烟气脱硫设备及工艺原理培训教材(共42页).ppt

1、烟气脱硫设备及工艺原理一、脱硫的开展与应用一、脱硫的开展与应用二、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、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五、石灰石石膏湿法脱硫工艺流程及设备五、石灰石石膏湿法脱硫工艺流程及设备一、脱硫的开展与应用一、脱硫的开展与应用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 19981998年全国火电装机容量为年全国火电装机容量为2098820988万千瓦，占总万千瓦，占总装机容量的装机容量的75.7%75.7%。二氧化硫排放约为。二氧化硫排放约为780780万吨，占全国万吨，占全国二氧化硫排放量的二氧化

2、硫排放量的37.3%37.3%。预计。预计20002000年达年达40%40%，20212021年将年将到达到达60%60%。9595年统计，由于酸雨和二氧化硫污染造成农作年统计，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经济损失约为物、森林和人体健康等方面的经济损失约为11001100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%2%，成为制约我国经济和社，成为制约我国经济和社会开展的重要因素。会开展的重要因素。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

3、大气污染防治法?提出：在提出：在“两区两区内的火电厂新建或已建工程不能采用低硫煤的，必须建设配套脱硫、内的火电厂新建或已建工程不能采用低硫煤的，必须建设配套脱硫、除尘装置。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日起日起新、扩、改建火电厂，在实行全厂排放总量控制的根底上，增加了烟新、扩、改建火电厂，在实行全厂排放总量控制的根底上，增加了烟囱二氧化硫排放浓度限制。囱二氧化硫排放浓度限制。国务院对国务院对“两控区内火电厂二氧化硫控制的要求：两控区内火电厂二氧化硫控制的

4、要求： ?国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复?(国国函函19985号号)，即要求，即要求“两控区的火电厂做到：到两控区的火电厂做到：到2000年底达标年底达标排放。新建、改造燃煤含硫量大于排放。新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂，必须建设脱硫设施；现的电厂，必须建设脱硫设施；现有燃煤含硫量大于有燃煤含硫量大于1%的电厂，在的电厂，在2021年前分期分批建成脱硫设施或采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。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

5、烧前、中、后 煤炭洗选：使用前脱硫。目前仅能除去煤炭中的局部煤炭洗选：使用前脱硫。目前仅能除去煤炭中的局部无机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。无机硫，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：燃烧过程洁净煤燃烧技术：燃烧过程中脱硫。具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石中脱硫。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。脱硫、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。在锅炉尾部电除尘后：燃烧后脱硫。在锅炉尾部电除尘后至烟囱之间的烟道处加装脱硫设备

6、至烟囱之间的烟道处加装脱硫设备,目前目前95以上的燃煤锅以上的燃煤锅炉采用此方式实施脱硫炉采用此方式实施脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技术手段。最主要的技术手段。 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

7、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：进入干吸收剂；排出干物质。法：进入干吸收剂；排出干物

8、质。 干法是指无液相介入完全在枯燥状态下进行干法是指无液相介入完全在枯燥状态下进行脱硫的方法。如向炉内喷枯燥的生石灰或石灰脱硫的方法。如向炉内喷枯燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。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别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：采用海水对烟气脱硫的方法海水法：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。脱硫残液设备的问题。脱硫残液PH很低，必须配

9、置参数合理很低，必须配置参数合理的水质恢复系统，才能到达环保要求的排放条件。的水质恢复系统，才能到达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，但根本原理都是以碱性物

10、质作程各不相同，但根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、生石灰为根底。钙法：以石灰石、生石灰为根底。镁法：以氧化镁为根底的镁法：以氧化镁为根底的氨法：以合成氨为根底氨法：以合成氨为根底双碱法双碱法FGD工艺工艺1 1脱硫过程脱硫过程Na2CO3Na2CO3SO2Na2SO3SO2Na2SO3CO2CO22N

11、aOH2NaOHSO2Na2SO3SO2Na2SO3H2OH2ONa2SO3Na2SO3SO2SO2H2O2NaHSO3H2O2NaHSO32 2再生过程用石灰乳再生过程用石灰乳2NaHSO32NaHSO3CaCaOHOH2Na2SO32Na2SO3CaSO3CaSO3Na2SO3Na2SO3CaCaOHOH22NaOH22NaOHCaSO3CaSO3钠法：以亚硫酸钠、氢氧化钠为根底。钠法：以亚硫酸钠、氢氧化钠为根底。3、常用的脱硫技术、常用的脱硫技术 近年来，世界各兴旺国家在烟气脱硫(FGD)方面均取得了很大的进展，美国、德国、日本等兴旺工业国家方案在2000年前完成200 610 MW的F

12、GD处理容量。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85%左右，其中石灰-石膏法约占36.7%，其它湿法脱硫技术约占48.3%；(2)喷雾枯燥脱硫技术，约占8.4%；(3)吸收剂再生脱硫法，约占3.4%；(4)炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法，约占1.9%；(5)海水脱硫技术；(6)电子束脱硫技术；(7)脉冲等离子体脱硫技术；(8)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(约占98%)、美国(约占92%)和德国(约占90%)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

13、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响，两次脱硫。出的烟气进入尾部烟气增湿塔活化反响，两次脱硫。炉内炉内CaCOCaCO3 3 CaO CaO COCO2 2CaO + SOCaO + SO2 2 + 1/2 O2 CaSO + 1/2 O2 CaSO4 4CaOCaOSOSO3 3 CaSO CaSO4 4活化活化CaO CaO H H2 2O Ca(OH)O Ca(OH)2 2Ca(OH)Ca(OH)2 2 SOSO2 2 CaSO CaSO3 3 H H2 2O OCaSOCaSO3 3 1/2 O1/2 O2 2 CaSO CaSO4 4四、国内火电厂烟气

14、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

15、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。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别离浓缩、成硫酸钙，从吸收塔内排出的硫酸钙经旋流别离浓缩、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

16、/h锅炉配套湿法烟气脱硫装置。 湿式脱硫装置：吸收塔、湿式脱硫装置：吸收塔、GGHGGH烟气加热器、增压风机、烟烟气加热器、增压风机、烟道等为每台锅炉各自独立设备，其他系统共用。道等为每台锅炉各自独立设备，其他系统共用。 湿法烟气脱硫主要工艺流程为：锅炉排出的烟气经引风机湿法烟气脱硫主要工艺流程为：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响冷却后，进入吸收塔，在吸收塔中与石灰石浆液综合反响吸收，烟气中的二氧化硫与石灰石浆液反响生成石膏，由吸收，烟气中的二氧化硫与

17、石灰石浆液反响生成石膏，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，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392t2挡板密封风机挡板密封风机2Q=10000m3/h P=2000Pa N=7.5kW3轴流式升压风机轴流式升压风机2Q=1.1x1131000Nm3/h,P=1.2x2850Pa N=2500kW4再生式气再生式气/气换热器（气换热器（G

18、GH）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=5.8kW5密封空气风机密封空气风机2Q=1500Nm3/h,P=8000Pa N=7.5kW6吸收塔吸收塔211.325.7m,壁厚壁厚8-10mm6吸收塔搅拌器吸收塔搅拌器8侧进式侧进式,N=10kW8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=130kW9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=400/450/500kW10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

19、封, Q=42m3/h H=40m N=11kW11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=55m12工艺水箱工艺水箱1V=150m3 6m h=5.4m13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 kW16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=3kW17真空泵真空泵2水环式水环式Q=2300m3/h, N=7

20、5kW, P=34kPa18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 kW19吸收塔排水坑泵吸收塔排水坑泵1液下泵液下泵 Q=30m3/h H=30m N=5.5 kW20事故浆液池事故浆液池1V=800m3 14144.5m21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=35m22给料称重机给料称重机2Q=4t/h N=1.1KW23湿式球磨机湿式球磨机2Q=4t/h N=150KW24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

21、14.25.4m，V=70m326石灰石浆池搅拌器石灰石浆池搅拌器1N=3.5KW27石灰石浆泵（至吸收塔）石灰石浆泵（至吸收塔）2Q=8m3/h H=50m N=2.5kWCDCDRD2ESTESPOAC1,2DPDPPAFP1,2FTEDPCWPFUVPFCWPWUBF 1EDPFUCWPVPBF 2FCWPARP1,2,3GBP1,2BD2BD1RD1PWP1,2WUGHCLSP1,2LST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等级石灰石石膏法等级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：将石灰石制成浆液。吸收剂制备系统：将石灰石制成浆液。

22、烟气再热系统：提高烟气压头克服系统阻力，将净烟气加热。烟气再热系统：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：吸收吸收系统吸收塔：吸收SO2净化烟气。净化烟气。石膏脱水系统：回收吸收剂，再利用。石膏脱水系统：回收吸收剂，再利用。工艺水系统：系统冲洗、补水等。工艺水系统：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硫工程的生产和使用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

23、会社荏原制作所提供。业绩，因此台山电厂脱硫装置主要由日本株式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 膨胀节非金属及局部关键阀门膨胀节非金属及局部关键阀门 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控制系统及局部仪表控制系统及局部仪表 所有浆液泵、搅拌器及所有浆液阀所有浆液泵、搅拌器及

24、所有浆液阀ARP1,2,3A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BD1BD2A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从砼烟道引入增压风机后，经升烟道引入增压风机后，经升

25、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

26、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GBP1,2A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OAC1,2GBP1,2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CaOH2OCaOH2CaOH2SO2CaSO31/2H2O1/2H2OCaCO3S