第五章第五章烟气脱硫技术烟气脱硫技术主讲人：李福才主讲人：李福才20242024年年年年8 8月月月月2121日日日日1医疗参考烟气脱硫技术及常见问题烟气脱硫技术及常见问题 主要污染因子主要污染因子 脱硫技术比较脱硫技术比较 脱硫技术现状脱硫技术现状 脱硫常见问题脱硫常见问题 脱硫工艺评价指标脱硫工艺评价指标2医疗参考5.1烟气中主要污染因子烟气中主要污染因子1 1、烟气的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、烟气锅、烟气的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、烟气锅、烟气的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、烟气锅、烟气的种类：燃煤锅炉、燃油锅炉、烟气锅炉、垃圾焚烧炉、工业炉窑（如烧结机、玻璃炉、垃圾焚烧炉、工业炉窑（如烧结机、玻璃炉、垃圾焚烧炉、工业炉窑（如烧结机、玻璃炉、垃圾焚烧炉、工业炉窑（如烧结机、玻璃窑、冶炼炉等）窑、冶炼炉等）窑、冶炼炉等）窑、冶炼炉等） 2 2、主要污染因子：、主要污染因子：、主要污染因子：、主要污染因子：烟尘、烟尘、烟尘、烟尘、SOSO2 2、NONOX X、F F、ClCl、COCO2 2 3 3、主要防污措施：、主要防污措施：、主要防污措施：、主要防污措施：洁净燃料、高空稀释、烟气治理洁净燃料、高空稀释、烟气治理洁净燃料、高空稀释、烟气治理洁净燃料、高空稀释、烟气治理我国我国我国我国SO2SO2的排放总量已达的排放总量已达的排放总量已达的排放总量已达27002700万吨，居世界第一万吨，居世界第一万吨，居世界第一万吨，居世界第一 3医疗参考硫的存在形式5.1烟气中主要污染因子烟气中主要污染因子无机硫有机硫硫醇硫醚生命体（蛋白质等）单质硫SS2SO3、SO24SO2、SO234医疗参考5.2.1 脱硫技术比较概述 目前国际上研究过的脱硫技术达200余种。燃烧前脱硫 如洗煤、型煤等燃烧中脱硫 如炉内喷钙、循环流化床等燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD） 世界上唯一大规模商业化应用的技术5医疗参考 5.2.2脱硫技术比较分类按脱硫产物是否可回收分抛弃法（95%）回收法（5%）按产物是否可再生分可再生（7%）不可再生（93%）按脱硫剂形态分湿法（91%）干法半干法（9%）注：括号中数据为美国电力工业FGD装置应用情况（1987）6医疗参考 5.2.3脱硫技术比较应用 美国主要烟气脱硫技术l湿式石灰石/石灰法l双碱法l碳酸钠法日本主要烟气脱硫技术l湿式石灰石石膏法l双碱法l亚铵法7医疗参考5.2.3脱硫技术比较常用脱硫方法项目普通石灰石石膏工艺喷雾干燥法炉内喷钙尾部增湿氧化镁法 旋流板塔双碱法技术成熟程度成熟成熟成熟成熟成熟适用煤种不限中低硫煤中低硫煤中低硫煤不限单机应用规模200MW100MW200MW200MW200MW脱硫率95以上75-9075-8090以上95以上吸收剂石灰石/石灰石灰石灰石氧化镁石灰/钠碱/电石渣等吸收剂利用率90以上90约4090以上95以上副产物石膏亚硫酸钙亚硫酸钙硫酸镁石膏副产物处置利用抛弃抛弃回收利用废水有无无有少量占地面积大中小中中市场占有率高一般一般低中小型机组国内最高国内应用珞璜，北京，半山，重庆等黄岛，白马下关，钱清少多家8医疗参考5.3 烟气脱硫技术现状商业化的主要湿法脱硫工艺：石灰石/石灰石膏法钠碱法双碱法氨法金属氧化物法（以氧化镁法为多） 9医疗参考5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法 （1）脱硫效率高，95% （2）技术成熟，运行可靠性高 （3）对煤种的适应性强 （4）吸收剂资源丰富，价格低廉 （5）脱硫副产物便于综合利用 （6）占地面积大，运行费用高主要适合于410t/h以上锅炉的烟气脱硫属于引进技术，国产化率（自有知识产权）低10医疗参考优点优点 技术成熟，吸收剂石灰和石灰石成本低技术成熟，吸收剂石灰和石灰石成本低廉，脱硫率可高达廉，脱硫率可高达9090以上。以上。缺点缺点 投资大（投资大（占电厂总投资的占电厂总投资的10%-15%10%-15%），），设备占地面积大，运行费用高，易结垢。设备占地面积大，运行费用高，易结垢。应用应用 国外主要脱硫方法。国外主要脱硫方法。“ “七五七五” ”期间重庆珞璜电期间重庆珞璜电厂引进日本三菱重工与厂引进日本三菱重工与2 2360MW360MW机组配套的机组配套的2 2套湿式石灰石套湿式石灰石- -石膏法烟气脱硫装置，于石膏法烟气脱硫装置，于19921992和和19931993年正式投入商业运行，年正式投入商业运行，系统脱硫率达系统脱硫率达95%95%以上，副产品石膏纯度高于以上，副产品石膏纯度高于90%90%。5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法11医疗参考湿式石灰石/石灰石膏法原理脱硫过程：CaCO3+SO21/2H2OCaSO3 1/2H2O CO2 Ca(OH)2 +SO2 CaSO3 1/2H2O 1/2H2O CaSO3 1/2H2O +SO2+ 1/2H2O Ca(HSO3)2 氧化过程： 2CaSO3 1/2H2O O23H2O 2CaSO4 2H2OCa(HSO3)2 + O22H2O CaSO4 2H2O+H2SO45.3.1湿式石灰石/石灰石膏法12医疗参考湿式石灰石/石灰石膏法影响因素：1、料浆的pH值2、烟气温度（性质）3、吸收剂的类型与细度4、液气比5、防垢措施5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法13医疗参考pH 值 pHpH值是影响脱硫效率，脱硫产物成分的关值是影响脱硫效率，脱硫产物成分的关键参数。不同的脱硫剂，可以选择不同的键参数。不同的脱硫剂，可以选择不同的pHpH值。值。pHpH值太高，则容易造成设备的堵塞和结垢，同值太高，则容易造成设备的堵塞和结垢，同时使得脱硫剂的利用率降低，脱硫产物的品位时使得脱硫剂的利用率降低，脱硫产物的品位下降。而下降。而pHpH值太低，则影响了脱硫效率。所以值太低，则影响了脱硫效率。所以必须选择合适的必须选择合适的pHpH值，使得保证脱硫效率，同值，使得保证脱硫效率，同时保证脱硫剂的利用率和脱硫产物的品位。时保证脱硫剂的利用率和脱硫产物的品位。5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法14医疗参考烟气性质 进进入入脱脱硫硫反反应应塔塔的的烟烟气气的的性性质质如如SOSO2 2浓浓度度，温温度度等等直直接接影影响响了了整整个个脱脱硫硫系系统统的的脱脱硫硫效效率率。在在其其它它条条件件相相同同时时，入入口口SOSO2 2浓浓度度越越高高，脱脱硫硫效效率率就就越越低低，相相反反，若若入入口口SOSO2 2浓浓度度越越低低，则则脱脱硫硫效效率率越越高高。在在其其它它条条件件相相同同时时，入入口口烟烟气气温温度度太太高高，则会导致脱硫效率的下降。则会导致脱硫效率的下降。5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法15医疗参考烟气性质 脱脱硫硫反反应应塔塔内内烟烟气气的的流流动动速速度度影影响响了了脱脱硫硫反反应应气气液液接接触触的的时时间间，从从而而影影响响了了脱脱硫硫效效率率，烟烟气气速速度度越越大大，接接触触时时间间就就短短，在在其其它它条条件件一一样样的的情情况况下下，脱脱硫硫效效率率就就可可能能低低，反反之之，则则高高。同同时时，烟烟气气流流动动速速度度也也影影响响了了烟烟气气中中携携带带的的水水含含量量。烟烟气气速速度度越越高高，则则烟烟气气中中携携带带的的浆浆滴滴就就越越多，相反，则可能越少。多，相反，则可能越少。5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法16医疗参考吸收剂的类型与细度 脱脱硫硫剂剂的的不不同同类类型型与与细细度度直直接接影影响响其其与与SO2反反应应的的能能力力，影影响响最最终终产产物物的的纯纯度度。脱脱硫硫剂剂的的细细度度决决定定了了其其比比表表面面积积，对对石石灰灰石石而而言言通通常常的的细细度度为为200到到300目目，目目数越大越有利于脱硫效率的提高数越大越有利于脱硫效率的提高5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法17医疗参考液气比循循环环浆浆液液与与烟烟气气流流量量的的比比例例即即液液气气比比是是影影响响脱脱硫硫效效率率的的重重要要参参数数。为为保保证证一一定定的的脱脱硫硫效效率率，针针对对不不同同SOSO2 2浓浓度度的的烟烟气气，不不同同的的烟烟气气SOSO2 2排排放放要要求求，不不同同性性质质的的脱脱硫硫剂剂，不不同同的的脱脱硫硫反反应应塔塔结结构构，就就需需要要不不同同的的液液气气比比。在在相相同同的的条条件件下下，液液气气比比越越大大，脱脱硫硫效效率率越越高高，但但随随之之，动动力力的的消消耗耗就就越越大大，烟烟气气出出口口的的温温度度就就越越低低。所所以以，要要根根据据具具体体的的情情况况，选选择择合合适适的的液液气气比比，使使得得在保证脱硫效率的同时，降低运行费用。在保证脱硫效率的同时，降低运行费用。5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法18医疗参考防垢措施对于石灰/石灰石石膏法防止钙盐的结垢而造成堵塞是十分重要的，目前采取主要方法有：加大液气比、减少塔内构件、选用低阻力的塔、添加晶种、添加防垢助剂5.3.1湿式石灰石/石灰石膏法19医疗参考5.3.2 钠碱法Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2 (1) 2NaOH+SO2Na2SO3+H2O (2)2Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3 (3) 20医疗参考5.3.2 钠碱法21医疗参考5.3.3 双碱法是石灰/石膏法与钠碱法的结合再生过程：2NaHSO3Ca(OH)2=Na2SO3+CaSO3 2H2ONa2SO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaSO3CaO+H2O=Ca(OH)2吸收同钠碱法氧化与石灰石-石膏法相似22医疗参考5.3.3 双碱法23医疗参考5.3.3 双碱法24医疗参考5.3.4 氨法氨法脱硫工艺是根据氨与SO2、水反应成脱硫产物的基本机理而进行的，主要有湿式氨法、电子束氨法、脉冲电晕氨法、简易氨法等25医疗参考5.3 烟气脱硫技术现状半干法 （1）旋转喷雾干燥法 （2）炉内喷钙炉后增湿活化法 （3）循环流化床脱硫 （4）增湿灰循环脱硫26医疗参考优点优点 工艺较为简单，占地面积较少，投资工艺较为简单，占地面积较少，投资较低，脱硫率一般为较低，脱硫率一般为60-8060-80。技术成熟，投资。技术成熟，投资低于湿法工艺。低于湿法工艺。缺点缺点 关键设备关键设备旋转喷雾器旋转喷雾器的稳定性和使用的稳定性和使用寿命是其主要问题。寿命是其主要问题。效率不够高，高硫煤不适效率不够高，高硫煤不适用用。此外，该法增加了除尘负荷。此外，该法增加了除尘负荷。应用应用 在西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等在西欧的德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典、芬兰等国家应用比较多，美国也有国家应用比较多，美国也有1515套装置（总容量套装置（总容量5,000MW5,000MW）正在运）正在运行。沈阳黎明发动机厂从丹麦引进技术并建成一套行。沈阳黎明发动机厂从丹麦引进技术并建成一套50,000Nm50,000Nm3 3/h/h工工业装置，并对低硫煤（含硫率业装置，并对低硫煤（含硫率0.97%0.97%）烟气进行了脱硫试验，在）烟气进行了脱硫试验，在钙硫比为钙硫比为2.22.2时，取得时，取得80%80%的系统总脱硫率。的系统总脱硫率。5.3.4喷雾干燥法27医疗参考5.3.5.炉内喷钙尾部增湿活化 （1）工艺简单 （2）占地面积小 （3）脱硫效率低，6580 （4）钙硫比高，22.5 （5）除尘负荷大28医疗参考5.3.6烟气循环流化床 （1）适用于低硫煤 （2）工艺流程简单 （3）脱硫效率7085 （4）系统阻力大 （5）运行成本较高29医疗参考5.3.6烟气循环流化床30医疗参考5.3.6烟气循环流化床31医疗参考5.3 干法烟气脱硫技术电子束法荷电喷枪活性炭吸附超高压脉冲活化氧化铜溶剂吸附等 32医疗参考5.3.7 烟气脱硫技术现状电子束法 （1）较高的脱硫效率 （2）脱硫脱硝同时进行 （3）副产物可利用 （4）吸收系统简单 （5）无废水排放 （6）有潜在危险（氨挥发、电子辐射）33医疗参考5.3.7电子束法优点 同时脱硫脱硝，无废水排放，运行操作简单，副产品可用作氮肥，脱硫效率可达90%。缺点 关键设备电子束发生器造价昂贵、不易维护。应用 最早由日本荏原（最早由日本荏原（EBARAEBARA）公司开发成功，首）公司开发成功，首先在藤泽中央研究所建造世界上第一个处理量为先在藤泽中央研究所建造世界上第一个处理量为1,000m3/h1,000m3/h的燃油电厂烟气小型中试厂。成都热电厂的燃油电厂烟气小型中试厂。成都热电厂300,000Nm3/h300,000Nm3/h处理装置是目前世界上最大的生产试验装处理装置是目前世界上最大的生产试验装置。置。34医疗参考Cansolv 可再生胺脱硫技术35医疗参考CLAUS 整合装置Thermal StageThermal Stage一一一一级级催化催化催化催化二级催化二级催化二级催化二级催化还还原反原反原反原反应应器器器器胺法吸附胺法吸附胺法吸附胺法吸附/MDEA/MDEA催化氧化催化氧化催化氧化催化氧化硫磺硫磺硫磺硫磺热量热量热量热量硫磺硫磺硫磺硫磺热量热量热量热量硫磺硫磺硫磺硫磺热热量量量量空气空气空气空气H H2 2S, COS, CO2, 2, NHNH3 32/3H2/3H2 2S+1/3SOS+1/3SO2 2H H2 20.025%0.025% SO SO2 2 排放排放排放排放H H2 2S (S (携携携携带带 COCO2 2.).)1.5% H1.5% H2 2S S0.025% H0.025% H2 2S S焚化炉焚化炉焚化炉焚化炉Cansolv DeSOx Cansolv DeSOx 再生塔再生塔再生塔再生塔0.0025%0.0025% SO SO2 2 排放排放排放排放Cansolv DeSOx Cansolv DeSOx 吸附塔吸附塔吸附塔吸附塔3% SO3% SO2 2SO2 (SO2 (不携不携不携不携带带 COCO2 2.).)SCOT SCOT 尾气尾气尾气尾气1.5%H1.5%H2 2S+SOS+SO2 2+ +COS+CSCOS+CS2 2+空气空气空气空气36医疗参考5.4 湿法脱硫常见问题腐蚀 材料和工艺两方面着手结垢、堵塞设备和工艺控制磨损设备和工艺控制风机带水 机械带水高效除雾器（效率达99.5%以上） 冷凝带水（工艺带水）普遍问题、可尽量控制脱硫渣处理可作建材、路基填料、制砖等初级利用烟气温度 37医疗参考5.5烟气脱硫工艺的主要技术指标评价烟气脱硫工艺的主要技术指标评价烟气脱硫工艺的主要技术指标脱硫率钙硫比吸收剂利用率吸收剂的可获得性和易处理性脱硫副产品的处置和可利用性对锅炉和烟气处理系统的影响对机组运行的影响对周围环境的影响占地大小流程的复杂程度动力消耗工艺的成熟程度总的投资和运行费用38医疗参考