1、烟气脱硫(FGD)设备及工艺原理一、脱硫的发展与应用一、脱硫的发展与应用二、火电厂脱硫方式二、火电厂脱硫方式三、三、烟气脱硫方法烟气脱硫方法四、国内火电厂烟气脱硫的应用四、国内火电厂烟气脱硫的应用五、石灰石石膏五、石灰石石膏湿法湿法脱硫工艺流程及设备脱硫工艺流程及设备一、脱硫的发展与应用一、脱硫的发展与应用1.1.全国火电厂二氧化硫排放状况全国火电厂二氧化硫排放状况 1998年全国火电装机容量为年全国火电装机容量为20988万千瓦万千瓦，占总，占总装机容量的装机容量的75.7%。二氧化硫排放约为。二氧化硫排放约为780万吨，万吨，占占全国二氧化硫排放量的全国二氧化硫排放量的37.3%。预计。预
2、计20002000年达年达40%，2010年将达到年将达到60%。95年统计，由于酸雨和二氧化年统计，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硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济经济损失约为损失约为1100多亿元多亿元，已接近当年国民生产总值的，已接近当年国民生产总值的2%，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。2 2国家对国家对SOSO2 2的治理要求的治理要求法律的要求：法律的要求：1995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
3、的，必须建设配套脱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。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)，对对1997年年1月月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，增加日起新、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。了烟囱二氧化硫排放浓度限制。国务院对国务院对“两控区两控区”内火电厂二氧化硫控制的要求：内火电厂二氧化硫控制的要求：国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复(国函19985号)，即要
4、求即要求“两控区两控区”的火电厂做到：到的火电厂做到：到2000年底达年底达标排放。标排放。新建、改造燃煤含硫量大于新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂，必须建设脱硫设施；的电厂，必须建设脱硫设施；现有燃煤含硫量大于现有燃煤含硫量大于1%的电厂，在的电厂，在2010年前分期分批建成脱硫设施或年前分期分批建成脱硫设施或采取其它具有相应效果的减排二氧化硫措施。采取其它具有相应效果的减排二氧化硫措施。二、火电厂脱硫方式（燃烧前、中、后）二、火电厂脱硫方式（燃烧前、中、后）煤炭洗选煤炭洗选：使用前脱硫。使用前脱硫。目前仅能除去煤炭中的部分无目前仅能除去煤炭中的部分无机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的
5、去除技术。机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。循环流化床锅炉循环流化床锅炉(CFBC)-洁净煤燃烧技术：燃烧过程中燃烧过程中脱硫。脱硫。具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、控制炉温减少氮氧化物排放等特点。控制炉温减少氮氧化物排放等特点。烟气脱硫烟气脱硫(FGD)：燃烧后脱硫。燃烧后脱硫。在锅炉尾部电除尘后至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囱之间的烟道处加装脱硫设备,目前目前95以上的燃煤锅炉采以上的燃煤锅炉采用此方式实施脱硫用此方式实施脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主是控制二氧化硫和酸雨污染最有
6、效、最主要的技术手段。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！三、三、烟气脱硫方法烟气脱硫方法1 1按有无液相介入分类按有无液相介入分类 在电力界尤其是脱硫界以有无液相介入来进行分类。在电力界尤其是脱硫界以有无液相介入来进行分类。湿法湿法半干法半干法干法干法海水法海水法电子束法电子束法按按有有无无液液相相介介入入分分类类 湿湿 法：法：进入湿吸收剂；排出湿物质进入湿吸收剂；排出湿物质 湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理在气、液、湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理在气、液、固三相中进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀固三相中
7、进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀糊状的流体。湿法脱硫的操作温度在糊状的流体。湿法脱硫的操作温度在4455C。半干法：半干法：进入湿吸收剂；排出干物质进入湿吸收剂；排出干物质 半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法，脱硫产物为干粉半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法，脱硫产物为干粉状。半方法的操作温度控制在状。半方法的操作温度控制在6080C。干干 法：法：进入干吸收剂；排出干物质。进入干吸收剂；排出干物质。干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。如向炉内喷干燥的生石灰或
8、石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。干法的操作温度在干法的操作温度在8001300C。海水法：海水法：采用海水对烟气脱硫的方法采用海水对烟气脱硫的方法 此方法受地域条件限制。且有氯化物严重腐蚀设备的问此方法受地域条件限制。且有氯化物严重腐蚀设备的问题。脱硫残液题。脱硫残液PH很低，必须配置参数合理的水质恢复系统，很低，必须配置参数合理的水质恢复系统，才能达到环保要求的排放条件。才能达到环保要求的排放条件。电子束法：电子束法：是一种利用高能物理原理，采用电子束辐照是一种利用高能物理原理，采用电子束辐照烟气，或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。烟气，或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。电子束法使用的
9、脱硫剂为合成氨，目前仅限于吨位不大的燃电子束法使用的脱硫剂为合成氨，目前仅限于吨位不大的燃煤锅炉烟气脱硫。煤锅炉烟气脱硫。2按脱硫剂分类按脱硫剂分类 目前开发的多种烟气脱硫技术，尽管设备构造和工艺流目前开发的多种烟气脱硫技术，尽管设备构造和工艺流程各不相同，但基本原理都是以碱性物质作程各不相同，但基本原理都是以碱性物质作SO2的吸收剂。的吸收剂。以石灰石、生石灰为基础的钙法以石灰石、生石灰为基础的钙法以氧化镁为基础的镁法以氧化镁为基础的镁法以合成氨为基础的氨法以合成氨为基础的氨法以有机碱为基础的碱法以有机碱为基础的碱法以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法按按脱脱硫硫
10、剂剂分分类类钙法：以石灰石、生石灰为基础。钙法：以石灰石、生石灰为基础。镁法：以氧化镁为基础的镁法：以氧化镁为基础的氨法：以合成氨为基础氨法：以合成氨为基础双碱法双碱法FGD工艺工艺（1 1）脱硫过程）脱硫过程Na2CO3SO2Na2SO3CO22NaOHSO2Na2SO3H2ONa2SO3SO2H2O2NaHSO3（2 2）再生过程（用石灰乳）再生过程（用石灰乳）2NaHSO3Ca（OH）2Na2SO3CaSO3Na2SO3Ca（OH）22NaOHCaSO3钠法：以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础。钠法：以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础。3、常用的脱硫技术、常用的脱硫技术 近年来，世界各发达国家在烟气脱硫
11、近年来，世界各发达国家在烟气脱硫(FGD)方面均取得了很大的方面均取得了很大的进展，美国、德国、日本等发达工业国家计划在进展，美国、德国、日本等发达工业国家计划在2000年前完成年前完成200 610 MW的的FGD处理容量。处理容量。目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有：目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有：(1)湿法脱硫技术，占湿法脱硫技术，占85%左右，其中石灰左右，其中石灰-石膏法约占石膏法约占36.7%，其，其它湿法脱硫技术约占它湿法脱硫技术约占48.3%；(2)喷雾干燥脱硫技术，约占喷雾干燥脱硫技术，约占8.4%；(3)吸收剂再生脱硫法，约占吸收剂再
12、生脱硫法，约占3.4%；(4)炉内喷射吸收剂炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法，约占增温活化脱硫法，约占1.9%；(5)海水脱硫技术；海水脱硫技术；(6)电子束脱硫技术；电子束脱硫技术；(7)脉冲等离子体脱硫技术；脉冲等离子体脱硫技术；(8)烟气循环流化床脱硫技术等。烟气循环流化床脱硫技术等。以湿法脱硫为主的国家有：日本以湿法脱硫为主的国家有：日本(约占约占98%)、美国美国(约占约占92%)和德国和德国(约占约占90%)等。等。炉内喷钙炉内喷钙+尾部增湿法尾部增湿法 介于炉内脱硫和烟气脱硫两者之间，在炉膛内喷石灰石粉，排介于炉内脱硫和烟气脱硫两者之间，在炉膛内喷石灰石粉，排出的烟气进入尾部烟气增
13、湿塔活化反应，两次脱硫。出的烟气进入尾部烟气增湿塔活化反应，两次脱硫。炉内炉内CaCOCaCO3 3 CaOCaO COCO2 2CaOCaO+SO+SO2 2+1/2 O2 CaSO+1/2 O2 CaSO4 4CaOCaOSOSO3 3 CaSO CaSO4 4活化活化CaOCaO H H2 2O Ca(OH)O Ca(OH)2 2Ca(OH)Ca(OH)2 2 SOSO2 2 CaSO CaSO3 3 H H2 2O OCaSOCaSO3 3 1/2 O1/2 O2 2 CaSO CaSO4 4四、国内火电厂烟气脱硫的应用四、国内火电厂烟气脱硫的应用五、石灰石石膏五、石灰石石膏湿法湿法脱
14、硫工艺流程及设备脱硫工艺流程及设备工艺流程工艺流程:石灰石经过破碎、研磨、制成浆液后输送到吸收塔。石灰石经过破碎、研磨、制成浆液后输送到吸收塔。吸收塔内浆液经循环泵送到喷淋装置喷淋。吸收塔内浆液经循环泵送到喷淋装置喷淋。烟气从烟道引出后经增压风机增压，进入烟气从烟道引出后经增压风机增压，进入GGH烟气加烟气加热器冷却后进入吸收塔。烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石热器冷却后进入吸收塔。烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石浆液接触，除掉烟气中的浆液接触，除掉烟气中的SO2，洁净烟气从吸收塔排出后，洁净烟气从吸收塔排出后经经GGH烟气加热器加热后排入烟道。烟气加热器加热后排入烟道。吸收塔内吸收吸收塔内吸收SO2
15、后生成的亚硫酸钙，经氧化处理生后生成的亚硫酸钙，经氧化处理生成硫酸钙，从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离（浓缩）、成硫酸钙，从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离（浓缩）、真空脱水后回收利用。真空脱水后回收利用。CDCDRD2ESTESPOAC1,2DPDPPAFP1,2FTEDPCWPFUVPFCWPWUBF 1EDPFUCWPVPBF 2FCWPARP1,2,3GBP1,2BD2BD1RD1PWP1,2WUGHCLSP1,2LST石灰石湿法工艺流程图石灰石湿法工艺流程图ARP1,2,3A吸收剂制备系统吸收剂制备系统石灰石仓斗式提料机刮板机给料称重机卸料斗振动给料机湿式球磨机锤式破碎机吸收塔浆液罐B
16、D1BD2A工艺水烟烟气气系系统统吸收塔循环泵喷淋装置除雾装置GGH烟气加热器增压风机挡板门挡板门烟囱锅炉旁路挡板 锅炉产生的原烟气从砼锅炉产生的原烟气从砼烟道引入增压风机后，经升烟道引入增压风机后，经升 压进入压进入GGH对加热元件进行对加热元件进行加热后，进入吸收塔。加热后，进入吸收塔。脱硫后的净烟气由吸收塔脱硫后的净烟气由吸收塔上部引出，经上部引出，经GGH净烟气侧净烟气侧进行加热后，进入烟囱，经进行加热后，进入烟囱，经达标的烟气排入大气。达标的烟气排入大气。增压风机增压风机GBP1,2A工艺水去灰渣池石膏脱水系统石膏脱水系统真空皮带过滤机真空泵石膏堆放场石膏脱水旋流站滤液水箱滤液罐主要
17、设备主要设备真空皮带过滤机真空皮带过滤机滤液罐真空泵滤液罐真空泵滤液水箱滤液水箱石膏脱水旋流站石膏脱水旋流站石膏脱水主要设备石膏脱水主要设备真空皮带过滤机真空皮带过滤机滤液罐真空泵滤液罐真空泵滤液水箱滤液水箱石膏脱水旋流站石膏脱水旋流站OAC1,2GBP1,2工 艺 水烟道来气去烟道烟气玻 璃 鳞 片衬 胶玻璃鳞片碳钢吸吸收收塔塔系系统统石膏脱水旋流站（1）吸收CaOH2OCa（OH）2Ca（OH）2SO2CaSO31/2H2O1/2H2OCaCO3SO21/2H2OCaSO31/2H2OCO2CaSO31/2H2OSO21/2H2OCa（HSO3）2（2）氧化2CaSO31/2H2OO23H
18、2O2 CaSO42H2OCa（HSO3）21/2O2H2OCaSO42H2OSO2氧化空气压缩机排出泵除雾装置喷淋装置循环泵石灰石浆液 吸收剂（石灰石浆液）由制浆系统送至吸收塔，吸收塔吸收剂（石灰石浆液）由制浆系统送至吸收塔，吸收塔底部为浆池，浆液由循环泵送至吸收塔顶部喷淋盘中，从喷底部为浆池，浆液由循环泵送至吸收塔顶部喷淋盘中，从喷淋盘的喷嘴中以极细小的雾滴形式喷下；含硫烟气由吸收塔淋盘的喷嘴中以极细小的雾滴形式喷下；含硫烟气由吸收塔中部进入，烟气在上升过程中与吸收剂逆流接触，并在塔内中部进入，烟气在上升过程中与吸收剂逆流接触，并在塔内进行吸收反应，烟气中的进行吸收反应，烟气中的SO2与石灰石浆液反生成物沉积在与石灰石浆液反生成物沉积在吸收塔底部，经脱硫的净烟气由吸收塔上部引出。吸收塔底部，经脱硫的净烟气由吸收塔上部引出。吸收塔是整个脱硫系统的主要设备吸收塔是整个脱硫系统的主要设备
