电厂脱硫除尘系统技术资料

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1、1983 年，在四川白马电厂建成了处理烟气量 3500Nm3/h 小型试验装置基础上，在该电厂进行 70000Nm3/h 中试装置。经过近一年的调试和 2000 小时连续运转考查，使用石灰为脱硫剂，处理高硫煤(硫含量为 3.5%)烟气，在钙硫比为 1.4 时脱硫率约为 80。脱硫剂喷人吸收塔以后，与烟气中 SO2 发生反应，生成固体灰渣，固体灰渣在塔内下落时不断干燥，最终形成干燥固体粉尘，一部分在塔内分离排出，另一部分随烟气进入电除尘器除去。工艺流程包括：吸收剂制备，吸收剂浆液雾化，接触混合反应，液滴蒸发与 SO2 吸收和废渣排出。主要设备：(1)喷雾机：RN10T 型，转速 1000r/mi

2、n，雾化浆液 10t/h。(2)吸收塔：8m，圆筒体高 6m。(3)电防尘器：双室双电场，有效截面积 215.8m，单电场长4.5m。(4)引风机：Y473NO18D 型，转速 960r/h，容量 143920m3/h，压力 3300Pa。(5)石灰消化器：6004500mm，容量 3-5t/h。(6)湿式球磨机：MXQG1500 型，15003000mm，出力 2-7t/h(干料)。主要技术问题，高速旋转喷头磨强，影响雾化质量形成结垢，浆液输送泵的耐久性等。2.2. 旋转喷雾干法烟气脱硫工艺试验研究旋转喷雾干法烟气脱硫工艺试验研究1987 年开始，为引进丹麦 Niro 公司旋转喷雾干法烟气脱

3、硫设备运行积累操作经验，在北京市橡胶六厂 6.5t/h 锅炉上引出部分烟气，建立处理 2000Nm3h 烟气量的试验装置，开展前期工艺试验。Ca(OH)2 浆液的雾化以及与烟气充分混合反应脱硫装民包括干燥吸收塔、高速离心喷算机、气流分布器和终产物收集器。干燥吸收塔直径 2m，高 5m，高速离心喷雾机转速为 1700027200r/min，浆液流率为 50kg/h。Ca(0H)2 由生石灰在消化槽制成，烟气入口温度 150被处理 S02 浓度 1000-2000ppm。绝热饱和温度值为24.6、钙硫比 1.21.8 时，脱琉串为 66%-79%。我国是煤炭消费大国，随着煤炭消费不断增长，燃煤排放

4、的 SO2 也不断增加，连续多年超 过两千万吨，位居世界首位。治理 SO2 排放是当前我国环境保护工作的一件大事。火电厂 烟气脱硫是控制 SO2 污染的重要措施。据预测，在未来 10 年内，至少有 40GW 以上火力 发电设备需要安装烟气脱硫装置。因此加快火电厂烟气脱硫装置技术和设备国产化的速度， 是一项非常紧迫的工作和重要任务。 为加快火电厂 SO2 治理速度，降低工程造价，加快烟气脱硫关键技术实现国产化的步伐， 日前，国家经贸委发布了火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化要点 （国经贸资源 2000 第 156 号） 。要点提出，在引进、消化、吸收国外先进烟气脱硫技术的基础上，要加 强技术创新

5、，开发适合我国国情的火电厂烟气脱硫工艺，逐步实现火电厂烟气脱硫关键技 术和设备国产化。 要大力开展环境保护关键技术的研究，解决国民经济发展进程中的重大环境问题，积极培 育具有我国自主知识产权的环境高新技术产品和环保产业市场。 “控制二氧化硫的排放是燃煤电厂环境保护工作的重中之重。为了加快脱硫工作，坚持技 贸结合，引进关键技术，同时加强脱硫工程的消化吸收，逐步形成为电力企业所能承受的 价格并有竞争力的技术。 烟气脱硫设备国产化的目标，拟订为至 2001 年末，初步掌握火电厂湿法脱硫设计技术，启 动火电厂烟气脱硫国产化示范工程，同时编制国产化实施方案。至 2003 年末，具备独立完成火电厂湿法烟气

6、脱硫工艺设计的能力。开发适合我国国情的火电厂烟气脱硫工艺。至 2005 年末，湿法烟气脱硫工艺设备国产化率达 95%以上。至 2010 年末，湿法烟气脱硫设 备国产化率达 100%。其它若干种烟气脱硫工艺的设备国产化率达到 95%以上。 电力、中国、全世界都在呼唤更好、更先进的除尘、脱硫新技术、新设备。 二、烟气治理需要造价低、效率高的技术 烟气治理的除尘、脱硫技术，在国外、国内已经进行实验、研究、应用的方法有几百种至 多。有的已经达到技术成熟程度较高的商业化应用水平，有的尚处于试验、研究阶段。 其中的杰出代表有，麻石及加装斜栅水膜除尘器，文丘里及双文丘里水膜除尘器，在除尘 器前烟道中加装除尘

7、喷嘴提高除尘、脱硫效率法，利用 SO2 进行废物利用制作石膏、石膏 板材的石灰、石灰石法，荷电干、湿喷射法，及磷氨肥法，电子束法、海水法、双碱法、 喷雾干燥法、炉内喷钙尾部增湿活化法、旋转喷雾法、触媒法、筛网法、筛板法、纤栅法 、旋流板法等等。 通过对能够得到的资料、消息、信息，进行分析、对比、概括，无一例外全部是根据酸碱 中和原理进行研究、进行设计的。究其相关性，无不在于烟气与脱除二氧化硫物质的有效 混合方法不同、产生化学反应的物质不同。无不在于设想使烟气治理在大大降低成本的同 时，得到更充分的社会整体效益。其共性在于尽最大可能提高烟气与脱除二氧化硫物质的 混合质量。混合质量越好，除尘、脱硫

8、效率就越高。结构相对越简单，运行的安全可靠性 就越好，投运率就越高。 石灰、石灰石湿式脱硫工艺是目前世界上技术最为成熟、应用范围最为广泛的脱硫方法。 特别在美国、德国和日本，应用该脱硫法机组容量约占电站脱硫装机总容量的 80%以上， 应用的单机容量已达 1000MW 及以上。 海水脱硫法与石灰、石灰石湿式脱硫工艺进行比较， 海水脱硫法无须任何添加剂及不产生 副产品，工艺合理、结构简单，系统可靠，运行安全系数高，初始投资低，运行费用低， 脱硫效率高，投运率高。所以，仅以海水脱硫法为例进行分析对比，说明高效除尘脱硫 装置应用烟气微分新技术高效除尘、脱硫水膜发生装置 ，采用除灰水脱硫法进行 烟气处理

9、的可靠、合理、实用和进步性。 海水中含有大量盐份、离子，PH 值为 8.1-8.3。 利用海水及所含离子，从高而下至填料 层，洗脱从下而上烟气中 SO2，曝气后与大量海水混合，使各项指标接近于原海水后排入 大海的方法，叫海水脱硫法。吸收塔内填料、填料层为结质过程创造良好条件，SO2 吸收 率高达 99%。 根据酸碱中和原理，利用除灰水及粉煤灰所含离子，采用烟气微分新技术，使烟气、粉煤 灰、除灰水从高处顺流而下，将其约束在例如 15 毫米左右间距范围的狭窄通道内，使除灰 水在水膜发生板块上形成均匀分布水膜，从而达到除尘、脱除 SO2 目标的方法，叫除灰水 脱硫法。 烟气微分新技术使烟气与脱除 S

10、O2 物质混合质量得到充分保证和有效提高，顺流而下工艺 流程使沿程阻力大为降低。烟气微分处理新技术，是比海水脱硫法吸收塔内填料、填料层 设计更为优秀的工艺流程设计。 煤的含灰量约为 30%左右。SiO2 32-60%，Al2O3 10-32%，Fe2O3 4-12%，CaO 2- 24%，MgO 1- 11%，烧失量 1-15%。矿物组成以玻璃体为主要成分。玻璃体含量 50- 80%。其余为莫来石和石英相。 粉煤灰一般由 80%玻璃球状体颗粒及 20%蜂窝状颗粒组成。主要成分由 SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 所组成。粉煤灰的活化以玻璃相的 SiO2 和 Al2O3 被碱水消化 开始

11、，水合硅酸钙和铝酸钙形成并沉积于粉煤灰表面。该产物的表面积随温度的升高和时 间延长而增加。 水与粉煤灰的浸溶比例在 10：1、15：1、25：1 情况下所构成的除灰水，PH 值为 8 以上。 然后（在 30 分钟左右）迅速上升至 11 以上。水与灰的比例在大于 30：1 时，离子活动量 呈增加趋势。水灰比在大于 30：1 的某一程度时，有最佳脱硫效果。SO2 具有易溶于水特 性，在含碱量较少的除灰水，与烟气中所含 SO2 的比例大于 40：1 的某一最佳经济程度时， 具有最佳脱硫效果。 除灰水中的粉煤灰具有较大水合物表面积，飞灰及胶凝生成物是具有脱硫作用的活性体， 是处理污水使其得到絮凝净化的

12、有效物质之一。这是海水所不具备的天然客观条件，也是 利用除灰水脱硫的有利条件。也是能够使烟气治理降低成本，提高社会整体效益的关键。 除灰水脱硫法不需要海水脱硫法的海水升温，烟气增温以提高脱硫效率、提高烟气抬升度 的系统。 SO2 与粉煤灰中物质产生化学反应生成性质比较稳定新物质，存留于粉煤灰中，一方面降 低了粉煤灰污染性，改变了粉煤灰的污染性质，使粉煤灰应用于水泥工业及其它方面的范 围进一步扩大，利用价值得到进一步提高；一方面可以避免 SO2 与海水中物质产生化学反 应，可能会有的具有深远影响的环境污染隐患。 三、烟气微分处理新技术 科学时报2001.8.31： “由清华大学组织实施的 140

13、00 吨南宁市冶炼厂烟气脱硫工程， 日前通过国家环保总局组织的科学技术成果鉴定。这标志着我国具有自主知识产权的烟气 脱硫技术的成熟。打破了国内大中型烟气脱硫只能依靠国外技术的窘迫局面。这项国内首 创且在南宁市成功应用的两极液柱喷射烟气脱硫技术，有效解决了冶炼厂烟气量变化范围 大、SO2 浓度高的问题。脱硫效率在 95%以上，达到国际先进水平。通过对含 S 烟气回收 利用，每年可生产石膏 4 万多吨，经济效益明显。 ”这项技术的不足之处在于，只是十分急 迫的追求技术突破，没有能够认识到对烟气的处理，只有微分，才能使效率得到有效保证 和进一步提高；只有以废治害，才能进一步提高经济效益。 中国石油网

14、2001.12.21：“中国、瑞典两国专家首创的电石渣替代石灰脱硫技术，目前 在浙江巨化集团通过验收。这种新方法既保护了环境又节省了资金。据了解 SO2 是燃煤电 厂生产排放的主要大气污染物，是酸雨的罪魁祸首。中国为数众多的燃煤电厂，每发一度 电，就需要近两分钱的脱硫费用。巨化集团所属的巨化热电厂每年用于 SO2 的排污费就达 上千万之巨。巨化热电厂技术人员发现，化工企业生产中产生的大量电石渣，长期堆积会 侵蚀土地、污染环境，但却可以替代石灰用做脱硫剂。中方专家在引进瑞典 ABB 公司脱 硫技术时，大胆提出了这个设想。在中瑞专家合作下，一套投资一千三百万的全自动脱硫 装置在巨化集团建成。这套装

15、置不仅设备投资比国内同类脱硫装置节省一半，而且每发一 度电的脱硫运行成本仅为 0.0058 元，费用大大减少。专家认为，从试运行情况看，用电石 渣替代石灰是可行的，脱硫效率最高可达 98%。 ”这项技术的成功之处在于，用电石渣替 代石灰进行脱硫，以废治害节省自然资源，使成本大为降低。不足之处就是没有自主知识 产权，没有与污水处理相结合，没有浓缩粉煤灰、粉煤灰综合利用、汽机循环水处理、除 灰水循环利用性能；没有与会产生废水的项目相结合，没有与会产生废渣的项目相结合。 除尘、脱硫一体化减少了除尘工序，没有除尘工序的投资、用电、用材、占地、维护费用； 没有电石渣运输、搅拌、喷浆工序，及运输、搅拌、喷

16、浆投资、用电、用材、占地、维护 费用；粉煤灰浆浓缩、粉煤灰浓浆输送，粉煤灰浆管道免除垢运行、粉煤灰综合利用、无 污水外排的除灰水循环使用、汽机循环水治理等性能，脱硫成本应该比浙江巨化热电厂还 要低的多。甚至会使除尘成本也降下来一些。 美国北印地安那州公共服务公司（NIPSCO）的巴利电站进行的 AFGD（Advanced Flue Gas Desulphurization)项目采用的高速率烟气吸收塔， “是装有格栅的顺流塔，带有 2 层浆液分 配器及一个集中反应池。7 号、8 号炉产生的烟气经混合后送入吸收塔内，烟气从吸收塔顶部向下流动，当它通过 3-4 米长的格栅时，烟气与 CaCO3 充分接触，形成石膏浆。吸收 塔格栅为烟气与石灰浆相反应提供所需的接触面积，以便在 AFGD 系统的吸收塔部分就除 去入口烟气中 95%以上的 SO2，脱硫后的清洁烟气再通过两级除雾器，使液体及固体微粒 在排出反应器之前被除掉。顺流塔的设计允许烟气及液体浆液向同一方向流动，在吸收塔 的反应池上要