燃煤电厂烟气脱硫技术课件范本学习培训模板课件

1、燃煤电厂烟气脱硫技术提 纲第一部分燃煤火力发电工艺概况第二部分 火力发电生产过程中的排污状况第三部分 常见的几种烟气脱硫技术第一部分、燃煤火力发电工艺流程概况燃煤火力发电工艺流程概述 发电厂是把各种动力能源的能量转变成电能的工厂。根据所利用的能源形式可分为火力发电厂、水利发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、风力发电厂等。能量转换过程：燃料的化学能蒸汽的热势能机械能电能。 火力发电厂：利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能。 燃煤火力发电工艺流程概述凝气式燃煤电厂生产过程示意图燃煤火力发电工艺流程概述主要工艺系统锅炉燃烧制粉系统锅炉烟风系统锅炉点火及启动助燃油系统热力系统锅炉启动系统（直流锅

2、炉）、主蒸汽、再热蒸汽系统、汽机旁路系统、汽轮机抽汽系统、给水系统、凝结水系统、加热器疏水及放气系统、辅助蒸汽系统、闭式循环冷却水系统、厂内循环水及开式冷却水系统电厂输煤系统卸煤、贮煤、上煤除灰、渣、石子煤系统除灰系统、除渣系统、石子煤处理系统（中速磨煤机）燃煤火力发电工艺流程概述主要工艺系统电厂化学水系统锅炉补给水处理系统、凝结水精处理系统、制氢系统、废水处理系统电气系统电气主接线、中低压厂用电系统接线、事故保安电源和不停电电源（UPS）系统、事故保安电源、交流不停电电源（UPS）系统、直流系统热工自动化系统水工系统循环水系统、补给水予处理系统、全厂服务水系统、全厂生活水系统、全厂废水的回收

3、及利用系统、厂区雨水排放系统、全厂消防系统采暖、通风、除尘系统烟气脱硫系统燃煤火力发电工艺流程概述 主要设备 锅炉 主要热力设备之一，是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量的蒸汽。 燃煤火力发电工艺流程概述汽轮机发电机组 汽轮机是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机发电机组的基本部分。亚临界300MW汽轮机示意图燃煤火力发电工艺流程概述燃煤火力发电工艺流程概述 同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。 燃煤火力发电工艺流程概述 热力系统 汽轮机部分

4、的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。 燃煤火力发电工艺流程概述 主要辅助系统 除尘系统，脱硫系统，废水处理系统，脱硫塔燃煤火力发电工艺流程概述第二部分、火力发电生产过程中的排污状况火力发电生产过程中的排污状况1、火电站排烟对环境的污染及其危害 未净化的电站锅炉烟气通过高烟囱排入大气，会给地区环境带来污染。烟气中主要污染物有粉尘、SOx、NOx和CO2等。 是指未被除尘器捕集下来的，粒径小于10m的小颗粒，能长期飘浮于大气中，并作长距离传输，排放量视除尘效率而定。粉尘 引起支气管炎、哮喘病

5、、肺心病，甚至死亡。此外,它引起的酸雨还会使农作物减产或植被枯萎。火力发电生产过程中的排污状况SOx会危害人体健康 NOx的毒性及腐蚀性比SOx更强。它会破坏大气中臭氧层，从而使紫外线透过大气层辐射人体，使皮肤癌的发病率增高。同时，NOx也是造成酸雨的元凶之一。 大气NO2浓度世界地图 火力发电生产过程中的排污状况 在温室气体中，CO2浓度增加对温室效应的贡献值约为55%。计算表明，大气中的二氧化碳浓度增加1倍，地表温度将上升1.54.5。CO2排放量的急剧增长，会带来严酷的天气类型、变化的生态系统功能、物种灭绝及生物多 样性的丧失、饮用水的减少、 海平面上升造成的陆地减少 和平均气温上升等危

6、害。温室效应导致的冰川融化火力发电生产过程中的排污状况 2、废渣的污染及其危害 燃煤电厂要排放大量的灰渣，它由几部分组成。大部分是除尘器收集到的细微颗粒，称为烟尘或粉煤灰，另一部分是锅炉燃烧室底部收集到的炉渣 。大面积的灰会占去大片农田，同时因刮风等引起灰场积灰扬起，发生二次污染。废渣中的微量元素和放射性元素会引起人体中毒，甚至致癌。 火力发电生产过程中的排污状况3、废水和热污染 火电站排放的废水中含有酸碱、油脂、悬浮物、有机物、富营养物和微量元素等。废水的来源有化学废水、油污水、冲灰水及生活污水等。 火力发电生产过程中的排污状况 4、噪声及其危害 噪声是指干扰人们休息、学习和工作，使人厌烦的

7、声音或声振动。火电站是一个噪声源相对集中、噪声辐射量大、噪声种类繁多的场所。 火力发电生产过程中的排污状况燃煤电厂常见的几种烟气脱硫技术烟尘净化 将烟尘从含烟尘的烟气中分离并捕集气态污染物净化烟气净化排放治理措施烟气脱硫：燃烧前、燃烧中及燃烧后脱硫烟气脱硝：低NOX燃烧技术，或从烟气中脱除NOXCO2的捕集及封存第三部分、常见的几种烟气脱硫技术洗煤、型煤固硫 燃煤SO2控制技术 燃烧前脱硫 燃烧中脱硫 燃烧后脱硫煤气化、液化 生物、化学法脱硫 （可用作脱硫的辅助手段） （不能与石油、天然气竞争 ）（距工业应用尚有较大距离）炉内喷钙脱硫等 循环流化床燃烧脱硫（应用最广、效率最高、最经济可行 ）一

8、、常见的几种烟气脱硫技术所占比例在90%左右烟气脱硫（FGD，Flue Gas Desulphurization） 按脱硫剂进行分类钙法（石灰石/石灰） 氨法、镁法、钠法、碱铝法、氧化铜/锌法、活性炭法、磷铵法 按脱硫产物是否应用进行分类 回收法 抛弃法 吸收法、吸附法 按其净化原理进行分类 催化氧化法、催化还原法 按脱硫过程和脱硫产物的干湿状态进行分类 湿法 半干法 干法 燃烧后烟气脱硫技术分类二、常见的几种燃烧后烟气脱硫技术 下面我们针对常见典型烟气脱硫技术做一个介绍。主要介绍三种主流技术：石灰石石膏湿法、循环硫化床（干法/半干法）、海水脱硫。 这几种技术包括了脱硫剂为溶解性和微溶解性的脱

9、硫技术，也包括了湿法、干法/半干法脱硫技术。 同时，也对中小锅炉使用较多的其它技术做简单介绍。通过我们今天的讨论，基本上能对常见烟气脱硫技术、基本原理和工艺流程有一个概念性的熟悉。三、石灰石-石膏湿法脱硫技术 （一） 脱硫原理 石灰石石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性高，是应用最广的脱硫技术。 石灰石-石膏湿法脱硫系统主要由烟气系统、SO2吸收系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、公用系统等组成。 烟气系统 为保证脱硫系统的停运不影响机组烟风系统的正常

10、运行，在烟道上分别设置了原烟气挡板门、净烟气挡板门和旁路挡板门。在脱硫系统正常运行时，将原烟气切换至脱硫系统。在脱硫系统故障或停运时，使原烟气走旁路，直接排到烟囱。这是烟气系统哦!烟气挡板门密封空气密封空气挡板门闭挡板门开常用大型电站烟气脱硫 增压风机外形图 烟气从增压风机入口进入马达带动风机动叶片高速转动，提升烟气压力升压后的烟气通过风机出口扩压段出口排出马达增压风机 烟气换热器 由吸收塔出来的烟气，温度已经降至4555，已低于酸露点，尾部烟道内壁温度较低，容易结露腐蚀，所以通常安装了烟气再热器，其目的是降低吸收塔入口烟温、提高吸收塔出口烟温。烟气再热器有多种方式，一般分为蓄热式和非蓄热式。

11、蓄热式主要有：回转式烟气换热器(RGGH)、管式烟气换热(MGGH)器等。 大型电站烟气脱硫 回转式烟气换热器(RGGH)外形图 大型电站烟气脱硫 管式烟气换热器(MGGH)原理图 SO2吸收系统 通过石灰石浆液吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸钙，氧化空气将其氧化成最终产品石膏，同时净烟气经除雾器除去带出的小液滴。吸收系统中吸收塔形式包括喷淋塔、液柱塔、填料塔、喷射鼓泡塔等几种塔型。除雾器系统浆液喷淋层 这是SO2吸收系统，是脱硫技术的关键 哦!浆液循环系统SO2吸收区中和氧化池 吸收塔 按照工作原理来分类，吸收塔主要有喷淋塔、液柱塔、填料塔、喷射鼓泡塔等。（1） 喷淋塔 喷淋塔其具有塔内部件少

12、，结垢可能性小，阻力低等优点。适合中低硫煤锅炉的烟气脱硫，是目前使用最多的塔型。吸收塔喷淋层喷嘴 喷嘴是喷淋塔的关键设备之一，脱硫喷嘴的作用是将浆液喷射为细小的液滴，增加吸收塔内浆液与烟气的接触面积。 螺旋喷嘴 偏心喷嘴 喷嘴雾化效果图 在吸收塔内，每两个相邻喷嘴喷射的浆液都要互相重叠部分，整个吸收塔断面每层喷淋层喷嘴喷射浆液的重叠，也就是我们常说的覆盖率达到180%250%。 目的是为保证烟气在吸收塔断面上能均匀流动，不致形成烟气走廊。（2）液柱塔 液柱塔可靠性高，适用于各种机组，特别是对于燃用高硫煤的大型机组，其优势比较明显；能适应高负荷烟气，对负荷变化能做出快速响应；具有高脱硫率和除尘率

13、，检修维护简单，对场地要求低等优点。吸收液净烟气原（脏）烟气 高密度的液滴层，增大气液接触面积，上升/下降的液滴不断碰击，液滴传质表面不断更新，传质效率显著提高液柱与烟气进行两次接触(上升 / 落下)没有背压的直筒式喷嘴自我冲洗(向上的喷嘴)单层喷浆管/喷嘴(结构简单容易维修)液柱塔的吸收原理原（脏）烟气满负荷最低负荷根据锅炉负荷，通过调整循环泵的运台数来调节液柱高度降低能耗吸收液部分负荷净烟气液柱塔的特性吸收塔喷浆管和喷嘴（3）喷射鼓泡塔 烟气经过吸收塔入口进入鼓泡塔的烟气分配室，通过插入浆液的喷射管向浆液中鼓泡，烟气在浆液中脱硫洗涤后从上升管道汇总到吸收塔出口排出，完成脱硫除尘过程。浆液液

14、面鼓泡式反应器喷射鼓泡塔的主要特点： （1）脱硫除尘效率高； （2）塔体材料消耗量较少； （3）吸收塔高度较低，布置灵活。喷射鼓泡塔的主要问题： （1）由于鼓泡原因导致假液位，使液位控制难度较大； （2）由于喷射管长期插入浆液中，内外温差大，易腐蚀结垢，对材质要求较高。 （3）吸收塔阻力较大，能耗相对较高。烟气分布管严重的腐蚀严重的结垢（4）填料塔 浆液通过分配槽均匀分布在填料顶部顺填料向下流动，与逆流从下向上的烟气充分接触吸收SO2，根据煤的含硫量的不同，填料层数也可适当增加。 填料塔的特点： （1）填料塔具有生产能力大，脱硫效率高，浆液量小，传质效率高，操作弹性大等优点。 （2）吸收塔造价

15、高；当浆液负荷较小时传质效率降低； （3）一般不直接用于有悬浮物或容易聚合产生结垢的脱硫剂。主要适用于溶解性的脱硫剂的脱硫技术。（5）带托盘的喷淋塔 带托盘的喷淋塔是空塔喷淋塔的一种变种，烟气通过吸收塔中部托盘的开孔，分配均流的作用，即强化了传质效率，又减少循环浆液量，降低L/G比，减少循环泵的能耗。托盘喷淋层除雾器 利用折流板改变通过的烟气流道，使经过喷浆脱出SO2后的烟气夹带的液滴和水雾分离下来，以控制和防止亚硫酸盐在除雾器后塔壁、烟道产生结垢。除雾器第3弯第1弯第2弯除雾后气流挡板液膜雾滴收集囊液膜气/雾流 除雾器一般的设计要求是液滴含量不超过100 mg/Nm3。除雾器的布置形式通常有

16、水平型、人字型、V字型、组合型等。 石灰石浆液制备系统的主要功能是制备合格的吸收剂浆液，并根据吸收塔系统的需要由石灰石浆液泵直接打入吸收塔内或打到循环泵入口管道中，与塔内浆液经喷嘴充分雾化而吸收烟气中的SO2，达到脱硫的目的。 石灰石浆液制备系统这是制浆系统哦！典型的脱硫系统石灰石粉制浆工艺流程干粉制浆系统工艺流程湿式制浆系统工艺流程 石膏脱水系统 石膏浆液在旋流器中浓缩后，仍有40%60%的水份，为得到含水率较低的石膏（处理后，石膏固体物表面含水率小于10%）就必须进行二级脱水机脱水。在脱水的过程中，同时要洗去石膏中的可溶物，有时还要对湿石膏进行进一步的加工，如干燥和成型，以便于保存和运输。

17、这是脱水系统哦一级脱水系统二级脱水系统石膏储存及输送系统水力旋流器真空皮带脱水机 公用系统 公用系统包括：工艺水系统、压缩空气系统、事故浆液排放系统、废水处理系统等。 脱硫装置配置有工艺水泵和事故冲洗水泵，事故浆液池、泵、坑等。脱硫废水采用中和、混凝、澄清、脱水处理后排放，设有反应箱、澄清池、压滤机、加药设备等。 石灰石-石膏湿法工艺特点 石灰石-石膏湿法优点是适用煤种含硫量范围广、脱硫效率高（大于95%）、吸收剂利用率高（大于90%）、设备运转率高、技术成熟。吸收剂来源丰富且廉价、无加工污染、脱硫产物石膏可以经处理后综合利用。但实践中也存在着一些问题：1）生成的脱硫渣是二水石膏，如果不能综合

18、利用，需要堆在灰场；2）产生大量废水需要再处理；3）存在积垢、堵塞、腐蚀、磨损等问题；4）工艺复杂，工程投资大，运行费用高。 日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。四、海水烟气脱硫技术 （一）脱硫原理 由于天然海水中含有大量可溶性盐，且海水通常呈碱性，这使得海水具有天然的吸收SO2的能力。 主要化学反应如下： SO2(气)SO2(液) SO2(液)H2OSO322H CO32HHCO3 HCO3HCO2+ H2O SO321/2O2SO42海水脱硫工艺流程图海水恢复曝气池氧化空气后 海水恢复系统（曝气系统） （二） 海水脱硫技术特点 1）技术成熟、工艺简单、运行维护

19、方便、备品备件量少。海水供排的管线防腐要求高，投资较高。 2）适合于低硫煤锅炉的烟气脱硫。 3）只需要海水，不需添加剂。 4）不存在固体副产品及废水排放。 5）运行维护费用低，工作量少。建设周期短。 6）脱硫效率可达到95%以上。（三） 海水脱硫设备 1）烟气系统、压缩空气等与石灰石石膏湿法脱硫一致； 2）SOx吸收系统的吸收塔的形式与石灰石石膏湿法脱硫一致； 3）曝气系统和石灰石石膏湿法的氧化系统脱硫原理相同； 4）无制浆等原料系统和脱水等终产物处理系统。 （一）脱硫原理 采用氨水作为脱硫吸收剂，与进入反应塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，与空气进行氧化反应，生成硫酸铵

20、溶液，主要反应为： SO2H2O2NH3 (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2H2O2NH4HSO3 (NH4)2SO3+1/2O2H2O(NH4)2SO4 五、氨硫铵法脱硫技术脱硫部分终产物处理系统（二） 工艺特点 1）脱硫效率高； 2）对烟气条件变化适应性强； 3）副产物可作肥料； 4）不产生废水和废渣；能耗低； 5）可靠性和实用性高； 6）效率可达95%以上。（三）实际应用中存在的主要问题： 1）化肥对土质有影响，易板结； 2）适宜建在有氨水的化工厂附近； 3）对氨逃逸控制要求高，宜对周边造成二次污染。（一）基本原理 新氨法在工艺上更为灵活，其原理如下： SO2H2OxNH3(

21、NH4)rH2rSO3 (NH4)rH2rSO3x/2 H2SO4x(NH4)2SO4SO2H2O 或 (NH4)rH2rSO3x H3PO4x(NH4)H2PO4SO2H2O (NH4)rH2rSO3xH2NO4xNH4NO4SO2H2O 浓缩后的SO2气体用于生产高质量的工业硫酸： SO2H2O1/2O2H2SO4六、新氨法（NADS）烟气脱硫技术1引风机；2再热冷却塔；3吸收塔；4中和釜；5硫铵分离；6冷凝器； 7干燥塔；8SO2转化器；9吸收塔；10硫铵干燥器（二）新氨法脱硫工艺流程图 终产物处理系统脱硫部分（三）工艺特点 1）出口烟气的NH3含量低，氨损耗小； 2）吸收液的循环量小，

22、液气比小，能耗低 3）得到的吸收产品亚硫酸氨浓度较高，适于后期工业应 用； 4）效率可达95%以上。 循环流化床烟气脱硫技术是把循环流化床技术引入烟气脱硫领域后，开发的新干法/半干法脱硫工艺。 循环流化床脱硫技术的主要化学反应如下： Ca(OH)2+ SO2CaSO3 1/2H2O+1/2H2O Ca(OH)2+ SO3CaSO41/2H2O+1/2H2O CaSO3 1/2H2O + 1/2O2CaSO41/2H2O Ca(OH)2+ CO2CaCO3+ H2O Ca(OH)2+2HClCaC122H2O Ca(OH)2+2HFCaF2+ 2H2O（一） 脱硫原理七、循环流化床烟气脱硫（二）

23、 循环流化床脱硫工艺 循环流化床脱硫工艺由烟气系统、吸收剂消化系统、吸收系统和灰循环系统等部分组成。烟气循环流化床工艺 烟气系统 循环流化床工艺中，旁路烟道的作用除了满足锅炉启动、脱硫装置故障等状态下短时间的保护性停炉需要外，主要是当锅炉负荷不足的情况下，从净烟气抽入烟气以维持反应塔床层稳定。 吸收剂消化系统 循环流化床脱硫剂通常使用消石灰，即Ca(OH)2，但市场一般采购石灰（CaO）较容易，因此在循环流化床脱硫中，通常需要增加消化系统。 吸收系统和灰循环系统主要包括吸收塔、雾化喷嘴、反应塔文丘里管、除尘器等设备。吸收系统和灰循环系统 雾化喷嘴循环硫化床脱硫装置添加脱硫剂和补充水一般有两种方

24、式： 1）在吸收塔外，将消石灰和水制成石灰乳，利用雾化喷嘴喷射进入吸收塔； 2）将消石灰和水各自单独输送到吸收塔内。水是利用雾化喷嘴喷射进入吸收塔；在塔内雾化水和物料混合，参与脱硫反应。雾化喷嘴通常是利用压缩空气作为辅助动气气体，与需要雾化的浆液或水分别在喷嘴的内外圈喷射，产生均匀细小的液滴，以满足脱硫反应的需要。喷嘴的雾化效果，决定了脱硫的效率和塔内是否结垢文丘里管组入口 文丘里管组出口 反应塔文丘里管除尘器典型布置图风机反应塔入口烟气再循环烟气除尘器中间料斗 该工艺具有投资相对较低，脱硫率高，运行可靠，操作维护方便的优点；还能够脱除SO3、HCl、HF等，如增加活性炭粉，还可以脱除二恶英。

25、但该技术易结垢，负荷适应性差，易塌床。（三）循环流化床脱硫工艺特点巨化热电厂循环半干法脱硫工程 1）由于喷浆或喷水与流化床料接触的不均匀性，塔壁易 结垢； 2）为维持流化料床的稳定，需要保持一定的流速，导致 负荷适应性差，易塌床； 3）终产物亚硫酸钙稳定性较差，暴露在大气中易分解SO2 到大气中。如不能找到综合利用的途径，需要集中填埋。 （四）需要注意的问题： 八、活性焦烟气脱硫技术 活性焦烟气脱硫技术是一种利用活性焦的吸附、催化性能脱除烟气中的硫氧化物的干法脱硫技术。我们认为这是一种环保新战略-以煤治煤。以煤产品治理煤污染，回收硫资源，同时脱除多种污染物（氮氧化物、二恶英、汞等重金属），水等

26、其他资源基本不消耗，形成资源重复利用的循环经济。 活性焦吸附烟气中SO2的机理：热烟气中的SO2在活性焦的作用下，与烟气中的水蒸汽、氧气氧化为硫酸而吸附在活性焦的孔隙中。吸附SO2后的活性焦在加热的情况下，释放出浓度大于20%的SO2混合气体，活性焦恢复性能，重新投入吸附塔循环使用。活性焦脱硫系统主要由活性焦吸附系统、再生系统、物料输送系统和副产品生产系统等组成。活性焦烟气脱硫工艺流程 技术的开发应用情况 20 世纪60年代，德国、日本就开始研究该技术。目前，国内外共建成活性焦烟气处理装置20余套。日本装机数量最多，最大为矶子电厂1号机组（600MW）。总 结 随着世界能源新技术的进步及环保标

27、准的日益严格，未来世界能源将进一步向清洁化的方向发展，不仅能源的生产过程要实现清洁化，而且能源工业要不断生产出更多、更好的清洁能源，清洁能源在能源总消费中的比例也将逐步增大。 总结 1、烟气脱硫技术不论采用什么工艺，系统的关键是吸收塔（或反应器）的设计和性能保证，它是保证装置达到满足环保要求的基础；锅炉本体炉后烟气净化系统安装脱硫装置位置(脱硫剂可利用率钙/硫比 Ca/S约50%)约2(约97%)约1.03脱硫效率约50%最高99%以上脱硫技术炉内前后干法（半干法）湿法 总结 2、所有脱硫技术，针对脱硫而言，是一个比较简单的过程。综合考虑循环经济，综合利用，节能减排等原则，在脱硫装置前或后需要增加一些辅助系统。例如： （1）对新建机组采用循环流化床法脱硫，脱硫塔前的烟气中的灰份在南方地区综合利用广泛，具有较高的经济效益，就可增加预除尘装置； （2）氧化镁亚硫酸镁法，由于技术经济原因，不需要回收SO2，MgO也不需要循环利用，也可以将亚硫酸镁直接氧化生成硫酸镁，转变为氧化镁硫酸镁法； 3、脱硫系统的设备，要根据各种情况综合考虑是否选用。举例： 例一：无旁路脱硫装置 总结 典型烟气脱硫装置无旁路烟气脱硫装置有旁路脱硫装置总结 无旁路脱硫装置例二：湿法脱硫的烟气系统的烟气换热器（RGGH、MGGH，SGH等）