脱硫岗位工艺相关知识学案.doc

 PAGE 39 烟气脱硫岗位学习资料 1 概述 目前，各国投入实用的成熟的烟气脱硫（FGD）技术不下几十种，主要分为湿法、干法、半干法等几大类，其中湿式钙法（石灰石－石膏）是目前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺，应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的85%以上，应用的单机容量超过1000MW。湿式工艺的缺点是需要充分考虑防腐问题，设备一次性投资较大、运行费用较高，对占地和供水要求大，宜用于大中型电厂或含硫量高的小型电厂；干法、半干法的优点是投资小和占地少，但效率一般低于湿法，对小型电厂和或含硫量较低的中型电厂较为适合。 拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多，其反应原理相同，主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同上，例如填料塔（现已不使用）、液柱塔、鼓泡塔和喷淋塔，其中喷淋塔应用的最为广泛，不同的公司其喷淋塔内部结构也有区别，形成各自的技术的特点，如塔内设置金属托盘、浆池采用扰动泵搅拌等。各种类型的吸收塔各有特点，均有较多成功的业绩，喷淋塔采用喷嘴雾化，烟气与吸收剂雾滴对流接触，既可保证充分吸收，又无塔内结垢堵塞之忧，故最为常见。 1.1 脱硫系统的基本技术及概念 目前，世界上燃煤电厂脱硫工艺方法很多，这些方法的应用主要取决于锅炉容量和调峰要求、燃烧设备的类型、燃料的种类和含硫量的多少、脱硫率、脱硫剂的供应条件及电厂的地理位置、副产品的利用等因素。 按脱硫工艺在生产中所处的部位不同可分为：燃烧前脱硫（如：原煤洗选脱硫）、炉内燃烧脱硫（如：循环流化床锅炉和炉内喷钙）、燃烧后脱硫即烟气脱硫（如：海水脱硫、石灰石—石膏湿法、电子束脱硫等），其中燃烧后的烟气脱硫是目前世界上控制SO2污染所用的主要手段。 表1 烟气脱硫法分类 分类脱硫剂可利用副生成物排放副产品 湿 法石灰石-石膏法石灰石石膏苏打-芒硝法苛性钠硫酸钠苏打回收法苛性钠亚硫酸钠NH3-硫氨法氨硫酸铵Al-石膏法硫酸铝氢氧化镁氢氧化镁硫酸镁海水脱硫海水硫酸镁硫酸镁入海水中半 干 法烟道喷入法石灰亚硫酸钙等吸收塔喷入法石灰亚硫酸钙等电子束法氨硫酸铵、硝酸铵干 法活性碳吸附法活性碳硫酸/硫磺炉内喷入法石灰石亚硫酸铝等上述脱硫工艺中，有的技术较为成熟，已达到工业应用的水平，有的尚处于试验研究阶段，现将目前较为广泛的几种脱硫工艺原理、特点及其应用状况介绍如下： 1.1.1 石灰石—石膏湿法脱硫工艺 石灰石—石膏湿法脱硫工艺采用价廉物美的石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆剂，也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液制成吸收浆剂。在吸收塔内，吸收浆剂与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆剂中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应主要副产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，排入烟囱（有的装置加装GGH换热器加热升温），脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收剂浆液的大量循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。 该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95%以上。石灰石—石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：在脱硫吸收塔内烟气中的SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3，CaSO3被鼓入的空气中的O2氧化生成CaSO4，CaSO4在吸收塔浆池中结晶生成石膏CaSO4.2H2O。 石灰石—石膏湿法脱硫已成为世界商业FGD的主导。奥地利AEE公司、德国的鲁奇能源环保公司、Steimuller公司、日本的三菱重工、川崎公司、美国的BW公司等多家公司开发研究这种工艺，应用脱硫工艺的机组占电站脱硫装机总容量的85%以上，应用的最大单机容量已超过1000MW。 按脱硫副产品石膏的处置方式划分，一般分抛弃和回收利用两种方法，脱硫石膏处置方式的选择取决于市场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。抛弃方式，如采用弃置灰场或回填矿坑，以美国为主要代表，抛弃量占据86%；另一种是综合利用方式，德国和日本采用较多，主要用作水泥缓凝剂和建筑材料等，石膏的利用率达90%以上。 目前，石灰石—石膏湿法脱硫工艺在朝向吸收系统大型化、简化设备（如将除尘、脱硫和氧化均置于塔内进行，）节省投资，高效节能的方向发展，例如强化氧化装置，使氧化利用率从15～20%提高到40～50%，在FGD工艺中引入计算机模拟流场分布等，可以根据不同的负荷控制吸收循环浆液等参数，达到最佳的脱硫效果。 1.1.2 喷雾干燥法脱硫工艺 喷雾干燥法脱硫工艺是以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳