【正文】 濕法煙氣脫硫技術(shù)系統(tǒng)培訓(xùn)講稿 長沙理工大學(xué)能源與動力學(xué)院 目 錄 第一章：緒 論 3 1 國外煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀 3 2 國內(nèi)煙氣脫硫發(fā)展及現(xiàn)狀 4 第二章：燃燒前脫硫技術(shù) 6 1 型煤的應(yīng)用 7 2 物理方法脫硫 9 3 化學(xué)方法脫硫 9 第三章：燃燒過程中脫硫 10 第四章：燃燒后脫硫技術(shù) 11 11 2 濕法脫硫技術(shù)介紹 15 脫硫方法簡介 15 濕法脫硫 工藝 16 3 濕法脫硫工藝系統(tǒng)示例 18 FGD輔助設(shè)備系統(tǒng) 25 石膏的進(jìn)一步處理 28 4 濕法脫硫在我國的應(yīng)用 28 常用濕法脫硫技術(shù)流派介紹 29 第五章 濕法煙氣脫硫存在的問題及解決 35 附錄 :鱗片襯里施工技術(shù) 40 第一章：緒 論 1 國外煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀 日本是世界上最早大規(guī)模應(yīng)用 FGD裝置的國家。應(yīng)用的技術(shù)以濕式石灰 /石灰石 ——石膏法為主，占 75%以上。由于日本資源匱乏，因此大多采用回收流程。日本國內(nèi)所用石膏基本來自煙氣脫硫的回收產(chǎn)物。 FGD 裝置的應(yīng)用在日本已有近 30 年的歷史。 60 年代末開始大規(guī)模應(yīng)用 FGD裝置，使其 SO2污染在 70年代中后期基本得到 了控制。 80 年代以來，日本加強(qiáng)了對外出口，對美國、德國及發(fā)展中國家大量出口技術(shù)及設(shè)備，僅向中國就出口或援助近十套 FGD裝置，占中國進(jìn)口脫硫裝置的 70%左右。日本的 SO2排放已基本得到控制，所以開始煙氣脫硝技術(shù)的研究，對同時脫硫脫硝的技術(shù)尤為關(guān)注。如被譽(yù)為新一代 FGD技術(shù)的 EBA法和 PPCP法，最早均由日本專家提出，并進(jìn)行大規(guī)模研究，目前正在進(jìn)行工業(yè)性試驗，有待商業(yè)化應(yīng)用。 美國的 FGD 技術(shù)研究較日本略遲，自上世紀(jì) 70 年代初開始，特別是 1978 年重新修改了環(huán)境法規(guī)，否決了高煙囪排放，使 FGD 技術(shù)發(fā)展迅速并有 了長足的進(jìn)展。 1973～ 1990 年耗煤量由 億 t 增加到 t，增長 107%，而 SO2的排放量卻由 2890萬 t減少到 2120萬 t，降低了 27%。目前其 FGD 總裝機(jī)容量達(dá) ～ 億 kW，超過日本成為世界第一。美國采用的工藝 80%是濕式石灰 /石灰石 ——石膏法，以拋棄流程為主。新建電廠已基本安裝 FGD裝置，而早期建造的 1100 個燃煤電廠，大多尚無脫硫設(shè)備。為此，美國 EPA 正著手開發(fā)廉價、易運(yùn)行、效率適中，占地較小的適合現(xiàn)有電廠改造的脫硫技術(shù)。如 LIMB多級噴射燃燒法， ADVACATE煙道噴射法，都取得 了可喜的成果。此外，美國 DOE與日本聯(lián)手，對等離子體法也進(jìn)行了工業(yè)性試驗研究。 歐洲的 FGD 技術(shù)以德國發(fā)展最為迅速，其裝置總裝機(jī)容量為～ kW，居世界第三位。德國 20世紀(jì) 70年代后期， “黑森 ”大面積受害，使其不得不開展 SO2 的防治工作。在不到 20 年的發(fā)展過程中， FGD技術(shù)迅速實(shí)用化。在引進(jìn)日、美先進(jìn)技術(shù)的同時，立足于本國技術(shù)的開發(fā)，于 70 年代末開始在電站鍋爐上安裝 FGD 裝置。1983年頒布環(huán)境法規(guī)后，促進(jìn)了 FGD裝置大規(guī)模應(yīng)用，在 1983年至1989 年 7 年間，其 SO2 排放量降低 倍。德國 主要采用的工藝也是濕式石灰 /石灰石 ——石膏法，占 90%以上。回收流程是拋棄流程， 75%的工業(yè)用石膏來自脫硫系統(tǒng)。 此外，北歐各國如丹麥、芬蘭等國，對 FGD技術(shù)也開展了大規(guī)模的研究，開發(fā)出許多先進(jìn)工藝。如丹麥的 SDA法、芬蘭的 LIFAC法等，不僅在本國有許多工業(yè)裝置運(yùn)行，在境外也有技術(shù)出口。英國主張燃用低硫燃料及高煙囪稀釋排方法，而法國以核電為主，因此兩國對 FGD技術(shù)的研究和應(yīng)用都不多。 2 國內(nèi)煙氣脫硫發(fā)展及現(xiàn)狀 上世紀(jì)中國的脫硫裝置和技術(shù)主要依靠進(jìn)口，自主開發(fā)和研制的大多處于實(shí)驗室階段，極少能工業(yè)化 更談不上產(chǎn)業(yè)化，自從上世紀(jì)末和本世紀(jì)初近 10年，國家對環(huán)保的重視，提出脫硫技術(shù)國產(chǎn)化的道路，國內(nèi)煙氣脫硫技術(shù)取得了很大的進(jìn)步。 自上世紀(jì)七十年代以來我國煙氣脫硫試驗、研究、開發(fā)情況： 1） 1974年 ~1976年，上海閘北電廠進(jìn)行石灰石 —— 石膏法煙氣脫硫的工程試驗，試驗規(guī)模為 2500米 3/時。 2） 1977年，上海市南市電廠進(jìn)行稀酸催化氧化法試驗，規(guī)模為 500米 3/時。 3） 1978年，湖南 300電廠進(jìn)行亞硫酸鈉法試驗，規(guī)模為 5000米 3/時。 4） 1979年，湖北松木坪電廠含碘銨肥法小試，規(guī)模為 5000米3/時。 5） 1982年，四川成都電廠進(jìn)行磷活性碳法試驗，規(guī)模為 1359米 3/時。 1988年，四川豆壩電廠中試，規(guī)模為 5000米 3/時。 1994年 ~1996年四川豆壩電廠工程試驗，規(guī)模為 8~10萬米 3/時，國家重點(diǎn)項目，投資 810890萬元。 6） 1984年，四川內(nèi)江白馬電廠旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法試驗，規(guī)模為5000米 3/時。 1988年進(jìn)行中試，規(guī)模為 70000米 3/時，投資 1100萬元，已經(jīng)國家鑒定。原決定 “ 八五 ” 進(jìn)行示范工程，后因故未安排。 7） 四川重慶天原化工廠自備電廠 2*35噸 /時鍋爐進(jìn)行亞硫酸鈉法試驗，投資 23千萬元，運(yùn)行 18天， 因系統(tǒng)堵塞被迫停運(yùn)。 8） 四川重慶珞璜電廠 2*36萬千瓦機(jī)組，進(jìn)口日本三菱公司石灰石 —— 石膏法技術(shù)。設(shè)備費(fèi) 3600萬美元，已投運(yùn)。 9） 利用日本贈款試驗電廠： ① 山東青島黃島電廠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法中試，已試運(yùn)行。由日本電源開發(fā)公司投資 36。 5億日元（其中設(shè)備費(fèi) 7000萬日元），規(guī)模 30萬米 3/時。設(shè)備由三菱公司負(fù)責(zé)制造、安裝。 ② 陜西太原第一熱電廠日本投資 36億日元進(jìn)行簡易濕式石灰石工藝工程試驗。規(guī)模 30萬米 3/時。 ③ 四川成都電廠日本投資 1100萬美元進(jìn)行電子束氨法工程試驗，規(guī)模也是 30萬米 3/時。 10） 利用德國政府的軟貸 款都是石灰石 —— 石膏法工藝，參與電廠有北京東郊 2 410T/H熱電廠、杭州半山 2 、重慶 2 20萬 KW電廠。 11） 深圳瑪灣電廠二期工程 —— 西部電廠用 AB公司的海水脫硫技術(shù)。規(guī)模是 30萬千瓦機(jī)組，投資 1570萬美元（不包括土建安裝）。 12） 貴州貴陽電廠 8爐 5萬千瓦機(jī)組用石灰石拋棄法進(jìn)行工程試驗。投資約 500萬元。是 “ 八五 ” 的任務(wù)。 13） 武漢水力電力大學(xué)開發(fā)的濕式石灰石三相流化床除塵脫硫工藝。 14） 南京下關(guān)電廠以及紹興錢清熱電廠利用丹麥 LAVIC爐內(nèi)噴鈣，煙道增濕的脫硫工藝。 15） 15)清華大學(xué)： 液柱噴射煙氣脫硫 技術(shù)和干式煙氣脫硫技術(shù) 第二章： 燃燒前脫硫技術(shù) 指在燃料進(jìn)入燃燒器之前所進(jìn)行的處理、加工，主要包括燃料的替換、洗選加工、形態(tài)轉(zhuǎn)換等技術(shù)。技術(shù)列表看表 1。 表 1 燃燒前脫硫技術(shù) 技術(shù) 工作原理 特點(diǎn) SO2 削減率（ %） 煤的替換 用含硫量低的燃料替換煤 無需另外處理設(shè)施，簡便易行，但受資源分布限制 5080 選煤 物理法 利用比重、表面性質(zhì)、磁力、電力或其它物理屬性的差異來分離煤中雜質(zhì) 工藝較簡單，費(fèi)用適度，但脫硫率底 1050 化學(xué)法 ? 用化學(xué)方法去除煤中以化學(xué)鍵結(jié)合的硫分 脫硫率高，但能耗和費(fèi)用高，有化學(xué)處理費(fèi)用問題 6090 生物法 ? 用特別的菌種來去除煤中的硫分 脫硫率高，費(fèi)用適度，目前需尋找特別菌種 90 煤的加工和轉(zhuǎn)化 型煤 用機(jī)械方法將煤與固硫一起壓制成一定強(qiáng)度、形狀的煤制品 有提高熱效、脫硫雙重作用，投資小，費(fèi)用底，目前需尋找廉價粘結(jié)劑 4060 煤的氣化? 在一定溫度和壓力的反應(yīng)器中將煤轉(zhuǎn)化氣體 工藝較簡單，脫硫率高，但使用時有煤氣輸送及安全問題 8599 煤的液化? 直接液化是用物化方法將煤直接液化；間接液化是先氣化，后液化 脫硫率高，燃料運(yùn)輸儲存方便，但費(fèi)用 高 〉 95 煤液混合物 ? 將細(xì)煤粉與加入適量添加劑的液體混合配成 燃料運(yùn)輸儲存方便，可節(jié)能工藝簡單，費(fèi)用適度，脫硫率高 〉 95 注： ? 表示已商業(yè)化； ? 表示尚在開發(fā)； ? 表示商業(yè)示范 1 型煤的應(yīng)用 工業(yè)鍋爐一般采用控制排放和改進(jìn)燃燒設(shè)備來削減二氧化硫，工業(yè)用型煤的研制與推廣 應(yīng)用是一個新的途徑。對量大、面廣的民用護(hù)的燃煤污染問題，靠控制排放和改進(jìn)燃燒設(shè)備來解決，無論從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上和監(jiān)測管理上看都是很困難的，只有采取控制燃料的措施最為有利。因此，型煤的研究工作日益受到重視。 國外用煤加瀝青、石灰石制成 型煤使用，不僅總固硫率達(dá) 87％，煙塵排放量亦可減少 80％，節(jié)煤 20％一 30％，而且 Nox和苯并 (a)氏排放亦可減少。目前我國試驗型煤后，一般煙塵可減少 50％．總固硫串達(dá) 50％．節(jié)煤 15％一 17％。 (I)型煤的固硫機(jī)理：生產(chǎn)加工固硫型煤是在原煤中添加固硫劑．因硫劑與原煤中可燃性硫起化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鹽渣，殘留在煤灰令，起到固硫作有用，減少了二氧化硫向外排出。常用的固硫劑有堿性紙漿黑液、石灰石、大理石、電石渣等。 (2)型煤的消煙機(jī)理；煤炭燃燒是煤炭中的碳、氫等可燃物質(zhì)與空氣中的氧氣進(jìn)行劇烈的化 學(xué)反應(yīng)。型煤具有粘性，因而煙塵減少，而且其孔隙度比原煤大，燃燒時可有較充足的氧氣供給，由于末燃燒而散失的碳量減少，因而灰渣亦減少。 (3)粘結(jié)成型工藝技術(shù)：原煤加少量的粘結(jié)劑 (同時加固硫劑 )，在常溫條件下．采用成型機(jī)加工成型煤，即冷壓成型工藝，成型壓力一般為 300k8／ cmz。用這種工藝技術(shù)加工成的型煤，抗壓強(qiáng)度大，一般大于 80k8人 m 2。常用的粘結(jié)劑有水泥、石灰、腐殖酸、鹽頹廢液、石油瀝青、煙煤瀝青等。 (4)非粘結(jié)成型工藝技術(shù)：原煤在高溫條件下自身形成的粘結(jié)物，通過成型機(jī)的外部壓力加工 成型煤，即熱壓成型工藝。為了固硫在加工時可加少量因硫劑，熱壓成型工藝的溫度一膠為 400℃左右，這時煤質(zhì)軟化，自身形成的膠質(zhì)體借助于外部壓力，使軟化了的煤粉相互粒結(jié)融合在一起， g這種工藝加工成的型煤抗壓強(qiáng)度相對減小，最小抗壓強(qiáng)度為 50k8／ cm2。 2 物理方法脫硫 物理方法選煤中以泡沫浮選技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。細(xì)煤和礦物質(zhì)的浮選是在槽中加少量藥劑，并在水和空氣存在下攪拌，藥劑幫助形成空氣泡，空氣泡聚集琉水性的煤顆粒，并將其按帶到表面上來，精煤泡沫由招上部取出，而親水性的礦物質(zhì)則被水涌濕，并作為尾煤從池底 部排出。泡沫浮選的效率隨煤質(zhì)的不同變動很大，這取決于煤的固定碳分、揮發(fā)分和固有水分等。 一般來說，低揮發(fā)分的煙煤比高揮發(fā)分煙煤易浮選，無煙煤較難浮選，再次是次煙煤，而褐煤的可浮選性最小。 3 化學(xué)方法脫硫 化學(xué)凈化就是采用選擇性去除礦物質(zhì)或有機(jī)結(jié)構(gòu)組分的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分選，包括微波脫硫、熱液脫硫、氧化脫硫等。 成功的工藝具有如下特點(diǎn)： (1) 大部分礦物質(zhì)相有機(jī)硫都起化學(xué)反應(yīng)； (2) 將硫轉(zhuǎn)變?yōu)橐讖拿航Y(jié)構(gòu)中除去的形式； (3) 減少煤的能量損失，降低工藝費(fèi)用。 根據(jù)全硫的減少看，有效的工藝是氧化和氫氧化物處理。氧化處理用空氣、氧、 氯或硫酸鐵起氧化劑作用．優(yōu)秀的氫氧化物處