脫硫方法比較

1、1煙氣脫硫工藝比較2008年10月2目錄1. 概況2. 干、濕法脫硫技術(shù)簡介3.煙氣脫硫工藝的主要指標(biāo)及干、濕法脫硫技術(shù)的比較4. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析31. 概況n世界上有很多種控制SO2排放技術(shù)，據(jù)美國環(huán)保所統(tǒng)計，目前世界上有184種控制SO2排放技術(shù)，方法有200多種。n概括起來分為3種：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫（煙氣脫硫FGD)。n用于商業(yè)上煙氣脫硫技術(shù)根據(jù)脫硫劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)可分為干法（半干法）、濕法。4概況n濕法在世界范圍內(nèi)所占份額：85%,特別在日本幾乎全部采用濕法工藝。其中石灰石石膏法工藝由于吸收劑資源豐富、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，占濕法90%以上市場份額。n在中國

2、石灰石石膏法工藝占煙氣脫硫市場95%以上。52. 干、濕法脫硫技術(shù)簡介n干法主要種類：電子束法（不能大型化，處于試驗(yàn)階段，耗電大，運(yùn)行不成功）。n爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法：脫硫效率不高，脫硫劑利用率低。n煙氣循環(huán)流化床技術(shù)（LUIGI-CFB;WULFF-RCFB)nNID(NEW INTEGRATED DESULFURIZATION)技術(shù)n旋轉(zhuǎn)噴霧法6干法特點(diǎn)n吸收劑為石灰（CaO),或消石灰（Ca(OH)2), 對純度和活性要求較高。n脫硫產(chǎn)物為亞硫酸鈣，為不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，受熱易分解。n脫硫效率較低，反應(yīng)速度較慢，設(shè)備較龐大（脫離塔，除塵器等）n吸收劑利用率低。n無廢水排放。n煙氣在凈化過程中

3、溫降小。n系統(tǒng)簡單。7HydratedLimeAbsorberH2OFlue GasDedustingRecirculationResidue SiloDisposalClean Gas8濕法石灰石石膏濕法特點(diǎn)n脫硫效率高，可達(dá)99以上；n吸收劑化學(xué)劑量比低；n液/氣比(L/G)低，使脫硫系統(tǒng)的能耗降低；n可得到純度很高的脫硫副產(chǎn)品石膏，為脫硫副產(chǎn)品的綜合利用創(chuàng)造了有利條件；n采用空塔型式使吸收塔內(nèi)徑減小，同時減少了占地面積；n采用價廉易得的石灰石作為吸收劑；n系統(tǒng)具有較高的可靠性，系統(tǒng)可用率可達(dá)99以上；n對鍋爐燃煤煤質(zhì)變化適應(yīng)性較好；n對鍋爐負(fù)荷變化有良好的適應(yīng)性。n系統(tǒng)較復(fù)雜9濕法流程1

4、03.煙氣脫硫工藝的主要指標(biāo)n評價煙氣脫硫工藝的主要技術(shù)指標(biāo)評價煙氣脫硫工藝的主要技術(shù)指標(biāo)n脫硫率n鈣硫比n吸收劑利用率n吸收劑的可獲得性和易處理性n脫硫副產(chǎn)品的處置和可利用性n對鍋爐和煙氣處理系統(tǒng)的影響n對機(jī)組運(yùn)行的影響n對周圍環(huán)境的影響n占地大小n流程的復(fù)雜程度n動力消耗n工藝的成熟程度n總的投資和運(yùn)行費(fèi)用113.1 脫硫率n定義 未脫硫煙氣的SO2濃度脫硫后煙氣的SO2濃度 脫硫率未脫硫煙氣的SO2濃度n確定脫硫率的原則 n確定在鍋爐正常運(yùn)行的各種負(fù)荷條件下均能滿足國家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)的最低脫硫率n優(yōu)先選用可能通過簡單改造來進(jìn)一步提高脫硫率的工藝，以滿足未來可能的更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)的要求n

5、選用在鍋爐工況，特別是煤質(zhì)發(fā)生變化時，脫硫效率仍能滿足要求的工藝n不要盲目追求過高的脫硫率，因?yàn)楦叩拿摿蚵适且酶叩耐顿Y和運(yùn)行費(fèi)用作為代價的 n濕法可達(dá)99%，干法一般小于90% 123.2 鈣硫比（Ca/S）n定義參加脫硫反應(yīng)的鈣吸收劑的分子數(shù) Ca/S= 未脫硫煙氣中的SO2的分子數(shù)n意義n根據(jù)反應(yīng)式，1個鈣吸收劑的分子可以吸收1個SO2分子。因此當(dāng)Ca/S=1時吸收劑不過量，Ca/S1時吸收劑過量，此時，SO2的吸收過程更加有效，但脫硫產(chǎn)物中的未反應(yīng)吸收劑的量會增加n選擇時應(yīng)考慮的問題：n相同脫硫率條件下，Ca/S越小，吸收劑的用量少，生成的脫硫產(chǎn)物也少n在高硫煤條件下，Ca/S大時吸收

6、劑的用量可能會很大，使除塵器超負(fù)荷n在中低硫煤條件下，較大的Ca/S也可能不會產(chǎn)生問題n高的Ca/S通常會使運(yùn)行費(fèi)用增加n干法Ca/S1.3, 濕法Ca/S為1.03133.3 吸收劑的利用率n定義脫硫率吸收劑利用率（）（）鈣硫比n意義n吸收劑利用率用來表示在脫硫系統(tǒng)中用于脫除SO2的吸收劑的總量占加入脫硫系統(tǒng)的吸收劑的總量的百分比n選擇時考慮的問題n顯然，吸收劑的利用率越高越好，這樣可以減少吸收劑的用量以及所產(chǎn)生的脫硫產(chǎn)物的量也少，可以大大降低脫硫系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用n干法：80%左右，濕法95%143.4 吸收劑的可獲得性和易處置性（1）n選擇吸收劑的基本原則n儲量豐富、價格低廉n易于運(yùn)輸

7、、運(yùn)輸距離近n無毒、不會對環(huán)境造成污染n形成的脫硫產(chǎn)物應(yīng)是穩(wěn)定的，不會對環(huán)境造成新的危害n常用吸收劑的種類n鈣基吸收劑：石灰石(濕法）、石灰、消石灰（干法）n鈉基吸收劑：碳酸氫鈉、廢堿液n氨基吸收劑：氨水、液氨n海水153.4 吸收劑的可獲得性和易處置性（2）n鈣基吸收劑是最常用的吸收劑n石灰石（濕法）n儲量豐富、價格低n無毒無害，處置過程中十分安全n石灰（干法）n脫硫效果好，價格高；使用前需要消化，增加設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用n石灰煅燒過程中要使用大量的煤，造成煙塵和SO2污染n石灰會燒灼人體皮膚，處置時應(yīng)注意安全n石灰容易吸潮、變質(zhì)，不能久存n消石灰（干法）n脫硫效率高，價格貴n易變質(zhì)，不易儲存

8、163.5 脫硫副產(chǎn)品的處置和可利用性（1）n對脫硫副產(chǎn)品的總的要求n副產(chǎn)品可以得到綜合利用，可作為其它制造工業(yè)的原料，或可在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用n如果暫時不能綜合利用，只能考慮堆放，對于堆放的脫硫產(chǎn)物有以下要求：n性能穩(wěn)定，不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，如地下水體的污染、煙塵等n脫硫產(chǎn)物的形態(tài)應(yīng)便于運(yùn)輸，最好是干態(tài)n脫硫產(chǎn)物的量越少越好173.5 脫硫副產(chǎn)品的處置和可利用性（2）n對灰場的考慮n必須設(shè)置緊急堆放灰場n脫硫系統(tǒng)的沖灰水的pH值很高，注意結(jié)垢問題n如果脫硫產(chǎn)物的浸出物對環(huán)境有害，應(yīng)對灰場進(jìn)行防滲處理n脫硫產(chǎn)物堆放量很大時應(yīng)考慮灰場的儲存年限n在灰場中堆放時，應(yīng)使原有的存灰和脫硫灰分開存放，以便以

9、后的綜合利用183.5 脫硫副產(chǎn)品的處置和可利用性（3）n對綜合利用的考慮n受鍋爐工況的影響，脫硫副產(chǎn)品的品質(zhì)不易穩(wěn)定，因此很難有一個穩(wěn)定的用戶群體n電廠需要進(jìn)行投資，以便對脫硫副產(chǎn)品進(jìn)行加工，滿足用戶的要求，如干燥、成形、包裝等n電廠可能需要為用戶投資，以便用戶調(diào)整其原先的工藝使之適合于使用脫硫產(chǎn)物n脫硫產(chǎn)物的綜合利用受到資源狀況和法規(guī)政策的限制，脫硫產(chǎn)物的使用可能需要得到有關(guān)部門的批準(zhǔn)n有些應(yīng)用會受到季節(jié)的影響，如筑路用灰、肥料等。因而必須考慮足夠的儲存設(shè)施n需要考慮市場營銷及內(nèi)部管理等問題n濕法副產(chǎn)品為石膏，為穩(wěn)定的產(chǎn)物，可綜和利用，干法為亞硫酸鈣，為不穩(wěn)定中間產(chǎn)物，受熱易分解。193.

10、6 對鍋爐和煙氣處理系統(tǒng)的影響（1）n安裝煙氣脫硫系統(tǒng)后對鍋爐的以下煙氣系統(tǒng)可能產(chǎn)生影響n鍋爐爐膛n鍋爐對流熱交換段：包括過熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器n煙道n除塵器n引風(fēng)機(jī)n煙囪203.6 對鍋爐和煙氣處理系統(tǒng)的影響（2）n濕法工藝的影響n鍋爐爐膛：負(fù)壓增加、負(fù)壓變化快n煙道及旁路擋板門：考慮脫硫系統(tǒng)檢修，需要增設(shè)旁路擋板門；從引風(fēng)機(jī)出口到煙囪段的原有煙道要防腐n煙囪：由于濕法工藝不能脫除SO3，脫硫后煙溫降低、含濕量增加會增加煙囪腐蝕的危險，因此，對新建電廠煙囪仍應(yīng)考慮防腐措施，對現(xiàn)有電廠的煙囪應(yīng)注意保溫和防腐213.6 對鍋爐和煙氣處理系統(tǒng)的影響（3）n噴霧干燥和CFB工藝n除塵器：

11、脫硫系統(tǒng)安裝在原有除塵器前時，對原有除塵器的影響，包括：n煙氣溫度降低，含濕量增加n除塵器入口濃度增加n進(jìn)入除塵器的顆粒的成分、顆粒尺寸分布和導(dǎo)電特性發(fā)生變化n以上變化對除塵器性能產(chǎn)生的影響取決于實(shí)際的工況，一般情況下，對除塵器的除塵效率有正面影響n引風(fēng)機(jī)：可使用干煙囪n煙道：需增設(shè)旁路擋板門，對原有煙道無特別影響223.6 對鍋爐和煙氣處理系統(tǒng)的影響（4）n爐內(nèi)噴鈣和LIFAC工藝n燃燒穩(wěn)定性：無顯著影響n爐膛熱平衡：鍋爐效率下降97293.12工藝成熟程度（2）n爐內(nèi)噴鈣和LIFACn爐內(nèi)噴鈣總臺數(shù)為37臺，最大容量機(jī)組為243MW，可用率可達(dá)98nLIFAC總臺數(shù)為7臺，最大容量機(jī)組為3

12、00MW，可用率達(dá)95nCFB煙氣循環(huán)流化床工藝n總臺數(shù)超過35臺，最大單塔處理煙氣量為 950,000 Nm3/h，可用率達(dá)到98304. 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析n技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要意義n投資大，約占電廠基建投資的510n與電廠的具體條件密切相關(guān)n改造機(jī)組的投資比新建機(jī)組要大，而且與工藝方案有關(guān)314.1考察煙氣脫硫技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)n基建投資（萬元）n靜態(tài)n動態(tài)n運(yùn)行費(fèi)用（萬元/年）n包括還貸、利息、大修費(fèi)等所有支出nkW容量造價（元/kW）n電價上升（分/kWh）n脫硫成本（元/脫除kgSO2）324.2 現(xiàn)有電廠與新建電廠的不同n由于基建條件不同現(xiàn)有電廠的煙氣脫硫改造工程的投資要比同樣容量和工藝的新建電廠要大n可以用一個改造因子來表示n改造因子主要考慮n對原有設(shè)備的改造：鍋爐、煙囪、引風(fēng)機(jī)、煙道等n施工難度的增加：現(xiàn)場擁擠程度、道路改造、設(shè)備安裝困難、地下管道移位等n現(xiàn)有電廠要考慮改造對機(jī)組停運(yùn)的影響n