【正文】 火電廠煤炭脫硫工藝綜述畢業(yè)論文目　錄前　言 1第1章 火電廠煤炭脫硫 2 火電廠煤炭脫硫的必要性 2 控制火電廠SO2排放的緊迫性 2第2章火電廠煤炭脫硫工藝的現(xiàn)狀及進展 3 燃燒前脫硫 3，又稱爐內(nèi)脫硫 3 燃燒后脫硫即煙氣脫硫工藝 4 4 6 7 火電廠煙氣脫硫生成物的綜合利用 8 脫硫石膏及鈣型產(chǎn)物 9 9 9第3章火電廠煤炭脫硫工藝在未來的發(fā)展局勢 10結　論 11謝 辭 12參考文獻 13外文資料翻譯 14前　言目前火力發(fā)電依舊占據(jù)著很大的比重，而火力發(fā)電勢必會產(chǎn)生SO2從而引起環(huán)境污染和危害人體健康。為了盡量的減少污染和減小危害，國內(nèi)外先后都發(fā)展了火電廠煤炭脫硫技術。本文根據(jù)目前國內(nèi)外火電廠煤炭脫硫工藝的發(fā)展情況從火電廠煤炭然前、然中、然后三個方面介紹了主要的脫硫工藝，并對個工藝的應用情況和優(yōu)缺點做了主要介紹。文章也從經(jīng)濟、環(huán)保、節(jié)能為出發(fā)點積極響應國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提出了煤炭脫硫產(chǎn)物的綜合利用，根據(jù)目前脫硫工藝的應用情況和發(fā)展狀況預測未來火電廠煤炭脫硫工藝的發(fā)展方向，從總體上做到了對火電廠煤炭脫硫工藝的一個綜述。 第1章 火電廠煤炭脫硫 火電廠煤炭脫硫的必要性火電廠二氧化硫排放對環(huán)境造成的污染：二氧化硫排放是造成我國大氣環(huán)境污染及酸雨不斷加劇的主要原因。酸雨對環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在:森林退化，湖泊酸化，魚類死亡，水生生物種群減少，農(nóng)田土壤酸化、貧脊，有毒重金屬污染增強，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產(chǎn)，建筑物和橋梁腐蝕，文物面目皆非等，嚴重危害了人類生存的環(huán)境。不僅如此，酸雨還對人體健康產(chǎn)生直接影響。 控制火電廠SO2排放的緊迫性我國是世界上最大的煤炭消費國，煤炭占一次性能源消費總量的70%左右。隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，電力需求日益增加，煤炭消耗量亦迅速攀升。從1998年以來，我國SO2年排放量超過美國，連續(xù)多年居世界首位。而燃煤產(chǎn)生的SO2排放量占SO2排放總量的90%以上[1]。對燃油電廠實施燃煤或燃氣代油技術改造，進一步加劇了火電廠SO2的排放量[2]。據(jù)國家環(huán)境保護總局歷年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，進入21世紀以來，我國SO2排放總量不斷增長，火電廠SO2排放量占全國SO2排放總量的比例也不斷增長。第2章火電廠煤炭脫硫工藝的現(xiàn)狀及進展“十五”以來，我國脫硫產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，火電廠脫硫工作取得重大進展[34]。“十五”期間，隨著火電機組裝機容量快速發(fā)展，同時中國電力系統(tǒng)也加大了SO2排放的控制力度。通過對國內(nèi)外脫硫技術以及國內(nèi)電力行業(yè)引進脫硫工藝試點廠情況的分析研究，目前脫硫方法一般可劃分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫等3類 燃燒前脫硫燃燒前脫硫就是在煤燃燒前把煤中的硫脫除掉，燃燒前脫硫技術主要有物理洗選煤法、化學洗選煤法、煤的氣化和液化、水煤漿技術等。燃燒前脫硫技術中物理洗選煤技術[5]已成熟，應用最廣泛、最經(jīng)濟，但只能脫無機硫；生物、化學法脫硫不僅能脫無機硫，也能脫除有機硫，但生產(chǎn)成本昂貴，距工業(yè)應用尚有較大距離；煤的氣化和液化還有待于進一步研究完善；微生物脫硫技術正在開發(fā)；水煤漿是一種新型低污染代油燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一樣的流動性和穩(wěn)定性，被稱為液態(tài)煤炭產(chǎn)品，市場潛力巨大，目前已具備商業(yè)化條件。煤的燃燒前的脫硫技術盡管還存在著種種問題，但其優(yōu)點是能同時除去灰分，減輕運輸量，減輕鍋爐的沾污和磨損，減少電廠灰渣處理量，還可回收部分硫資源。，又稱爐內(nèi)脫硫爐內(nèi)脫硫是在燃燒過程中，向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3等，使煤中硫分轉化成硫酸鹽，隨爐渣排除。其基本原理是：　　CaCO3→CaO＋CO2↑　　CaO＋SO2→CaSO3　　CaSO3＋1／2O2→CaSO4（1）LIMB爐內(nèi)噴鈣技術早在本世紀60年代末70年代初，爐內(nèi)噴固硫劑脫硫技術的研究工作已開展，但由于脫硫效率低于10%～30％，既不能與濕法FGD相比，也難以滿足高達90%的脫除率要求。一度被冷落。但在1981年美國國家環(huán)保局EPA研究了爐內(nèi)噴鈣多段燃燒降低氮氧化物的脫硫技術，簡稱LIMB，并取得了一些經(jīng)驗。Ca／S在2以上時，用石灰石或消石灰作吸收劑，脫硫率分別可達40%和60%。對燃用中、低含硫量的煤的脫硫來說，只要能滿足環(huán)保要求，不一定非要求用投資費用很高的煙氣脫硫技術。爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝簡單，投資費用低，特別適用于老廠的改造。（2）LIFAC煙氣脫硫工藝LIFAC工藝即在燃煤鍋爐內(nèi)適當溫度區(qū)噴射石灰石粉，并在鍋爐空氣預熱器后增設活化反應器，用以脫除煙氣中的SO2。芬蘭Tampella和IVO公司開發(fā)的這種脫硫工藝，于1986年首先投入商業(yè)運行。LIFAC工藝的脫硫效率一般為60%～85％。加拿大最先進的燃煤電廠Shand電站采用LIFAC煙氣脫硫工藝，8個月的運行結果表明，其脫硫工藝性能良好，脫硫率和設備可用率都達到了一些成熟的SO2控制技術相當?shù)乃健Ｎ覈玛P電廠引進LIFAC脫硫工藝，其工藝投資少、占地面積小、沒有廢水排放，有利于老電廠改造。 燃燒后脫硫即煙氣脫硫工藝煙氣脫硫(FlueGasDesulfurization，簡稱FGD)是目前燃煤電廠控制SO2氣體排放最有效和應用最廣的技術。20世紀60年代后期以來，煙氣脫硫技術發(fā)展迅速，根據(jù)美國電力研究院的統(tǒng)計，大約有200種不同流程的FGD工藝進行了小試或工業(yè)性試驗，但最終被證實在技術上可行、經(jīng)濟上合理并且在燃煤電廠得到采用的成熟技術僅有十多種。煙氣脫硫技術按脫硫劑及脫硫反應產(chǎn)物的狀態(tài)可分為濕法、干法及半干法三大類。世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程主要是以堿性溶液為脫硫劑吸收煙氣中的SO2。這種工藝具有脫硫效率高(90%~98%)、機組容量大、鈣硫比低、煤種適應性強、運行費用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點。但其工藝流程復雜、占地面積大、投資大，需要煙氣再熱裝置，脫硫產(chǎn)物為濕態(tài)，且普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及造成二次污染等問題。濕法脫硫工藝主要有:石灰石/石灰—石膏法、海水法、氨水法、磷銨肥法等。1. 石灰石 ——石膏法煙氣脫硫工藝[6]石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術，日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。石灰石——石膏法脫硫工藝，是目前控制酸雨和SO2污染最有效的手段[78]。它的工作原理是將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95% 。2. 海水脫硫工藝 [9]海水脫硫工藝是利用海水的堿度達到脫除煙氣中二氧化硫的一種脫硫方法。在脫硫吸收塔內(nèi)，大量海水噴淋洗滌進入吸收塔內(nèi)的燃煤煙氣，煙氣中的二氧化硫被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放。吸收二氧化硫后的海水與大量未脫硫的海水混合后，經(jīng)曝氣池曝氣處理，使其中的SO３2被氧化成為穩(wěn)定的SO４2，并使海水的PH值與COD調(diào)整達到排放標準后排放大海。海水脫硫工藝一般適用于靠海邊、擴散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠。海水脫硫工藝在挪威比較廣泛用于煉鋁廠、煉油廠等工業(yè)爐窯的煙氣脫硫，先后有20多套脫硫裝置投入運行。近幾年，海水脫硫工藝在電廠的應用取得了較快的進展。此種工藝最大問題是煙氣脫硫后可能產(chǎn)生的重金屬沉積和對海洋環(huán)境的影響需要長時間的觀察才能得出結論，因此在環(huán)境質量比較敏感和環(huán)保要求較高的區(qū)域需慎重考慮。3. 氨水洗滌法脫硫工藝該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副產(chǎn)硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)煙氣換熱器冷卻至90~100℃，進入預洗滌器經(jīng)洗滌后除去HCI和HF，洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進入前置洗滌器中。在前置洗滌器中，氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣，煙氣中的SO2被洗滌吸收除去，經(jīng)洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴，進入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除去霧滴，進入脫硫洗滌器。再經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。洗滌工藝中產(chǎn)生的濃度約30%的硫酸銨溶液排出洗滌塔，可以送到化肥廠進一步處理或直接作為液體氮肥出售，也可以把這種溶液進一步濃縮蒸發(fā)干燥加工成顆粒、晶體或塊狀化肥出售。若采用氨法脫硫，把大型火電廠集中排放的SO2煙氣看成是資源，是財富，才可能根本改變煙氣治理的被動局面。由于氨的價值遠大于石灰石粉，必須回收以保持氨的使用價值[10]。4. 磷銨肥法煙氣脫硫工藝[11]磷銨肥法煙氣脫硫技術屬于回收法，以其副產(chǎn)品為磷銨而命名。該工藝過程主要由吸附（活性炭脫硫制酸）、萃?。ㄏ×蛩岱纸饬椎V萃取磷酸）、中和（磷銨中和液制備）、吸收（ 磷銨液脫硫制肥）、氧化（亞硫酸銨氧化）、濃縮干燥（固體肥料制備）等單元組成。它分為兩個系統(tǒng)：煙氣脫硫系統(tǒng)——煙氣經(jīng)高效除塵器后使含塵量小于200mg/Nm３，用風機將煙壓升高到7000Pa，先經(jīng)文氏管噴水降溫調(diào)濕，然后進入四塔并列的活性炭脫硫塔組（其中一只塔周期性切換再生），控制一級脫硫率大于或等于70%，并制得30%左右濃度的硫酸，一級脫硫后的煙氣進入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫，凈化后的煙氣經(jīng)分離霧沫后排放。肥料制備系統(tǒng)——在常規(guī)單槽多漿萃取槽中，同一級脫硫制得的稀硫酸分解磷礦粉（P2O５ 含量大于26%），過濾后獲得稀磷酸（其濃度大于10%），加氨中和后制得磷氨，作為二級脫硫劑，二級脫硫后的料漿經(jīng)濃縮干燥制成磷銨復合肥料。干法脫硫工藝用于電廠煙氣脫硫始于20世紀80年代初。它使用固相粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑，在無液相介入的完全干燥的狀態(tài)下與SO2反應，并在干態(tài)下處理或再生脫硫劑。脫硫產(chǎn)物為干態(tài)，工藝流程相對簡單、投資費用低。煙氣在脫硫過程中無明顯降濕，利于排放后擴散。無廢液等二次污染；設備不易腐蝕，不易發(fā)生結垢及堵塞。但要求鈣硫比高，反應速度慢，脫硫效率及脫硫劑利用率低；飛灰與脫硫產(chǎn)物相混可能影響綜合利用；對干燥過程控制要求很高。干法脫硫工藝主要有：電子束照射法、等離子體法等。1. 電子束照射法脫硫工藝該工藝流程有排煙預除塵、煙氣冷卻、氨的充入、電子束照射和副產(chǎn)品捕集等工序所組成。鍋爐所排出的煙氣，經(jīng)過除塵器的粗濾處理之后進入冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度（約70℃）。煙氣的露點通常約為50℃，被噴射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內(nèi)完全得到蒸發(fā)，因此，不產(chǎn)生廢水。通過冷卻塔后的煙氣流進反應器，在反應器進口處將一定的氨水、壓縮空氣和軟水混合噴入，加入氨的量取決于SOx濃度和NOx濃度，經(jīng)過電子束照射后，SOx和NOx在自由基作用下生成中間生成物硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）。然后硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應，生成粉狀微粒（硫酸氨(NH4)2SO4與硝酸氨NH4NO3的混合粉體）。這些粉狀微粒一部分沉淀到反應器底部，通過輸送機排出，其余被副產(chǎn)品除塵器所分離和捕集，經(jīng)過造粒處理后被送到副產(chǎn)品倉庫儲藏。凈化后的煙氣經(jīng)脫硫風機由煙囪向大氣排放。2. 等離子體煙氣脫硫技術等離子體煙氣脫硫技術研究始于70年代，目前世界上已較大規(guī)模開展研究的方法有2類：流程簡單、運行維護方便。對負荷變化的適應能力較強。一次投資和運行費用低于常規(guī)方法。無二次污染物產(chǎn)生，副產(chǎn)物硫酸銨和硝酸銨是可利用的氮