《精编》烟气脱硫设备及工艺流程

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1、烟气脱硫 FGD 设备及工艺原理 一 脱硫的发展与应用二 火电厂脱硫方式三 烟气脱硫方法四 国内火电厂烟气脱硫的应用五 石灰石 石膏湿法脱硫工艺流程及设备 一 脱硫的发展与应用 1 全国火电厂二氧化硫排放状况1998年全国火电装机容量为20988万千瓦 占总装机容量的75 7 二氧化硫排放约为780万吨 占全国二氧化硫排放量的37 3 预计2000年达40 2010年将达到60 95年统计 由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物 森林和人体健康等方面的经济损失约为1100多亿元 已接近当年国民生产总值的2 成为制约我国经济和社会发展的重要因素 2 国家对SO2的治理要求 法律的要求 1995年修订的

2、 中华人民共和国大气污染防治法 提出 在 两区 内的火电厂新建或已建项目不能采用低硫煤的 必须建设配套脱硫 除尘装置 国家污染物排放标准的要求 火电厂大气污染物排放标准 GB13223 1996 对1997年1月1日起新 扩 改建火电厂 在实行全厂排放总量控制的基础上 增加了烟囱二氧化硫排放浓度限制 国务院对 两控区 内火电厂二氧化硫控制的要求 国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复 国函 1998 5号 即要求 两控区 的火电厂做到 到2000年底达标排放 新建 改造燃煤含硫量大于1 的电厂 必须建设脱硫设施 现有燃煤含硫量大于1 的电厂 在2010年前分期分批建成脱硫设施或

3、采取其它具有相应效果的减排二氧化硫措施 二 火电厂脱硫方式 燃烧前 中 后 煤炭洗选 使用前脱硫 目前仅能除去煤炭中的部分无机硫 对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术 循环流化床锅炉 CFBC 洁净煤燃烧技术 燃烧过程中脱硫 具有可燃用劣质煤 调峰能力强 可掺烧石灰石脱硫 控制炉温减少氮氧化物排放等特点 烟气脱硫 FGD 燃烧后脱硫 在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的烟道处加装脱硫设备 目前95 以上的燃煤锅炉采用此方式实施脱硫 是控制二氧化硫和酸雨污染最有效 最主要的技术手段 目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫 三 烟气脱硫方法 1 按有无液相介入分类在电力界尤其是脱硫界以有无液相介入来进

4、行分类 湿法 进入湿吸收剂 排出湿物质湿法是利用碱性溶液为脱硫剂 应用吸收原理在气 液 固三相中进行脱硫的方法 脱硫产物和残液混合在一起 为稀糊状的流体 湿法脱硫的操作温度在44 55 C 半干法 进入湿吸收剂 排出干物质半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法 脱硫产物为干粉状 半方法的操作温度控制在60 80 C 干法 进入干吸收剂 排出干物质 干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法 如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末 即脱硫产物为粉状 干法的操作温度在800 1300 C 广东恒运电厂干法脱硫系统 分离器 石灰发生器 锅炉 烟气经文丘里管喷射与烟气混合吸收 海水法 采用海水对烟气脱

5、硫的方法此方法受地域条件限制 且有氯化物严重腐蚀设备的问题 脱硫残液PH很低 必须配置参数合理的水质恢复系统 才能达到环保要求的排放条件 电子束法 是一种利用高能物理原理 采用电子束辐照烟气 或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法 电子束法使用的脱硫剂为合成氨 目前仅限于吨位不大的燃煤锅炉烟气脱硫 2 按脱硫剂分类目前开发的多种烟气脱硫技术 尽管设备构造和工艺流程各不相同 但基本原理都是以碱性物质作SO2的吸收剂 钙法 以石灰石 生石灰为基础 镁法 以氧化镁为基础的 氨法 以合成氨为基础 双碱法FGD工艺 1 脱硫过程Na2CO3 SO2 Na2SO3 CO2 2NaOH SO2 Na2SO3

6、H2ONa2SO3 SO2 H2O 2NaHSO3 2 再生过程 用石灰乳 2NaHSO3 Ca OH 2 Na2SO3 CaSO3Na2SO3 Ca OH 2 2NaOH CaSO3 钠法 以亚硫酸钠 氢氧化钠为基础 3 常用的脱硫技术 近年来 世界各发达国家在烟气脱硫 FGD 方面均取得了很大的进展 美国 德国 日本等发达工业国家计划在2000年前完成200 610MW的FGD处理容量 目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有 1 湿法脱硫技术 占85 左右 其中石灰 石膏法约占36 7 其它湿法脱硫技术约占48 3 2 喷雾干燥脱硫技术 约占8 4 3 吸收剂再生脱硫法 约占

7、3 4 4 炉内喷射吸收剂 增温活化脱硫法 约占1 9 5 海水脱硫技术 6 电子束脱硫技术 7 脉冲等离子体脱硫技术 8 烟气循环流化床脱硫技术等 以湿法脱硫为主的国家有 日本 约占98 美国 约占92 和德国 约占90 等 炉内喷钙 尾部增湿法介于炉内脱硫和烟气脱硫两者之间 在炉膛内喷石灰石粉 排出的烟气进入尾部烟气增湿塔活化反应 两次脱硫 炉内CaCO3 CaO CO2CaO SO2 1 2O2 CaSO4CaO SO3 CaSO4 活化CaO H2O Ca OH 2Ca OH 2 SO2 CaSO3 H2OCaSO3 1 2O2 CaSO4 四 国内火电厂烟气脱硫的应用 国际最新5种主

8、流烟气脱硫技术 1 石灰石 石膏湿法烟气脱硫技术2 镁法 烟气脱硫技术3 钠法 烟气脱硫技术4 氨法 烟气脱硫技术5 海水法 烟气脱硫技术 设备 安装 包括土建 费用 运行费用 五 石灰石 石膏湿法脱硫工艺流程及设备 工艺流程 石灰石经过破碎 研磨 制成浆液后输送到吸收塔 吸收塔内浆液经循环泵送到喷淋装置喷淋 烟气从烟道引出后经增压风机增压 进入GGH烟气加热器冷却后进入吸收塔 烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石浆液接触 除掉烟气中的SO2 洁净烟气从吸收塔排出后经GGH烟气加热器加热后排入烟道 吸收塔内吸收SO2后生成的亚硫酸钙 经氧化处理生成硫酸钙 从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离 浓缩 真空脱

9、水后回收利用 湿法石灰石 石灰 石膏法烟气脱硫技术系统图 大港改建工程2台1080t h锅炉配套湿法烟气脱硫装置 湿式脱硫装置 吸收塔 GGH烟气加热器 增压风机 烟道等为每台锅炉各自独立设备 其他系统共用 湿法烟气脱硫主要工艺流程为 锅炉排出的烟气经引风机送入混凝土公用烟道 再从砼烟道引出经过升压风机升压 冷却后 进入吸收塔 在吸收塔中与石灰石浆液综合反应吸收 烟气中的二氧化硫与石灰石浆液反应生成石膏 由吸收塔排出经脱水处理后 固体石膏再利用 吸收塔排出的净烟气 经加热后回到混凝土公用烟道 经烟囱排向大气 大港技改工程脱硫装置主要设备表 石灰石湿法工艺流程图 台山600MW等级石灰石 石膏法

10、脱硫装置主要系统 吸收剂制备系统 将石灰石制成浆液 烟气 再热 系统 提高烟气压头克服系统阻力 将净烟气加热 SO2吸收系统 吸收塔 吸收SO2净化烟气 石膏脱水系统 回收吸收剂 再利用 工艺水系统 系统冲洗 补水等 废水排放系统其他系统电气系统热工自动化系统脱硫废水处理系统 由于目前国内脱硫公司尚无600MW等级石灰石 石膏湿法脱硫工程的生产和使用业绩 因此台山电厂脱硫装置主要由日本株式会社荏原制作所提供 台山 1 2机组脱硫工程进口的主要设备如下 吸收塔内部件吸收塔搅拌器烟气冷却泵 烟气冷却器氧化风机FGD增压风机FGD进 出口挡板和旁路挡板膨胀节 非金属 及部分关键阀门石膏浆液旋流器真空

11、皮带脱水机 真空泵废水旋流器DCS控制系统及部分仪表所有浆液泵 搅拌器及所有浆液阀 吸收剂制备系统 石灰石仓 斗式提料机 刮板机 给料称重机 卸料斗 振动给料机 湿式球磨机 锤式破碎机 吸收塔 浆液罐 石灰液制备设备 给料称 重机刮板机 斗式提料机 石灰石仓 湿式球磨机 锤式破碎机 振动给料机 卸料斗 浆液罐 北京国华热电公司200MW脱硫工程 烟气系统 吸收塔 循环泵 喷淋装置 除雾装置 GGH烟气加热器 增压风机 挡板门 挡板门 烟囱 锅炉 旁路挡板 锅炉产生的原烟气从砼烟道引入增压风机后 经升压进入GGH对加热元件进行加热后 进入吸收塔 脱硫后的净烟气由吸收塔上部引出 经GGH净烟气侧进

12、行加热后 进入烟囱 经达标的烟气排入大气 增压风机 北京国华热电公司200MW脱硫设备安装工程 广东台山2号机组脱硫工程烟气系统主要设备 FGD升压风机及其配套设备轴流式 Q 2344000m3 h 1台烟气换热器及其配套设备 含吹灰器 1套挡板密封气风机Q 15000m3 h 压差25mbar2台密封气加热器加热能力150 400kW2台GGH空气贮罐1台GGH排水坑泵1台烟气冷却器壳体1台烟道旁路挡板 进口 6000 100001个FGD进口风门 进口 6000 100001个FGD出口风门 进口 6000 90001个膨胀节 设备平台扶梯栏杆支架 管道等安装 石膏脱水系统 真空皮带过滤机

13、 真空泵 石膏堆放场 石膏脱水旋流站 滤液水箱 滤液罐 主要设备真空皮带过滤机滤液罐真空泵滤液水箱石膏脱水旋流站 石膏脱水主要设备真空皮带过滤机滤液罐真空泵滤液水箱石膏脱水旋流站 吸收塔系统 石膏脱水旋流站 1 吸收CaO H2O Ca OH 2Ca OH 2 SO2 CaSO3 1 2H2O 1 2H2OCaCO3 SO2 1 2H2O CaSO3 1 2H2O CO2 CaSO3 1 2H2O SO2 1 2H2O Ca HSO3 2 2 氧化2CaSO3 1 2H2O O2 3H2O 2CaSO4 2H2OCa HSO3 2 1 2O2 H2O CaSO4 2H2O SO2 氧化空气压缩

14、机 排出泵 除雾装置 喷淋装置 循环泵 石灰石浆液 吸收剂 石灰石浆液 由制浆系统送至吸收塔 吸收塔底部为浆池 浆液由循环泵送至吸收塔顶部喷淋盘中 从喷淋盘的喷嘴中以极细小的雾滴形式喷下 含硫烟气由吸收塔中部进入 烟气在上升过程中与吸收剂逆流接触 并在塔内进行吸收反应 烟气中的SO2与石灰石浆液反生成物沉积在吸收塔底部 经脱硫的净烟气由吸收塔上部引出 吸收塔是整个脱硫系统的主要设备 北京国华热电公司200MW脱硫设备安装工程 广东台山2号机组SO2吸收系统主要设备 吸收塔及内部组件 本体平台扶梯安装由株式会社荏原制作所负责 吸收塔 23m 18m 烟气量2130000Nm3 h1个吸收塔喷嘴和除雾器等内部件1套吸收塔桨池搅拌器4台氧化风机离心式P 1 397bar Q 10000Nm3 min2台烟气冷却泵离心式 Q 2200m3 h 3台石膏浆液排出泵130m3 h2台吸收塔区域排水坑搅拌器电动机3kW1台吸收塔区域排水坑泵耐酸型Q 10m3 h 2 5bar1台设备平台扶梯栏杆支架 SO2吸收系统管道 谢谢各位