烟气脱硫技术比较与常见问题.ppt

第五章
烟气脱硫技术

主讲人：李福才

2007年8月21日

烟气脱硫技术及常见问题
               主要污染因子
               脱硫技术比较
               脱硫技术现状
               脱硫常见问题
               脱硫工艺评价指标

5.1　烟气中主要污染因子
1、烟气的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、烟气锅炉、垃圾焚烧炉、工业炉窑（如烧结机、玻璃窑、冶炼炉等）
 2、主要污染因子：
　烟尘、SO2、NOX、F－、Cl－、CO2
 3、主要防污措施：
　洁净燃料、高空稀释、烟气治理
我国SO2的排放总量已达2700万吨，居世界第一
        

硫
的
存
在
形
式
5.2.1　 脱硫技术比较－－概述
   目前国际上研究过的脱硫技术达200余种。
燃烧前脱硫
    如洗煤、型煤等
燃烧中脱硫
    如炉内喷钙、循环流化床等
燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD）
    世界上唯一大规模商业化应用的技术

      5.2.2　脱硫技术比较－－分类
按脱硫产物是否可回收分
抛弃法（95%）
回收法（5%）

按产物是否可再生分
可再生（7%）
不可再生（93%）

     5.2.3脱硫技术比较－－应用
 美国主要烟气脱硫技术
湿式石灰石/石灰法
双碱法
碳酸钠法
日本主要烟气脱硫技术
湿式石灰石－石膏法
双碱法
亚铵法
5.2.3脱硫技术比较－－常用脱硫方法
5.3  烟气脱硫技术现状
商业化的主要湿法脱硫工艺：
石灰石/石灰－石膏法
钠碱法
双碱法
氨法
金属氧化物法（以氧化镁法为多）
       
5.3.1湿式石灰石/石灰－石膏法

        （1）脱硫效率高，>95%
        （2）技术成熟，运行可靠性高
        （3）对煤种的适应性强
        （4）吸收剂资源丰富，价格低廉
        （5）脱硫副产物便于综合利用
        （6）占地面积大，运行费用高
主要适合于410t/h以上锅炉的烟气脱硫
属于引进技术，国产化率（自有知识产权）低

湿式石灰石/石灰－石膏法原理
脱硫过程：
CaCO3+SO2＋1/2H2O←→　
　　　　　　　　　CaSO3● 1/2H2O ＋CO2↑ 
Ca(OH)2 +SO2←→ CaSO3● 1/2H2O ＋1/2H2O   
CaSO3● 1/2H2O +SO2+ 1/2H2O ←→Ca(HSO3)2  
氧化过程：
 2CaSO3● 1/2H2O ＋O2＋3H2O ←→
　　　　　　　　　　2CaSO4● 2H2O
Ca(HSO3)2 + O2＋2H2O ←→
　　　　　　　　　　CaSO4● 2H2O+H2SO4 

湿式石灰石/石灰－石膏法影响因素：
1、料浆的pH值
2、烟气温度（性质）
3、吸收剂的类型与细度
4、液气比
5、防垢措施
pH  值
      pH值是影响脱硫效率，脱硫产物成分的关键参数。不同的脱硫剂，可以选择不同的pH值。pH值太高，则容易造成设备的堵塞和结垢，同时使得脱硫剂的利用率降低，脱硫产物的品位下降。而pH值太低，则影响了脱硫效率。所以必须选择合适的pH值，使得保证脱硫效率，同时保证脱硫剂的利用率和脱硫产物的品位。
烟气性质
  进入脱硫反应塔的烟气的性质如SO2浓度，温度等直接影响了整个脱硫系统的脱硫效率。在其它条件相同时，入口SO2浓度越高，脱硫效率就越低，相反，若入口SO2浓度越低，则脱硫效率越高。在其它条件相同时，入口烟气温度太高，则会导致脱硫效率的下降。
烟气性质
   脱硫反应塔内烟气的流动速度影响了脱硫反应气液接触的时间，从而影响了脱硫效率，烟气速度越大，接触时间就短，在其它条件一样的情况下，脱硫效率就可能低，反之，则高。同时，烟气流动速度也影响了烟气中携带的水含量。烟气速度越高，则烟气中携带的浆滴就越多，相反，则可能越少。
吸收剂的类型与细度
   脱硫剂的不同类型与细度直接影响其与SO2反应的能力，影响最终产物的纯度。脱硫剂的细度决定了其比表面积，对石灰石而言通常的细度为200到300目，目数越大越有利于脱硫效率的提高
液气比
循环浆液与烟气流量的比例即液气比是影响脱硫效率的重要参数。为保证一定的脱硫效率，针对不同SO2浓度的烟气，不同的烟气SO2排放要求，不同性质的脱硫剂，不同的脱硫反应塔结构，就需要不同的液气比。在相同的条件下，液气比越大，脱硫效率越高，但随之，动力的消耗就越大，烟气出口的温度就越低。所以，要根据具体的情况，选择合适的液气比，使得在保证脱硫效率的同时，降低运行费用。
防垢措施
对于石灰/石灰石－石膏法防止钙盐的结垢而造成堵塞是十分重要的，目前采取主要方法有：加大液气比、减少塔内构件、选用低阻力的塔、添加晶种、添加防垢助剂
5.3.2  钠碱法
Na2CO3+SO2＝＝Na2SO3+CO2↑　　                      　　　　　　　　　　　　(1)  
2NaOH+SO2＝＝Na2SO3+H2O                       　(2)
2Na2SO3+SO2+H2O＝＝2NaHSO3　　 　　　　     (3)
5.3.2  钠碱法
5.3.3  双碱法
是石灰/石膏法与钠碱法的结合
再生过程：
2NaHSO3＋Ca(OH)2==Na2SO3+CaSO3 ↓＋2H2O 
Na2SO3+Ca(OH)2==2NaOH+CaSO3↓
CaO+H2O==Ca(OH)2
吸收同钠碱法
氧化与石灰石-石膏法相似
5.3.3  双碱法
5.3.3  双碱法
5.3.4  氨法
5.3  烟气脱硫技术现状
半干法
       （1）旋转喷雾干燥法
       （2）炉内喷钙－炉后增湿活化法
       （3）循环流化床脱硫
       （4）增湿灰循环脱硫

5.3.5.炉内喷钙尾部增湿活化

           （1）工艺简单
           （2）占地面积小
           （3）脱硫效率低，65－80％
           （4）钙硫比高，2－2.5
           （5）除尘负荷大
5.3.6烟气循环流化床

       （1）适用于低硫煤
       （2）工艺流程简单
       （3）脱硫效率70－85％
       （4）系统阻力大
       （5）运行成本较高
5.3.6烟气循环流化床
5.3.6烟气循环流化床
5.3  干法烟气脱硫技术
电子束法
荷电喷枪
活性炭吸附
超高压脉冲活化
氧化铜
溶剂吸附等
       
5.3.7  烟气脱硫技术现状
电子束法
        （1）较高的脱硫效率
        （2）脱硫脱硝同时进行
        （3）副产物可利用
        （4）吸收系统简单
        （5）无废水排放
        （6）有潜在危险（氨挥发、电子辐射）
5.3.7电子束法
优点  同时脱硫脱硝，无废水排放，运行操作简单，副产品可用作氮肥，脱硫效率可达90%。
缺点  关键设备电子束发生器造价昂贵、不易维护。
应用  最早由日本荏原（EBARA）公司开发成功，首先在藤泽中央研究所建造世界上第一个处理量为1,000m3/h的燃油电厂烟气小型中试厂。成都热电厂300,000Nm3/h处理装置是目前世界上最大的生产试验装置。
Cansolv 可再生胺脱硫技术
CLAUS 整合装置
5.4 湿法脱硫常见问题
腐蚀
    材料和工艺两方面着手
结垢、堵塞
　设备和工艺控制
磨损
　设备和工艺控制
风机带水
    机械带水——高效除雾器（效率达99.5%以上）
    冷凝带水（工艺带水）——普遍问题、可尽量控制
脱硫渣处理
　可作建材、路基填料、制砖等初级利用
烟气温度
   
5.5烟气脱硫工艺的主要技术指标
评价烟气脱硫工艺的主要技术指标
脱硫率
钙硫比
吸收剂利用率
吸收剂的可获得性和易处理性
脱硫副产品的处置和可利用性
对锅炉和烟气处理系统的影响
对机组运行的影响
对周围环境的影响
占地大小
流程的复杂程度
动力消耗
工艺的成熟程度
总的投资和运行费用