能源规划与系统分析结课论文.docx

可资源化烟气脱硫项目的开发与实施结课论文论文题目 姓 名 学 号 专 业 可资源化烟气脱硫技术的应用现状1. 可资源化烟气脱硫技术概述烟气脱硫是治理燃煤烟气中二氧化硫的有效方法。现行的脱硫工艺所产生的大量废弃物, 容易造成二次污染。可资源化的烟气脱硫技术能回收烟气中的二氧化硫使之变为含硫副产品, 有望解决脱硫副产品的处理难题。目前的二氧化硫控制技术归纳起来可分为三大类: (1) 燃烧前脱硫, 如选煤等; (2) 燃烧中脱 (固) 硫, 如工业型煤固硫、动力配煤加固硫剂固硫、炉内喷钙、循环流化床锅炉燃烧等; (3) 燃烧后脱硫, 即烟气脱硫(FGD)。烟气脱硫是目前控制燃煤电厂二氧化硫气体排放最有效的技术, 是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。美国、德国、日本从 20 世纪 20 年代开始对各种烟气脱硫进行了研究, 尤其是 60 年代后期以来, 烟气脱硫技术发展迅速。迄今为止世界已发展和建立的脱硫方法已达 200 多种。按照脱硫剂以及脱硫反应产物的状态, 烟气脱硫可分为湿法、干法及半干法三大类。在我国电厂已投运的脱硫装置中, 绝大部分采用的是湿式石灰石/石灰 - 石膏法工艺, 因此每年产生了大量的脱硫石膏, 由于脱硫石膏的运输、干燥、改性、应用等技术性难题, 部分石膏采用了填埋或堆放等处理方式, 浪费了大量宝贵的硫资源, 并有可能产生 “二次污染”。而我国进口硫 (硫磺) 已超过全国硫资源使用量的 50 %, 消耗了大量外汇, 不符合我国 “加快建设资源节约型社会、推动循环经济发展” 的要求。各种硫资源都要通过不同的途径将其大部分转化成硫酸后才能被广泛地应用。目前, 我国已取代美国成为世界上最大的硫酸消费国, 每年均以 10 % 以上的速度递增。到 2010 年, 硫酸年表观消费量达 5 500 万吨。为弥补硫资源的不足, 我国每年都要进口大量的硫磺和硫酸, 不但花费了大量外汇, 而且资源结构势必会降低硫酸行业抵御市场风险的能力, 进而影响整个硫酸产业及其相关行业的可持续发展。2003 年, 全国废气中SO2排放总量为 2 158.7 万吨, 这与全国生产硫酸所消耗总的硫资源量基本持平。将煤炭燃烧中视为废物、每年向大气排放约 2 000 万吨的 SO2回收, 进行资源综合利用, 并转变为商品, 转化为不同种类的化工产品,这样的 SO2综合治理方法是符合我国缺少硫资源国情的最佳方法。目前符合这一要求的脱硫技术主要有石灰石/石灰法、氨肥法、双碱法、磷铵肥法、镁法脱硫联产硫酸镁肥法、柠檬酸钠吸附解析法、再生胺吸附解析法、生物法等。此类技术是以后烟气脱硫技术的一个发展趋势。以下将对这些可回收硫资源的烟气脱硫技术进行阐述。2可资源化烟气脱硫研究现状2.1石灰石/石灰-石膏法该技术采用石灰石 - 石灰浆液作为洗涤剂, 在反应塔 (吸收塔) 中对烟气进行洗涤, 从而除去烟气中的SO2。主要工艺流程见图 2: 烟气经除尘器除去粉尘后进入吸收塔, 从塔底向上流动, 石灰石或石灰浆液从塔顶向下喷淋, 烟气中的 SO2与吸收剂充分接触反应, 生成亚硫酸钙和硫酸钙沉淀物, 落入沉淀池。洁净烟气通过换热器加热后经烟囱排向大气。循环氧化槽中鼓入空气, 使亚硫酸钙充分氧化生成石膏, 氧化率高达99 %。这样, 脱硫副产品是石膏, 可以回收利用。这种工艺技术成熟, 脱硫效率高 (90 % ～ 98 %), 应用机组容量大, 煤种适应性强, 性能可靠, 吸收剂资源丰富、价格低廉, 副产品易回收; 但初投资和运行费用较高,耗水量大, 占地面积比其它工艺的要大, 现有电厂在没有预留脱硫场地的情况下采用这种工艺有一定的难度。这种工艺在美国、日本和德国应用较多, 是目前世界上应用最多、技术最为成熟的一种脱硫工艺, 世界市场份额约占 90 %。我国重庆珞璜电厂从日本三菱重工引进的两套石灰石 - 石膏法烟气脱硫设备, 配备两台容量为 360 MW 发电机组, 脱硫效率为 95 %, 年副产品石膏约 40 万吨; 重庆电厂 2 × 200 MW、半山电厂 2 × 125 MW 等脱硫工程, 均采用的是石灰石 - 石膏湿法脱硫工艺石灰石/石灰 - 石膏法产生了大量的烟气脱硫副产物 —— 脱硫石膏。此副产物主要是 CaSO4和 CaSO3的混合物, 性质与天然石膏相似, 并含有丰富的 Ca、S、B、Mo、Si 等植物所必需或有益的矿质营养。若这些副产物处置不当, 不仅浪费了大量可利用的矿物质营养资源, 而且也易引起二次污染和土地占用问题。因此, 应寻求烟气脱硫石膏的综合利用途径, 实现废物的资源化利用。目前, 脱硫石膏的工业利用途径主要是在建筑材料业中生产建筑石膏、粉刷石膏、水泥缓凝剂、自流平石膏砂浆、路基回填材料、石膏砌块和充填尾砂胶结剂等。日本、德国是世界上脱硫石膏的