1、山东电力高等专科学校山东电力高等专科学校 刘红蕾刘红蕾SEPS2015.10.19l主要向大家介绍：脱硫政策、脱硫技术、石灰石-石膏湿法脱硫反应机理，石灰石-石膏湿法脱硫系统的主要组成及相关设备，脱硫运行维护的基础知识，故障处理和注意事项，脱硝技术简介以供大家参考学习。l能源和环境是当今世界上备受瞩目的两大问题。能源和环境是当今世界上备受瞩目的两大问题。l能源是创造现代工业文明的动力。能源是创造现代工业文明的动力。l但是，从钻木取火到蒸汽机，再到火力发电，但是，从钻木取火到蒸汽机，再到火力发电，能源利用过程中的能源利用过程中的“熊熊烈火熊熊烈火”也把数以亿吨也把数以亿吨的废气和废物排入大气中，
2、造成一系列问题：的废气和废物排入大气中，造成一系列问题：酸雨，臭氧层空洞，温室问题，烟尘，酸雨，臭氧层空洞，温室问题，烟尘，PM2.5等一系列问题，严重破坏了地球的生态环境及等一系列问题，严重破坏了地球的生态环境及人类的生存条件。人类的生存条件。一、二氧化硫排放及控制政策一、二氧化硫排放及控制政策煤炭燃烧产生固体、气体废物：煤炭燃烧产生固体、气体废物：渣，尘渣，尘烟气（二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物等）烟气（二氧化碳，二氧化硫，氮氧化物等）中国已成为中国已成为SOSO2 2的最大排放国的最大排放国l20102010年中国一次能源供应结构中煤炭占年中国一次能源供应结构中煤炭占68.3%68.3%，
3、按照中国目前的能源政策，预计到按照中国目前的能源政策，预计到20202020年，一次年，一次能源供应结构中煤炭仍然占能源供应结构中煤炭仍然占63.1%63.1%。若不采取有。若不采取有效的削减措施，效的削减措施，20202020年中国年中国SOSO2 2排放量将会达到排放量将会达到35003500万吨。削减和控制燃煤二氧化硫污染，是中万吨。削减和控制燃煤二氧化硫污染，是中国能源和环境保护部门面临的严峻挑战。国能源和环境保护部门面临的严峻挑战。 l l 全国煤炭消耗全国煤炭消耗 18 18 亿吨亿吨l 排放排放SOSO2 2 3,000 3,000 万吨万吨l NOx 1,800 NOx 1,8
4、00 万吨万吨l 其中其中: :火电用煤火电用煤 10 10 亿吨，占亿吨，占 56%56%l 火电排放火电排放SOSO2 2 1,800 1,800 万吨，占万吨，占 60%60%l 火电总装机容量火电总装机容量 3 3 亿千瓦亿千瓦l 已建成脱硫装置已建成脱硫装置 2,000 2,000 万千瓦万千瓦l 在建脱硫装置在建脱硫装置 3,000 3,000 万千瓦万千瓦 20052005年年l十一五我国能源消费结构中十一五我国能源消费结构中l 52%52%以上为燃煤以上为燃煤l火电总装机容量火电总装机容量 5 5 亿千瓦亿千瓦l 耗煤耗煤 14 14 亿吨亿吨l新建大型煤炭基地新建大型煤炭基地
5、 13 13 个个l 生产能力生产能力 25 25 亿吨亿吨l需上脱硫装置需上脱硫装置 3 3 亿千瓦亿千瓦 “十一五十一五” ” 能源消费能源消费- -燃燃煤煤l 酸雨：酸雨：降水降水PH5.6PH5.6l 2003 2003年年 487487个城市中个城市中l 265265个城市出现酸雨，占个城市出现酸雨，占54.4%54.4%l PH5.6 PH5.6 上升上升4.7%4.7%l PH5.0 PH5.0 上升上升6.2%6.2%l PH4.5 PH4.5 上升上升2.8%2.8%l PH4.0 PH4.0 多个城市出现多个城市出现酸雨污染酸雨污染lSOSO2 2污染污染l l 20032
6、003年年l SOSO2 2超二级标准城市占超二级标准城市占 25.6%25.6%l 上升上升 3.2%3.2%l l SO SO2 2超三级标准城市占超三级标准城市占 12.1%12.1%l 上升上升 3.6%3.6% l 两控区两控区SOSO2 2、酸雨污染控制区、酸雨污染控制区l 两控区范围：两控区范围：2727省（市）省（市）l 175175地市地市l 面积约占国土面积约占国土40%40%l SOSO2 2控制区控制区 1414个省个省l 酸雨控制区酸雨控制区 1414个省个省l两控区污染两控区污染l 火电厂火电厂SOSO2 2排放排放l 20032003年年l 发电装机容量发电装机容
7、量 3.9 3.9 亿千瓦亿千瓦 l 发电发电 1.9 1.9 万亿千瓦时万亿千瓦时l l 火电装机容量火电装机容量 2.9 2.9 亿千瓦亿千瓦 l 发电发电 1.6 1.6 万亿千瓦时万亿千瓦时l 用煤用煤 9 9 亿吨亿吨l 排放排放SOSO2 2 1,316 1,316 万吨万吨l 2005 2005年年l 发电装机容量约发电装机容量约 5 5 亿千瓦亿千瓦l l 火电装机容量约火电装机容量约 3.4 3.4 亿千瓦亿千瓦l 耗煤约耗煤约 10 10 亿吨亿吨l 排放排放SOSO2 2 1,800 1,800 万吨万吨l l 发电装机容量约发电装机容量约 6.5 6.5 亿千瓦亿千瓦l
8、 l 火电装机容量约火电装机容量约 4.8 4.8 亿千瓦亿千瓦l 耗煤约耗煤约 14 14 亿吨亿吨l 排放排放SOSO2 2约约 2,300 2,300 万吨万吨20102010年年l 发电装机容量约发电装机容量约 10 10 亿千瓦亿千瓦l l 火电装机容量约火电装机容量约 6 6 亿千瓦亿千瓦l 耗煤约耗煤约 15 15 亿吨亿吨l 排放排放SO2SO2约约 2,500 2,500 万吨万吨 20202020年年19981998年全国火电装机容量为年全国火电装机容量为2098820988万千瓦万千瓦，占总装机容，占总装机容量的量的75.7%75.7%。二氧化硫排放约为。二氧化硫排放约为
9、780780万吨万吨，占全国二氧，占全国二氧化硫排放量的化硫排放量的37.3%37.3%。预计。预计20102010年将达到年将达到60%60%。9595年统年统计，由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人计，由于酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失约为体健康等方面的经济损失约为11001100多亿元多亿元，已接近当，已接近当年国民生产总值的年国民生产总值的2%2%，成为制约我国经济和社会发展，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。的重要因素。全国火电厂二氧化硫排放造成的损失全国火电厂二氧化硫排放造成的损失l中国中国SOSO2 2排放源具有明显的地域性。排放源具有明显
10、的地域性。l电力工业是造成电力工业是造成SOSO2 2污染和酸雨的主要行业污染和酸雨的主要行业, 95, 95年全年全国大电厂国大电厂SOSO2 2排放量占全国总排放量的排放量占全国总排放量的35%35%。l据对全国据对全国322322个省控以上城市空气质量监测结果分析，个省控以上城市空气质量监测结果分析，19981998年二氧化硫年日均值范围在年二氧化硫年日均值范围在0.0020.0020.385mg/m0.385mg/m3 3之间，全国平均为之间，全国平均为0.056mg/m0.056mg/m3 3。 我国二氧化硫排放特点：我国二氧化硫排放特点：l一是对火电厂二氧化硫排放采取排放浓度、脱硫
11、效率和年排一是对火电厂二氧化硫排放采取排放浓度、脱硫效率和年排放总量的放总量的三重控制要求三重控制要求。l二是严格控制新建燃煤电厂二氧化硫排放，在大中城市及其二是严格控制新建燃煤电厂二氧化硫排放，在大中城市及其近郊，严格控制新（扩）建除热电联产外的燃煤电厂，除燃近郊，严格控制新（扩）建除热电联产外的燃煤电厂，除燃用特低硫煤的坑口电厂外，必须同步建设脱硫设施或者采取用特低硫煤的坑口电厂外，必须同步建设脱硫设施或者采取其他降低二氧化硫排放量的措施。其他降低二氧化硫排放量的措施。l三是要求现有超标电厂在三是要求现有超标电厂在 20102010年底前安装脱硫设施，其中投年底前安装脱硫设施，其中投产产2
12、020年以上或装机容量年以上或装机容量1010万千瓦以下的，限期改造关停。万千瓦以下的，限期改造关停。l四是落实脱硫电价；提高二氧化硫收费：四是落实脱硫电价；提高二氧化硫收费：l20032003年年7 7月月 0.210.21元元/ /公斤公斤 20042004年年7 7月月 0.420.42元元/ /公斤公斤 l20052005年年7 7月月 0.630.63元元/ /公斤公斤 三年内逐步提高到三年内逐步提高到1.261.26元元/ /公斤公斤（1）近年环保法律法规不断得到强化和落实）近年环保法律法规不断得到强化和落实2 2国家对国家对SOSO2 2的治理要求的治理要求 l十五后期脱硫项目剧
13、增，引进外国脱硫技术的脱硫专业十五后期脱硫项目剧增，引进外国脱硫技术的脱硫专业化公司迅速发展。（国家体制，全国一盘棋起到了关键化公司迅速发展。（国家体制，全国一盘棋起到了关键作用）作用）l 20042004年投产脱硫年投产脱硫 0.160.16亿亿KW KW l 2005 2005年投产脱硫年投产脱硫 0.490.49亿亿KWKWl 2006 2006年投产脱硫年投产脱硫 1.011.01亿亿KWKWl 2007 2007年投产脱硫年投产脱硫 1.161.16亿亿KWKW （3 3）20042004年后我国脱硫事业进入了快速发展阶段：年后我国脱硫事业进入了快速发展阶段： 三同时原则是指一切企事
14、业单位三同时原则是指一切企事业单位 , , 在进行新建、改建和扩建在进行新建、改建和扩建时，其中防止污染和其他公害的设施必须与主体工程时，其中防止污染和其他公害的设施必须与主体工程同时设同时设计计 , , 同时施工同时施工 , , 同时投产同时投产。（4 4）机遇与挑战）机遇与挑战-2008-2008年年6 6月月4 4日国家环境保护部发布中国环境状况，污染防日国家环境保护部发布中国环境状况，污染防治由被动应对转向主动防控，主要污染物排放首次出现治由被动应对转向主动防控，主要污染物排放首次出现“拐点拐点”-2007-2007年，各地各部门深入落实科学发展观，采取综合措施年，各地各部门深入落实科
15、学发展观，采取综合措施推进污染排放，二氧化硫排放量下降，环保历史性转变迈出坚推进污染排放，二氧化硫排放量下降，环保历史性转变迈出坚实步伐实步伐（5 5）三同时的概念和要求：）三同时的概念和要求：法律的要求：法律的要求：19951995年修订的年修订的中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国大气污染防治法提出：在提出：在“两两区区”内的火电厂新建或已建项目不能采用低硫煤的，必须建设配内的火电厂新建或已建项目不能采用低硫煤的，必须建设配套脱硫、除尘装置。套脱硫、除尘装置。国家污染物排放标准的要求：国家污染物排放标准的要求：火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准(GB13223-1996
16、)(GB13223-1996)，对对19971997年年1 1月月1 1日起新、扩、改建火电厂，在实行全厂排放总量控制的基础上，日起新、扩、改建火电厂，在实行全厂排放总量控制的基础上，增加了烟囱二氧化硫排放浓度限制。增加了烟囱二氧化硫排放浓度限制。另外了解一些国家法律和国家标准对脱硫的治理规定：另外了解一些国家法律和国家标准对脱硫的治理规定： 2014年年4月月24日全国人大常委会通过了日全国人大常委会通过了中华人中华人们共和国环境保护法们共和国环境保护法，已经自，已经自2015年年1月月1日起日起执行，被称为执行，被称为“史上最严的环保法史上最严的环保法”。 火电厂大气污染物排放标准火电厂大
17、气污染物排放标准适用范围适用范围适用于使用单台出力适用于使用单台出力65t/h65t/h以上除层燃炉、抛煤机炉外的燃煤以上除层燃炉、抛煤机炉外的燃煤发电锅炉；发电锅炉；各种容量的煤粉发电锅炉；各种容量的煤粉发电锅炉；单台出力单台出力65t/h65t/h以上的燃油发电锅炉；以上的燃油发电锅炉；各种容量的燃气轮机组的火电厂；各种容量的燃气轮机组的火电厂；单台出力单台出力65t/h65t/h以上采用甘蔗渣、锯末、树皮等生物质燃料的以上采用甘蔗渣、锯末、树皮等生物质燃料的发电锅炉，参照该标准中以煤矸石等为主要燃料的资源综合发电锅炉，参照该标准中以煤矸石等为主要燃料的资源综合利用火力发电锅炉的污染物排放
18、控制要求执行。利用火力发电锅炉的污染物排放控制要求执行。本标准不适用于各种容量的以生活垃圾、危险废物为燃料的本标准不适用于各种容量的以生活垃圾、危险废物为燃料的火电厂。火电厂。燃煤二氧化硫污染防治技术政策l 技术政策共分六个部分技术政策共分六个部分l（1 1）总则）总则l（2 2）能源合理利用）能源合理利用l（3 3）煤炭生产、加工和供应）煤炭生产、加工和供应l（4 4）煤炭燃烧）煤炭燃烧l（5 5）烟气脱硫）烟气脱硫l（6 6）二次污染防治）二次污染防治 （1）总则20052005年年 全国二氧化硫排放量：全国二氧化硫排放量： 在在20002000年基础上削减年基础上削减 10%10%“两控
19、区两控区”二氧化硫排放量减少二氧化硫排放量减少 20%20%l电厂锅炉、大型工业锅炉和窑炉电厂锅炉、大型工业锅炉和窑炉l使用中、高硫份燃煤的，采用烟气脱硫技术使用中、高硫份燃煤的，采用烟气脱硫技术；l中小型工业锅炉和炉窑中小型工业锅炉和炉窑l使用优质低硫煤、洗后煤等低污染燃料或其它使用优质低硫煤、洗后煤等低污染燃料或其它清洁能源清洁能源l城市民用炉灶城市民用炉灶l鼓励使用电、燃气、轻油等清洁能源和固硫型鼓励使用电、燃气、轻油等清洁能源和固硫型煤煤, ,禁止原煤燃烧禁止原煤燃烧（2）能源合理利用l 开发再生能源和清洁能源；开发再生能源和清洁能源；v 逐步改善燃料结构；逐步改善燃料结构；v 城镇统
20、筹集中供热；城镇统筹集中供热；v 新建新建 2.82.8 MW MW燃煤锅炉燃煤锅炉及及 0.70.7 MWMWv 以下民用炉以下民用炉, ,禁止原煤散烧；禁止原煤散烧；v 鼓励建坑口电厂并配高效脱硫设备。鼓励建坑口电厂并配高效脱硫设备。高污染燃料高污染燃料： a) a) 原原( (散散) )煤、煤矸石、粉煤、煤泥、燃料油煤、煤矸石、粉煤、煤泥、燃料油( (重油和渣重油和渣 油油) )、各种可燃废物和直接燃用的生物质燃料、各种可燃废物和直接燃用的生物质燃料( (树木、树木、 秸杆、锯末、稻壳、蔗渣等秸杆、锯末、稻壳、蔗渣等) )。b) b) 燃料中污染物含量超过下表限值的固硫蜂窝型煤、燃料中污
21、染物含量超过下表限值的固硫蜂窝型煤、 轻柴油、煤油和人工煤气。轻柴油、煤油和人工煤气。 燃料种类燃料种类 基准热值基准热值 硫含量硫含量 灰分含量灰分含量固硫蜂窝型煤固硫蜂窝型煤5000 calkg 03 - _ 轻柴油、煤油轻柴油、煤油10000 calkg 05 001 人工煤气人工煤气 4000 calkg 30mgm3 20mgm3（3）煤炭生产、加工和供应la.a.各地不得新建硫份大于各地不得新建硫份大于3%3%的煤矿的煤矿; ;vb b. .对现有硫份大于对现有硫份大于3%3%的高硫煤实行限产的高硫煤实行限产v 并达到国家污染物排放标准并达到国家污染物排放标准; ;vc c. .对
22、新建硫份大于对新建硫份大于1.5%1.5%的煤硫应配套的煤硫应配套v 建煤的洗选设施建煤的洗选设施; ;vd d. .对现有硫份大于对现有硫份大于2%2%的煤矿，补建洗选设备；的煤矿，补建洗选设备；v 洗煤：脱硫的辅助手段，洗煤：脱硫的辅助手段，v 脱硫脱硫的主要措施：的主要措施：煤的气化、液化煤的气化、液化vc c. .鼓励通过加入固硫剂等措施降低二氧化硫排放鼓励通过加入固硫剂等措施降低二氧化硫排放 v各地不得新建硫份大于各地不得新建硫份大于3%3%的煤矿；的煤矿；v对现有硫份大于对现有硫份大于3%3%的高硫煤的高硫煤实行实行v 限产并达到国家污染物排放标准；限产并达到国家污染物排放标准；v
23、对新建硫份大于对新建硫份大于1.5%1.5%的硫煤，的硫煤，v 应配套建煤的洗选设施应配套建煤的洗选设施（4）煤炭燃烧禁止禁止原煤散烧原煤散烧优先优先采用固硫型煤采用固硫型煤 ( (对于中小锅炉，型煤既节能又清洁经济对于中小锅炉，型煤既节能又清洁经济) )( 5）烟气脱硫i.i.烟气脱硫方法主要有：烟气脱硫方法主要有：l l 1 1）石灰石石膏法）石灰石石膏法l 2 2）循环流化床法）循环流化床法l 3 3）双碱法）双碱法l 4 4）氨法）氨法l 2、1 脱硫分类按照脱硫去除的阶段分类：燃烧前脱硫（煤脱硫）、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫（烟气脱硫） 二、火电厂烟气脱硫技术概要二、火电厂烟气脱硫技术概
24、要煤燃烧前脱硫：是通过各种方法对煤进行净化，去除原煤中所含的硫分、灰分等杂质。选煤技术有物理法、化学法和微生物法三种，目前我国广泛采用的是物理选煤方法（煤炭洗选）煤炭洗选）。物理选煤主要是利用清洁煤、灰分、黄铁矿的比例不同，去除部分灰分和黄铁矿硫。在物理选煤技术中，应用最广泛的是跳汰选煤，其次是重介质选煤和浮选，近期研究较多的技术是高梯度强磁法和微波辐射法选煤技术。我国物理选煤技术能达到45一55全硫脱除率和6080硫铁矿硫脱除率，但不能脱除煤中的有机硫。燃烧中的脱硫：在煤燃烧过程中加入石灰石或白云石粉作脱硫剂，CaCO3、MgCO3受热分解生成CaO、MgO，与烟气中SO2反应生成硫酸盐，随
25、灰分排出。在我国采用煤燃烧过程脱硫的技术主要有两种：一是型煤固硫；二是循环流化床燃烧脱硫技术。 型煤固硫：将不同的原料经筛分后按一定的比例配煤，煤粉碎后同经过预处理的黏结剂和固硫剂混合，经机械设备挤压成型及干燥，即可得到具有一定强度和形状的成品工业固硫型煤。 型煤用固硫剂有钙系、钠系及其他金属氧化物等，其中钙系应用最广。钙系脱硫剂主要有石灰石(CaC03)和大理石(CaC03，MgC03)。在型煤高温燃烧时，其中的固硫剂被煅烧分解为CaO和MgO，烟气中S02即被CaO和MgO吸收，生成CaSO3和MgS03。由于炉膛内有足够的氧气，一小部分生成的CaS03和MgS03会进一步氧化生成CaS0
26、4和MgS04。 型煤固硫的优点：由于型煤中常加入少量氧化剂等组分，其燃烧性能一般比原煤好，型煤的烟尘排放量减少5480，SO2排放量减少3075，并可节约一定量的煤，经济效益和环境效益较好。 循环流化床燃烧脱硫技术：指将石灰石等廉价的原料破碎成颗粒，送入循环流化床锅炉（CFBB）炉膛，在800900时石灰石受热分解放出C02，形成多孔的CaO，CaO与S02反应生成硫酸盐，达到脱硫的目的。 具有可燃用劣质煤、调峰能力强、控制炉温减少氮氧化物排放等特点。实际运行中问题很多：由于CFBB带有高温除尘器使飞出的未完全反应的脱硫剂又返回炉膛内循环利用，同时CFBB较低的燃烧温度不会使GaO烧结，从而
27、提高了脱硫剂的利用率。特别是常压运行时，脱硫剂颗粒尺寸小、颗粒比表面积大和孔隙率等物理因素有利于脱硫反应，而流化床运行压力对石灰石的煅烧和微孔性质有较大影响。 影响脱硫效率的主要因素有CaS比、燃烧温度、运行压力、气体流速、脱硫剂颗粒尺寸及其微孔性质以及脱硫剂的种类等。通常情况下，当流化速度一定时，脱硫率随CaS比增加而增加；当CaS比一定时，脱硫率随流化速度降低而升高。一般地说，要达到90的脱硫率，常压循环流化床和增压流化床的CaS比分别为1825和152.0。750以下石灰石的分解困难，1000以上生成的硫酸盐又将部分分解，因此，CaS比一定时，床层温度以800850为宜。 烟气脱硫烟气脱
28、硫 flue gas desulphurization(flue gas desulphurization(FGD) ：燃烧后脱硫。燃烧后脱硫。在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的烟道处加装脱硫设备烟道处加装脱硫设备, ,目前目前9595以上的燃煤锅炉以上的燃煤锅炉采用此方式实施脱硫采用此方式实施脱硫, ,是控制二氧化硫和酸雨污是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技术手段。染最有效、最主要的技术手段。 目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！ 2 2、2 2 燃烧后烟气脱硫技术（燃烧后烟气脱硫技术（FGDFGD）划分（）划分（20
29、0200多种，多种， 商业应用不超商业应用不超2020种）种） 基本原理：以一种碱性物质作为基本原理：以一种碱性物质作为SOSO2 2的吸收剂（脱硫的吸收剂（脱硫剂），通过反应去除烟气中的硫化物。剂），通过反应去除烟气中的硫化物。 特点特点: :烟气量大，一般每小时数十万到数百万立方米；烟气量大，一般每小时数十万到数百万立方米； 烟温通常烟温通常120-150120-150摄氏度；烟气中的浓度低（每标准立摄氏度；烟气中的浓度低（每标准立方米只有数千毫克）但要求脱除率达方米只有数千毫克）但要求脱除率达90%90%以上；脱硫副以上；脱硫副产品的有效回收与处理，防止二次污染。产品的有效回收与处理，防
30、止二次污染。（1）按照吸收剂、脱硫产物的干湿状态划分类：）按照吸收剂、脱硫产物的干湿状态划分类：湿法技术湿法技术：反应速度快、设备简单、脱硫效率高；但普遍存：反应速度快、设备简单、脱硫效率高；但普遍存在腐蚀严重，运行维护费用高，及易造成二次污染在腐蚀严重，运行维护费用高，及易造成二次污染干法脱硫技术干法脱硫技术：脱硫吸收及产物处理均处于干态下进行，无：脱硫吸收及产物处理均处于干态下进行，无污水废酸排出，设备腐蚀较轻。烟气净化过程中无明显的降温，污水废酸排出，设备腐蚀较轻。烟气净化过程中无明显的降温，烟温高利于扩散；效率低、反应慢、设备大；避免了腐蚀和污烟温高利于扩散；效率低、反应慢、设备大；避
31、免了腐蚀和污染问题。染问题。半干法半干法：兼有湿法和干法特点，特别是湿法下处理脱硫产物：兼有湿法和干法特点，特别是湿法下处理脱硫产物受到各界关注。受到各界关注。（）按照产物用途分类：（）按照产物用途分类：抛弃法抛弃法、收回法收回法参数参数 方法方法石灰石石灰石石膏石膏法（湿法）法（湿法）喷雾干燥法喷雾干燥法（半干法）（半干法）LIFAC（炉内（炉内喷钙加尾部增喷钙加尾部增湿活化干法）湿活化干法）适用煤种含适用煤种含S量量（%）1.5132Ca/S1.11.21.522.5脱硫率（脱硫率（%）9080906085占电厂总投资的占电厂总投资的（%）1520101547钙利用率钙利用率9040453
32、540运行费用运行费用高高较高较高较低较低设备占地面积设备占地面积大大较大较大小小灰渣状态灰渣状态湿湿干干干干（一）湿法烟气脱硫技术（一）湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫(WFGD)(WFGD)技术的特点是整个脱硫系统位于燃技术的特点是整个脱硫系统位于燃煤锅炉除尘系统之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和煤锅炉除尘系统之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，脱硫过程的反应温度低于露点，所脱硫生成物均为湿态，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫以后的烟气一般需经再加热才能从烟囱排出（图以脱硫以后的烟气一般需经再加热才能从烟囱排出（图1 1所所示）。湿法烟气脱硫过程是气液反应
33、，其脱硫反应速度快，示）。湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高，钙利用率高，在脱硫效率高，钙利用率高，在CaCaS S比等于比等于1 1时，可达到时，可达到9090以上的脱硫效率，适合于大型燃煤电厂锅炉的烟气脱硫。以上的脱硫效率，适合于大型燃煤电厂锅炉的烟气脱硫。湿式脱硫工艺发展史湿式脱硫工艺发展史l1930 1930 第一台湿式第一台湿式FGD(FGD(全尺寸全尺寸) )在英国在英国Batter SeaBatter Sea电厂投运电厂投运l1953 1953 美国美国TVATVA进行了小规模试验研究进行了小规模试验研究l1964 1964 前苏联在一个冶炼厂的尾部安装了一
34、套湿式洗涤装置前苏联在一个冶炼厂的尾部安装了一套湿式洗涤装置l1965-1966 1965-1966 日本先后在日本先后在3 3个电厂安装了石灰个电厂安装了石灰/ /石灰石洗涤装置石灰石洗涤装置l1965 1965 美国对石灰石洗涤工艺进行了中试美国对石灰石洗涤工艺进行了中试l1971 1971 美国美国TVA/EPATVA/EPA在在ShawneeShawnee电厂进行了现场工业性试验电厂进行了现场工业性试验l1975 1975 中国上海闸北电厂首次进行了现场中间试验中国上海闸北电厂首次进行了现场中间试验l8080年代中期，年代中期， 原西德在吸收日本和美国的试验研究和运行经验原西德在吸收日
35、本和美国的试验研究和运行经验的基础上，结合国情进行了深入的研究，积累了经验。现已形成的基础上，结合国情进行了深入的研究，积累了经验。现已形成了自己独特的商业装置了自己独特的商业装置l9090年代，湿法年代，湿法FGDFGD工艺在发达工业国家的燃煤电厂得到了广泛应工艺在发达工业国家的燃煤电厂得到了广泛应用用 该工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石破碎与水混该工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石破碎与水混合，磨细成粉状，制成吸收浆液（当采用石灰作为吸收剂时，合，磨细成粉状，制成吸收浆液（当采用石灰作为吸收剂时，石灰粉经硝化处理后加水搅拌制成吸收浆）。在吸收塔内，石灰粉经硝化处理后加水搅拌制
36、成吸收浆）。在吸收塔内，烟气中的烟气中的SOSO2 2与浆液中的与浆液中的CaCOCaCO3 3以及鼓入的氧化空气进行化学以及鼓入的氧化空气进行化学反应生成二水石膏，反应生成二水石膏，SOSO2 2被脱除。吸收塔排出石膏浆液经脱被脱除。吸收塔排出石膏浆液经脱水装置脱水后回收。脱硫后的烟气经除雾器去水、换热器加水装置脱水后回收。脱硫后的烟气经除雾器去水、换热器加热升温后进入烟囱排向大气，热升温后进入烟囱排向大气， 石灰石石灰石石膏湿法烟气脱硫技术石膏湿法烟气脱硫技术烟气脱硫烟气脱硫系统系统水水空气空气吸收剂吸收剂 废水废水脱硫副产物脱硫副产物净烟气净烟气原烟气原烟气基基 本本 原原 理理（a）F
37、GD装置正压运行系统；（b）负压运行系统；（c）吸收塔的前面布置预洗涤塔正压运行系统；（d）脱硫风机布置在脱硫系统尾部负压运行系统。石灰石石灰石石膏湿法脱硫石膏湿法脱硫动画l大唐滨州电厂工程脱硫系统无大唐滨州电厂工程脱硫系统无GGHGGH，烟囱采用，烟囱采用玻璃钢内筒。湿式电除尘器系统布置在吸收塔玻璃钢内筒。湿式电除尘器系统布置在吸收塔与烟囱之间，湿式电除尘器系统设计不能加剧与烟囱之间，湿式电除尘器系统设计不能加剧下游烟囱湿烟囱运行状态，即必须完全达到雾下游烟囱湿烟囱运行状态，即必须完全达到雾滴去除率不小于滴去除率不小于75%75%、SOSO2 2去除率不小于去除率不小于7575% %。l除尘
38、器本体钢结构的设计温度为除尘器本体钢结构的设计温度为8080。l当工艺系统发生异常时，除尘器允许在当工艺系统发生异常时，除尘器允许在9090烟温条件下运行烟温条件下运行1h1h而而无损坏。无损坏。l除尘器设计压力：除尘器设计压力：5kPa/-2kPa5kPa/-2kPal除尘器允许在除尘器允许在0 0100100BMCRBMCR工况时运行正常，不发生堵塞。在除工况时运行正常，不发生堵塞。在除尘器的设计中，应考虑在除尘器前的烟气脱硫装置（尘器的设计中，应考虑在除尘器前的烟气脱硫装置（FGDFGD）出现）出现非正常运行工况（粉尘浓度非正常运行工况（粉尘浓度100 mg/Nm3,100 mg/Nm3
39、,温度不高于温度不高于9090）时）时对除尘器的影响，并不能因为对除尘器的影响，并不能因为FGDFGD的影响而降低除尘效率及设备的影响而降低除尘效率及设备投运。投运。l在设计工况及正常运行条件下，除尘器使用寿命为在设计工况及正常运行条件下，除尘器使用寿命为3030年以上（同年以上（同电厂主机使用寿命相同），大修期与主机相同。在两次大修间隔电厂主机使用寿命相同），大修期与主机相同。在两次大修间隔内，按照投标方要求定期实施检修的前提下，除尘器效率不低于内，按照投标方要求定期实施检修的前提下，除尘器效率不低于保证效率。保证效率。l除尘器的水喷雾装置的设计应保证灰尘、石膏能自由流动排出到除尘器的水喷雾
40、装置的设计应保证灰尘、石膏能自由流动排出到集尘室下部的排水接收设备。正常运行时，阳极管、阴极线、集集尘室下部的排水接收设备。正常运行时，阳极管、阴极线、集尘室及灰斗内的灰尘、石膏不会发生吸附而难以去除或排出，并尘室及灰斗内的灰尘、石膏不会发生吸附而难以去除或排出，并影响荷电效果。当除尘器无水冲洗情况下，除尘器能正常运行影响荷电效果。当除尘器无水冲洗情况下，除尘器能正常运行2 2小时以上，并在冲洗水恢复后仍能正常运行。投标方保证小时以上，并在冲洗水恢复后仍能正常运行。投标方保证2 2年内年内不需专门停电场进行阴极线、阳极板及气流均布板冲洗或处理。不需专门停电场进行阴极线、阳极板及气流均布板冲洗或
41、处理。本期本期2350MW热电联产机组同期配套建设脱硫系热电联产机组同期配套建设脱硫系统，采用石灰石统，采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，一炉一塔双循环石膏湿法脱硫工艺，一炉一塔双循环方案，脱硫系统按不设方案，脱硫系统按不设GGH、不设烟气旁路、不设增、不设烟气旁路、不设增压风机，压风机，FGD装置与锅炉同步运行，脱硫系统阻力由装置与锅炉同步运行，脱硫系统阻力由锅炉引风机克服。校核煤质（收到基全硫份锅炉引风机克服。校核煤质（收到基全硫份2.2%）脱）脱硫效率按硫效率按99.3考虑，脱硫吸收塔出口考虑，脱硫吸收塔出口SO2排放浓度排放浓度不大于不大于35mg/Nm。每套烟气脱硫装置的出力在锅炉。每套
42、烟气脱硫装置的出力在锅炉BMCR工况的基础上设计，最小可调能力与单台炉最工况的基础上设计，最小可调能力与单台炉最低稳燃负荷（即低稳燃负荷（即30%BMCR工况，燃用设计煤种的烟工况，燃用设计煤种的烟气流量）相适应；烟气脱硫装置将能在锅炉气流量）相适应；烟气脱硫装置将能在锅炉BMCR工工况下进烟温度加况下进烟温度加40裕量条件下安全连续运行，事故裕量条件下安全连续运行，事故状态下，烟气脱硫装置的极限进烟温度状态下，烟气脱硫装置的极限进烟温度180（耐受（耐受60min）。脱硫吸收塔出口烟气流入湿式电除尘装置）。脱硫吸收塔出口烟气流入湿式电除尘装置进行处理，其出口烟温进行处理，其出口烟温49，经烟
43、囱排入大气。，经烟囱排入大气。本工程脱硫系统采用一套分散控制本工程脱硫系统采用一套分散控制系统（系统（FGD_DCSFGD_DCS）进行监视和控制，）进行监视和控制，并采用现场总线控制方式。运行人并采用现场总线控制方式。运行人员在控制室内通过员在控制室内通过FGD_DCSFGD_DCS的的CRTCRT操操作员站对脱硫系统进行启作员站对脱硫系统进行启/ /停操作停操作和自动控制、正常运行的监视和调和自动控制、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理。整以及异常与事故工况的处理。l在水中，气相在水中，气相SOSO2 2被吸收并经过下列反应离解被吸收并经过下列反应离解lSOSO2 2（气）（气）
44、+H+H2 2O SOO SO2 2( (液）液）H H2 2O OlSOSO2 2( ( 液）液）+H+H2 2O HO H+ +HSO+HSO3 3- - 2 H 2 H+ +SO+SO3 32-2-l由于由于H H+ +被被OHOH- -中和生成水使得这一平衡向右进行。中和生成水使得这一平衡向右进行。 OHOH- -离子是由水中融离子是由水中融解的石灰石生成的，且鼓入的空气可将生成的解的石灰石生成的，且鼓入的空气可将生成的COCO2 2带走。带走。lCaCOCaCO3 3 Ca Ca2 2+CO+CO3 32 2lCOCO3 32 2+H+H2 2O OHO OH- -HCOHCO3 3
45、2 2 2 OH2 OH- - +CO +CO2 2( (液）液）l鼓入的空气也可用来氧化鼓入的空气也可用来氧化HSOHSO3 3- -和和SOSO3 32-2-离子，最后生成石膏沉淀物。离子，最后生成石膏沉淀物。lHSOHSO3 3- - +1/2O +1/2O2 2 SO SO4 42-2- H+H+lSOSO3 32-2- 1/2O1/2O2 2 SO SO4 42-2- Ca Ca2+2+ SO+ SO4 42-2- CaSO CaSO4 4溶解，吸收，氧化，结晶溶解，吸收，氧化，结晶脱硫系统的组成脱硫系统的组成烟气系统石灰石贮存及浆液制备系统石膏脱水及储存系统废水处理系统其他系统工艺
46、水系统SO2吸收系统（五）石灰石湿法烟气脱硫装置的构成（五）石灰石湿法烟气脱硫装置的构成石灰石浆液制备系统制备并为吸收塔提供满足要求的石灰石浆液。石灰石浆液制备系统的主要设备包括石灰石储仓、球磨机、石灰石浆液罐、浆液泵等。2烟气系统为脱硫运行提供烟气通道，进行烟气脱硫装置的投入和切除，降低吸收塔入口的烟温和提升净化烟气的排烟温度。烟气系统的主要设备包括烟道挡板、烟气换热器、脱硫（增压）风机等。3SO2吸收系统通过石灰石浆液吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸产物，氧化空气将其氧化，并以石膏的形式结晶析出。同时，由除雾器将烟气中的液滴除去。SO2吸收系统的主要设备包括吸收塔、石灰石浆液循环泵、氧化风机
47、、除雾器等。4石膏脱水及储存系统石膏脱水及储存系统将来自吸收塔的石膏浆液浓缩、脱水，生产副产品石膏，储存和外将来自吸收塔的石膏浆液浓缩、脱水，生产副产品石膏，储存和外运。石膏脱水及储存系统的主要设备包括石膏浆液排出泵、石膏浆运。石膏脱水及储存系统的主要设备包括石膏浆液排出泵、石膏浆液箱、石膏浆液泵、水力旋流器、真空皮带脱水机、石膏储仓等。液箱、石膏浆液泵、水力旋流器、真空皮带脱水机、石膏储仓等。5废水处理系统废水处理系统处理脱硫系统产生的废水（正常情况下主要是石膏脱水系统产生的处理脱硫系统产生的废水（正常情况下主要是石膏脱水系统产生的废水），以满足排放要求。系统的主要设备包括氢氧化钙制备和加废
48、水），以满足排放要求。系统的主要设备包括氢氧化钙制备和加药设备、澄清池、絮凝剂加药设备、过滤水箱、废水中和箱、絮凝药设备、澄清池、絮凝剂加药设备、过滤水箱、废水中和箱、絮凝箱、沉降箱、澄清器等。箱、沉降箱、澄清器等。6公用系统公用系统为脱硫系统提供各类用水和控制用气。公用系统的主要设备包括工为脱硫系统提供各类用水和控制用气。公用系统的主要设备包括工艺水箱、工艺水泵、工业水箱、工业水泵、冷却水泵、空压机等。艺水箱、工艺水泵、工业水箱、工业水泵、冷却水泵、空压机等。7事故浆液排放系统包括事故储罐系统和地坑系统，用于储存FCD装置大修或发生故障时由FGD装置排出的浆液。事故浆液排放系统主要设备包括事
49、故浆液储罐、地坑、搅拌器和浆液泵。8电气与监测控制系统主要由电气系统、监控与调节系统和联锁环节等构成，其主要功能是为系统提供动力和控制用电；通过DCS系统控制全系统的启停、运行工况调整、联锁保护、异常情况报警和紧急事故处理；通过在线仪表监测和采集各项运行数据，还可以完成经济分析和生产报表。电气与监测控制系统的主要设备包括各类电气设备、控制设备以及在线仪表等。吸收塔是吸收系统的核心设备吸收塔是吸收系统的核心设备 SO2吸收是吸收是FGD装置的核心，国电泰安热电厂采用单塔双装置的核心，国电泰安热电厂采用单塔双循环脱硫技术，进行两级浆液循环、两次循环脱硫技术，进行两级浆液循环、两次SO2脱除过程。脱
50、除过程。两级循环分别设有独立的循环浆池，喷淋层，根据不同的两级循环分别设有独立的循环浆池，喷淋层，根据不同的功能，每级循环具有不同的运行参数。烟气首先经过一级功能，每级循环具有不同的运行参数。烟气首先经过一级循环，此级循环的脱硫效率一般在循环，此级循环的脱硫效率一般在30-70%，循环浆液，循环浆液PH 控制在控制在4.6-5.0，浆液停留时间在，浆液停留时间在5 分钟，此级循环的主要分钟，此级循环的主要功能是保证亚硫酸钙的氧化效果和充足的石膏结晶时间，功能是保证亚硫酸钙的氧化效果和充足的石膏结晶时间，在酸性在酸性PH=4.5环境下，氧化效率是最高的。特别是对于高环境下，氧化效率是最高的。特别
