煙氣脫硫設備及工藝流程介紹

煙氣脫硫(FGD)設備及工藝原理目前一頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點一、脫硫的發(fā)展與應用二、火電廠脫硫方式三、煙氣脫硫方法四、國內(nèi)火電廠煙氣脫硫的應用五、石灰石／石膏濕法脫硫工藝流程及設備目前二頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點一、脫硫的發(fā)展與應用1.全國火電廠二氧化硫排放狀況1998年全國火電裝機容量為20988萬千瓦，占總裝機容量的75.7%。二氧化硫排放約為780萬噸，占全國二氧化硫排放量的37.3%。預計2000年達40%，2010年將達到60%。95年統(tǒng)計，由于酸雨和二氧化硫污染造成農(nóng)作物、森林和人體健康等方面的經(jīng)濟損失約為1100多億元，已接近當年國民生產(chǎn)總值的2%，成為制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要因素。目前三頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點2．國家對SO2的治理要求法律的要求：

1995年修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》提出：在“兩區(qū)”內(nèi)的火電廠新建或已建項目不能采用低硫煤的，必須建設配套脫硫、除塵裝置。國家污染物排放標準的要求：

《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-1996)，對1997年1月1日起新、擴、改建火電廠，在實行全廠排放總量控制的基礎上，增加了煙囪二氧化硫排放濃度限制。國務院對“兩控區(qū)”內(nèi)火電廠二氧化硫控制的要求：《國務院關于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關問題的批復》(國函［1998］5號)，即要求“兩控區(qū)”的火電廠做到：到2000年底達標排放。新建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠，必須建設脫硫設施；現(xiàn)有燃煤含硫量大于1%的電廠，在2010年前分期分批建成脫硫設施或采取其它具有相應效果的減排二氧化硫措施。目前四頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點二、火電廠脫硫方式（燃燒前、中、后）

煤炭洗選：使用前脫硫。目前僅能除去煤炭中的部分無機硫，對于煤炭中的有機硫尚無經(jīng)濟可行的去除技術。

循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)--潔凈煤燃燒技術：燃燒過程中脫硫。具有可燃用劣質(zhì)煤、調(diào)峰能力強、可摻燒石灰石脫硫、控制爐溫減少氮氧化物排放等特點。

煙氣脫硫(FGD)

：燃燒后脫硫。在鍋爐尾部電除塵后至煙囪之間的煙道處加裝脫硫設備,目前95％以上的燃煤鍋爐采用此方式實施脫硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技術手段。

目前國內(nèi)外應用最廣泛的方法是煙氣脫硫?。∧壳拔屙揬總數(shù)四十三頁\編于二十二點三、煙氣脫硫方法1．按有無液相介入分類在電力界尤其是脫硫界以有無液相介入來進行分類。濕法半干法干法海水法電子束法按有無液相介入分類目前六頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點

濕法：進入濕吸收劑；排出濕物質(zhì)

濕法是利用堿性溶液為脫硫劑，應用吸收原理在氣、液、固三相中進行脫硫的方法，脫硫產(chǎn)物和殘液混合在一起，為稀糊狀的流體。濕法脫硫的操作溫度在44－55oC。目前七頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點半干法：進入濕吸收劑；排出干物質(zhì)

半方法是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產(chǎn)物為干粉狀。半方法的操作溫度控制在60－80oC。目前八頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點

干法：進入干吸收劑；排出干物質(zhì)。

干法是指無液相介入完全在干燥狀態(tài)下進行脫硫的方法。如向爐內(nèi)噴干燥的生石灰或石灰石粉末，即脫硫產(chǎn)物為粉狀。

干法的操作溫度在800－1300oC。目前九頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點廣東恒運電廠干法脫硫系統(tǒng)分離器石灰發(fā)生器鍋爐煙氣經(jīng)文丘里管噴射與煙氣混合吸收目前十頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點海水法：采用海水對煙氣脫硫的方法

此方法受地域條件限制。且有氯化物嚴重腐蝕設備的問題。脫硫殘液PH很低，必須配置參數(shù)合理的水質(zhì)恢復系統(tǒng)，才能達到環(huán)保要求的排放條件。目前十一頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點電子束法：是一種利用高能物理原理，采用電子束輻照煙氣，或以脈沖產(chǎn)生電暈對煙氣實施脫硫的方法。

電子束法使用的脫硫劑為合成氨，目前僅限于噸位不大的燃煤鍋爐煙氣脫硫。目前十二頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點

2．按脫硫劑分類

目前開發(fā)的多種煙氣脫硫技術，盡管設備構(gòu)造和工藝流程各不相同，但基本原理都是以堿性物質(zhì)作SO2的吸收劑。以石灰石、生石灰為基礎的鈣法以氧化鎂為基礎的鎂法以合成氨為基礎的氨法以有機堿為基礎的堿法以亞硫酸鈉、氫氧化鈉為基礎的鈉法按脫硫劑分類目前十三頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點鈣法：以石灰石、生石灰為基礎。目前十四頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點鎂法：以氧化鎂為基礎的目前十五頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點氨法：以合成氨為基礎目前十六頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點雙堿法FGD工藝（1）脫硫過程Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2ONa2SO3＋SO2＋H2O→2NaHSO3（2）再生過程（用石灰乳）2NaHSO3＋Ca（OH）2→Na2SO3＋CaSO3Na2SO3＋Ca（OH）2→2NaOH＋CaSO3目前十七頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點鈉法：以亞硫酸鈉、氫氧化鈉為基礎。目前十八頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點3、常用的脫硫技術

近年來，世界各發(fā)達國家在煙氣脫硫(FGD)方面均取得了很大的進展，美國、德國、日本等發(fā)達工業(yè)國家計劃在2000年前完成200－－610MW的FGD處理容量。

目前國際上已實現(xiàn)工業(yè)應用的燃煤電廠煙氣脫硫技術主要有：(1)濕法脫硫技術，占85%左右，其中石灰-石膏法約占36.7%，其它濕法脫硫技術約占48.3%；(2)噴霧干燥脫硫技術，約占8.4%；(3)吸收劑再生脫硫法，約占3.4%；(4)爐內(nèi)噴射吸收劑/增溫活化脫硫法，約占1.9%；(5)海水脫硫技術；(6)電子束脫硫技術；(7)脈沖等離子體脫硫技術；(8)煙氣循環(huán)流化床脫硫技術等。

以濕法脫硫為主的國家有：日本(約占98%)、美國(約占92%)和德國(約占90%)等。目前十九頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點爐內(nèi)噴鈣+尾部增濕法介于爐內(nèi)脫硫和煙氣脫硫兩者之間，在爐膛內(nèi)噴石灰石粉，排出的煙氣進入尾部煙氣增濕塔活化反應，兩次脫硫。爐內(nèi)CaCO3→CaO＋CO2

CaO+SO2+1/2O2→CaSO4

CaO＋SO3→CaSO4活化CaO＋H2O→Ca(OH)2

Ca(OH)2＋SO2→CaSO3＋H2O

CaSO3＋1/2O2→CaSO4目前二十頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點四、國內(nèi)火電廠煙氣脫硫的應用目前二十一頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點國際最新5種主流煙氣脫硫技術1、石灰石--石膏濕法煙氣脫硫技術2、鎂法--煙氣脫硫技術3、鈉法--煙氣脫硫技術4、氨法--煙氣脫硫技術5、海水法--煙氣脫硫技術■設備、安裝（包括土建）費用■運行費用目前二十二頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點五、石灰石／石膏濕法脫硫工藝流程及設備工藝流程:石灰石經(jīng)過破碎、研磨、制成漿液后輸送到吸收塔。吸收塔內(nèi)漿液經(jīng)循環(huán)泵送到噴淋裝置噴淋。煙氣從煙道引出后經(jīng)增壓風機增壓，進入GGH煙氣加熱器冷卻后進入吸收塔。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液接觸，除掉煙氣中的SO2，潔凈煙氣從吸收塔排出后經(jīng)GGH煙氣加熱器加熱后排入煙道。吸收塔內(nèi)吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，經(jīng)氧化處理生成硫酸鈣，從吸收塔內(nèi)排出的硫酸鈣經(jīng)旋流分離（濃縮）、真空脫水后回收利用。目前二十三頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點濕法石灰石(石灰)/石膏法煙氣脫硫技術系統(tǒng)圖

目前二十四頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點大港改建工程2臺1080t/h鍋爐配套

濕法煙氣脫硫裝置。

濕式脫硫裝置：吸收塔、GGH煙氣加熱器、增壓風機、煙道等為每臺鍋爐各自獨立設備，其他系統(tǒng)共用。濕法煙氣脫硫主要工藝流程為：鍋爐排出的煙氣經(jīng)引風機送入混凝土公用煙道，再從砼煙道引出經(jīng)過升壓風機升壓、冷卻后，進入吸收塔，在吸收塔中與石灰石漿液綜合反應吸收，煙氣中的二氧化硫與石灰石漿液反應生成石膏，由吸收塔排出經(jīng)脫水處理后，固體石膏再利用。吸收塔排出的凈煙氣，經(jīng)加熱后回到混凝土公用煙道，經(jīng)煙囪排向大氣。目前二十五頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點大港技改工程脫硫裝置主要設備表序號設備名稱數(shù)量設備規(guī)格1煙道392t

2擋板密封風機2Q=10000m3/hP=2000PaN=7.5kW3軸流式升壓風機2Q=1.1x1131000Nm3/h,P=1.2x2850PaN=2500kW4再生式氣/氣換熱器（GGH）2回轉(zhuǎn)式，換熱面積9500m2,驅(qū)動電機N=5.8kW5密封空氣風機2Q=1500Nm3/h,P=8000PaN=7.5kW6吸收塔2φ11.3×25.7m,壁厚8-10mm6吸收塔攪拌器8側(cè)進式,N=10kW8氧化風機（包括消聲段）2羅茨風機Q=1.1x3500Nm3/h,P=100kPaN=130kW9離心式,吸收塔再循環(huán)泵4Q=5300m3/h,,H=24.5/26/27.5m,N=400/450/500kW10吸收塔排出泵2離心式,機械密封,Q=42m3/hH=40mN=11kW11工藝水泵2離心式,機械密封,Q=100m3/hN=21kWH=55m12工藝水箱1V=150m3φ6mh=5.4m13石膏水力（第一級）旋流器站233.15m3/h旋流子8個加1個備用14廢水旋流器站24m3/h，15石膏漿轉(zhuǎn)運泵1離心泵，Q=4.6m3/hH=30mN=1.1kW16真空皮帶過濾機26.6t/h,（石膏含水10%）N=3kW17真空泵2水環(huán)式Q=2300m3/h,N=75kW,P=34kPa18石膏脫水排水坑泵1液下泵Q=20m3/hH=20mN=1.5kW19吸收塔排水坑泵1液下泵Q=30m3/hH=30mN=5.5kW20事故漿液池1V=800m314×14×4.5m21事故漿液池泵1液下泵,機械密封,Q=54m3/hN=15kWH=35m22給料稱重機2Q=4t/hN=1.1KW23濕式球磨機2Q=4t/hN=150KW24石灰石倉1500m36m×6m×14m，錐高5m兩個出口25石灰石漿液箱1φ4.2×5.4m，V=70m326石灰石漿池攪拌器1N=3.5KW27石灰石漿泵（至吸收塔）2Q=8m3/hH=50mN=2.5kW目前二十六頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點石灰石濕法工藝流程圖目前二十七頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點目前二十八頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點臺山600MW等級石灰石／石膏法脫硫裝置主要系統(tǒng)吸收劑制備系統(tǒng)：將石灰石制成漿液。煙氣（再熱）系統(tǒng)：提高煙氣壓頭克服系統(tǒng)阻力，將凈煙氣加熱。SO2吸收系統(tǒng)（吸收塔）：吸收SO2凈化煙氣。石膏脫水系統(tǒng)：回收吸收劑，再利用。工藝水系統(tǒng)：系統(tǒng)沖洗、補水等。廢水排放系統(tǒng)其他系統(tǒng)電氣系統(tǒng)熱工自動化系統(tǒng)脫硫廢水處理系統(tǒng)目前二十九頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點

由于目前國內(nèi)脫硫公司尚無600MW等級石灰石－石膏濕法脫硫工程的生產(chǎn)和使用業(yè)績，因此臺山電廠脫硫裝置主要由日本株式會社荏原制作所提供。

臺山＃1、＃2機組脫硫工程進口的主要設備如下：

吸收塔內(nèi)部件吸收塔攪拌器煙氣冷卻泵、煙氣冷卻器氧化風機FGD增壓風機FGD進、出口擋板和旁路擋板膨脹節(jié)（非金屬）及部分關鍵閥門石膏漿液旋流器真空皮帶脫水機、真空泵廢水旋流器DCS控制系統(tǒng)及部分儀表所有漿液泵、攪拌器及所有漿液閥目前三十頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點吸收劑制備系統(tǒng)石灰石倉斗式提料機刮板機給料稱重機卸料斗振動給料機濕式球磨機錘式破碎機吸收塔漿液罐目前三十一頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點石灰液制備設備：

給料稱、重機刮板機、斗式提料機、石灰石倉、濕式球磨機、錘式破碎機、振動給料機、卸料斗、漿液罐北京國華熱電公司200MW脫硫工程目前三十二頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點煙氣系統(tǒng)吸收塔循環(huán)泵噴淋裝置除霧裝置GGH煙氣加熱器增壓風機擋板門擋板門煙囪鍋爐旁路擋板目前三十三頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點

鍋爐產(chǎn)生的原煙氣從砼煙道引入增壓風機后，經(jīng)升壓進入GGH對加熱元件進行加熱后，進入吸收塔。脫硫后的凈煙氣由吸收塔上部引出，經(jīng)GGH凈煙氣側(cè)進行加熱后，進入煙囪，經(jīng)達標的煙氣排入大氣。增壓風機目前三十四頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點北京國華熱電公司200MW脫硫設備安裝工程目前三十五頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點廣東臺山2號機組脫硫工程煙氣系統(tǒng)

主要設備FGD升壓風機及其配套設備軸流式,Q=2344000m3/h, 1臺煙氣換熱器及其配套設備（含吹灰器） 1套擋板密封氣風機Q=15000m3/h,壓差25mbar 2臺密封氣加熱器加熱能力150/400kW 2臺GGH空氣貯罐1臺GGH排水坑泵1臺煙氣冷卻器殼體 1臺煙道旁路擋板（進口）6000×10000 1個FGD進口風門（進口）6000×10000 1個FGD出口風門（進口）6000×9000 1個膨脹節(jié),設備平臺扶梯欄桿支架,管道等安裝目前三十六頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點石膏脫水系統(tǒng)真空皮帶過濾機真空泵石膏堆放場石膏脫水旋流站濾液水箱濾液罐目前三十七頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點主要設備真空皮帶過濾機濾液罐真空泵濾液水箱石膏脫水旋流站石膏脫水主要設備真空皮帶過濾機濾液罐真空泵濾液水箱石膏脫水旋流站目前三十八頁\總數(shù)四十三頁\編于二十二點吸收塔系統(tǒng)石膏脫水旋流站（1）

吸收CaO＋H2O→Ca（OH）2Ca（OH）2＋SO2→CaSO3·1/2H2O＋1/2H2OCaCO3＋SO2＋1/2H2O→CaSO3·1/2H2O＋CO2↑CaSO3·1/2H2O＋SO2＋1/2H2O→Ca（HSO3）2（2）

氧化2CaSO3·1/2H2O＋O2＋3H2O