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1、-第二章 几种脱硫工艺的比较烟气脱硫经过了近30年的开展已经成为一种成熟稳定的技术，在世界各国的燃煤电厂中各种类型的烟气脱硫装置已经得到了广泛的应用。烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨的有效手段之一，根据脱硫工艺脱硫率的上下，可以分为高脱硫率工艺、中等脱硫率工艺和低脱硫率工艺；最常用是按照吸收剂和脱硫产物的状态进展分类可以分为三种：湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫。1) 干法烟气脱硫工艺是采用吸收剂进入吸收塔，脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程，干法脱硫技术与湿法相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点，但存在着钙硫比高、脱硫反响速度慢，设备庞
2、大，脱硫效率低、副产物不能商品化等缺点。干法烟气脱硫技术中，炉喷钙优点同样有无污水和废酸排放，设备腐蚀小，净化后烟气烟温高，利于烟囱排放扩散，投资省占地少易于国产化等。但是也有比较明显的缺点，它只适合煤种含硫量?2%，脱硫率低，脱硫率大概只有70%90%，不能适应目前对SO2的排放限制越来越严的环保要求。与常规煤粉炉相比 ，由于脱硫剂的参加和增湿活化的使用，会对锅炉的运行产生一定影响，比方结灰结渣，对锅炉受热面的磨损加重，也使锅炉效率降低。该技术还需要改动锅炉，这些都会影响锅炉的运行。对现有的除尘器也产生了响，由于灰量增加，除尘器效率应提高。2) 半干法烟气脱硫工艺是采用吸收剂以浆液状态进入吸
3、收塔洗涤塔，脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程。常见的半干法烟气脱硫技术主要包括循环悬浮式半干法、喷雾枯燥法、炉喷钙尾部增湿脱硫工艺等。其中循环悬浮式半干法烟气脱硫技术较为成熟，应用也较为广泛。3) 湿法烟气脱硫FGD的根本原理是碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫。主要有两种方法，一种是石灰石碳酸钙，即钙法；一种是氨，即氨法。钙法烟气脱硫工艺是采用石灰石碳酸钙洗涤SO2烟气以脱除SO2。钙法烟气脱硫技术以其脱硫效率较高、适应围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可做商品出售等优点成为世界上占统治地位的烟气脱硫方法。氨法脱硫FGD系统，是当今最先进的SO2排放控制技术。它不但脱除烟气中95以上
4、的 SO2，而且生产出高附加值的硫酸铵化肥产品。该系统利用各种浓度的氨水或液氨作为脱硫剂，生成的硫酸铵浆液，输送到浓缩脱水处理系统。FGD系统中使用的氨水需要量，由PH控制阀来自动调节，并由流量计进展测定。 硫酸铵结晶体在脱硫塔中被饱和的硫酸铵浆液结晶出来，生成35重量比左右的悬浮粒子。这些浆液经过初级和二级脱水，然后，再送到硫铵别离及固体硫铵制备工段进展进一步脱水、枯燥、冷凝和存储。流程图如下：优点：1技术成熟，运行可靠性好，不会因脱硫设备而影响锅炉的正常运行。该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产品为硫酸铵化肥。氨肥法属于回收法，将烟气中的SO2作为资源，回收生产使用价值较高的硫铵，减少污染，变废
5、为宝。2脱硫化学吸收反响速度快，脱硫效率高。可以采用较小液气比，降低能耗和操作运行费用，并可减少设备尺寸。由电除尘器回收粉煤灰，以便进展综合利用。3原材料来源丰富，可以采用液氨、氨水、废氨水，还可以采用化肥级碳铵。吸收剂配制系统简单，工艺流程紧凑，设备少，4与石灰石石膏法相比，占地面积小，布置具有较大灵活性。在脱硫的同时除去局部粉尘，具有一定除尘效果。脱硫的副产品为硫铵，废渣较少，硫铵可作农用化肥出售。5该脱硫工艺在脱硫的同时，也可以除氮，具有20%以上的除氮效率。6相对钙法而言，亚硫酸铵溶液不会产生结垢现象，能确保脱硫塔长周期运转。利用液氨氨水，吸收SO2，原材料供应可靠、方便、价格廉价；能
6、适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可到达95%以上，脱硫副产物硫铵可作为肥料外销。7从投资和运行本钱来看，氨法比其他工艺稍低，其他方法的副产物需建后处理装置才能有出路，而一般公司不可能有较大堆场来存放。钙法在美国、德国、日本等兴旺国家中，它占据着90%以上的市场份额。这是由其国情决定的。这些国家煤在其能源构造中所占的比重不大。在美国和德国，煤在其一次能源中约占20%。而在日本，煤在其能源构造中只占15%；日本是一个岛国，石灰石资源丰富，但缺乏天然石膏资源。脱硫产品为石膏，正好弥补其紧缺的石膏资源。石灰石石膏法路线占地面积很大，且投资较高，脱硫副产石膏质量较差，用途很有限。如果采用循环流
7、化床法，脱硫产品为主要含亚硫酸钙的混合物，根本上没有什么用途，只能堆放，而且占地面积也很大。下面就几种常见的氨钙工艺作简单比较：氨肥法钙法石灰石-石膏工艺喷雾枯燥法炉喷钙+尾部增湿旋流板塔湿式吸收法技术成熟程度成熟成熟成熟成熟成熟适用煤种不限不限中低硫煤中低硫煤不限单机应用经济性规模50 MW及以上200 MW及以上100MW及以下200MW及以下200MW及以下脱硫率95%以上95%以上75-80%75-80%75-90%吸收剂氨/氨水石灰石/石灰石灰石灰石石灰/碱液/电石渣等吸收剂利用率97以上90%以上50-70%约40%85%以上能耗中等高副产物硫铵/硫酸石膏亚硫酸钙亚硫酸钙亚硫酸钙/
8、硫酸钠等副产物处置全部利用少量利用大局部抛弃抛弃抛弃抛弃废水无有无无少量废气CO2无有有有有占地面积小大中小中市场占有率一般较高一般一般一般国应用解化、*碱厂、亚能电力、化肥厂、扬子石化、中梁山、鲁西化工、众泰电厂等珞璜、半山、等黄岛、白马下关、钱清多家2.2江南氨肥烟气脱硫技术“九五期间，在国家开展方案委员会、国家科技部、国家教育部的共同支持下，完成了国家“九五重点科技攻关工程、国家“863”方案工程“二氧化硫废气回收净化新技术的工程化，开发了一种新的火电厂烟气SO2回收净化用的氨-肥法脱硫新技术。该技术于2005年在世纪江南环保总承包承建的*碱厂260t/h锅炉烟气脱硫工程上通过了由国家开
9、展和改革委员会、国家科技部、国家教育部共同主持的专家鉴定和验收。这是国首例成功地在电站锅炉上实施氨肥法脱硫的装置，各项指标在脱硫业处于领先。世纪江南环保取得了该技术在国的独家使用权，同时世纪江南环保还拥有14项氨法脱硫专利，涵盖了氨法脱硫技术所有领域。以氨为脱硫剂生产硫铵的氨法脱硫技术路线，可以节省投资，降低原料本钱，并实现以废治废，不产生二次污染，一举多得，是一个非常理想的技术路线。更为重要的是本法装置占地较小，可满足大局部公司脱硫场地紧的现状要求。世纪江南环保已建工程有*碱厂260t/h锅炉、亚能天元电力公司100MW机组、解化集团130t/h+375t/h锅炉烟气脱硫工程、鲁西化工股份第
10、一化肥厂3130t/h锅炉及工业园区3260 t/h锅炉烟气脱硫工程、扬子石油化工*公司4220+410t/h锅炉烟气脱硫工程改造工程、明水大化集团热电公司2130+75t/h锅炉烟气脱硫工程。世纪江南环保在建的氨-肥法脱硫工程有解化三期3130+75t/h锅炉烟气脱硫工程、众泰电力公司2135MW机组锅炉烟气脱硫工程等、天福化工*公司4130t/h锅炉烟气脱硫工程、华鲁恒升化工股份热电厂375+4240t/h锅炉烟气脱硫工程。2.3氨肥法脱硫技术原理氨法脱硫技术以水溶液中的SO2和NH3的反响为根底：SO2H2O*NH3 = (NH4)*H2-* SO3(1)因此，用氨将废气中的SO2脱除，
11、得到亚硫铵中间产品。将亚硫铵氧化为硫铵，如反响(2)。(NH4)*H2-*SO3+1/2O2+(2-*)NH3=(NH4)2SO4 (2)采用压缩空气对亚硫铵直接氧化，并利用烟气的热量浓缩生产硫铵溶液，投资低，能耗省。2.4工艺流程锅炉引风机来的烟气进入脱硫塔后，首先被洗涤降温，然后用氨化吸收液循环吸收烟气中的SO2生产亚硫铵。脱硫后的净烟气经除雾后含SO2量400 mg/Nm3标态、湿基，水雾量小于75mg/m3，由塔顶烟囱排放。吸收剂氨与吸收循环液混合后进入吸收塔，吸收烟气中的SO2形成亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵溶液在吸收塔底部被鼓入的空气氧化成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液泵入洗涤降温段洗涤烟气，将
12、烟气温度降低的同时自身得到浓缩。浓缩后的硫酸铵溶液送入硫铵装置。固含量约10%的浆液经结晶泵送至硫铵工序经旋流器脱水后形成固含量40%左右的硫铵浆液，清液进入料液槽；固含量40%左右的硫铵浆液进入离心机进展固液别离，形成含水3%左右的湿硫铵，母液溢流到料液槽；含水3%左右的湿硫铵经枯燥机枯燥，得到水分1%的硫铵，进入包装机包装即可得到商品硫铵；料液槽的液体经料液泵送回循环槽。2.5自动化水平系统描述自控设计将本着技术先进、平安可靠、操作方便和经济合理的原则进展。在节省投资的前提下，尽可能提高装置自动化水平，以提高产品的产量和质量，同时减轻操作人员的劳动强度。根据本工艺的技术的特点，本方案拟采用
13、PLC系统对整个装置进展监视和控制。在控制室进展集中显示、记录、报警和控制。实现根据烟气中SO2含量的变化，自动调节脱硫剂氨的参加量；并在硫铵生产系统实行自动控制。PLC系统具有连续控制和逻辑控制功能。PLC系统以微处理机为根底，集中管理而分散控制的分散型控制系统，与常规模拟仪表构成的系统相比具有更丰富的运算控制功能与逻辑运算功能、更高的控制品质。在PLC操作站上能够显示整个装置的各类工艺参数和机泵的运行状态；对于重要的工艺参数进展自动控制；能够定时或及时打印多种规格的生产报表；可以及时显示参数越限、生产事故或系统故障信息；具有自诊断功能，并提供丰富的操作指导信息；能够显示历史趋势，易于操作和
14、维护；具有各种冗余措施，可靠性高，系统运转率高；易于和计算机管理网络相连，便于全厂优化及管理。系统组成局部PLC主要分操作单元、控制单元和通讯网络三局部：操作单元 操作单元由2台操作站和1台打印机组成。每台操作站分布包括21”彩色CRT、标准键盘、鼠标等；其中1台操作站可用作工程师站。控制单元控制单元由1台控制器与相应的机柜组成。其中CPU模块、电源模块、通讯模块采用冗余配制；各类I/O卡件按实际点数留有1015%的备用量。通讯网络系统的通讯网络也采用冗余配制。控制局部采用较为先进的系统控制器。 设备选型1仪表信号传输采用以下方式：电动模拟量信号采用420mADC；气动信号采用20100kPa
15、；开关量输入、输出信号采用无源触点。2各仪表均采用国际单位制。3各控制阀、流量计的计算均采用制造厂标准。4所有仪表均经过类似装置的运行证明是成功可靠的。2.6 主要设备2.6.1概述 为了确保将本工程建成为具有先进水平的烟气脱硫装置，并节省工程建立投资，本技术的生产设备除关键设备如喷头等外，将全部选用国产化设备。本装置化工设备有各类定型和非标设备，其中非标设备按设备在生产工艺过程中的作用原理，有脱硫塔、循环罐等；本装置设备的设计压力根本为常压，非标设备大局部是在制造厂制造，脱硫塔需在现场组装。烟气系统1系统概述从锅炉引风机后的烟道引出的烟气，进入吸收塔，在吸收塔脱硫净化，经除雾器除去水雾后，再由塔顶湿烟囱排入大气。在各自锅炉烟道上设置旁路挡板门，当锅炉启动和FGD装置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。2设计原则当锅炉燃用设计和校核煤
