烟气脱硫设备及工艺流程

1、烟气脱硫(FGD)设备及工艺原理 一、脱硫的发展与应用一、脱硫的发展与应用 二、火电厂脱硫方式二、火电厂脱硫方式 三、三、 烟气脱硫方法烟气脱硫方法 四、四、国内火电厂烟气脱硫的应用国内火电厂烟气脱硫的应用 五、石灰石石膏五、石灰石石膏湿法湿法脱硫工艺流程及设备脱硫工艺流程及设备 一、脱硫的发展与应用一、脱硫的发展与应用 1. 1. 全国火电厂二氧化硫排放状况全国火电厂二氧化硫排放状况 1998年全国火电装机容量为年全国火电装机容量为20988万千瓦万千瓦，占总，占总 装机容量的装机容量的75.7%。二氧化硫排放约为。二氧化硫排放约为780万吨，万吨，占占 全国二氧化硫排放量的全国二氧化硫排放

2、量的37.3%。预计。预计20002000年达年达40%， 2010年将达到年将达到60%。95年统计，由于酸雨和二氧化年统计，由于酸雨和二氧化 硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济经济 损失约为损失约为1100多亿元多亿元，已接近当年国民生产总值的，已接近当年国民生产总值的 2%，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。 2 2国家对国家对SOSO2 2的治理要求的治理要求 法律的要求：法律的要求： 1995年修订的年修订的中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国大气污染防治法提出：在提出：在“两两 区区

3、”内的火电厂新建或已建项目不能采用低硫煤的，必须建设配套脱内的火电厂新建或已建项目不能采用低硫煤的，必须建设配套脱 硫、除尘装置。硫、除尘装置。 国家污染物排放标准的要求：国家污染物排放标准的要求： 火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准(GB13223-1996)，对对1997年年1月月1 日起新、扩、改建火电厂，在实行全厂排放总量控制的基础上，增加日起新、扩、改建火电厂，在实行全厂排放总量控制的基础上，增加 了烟囱二氧化硫排放浓度限制。了烟囱二氧化硫排放浓度限制。 国务院对国务院对“两控区两控区”内火电厂二氧化硫控制的要求：内火电厂二氧化硫控制的要求： 国务院关于酸雨控制区和二氧

4、化硫污染控制区有关问题的批复 (国函19985号)，即要求即要求“两控区两控区”的火电厂做到：到的火电厂做到：到2000年底达年底达 标排放。标排放。新建、改造燃煤含硫量大于新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂，必须建设脱硫设施；的电厂，必须建设脱硫设施； 现有燃煤含硫量大于现有燃煤含硫量大于1%的电厂，在的电厂，在2010年前分期分批建成脱硫设施或年前分期分批建成脱硫设施或 采取其它具有相应效果的减排二氧化硫措施。采取其它具有相应效果的减排二氧化硫措施。 二、火电厂脱硫方式（燃烧前、中、后）二、火电厂脱硫方式（燃烧前、中、后） 煤炭洗选煤炭洗选：使用前脱硫。使用前脱硫。目前仅能除去煤炭中的部分

5、无目前仅能除去煤炭中的部分无 机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。 循环流化床锅炉循环流化床锅炉(CFBC)- 洁净煤燃烧技术：燃烧过程中燃烧过程中 脱硫。脱硫。具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、 控制炉温减少氮氧化物排放等特点。控制炉温减少氮氧化物排放等特点。 烟气脱硫烟气脱硫(FGD) ：燃烧后脱硫。燃烧后脱硫。在锅炉尾部电除尘后至在锅炉尾部电除尘后至 烟囱之间的烟道处加装脱硫设备烟囱之间的烟道处加装脱硫设备,目前目前95以上的燃煤锅炉采以上的燃煤锅炉采 用此方式实施脱

6、硫用此方式实施脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主 要的技术手段。要的技术手段。 目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！ 三、三、 烟气脱硫方法烟气脱硫方法 1 1按有无液相介入分类按有无液相介入分类 在电力界尤其是脱硫界以有无液相介入来进行分类。在电力界尤其是脱硫界以有无液相介入来进行分类。 湿法湿法 半干法半干法 干法干法 海水法海水法 电子束法电子束法 按按 有有 无无 液液 相相 介介 入入 分分 类类 湿湿 法：法：进入湿吸收剂；排出湿物质进入湿吸收剂；排出湿物质 湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理

7、在气、液、湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理在气、液、 固三相中进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀固三相中进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀 糊状的流体。湿法脱硫的操作温度在糊状的流体。湿法脱硫的操作温度在4455C。 半干法：半干法：进入湿吸收剂；排出干物质进入湿吸收剂；排出干物质 半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法，脱硫产物为干粉半方法是指在有液相和气相介入脱硫方法，脱硫产物为干粉 状。半方法的操作温度控制在状。半方法的操作温度控制在6080C。 干干 法：法：进入干吸收剂；排出干物质。进入干吸收剂；排出干物质。 干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的

8、方法。干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。 如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。 干法的操作温度在干法的操作温度在8001300C。 广东恒运电厂干法脱硫系统广东恒运电厂干法脱硫系统 分离器 石灰发生器 锅炉 烟气经文丘里管喷射烟气经文丘里管喷射 与烟气混合吸收与烟气混合吸收 海水法：海水法：采用海水对烟气脱硫的方法采用海水对烟气脱硫的方法 此方法受地域条件限制。且有氯化物严重腐蚀设备的问此方法受地域条件限制。且有氯化物严重腐蚀设备的问 题。脱硫残液题。脱硫残液PH很低，必须配置参数合理的水质恢复系统，很低，

9、必须配置参数合理的水质恢复系统， 才能达到环保要求的排放条件。才能达到环保要求的排放条件。 电子束法：电子束法：是一种利用高能物理原理，采用电子束辐照是一种利用高能物理原理，采用电子束辐照 烟气，或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。烟气，或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。 电子束法使用的脱硫剂为合成氨，目前仅限于吨位不大的燃电子束法使用的脱硫剂为合成氨，目前仅限于吨位不大的燃 煤锅炉烟气脱硫。煤锅炉烟气脱硫。 2按脱硫剂分类按脱硫剂分类 目前开发的多种烟气脱硫技术，尽管设备构造和工艺流目前开发的多种烟气脱硫技术，尽管设备构造和工艺流 程各不相同，但基本原理都是以碱性物质作程各不相同，但基

10、本原理都是以碱性物质作SO2的吸收剂。的吸收剂。 以石灰石、生石灰为基础的钙法以石灰石、生石灰为基础的钙法 以氧化镁为基础的镁法以氧化镁为基础的镁法 以合成氨为基础的氨法以合成氨为基础的氨法 以有机碱为基础的碱法以有机碱为基础的碱法 以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法 按按 脱脱 硫硫 剂剂 分分 类类 钙法：以石灰石、生石灰为基础。钙法：以石灰石、生石灰为基础。 镁法：以氧化镁为基础的镁法：以氧化镁为基础的 氨法：以合成氨为基础氨法：以合成氨为基础 双碱法双碱法FGD工艺工艺 （1 1）脱硫过程）脱硫过程 Na2CO3SO2Na2SO3CO2 2NaOHSO2N

11、a2SO3H2O Na2SO3SO2H2O2NaHSO3 （2 2）再生过程（用石灰乳）再生过程（用石灰乳） 2NaHSO3Ca（OH）2Na2SO3CaSO3 Na2SO3Ca（OH）22NaOHCaSO3 钠法：以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础。钠法：以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础。 3、常用的脱硫技术、常用的脱硫技术 近年来，世界各发达国家在烟气脱硫近年来，世界各发达国家在烟气脱硫(FGD)方面均取得了很大的方面均取得了很大的 进展，美国、德国、日本等发达工业国家计划在进展，美国、德国、日本等发达工业国家计划在2000年前完成年前完成200 610 MW的的FGD处理容量。处理容量。 目前国际上已

12、实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有：目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有： (1)湿法脱硫技术，占湿法脱硫技术，占85%左右，其中石灰左右，其中石灰-石膏法约占石膏法约占36.7%，其，其 它湿法脱硫技术约占它湿法脱硫技术约占48.3%； (2)喷雾干燥脱硫技术，约占喷雾干燥脱硫技术，约占8.4%； (3)吸收剂再生脱硫法，约占吸收剂再生脱硫法，约占3.4%； (4)炉内喷射吸收剂炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法，约占增温活化脱硫法，约占1.9%； (5)海水脱硫技术；海水脱硫技术； (6)电子束脱硫技术；电子束脱硫技术； (7)脉冲等离子体脱硫技术；脉冲等离子体脱硫技术；

13、 (8)烟气循环流化床脱硫技术等。烟气循环流化床脱硫技术等。 以湿法脱硫为主的国家有：日本以湿法脱硫为主的国家有：日本(约占约占98%)、 美国美国(约占约占92%)和德国和德国(约占约占90%)等。等。 炉内喷钙炉内喷钙+尾部增湿法尾部增湿法 介于炉内脱硫和烟气脱硫两者之间，在炉膛内喷石灰石粉，排介于炉内脱硫和烟气脱硫两者之间，在炉膛内喷石灰石粉，排 出的烟气进入尾部烟气增湿塔活化反应，两次脱硫。出的烟气进入尾部烟气增湿塔活化反应，两次脱硫。 炉内炉内 CaCOCaCO3 3 CaO CaO COCO2 2 CaOCaO + SO + SO2 2 + 1/2 O2 CaSO + 1/2 O2

14、 CaSO4 4 CaOCaOSOSO3 3 CaSO CaSO4 4 活化活化 CaOCaO H H2 2O Ca(OH)O Ca(OH)2 2 Ca(OH)Ca(OH)2 2 SOSO2 2 CaSO CaSO3 3 H H2 2O O CaSOCaSO3 3 1/2 O1/2 O2 2 CaSO CaSO4 4 四、国内火电厂烟气脱硫的应用四、国内火电厂烟气脱硫的应用 国际最新国际最新5种主流烟气脱硫技术种主流烟气脱硫技术 1、石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术 2、镁法-烟气脱硫技术 3、钠法-烟气脱硫技术 4、氨法-烟气脱硫技术 5、海水法-烟气脱硫技术 设备、安装（包括土建）费用 运行费

15、用 五、石灰石石膏五、石灰石石膏湿法湿法脱硫工艺流程及设备脱硫工艺流程及设备 工艺流程工艺流程: 石灰石经过破碎、研磨、制成浆液后输送到吸收塔。石灰石经过破碎、研磨、制成浆液后输送到吸收塔。 吸收塔内浆液经循环泵送到喷淋装置喷淋。吸收塔内浆液经循环泵送到喷淋装置喷淋。 烟气从烟道引出后经增压风机增压，进入烟气从烟道引出后经增压风机增压，进入GGH烟气加烟气加 热器冷却后进入吸收塔。烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石热器冷却后进入吸收塔。烟气在吸收塔中与喷淋的石灰石 浆液接触，除掉烟气中的浆液接触，除掉烟气中的SO2，洁净烟气从吸收塔排出后，洁净烟气从吸收塔排出后 经经GGH烟气加热器加热后排入烟道。

16、烟气加热器加热后排入烟道。 吸收塔内吸收吸收塔内吸收SO2后生成的亚硫酸钙，经氧化处理生后生成的亚硫酸钙，经氧化处理生 成硫酸钙，从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离（浓缩）、成硫酸钙，从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流分离（浓缩）、 真空脱水后回收利用。真空脱水后回收利用。 湿法石灰石湿法石灰石(石灰石灰)/石膏法烟气脱硫技术系统图石膏法烟气脱硫技术系统图 大港改建工程2台1080t/h锅炉配套 湿法烟气脱硫装置。 湿式脱硫装置：湿式脱硫装置：吸收塔吸收塔、GGHGGH烟气加热器烟气加热器、增压风机增压风机、烟烟 道道等为每台锅炉各自独立设备，其他系统共用。等为每台锅炉各自独立设备，其他系统共用。 湿

17、法烟气脱硫主要工艺流程湿法烟气脱硫主要工艺流程为：锅炉排出的烟气经引风机为：锅炉排出的烟气经引风机 送入混凝土公用烟道，再从砼烟道引出经过升压风机升压、送入混凝土公用烟道，再从砼烟道引出经过升压风机升压、 冷却后，进入吸收塔，在吸收塔中与石灰石浆液综合反应冷却后，进入吸收塔，在吸收塔中与石灰石浆液综合反应 吸收，烟气中的二氧化硫与石灰石浆液反应生成石膏，由吸收，烟气中的二氧化硫与石灰石浆液反应生成石膏，由 吸收塔排出经脱水处理后，固体石膏再利用。吸收塔排出吸收塔排出经脱水处理后，固体石膏再利用。吸收塔排出 的净烟气，经加热后回到混凝土公用烟道，经烟囱排向大的净烟气，经加热后回到混凝土公用烟道，

18、经烟囱排向大 气。气。 大大 港港 技技 改改 工工 程程 脱脱 硫硫 装装 置置 主主 要要 设设 备备 表表 序号序号设备名称设备名称数量数量设备规格设备规格 1烟道烟道392t 2挡板密封风机挡板密封风机2Q=10000m3/h P=2000Pa N=7.5kW 3轴流式升压风机轴流式升压风机2Q=1.1x1131000Nm3/h,P=1.2x2850Pa N=2500kW 4再生式气再生式气/气换热器（气换热器（GGH）2回转式，换热面积回转式，换热面积9500m2,驱动电机驱动电机N=5.8kW 5密封空气风机密封空气风机2Q=1500Nm3/h,P=8000Pa N=7.5kW 6

19、吸收塔吸收塔211.325.7m,壁厚壁厚8-10mm 6吸收塔搅拌器吸收塔搅拌器8侧进式侧进式,N=10kW 8氧化风机（包括消声段）氧化风机（包括消声段）2罗茨风机罗茨风机Q=1.1x3500Nm3/h, P=100kPa N=130kW 9离心式离心式,吸收塔再循环泵吸收塔再循环泵4Q=5300m3/h,H=24.5/26/27.5m, N=400/450/500kW 10吸收塔排出泵吸收塔排出泵2离心式离心式, 机械密封机械密封, Q=42m3/h H=40m N=11kW 11工艺水泵工艺水泵2离心式离心式, 机械密封机械密封, Q=100m3/h N=21kW H=55m 12工艺

20、水箱工艺水箱1V=150m3 6m h=5.4m 13石膏水力（第一级）旋流器站石膏水力（第一级）旋流器站233.15m3/h旋流子旋流子8个加个加1个备用个备用 14废水旋流器站废水旋流器站24m3/h， 15石膏浆转运泵石膏浆转运泵1离心泵，离心泵，Q=4.6m3/h H=30m N=1.1 kW 16真空皮带过滤机真空皮带过滤机26.6t/h,（石膏含水（石膏含水10%）N=3kW 17真空泵真空泵2水环式水环式Q=2300m3/h, N=75kW, P=34kPa 18石膏脱水排水坑泵石膏脱水排水坑泵1液下泵液下泵 Q=20m3/h H=20m N=1.5 kW 19吸收塔排水坑泵吸收

21、塔排水坑泵1液下泵液下泵 Q=30m3/h H=30m N=5.5 kW 20事故浆液池事故浆液池1V=800m3 14144.5m 21事故浆液池泵事故浆液池泵1液下泵液下泵, 机械密封机械密封, Q=54m3/h N=15kW H=35m 22给料称重机给料称重机2Q=4t/h N=1.1KW 23湿式球磨机湿式球磨机2Q=4t/h N=150KW 24石灰石仓石灰石仓1500m3 6m6m14m ，锥高，锥高5m两个出口两个出口 25石灰石浆液箱石灰石浆液箱14.25.4m，V=70m3 26石灰石浆池搅拌器石灰石浆池搅拌器1N=3.5KW 27石灰石浆泵（至吸收塔）石灰石浆泵（至吸收塔

22、）2Q=8m3/h H=50m N=2.5kW CDCDRD2 EST ESP OAC1,2 DPDPP A FP1,2 FT EDP CWP FU VP FCWP WU BF 1 EDP FU CWP VP BF 2 FCWP ARP1,2,3 GBP1,2 BD2BD1 RD1 PWP1,2 WU GHC LSP1,2LST 石灰石湿法工艺流程图石灰石湿法工艺流程图 台山台山600MW600MW等级等级石灰石石膏法石灰石石膏法 脱硫装置主要系统脱硫装置主要系统 吸收剂制备系统：吸收剂制备系统：将石灰石制成浆液。将石灰石制成浆液。 烟气（再热）系统：烟气（再热）系统：提高烟气压头克服系统阻力

23、，将净烟气加热提高烟气压头克服系统阻力，将净烟气加热。 SO2吸收系统（吸收塔）：吸收系统（吸收塔）：吸收吸收SO2净化烟气。净化烟气。 石膏脱水系统石膏脱水系统：回收吸收剂，再利用回收吸收剂，再利用。 工艺水系统：工艺水系统：系统冲洗、补水等。系统冲洗、补水等。 废水排放系统废水排放系统 其他系统其他系统 电气系统电气系统 热工自动化系统热工自动化系统 脱硫废水处理系统脱硫废水处理系统 由于目前国内脱硫公司尚无由于目前国内脱硫公司尚无600MW等级石灰石石膏湿法脱等级石灰石石膏湿法脱 硫工程的生产和使用业绩，因此台山电厂脱硫装置主要由日本株式硫工程的生产和使用业绩，因此台山电厂脱硫装置主要由

24、日本株式 会社荏原制作所提供。会社荏原制作所提供。 台山台山1、2机组脱硫工程进口的主要设备如下：机组脱硫工程进口的主要设备如下： 吸收塔内部件吸收塔内部件 吸收塔搅拌器吸收塔搅拌器 烟气冷却泵、烟气冷却器烟气冷却泵、烟气冷却器 氧化风机氧化风机 FGD增压风机增压风机 FGD进、出口挡板和旁路挡板进、出口挡板和旁路挡板 膨胀节（非金属）及部分关键阀门膨胀节（非金属）及部分关键阀门 石膏浆液旋流器石膏浆液旋流器 真空皮带脱水机、真空泵真空皮带脱水机、真空泵 废水旋流器废水旋流器 DCS控制系统及部分仪表控制系统及部分仪表 所有浆液泵、搅拌器及所有浆液阀所有浆液泵、搅拌器及所有浆液阀 ARP1,

25、2,3 A 吸收剂制备系统吸收剂制备系统 石灰石仓 斗式提料机刮板机 给料称重机 卸料斗 振动给料机 湿式球磨机 锤式破 碎机 吸收塔 浆 液 罐 石灰液制备设备：石灰液制备设备： 给料称、重机刮板机、斗式提料机、石灰石仓、湿式球磨机、给料称、重机刮板机、斗式提料机、石灰石仓、湿式球磨机、 锤式破碎机、振动给料机、卸料斗、浆液罐锤式破碎机、振动给料机、卸料斗、浆液罐 北京国华热电公司200MW脱硫工程 BD1BD2 A 工艺水 烟烟 气气 系系 统统 吸收塔 循环泵 喷淋装置 除雾装置 GGH烟气 加热器 增压风机 挡板门挡板门 烟 囱 锅 炉 旁路 挡板 锅炉产生的原烟气从砼锅炉产生的原烟气

26、从砼 烟道引入增压风机后，经升烟道引入增压风机后，经升 压进入压进入GGH对加热元件进行对加热元件进行 加热后，进入吸收塔。加热后，进入吸收塔。 脱硫后的净烟气由吸收塔脱硫后的净烟气由吸收塔 上部引出，经上部引出，经GGH净烟气侧净烟气侧 进行加热后，进入烟囱，经进行加热后，进入烟囱，经 达标的烟气排入大气。达标的烟气排入大气。 增压风机增压风机 北京国华热电公司200MW脱硫设备安装工程 广东台山广东台山2号机组脱硫工程烟气系统号机组脱硫工程烟气系统 主要设备主要设备 FGD升压风机及其配套设备升压风机及其配套设备 轴流式轴流式, Q=2344000m3/h,1台台 烟气换热器及其配套设备烟

27、气换热器及其配套设备 （含吹灰器）（含吹灰器） 1套套 挡板密封气风机挡板密封气风机 Q=15000m3/h,压差压差25mbar2台台 密封气加热器密封气加热器 加热能力加热能力150/400kW2台台 GGH空气贮罐空气贮罐 1台台 GGH排水坑泵排水坑泵 1台台 烟气冷却器壳体烟气冷却器壳体 1台台 烟道烟道 旁路挡板（进口）旁路挡板（进口） 600010000 1个个 FGD进口风门进口风门 （进口）（进口） 600010000 1个个 FGD出口风门出口风门 （进口）（进口） 60009000 1个个 膨胀节膨胀节,设备平台扶梯栏杆支架设备平台扶梯栏杆支架,管道等安装管道等安装 GB

28、P1,2 A 工 艺 水 去灰渣池 石膏脱水系统石膏脱水系统 真空皮带过滤机 真空泵 石膏堆放场 石膏脱水旋流站 滤液水箱 滤液罐 主要设备主要设备 真空皮带过滤机真空皮带过滤机 滤液罐真空泵滤液罐真空泵 滤液水箱滤液水箱 石膏脱水旋流站石膏脱水旋流站 石膏脱水主要设备石膏脱水主要设备 真空皮带过滤机真空皮带过滤机 滤液罐真空泵滤液罐真空泵 滤液水箱滤液水箱 石膏脱水旋流站石膏脱水旋流站 OAC1,2 GBP1,2 工 艺 水 烟 道 来 气 去 烟 道 烟 气 玻 璃 鳞 片 衬 胶 玻 璃 鳞 片 碳 钢 吸吸 收收 塔塔 系系 统统 石膏脱水旋流站 （1） 吸收 CaOH2OCa（OH）2 Ca（OH）2SO2CaSO31/2H2O1/