烈的湍動狀態(tài)，使顆粒與煙氣之間具有很大的相對滑落速度，顆粒反應(yīng)界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強(qiáng)化了氣固間的傳熱、傳質(zhì)。同時(shí)為了達(dá)到最佳的反應(yīng)溫度，通過向吸收塔內(nèi)噴水，使煙氣溫度冷卻到70左右。 攜帶大量吸收劑和反應(yīng)產(chǎn)物的煙氣從吸收塔頂部側(cè)向下行進(jìn)入脫硫除塵器，進(jìn)行氣固分離，經(jīng)氣固分離后的煙氣含塵量不超過30mg/Nm

18、3。為了降低吸收劑的耗量，大部分收集到的細(xì)灰及反應(yīng)混合物返回吸收塔進(jìn)一步反應(yīng)，只有一小部分被認(rèn)為不再具有吸收能力的較粗顆粒被作為脫硫副產(chǎn)物排到電廠脫硫灰?guī)?。最后?jīng)除塵器凈化后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入煙囪。,www.HDC.com,Company Logo,干法脫硫工藝(CFB-FGD),主要特點(diǎn) 綜合造價(jià)低，系統(tǒng)簡單。煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝整個(gè)綜合造價(jià)相當(dāng)于濕法的75。 維護(hù)工作量和費(fèi)用低，整個(gè)維護(hù)費(fèi)用占總投資的1。 電耗低。煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝的電耗占發(fā)電量的0.7%1%。 水耗量低，整個(gè)水耗量是濕法水耗量的60左右。 不需要考慮防腐，整個(gè)脫硫系統(tǒng)設(shè)備主要由碳鋼構(gòu)成。 工藝簡單可靠，不受燃煤含硫

19、量限制，只需改變鈣硫比和吸收劑投入量就可以適應(yīng)燃煤含硫量的變化。 對鍋爐負(fù)荷適應(yīng)力強(qiáng)，通過調(diào)節(jié)吸收劑加入量、水量、吸收塔壓降，能快速相應(yīng)鍋爐負(fù)荷的變化情況。 反應(yīng)過程中不產(chǎn)生溫室氣體，完全去除SO3，沒有廢水排放，沒有二次污染。,www.HDC.com,Company Logo,干法脫硫工藝(CFB-FGD),需重視的問題 對于改造機(jī)組，脫硫除塵器及新增引風(fēng)機(jī)無法布置，占地大。 脫硫副產(chǎn)物的綜合利用。脫硫副產(chǎn)品的處置方式、脫硫灰的價(jià)格及銷路，特別是脫硫灰中的亞硫酸鈣含量過高不利于建筑利用的問題。 運(yùn)行鈣硫比高，脫硫劑的利用率低，特別對于高硫煤鈣硫比過高。 脫硫系統(tǒng)在干態(tài)下運(yùn)行，磨損較為嚴(yán)重，特

20、別是流速較高的文丘里管部分。 脫硫劑采用生石灰，價(jià)格較高，不易保存。 脫硫劑需要開山鑿石或燒制石灰，對自然生態(tài)有較大影響。,www.HDC.com,Company Logo,干法脫硫,干法煙氣脫硫是指應(yīng)用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來脫除煙氣中的SO2。它的優(yōu)點(diǎn)是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴(kuò)散，不會產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小;其缺點(diǎn)是脫硫效率較低，設(shè)備龐大、投資大、占地面積大，操作技術(shù)要求高。,www.HDC.com,Company Logo,脫硫工藝的比較,www.HDC.com,Company Log

21、o,第三節(jié) 脫硫過程監(jiān)測,www.HDC.com,Company Logo,脫硫過程,壓力變送器煙氣、泵出/入口、儀表風(fēng)壓力。 差壓變送器過濾器、煙氣差壓、吸收塔液位 溫度變送器溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)?20mA信號 電磁流量計(jì)石灰石漿液、石膏漿液流量 質(zhì)量流量計(jì)GAMMA石灰石石膏漿液密度測量 超聲波液位計(jì)地坑排水坑工業(yè)水箱等液位 PH分析儀表石膏漿液PH值 濁度分析儀表廢水排放濁度 泥位計(jì)澄清池泥位,石灰/石膏濕法脫硫工藝中測量儀表匯總,www.HDC.com,Company Logo,YANG LING,Slide 29,測量煙氣/儀空壓力 型號：PMC71-ACA1H2GHAAA 工況：煙氣壓力

22、通常壓力不會大于 10KPa，儀表空氣壓力小于10bar。煙氣中含有SO2和NOx。 注意事項(xiàng)：煙氣溫度和粉塵都不是問題，導(dǎo)壓管向上走就可以，通常不需要選用帶膜盒的單法蘭的壓力變送器，316L材料即可。,優(yōu)點(diǎn)：陶瓷膜片抗腐蝕，耐磨損。測量小量程穩(wěn)定性高，尤其適用于高真空工況，過載能力優(yōu)于金屬膜片。,www.HDC.com,Company Logo,YANG LING,Slide 30,測量石膏漿液/石灰石漿液流量 型號：10P50-EA1A1AA0A4AA 50P50-AF1A1A10AAAA 注意事項(xiàng)： 石膏漿液和石灰石漿液都有一定的腐蝕性和磨損性，PFA的耐腐蝕性同PTFE但是耐磨損性能要稍高于PTFE，電極材質(zhì)選用哈C。 產(chǎn)品特點(diǎn)：四電極結(jié)構(gòu)，兩個(gè)測量電極，一個(gè)空管檢測電極和一個(gè)接地電極可檢測流體是否滿管，接地電極充分保證電極接地，以確保測量的穩(wěn)定性,www.HDC.com,Company Logo,YANG LING,Slide 31,測量制漿區(qū)/排水等地