烟气脱硫——干法还是湿法

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1、1,湿法还是干法,马果骏 2012.6,2,自我介绍,马果骏 国电环境保护研究院，教授级高工，东南大学兼职教授，联合国WHO援华项目主任，联合国ESCAP组织项目专家，世界银行烟气脱硫项目顾问 1983年赴美，作为访问学者在美学习、工作 1985年至今从事烟气脱硫脱硝工程和咨询工作 参与、负责多个烟气脱硫项目工程 下关电厂、钱清电厂、望亭电厂. 手机：13818070781 E-mail: 13818070781,3,湿法还是干法？,燃煤电厂烟气脱硫系统中干法、湿法都有成功的案例，也都有失败的案例； 湿法和干法中的主流工艺都是成熟的，只要设计正确、按规程操作，性能上都满足要求； 选用湿法工艺和

2、是干法工艺既有行业的共性，也必须考虑企业项目的个性； 对干湿的取舍，企业和供应商应有不同的考虑角度。,4,干法和湿法的定义,干法和湿法的定义 不同的角度对干法和湿法有不同的定义，从管理和运行的角度来看，采用以下的定义概念比较清晰； 干法工艺是指那些在脱硫过程中烟气始终保持干态的工艺；湿法工艺是指在脱硫过程中烟气处于或部分时段处于饱和状态的工艺； 饱和烟气会产生腐蚀、降低烟气排除烟囱后的扩散能力，直接影响到主设备和脱硫系统的安全运行和对周边环境的影响；,5,企业选择脱硫工艺的原则（1）,企业选择脱硫装置的主要原则： 作为业主，应该更加关注不属于脱硫供应商负责的但与脱硫系统运行有关的一切事宜； 可

3、以归纳为5个字2个影响：吃、喝、拉、撒、睡，+对主机运行的影响和对周围环境的影响； 吃-用何种吸收剂？可获得性？运输问题？对厂区环境和操作人员有不利影响吗？达到同样脱硫效率的吸收剂消耗量等等. 喝-工艺水的水质和水量？有供应源吗？能节水吗？,6,企业选择脱硫工艺的原则（2）,企业选择脱硫装置的主要原则： 拉-脱硫的副产物有多少量？是什么状态？有综合利用价值吗？有市场吗？综合利用需要再投资吗？如果堆放、废弃会对环境产生二次污染吗？环保当局会批准堆放吗？ 撒-有废水排放吗？废水量多少？需要废水处理吗？废水处理的投资和运行费用？ 睡-脱硫系统短时停运和长期停运后的清理保养工作量大吗？维修方便吗？,7

4、,企业选择脱硫工艺的原则（3）,企业选择脱硫装置的主要原则： 对主设备的影响 对锅炉本体运行的影响-燃烧、效率、空预器、引风机等； 对烟道和烟囱的影响-腐蚀、排水、烟囱结冰； 对其他烟气治理设备的影响-除尘器、脱硝装置。 对周边环境的影响 噪声； 烟囱的扩散能力-落地浓度、烟羽触地； 烟羽浊度和偏色； 烟囱雨； 脱硫副产物利用以及储存、运输对环境的影响。,8,干法和湿法的比较-吸收剂（1）,干法 除了炉内喷钙外，都要求以生石灰作为吸收剂。一些工艺对生石灰的活性有要求。对电厂来说生石灰的可获得性较差，对钢厂呢？ 生石灰作为吸收剂，脱除相同重量的SO2的用量比石灰石要少一半； 如以干粉状态作为吸收

5、剂，制备要比制作浆液简单，便于储存和运输。,9,干法和湿法的比较-吸收剂（2）,湿法 用于湿法的吸收剂主要是石灰石(CaCO3)，资源丰富，可获得性好，价格便宜； 制浆设备复杂、浆液储存、运输中需要搅拌； 氨、氧化镁等也可用来作为吸收剂。氨价格高，储存运输有危险性；氧化镁价格高，产地集中在山东和辽宁，运输费用高，价格不稳定，但是系统没有结垢问题。,10,干法和湿法的比较-工艺水（1）,干法 除烟道喷射和炉内喷钙外，都需要喷水对烟气降温； 对工艺水水质要求不高，甚至可以用电厂的废水； 同等烟气处理量相比，干法工艺水耗量比湿法要小（20%？）。,11,干法和湿法的比较-工艺水（2）,湿法 所有湿法

6、工艺都需要工艺水； 对工艺水的水质有较高要求：悬浮物和硫酸根 工艺水耗量比湿法大，对于200万m3/h的湿法系统工艺水的耗量大约在50t/h。,12,干法和湿法的比较-脱硫产物（1）,干法 干态粉末 除炉内喷钙外，脱硫产物中含有CaSO3、CaO和Ca(OH)2，需要进行稳定化； 干法工艺的脱硫产物的综合利用已经积累了10余年经验，综合利用的主要途径有作为路基材料、水泥添加剂、混凝土掺合料等。,13,干法和湿法的比较-脱硫产物（2）,湿法 脱硫副产物为含水10%的粉末； 主要成分为CaSO4-2H2O（熟石膏）； 可以作为建筑材料，用于制作墙板、石膏砂浆、水泥缓凝剂等。 综合利用需要脱水、成型

7、等，往往要投入资金； 国内的实际利用率在20-30%。,14,干法和湿法的比较-废水排放（1）,干法 没有废水排放； 不需要废水处理装置； 需要喷水降温的干法工艺还可消耗部分厂内的其他废水。,15,干法和湿法的比较-废水排放（2）,湿法 有废水排放，对于200万m3/h烟气量的脱硫系统的废水量大约在每小时5吨； 废水的主要污染指标是：悬浮物、pH、重金属； 必须设置单独的废水处理装置。,16,干法和湿法的比较-停运保养（1）,干法 系统停运后，无需冲洗，所有设备可以全部关闭； 长期停运无特殊保养； 冬季气温过低时需注意灰斗、粉料储罐的保温，避免冻结。,17,干法和湿法的比较-停运保养（2）,湿

8、法 即使是很短时间的停运也要对所有浆液管道进行冲洗，防止沉积后堵塞； 浆液槽中如存有浆液，必须连续搅拌； 冬季需要保温，或伴热，防止浆液冰冻； 较长时间停运，需要将吸收塔浆液槽中的浆液（约数千吨）泵入事故浆液罐，费时、耗能。,18,对本体和除尘设备的影响（1）,干法 炉内喷钙：对锅炉燃烧有影响、锅炉效率略有下降；对除尘器有较大影响，降低除尘效率，可通过烟气增湿来解决。工艺不需要增加新的风机。 其他干法工艺：由于安装在原有除尘器的下游，因此对原有除尘器的影响不大。但是脱硫系统必须安装新的除尘器，收集脱硫产物。需要增加新的引风机； 与湿法工艺相比，干法工艺对锅炉的运行的关系更加密切； 要注意脱硫装

9、置突然停运时，锅炉和原有除尘器承受较大负压时的安全性。,19,干法的除尘器是粉尘排放关键,20,对本体和除尘设备的影响（2）,湿法 由于位于锅炉和除尘器的下游，并且湿法系统和锅炉之间设有增压风机，因此对锅炉和除尘器的影响不大； 需要设置增压风机，脱硫装置的切投对锅炉的压力有轻微影响，可以自动调节； 注意脱硫系统紧急停运时，锅炉、除尘器承受较大负压的安全性。,21,对烟道和烟囱的影响（1）,干法 炉内喷钙：由于烟气中含灰量增加，可能会有积灰增加和轻微磨损加剧外，对烟道和烟囱没有其他的影响； 其他干法：由于烟温高于烟气水露点约10-20，并且能有效脱除SO3，因此烟气酸露点温度很低，不会在烟道和烟

10、囱中产生凝结水和酸，因此不会产生腐蚀。但是要注意烟道和人孔门附近的保温。,22,对烟道和烟囱的影响（2）,湿法 由于烟气进入吸收塔后烟气就处于饱和状态，因此包括吸收塔、烟道、烟囱都处于高腐蚀性状态； 腐蚀、结垢是影响湿法系统安全可靠运行的第一杀手； 烟气温度降低，密度增加，使得烟囱的抽拔力降低，烟囱内部出现正压，加速了腐蚀过程； 提醒：烟道的防腐必须包括在脱硫合同中，但是烟囱的腐蚀问题不在脱硫合同范围内，需要业主自理。,23,烟囱和烟道的腐蚀,24,烟囱排水管道,25,烟道膨胀节,26,烟囱底部散水,27,脱硫系统被腐蚀的情况,28,对周边环境的影响（1）,干法 由于进入烟囱的烟气温度有一定程

11、度的降低，一般为75，因此抬升和扩散能力要比原烟气有所降低，但是影响不大； 由于烟温高于大气环境的露点，因此一般不会出现白色烟羽，仅在寒冷的冬天，会有少量，长度很短的烟羽； 由于由很高的SO3的脱除效率，因此不会出现烟羽浊度增加和偏色的问题； 不会出现烟囱雨。,29,对周边环境的影响（2）,湿法 由于湿法排烟温度在无GGH时只有50，因此在很多气象条件下，都有降低； 出现白色的水蒸气烟羽和蓝色/黄色SO3烟羽； 烟羽中超细颗粒物增加，严重危害人体健康，形成霾，降低大气能见度，； 烟囱周围1千米内有可能出现酸性的烟囱雨； 风速过大时会出现烟羽下洗。,30,蓝烟和白烟,31,白烟和蓝烟,32,白烟

12、和蓝烟,33,热电厂排放的黄烟,34,脱硫后出现黄烟,35,超细颗粒物引起的霾-广州,36,烟羽下洗,37,干法还是湿法？（1）,湿法 优点 使用石灰石作为吸收剂； 在最低的Ca/S下，有很高的脱硫效率； 对主机的影响较小； 有很大的用户群，因此在设计、制造、安装、运行、维护等各方面都积累了丰富的经验。,38,干法还是湿法？（2）,湿法 缺点 烟气变湿带来的腐蚀问题和对周边环境的影响； 工艺流程复杂，因而投资大、维修费用也高； 占地大，对于已有电厂改造会有困难； 主流石灰石石膏工艺的脱硫产物为石膏，在国内的现实情况下综合利用有困难，而堆放带来的问题也不少；,39,干法还是湿法？（2+）,湿法脱

13、硫对于上游的除尘器的效率有较高的要求； 湿法的电耗和水耗高； 湿法有废水排放，需要设置废水处理系统； 湿法多污染物控制能力差。,40,干法还是湿法？（3）,干法 优点 烟气始终处于干态，因此没有防腐的问题，对周边环境的影响也小； 工艺流程简单，投资低、维修费用也低； 一些干法工艺在较低的Ca/S比时，同样能达到95%的脱硫效率； 电耗和水耗比湿法低； 没有废水排放； 脱硫产物为干态，储存、运输、堆放都比较容易； 脱硫产物可以作为低级的建筑材料，因此使用途径反而比较广泛。,41,干法还是湿法？（4）,干法 缺点 使用生石灰作为吸收剂，对吸收剂的活性有要求； 由于生石灰在煅烧制备过程中需要较多的煤

14、作为燃料，因此作为吸收剂的环境效益较差； 生石灰的运输、储存等比较困难； 干法工艺和主设备的运行的关联度比湿法高，因此运行难度较大； 使用群体小，在使用经验方面积累较少。,42,关于脱硫产物综合利用,循环经济：“循环容易经济难” 综合利用需要有投入； 脱硫产物要有市场，市场往往是季节性的，脱硫是连续的，因此即使可以综合利用，也要考虑储存和事故灰场； 脱硫产物的性质不稳定，影响综合利用的下游用户。,43,关于多污染物控制,燃煤烟气中需要治理的污染物越来越多： 粉尘、SO2、SO3、NOx； CO2； 汞、砷、镉、铬 PM10/PM2.5/PM1.0. 二噁英、呋喃； 烟气中污染物会相互协同作用、

15、不同时去除对环境质量的改进不大； 企业对于越来越长的污染控制链已经不堪重负，影响了主业的发展； 多污染物控制是必然趋势。,44,为烧结机烟气脱硫进言（1）,燃煤锅炉烟气和烧结机烟气的性质有很大的不同，应该研发适合自己特点的工艺； SO2波动大、烟温波动大、烟气流量变化快； 烟气中F对湿法非常重要； 由于烟囱高度低、一般钢厂位置比较接近人口稠密地区，因此烧结机烟气脱硫工艺选择中应该更多地考虑对周边环境和人体健康的影响； 烧结机烟气脱硫应该更多考虑多污染物脱除问题，尤其是SO3、二噁英的脱除问题； 从经济性考虑，在烟气中SO2的含量不高（1000mg/m3）时，电厂常用的石灰石-石膏湿法工艺的性价比低于干法工艺。,45,干湿法经济性比较结果（1）,46,干湿法经济性比较结果（2）,47,为烧结机烟气脱硫进言（2）,烟气脱硫产物的处置是考虑选用何种工艺的重要因素之一 产量大； 必须要有事故灰场； 堆放成本高：场地、运输、环保 节能是最积极的减排，减排更应考虑节能 燃煤电厂用的是电厂的厂用电，烧结机脱硫用的是工业用电煤价格相差很大，更加需要考虑采用电耗低的工艺； 耗水量对于缺水地区有更加重要的意义。,48,谢谢大家！,愿为祖国的蓝天尽一点绵薄之力 _替天行道； 它山之石，可以攻玉； 希望钢铁行业的同行能够取得更好的烟气治理业绩！,