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1、火电厂烟气脱硫技术 工艺介绍天津大学 环境科学与工程学院 马德刚我国SO2的排放l2003年我国煤炭消费量：15.8亿吨，其中火电厂燃 煤量：8.5亿吨，比2000年增长了44%，占全国煤炭消 费增长量的80%。l2003年全国SO2排放量：2167万吨，比2002年增长12% ，其中火电厂：1200万吨，增长了460万吨，占全国排 放总增长量的88%。l如不加以治理，预计到2020年，全国SO2排放量： 4780万吨左右，火电厂：3100多万吨，与2000年相比 增加2倍。l我国基本消除酸雨污染所允许的SO2最大排放量为 1200-1400万吨。 现有燃煤电厂二氧化硫治 理“十一五”规划l“
2、十一五”期间，现有燃煤电厂需安装烟气脱 硫设施1.37亿千瓦，共221个项目，可形成二 氧化硫减排能力约490万吨。加上淘汰落后、 燃用低硫煤、节能降耗等措施，到2010年， 现有燃煤电厂二氧化硫排放总量由2005年的 1300万吨下降到502万吨，下降61.4%。规 划的实施，对实现“十一五”时期全国二氧 化硫排放总量削减10%的约束性目标和改善 全国大气环境质量将起决定性作用。我国火电厂脱硫现状我国火电厂脱硫发展史我国火电厂脱硫始于20世纪70年代， 但发展缓慢。当时对国际上出现的不少好 的工艺都进行了不同规模的半工业化试验 ，包括湿法、干法和半干法等，我国自己 还开发了磷铵肥法。“八五”
3、期间，国家决定，引进几套示 范装置，消化吸收，为“九五”大上做好 准备。全国引进了6套示范装置： 重庆珞璜电厂的湿式石灰石石膏法太原第一热电厂的简易湿式石灰石石膏 法山东黄岛电厂的旋转喷雾干燥法南京下关电厂的LIFAC法深圳西部电厂的海水脱硫成都热电厂的电子束脱硫。引进的火电厂6大示范工程简况 项 目 重庆珞璜电厂 太原一热电厂 山东黄岛电厂 南京下关电厂 深圳西部电厂 成都热电 厂机组/MW 4360 200 100 2125 200 200烟气量/Nm3/h 1170000 300000 300000 550000 1100000 300000FGD工艺 石灰石石膏法 简易石灰石法 旋转喷
4、雾干燥 LIFAC 海水脱硫 电子 束法副产物 石膏 淤渣 灰渣 灰渣 废水 硫铵硝铵外商 三菱重工（日） EPDC（日） EPDC（日） IVO（芬兰） ABB（挪威） 荏原 （日） 建成年份 1992、1999 1996 1996 1999 1999 1998投资/万元 55830 13100 9520 10600 9730占电厂投资/% 1520 810 1015 7左右 78 运行费/万元/a 8319 625 1634 875 钙硫比 1.011.02 1.011.02 1.52.0 2.03.0 吸收剂利用率/% 90 90 40503540 3540 脱硫效率/% 90 80 7
5、080 6085 90 80除此之外，还引进：德国斯坦米 勒的湿式石灰石石膏法，另外还有 浙江钱清电厂、云南小龙潭电厂、 福建后石电厂、四川内江电厂、宜 宾黄梅电厂等，都引进了不同的脱 硫工艺。我国火电厂脱硫的技术政策 以烟气脱硫为主。规定：燃用含硫量2%煤的机组或大容量机组（ 200MW）的电厂建设烟气脱硫设施时，宜优先考虑 采用湿式石灰石石膏工艺，脱硫率应保证在90%以 上，投运率应保证在电厂正常发电时间的95%以上。燃用含硫量2%煤的中小电厂锅炉（200MW） ，或是剩余寿命低于10年的老机组，建设烟气脱硫设 施时，在保证达标排放，并满足SO2排放总量控制要 求的前提下，宜优先采用半干法
6、、干法或其它费用较 低的成熟技术，脱硫率应保证在75%以上，投运率应 保证在电厂正常发电时间的95%以上。我国火电厂脱硫发展趋势 目前，大型机组烟气脱硫，核心关键技 术和设备仍然依赖于国外。投资和运行费 用仍然降不下来，不适合我国国情。烟气 脱硫国产化是必然趋势。这里提出了两大 任务：要实现烟气脱硫技术的国产化和烟 气脱硫设备的国产化。2000年原国家经贸 委就发布了火电厂烟气脱硫关键技术与 设备国产化规划要点规划要点的指导思想总体规划、突出重点、依据市场、 依托项目、技贸结合、引进技术、立足 创新、重点攻关、提高质量、形成能力 ，逐步提高国产化水平。利用国内科研 、设计和制造部门现有技术力量
7、和生产 能力，在引进、消化吸收国外先进的烟 气脱硫技术的基础上，加强技术创新、 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 和设备的国产化。规划要点： 烟气脱硫国产化目标分四步考虑： 第一步: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，湿法烟气脱 硫设备国产化率达80%左右。同时，选择若干种其它烟 气脱硫工艺作为国产化的示范工程，编制国产化实施方 案。第二步:至2003年末，具备独立完成火电厂湿法烟气脱 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，湿法烟气脱硫设备国产化率达90%以上。组织 实施其它烟气脱硫国产化
8、示范工程，并具备相应的设计 能力。第三步:至2005年末，湿法烟气脱硫设备国产化率达95% 以上。其它烟气脱硫工艺也要基本实现脱硫设备国产化 。第四步:至2010年，湿法烟气脱硫设备国产化率达100%。 掌握其它若干种烟气脱硫工艺的设计，设备国产化率达 到95%以上。规划要点：国产化具体内容：首先设计技术 国产化，其次设备国产化。设计技术国产化：引进国外设备的同时引进设计技术，并要 消 化吸收和创新。 设备国产化分三类：已实现国产化的设备，可以实现国产化的设备，短期内需要引进的设备。烟气脱硫国产化的内容设计技术国产化：l*设计参数的选取l*工艺计算l*吸收塔结构设计l*工艺设备选型和配套l*设
9、备布置l*控制系统设计l*调试技术l*施工安装标准和技术规范l*工程管理和验收l*运行和检修规程等。设备国产化（以湿式石灰石-石膏法工艺为例） ： 目前可以国产化的设备有：l*风机类l*泵类l*吸收塔箱罐及钢结构类l*物料输送设备类l*除尘设备l*定量给料类l*制粉设备类l*翅管式和热管式烟气换热器l*防腐内衬l*DCS控制系统等。目前已具备条件开发的设备有：l*水力旋流分离器l*真空皮带脱水机及附属设备l*压力雾化喷嘴l*除雾器l*回转式和强制热媒水循环式烟气换热器l*搅拌设备l*特大容量的脱硫干风机l*强制氧化用大流量高压离心风机l*脱硫DCS系统控制软件等。目前仍需进口的设备有：l*大容
10、量脱硫湿风机l*重要的检测采样一次元器件（包括进、出口 SO2检测仪、烟尘检测仪、浆液浓度计、浆液 流量计等）及其控制系统l*关键部位阀门l*喷淋系统l*除雾器l*大容量循环浆泵l*烟气换热器l*真空皮带脱水机等。烟气脱硫工艺分类 .按吸收剂的状态划分： a.干法：利用固态吸收剂、吸附剂或催化剂脱硫的方法。烟气循环流 化床脱硫工艺，是目前我国在中小型发电锅炉上重点推广的工艺。 b.半干法：采用液态吸收剂，利用烟气的热量，在脱硫反应的同时， 蒸发吸收剂中的水分，使脱硫产物成为固态。 c.湿法：采用液态吸收剂吸收烟气中的SO2。如湿式石灰石-石膏法等。 在国内外，湿式石灰石-石膏法占湿法的80%，
11、我国已将湿式石灰石- 石膏法作为大容量机组（200MW）的电厂烟气脱硫优先考虑的方法 。 .按脱硫产物划分：主要是根据对吸收产物的处理划分的。 a.抛弃法：在采用碱性浆液如石灰、石灰石等碱性浆液作吸收剂时， 生成的是亚硫酸盐和硫酸盐，将这些产物抛弃。 b.回收法：将脱硫产物以可利用资源进行回收的方法。如回收石膏、 SO2、稀硫酸、硫酸铵和硝酸铵。 .按脱硫原理划分： a.吸收法 b.吸附法 c.催化转化法1.湿式石灰石-石膏法烟气脱硫湿式石灰石-石膏法是将石灰石粉制 成浆液，在吸收装置中将烟气中的SO2脱 除而副产石膏的方法。该方法是目前应 用最广的一种烟气脱硫（FGD）方法。脱 硫率可达95%以上，运行可靠，技术最为 成熟，可适用于高、中、低硫煤。最大 缺点是设备庞大，占地面积大，投资和 运行费用高。工艺系统简介系统包括：气-气换热器、吸收塔、石灰石粉和石灰石浆液制备 、浆液循环槽、石膏脱水系统除雾器 石膏制备系统 净 化后烟气 气吸 旋气
