电厂脱硫脱硝除尘技术培训讲稿(二)脱硫.ppt

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（二）脱硫张云峰博士（）二0一四年12月主要内容n1.脱硫技术原理n2.湿法脱硫技术n3.湿法脱硫工程案例分析一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理1、SO2的生成烟气中的硫以SO2为主烟气中SO3通常较少，0.55过量空气系数1.15，含硫量14%时，标准状况下烟气中SO2的含量约为3.14310g/m3。

22、烟气脱硫工艺的类型和主流工艺、烟气脱硫工艺的类型和主流工艺n脱硫反应物干湿状态n湿法：

石灰石石灰石膏湿法氦洗涤脱硫和海水洗涤脱硫n干法：

炉内喷钙、电子束辐照烟气脱硫脱氮n半干法：

喷雾干燥法、炉内喷钙加尾部增湿活化法、烟气循环流化床脱硫法1）类型一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n石灰石石膏湿法，80%以上n喷雾干燥法n炉内喷钙加尾部增湿活化（LIFAC）n烟气循环流化床法（CFDB）n电子束辐照烟气脱硫脱氮净化工艺n海水洗涤脱硫n氨洗涤2）主要脱硫工艺一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理干法/半干法烟气脱硫技术-脱硫脱硫产物物为干干态。

-脱硫脱硫剂-干干态：

炉内：

炉内喷钙法；法；CFBCFB烟气脱硫法；干式催化脱硫烟气脱硫法；干式催化脱硫-湿湿态：

喷雾干燥法；炉内干燥法；炉内喷钙尾部增湿法（尾部增湿法（LIFACLIFAC）-特点特点-脱硫脱硫过程以干程以干态为主主-烟气温度降低烟气温度降低较少，无需除少，无需除雾和再和再热一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理优点优点投资费用低投资费用低设备不易腐蚀、结垢和堵塞设备不易腐蚀、结垢和堵塞耗能低耗能低缺点缺点脱硫剂利用率脱硫剂利用率一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理

（1）喷雾干燥法脱硫技术基本原理将脱硫剂浆液在吸收塔内进行雾化，然后与烟气中SO2反应，同时发生传热反应，使雾化液滴不断蒸发干燥，最后脱硫产物以干态沉在塔底或随烟气离开。

工艺流程：

脱硫剂浆液制备、浆液雾化、SO2吸收和液滴的干燥、灰渣再循环和捕集一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理

（2）炉内喷钙尾部增湿技术LIFAC基本原理保留炉内喷钙的脱硫系统，在尾部烟道增设一个独立的活化反应器，将炉内未反应完的CaO通过雾化水进行活化后再次脱出烟气中的SO2。

增湿脱硫反应一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理（3）烟气循环流化床脱硫技术基本原理以流化床为原理，通过物料在反应塔内的内循环和高倍率的外循环，形成含固量很高的烟气流化床，从而强化脱硫剂和气体之间的接触与传热传质，延长脱硫剂停留时间，提高脱硫剂的利用率和脱硫效率。

Ca/S为1.11.5时，系统脱硫率90%，与石灰石石膏法相当。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理（4）干法催化烟气脱硫技术基本原理在催化剂作用下，通过将烟气中SO2氧化为SO3，从而回收硫酸或还原为H2S，通过克劳斯法回收流的工艺。

催化氧化、催化还原法。

催化氧化法催化还原法一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n脱硫产物处理方式n回收法回收法n脱硫剂的再生使用。

n流程较复杂，运行难度较大，投资和运行费用均较高。

n抛弃法抛弃法n设备简单，操作容易，投资及运行费用较低。

n废渣需要占用场地堆放，容易造成二次污染。

n当烟气中SO2浓度较低、脱硫产物无回收价值或投资有限，且大气污染物排放控制严格时，多采用抛弃法。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n脱硫剂：

钙法（石灰石/石灰法）、氨法、镁法、钠法、碱铝法、氧化铜/锌法、活性炭法、磷铵法n净化原理：

吸收法、吸附法、催化氧化法、催化还原法一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理3）FGD发展现状n石灰石灰/石灰石湿法工石灰石湿法工艺为主，占主，占80%80%以上以上n喷雾干燥法，占干燥法，占11%11%，其余，其余为氧化氧化镁法、氨法、法、氨法、CFBCFB以及以及LIFACLIFACn美国：

石灰美国：

石灰/石灰石湿法工石灰石湿法工艺，抛弃法占，抛弃法占85%85%左右；左右；n日本：

石灰日本：

石灰/石灰石湿法工石灰石湿法工艺，回收法占，回收法占95%95%以上；以上；n德国、瑞典、芬德国、瑞典、芬兰等国，等国，喷雾干燥法、干燥法、LIFACLIFAC、CFBCFB法法应用用较广广n中国：

技中国：

技术引引进和自主开和自主开发。

基本掌握。

基本掌握300MW300MW以上的石灰石以上的石灰石-石石膏法，膏法，100-300MW100-300MW容量的容量的喷雾干燥法。

干燥法。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理钙基脱硫剂钙基脱硫剂主要是石灰石、石灰和消石灰，具有资源丰富，开采容易，价格相对低廉等特点。

（1）石灰石石灰石石灰石的主要成分是CaCO3，石灰石在大自然中的储量非常丰富。

石灰石无毒、无害。

在处置和使用过程中十分安全，是有效地吸收烟气中SO2的理想吸收刘，但石灰石不能有效地脱除SO3。

石灰石做脱硫剂使用时，必须磨制成颗粒粉末，或者再制成浆液。

钙基脱琉剂、氨基脱硫剂和钠基脱硫剂，还有其他碱性物质、活性炭等一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理3.脱硫剂类型与性质

（2）石灰石灰石灰的主要成分是CaO，自然界没有天然的石灰资源。

气脱硫使用的石灰都是将石灰石煅烧后而成的。

石灰的优劣完全取决于燃烧过程中的质量控制，否则会混有大量的欠烧或过烧的杂质，影响脱硫效率和运行费用由于煅烧过程是一吸热反应，因此，要消耗一定量燃料，同则会产生SO2等有害气体。

石灰有很强的吸湿性，遇水后会发生剧烈的水合反应，对人体皮肤、眼睛有强烈的烧灼和刺激作用，应采取措施防止在石灰的处理过程中产生的危害和对环境的不良影响。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n石灰作为吸收剂，比石灰心具有更高的活性，其分子虽比石灰石几乎小50，因此、单价质量酌脱硫效率比石灰石高约一倍，是一种高效的吸收SO2，同时也能吸收SO3的脱硫剂。

n石灰容易吸收空气中的水分。

在储运时应注意防潮。

n石灰主要用在石灰一石膏湿法脱硫、喷雾干燥半干法脱疏和循环流化风烟气脱硫工艺等。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n（3）消石灰消石灰n消石灰是石灰加水经消化反应后的生成物，主要成分是Ca（OH）2在消化过程中石灰粉化成约10um粒径的粉末状，作为吸收剂无须再经过磨粉工艺。

nCa（OH）2的分子量比CaO大，即单位质量中Ca的含量比CaO少。

n消石灰容易吸收空气中的CO2，还原成活性低的CaCO3。

n在温度较低时具有很高的与SO2及SO3反应活性，在脱除SO2的同时，几乎能够脱除烟气中全部的SO3。

n消石灰一般应用在旋转喷雾干燥、炉内喷钙加尾部增湿活化、烟气循环流化床脱硫等工艺，也可作为管道喷射脱硫工艺的吸收剂。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n氨基脱硫剂n氨一般以氨水或液氨的形式作为脱硫的吸收剂，主要用于氨洗涤工艺和电子束辐照脱硫工艺。

n氨基脱硫剂的活性很好，因此，在同样条件下，用量要比其他脱硫剂少。

n采用氨基脱硫剂的脱硫工艺的副产品为硫酸铵可用做农用化肥。

n氨成品的价格较高，来源受限，并存在氨的泄露会造成环境污染等问题。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n钠基脱硫剂n用作脱硫剂的钠基化合物包括Na2SO3，Na2CO3、NaHCO3等n应用于湿法洗涤烟气脱硫工艺和用于炉内喷射与管道喷射等工艺的脱硫吸收剂，脱硫效果好，并且兼有一定的脱氮作用。

n钠基脱硫剂可以再生，以循环利用。

n使用钠基脱硫剂的主要问题是脱硫剂的来源困难，价格相对较高；另外，脱硫产物中钠盐易溶于水，造成灰场水体的污染。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n活性炭吸附剂n活性炭是一种具有优异吸附和解吸性能的含碳物质，具有稳定的物理化学性能。

n活性炭孔隙结构优良，比表面积大，吸附其他物质的容量大，且具有催化作用，一方面能使被吸附的物质在其孔隙内积聚；另一方面又能够在一定的条件下将其解吸出来，并保持碳及其基团的反应能力，使活性炭得到再生。

n活性炭可单独用来脱硫或脱氮（借助于氨），或用来联合脱硫脱氮，近年来已经开始应用于火电厂的烟气净化。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n其他脱硫吸收剂n某些脱硫工艺采用低廉的碱性物质（如火电厂排放的废弃物）作为脱硫剂，比如，利用飞灰中的碱性物质（CaO，MgO）脱除SO2，当飞灰中的碱性物质的含量大于8时，可以取得比较有经济价值的脱硫效率（大于50）。

n采用电厂冲灰水进行简易烟气脱硫。

这类脱硫方法的脱硫效率较低，但具有以废治废的优越性。

n其他被采用的碱性物质还有：

碱性硫酸铝Al2（SO4）3Al2O3，某些金属氧化物等。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理1）烟气脱硫效率一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理4、烟气脱硫工艺的主要技术、经济和环境指标n脱硫效率是考核烟气脱硫设备运行状况的重要指标，是计算SO2排放量的基本参数。

n对于连续运行的脱硫设备，入口SO2的浓度是随时间变化的，而且变化幅度有时很大。

某一监测时段内设备的脱硫效率，应取整个时段内脱硫效率的平均值。

n在计算脱硫效率时，只计入SO2的脱除率，而通常不考虑SO3的脱除率。

n2）钙硫摩尔比（Ca/S）n理论上只要有一个钙基吸收剂分子就可以吸收一个SO2分子，或者说，脱除1mol的硫需要1mol的钙。

n在实际反应设备中，反应的条件并不处于理想状态，需要增加脱硫剂的量来保证吸收过程的进行。

n钙硫摩尔比表示达到一定脱硫效率时所需要钙基吸收剂的过量程度，说明在用钙基吸收剂脱硫时钙的有效利用率。

n一般用钙与硫的摩尔比值表示，即CaS比，所需的CaS越高，钙的利用率则越低。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n湿法脱硫工艺的反应是在气相、液相和固相之间进行的，反应条件比较理想，因此，在脱硫效率为90以上时，其钙硫摩尔比略大于1，一般为1.11.2，最佳状态可达1.0l1.02。

n半干法在脱硫率为85时，钙硫摩尔比为1.51.6。

n干法在脱硫效率为70时钙硫摩尔比可达22.5。

n湿法脱硫上艺的脱硫剂利用率最高，达90以上，干法脱硫工艺最低，为30左右。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理n3）脱硫装置的出力n工程上采用脱硫装置在设计的脱硫率和钙硫比下所能连续稳定处理的烟气量来表示其出力。

n通常用折算到标准状态下每小时处理的烟气量，即采用m3h来表示。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理4）主要经济指标n工程总投资和单位容量造价n年运行费用n脱除每吨SO2的成本n售电电价增加一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理5）环境评估n脱硫系统可能产生的环境问题主要是废水和废渣等。

某些脱硫工艺在吸收剂制备过程中还产生噪声和粉尘等。

n1）废水n几乎所有的湿法脱硫工艺均会产生废水n湿法脱硫产物的脱水和浆液槽罐等设备的冲洗水等废水。

n脱硫废水的主要超标项目是pH值、COD、悬浮物及汞、铜、镍、锌、砷、氯、氟等n在整体工艺中需考虑相应的废水处理措施。

n2）固体废弃物n脱硫副产品采用抛弃堆放等处理方式n对堆放场的底部进行防渗处理，以防污染地下水n对表面进行固化处理，以防扬尘。

一、烟气脱硫技术原理一、烟气脱硫技术原理烟气与含有脱硫剂溶液接触，发生脱硫反应，其脱硫生成物的生成和处理均在湿态下进行。

优点气液反应，脱硫速度快；煤种适应性好脱硫效率和脱硫剂利用率高，Ca/S1时，脱硫率可达90缺点脱硫后烟气温度低（一般低于露点），需进行烟气再热废水二次污染二、湿法烟气脱硫技术二、湿法烟气脱硫技术

（1）石灰石石膏湿法脱硫钙基湿法脱硫工艺（石灰石/石灰洗涤法）-是应用最广、技术最为成熟且运行最为可靠的FGD工艺石灰石石膏脱硫基本原理烟气在吸收塔内同石灰石浆料进行反应，生成亚硫酸钙，再用空气强制氧化得到石膏，石膏经过脱湿后作为副产品回收利用。

五个组成部分石灰石浆液制备烟气净化再热吸收和氧化石膏回收和储备污水处理二、湿法烟气脱硫技术二、湿法烟气脱硫技术2）石灰石石膏湿法脱硫工艺流程二、湿法烟气脱硫技术二、湿法烟气脱硫技术3）化学反应机理1.SO2、SO3和HCl的吸收烟气中的SO2和SO3溶于石灰石浆液的液滴中，SO2被水吸收后生成亚硫酸，亚硫酸电离成H+和HSO3，一部分HSO3被烟气中的氧氧化成H2SO4