火电厂脱硫技术综述-杨炜炎.docx

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1、火电厂脱硫技术综述杨炜炎(保定电力职业技术学院 07100) 摘要:火电厂脱 硫技术.对几种脱硫技术进行比较，对脱硫技术展望，关键词：火电厂, 脱硫， 二氧化硫 1前言世界上发达国家均十分重视火电厂二氧化硫排放问题,目前,日本的电厂已全部安装了烟气脱硫装置，德国已有90%的机组安装了烟气脱硫设备，美国。芬兰等国亦正在火电厂中大力推广脱硫技术。我国是一个能源结构以煤炭为主的发展中大国，随着社会经济的高速发展，尽管国家出台了一系列强有力的节能减排的措施，我国二氧化硫排放量在经历一系列的强有力的节能减排措施，我国的二氧化硫的排放量在经历了持续增长的之后，还是排在世界第一位，近年来，我国对于二氧化硫排

2、放量的重视程度和治理力度已达到前所未有的高度。二氧化硫的排放是造成我国大气环境污染及酸雨加剧的主要原因，我国的酸雨主要为硫酸型，形成的主要原因是燃煤产生的二氧化硫，各省市间存在致酸物质在远距离输送和相互影响，酸雨覆盖了我国40%以上的国土。酸雨主要危害为森林退化，湖泊酸化，鱼类死亡，水生物种群减少，农田酸化，粮食蔬菜减产，建筑物和桥梁腐蚀，等。而二氧化硫排放的主要是火电行业，同时，能源消费的超长增长和火电行业的快速发展是导致二氧化硫排放量增加的原因，随着国民经济的高速发展，火电厂烟气脱硫成为我国治理环境污染的重中之重。2火电厂的几种脱硫技术代表性工艺主要特点湿法烟气脱硫技术（WFGD） 湿式石

3、灰石/石膏 洗涤工艺 （L/GFGD） 脱硫反应速度快；脱硫吸收与产物生成均在中低温状态下进行；脱硫效率高。但设备较为复杂，并普遍存在腐蚀严重，运行维护费用高及废水处理等问题干法烟气 脱硫技术 （DFGD） 炉内喷钙 固体脱硫剂在干态下与SO2反应，并在干态下处理；烟气在脱硫过程中无明显降温，利于排放后扩散；无废液二次污染。但反应速度慢，脱硫效率及脱硫剂利用率低。半干法烟气 脱硫技术 （SDFGD） 旋转喷雾干燥技术 (SDA) 脱硫剂一般在湿态下脱硫、干态下处理或再生；也有在干态下脱硫、湿态下处理脱硫产物的半干法工艺。半干法工艺兼有WFGD技术和DFGD技术的某些特点。2. 1 石灰石(石灰

4、)石膏湿法脱硫技术该工艺系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成,基本工艺流程锅炉烟气经电除尘器除尘后,通过增压风机、GGH换热器降温后进入吸收塔,在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤,循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中,以便脱除SO2、SO3、HCl和HF ,同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物CaSO31/ 2H2O被导入的空气氧化成石膏,并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过循环泵向上输送到喷淋层中,通过喷嘴进行雾化,使气体和液体得以充分接触。吸收塔中,石灰石与二氧化硫反应生成石膏,这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出

5、,进入石膏脱水系统。经过净化处理后的烟气流经两级除雾器除雾,同时按特定程序不时地用工艺水冲洗除雾器。在吸收塔出口,烟气一般被冷却成4655冷凝水,且被水蒸汽饱和。通过GGH将烟气加热到80以上,以提高烟气的抬升高度和扩散能力。最后,清洁的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。该工艺的技术特点有:高速气流设计增强了物质传递能力,降低了系统的成本,标准设计烟气流速达到4. 0 m/ s ;系统采用最优尺寸,平衡了SO2去除与压降的关系,使得资金投入和运行成本最低;吸收塔液体再分配装置有效避免了烟气爬壁现象的产生,降低了能耗;脱硫效率高达95 %以上,有利于地区和电厂实行总量控制;技术成熟,设备运行可靠性高

6、(系统可利用率达98 %以上) ;单塔处理烟气量大,脱硫量大;适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫;对锅炉的适应性强;处理后的烟气含尘量大大减少;吸收剂(石灰石)资源丰富,价廉易得;脱硫副产品(石膏)便于综合利用。该工艺的发展趋势如下:一是吸收系统大型化。目前世界上较大的装置有:日本建有容量为1000 MW的吸收塔,欧洲荷兰的AMER电站建有容量为645 MW的吸收塔,英国Drax电厂建有容量为660 MW的吸收塔。二是简化设备,如将除尘、脱硫和氧化均置于同一塔内进行,节省投资,高效节能;又如强化氧化工艺装置,使氧化利用率从15 %20 %提高到40 %50 %;还有在FGD工艺中引入计算机控制可

7、根据不同的要求控制吸收循环浆液等参数,达到最佳的脱硫效率等。2.2旋转喷雾干燥法该技术以石灰石作为脱硫剂,首先将石灰消化制成小石灰浆,然后利用快速离心机将消失灰浆喷射成极其细小且均匀分布的雾粒,吸收机雾粒与热烟气接触与二氧化硫反应生成一种固体反应物,由于烟气加热,脱硫反应物将干态排出,最后连同飞灰一起排出.反应原理是氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化硫反应生成硫酸钙与水。该工艺技术成熟，系统可靠，工艺流程简单。占地面积小，耗水量小。无污染和污酸排放，脱硫效率可达80%-85%，此技术在美国和欧洲燃煤电厂实现了商业化，得到了广泛的应用。.2.3炉内喷钙与尾部活化在燃煤炉内适当温度区喷射

8、石灰石粉，并在炉后烟道内增设活化反应器，在反应器入口喷水，水在反应器中完全蒸发，将烟气中在炉内没有完全反应及高温失去活性的氧化钙迅速与水合反应生成高活性氢氧化钙，用以除去烟气中的二氧化硫，脱硫率为70%-80%反应原理；氧化钙与水生成氢氧化钙，而后氢氧化钙与水反应生成亚硫酸钙，而后亚硫酸钙与氧气反应生成硫酸钙该工艺系统简单，。投资较少，占地小，厂用电量低，无废水排放。适合中低硫煤，便于在老机组上改造使用，在芬兰，法国，加拿大，等国已得到使用。2.4海水脱硫海水通常为碱性，具有天然的酸碱缓冲及吸收二氧化硫的能力。锅炉烟气经过换热器后进入吸收塔，烟气中的二氧化硫与海水反应生成亚硫酸根离子，生成的氢

9、离子于海水中的碳酸根离子反应生成二氧化碳，和水。由于亚硫酸会使海水耗氧量增加，导致水中的溶解氧减少，不利于海水生物生长，因此，吸收后的海水不能立即排入大海，应鼓风亚硫酸氧化成硫酸根离子。再排入大海。海水经吸收塔后吸收二氧化硫后进入曝气池，在曝气池中注入大量的海水和空气，将二氧化硫氧化并调整ph达标后注入大海。海水脱硫以海水作吸收剂，没有吸收剂制备系统，吸收系统不结垢不堵塞，因此，不要脱硫尘土处理设施因此系统简单，投资和运行费用都很低，脱硫率达90%因此世界上一些沿海国家均用此脱硫，其中以挪威和美国最多。2.5电子束照射法该方法使用高能量的电子流照射烟气，使烟气中的氮气等分子产生强氧化性的自由基

10、，这些自由基与烟气中的二氧化硫氧化产生硫酸，这些酸与喷入的氨反应产生稳定的硫酸氨，与灰尘一起用除尘器收集得到混合的化肥产品，这种脱硫方法脱硫率达90%以上，该系统简单，操作方便，运行可靠。副产品可利用，但投资大，厂用电高，关键部件电子枪寿命低，运行费用高。2.6氨法烟气湿法脱硫技术湿法氨法工艺过程一般分为3个步骤:脱硫吸收、中间产品处理、副产品制造。其中,脱硫吸收过程是氨法烟气脱硫技术的核心,它以水溶液中的SO2和NH3的反应为基础,得到亚硫酸铵中间产品;中间产品的处理主要分为两大类:直接氧化和酸解。直接氧化是在多功能脱硫塔中,鼓入空气将亚硫酸铵氧化成硫铵,酸解是用硫酸、磷酸、硝酸等酸将脱硫产

11、物亚硫铵酸解,生成相应的铵盐和气体二氧化硫;副产品制造是将中间产品处理后得到的铵盐送制肥装置制成成品氮肥或复合肥。由于氨是一种良好的碱性吸收剂,氨的碱性强于钙基吸收剂,而且氨吸收烟气中SO2是气液或气气反应,反应速度快、反应完全、吸收剂利用率高,可以得到很高的脱硫效率,相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。另外,其脱硫副产品是常用化肥,其销售收入可以大幅度降低运行成本。并且氨法脱硫工艺在脱硫的同时可以脱氮,且脱硫过程中没有废水、废渣产生,从实际运行效果看,其脱硫效果满足各地环保要求,运行费用低,因此氨法脱硫是较适合中国国情的一项烟气脱硫技术。2.7半干法脱硫半干法脱硫采用的脱硫剂

12、以固液混合物的形式喷入吸收塔,在与烟气中的二氧化硫反应的同时水分被蒸发,脱硫剂被干燥为固体,过剩的脱硫剂与生成的副产品均以固体形式被收集,其代表工艺有喷雾干燥法工艺和气体悬浮吸收工艺。喷雾干燥法脱硫工艺技术比较成熟,具有工艺流程简单、系统可靠性高等特点。系统采用双流体雾化喷嘴,双流体雾化喷嘴与旋转雾化喷嘴相比,设计简单,可以更好地控制雾化粒度和雾化质量。由布袋除尘器回送的吸收剂由两级水雾化喷嘴活化增湿,进一步提高吸收剂脱硫效率,脱硫效率可达到80 %左右,但单塔烟气处理量较小。喷雾干燥的新发展是丹麦正在开发的喷雾干燥再生脱硫工艺,吸收剂为氧化镁,生成的亚硫酸镁已在高温流化床中成功实现再生,再生

13、后的吸收剂活性不但没有失去,反而有所提高。气体悬浮吸收技术由丹麦FLSmiljoa/ s公司开发,现已用于小龙潭电厂6 #炉,系统设计脱硫率可大于90 % ,总压降1800 Pa ,钙硫比小于1.3。2.8循环流化床烟气脱硫技术循环流化床是一种使高速气流与所携带的稠密悬浮颗粒充分接触的技术,是近几年新兴起来的具有开发前景的脱硫技术,由化工和水泥生产过程中的流化床技术发展而来。整个排烟循环流化床脱硫系统由石灰浆制备系统、脱硫反应系统和收尘引风系统组成。影响循环流化床脱硫效率的主要因素有床层温度、钙硫比、脱硫剂的粒度和反应性等。根据反应器进口烟气流量及烟气中原始SO2浓度控制消石灰粉的给料量,以保

14、证要求的脱硫效率所必需的钙硫比。循环流化床烟气脱硫工艺没有废水产生,占地面积小,基建投资相对较低,尤其适合于老机组烟气脱硫。脱硫副产品可用作混凝土掺合料、矿井回填料、路基等。循环流化床作为脱硫反应器的最大优点是:可以通过喷水将床温控制在最佳反应温度下,达到最好的气固间紊流混合并不断暴露未反应消石灰的新表面,而通过固体物料的多次循环使脱硫剂具有很长的停留时间,大大提高了脱硫剂的钙利用率和反应器的脱硫效率。能够脱除高硫煤中的硫,并在钙硫比1. 11. 5时达到85 %以上的脱硫效率。2.9正在研发阶段的脱硫技术此外,尚在试验中的火电厂烟气脱硫技术还有火星炭吸收脱硫技术、集脱硫除尘制浆一体化技术、脉

15、冲放电烟气脱硫技术等。3工艺比较通过依据 ：（1）排放量和脱硫率符合环保法规(2)技术成熟，运行可靠，有良好的使用业绩(3)投资少运行费用低脱硫剂质优价廉(4)不造成二次污染，(5)适应性强(6)设备简单 等条件来比较还是石灰石(石灰)石膏湿法脱硫技术较为成熟，且物优价廉，而且 适应性强，不会受到地域限制，技术含量低。反应简单投资较少，在以后依然是火电厂脱硫的主要选择，而像其它脱硫方法都有一些短板，如海水脱硫，不仅受地域限制，而且。还要修曝水池。过程较为复杂，还有可能造成 海洋的污染。而电子束照射法成本太高，技术复杂投资大。使用寿命短。运行费用高。，而其它的技术都有一些不足，因此，我认为石灰石

16、(石灰)石膏湿法脱硫技术任然会被大量采用。，结论目前，虽有不少脱硫技术，但是依然会受到各种条件限制，而又在不断发展之中，以电子束照射法新技术为代表的新技术的使用，从而使得人类有更多方法来保护环境，然而，当前这些新兴技术往往会造价高，使用寿命和地域的限制，当然，包括人的影响，比如，投资太高，提高了高新技术用于时下的门槛，还有一些技术则是太过复杂，因此，从造价，结构，占地面积。地域限制，投资多少，技术的成熟度，工艺流程，等，综述各个方面来看。石灰石(石灰)石膏湿法脱硫技术是比较实用的，而一些新兴技术要求最大的一方面就是如何降低投入并提高效率这将是未来以脉冲放电 脱硫的技术的急需解决的问题，如在造价成本上有大幅度下降。这才会使新的脱硫技术为更多电厂使用，因此，我认为，目前最让人接受的是石灰石(石灰)石膏湿法脱硫技术，我认为在未来对新脱硫设备及技术发展将是很有发展前景，。参考文献 汪艳红 杨巧云 admin