煙氣脫硫設備及工藝流程

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煙氣脫硫(FGD)設備及工藝原理,一、脫硫的發(fā)展與應用 二、火電廠脫硫方式 三、 煙氣脫硫方法 四、國內(nèi)火電廠煙氣脫硫的應用 五、石灰石／石膏濕法脫硫工藝流程及設備,一、脫硫的發(fā)展與應用,,1. 全國火電廠二氧化硫排放狀況 1998年全國火電裝機容量為20988萬千瓦，占總裝機容量的75.7%。二氧化硫排放約為780萬噸，占全國二氧化硫排放量的37.3%。預計2000年達40%，2010年將達到60%。95年統(tǒng)計，由于酸雨和二氧化硫污染造成農(nóng)作物、森林和人體健康等方面的經(jīng)濟損失約為1100多億元，已接近當年國民生產(chǎn)總值的2%，成為制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要因素。,2．國家對SO2的治理要求,法律的要求： 1995年修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》提出：在“兩區(qū)”內(nèi)的火電廠新建或已建項目不能采用低硫煤的，必須建設配套脫硫、除塵裝置。 國家污染物排放標準的要求： 《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-1996)，對1997年1月1日起新、擴、改建火電廠，在實行全廠排放總量控制的基礎上，增加了煙囪二氧化硫排放濃度限制。 國務院對“兩控區(qū)”內(nèi)火電廠二氧化硫控制的要求： 《國務院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復》(國函［1998］5號)，即要求“兩控區(qū)”的火電廠做到：到2000年底達標排放。新建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠，必須建設脫硫設施；現(xiàn)有燃煤含硫量大于1%的電廠，在2010年前分期分批建成脫硫設施或采取其它具有相應效果的減排二氧化硫措施。,二、火電廠脫硫方式（燃燒前、中、后）,煤炭洗選：使用前脫硫。目前僅能除去煤炭中的部分無機硫，對于煤炭中的有機硫尚無經(jīng)濟可行的去除技術(shù)。 循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)-- 潔凈煤燃燒技術(shù)：燃燒過程中脫硫。具有可燃用劣質(zhì)煤、調(diào)峰能力強、可摻燒石灰石脫硫、控制爐溫減少氮氧化物排放等特點。 煙氣脫硫(FGD) ：燃燒后脫硫。在鍋爐尾部電除塵后至煙囪之間的煙道處加裝脫硫設備,目前95％以上的燃煤鍋爐采用此方式實施脫硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技術(shù)手段。 目前國內(nèi)外應用最廣泛的方法是煙氣脫硫！！,三、 煙氣脫硫方法,1．按有無液相介入分類 在電力界尤其是脫硫界以有無液相介入來進行分類。,,濕 法：進入濕吸收劑；排出濕物質(zhì) 濕法是利用堿性溶液為脫硫劑，應用吸收原理在氣、液、固三相中進行脫硫的方法，脫硫產(chǎn)物和殘液混合在一起，為稀糊狀的流體。濕法脫硫的操作溫度在44－55oC。,半干法：進入濕吸收劑；排出干物質(zhì) 半方法是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產(chǎn)物為干粉狀。半方法的操作溫度控制在60－80oC。,干 法：進入干吸收劑；排出干物質(zhì)。 干法是指無液相介入完全在干燥狀態(tài)下進行脫硫的方法。如向爐內(nèi)噴干燥的生石灰或石灰石粉末，即脫硫產(chǎn)物為粉狀。 干法的操作溫度在800－1300oC。,廣東恒運電廠干法脫硫系統(tǒng),分離器,石灰發(fā)生器,鍋爐,煙氣經(jīng)文丘里管噴射 與煙氣混合吸收,,海水法：采用海水對煙氣脫硫的方法 此方法受地域條件限制。且有氯化物嚴重腐蝕設備的問題。脫硫殘液PH很低，必須配置參數(shù)合理的水質(zhì)恢復系統(tǒng)，才能達到環(huán)保要求的排放條件。,電子束法：是一種利用高能物理原理，采用電子束輻照煙氣，或以脈沖產(chǎn)生電暈對煙氣實施脫硫的方法。 電子束法使用的脫硫劑為合成氨，目前僅限于噸位不大的燃煤鍋爐煙氣脫硫。,2．按脫硫劑分類 目前開發(fā)的多種煙氣脫硫技術(shù)，盡管設備構(gòu)造和工藝流程各不相同，但基本原理都是以堿性物質(zhì)作SO2的吸收劑。,鈣法：以石灰石、生石灰為基礎。,鎂法：以氧化鎂為基礎的,氨法：以合成氨為基礎,雙堿法FGD工藝,（1）脫硫過程 Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑ 2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O Na2SO3＋SO2＋H2O→2NaHSO3,（2）再生過程（用石灰乳） 2NaHSO3＋Ca（OH）2→Na2SO3＋CaSO3 Na2SO3＋Ca（OH）2→2NaOH＋CaSO3,鈉法：以亞硫酸鈉、氫氧化鈉為基礎。,3、常用的脫硫技術(shù),近年來，世界各發(fā)達國家在煙氣脫硫(FGD)方面均取得了很大的進展，美國、德國、日本等發(fā)達工業(yè)國家計劃在2000年前完成200－－ 610 MW的FGD處理容量。 目前國際上已實現(xiàn)工業(yè)應用的燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)主要有： (1)濕法脫硫技術(shù)，占85%左右，其中石灰-石膏法約占36.7%，其它濕法脫硫技術(shù)約占48.3%； (2)噴霧干燥脫硫技術(shù)，約占8.4%； (3)吸收劑再生脫硫法，約占3.4%； (4)爐內(nèi)噴射吸收劑/增溫活化脫硫法，約占1.9%； (5)海水脫硫技術(shù)； (6)電子束脫硫技術(shù)； (7)脈沖等離子體脫硫技術(shù)； (8)煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)等。 以濕法脫硫為主的國家有：日本(約占98%)、美國(約占92%)和德國(約占90%)等。,爐內(nèi)噴鈣+尾部增濕法 介于爐內(nèi)脫硫和煙氣脫硫兩者之間，在爐膛內(nèi)噴石灰石粉，排出的煙氣進入尾部煙氣增濕塔活化反應，兩次脫硫。,爐內(nèi) CaCO3 → CaO ＋ CO2 CaO + SO2 + 1/2 O2→ CaSO4 CaO＋SO3 → CaSO4,活化 CaO ＋ H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 ＋SO2 → CaSO3 ＋ H2O CaSO3 ＋ 1/2 O2 → CaSO4,四、國內(nèi)火電廠煙氣脫硫的應用,國際最新5種主流煙氣脫硫技術(shù),1、石灰石--石膏濕法煙氣脫硫技術(shù) 2、鎂法--煙氣脫硫技術(shù) 3、鈉法--煙氣脫硫技術(shù) 4、氨法--煙氣脫硫技術(shù) 5、海水法--煙氣脫硫技術(shù),■ 設備、安裝（包括土建）費用 ■ 運行費用,五、石灰石／石膏濕法脫硫工藝流程及設備,工藝流程: 石灰石經(jīng)過破碎、研磨、制成漿液后輸送到吸收塔。吸收塔內(nèi)漿液經(jīng)循環(huán)泵送到噴淋裝置噴淋。 煙氣從煙道引出后經(jīng)增壓風機增壓，進入GGH煙氣加熱器冷卻后進入吸收塔。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液接觸，除掉煙氣中的SO2，潔凈煙氣從吸收塔排出后經(jīng)GGH煙氣加熱器加熱后排入煙道。 吸收塔內(nèi)吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，經(jīng)氧化處理生成硫酸鈣，從吸收塔內(nèi)排出的硫酸鈣經(jīng)旋流分離（濃縮）、真空脫水后回收利用。,濕法石灰石(石灰)/石膏法煙氣脫硫技術(shù)系統(tǒng)圖,大港改建工程2臺1080t/h鍋爐配套 濕法煙氣脫硫裝置。,濕式脫硫裝置：吸收塔、GGH煙氣加熱器、增壓風機、煙道等為每臺鍋爐各自獨立設備，其他系統(tǒng)共用。 濕法煙氣脫硫主要工藝流程為：鍋爐排出的煙氣經(jīng)引風機送入混凝土公用煙道，再從砼煙道引出經(jīng)過升壓風機升壓、冷卻后，進入吸收塔，在吸收塔中與石灰石漿液綜合反應吸收，煙氣中的二氧化硫與石灰石漿液反應生成石膏，由吸收塔排出經(jīng)脫水處理后，固體石膏再利用。吸收塔排出的凈煙氣，經(jīng)加熱后回到混凝土公用煙道，經(jīng)煙囪排向大氣。,大 港 技 改 工 程 脫 硫 裝 置 主 要 設 備 表,,,石灰石濕法工藝流程圖,,,,臺山600MW等級石灰石／石膏法 脫硫裝置主要系統(tǒng),吸收劑制備系統(tǒng)：將石灰石制成漿液。 煙氣（再熱）系統(tǒng)：提高煙氣壓頭克服系統(tǒng)阻力，將凈煙氣加熱。 SO2吸收系統(tǒng)（吸收塔）：吸收SO2凈化煙氣。 石膏脫水系統(tǒng)：回收吸收劑，再利用。 工藝水系統(tǒng)：系統(tǒng)沖洗、補水等。 廢水排放系統(tǒng) 其他系統(tǒng) 電氣系統(tǒng) 熱工自動化系統(tǒng) 脫硫廢水處理系統(tǒng),由于目前國內(nèi)脫硫公司尚無600MW等級石灰石－石膏濕法脫硫工程的生產(chǎn)和使用業(yè)績，因此臺山電廠脫硫裝置主要由日本株式會社荏原制作所提供。 臺山＃1、＃2機組脫硫工程進口的主要設備如下： 吸收塔內(nèi)部件 吸收塔攪拌器 煙氣冷卻泵、煙氣冷卻器 氧化風機 FGD增壓風機 FGD進、出口擋板和旁路擋板 膨脹節(jié)（非金屬）及部分關(guān)鍵閥門 石膏漿液旋流器 真空皮帶脫水機、真空泵 廢水旋流器 DCS控制系統(tǒng)及部分儀表 所有漿液泵、攪拌器及所有漿液閥,吸收劑制備系統(tǒng),石灰石倉,,斗式提料機,,刮板機,給料稱重機,,,卸料斗,振動給料機,濕式球磨機,,,錘式破碎機,,吸收塔,漿液罐,,石灰液制備設備： 給料稱、重機刮板機、斗式提料機、石灰石倉、濕式球磨機、錘式破碎機、振動給料機、卸料斗、漿液罐,北京國華熱電公司200MW脫硫工程,煙氣系統(tǒng),吸收塔,循環(huán)泵,噴淋裝置,除霧裝置,,,,GGH煙氣加熱器,,增壓風機,擋板門,擋板門,煙囪,鍋爐,旁路擋板,鍋爐產(chǎn)生的原煙氣從砼煙道引入增壓風機后，經(jīng)升 壓進入GGH對加熱元件進行加熱后，進入吸收塔。 脫硫后的凈煙氣由吸收塔上部引出，經(jīng)GGH凈煙氣側(cè)進行加熱后，進入煙囪，經(jīng)達標的煙氣排入大氣。,增壓風機,北京國華熱電公司200MW脫硫設備安裝工程,廣東臺山2號機組脫硫工程煙氣系統(tǒng) 主要設備,FGD升壓風機及其配套設備 軸流式, Q=2344000m3/h, 1臺 煙氣換熱器及其配套設備 （含吹灰器） 1套 擋板密封氣風機 Q=15000m3/h,壓差25mbar 2臺 密封氣加熱器 加熱能力150/400kW 2臺 GGH空氣貯罐 1臺 GGH排水坑泵 1臺 煙氣冷卻器殼體 1臺 煙道 旁路擋板（進口） 6000×10000 1個 FGD進口風門 （進口） 6000×10000 1個 FGD出口風門 （進口） 6000×9000 1個 膨脹節(jié),設備平臺扶梯欄桿支架,管道等安裝,石膏脫水系統(tǒng),真空皮帶過濾機,真空泵,石膏堆放場,石膏脫水旋流站,,濾液水箱,,濾液罐,主要設備 真空皮帶過濾機 濾液罐真空泵 濾液水箱 石膏脫水旋流站,石膏脫水主要設備 真空皮帶過濾機 濾液罐真空泵 濾液水箱 石膏脫水旋流站,吸收塔系統(tǒng),石膏脫水旋流站,,（1） 吸收 CaO＋H2O→Ca（OH）2 Ca（OH）2＋SO2→CaSO3·1/2H2O＋1/2H2O CaCO3＋SO2＋1/2H2O→CaSO3·1/2H2O＋CO2↑ CaSO3·1/2H2O＋SO2＋1/2H2O→Ca（HSO3）2,（2） 氧化 2CaSO3·1/2H2O＋O2＋3H2O→2 CaSO4·2H2O Ca（HSO3）2＋1/2O2＋H2O→CaSO4·2H2O＋SO2↑,,,氧化空氣壓縮機,排出泵,除霧裝置,噴淋裝置,循環(huán)泵,,,,石灰石漿液,吸收劑（石灰石漿液）由制漿系統(tǒng)送至吸收塔，吸收塔底部為漿池，漿液由循環(huán)泵送至吸收塔頂部噴淋盤中，從噴淋盤的噴嘴中以極細小的霧滴形式噴下；含硫煙氣由吸收塔中部進入，煙氣在上升過程中與吸收劑逆流接觸，并在塔內(nèi)進行吸收反應，煙氣中的SO2與石灰石漿液反生成物沉積在吸收塔底部，經(jīng)脫硫的凈煙氣由吸收塔上部引出。,吸收塔是整個脫硫系統(tǒng)的主要設備,北京國華熱電公司200MW脫硫設備安裝工程,廣東臺山2號機組SO2吸收系統(tǒng)主要設備 （吸收塔及內(nèi)部組件、本體平臺扶梯安裝 由株式會社荏原制作所負責）,吸收塔φ23m×18m, 煙氣量 2130000Nm3/h 1個 吸收塔噴嘴和除霧器等內(nèi)部件 1套 吸收塔槳池攪拌器 4臺 氧化風機 離心式P=1.397bar, Q=10000Nm3/min 2臺 煙氣冷卻泵 離心式,Q=2200m3/h, 3臺 石膏漿液排出泵 130m3/h 2臺 吸收塔區(qū)域排水坑攪拌器 電動機3kW 1臺 吸收塔區(qū)域排水坑泵 耐酸型 Q=10m3/h×2.5bar 1臺 設備平臺扶梯欄桿支架, SO2吸收系統(tǒng)管道。,謝謝各位,