燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)

1、燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)2003年10月目錄總 序 -頁次 第一章 燃煤鍋爐產(chǎn)生的大氣污染問題 -（5）一、 序言 -（7）二、 大氣的組成 -（7）三、 大氣污染的含義 -（7）四、 大氣污染的表現(xiàn)形式 -（9）1、 顆粒物質(zhì) -（9）2、 硫氧化物-（12）3、 碳氧化物-（12）4、 氮氧化物 - （12）五、 大氣污染進入人體的途徑- （13）六、 大氣污染對森林和農(nóng)作物的危害 -（14）七、 大氣污染對全球氣候變化的危害 -（14）八、大氣污染對地球保護層（臭氧層）的破壞-（15）第二章 脫硫工程概論-（17）一、 歷史概論 -（17）1、 工業(yè)化國家脫硫工業(yè)發(fā)展的三個階段 -（17）2

2、、 世界主要國家已有745套脫硫工程投產(chǎn) -（18）二、 國內(nèi)情況 -（19）1、 政府的環(huán)保法規(guī) -（19）2、 “兩控區(qū)”酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃 -（19）3、 十個脫硫示范工程-（20）三、 脫硫工程的投資和運行費用 -（21）1、 脫硫工程投資約為電除塵器的十倍-（21）2、 一臺75噸鍋爐脫硫工程投資約為300600萬元-（21）第三章 燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)-（23）一、 序論- （23）二、 燃燒前脫硫- （23）1、 選煤 - （23）2、 煤的特殊處理 - （24）3、 煤炭氣化、液化 - （24）4、 水煤漿技術(shù) - （24）5、 固硫型煤 - （25）三、 濕法

3、煙氣脫硫技術(shù)- （25）1、 石灰石/石灰拋棄法- （25）2、 石灰石/石灰石膏法 - （29）3、 雙堿法 - （34）4、 韋爾曼洛德法（w-l法）- （35）5、 氨肥法 - （37）6、 氧化鎂法 - （38）7、 海水脫硫 - （39）8、 簡陋濕法 - （41）四、 干法和半干法脫硫- （44）9、循環(huán)硫化床鍋爐 - （45）10、爐內(nèi)噴鈣尾部煙道增濕法（lifac法、limb法、lids法）-（47）11、噴霧干燥法（lsd法） -（51）12、循環(huán)半干法（nid法） -（52）13、循環(huán)流化床法（cfb法）-（54）14、高級硅酸鹽，高級活性脫硫劑法 -（56）五、 電子化學(xué)

4、干法脫硫技術(shù) -（58）15、電子束法（eba法）- -（58）16、脈沖電暈等離子體法（ppcp法） -（60）六、 吸附化學(xué)干法脫硫技術(shù) -（63）17、活性焦干法（bf/uhde法）- -（63）18、活性炭纖維法（acfp法） -（66）19、高溫布袋法（snrb法） -（67）七、 干法煙氣脫氮技術(shù)（脫硝） -（68）附錄：1、 燃煤鍋爐脫硫脫氮主要工藝總表；2、 “兩控區(qū)”酸雨和二氧化硫污染防治“十五”重點治理項目表；3、 河南省二氧化硫重點治理項目表?？傂蛭覈拿禾抠Y源豐富，產(chǎn)量居世界首位，而石油、天然氣資源則相對不足，所以我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)將不會改變。但煤在燃燒和加

5、工中會產(chǎn)生大量污染物，導(dǎo)致嚴重的大氣污染、酸雨和水污染，燃煤鍋爐使用了我國煤炭總產(chǎn)量的84，造成90的so2和70煙塵的排放。同時燃燒生成的co2等溫室氣體，可能導(dǎo)致全球氣候變化和臭氧層的破壞。我國也是聯(lián)合國氣候變化框架公約的簽字國。我國在大氣粉塵治理技術(shù)方面已具有二十年以上的歷史，但是脫硫技術(shù)則是剛剛起步。從1991年開始由國家投資引進了德國、日本、芬蘭、挪威等國家的十套脫硫技術(shù)示范工程，目前已經(jīng)全部投運，以此開創(chuàng)了我國脫硫治理的先河，2003年國家先后出臺了更高的排放標(biāo)準(zhǔn)和污染物排放收費標(biāo)準(zhǔn)，全國各省市制訂了“十五”so2 治理項目550項，共需投資967億元。一批有實力的脫硫工程公司也已

6、起步，形勢逼人。脫硫工藝技術(shù)形式眾多，各有其優(yōu)缺點，用戶必須因地制宜的加以選用，本公司有鑒于此，編制了本專題研究報告，以共同探討治理方法。本報告第一章為燃煤鍋爐產(chǎn)生的大氣污染問題是作為常識性的資料，供深入理解脫硫之重要性。第二章脫硫工程概論論述了世界脫硫技術(shù)發(fā)展之歷程，我國環(huán)保法規(guī)和十五防治計劃和十個示范工程。第三章論述了脫硫工程技術(shù)的各個方面，其中有煤在燃燒前脫硫方法和燃燒中和燃燒后煙氣脫硫技術(shù)。文中詳細介紹了二十種煙氣脫硫工藝技術(shù)。有濕法、干法、半干法、電子法、吸附法。其中有的是成熟工藝，有的只是有希望的但尚處于試驗室階段的工藝，幾乎囊括現(xiàn)有的各種有用的工藝。為了便于研究本文編制了主要工藝

7、總表和“十五”脫硫治理項目表作為本文之附錄。但為了使本文的篇幅不致過于龐大，對每一種工藝只作簡單描述，故本文只起拋磚引玉之作用，有興趣時可參考有關(guān)專著，限于時間及編者水平，以及資料之不足，缺點錯誤在所難免，請批評指正之。編者：2003年10月第一章 燃煤鍋爐產(chǎn)生的大氣污染問題一、 序 言人的一生大約要呼吸5億次，如果沒有空氣人類就無法生存，植物離開空氣就無法進行化合作用。人類和動植物賴以生存的清潔空氣被污染后，就會危害人類健康和植物生長，損壞自然的生態(tài)。同時影響全球氣候，影響臭氧層，威脅人類及動植物的生存。我國能源以煤為主，燃煤產(chǎn)生的大氣污染物占污染物排放總量的比例最大：其中二氧化硫占87，氮

8、氧化物占67，一氧化碳占71，煙塵占60，燃煤鍋爐是我國大氣污染的主要來源。19世紀英國倫敦?zé)熿F事件，死亡1800人，1952年12月倫敦連續(xù)一周的煙霧事件死亡4000人，原因以支氣管炎、心臟病為主，多是燃煤鍋爐造成的直接危害事例。早期，人們對污染物只注意到一般性的公害和二氧化硫造成的酸雨上，隨著時間的推移和研究的深入，更認識到污染對人體健康的影響和臭氧層的破壞，以及溫室效應(yīng)對全球氣候的影響，現(xiàn)分述如下：二、大氣的組成從地表至90公里的高空為均勻大氣層稱為大氣圈，大氣圈中的穩(wěn)定成分組集中了大氣圈的主要物質(zhì)，所以占地球大氣組分之近100（詳見表一），主要為氮78，氧21，其他尚有可變成分組為水蒸

9、氣、水分、臭氧、甲烷、二氧化碳和塵埃（詳見表二）。大氣中的水蒸氣和二氧化碳稱為溫室氣體。對調(diào)節(jié)地球表面溫度和大氣層的溫度起到重要作用。表1： 地球大氣圈近地面的平均化學(xué)成分（干燥空氣）氣體名稱分子式組成總重（噸）體積（）重量（）氮n278.090075.51003.86481015氧o220.950023.15001.18411015氬ar0.93001.28006.551013二氧化碳co20.03500.046002.331012氖ne1.810-31.2510-36.361010氦he5.410-47.210-53.7109甲烷ch42.210-41.210-46.2109氪kr1.51

10、0-42.910-41.461010氧化亞氮n2o110-41.510-47.7109氫h2510-5310-62108氙xe810-53.610-51.8109臭氧o3110-63.610-53.1109氡rn110-18110-170.082-22表2： 大氣微量痕量可變組分類別名稱分子式含量（體積）水和水蒸氣h2o0.12.8碳氫化物甲烷其它碳氫化合物ch4chx2.210-4（2.2ppm）110-5（0.1ppm）氮氧化物氧化亞氮一氧化氮二氧化氮n2onono2（0.11）10-4（0.11ppm）痕量510-3310-5（0.350ppm）硫氧化物二氧化硫so2110-7210-4

11、（0.012ppm）碳氧化物二氧化碳一氧化碳co2co0.035（350ppm）610-61.610-8（0.166ppt）臭氧（在對流層中）（在平流層中）o30.020.1ppt110-60.110ppt氯氟烴cfc-12cfc-11cf2cl2cfcl20.4810-7 484ppt0.2810-7 280ppt其他氨硫化氫氫氧根nh3h2soh-210-4 2ppm0.2210-4 0.22ppm0.15ppt三、大氣污染的含義大氣污染是指大氣中一些物質(zhì)的含量超過了自然生態(tài)的正常水平時，能對人體、動植物以及人類的物質(zhì)生活，衣、食、住、行產(chǎn)生不良影響的大氣狀態(tài)，稱為大氣污染。排放到大氣中的

12、污染物質(zhì)，在與正?？諝庀嗷旌线^程中會發(fā)生種種物理、化學(xué)的變化。按其形成過程的不同，可分為一次污染和二次污染。一次污染是指直接從排放源進入大氣的污染物，主要指二氧化硫（so2 ），一氧化碳（co），氮氧化物（no），顆粒物、碳氫化合物（ch）等，這些物質(zhì)有穩(wěn)定物質(zhì)和不穩(wěn)定物質(zhì)。不穩(wěn)定物質(zhì)可能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或催化反應(yīng)，而生成二次污染物。二次污染物是指污染物中的不穩(wěn)定物質(zhì)，經(jīng)太陽輻射的參與下引起光化學(xué)反應(yīng)，而生成硫酸、硝酸、臭氧等，其毒性超過一次污染物。大氣污染物又可分為還原型和氧化性污染二種，燃煤鍋爐主要生成還原型的so2、co、co2、煙塵等，在低溫、高濕度的陰天生成酸雨，還原性煙霧，如倫敦?zé)熿F事

13、件。燃油鍋爐，汽車尾氣，石化工業(yè)等生成co、nox、chx等氧化型污染物，生成二次污染物臭氧，醛類等。具有強烈的氧化性，對人眼睛等產(chǎn)生強烈刺激，如美國洛杉磯發(fā)生的光化學(xué)煙霧事件。詳見表3、表4。四、大氣污染的表現(xiàn)形式1、 顆粒物質(zhì)是除氣態(tài)物質(zhì)之外的大氣中的物質(zhì)，包括固體或固體氣溶膠。 固體指灰塵、煙霧、煙塵、液體的云霧和霧滴、粒度為小于0.1微米至200m。表3 ： 大氣中氣體污染物分類序號類別一次污染物二次污染物1含硫化物so2，h2sso3，h2so4，mso42含氮化物no，n2o，nh3no2，hno3，mno33碳氫化合物醛、酮、過氧乙酰、硝酸酯4碳的氧化物co，co2無5鹵素化合物

14、hf，hcl無表4：大氣污染的類型序號項目還原型（煤炭型）氧化型（汽車尾氣型）1主要污染源工廠、家庭生活、取暖煤炭排放so2、no、hc汽車尾氣、石油燃料排放污染物主要有no、hc2污染物質(zhì)一次、二次污染物混合氣體so2、co2、co顆粒物及硫酸霧、硫酸鹽類氣溶膠、以二次污染物為主、臭氧、過氧乙酰、硝酸酯、rcho（甲醛、乙醛、硝酸霧等）3污染事件發(fā)生地區(qū)濕度較大的溫帶、亞熱帶光照強烈的熱帶、亞熱帶4主要燃料以煤為主，輔以石油石油燃料5反映類型熱反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)及熱反應(yīng)6化學(xué)作用催化作用光化學(xué)氧化作用氣溶膠是由固體顆粒，液體顆?；蚬腆w及液體顆?；旌蠎腋∮跉怏w中形成的，降落速度很低，可長時間懸浮于

15、空氣中。降塵一般粒徑10m，在重力作用下可慢慢降落下來。飄塵粒徑10m稱為pm10。粒徑2.5m稱為pm2.5。飄塵可長時間懸浮在空氣中，稱為可被吸入顆粒物。粒度愈細，進入人體呼吸道的部位越深，危害愈大?？倯腋☆w粒物稱為（tsp），是空氣中懸浮物之重量，即降塵和飄塵之總和，其中飄塵就是可吸入顆粒物占70成為（tp）。煤煙型（tp）經(jīng)電子顯微鏡觀察約有7080的顆粒呈球形，黑色含硫量約53.9，在空氣中呈氣溶膠狀態(tài)存在，其表面可吸附大量的有害氣體及液體。表五列出了飄塵（tp）對人體健康的危害程度。表5： 飄塵（tp）對人體健康的危害濃度ppm危害程度100（全年平均值）慢性支氣管炎等疾病增加，幼

16、兒氣道不暢，呼吸緊張150（日均值）老弱病患者死亡，視程小于8公里，飛機飛行困難300（小時均值）死亡率增加2、 硫氧化物主要是二氧化硫so2 ，它是一種無色有臭味的窒息性氣體。人類活動排放的so2，在全世界每年約1.5億噸，其中2/3來自煤的燃燒，1/3來自石油的燃燒。我國1995年so2排放量為1891萬噸，2001年為1948萬噸。表6： 我國各種燃煤設(shè)備所排放的so2和煙塵燃煤設(shè)備so2煙塵百萬噸百萬噸火電646.037.9311.030.0化工138.08.058.25.6冶金124.37.338.53.7建材181.010.679.87.7其他工業(yè)151.88.998.99.5民用

17、437.425.6448.043.0總計1702100.01034.0100.0二氧化硫在大氣中是不穩(wěn)定的，在大氣中要發(fā)生光化學(xué)氧化和催化氧化，在被污染了的大氣中有碳氫化合物和氮氧化物時，在陽光照射下so2的光化學(xué)反應(yīng)速率比在清潔空氣中要大數(shù)十倍，變成so3，又進一步形成硫酸及硫酸鹽氣溶膠： so2o2so3oso3h2so4（h2so4）m（h2o）n二氧化硫在有飄塵的條件下其危害更大，在濕度大的空氣中so2可以由錳或三氧化二鐵等催化而生成硫酸霧，其毒性比so2本身大10倍。表7不同濃度so2對人體的危害so2濃度（ppm）對人體健康的危害1-3開始感到胸部有壓迫感及嗅到臭味6-12對鼻和咽

18、喉會產(chǎn)生直接刺激并咳嗽20是刺激眼睛的最低濃度400500使人直接產(chǎn)生呼吸困難和生命危險1350試驗證明，經(jīng)十分鐘白鼠即死亡3、 碳氧化物co和co2是各種大氣污染物中數(shù)量最大的一種污染物。co主要來自燃料的不完全燃燒，是一種無色無臭，具有窒息性的氣體，在大氣中可停留幾個月，對人體有極大的危害。表8 不同濃度co對人體的危害co濃度（ppm）滯留時間(小時)對人體的危害530對呼吸道患者有影響308視覺及神經(jīng)機能出現(xiàn)障礙,血液中cohb=5408氣喘701001中樞神經(jīng)受影響25024頭重、頭痛、血液中cohb=4050024劇烈心疼、惡心、無力、眼花、虛脫100023脈搏加速、痙攣、昏迷、潮

19、式呼吸200012死亡30000.5死亡二氧化碳co2是一種無毒氣體，在大氣中的含量為0.035（體積）或0.046（重量），但當(dāng)含量達到2左右時，人即窒息而死。4、 氮氧化物化石燃料在高溫燃燒時生成的no是氮氧化物的統(tǒng)稱，包括no、no2、n2o等（n2o稱為笑氣）。其中no占95，no在大氣中與氧或臭氧結(jié)合生成no2，no2是一種紅棕色有毒的惡臭氣體，其含量為0.1ppm時即可嗅到，14ppm時有惡臭，而達到25ppm時惡臭難聞。表9不同濃度no2對人體的危害濃度ppm危害1.0聞到臭味5.0聞到很強烈的臭味1015眼、鼻、呼吸道受到刺激501分鐘內(nèi)人體呼吸異常、鼻受到刺激8035分鐘之內(nèi)

20、引起胸痛100150人在3060分鐘內(nèi)就會因肺水腫死亡200以上人瞬間死亡no2在大氣中是不斷變化的，在陽光照射下no2分解為no和o3（臭氧）。在臭氧條件下，no2氧化成硝酸根，最終形成硝酸。另外氧化亞氮（no2）是一種溫室氣體，可以破壞臭氧層。表10不同濃度的臭氧o3對人的危害o3濃度ppm危害0.020.05感覺到香味1眼睛與呼吸器官感到干燥，頭疼2同上癥狀，但尚無致命危害50吸入30分鐘即死亡五、大氣污染進入人體的途徑 由呼吸直接進入人體。 隨著在食物或溶解于水，侵入人體。 通過皮膚接解進入人體。其危害又分為急性中毒，慢性中毒和致癌作用。燃煤鍋爐排放的煙氣，對人體可造成多種疾病，直接作

21、用于呼吸系統(tǒng)時可造成下列主要疾病： 慢性阻塞性肺疾患。這種病在美國被列為慢性?。ㄈ缧呐K病，高血壓等）第六位死因。 肺癌：據(jù)上海市統(tǒng)計1979年每10萬人中有35.78人死亡，20年內(nèi)增加6.8倍。并且都在大規(guī)模使用煤炭之后1020年開始急劇上升。 氟中毒：中國西南產(chǎn)的石煤和無煙煤中含大量氟（含量2503000mg/kg），燃燒后放出大量的氟，人體吸入對骨胳造成病害。 氮氧化物：參與光化學(xué)煙霧的形成，可以致癌、肺水腫，刺激眼睛，支氣管炎等，可致人與死地。六、大氣污染對森林和農(nóng)作物的危害大氣污染經(jīng)過植物葉子的背面氣孔進入植物體內(nèi)，擴散到海綿組織，破壞葉綠素的合成，抑制植物生長。顆粒物則覆蓋葉面，防

22、礙光合作用，擦傷葉面等。對植物危害最大的是二氧化硫，氟化物、光化學(xué)煙霧。對so2敏感的植物有大麥、小麥、棉花、大豆、梨、落葉松等。對氟化物敏感的植物有玉米、蘋果、葡萄、杏等。氮氧化物在陽光照射下，使氮氧化物轉(zhuǎn)化成臭氧時，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，在早晨8點開始臭氧濃度上升至下午1516時達到高潮，臭氧濃度超過0.1ppm時就對植物產(chǎn)生危害，1952年美國洛杉機發(fā)生光化學(xué)煙霧，蔬菜在一夜之間由綠變褐不能食用，100萬株松樹一片枯黃。七、大氣污染對全球氣候變化的危害溫室效應(yīng)1896年瑞典科學(xué)家斯文蒂阿倫紐斯（svante arrhenius）提出警告說，燃燒的煤將釋放出大量的二氧化碳，從而使地球變暖，并預(yù)言

23、如果大氣中二氧化碳含量增加一倍，地球表面溫度將增高46。阿倫紐斯創(chuàng)造了溫室效應(yīng)這個詞。溫室氣體指大氣中的co2，h2o，ch4，n2o，氟利昂類和o3等，其特點是能讓太陽射入的短波輻射透過，但卻能夠吸收、捕集或阻擋由地球表面向外層空間反射出的長波，使地球反射出去的能量有50%重新返回地球表面，使地球的熱量增加，如溫室氣體的數(shù)量增加至達到熱平衡時，地球表面將會形成一種穩(wěn)定的氣候和不變的溫度，使地球逐漸變暖，氣溫不斷增高。大量的氣象資料證明，過去100年來地球表面溫度已上升0.30.6。為了研究地球變暖的原因和規(guī)律，19881990年世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境署組織了數(shù)百位專家進行了專題研究，其研究

24、結(jié)果證明：1、存在著一個自然的溫室效應(yīng)，地球是自然地變暖，但人類的活動大大地加速了變暖進程。2、co2、h2o，氟利昂類是大氣中存在壽命很長的氣體，若不加控制，地球的變暖將無法控制，必須立即加以限制。要減少排放60%。八、大氣污染對地球保護層（臭氧層）的破壞從地表至10公里高空為對流層。1050公里為平流層，臭氧層集中在平流層中，臭氧層對人類和生物起著保護屏障的作用，它阻擋了大部份紫外線輻射，使之不能射到地球表面，危害人類和生物的生命。太陽紫外線（uv）分為下列三類：1、uva線為波長320400納米的低能量輻射，一般不造成傷害，可穿透臭氧層。2、lvb線為波長290320納米的中等能量的輻射

25、，對人體健康有利，臭氧層只能屏蔽一部分。3、uvc線為波長40290納米是高能量的輻射，對人體造成嚴重傷害，但臭氧層能全部屏蔽。氯氟烴（氟利昂類）中的一個原子氯可以破壞10萬個臭氧份子。而其 在大氣中的壽命為100400年。氧化亞氮n2o在大氣中的壽命為150年。在n2o被陽光照射生成no過程中，使臭氧o3被氧化為o2，對臭氧層的破壞率達到65%的傷額。計算表明，臭氧層每減少1%，輻射到地面上的紫外線就增加2%。使地球上每年就會多10萬人失明，5萬人患致命的皮膚癌。第二章 脫硫工程概論一、歷史概況美國、德國、日本等發(fā)達國家從20世紀70年代起就對各種煙氣脫硫工藝進行了試驗研究，商品的脫硫工程（

26、英文簡稱fgd）在7080年代遇到了一系列問題，主要是化學(xué)腐蝕，結(jié)垢等機械故障，另外投資，運行費用高，占地和能耗大等問題，經(jīng)過10多年的實踐已有很大改進，目前成熟的工藝其運行可靠性已達99%。表2-1 工業(yè)化國家fgd發(fā)展進程表階段年代特征第一階段技術(shù)的初創(chuàng)價段197019791、 1970年美國政府頒布空氣潔凈法要求so2排放標(biāo)準(zhǔn)為516mg/nm32、 主要技術(shù)為：以溫法為代表 石灰石濕法石灰濕法mgo濕法雙減法等3、 安裝地：美國、日本4、 投資和運行成本高，設(shè)備可靠性低5、 脫硫效率低：只有7085%6、 副產(chǎn)品不回收第二階段技術(shù)的再發(fā)展階段198019891、 歐洲國家政府頒布了非常

27、嚴格的so2排放標(biāo)準(zhǔn)。2、 1979年美國國會通過了“潔凈空氣修正案”（caaa1979）3、 主要技術(shù)為：以干法和半干法為代表 噴霧干燥法。lifac，cfb，管道噴射法等4、 石灰石/石灰濕法得到顯著改進，完善，脫硫效率提高到90%以上。5、 副產(chǎn)品的利用，處理被提到日程。6、 設(shè)備的可靠性提高，利用率達到97%第三階段技術(shù)走向成熟階段199020001、 1990年美國再一次修訂“潔凈空氣法”（caaa1990）要求再減少排放總量900萬噸/年。2、 濕法石灰石/石灰石膏工藝成熟，脫硫率95%以上，石膏得到利用，大機組大量投運。3、 發(fā)展中國家制訂了新標(biāo)準(zhǔn)（主要是亞洲國家）4、 投資和運

28、行費用大幅度降低約3050%5、 新工藝大量出現(xiàn)：lifac法，cfb法，nid法，電子束輻射表2-2 主要國家fgd裝置概況（1995年統(tǒng)計）（容量：mw）國別爐內(nèi)噴鈣增濕法（lifac）噴霧干燥石灰石濕法其它濕法其它工藝總計臺容量臺容量臺容量臺容量臺容量臺容量%奧地利33153785371511003175132090092加拿大39003147521020833901.49中國2250110041400110023001021500.95丹麥31085415201305829101.28芬蘭228046203106048001327601.21法國160016000.26德國108403

29、63121138448731016541220082065249623.1意大利177251047013027105774.65日本45166122202148168147.4荷蘭73934739341.73瑞典125321052721322411910.52中國臺灣3400417001630827301.20土耳其5336163069660.42美國1320437512355231216820879227471878236612457654.83合計4657601361907025594228235844717323660745227184100合計2.538.3941.4737.1810.

30、41001001、工業(yè)化國家脫硫工業(yè)發(fā)展的三個階段：環(huán)保技術(shù)的進步主要依靠政府行為。1970年美國政府頒布了空氣潔凈法，要求新建燃煤電廠so2的排放標(biāo)準(zhǔn)為516mg/nm3 以下，從此才開始了世界性的煙氣脫硫技術(shù)的大發(fā)展的時期，在短短幾十年內(nèi)，工業(yè)發(fā)達國家（如德國）已基本上完成了燃煤電廠的全部脫硫工程。2、世界主要國家已有745套脫硫工程投產(chǎn)：目前世界各主要國家使用fgd裝置約745套，裝機容量227gw，相當(dāng)于780座30萬千瓦發(fā)電廠（詳見表2-2）。工業(yè)發(fā)達國家脫硫工程的發(fā)展進程如上表2-1。二、國內(nèi)情況1、政府的環(huán)保法規(guī)嚴格的法規(guī)和排放標(biāo)準(zhǔn)是進行污染控制和治理的主要推動力。我國政府近十年

31、來頒布并實施了一系列的法規(guī)如表2-3所示。表2-3 我國政府頒布的so2排放標(biāo)準(zhǔn)年代頒布的法規(guī)主要內(nèi)容1995中華人民共和國大氣污染防治法提出了“預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理”的方針1996火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)so2排放濃度1200mg/nm3脫硫率至少為50。1996so2排污費擴大試點工作要求做好征收、管理和使用工作1998確定酸雨控制區(qū)和so2污染控制區(qū)的范圍 到2000年so2要達到標(biāo)準(zhǔn)排放； 實現(xiàn)so2的總量控制； 新建、改造燃煤含硫量大于1的電廠必須建設(shè)脫硫裝置； 現(xiàn)有燃煤含硫量大于1的電廠，在2010年前，分批建設(shè)脫硫裝置。2002年1月1日鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb132

32、71-2001）開始實施煙塵和so2的最高允許排放濃度，分別由原500mg/m3和1500mg/m3減小為250mg/m3和900mg/m32002年3月1日北京市制定的鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)開始實施煙塵和so2的最高允許排放濃度，分別由原300mg/m3和500mg/m3減小為50mg/m3和150mg/m32002年1月30日燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策為實施新標(biāo)準(zhǔn)提供了政策和技術(shù)指導(dǎo)2002年“清潔生產(chǎn)促進法”“環(huán)境影響評價法”錯誤！鏈接無效。9月19日兩控區(qū)酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃確定了五年內(nèi)酸雨和二氧化硫污染防治具體任務(wù)2、“兩控區(qū)”酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃。

33、2002年9月19日頒布的“十五”計劃要求“兩控區(qū)” “十五”期間地方計劃建設(shè)二氧化硫綜合治理項目550項目，共需投資967億元，可形成二氧化硫銷減能力387萬噸/年，其中重點二氧化硫治理項目279個（北京市項目未列入）投資409.5億元，可形成二氧化硫銷減能力303.7萬噸/年。其重點項目分類投資見表2-4投資項目詳情見參見附錄。表2-4 “十五”計劃“兩控區(qū)”重點項目分類投資總表序號項目項目數(shù)量削減so2（萬噸）項目總投資（億元）資金來源1新電廠脫硫1849.780.3建設(shè)總投資中列支2老電廠脫硫137162.1214.4企業(yè)自籌3小型鍋爐脫硫2610.115.1企業(yè)自籌4窯爐脫硫2113

34、.813.6企業(yè)自籌5鍋爐、窯爐改用清潔能源84.83.8企業(yè)自籌6城市燃氣工程4024.957.5地方政府籌措7降低工藝排放2127.722.1單位自籌8其他項目810.62.8單位自籌9合計279303.7409.53、十個脫硫示范工程1991-2000年，是我國火電廠煙氣脫硫工程的研究，示范和人員培訓(xùn)的十年、十年中引進了一批火電廠煙氣脫硫試驗和示范工程，詳見表2-5表2-5 火電廠煙氣脫硫示范工程序號工廠脫硫機組容量脫硫工藝技術(shù)來源投運時間1四川珞璜電廠（一期）2360mw石灰石石膏濕法（填料塔）日本三菱1991年2黃島電廠從200mw機組上，抽30萬m3/h煙氣旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法日本電源開

35、發(fā)和三菱1994年3太原第一熱 電廠從300mw機組上抽60萬m3/h煙氣 簡易石灰石石膏濕法日本電源開發(fā)和三菱1996年4四川珞璜電廠（二期）2360mw石灰石石膏濕法（溢柱塔）日本三菱1998年5 成都熱電廠從200mw機組上抽30萬m3/h煙氣電子束法日本荏原1998年6下關(guān)電廠2125mw爐內(nèi)噴鈣、尾部加濕活化芬蘭ivo1994年7深圳西部電廠300mw海水洗滌法挪威abb1999年8重慶電廠2200mw濕法2000年9北京第一熱電廠2100mw石灰石石膏濕法德國2000年10杭州半山電廠212.5mw石灰石石膏濕法德國2000年三、煙氣脫硫工程的投資和運行費用 1999年國家電力公司

36、電力環(huán)保研究所對某電廠現(xiàn)有300mw（30萬kw）燃煤機組的煙氣脫硫工程投資費用進行研究，并得出如下結(jié)果。如表2-6。表2-6 新建300mw燃煤發(fā)電機組煙氣脫硫投資費 單位： 萬元工藝指標(biāo)石膏濕法拋棄濕法常規(guī)cfb爐內(nèi)噴鈣cfblifac噴霧干燥電子束平均1靜態(tài)投資1365713344671763726120986217280104792動態(tài)投資18980185459329885085051370624000145993單位造價（元/kw）6326183112952844578004854年運行費374330132684328236153078609436445脫硫成本（元/噸so2）152

37、912681104139717251380254315366增加發(fā)電價（元/mwh）2025163814591784196516743311987占電廠總投資的比例（%）105410305184924737611338.08注：本表根據(jù)國家電力公司環(huán)保研究所資料。1、脫硫工程投資約為電除塵的十倍 從表2-6可見煙氣脫硫工程的投資和運行費很高，約為電除塵器的投資的十倍，如30萬kw火電機組的電除塵器現(xiàn)價為1200萬元，而脫硫工程投資為1.5億元，而其運行費用也是非常之高，平均每脫除一噸so2要化費1560元左右。2、一臺75噸鍋爐脫硫工程投資約為300600萬元。表2-7是按表2-6的7種主要脫

38、硫工藝的平均值和最低值計算的各種大小火電廠脫硫工程的平均和最低投資和運行費用。以75噸燃煤鍋爐來看，其脫硫工程最低投資平均為582萬元最低為340萬元，每年運行費平均為145萬元，最低為107萬元。而75噸燃煤鍋爐的三電場電除塵器投資約為150萬元，而電除塵器的年運行費用是很低的。表2-7 燃煤電廠脫硫工程投資表順序發(fā)電功率mw發(fā)電功率萬kw發(fā)電鍋爐噸h電除塵總投資萬元脫硫工程投資費用萬元年運行費用萬元平均最低平均最低16006020002400291001704072605370230030100012001455985203644268432002067080097005680242017

39、904100104105004850284012108955505220250242514206054476202130200970568242179712127515058234014510786063510029117010053注：1、投資費用平均值按485元kw計算，最低按284元kw。2、年運行費用平均值按3644萬元30萬kw=121.5元kw計算。最低按2684萬元30萬kw=89.5元kw計算。第三章燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)一、 序論各種脫硫脫氮技術(shù)種類繁多.不下數(shù)百種之多，以鍋爐燃燒的前后之分有下列三種：1、燃燒前脫硫：即對燃料本身進行脫硫，使燃料在進入燃燒前，即含有較少的硫。2

40、、燃燒中脫硫：即在鍋爐內(nèi)加脫硫劑，使煤在燃燒中與脫胎換骨硫劑作用而脫硫。3、后對煙氣脫硫：即在煤燃燒后，對煙氣進行脫硫。二、 燃燒前的脫硫燃燒前對燃料進行脫硫，主要采用選煤，型煤，煤的特殊處理以及煤的氣化，液化，水煤漿等技術(shù)，這些技術(shù)都屬于煤的深度加工和潔凈煤的技術(shù)范圍，現(xiàn)簡述如下：1、選煤：采用常規(guī)的選煤方法可以去除5080%的灰分和3040%的硫分.據(jù)統(tǒng)計每入選1億噸原煤可以減少燃煤排放so2，150萬噸，選煤脫硫成本僅及煙氣脫硫費的一半，1995年全國入選原煤2.2億噸，實現(xiàn)利稅62.5億元，節(jié)省運費40億元。2、煤的特殊處理：煤的特殊處理是指用化學(xué)浸出法、微波法、細菌脫硫、磁力脫硫以及

41、溶劑精練脫硫等新方法，這些方法尚屬實驗室或中試階段，并且成本太高至今尚無工業(yè)應(yīng)用。3、煤炭氣化、液化煤炭氣化技術(shù)已相當(dāng)成熟，可將所有種類的煤轉(zhuǎn)化為各種用途的氣體產(chǎn)品。包括民用和工業(yè)用燃料氣，發(fā)電燃料氣，化工原料氣等，我國煤氣化技術(shù)有一定基礎(chǔ)，而且發(fā)展很快，全國煤制氣消費量250億米3，其中85%用于工業(yè)用氣，15%用于民用，主要為焦?fàn)t煤氣。我國450座城市中的273座城市有燃氣生產(chǎn)設(shè)施.河南省“十五”計劃中就有9個市的城市煤氣工程項目，其中新鄉(xiāng)市的煤氣二期工程，日增煤氣3.2萬m3投資1.44億元。煤炭液化技術(shù)，即用煤炭直接液化成汽油、柴油等石油產(chǎn)品，目前都屬于國際性的研究項目。4、水煤漿技術(shù)

42、水煤漿技術(shù)是用經(jīng)過選煤廠的洗精煤，經(jīng)過濕法磨制成顆粒直徑50200m的煤粉漿，這些煤粉漿經(jīng)過浮選凈化處理，除去其中大部份的灰分和硫分，再經(jīng)過濾和脫水，然后加入化學(xué)添加劑調(diào)制成合格的水煤漿成品燃料。我國現(xiàn)有數(shù)座水煤漿制備廠，其中北京和山東兗州為從瑞典和日本引進技術(shù)的25萬噸/年的水煤漿廠。5、固硫型煤固硫型煤就是在煤中加入脫硫劑，經(jīng)混合加入粘結(jié)劑，用壓制機壓制成固定的形狀的塊狀煤.使煤在燃燒中生成的so2產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成caso4而固定在灰渣中，固硫型煤適用于利用高硫煤，其加工投資比煤氣化省10倍以上，但目前國內(nèi)開發(fā)者尚少。6、煙氣脫硫（fgd）目前可以采用的大規(guī)模工業(yè)性脫硫脫氮技術(shù)，都屬于燃燒后的脫硫脫氮技術(shù)，或為二者的結(jié)合。因為在燃燒時的高溫下，硫的脫除效率較低，所以如爐內(nèi)噴鈣法（如lifac法，limb法等）都是采用先向爐內(nèi)噴鈣的第一道脫硫，再在煙氣進入電除塵器前再噴水增濕，以提高脫硫效率。故尚屬于煙氣脫硫，煙氣脫硫英文簡寫為fgd。三、 濕法煙氣脫硫技術(shù)所謂濕法煙氣脫硫，其特點是脫硫系統(tǒng)裝在除塵器之后，其脫硫劉，脫硫過程反應(yīng)副產(chǎn)品均為濕態(tài)，因而其脫硫過程的反應(yīng)溫度均低于露點，所以脫硫后的煙氣要再加熱后才能從煙囪排出.其特點為：脫硫過程是氣液反應(yīng)，反應(yīng)速度快