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1、火电厂的烟气脱硫技术 与应用（之四）李晓芸华北电力大学（北京）动能系二零零八年*1一、烟气脱硫技术的现状Date2l1.第一代脱硫技术的主要特点 吸收剂多样，脱硫设备大多为填料塔 基建投资和运行成本高 设备可靠性和系统可用率低，结垢和腐蚀问题 突出 脱硫率不高，通常在7085 副产品多被抛弃2018/7/20l2.第二代脱硫技术的主要特点 石灰石洗涤法得到了进一步的提高，特别在多功能 单塔的塔型设计和总体布置上有了较大的进步；脱 硫副产品根据国情不同采取不同的处置方式 吸收剂主要以钙剂为主，传统湿法的脱硫效率提高 到90以上 随着对化学工艺理解的深入，设备可靠性提高，系 统可用率达到95 喷雾
2、干燥法经过改进，脱硫率从7085提高到 90，系统可利用率也有所提高，适用范围突破了 低硫煤的限制，但副产品缺少市场 干式直接喷射法的脱硫效率太低只有30502018/7/203.第三代脱硫技术的主要特点l在排放标准越来越严格的情况下湿法工艺臻于 完全成熟，脱硫率可达95以上，成为应用最 广的主流工艺； 脱硫系统具有高的可用率（9799）； 广泛开拓副产品回收利用的资源化途径和市场，脱 硫成本进一步降低； 各种前景看好的新工艺在工程实践中不断发展如海水法、氨水法、循环流化床烟气脱硫。 -干法工艺、集成治理工艺得到重视和发展。2018/7/204.FGD技术的应用现状-根据2002年公开发表的统
3、计资料l全世界的FGD装置每年可脱除SO2 15Mt左右 。跟据美国统计的每排放1kg造成社会经济损失0.22美元 计算，全世界每年脱硫可节约33亿美元。l目前的全球FGD装置装置中传统的石灰/石灰 石湿法占82，喷雾干燥法占11，其余为 氧化镁法、氨法、以及CFB和LIFAC等工艺 。l据统计，全球安装的FGD装置中美国占55.3 ，德国占26.4,日本占8.6，其余国家占 9.7% Date6FGD技术在美国的发展与现状l19731990年煤耗由350Mt增加到730Mt，增 长107，而SO2 的排放量由29.9Mt减少至 21.2Mt，降低了27l目前的FGD装置总容量达(0.71.0
4、亿KW，为 世界第一l采用的工艺为技术成熟的脱硫率高的湿式钙 法。美国1978重新修改环境法规，否决了高 烟囱排放，使FGD技术得到迅速的发展l石膏资源丰富，副产品采用抛弃法。Date7FGD技术在德国的发展与现状l至1988年年发电装机容量的95已装有FGDl采用的工艺技术以湿式石灰/石灰石石膏法为 主，占 918，抛弃法为26.7%。此外还有 氨以及喷雾干燥法。为达到高的脱硫率，目前 主要采用湿式脱硫技术l副产品回收方面，据估计1995年德国回收提供 了德国西部75的工业用石膏，但采用抛弃还 是回收法，视市场而定Date8FGD技术在日本的发展与现状lFGD技术应用最早的国家，通过开发研究
5、，70年代开 始大规模实施应用l1990年统计FGD装置已达1900多套，总装机容量达到 0.50.6108 kWl采用的工艺技术以湿式石灰/石灰石石膏法为主， 占 75以上，由于日本石膏资源缺乏，因此大多数 采用回收法回收石膏l加强新的脱硫技术的研究，如电子束照射法（EBA） 、脉冲电晕等离子体法(PPCP)等。Date9* 20世纪90年代以后，我国开始加强了对削减的要求 ，在以往技术储备的基础上，开始有计划有选择地引 进和建立示范工程。*近年来，烟气脱硫技术的消化吸收取得很大进步。 主流技术现已基本实现了国产化*在中国主流工艺仍为石灰石在中国主流工艺仍为石灰石石膏湿法石膏湿法FGD技术在
6、我国的发展与现状Date101984年在四川白马电厂建立了旋转喷雾 法的工业试验装置，1986年在四川豆坝电 厂建立了活性炭磷氨肥法中间试验及工业 试验装置。1991年首次在重庆珞璜电厂的 两台36万千瓦机组安装了石灰石-石膏湿法 烟气脱硫装置，在我国首开了在大容量机 组上配备烟气脱硫装置的先河。Date11l 2003年底全国投产和在建的脱硫装机容量2000万KW，其中建成及 投运的约1000万KW。l2006年投运的10万千瓦及以上烟气脱硫机组容量分别达到1.02亿千 瓦。l2007年投运的10万千瓦及以上烟气脱硫机组容量1.16亿千瓦。截至 2007年底，全国投运烟气脱硫机组总容量约2.
7、66亿千瓦。l烟气脱硫机组容量约占全国煤电机组总容量的50%（2005年美国烟 气脱硫机组容量为1.02亿千瓦，约占其煤电机组容量的31.5%）。与 2000年相比，全国燃煤电厂烟气脱硫机组容量增加了53倍以上。l 二氧化硫排放量在2007年改变了长期以来电力二氧化硫排放量随 装机容量的增长而增长状况，而是在火电装机和发电量继续增长的情况下，电力二氧化硫排放量首次出现下降。Date12*技术状况世界上已有的先进的、成熟的工艺 我国都有，如石灰石石膏湿法、旋转喷雾干燥法 、常压循环流化床法、海水脱硫法、电子束法、 LIFAC法、烟气循环流化床法、炉内喷钙法等十多 种工艺在进行商业化运行或工业性示
8、范。* 2003年底山东黄台8号机组30万KW烟气脱硫国 产化项目正式投产，2005年丰城、潍坊等若干台60 万KW烟气脱硫装置开始建造，标志着我国脱硫设 备本地化达到了一个新水平。Date13我国我国20032003年建成投运的年建成投运的FGDFGD工程项目一览表工程项目一览表序 号企业业工艺艺名称 装机容量MW处处理 烟气量 万Nm3/h技术术建成 年份备备 注1珞璜电电厂石灰石石膏43602117 291.6日本三菱1995/ 19992黄岛电岛电 厂石灰旋转喷雾转喷雾30030日本能源 开发发19953太原热电热电简简易石灰石-石膏30060日本日立19964成都热电热电电电子束硫铵
9、铵120030日本荏原19965下关电电厂LIFAC 炉内喷钙喷钙 增 湿活化212557.6芬兰兰 Forrtum19976深圳西部电电厂海水 300110挪威 ABB1999 7重庆发电庆发电 厂石灰石2200176德STM20008半山电电厂石灰石石膏2125德STM20009北京一热热石灰石石膏2125德STM2000Date14序 号企业业工艺艺名称 装机容量MW处处理 烟气量 万Nm3/h技术术建成 年份备备 注10扬扬州发电发电 厂石灰石石膏120097日本川琦 重工2002. 311内江发电总发电总 厂CFBB(常亚亚)100199512南京化工氨硫铵铵30日本光洋197813
10、扬扬子石化简简易石灰石石膏60日本石川岛岛197814胜胜利油田电电子束硫铵铵210日本东东洋197915南京钢铁钢铁 厂碱铝铝石膏5.18日本同和198116沈阳黎明公司石灰喷雾喷雾 （LSDA ）5丹麦菲达/ 尼罗罗199017香港南丫电电厂石灰石石膏33503113日本三菱1993/ 9718德州电电厂荷电电干喷喷（CDSI）176德STM199519杭钢热电钢热电 站荷电电干喷喷（CDSI）德STM1996我国已建成投运的我国已建成投运的FGDFGD工程项目一览表工程项目一览表( (续续) )Date15我国已建成投运的FGD工程项目一览表(续)序 号企业业工艺艺名称 装机容量MW处处
11、理 烟气量 万Nm3/h技术术建成 年份备备 注20长长寿化工总总厂JBR喷雾喷雾 沸腾腾12006.1日本千代田199521潍潍坊化工厂简简易石灰石膏10010日本三菱199522南宁化工厂简简易石灰石膏5日本川崎199623上海四方锅锅炉厂角管锅锅炉、喷钙喷钙60丹麦197824淄博岭子煤矿矿IHIFW（CFBB）210日本石川岛岛播磨197925云南小龙龙潭电电厂GSA10048.7丹麦斯密斯穆勒 公司200126湘氮公司简简易石灰石膏18三菱重工200127浙江钱钱清电电厂LIFAC12579.528漳州后石电电厂海水26002191. 6AEE奥地利能源200029广东连东连 州电电
12、厂石灰石石膏2125254.5浙江菲达200030浙江化热电热电 厂 NID60302001Date16工艺艺名称适用机组组和炉型 适用煤种备备注石灰石石膏法石灰法喷雾喷雾 干燥法（ 含NID）LIFACCFB大型电电厂300MW以上中小电电厂，200MW以下 ，工业业炉窑中型电电厂，100 300MW200MW以下中小电电厂、 工业业炉窑高、中硫煤或硫 分2以上中、高硫煤中、低硫煤低硫煤低硫煤有360MW示范工程有100MW示范工程，有 150MW单单机制造技术术有125MW示范工程有35410t/h实实践我国所掌握的主要FGD技术一览表2004年资料2018/7/20工艺艺名称适用机组组和
13、炉型 适用煤种备备注 活性炭法（含磷铵铵法 ）钠钠碱法氨洗涤涤法电电子束辐辐照法海水法氧化锌锌法小型电电厂，100MW以下工业业炉窑中小炉窑中型电电厂大型电电厂，300MW以上工业业炉窑不限不限不限中、高硫煤低硫煤不限有成熟的技术术有100MW示范工程，适用小 火电电、化工，钢铁钢铁 企业业有300MW示范工程，适用滨滨 海地区仅仅适用锌锌冶炼炼厂我国所掌握的主要FGD技术一览表（续）2004年资料2018/7/20二、 火电厂其它主要烟气脱硫技术简介1.旋转喷雾干燥法 2. LIFAC法 3.电子束幅照法 4.海水洗涤法 5.氨肥法 6.循环流化床烟气脱硫技术 7.活性碳/焦脱硫技术Date
14、191、旋转喷雾干燥法工艺原理back工艺流程脱硫效率：7090优缺点及应用(1) 工艺原理该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与 烟气接触，石灰浆液与SO2反应的同时不断吸收 烟气中的热量使雾滴中水分蒸发干燥，使生成物 成固体状，连同飞灰一起被除尘器收集Date21旋转喷雾法脱硫的化学反应：喷雾器内：Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2Ca (OH)2 + SO2 =CaSO3 1/2 H2O + H2O 氧化： Na2SO3 + 1/2O2 = Na2SO4 Na2CO3 + SO2 + 1/2O2 = Na2SO4 + CO2 Ca(OH)2 + SO2 + 1/2O2
15、 = CaSO4 2H2O backDate22(2) 工艺流程Date23 旋转喷雾法脱硫塔原理图Date24黄岛电厂旋转喷雾干燥法脱硫工艺流程 Date25(3) 技术特点l系统简单，占地面积小，投资费用低；l以石灰作吸收剂且品质要求高、价格高；l脱硫产物为干态，无废水排放，但其综合利用受限制；l塔壁存在积灰、堵灰现象，对运行控制的要求高；l下游除尘设备受一定影响。Date262、 LIFAC法工艺系统back脱硫原理 影响脱硫效率的因素提高脱硫率的措施优缺点应用4.干灰/灰奖再循环系统1. 吸收剂制备系统 2. 炉内喷钙系统 3.烟气活化增湿系统（1）LIFAC工艺系统backDate28(2) LIFAC脱硫原理：炉内： CaCO3 = CaO + CO2CaO + SO3 =CaSO4CaO + 1/2O2 +SO2 = CaSO4活化塔内： CaO + H2O = Ca(OH)2SO2 + H2O = H2SO3Ca(OH)2 + H2SO3 = CaSO3 + H2O 氧化： CaSO3 + 1/2O2 = CaSO4 backDate29back(3) 影响脱硫率的因素： 炉膛内喷射石灰石的位置 喷射角度 活化塔内的温度 Ca/SDate30back喷射角度：Date31back(d) 提高脱硫率的措施1. 干灰再循环脱硫率提高10%左
