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电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术集成进展

  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2019年12月05日

1.我国的电厂目前还是以燃煤为主,造成了以煤烟为主的空气污染,产生了大量的烟尘、s02和N0X。这些污染物造成的酸雨、温室效应和臭氧层破坏等环境污染,严重地影响了人类的居住环境,引起了世界各地科学工作者的广泛关注。在这样的背景下,出现了多种脱除S02、NO 的方法。

1 烟气脱硫/脱硝(氮)方法

1.1 烟气脱硫方法

目前烟气脱硫的方法很多,能够实现工业化的也有十几种。根据不同的分类,烟气脱硫的方法也不同,如:按照吸收剂的种类,可分为钙法(石灰/石灰石法)、碱法(钠盐法);按照处理的前后,可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫;按照脱除产物的干湿形态,可分为湿法、干法和半干法。以湿法、干法和半干法为例,又可以具体分为:湿法:石灰石/石灰法、海水法、氨法、双碱法、镁法、磷铵肥法和Wellman.Lord.FGD、其他(有机酸钠一石膏、石灰一镁、碱式硫酸铝、氧化锌、氧化锰法等);干法:喷雾干燥法、烟道喷钙法、循环流化床法、荷电法、催化法(干式催化氧化法、孟山都催化氧化法、托普素一阿基坦钠催化氧化法)、其它(粉煤灰干式脱硫法、熔融盐吸收脱硫法、碱性铝酸盐脱硫法、氧化铜脱硫法)。

国内外燃煤电厂脱硫技术与设备

脱硫技术包括燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后烟尘脱硫。

2.1 燃烧前脱硫技术

选煤能除去或减少燃煤中所含的硫分、灰分等杂质,并按用户对煤质的要求,实行分质供应。燃用洗煤可提高热效率和可靠性。选煤技术分物理法、化学法和微生物法。物理法选煤无论在国外或国内都是十分成熟的技术,通??沙ト济褐?0 灰分和1/3~2/3的黄铁矿硫。

2.2 燃烧中脱硫技术

循环流化床锅炉由于湍流混合充分,燃烧热效率可达85 9/5~90 ,而层燃炉只有709/6,再加入石灰石为主的脱硫剂,钙硫比达2.0时,脱硫率可达7O ,可以有效地控制SOz的排放。另外,由于燃烧温度低,NOx排放量比层燃炉降低70 9/6以上。循环流化床燃烧技术在日、美、英、法等国家已作为解决高硫煤燃烧脱硫的主要技术手段,近年来还开发了加压流化床燃烧方式,使流化床面积缩小,脱硫效率提高,同时发电率提高30 9/6~40 9/6。

国内循环流化床锅炉(75~200t/h)已开发利用,正不断地完善和改进趋向成熟。

2.3 烟气脱硫技术及设备

烟气脱硫是国外大规模商业应用的脱硫方式。烟气脱硫技术可分为湿法、半干法和干法。

2.3.1 石灰石(石灰)一石膏湿法烟气脱硫技术

石灰石/石灰一石膏脱硫系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫浆液制备系统、亚硫酸钙氧化系统、石膏脱水系统等。该工艺是目前世界上最成熟的工艺,使用最广泛的脱硫技术。在该工艺中,烟气经过换热器温度降至120℃左右进入脱硫吸收塔,在吸收塔内与209/6~30 9/6的石灰石粉浆料或20 9/5左右的石灰乳浊液接触,SO2被吸收生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧化成硫酸钙即石膏。采用CaC()3为脱硫剂其脱硫效率一般在85 9/6以上,适用于SO2浓度为中等偏低的烟气脱硫;采用Ca(OH)z为脱硫剂,脱硫效率可以达到95 ,适用于SCh浓度较高的烟气脱硫。通过添加有机酸可使脱硫效率提高到95 9/6以上。石灰石/石灰一石膏湿法脱硫技术及设备分别引自俄国和日本。国内应用的有:北京第一热电厂、太原第一热电厂、重庆珞璜电厂、重庆长寿化工厂等。

2.3.2 简易石灰石(石灰)~ 石膏法烟气脱硫技术

简易工艺的原理与传统石灰石(石灰)一石膏法相同,但通过采取合并预洗、吸收和氧化设备,简化烟气热 换系统,以及部分旁路烟气等技术措施.在实现中等脱硫效率(709/5~80%)目标的基础上,可降低约1/4至1/3的设备初投资。

2.3.3 海水烟气脱硫技术 天然海水含有大量

可溶性盐,其中主要成分是氯化钠、氯化镁、硫酸盐和可溶性碳酸盐。海水通常呈碱性,自然碱度约为1.2~2.5mol/I ,使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。

该工艺中,冷却后含S()2烟气进入吸收塔,烟气与海水在塔板上逆向接触达到去除S()2的目

的。吸收后的烟气经除雾后排放,吸收了SO2海水,进入曝气池进行曝气处理,使海水的水质充分恢复后返回大海。工艺和设备比较简单,主要设备有换热降温塔、吸收塔、曝气池、烟气升温装置。不需添加任何化学药剂,也不产生固体废物,其设备系统简单、运行稳定、费用低。挪威ABB环境工程公司的海水脱硫工艺已在挪威和国外建成20多套装置。深圳妈湾电厂海水烟气脱硫装置引进挪威ABB环境工程公司技术,配套4号机组,投资2.1亿人民币,处理烟气量110万Nm。/h,每年削减S 7000t。

2.3.4 磷铵复合肥法烟气脱硫技术

该法是利用天然磷矿石和氨为原料.在烟气脱硫过程中回收副产磷铵复合肥料的脱硫技术。工艺过程主要包括:活性炭一级脱硫并制稀硫酸;稀硫酸萃取磷矿石至稀磷酸溶液;磷酸和氨的中和液二级脱硫;料浆浓缩干燥制磷铵复合肥。

2.3.5 喷雾干燥法烟气脱硫技术

该法属半干法脱硫工艺,80年后该技术在美国和欧洲的燃煤电厂实现了商业化。该法利用石灰浆液作吸收剂,以细雾滴喷人反应器,与SO2边反应边干燥,在反应器出口,随着水分蒸发,形成干的颗?;旌衔?。脱硫效率可达70 9,6~95 。中日合作,在山东黄岛发电厂采用喷雾干燥法进行烟气脱硫示范工程,投资7106万元人民币,处理烟气量25万Nm。/h,每年削减S024000t。

2.3.6 炉内喷钙炉后活化干法烟气脱硫技术

该法属干法脱硫工艺,其工艺特点炉内喷钙为一级脱硫,脱硫效率为30 ~40 9,6,炉后活化为二级脱硫,脱硫效率为75%"--85 9,6,钙硫比为2.5。脱硫的副产品十分稳定,不会造成二次污染,可用于筑路基底材料,建材原料。南京下关电厂采用芬兰FOUM 公司的I R—FAC工艺,用于两台125MW 燃烧机组脱硫.脱硫效率75 。

2.3.7 电子束法烟气脱硫技术

电子束法是采用高能电子柬照射烟气,使烟气中的S02、NOz在辐射时生成的大量自由基、电子