火电厂脱硫的几种方法

1、. (1) 火电厂脱硫的几种方法通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。 其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫(Flue gas desulfurization，简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：1、以CaCO3(石灰石)为基础的钙法，2、以MgO为基础的镁法，3、以Na2SO3为基础的钠法，4、以NH3为基础的世界上普遍使用的商、以有机碱为基础的有机碱法。5氨法，业化技术是钙法，所占比例在90%以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和

2、半干(半湿)法。A、湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液该法具有脱硫反应速度快、在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。B、干法FGD技术的脱该法具有无污水废酸排硫吸收和产物处理均在干状态下进行，出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。C、半干法FGD技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生(如水洗活性炭再生流程)，或者在湿状态下脱硫、在干状态下处. . 特别是在湿状态的烟气脱硫技术。理脱硫产物(如喷雾

3、干燥法)既有湿法脱以其在干状态下处理脱硫产物的半干法，下脱硫、硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按 脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。 1脱硫的几种工艺 石灰石石膏法烟气脱硫工艺(1)石灰石石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约德国、技术，日本、 90%采用此工艺。将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸它的工作原理是：烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸收塔与烟气充分接触混合，硫酸钙钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，经吸收塔排出的石膏结晶形成二水石膏。达到一定饱和度后，然

4、后用输送机送至10%浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于再经过换脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，石膏贮仓堆放，由于吸收塔内吸收剂浆液热器加热升温后，由烟囱排入大气。钙硫比吸收剂利用率很高，通过循环泵反复循环与烟气接触， 95% 。脱硫效率可大于较低， (2)旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺. . 石灰经消化并喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装加水制成消石灰乳，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，置，在吸收塔内，被脱烟气中的发生化学反应生成CaSO3,SO2与烟气中的SO2烟气温吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，除。与此同时，脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的

5、颗粒度随之降低。脱硫后的物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。一烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，该工艺有般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。另一两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，工艺流种为气液两相流。喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、。85%以上脱硫率可达到程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫灰渣该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围(8%)。 可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。(3) 磷铵肥法烟气脱硫工艺 磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附(活性炭脱硫制酸)、萃取(稀硫酸分解磷矿萃

6、取磷酸)、中和(磷铵中和液制备)、吸收(磷铵液脱硫制肥)、氧化(亚硫酸铵氧化)、浓缩干燥(固体肥料制备)等单元组成。它分为两个系统： . . 烟气脱硫系统烟气经高效除尘器后使含尘量小于先经文氏管喷7000Pa，200mg/Nm3，用风机将烟压升高到其中水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组(控制一级脱硫率大于或等于，)一只塔周期性切换再生左右浓度的硫酸，30%，并制得70%一级脱硫后的烟气进净化后的烟气经分离入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫， 雾沫后排放。同一级脱硫肥料制备系统在常规单槽多浆萃取槽中，过滤后26%)(P2O5 含量大于制得的稀硫酸分解磷矿粉作加氨中和后制得磷氨，(获得稀磷酸

7、其浓度大于10%)为二级脱硫剂，二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵 复合肥料。 炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺(4)炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱以提高脱硫效硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，石灰石粉由气力喷入该工艺多以石灰石粉为吸收剂，率。温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二炉膛8501150氧化碳，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。反受到传质过程的影响，由于反应在气固两相之间进行，在尾部增湿活化反应器应速度较慢，吸收剂利用率较低。与未反应的氧化钙接触生成氢氧内，增湿水以雾状喷入，. . 化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比控制在由于增湿水的加6580%。时，2

8、.02.5系统脱硫率可达到一般控制出口烟气温度高于露点温度入使烟气温度下降，增湿水由于烟温加热被迅速蒸发，未反应的吸1015被除尘器收集下来收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，法国等国家得到应用，美国、加拿大、该脱硫工艺在芬兰、 万千瓦。采用这一脱硫技术的最大单机容量已达30 烟气循环流化床脱硫工艺(5)脱硫灰吸收塔、烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、该工艺一般采用除尘器及控制系统等部分组成。再循环、也可采用其它对二氧化硫有干态的消石灰粉作为吸收剂， 吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。底部即流化床)由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔(烟气流经文丘里管进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，颗粒并在

9、此与很细的吸收剂粉末互相混合，后速度加快，在喷入均形成流化床，之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，吸收剂与烟气中的二氧化硫反匀水雾降低烟温的条件下，脱硫后携带大量固体颗粒的烟气。和应生成CaSO3 CaSO4被分离出来的颗从吸收塔顶部排出，进入再循环除尘器，由于固体颗粒反复循环达百粒经中间灰仓返回吸收塔， 次之多，故吸收剂利用率较高。. . 其化学成分与喷雾干燥此工艺所产生的副产物呈干粉状，和未反应CaSO4CaSO3、法脱硫工艺类似，主要由飞灰、适合作废矿井回填、道路等组成，Ca(OH)2完的吸收剂 基础等。左典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%以上，排烟温时，脱硫率可达90%右，钙硫

10、比不大于1.3万千瓦等级1020。此工艺在国外目前应用在度约70尤其适合于老机组投资较省，机组。由于其占地面积少， 烟气脱硫。 海水脱硫工艺(6)海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化大量海水喷淋洗涤在脱硫吸收塔内，硫的一种脱硫方法。烟气中的二氧化硫被海水吸收进入吸收塔内的燃煤烟气，经烟气换热器加热而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后排放。被氧化成为稳定SO32-经曝气池曝气处理，后，使其中的调整达到排放标准后值与PHCOD的SO42-，并使海水的扩散条件较排放大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、海水脱硫工燃用低硫煤的电厂。好、用海水作为冷却

11、水、炼油厂等工业炉窑的烟气艺在挪威比较广泛用于炼铝厂、多套脱硫装置投入运行。近几年，海水脱硫，先后有20. . 此种工艺最大脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境因此在环境质量的影响需要长时间的观察才能得出结论， 比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。 (7) 电子束法脱硫工艺电子束烟气冷却、氨的充入、该工艺流程有排烟预除尘、 照经过射和副产品捕集等工序所组成。锅炉所排出的烟气，在冷却塔内喷射冷却除尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，约(水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度被喷射呈雾状的冷却，烟气的露点通常约为50。70)通过冷不产生废水。水在

12、冷却塔内完全得到蒸发，因此，却塔后的烟气流进反应器，在反应器进口处将一定的氨SOx水、压缩空气和软水混合喷入，加入氨的量取决于在自由NOxSOx浓度，经过电子束照射后，和浓度和NOx。然(HNO3)(H2SO4)和硝酸基作用下生成中间生成物硫酸后硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状微粒。这些)与硝酸氨NH4NO3的混合粉体(NH4)2SO4(硫酸氨其通过输送机排出，粉状微粒一部分沉淀到反应器底部，经过造粒处理后被送到余被副产品除尘器所分离和捕集，. . 净化后的烟气经脱硫风机由烟囱向大气副产品仓库储藏。 排放。 (8)氨水洗涤法脱硫工艺锅炉排出该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸铵化肥。，

13、进入预洗涤器经90100的烟气经烟气换热器冷却至，洗涤后的烟气经过液滴分离器除HF洗涤后除去HCI和氨水自塔顶在前置洗涤器中，去水滴进入前置洗涤器中。经洗涤的被洗涤吸收除去，烟气中的SO2喷淋洗涤烟气，进入脱硫洗涤烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴，经洗涤塔顶的除雾器。在该洗涤器中烟气进一步被洗涤，再经烟气换热器加热后经器除去雾滴，进入脱硫洗涤器。的硫酸铵溶液排30%烟囱排放。洗涤工艺中产生的浓度约可以送到化肥厂进一步处理或直接作为液体氮出洗涤塔，也可以把这种溶液进一步浓缩蒸发干燥加工成颗肥出售， 粒、晶体或块状化肥出售。 2燃烧前脱硫燃烧前燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉，煤的气

14、化化学洗选煤法、脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学或生物洗选煤是采用物理、和液化、水煤浆技术等。方式对锅炉使用的原煤进行清洗，将煤中的硫部分除掉，. . 微生物脱规格的产品。使煤得以净化并生产出不同质量、它是把煤粉悬浮在含硫技术从本质上讲也是一种化学法，细菌的气泡液中，细菌产生的酶能促进硫氧化成硫酸盐，微生物脱硫技术目前常用的脱硫细;从而达到脱硫的目的古细菌、氧化硫杆菌、菌有：属硫杆菌的氧化亚铁硫杆菌、氧气或空气作是指用水蒸汽、热硫化叶菌等。煤的气化，CH4、CO氧化剂，在高温下与煤发生化学反应，生成H2煤炭液化是将煤转化)的过程。(等可燃混合气体称作煤气或化工原料航空煤油等)为清洁的液体燃料(

15、汽油、柴油、，Water Mixture的一种先进的洁净煤技术。水煤浆(Coal 、挥发10%，硫份小于0.5%简称CWM)是将灰份小于65%70%按m的细煤粉，份高的原料煤，研磨成250300水1%的添加剂的比例配制而成，的煤、30%35%的水和约燃烧时水煤浆煤浆可以像燃料油一样运输、储存和燃烧，的雾滴，在预热到m从喷嘴高速喷出，雾化成5070的炉膛内迅速蒸发，并拌有微爆，煤中挥发分600700 析出而着火，其着火温度比干煤粉还低。燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟，应用最广泛、生物、化学法脱硫不仅能脱无;最经济，但只能脱无机硫距工业应用尚也能脱除有机硫，机硫，但生产成本昂贵，;有较大距离

16、煤的气化和液化还有待于进一步研究完善. . 水煤浆是一种新型低污染代油微生物脱硫技术正在开发;又具有石油一样燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，市场潜力巨大，的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品， 目前已具备商业化条件。但其优点煤的燃烧前的脱硫技术尽管还存在着种种问题，减轻锅炉的沾污和磨损，是能同时除去灰分，减轻运输量， 减少电厂灰渣处理量，还可回收部分硫资源。 燃烧中脱硫，又称炉内脱硫3CaCO3炉内脱硫是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如其基本原理随炉渣排除。等，使煤中硫分转化成硫酸盐， 是： CaO+CO2CaCO3CaSO3 CaO+SO2CaSO4 O2CaSO3+1/2 炉内喷钙技术

17、(1)LIMB炉内喷固硫剂脱硫技术70年代初，年代末早在本世纪60，既30%的研究工作已开展，但由于脱硫效率低于10%的脱除率要求。也难以满足高达FGD不能与湿法相比，90%. . 研究了炉EPA1981年美国国家环保局一度被冷落。但在，LIMB内喷钙多段燃烧降低氮氧化物的脱硫技术，简称以上时，用石灰石或消石2Ca/S在并取得了一些经验。对燃用中、低和60%灰作吸收剂，脱硫率分别可达40%不一定非含硫量的煤的脱硫来说，只要能满足环保要求，炉内喷钙脱硫工艺要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。 简单，投资费用低，特别适用于老厂的改造。 (2)LIFAC烟气脱硫工艺并工艺即在燃煤锅炉内适当温度区喷射石

18、灰石粉，LIFAC用以脱除烟气中的在锅炉空气预热器后增设活化反应器，于公司开发的这种脱硫工艺，和IVO芬兰SO2。Tampella工艺的脱硫效率一般为LIFAC1986年首先投入商业运行。 85%。60%烟气脱硫LIFACShand加拿大最先进的燃煤电厂电站采用个月的运行结果表明，其脱硫工艺性能良好，脱8工艺，控制技术相SO2硫率和设备可用率都达到了一些成熟的其工艺投脱硫工艺，LIFAC当的水平。我国下关电厂引进 资少、占地面积小、没有废水排放，有利于老电厂改造。(Flue gas 4燃烧后脱硫，又称烟气脱硫FGD) desulfurization，简称. . 效率最高的脱硫技燃煤的烟气脱硫技

19、术是当前应用最广、FGD术。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时期内，目前国内外火电厂烟气脱排放的主要方法。将是控制SO2技脱硫效率高、硫技术的主要发展趋势为：装机容量大、自动化程度占地少、运行费用低、术水平先进、投资省、 高、可靠性好等。 4.1干式烟气脱硫工艺年代初，与常规的湿式该工艺用于电厂烟气脱硫始于80脱硫产物呈干;洗涤工艺相比有以下优点：投资费用较低设备不易腐;并和飞灰相混;无需装设除雾器及再热器态，吸收剂的利用率低其缺点是：蚀，不易发生结垢及堵塞。飞灰与脱;用于高硫煤时经济性差于湿式烟气脱硫工艺对干燥过程控制要求很硫产物相混可能影响综合利用; 高。简称干法(喷雾干式烟气脱硫工艺：

20、(1)喷雾干式烟气脱硫公司共Niro AtomierJOY公司和丹麦FGD)，最先由美国年代中期得到发展，并在电力工同开发的脱硫工艺，70该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔业迅速推广应用。反应后生成一种干燥的固石灰浆液与中与烟气接触，SO2我国曾在四最后连同飞灰一起被除尘器收集。体反应物，川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验，. . 机组上采用旋转喷雾300MW取得了一些经验，为在200 干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。研究利年起，日本从1985粉煤灰干式烟气脱硫技术：(2)年底1988用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术，到年初投运了首台粉煤灰干式1991完成工业实用化试验

21、，。其特点：脱硫率高644000Nm3/h脱硫设备，处理烟气量;性能稳定，达到了一般湿式法脱硫性能水平以上，达60%用水量少，无需排水处理和排烟再加热，脱硫剂成本低;1/4;煤灰脱硫剂可以复用设备总费用比湿式法脱硫低 没有浆料，维护容易，设备系统简单可靠。 FGD工艺4.2湿法世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小或碳酸钠(CaO)异，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，(Na2CO3)年的历史，经50SO2。这种工艺已有从而除去烟气中的而且具有脱硫效技术比较成熟，过不断地改进和完善后，运行费用机组容量大，煤种适应性强，(90%98%)，率高

22、的统计(EPA)较低和副产品易回收等优点。据美国环保局资料，全美火电厂采用湿式脱硫装置中，湿式石灰法占，4.1%87%;47.4%，两法共占双碱法占石灰石法占39.6%，在大型如德国、日本等。世界各国碳酸钠法占3.1%(). . 石膏法烟气脱-/石灰石火电厂中，90%以上采用湿式石灰 硫工艺流程。 石灰或石灰石法主要的化学反应机理为：CaSO3?1/2H2O SO2+CaO+1/2H2O石灰法：CaSO3?1/2H2O+CO2 SO2+CaCO3+1/2H2O石灰石法： 其主要优点是能广泛地进行商品化开发，且其吸收剂的资源丰富，成本低廉，废渣既可抛弃，石灰石法是世界上也可作为商品石膏回收。目前

23、，石灰/以90%工艺，对高硫煤，脱硫率可在应用最多的一种FGD 以上。上，对低硫煤，脱硫率可在95%石灰石工艺有其潜在的缺陷，主要表现为设/传统的石灰各设腐蚀与磨损。为了解决这些问题，堵塞、备的积垢、第三备制造厂商采用了各种不同的方法，开发出第二代、 石灰石脱硫工艺系统。/代石灰;氢氧化钠法氢氧化镁法;FGD湿法工艺较为成熟的还有： 氨法等。Wellman-Lord FGD工艺;公司美国Davy Mckee工艺的FGD在湿法工艺中，烟气的再热问题直接影响整个投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低. . 若不经过再加热而直接排入烟大都在露点以下，)，(45囱，则容易形成酸雾，腐蚀烟囱，也

24、不利于烟气的扩散。应用目前，FGD装置一般都配有烟气再热系统。所以湿法式烟气热交换器回转()较多的是技术上成熟的再生工艺投资的比例较高。占整个FGD(GGH)。GGH价格较贵，近年来，日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的，较好地解决了烟气泄漏问题，但价格仍然较高。前GGH它和烟囱的新工艺，GGH德国SHU公司开发出一种可省去利用电厂循环水装置安装在电厂的冷却塔内，将整个FGD是一种十分有前途的方运行情况良好，余热来加热烟气， 法。 等离子体烟气脱硫技术5年代，目前世界上已70等离子体烟气脱硫技术研究始于 2类：较大规模开展研究的方法有(EB) (1)电子束辐照法电子束辐照含有水蒸气的烟气时，会使烟气中的分子如等处于激发态、离子或裂解，产生强氧化性的自H2OO