化工畢業(yè)設(shè)計(jì)----石灰石濕法脫硫的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景

1、<p>　　石灰石濕法脫硫的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景</p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　目前，控制二氧化硫排放的工藝除了采用洗煤、型煤、循環(huán)流化床燃燒等技術(shù)措施外，煙氣脫硫技術(shù)是最為廣泛采用的一種技術(shù)，其他方法還不能在技術(shù)成熟程度和經(jīng)濟(jì)的承受能力等方面與之競爭。煙氣脫硫工藝技術(shù)頗多，濕式脫硫除塵技術(shù)是其中的一種工藝，它是在傳統(tǒng)的濕式除

2、塵技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種符合中國國情的實(shí)用技術(shù)，特別適用于大、中型工業(yè)鍋爐煙氣的除塵和脫硫。 </p><p>　　濕法脫硫技術(shù)是采用液體吸收劑如水或堿溶液洗滌含 SO2 的煙氣，通過吸收去除煙氣中SO2 的技術(shù)。該技術(shù)具有所用設(shè)備簡單，操作容易，脫硫效率高，運(yùn)行可靠，應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)外研究最多，應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)。但它也存在脫硫后煙氣溫度較低，于煙囪排煙擴(kuò)散不利，以及設(shè)備腐蝕、堵塞、結(jié)垢和廢水

3、后處理等問題。</p><p>　　本文通過對典型石灰石濕法煙氣脫硫技術(shù)和簡易石灰石濕法脫硫技術(shù)與ABB公司生產(chǎn)的LS---2的三套工藝加以比較，來說明現(xiàn)在石灰石煙氣脫硫的現(xiàn)狀，再通過各國在煙氣脫硫工藝的應(yīng)用和我國的中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展前景與我國燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展前景來說明其工藝的優(yōu)越性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工藝流程 設(shè)備 發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景&l

4、t;/p><p>　　English summary</p><p>　　At present , control the craft that the sulfur dioxide discharges besides adopting such technological measures as the coal washing , coal briquette , circulation

5、 fluidized bed combustion ,etc., flue gas desulfurization technology is a kind of technology adopted extensively most, other methods can't compete with it in such aspects as technology ripeness and economic ability t

6、o bear yet。There are quite much flue gas desulfurization technologies, wet type desulphurization dust removal technology is</p><p>　　Wet law desulphurization technology to adopt liquid absorbent wash the exh

7、aust gas including sulfur dioxide such as ink or the alkali solution, Get rid of the technology that the exhaust gas hits the sulfur dioxide through absorbing. This technology has simple equipment used, it is easy to ope

8、rate, the desulphurization is with high efficiency, it is reliable to run , use the advantage such as being extensive , study most both at home and abroad at present, use the widest desulphurization technol</p>&l

9、t;p>　　This text adopts to typical lime stone wet law flue gas desulfurization technology and simple and easy lime stone wet law desulphurization technology and LS which ABB Company produce ---Three sets of crafts of 2

10、 is compared , to state the current situation of flue gas desulfurization of lime stone now, and then pass the application , technological development prospect of flue gas desulfurization of medium and small-scale coal-b

11、urning boiler of our country and coal-fired flue gas desulfurization </p><p>　　Keyword: Technological process Equipment The current situation of the development and prospect of using.</p><p>　　

12、第一章. 煙氣脫硫工藝的概述</p><p>　　（一）燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的重要性與必要性</p><p>　　中國是燃煤大國,煤炭占一次能源消費(fèi)總量的75%,連續(xù)多年超過2000萬t,已居世界首位,致使酸雨和SO2污染日趨嚴(yán)重。目前已有62%的城市環(huán)境空氣SO2平均濃度超過二級標(biāo)準(zhǔn),日平均濃度超過國家《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》三級標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　根據(jù)1

13、998年中國環(huán)境狀況公報(bào):“我國的大氣環(huán)境污染仍然以煤煙型為主,主要污染是SO2和煙塵。酸雨問題依然嚴(yán)重。1998年SO2排放總量為2090萬t,其中工業(yè)來源的排放量為1593萬t,占76.2%,生活來源的排放量497萬t。在工業(yè)排放的SO2中,縣及縣以上工業(yè)企業(yè)排放1172萬t,占73.6%;鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排放421萬t?！?</p><p>　　1998年全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到27700萬kW,比上年增長9.07%,

14、發(fā)電量達(dá)到11577億kW?h,比1997年增長2.07%。其中火電裝機(jī)容量為20988萬kW,占75.7%,火電發(fā)電量為9388億kW?h,占81%。據(jù)初步推算,1998年全國火電廠排放的約為780萬t,占全國SO2排放量的37.3%。對SO2如不加以控制,對城市污染及酸雨面積加速蔓延將對人民生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害</p><p>　　（二）火電廠煙氣脫硫是控制SO2排放的主要途徑</p><

15、;p>　　目前火電廠減排SO2的主要途徑有:煤炭洗選、潔凈煤燃燒技術(shù)、燃用低硫煤和煙氣脫硫。煤炭洗選目前僅能除去煤炭中的部分無機(jī)硫,對于煤炭中的有機(jī)硫尚無經(jīng)濟(jì)可行的去除技術(shù)。我國高硫煤產(chǎn)區(qū)的煤中有機(jī)硫成分都較高,很難用煤炭洗選的方法達(dá)到有效控制SO2排放的目的。潔凈煤燃燒技術(shù)在國際上是近10年開發(fā)的新技術(shù),目前工業(yè)發(fā)達(dá)國家成熟的已經(jīng)商業(yè)化運(yùn)行的有:循環(huán)流化床鍋爐(CFBC),加壓循環(huán)流化床鍋爐(PFBC)、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電(I

16、GCC),但單機(jī)容量都不大。國內(nèi)目前尚處于引進(jìn)技術(shù)和示范試驗(yàn)階段。后兩種潔凈煤燃燒技術(shù)投資大,技術(shù)要求高,難以在短時間內(nèi)在國內(nèi)大面積推廣使用。循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)具有可燃用劣質(zhì)煤、調(diào)峰能力強(qiáng)、可摻燒石灰石脫硫、控制爐溫減少氮氧化物排放等特點(diǎn),盡管建設(shè)費(fèi)用較高,但其技術(shù)已趨于成熟,具備條件的5～30萬kW機(jī)組可因地制宜有計(jì)劃地選用。潔凈煤炭發(fā)電技術(shù)由于其煤炭燃燒主式與常規(guī)鍋爐差別很大,因此,在不更換鍋爐的情況下,潔凈煤發(fā)電技術(shù)難以用

17、于解決現(xiàn)役電廠的環(huán)保問題,在可預(yù)見的將來,潔凈煤技術(shù)在電力結(jié)構(gòu)中所占比例仍較低。因此,控制火電廠SO2的排放,在未來較長的時間內(nèi),其主流</p><p>　　我國煤炭含硫量在1%以下的低硫煤約占70%,含硫量小于0.5%的比例較低,大部分低硫煤資源分布在內(nèi)蒙古西部、山西和陜西北部、新疆等地。根據(jù)我國的能源政策,低硫煤主要保證民用和用作工業(yè)原料的需要。如果用煤量大、技術(shù)裝備水平較高的燃煤電廠燃用低硫煤,則不僅將造成

18、全國低硫煤資源供應(yīng)的緊缺,而且將導(dǎo)致中高硫煤轉(zhuǎn)移到技術(shù)裝備水平較差的其它工業(yè)爐窯或民用方面使用,從而增加全國SO2排放控制的難度和治理SO2污染所付出的經(jīng)濟(jì)代價。煙氣脫硫是目前國際上廣泛采用的控制SO2的成熟技術(shù)。因地制宜采用不同的煙氣脫硫工藝可有效地控制火電廠SO2的排放,滿足國家和地區(qū)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于火電廠用煤量大,鍋爐熱效率和煤炭轉(zhuǎn)換成電能的效率較高,脫硫工藝本身對環(huán)境的影響可有效加以控制,因此采取煙氣脫硫治理火電廠SO2

19、污染,其環(huán)境效益顯著。根據(jù)我國國情,煙氣脫硫應(yīng)是火電廠控制SO2排放的主要途徑。</p><p>　?。ㄈ煔饷摿虻膸追N工藝</p><p>　　近幾十年來，二氧化硫的污染造成了許多著名的大旗污染事件，因而，對二氧化硫特別是低濃度二氧化硫的控制研究取得了大量的成果，我國是一個以煤為主要一次能源的國家，在今后較長時間內(nèi)，電力工業(yè)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不會改變?；痣姀S以煤為主要燃料進(jìn)行發(fā)電，煤

20、燃燒和釋放的大量二氧化硫，造成大氣環(huán)境污染，隨著裝機(jī)容量的不斷增加，所以必須加大火電廠的二氧化硫的排放控制力度?？刂破渑欧诺姆椒ㄓ泻芏?，主要途徑有3個：燃燒前，燃燒中，燃燒后（煙氣脫硫）。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)外出現(xiàn)的脫硫技術(shù)和工藝已逾百種，其中已經(jīng)工業(yè)化的已達(dá)20余種。煙氣脫硫是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式。技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠。根據(jù)工藝過程的特點(diǎn)可分為濕法、半干法等。

21、 煙氣脫硫工藝的選擇：</p><p>　　目前,世界上燃煤或燃油電站所采用的煙氣脫硫工藝達(dá)數(shù)百種之多,有的技術(shù)較為成熟,已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用的水平,有的尚處于試驗(yàn)研究階段。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年全球燃煤電廠已有近千臺煙氣脫硫裝置,總裝機(jī)容量已達(dá)240GW。目前應(yīng)用較為廣泛的煙氣脫硫工藝有以下幾種。</p><p&

22、gt;　　（1）石灰石(石灰)—石膏濕法脫硫工藝</p><p>　　該工藝采用價廉易得的石灰石或石灰作脫硫吸收劑,石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時,石灰粉經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{。在吸收塔內(nèi),吸收漿液與煙氣接觸混合,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),再通過鼓入空氣氧化,最終產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴,經(jīng)換熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿

23、經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿液循環(huán)利用,脫硫吸收劑的利用率很高。</p><p>　　(2)噴霧干燥法脫硫工藝</p><p>　　噴霧干燥法脫硫工藝以石灰為脫硫吸收劑,石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳,由泵打入位于吸收塔內(nèi)的霧化裝置,在吸收塔內(nèi),被霧化成細(xì)小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸,與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO3,煙氣中的SO2被脫除。與此同時,吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)而

24、干燥,煙氣溫度隨之降低。脫硫反應(yīng)產(chǎn)物及未被利用的吸收劑呈干燥顆粒狀,隨煙氣帶出吸收塔,進(jìn)入除塵器被收集。脫硫后的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率,一般將部分除塵器收集物加入制漿系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇,一種為旋轉(zhuǎn)噴霧輪霧化,另一種為氣液兩相流。噴霧干燥法脫硫工藝具有技術(shù)成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點(diǎn),脫硫率可達(dá)到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家有一定應(yīng)用范圍(8%)。脫硫灰

25、渣可用作制磚、筑路,但多為拋棄至灰場或回填廢舊礦坑。</p><p>　　(3)爐內(nèi)噴鈣加尾部煙氣增濕活化脫硫工藝</p><p>　　該工藝是在爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝的基礎(chǔ)上在鍋爐尾部增設(shè)了增濕段,以提高脫硫效率。該工藝多以石灰石粉為吸收劑,石灰石粉由氣力噴入爐膛850～1150℃溫度區(qū),石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣與煙氣中的SO2反應(yīng)生成亞酸鈣。由于反應(yīng)在氣固兩相之間進(jìn)行,受到傳

26、質(zhì)過程的影響,反應(yīng)速度較慢,吸收劑利用率較低。在尾部增濕活化反應(yīng)器內(nèi),增濕水以霧狀噴入,與未反應(yīng)的氧化鈣接觸生成氫氧化鈣進(jìn)而與煙氣中的SO2反應(yīng)。當(dāng)鈣硫比控制在2.0～2.5時,系統(tǒng)脫硫率可達(dá)到65%～80%。由于增濕水的加入使煙氣溫度下降,一般控制出口煙氣溫度高于露點(diǎn)溫度10～15℃,增濕水由于煙溫加熱被迅速蒸發(fā),未反應(yīng)的吸收劑、反應(yīng)產(chǎn)生呈干燥態(tài)隨煙氣排出,被除塵器收集。該脫硫工藝在芬蘭、美國、加拿大、法國等國家得到應(yīng)用,采用這一脫硫

27、技術(shù)的最大單機(jī)容量已達(dá)300MW。</p><p>　　(4)煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝</p><p>　　該工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑,也可采用其它對SO2有吸收反應(yīng)能力的干粉或漿液作為吸收劑。未經(jīng)處理的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進(jìn)入。吸收塔底部為一個文丘里裝置,煙氣流經(jīng)文丘里管后速度加快,并在此與很細(xì)的的吸收劑

28、粉末互相混合,顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦,形成流化床,在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下,吸收劑與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3和Ca2SO4。脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出,進(jìn)入再循環(huán)除塵器,被分離出來的顆粒經(jīng)中間灰倉返回吸收塔,由于固體顆粒反復(fù)循環(huán)達(dá)百次之多,故吸收劑利用率較高。此工藝的副產(chǎn)物呈干粉狀,其化學(xué)成分與噴霧干燥法脫硫工藝類似,主要由飛灰、CaSO3、Ca2SO4和未反應(yīng)完的吸收劑Ca(OH)2等組成,適

29、合作廢礦井回填、道路基礎(chǔ)等。典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝,當(dāng)燃煤含硫量為2%左右,鈣硫比不大于1.3時,脫硫率可達(dá)90%以上,排煙溫度約70℃。此工藝在國外目前應(yīng)用在100～200MW等級機(jī)組。由于其占地面積少,投資省,尤其適合于老機(jī)組煙氣脫硫。</p><p>　　(5) 海水脫硫工藝</p><p>　　海水脫硫工藝是利用海水的堿度達(dá)到脫除煙氣中SO2的一種脫硫方法。在脫硫吸收塔內(nèi),

30、大量海水噴淋洗滌進(jìn)入吸收塔內(nèi)的燃煤煙氣,煙氣中的SO2被海水吸收而除去,凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放。吸收SO2后的海水與大量未脫硫的海水混合后,經(jīng)曝氣池曝氣處理,使其中的SO-23被氧化成為穩(wěn)定的SO-23,并使海水的pH值與COD調(diào)整達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排入大海。海水脫硫工藝一般適用于靠海邊、擴(kuò)散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠。海水脫硫工藝在挪威比較廣泛用于煉鋁廠、煉油廠等。工業(yè)爐窯的煙氣脫硫,先后有20

31、多套脫硫裝置投入運(yùn)行。近幾年,海水脫硫工藝在電廠的應(yīng)用取得了較快的進(jìn)展。深圳西部電廠(1×300MW)和漳州后石電廠(6×600MW已投產(chǎn)2臺)效果良好。此工藝最大問題是煙氣脫硫后可能產(chǎn)生的重金屬沉積和對海洋環(huán)境的影響需要長時間的觀察才能得出結(jié)論,因此在環(huán)境質(zhì)量比較敏感和環(huán)保要求較高</p><p><b>　　的區(qū)域需慎重考慮。</b></p><p

32、>　　(6)電子束法脫硫工藝</p><p>　　該工藝流程有排煙預(yù)除塵、煙氣冷卻、氨的噴入、電子束照射和輻產(chǎn)品捕集等工序所組成。鍋爐所排出的煙氣,經(jīng)過除塵器的粗濾處理后進(jìn)入冷卻塔,在冷卻塔內(nèi)噴射冷卻水,將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度(約70℃)。煙氣的露點(diǎn)通常約為50℃,被噴射呈霧狀的冷卻水在冷卻塔內(nèi)完全得到蒸發(fā),因此,不產(chǎn)生廢水。通過冷卻塔后的煙氣流進(jìn)反應(yīng)器,在反應(yīng)器進(jìn)口處將氨水、壓縮空氣和軟水

33、混合噴入,加氨量取決于SOX和NOX濃度,經(jīng)過電子束照射后,SOX和NOX在自由基作用下生成中間生成物硫酸(H2SO4)和硝酸(HNO3)。然后硫酸和硝酸與共存的氨進(jìn)行中和反、應(yīng),生成粉狀微粒(硫酸氨與硝酸氨的混合粉體)。這些粉狀微粒一部分沉淀到反應(yīng)器底部,通過輸送機(jī)排出,其余被副產(chǎn)品除塵器所分離和捕集,經(jīng)過造粒處理被送到副產(chǎn)品倉庫儲藏。凈化后的煙氣經(jīng)脫硫風(fēng)機(jī)由煙囪向大氣排放。</p><p>　　(7)氨水洗滌

34、法脫硫工藝</p><p>　　該脫硫工藝以氨水為吸收劑,副產(chǎn)品為硫酸銨化肥。鍋爐排出的煙氣經(jīng)煙氣換熱器冷卻至90～100℃,進(jìn)入預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去HCl和HF,洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進(jìn)入前置洗滌器中。在前置洗滌器中,氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣,煙氣中的SO2被洗滌吸收除去,經(jīng)洗滌的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴,進(jìn)入脫硫洗滌器。在該洗滌器中煙氣進(jìn)一步被洗滌,經(jīng)洗滌塔頂?shù)某F器除出霧滴,再經(jīng)煙氣換

35、熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。洗滌工藝中產(chǎn)生的濃度約30%的硫酸銨溶液排出洗滌塔,可以送到化肥廠進(jìn)一步處理或直接作為液體氨肥出售,也可以把這種溶液進(jìn)一步濃縮蒸發(fā)干燥加工成顆粒、晶體或塊狀化肥出售。</p><p>　　表1?1為幾種主要脫硫工藝的比較。</p><p>　　表1?1脫硫工藝比較表項(xiàng)</p><p>　　據(jù)全球統(tǒng)計(jì),80%的脫硫裝置采用石灰石(石灰)—石膏濕法

36、,10%采用噴霧干燥法(半干法),10%采用其它方法。濕法脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最多、最為成熟的技術(shù),吸收劑價廉易得、副產(chǎn)物便于利用、煤種適應(yīng)范圍寬,并有較大幅度降低工程造價的可能性。目前單機(jī)容量在200MW以上的火電機(jī)組容量占火電總裝機(jī)容量的55%。高參數(shù)、大容量火電機(jī)組是當(dāng)前和今后相當(dāng)長時間內(nèi)火電發(fā)展的方向,因此,大機(jī)組脫硫是火電廠脫硫的工作重點(diǎn),是控制火電廠SO2的關(guān)鍵,而濕法脫硫工藝是當(dāng)前國際上通行的大機(jī)組火電廠煙氣脫硫的基本

37、工藝,所以,應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展?jié)穹摿蚣夹g(shù)。龍?jiān)措娏瘓F(tuán),引進(jìn)德國斯坦米勒公司濕法脫硫技術(shù),成立了具備總承包能力的工程公司,希望形成每年2000MW煙氣脫硫裝置的能力,即為一例。煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝脫硫效率高,建設(shè)投資較省,占地面積較少,在能滿足高品位石灰供應(yīng)和妥善處理脫硫灰的條件下,具有較好的發(fā)展前景,尤其是適用于中小機(jī)組和老機(jī)組的脫硫改造。噴霧干燥法脫硫、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化脫硫、海水脫硫、電子束脫硫等脫硫工藝在國內(nèi)已有示范項(xiàng)目,可結(jié)合當(dāng)

38、地實(shí)際情況論證,合理選用。對于海水脫硫法,在有條件的沿海電廠應(yīng)用</p><p>　　第二章.石灰石濕法脫硫的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　第一套濕式洗滌煙氣脫硫裝置出現(xiàn)在70年代。在發(fā)展初期，濕式石灰/石灰石法主要采用石灰作脫硫劑。CaO或經(jīng)消化后的PH大于6.0，因而對于SO2有很強(qiáng)的吸收能力，脫硫率高，脫硫生成的主要產(chǎn)物是CaSO3.CaSO3在高PH時較難氧化可排入堆場，如有堆放場

39、地，該工藝就可得到推廣和喲應(yīng)用。日本和德國因缺少堆放場地。70年代初就開始研究將CaSO3氧化成CaSO4的方法。最初是將脫硫塔排出的含CaSO3的漿液引入一個專門的壓力氧化槽中，并添加H2SO4，將PH值降到3-4后鼓風(fēng)氧化。若控制不好，易出現(xiàn)石膏的過飽和，系統(tǒng)中時常發(fā)生結(jié)垢和堵塞問題。70年代的商用濕式煙氣脫硫裝置就是采用這種體外強(qiáng)制氧化工藝。</p><p>　　此外，工藝進(jìn)一步發(fā)展，將氧化系統(tǒng)組合在吸收塔

40、底部的漿池內(nèi)，利用大容量漿池完成石膏的結(jié)晶過程。因亞硫酸鹽（SO32-）在PH=5.0條件下氧化，此外的亞硫酸鹽基本以酸化的（HSO3-）的形式存在，即Ca（HSO3）2被氧化成CaSO4，故不需添加H2SO4。這就演變成現(xiàn)在普通采用的吸收，氧化在同一吸收塔內(nèi)進(jìn)行的工藝。</p><p>　　吸收塔能在PH=4.5—5.5范圍內(nèi)工作，為利用廉價但反應(yīng)速度慢的石灰石開辟了新途徑。延長脫硫劑在漿池內(nèi)的停留時間，提高石

41、灰石研磨細(xì)度和就地強(qiáng)制氧化是將石灰石利用率提高到95%-99%的前提條件。向漿池鼓風(fēng)使石灰石溶解時釋放的CO2從漿池中驅(qū)出，保證石灰石溶解反應(yīng)不斷進(jìn)行。</p><p>　　早期的脫硫裝置中設(shè)置獨(dú)立的預(yù)冷卻洗滌塔，采用水洗滌去除煙氣中的HCI，HF，H2SO4和飛灰，即可提高石膏質(zhì)量，也能滿足工藝要求。因?yàn)闊煔庵械腍Cl會使脫硫系統(tǒng)中生成CaCl2（特別是當(dāng)然用氯含量高的煤時），從而影響石灰石的溶解速度，降低脫硫

42、劑的堿度。現(xiàn)在預(yù)洗滌塔僅在個別場合小采用。當(dāng)前的脫硫吸收塔已成為集與洗滌，冷卻，吸收，氧化于一體的裝置，從而減少了系統(tǒng)投資，運(yùn)行費(fèi)用和占地面積，增強(qiáng)了適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷變動的能力，大大提高了可靠性。</p><p>　　第2. 1 節(jié) 石灰石濕法煙氣脫硫的優(yōu)點(diǎn) </p><p>　　在眾多的SO2控制工程工藝中，濕式石灰石煙氣脫硫工藝是當(dāng)今燃煤電廠應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硫工藝。該脫硫法的主要特點(diǎn)如

43、下</p><p><b>　　（1）效率高</b></p><p>　　該工藝脫硫率高達(dá)95%以上,脫硫后的煙氣不但SO2濃度很低,而且煙氣含塵量也大大減少。大機(jī)組采用濕法脫硫工藝,SO2除量大,有利于地區(qū)和電廠實(shí)行總量控制。</p><p>　　(2) 技術(shù)成熟,運(yùn)行可靠性好</p><p>　　國外這種裝置投運(yùn)率一

44、般可達(dá)98%以上,由于其發(fā)展歷史長,技術(shù)成熟,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)多,因此不會因脫硫設(shè)備而影響鍋爐的正常運(yùn)行。特別是新建的大機(jī)組采用濕法脫硫工藝,使用壽命長,可取得良好的投資效益。</p><p>　　(3)對煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng) </p><p>　　該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫,無論是含硫量大于3%的高硫煤,還是含硫量低于1%的低硫煤。</p><p>　　(4)占

45、地面積大,一次性建設(shè)投資相對較大</p><p>　　該工藝比其它工藝的占地面積要大,現(xiàn)有電廠在沒有預(yù)留脫硫場地的情況下采用該工藝有一定的難度,其一次性建設(shè)投資比其它工藝也要高一些。</p><p>　　(5)吸收劑資源豐富,價格便宜</p><p>　　作為該工藝吸收劑的石灰石在我國分布很廣,資源豐富,品位也很好,碳酸鈣含量多在90%以上,優(yōu)者可達(dá)95%以上。在脫

46、硫工藝的各種吸收劑中,石灰石價格最便宜,破碎磨細(xì)較簡單,鈣利用率較高。</p><p>　　(6)脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用該工藝的脫硫副產(chǎn)物為無水石膏。</p><p>　　在日本、德國脫硫石膏年產(chǎn)量分別為250萬t和350萬t,基本上都能綜合利用,主要用于生產(chǎn)建材和水泥緩凝劑。脫硫副產(chǎn)物綜合利用不僅可以增加電廠效益、降低運(yùn)行費(fèi)用,而且可以減少脫硫副產(chǎn)物處置費(fèi)用,延長灰場使用年限。</

47、p><p><b>　　(7)技術(shù)進(jìn)步快</b></p><p>　　近年來國外對工藝進(jìn)行了深入的研究與不斷改進(jìn),如吸收裝置由原來的冷卻、吸收、氧化三塔合為一塔,塔內(nèi)流速大幅度提高,噴嘴性能進(jìn)一步改善等。通過技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新,可望使該工藝占地面積較大、造價較高的問題逐步得到解決。石灰石(石灰)—石膏濕法脫硫是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最多的脫硫工藝,特別在美國、德國和日本

48、,應(yīng)用該工藝的機(jī)組容量約占電站脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?0%以上,應(yīng)用的單機(jī)容量已達(dá)1000MW及以上。</p><p>　　第2. 2節(jié). 石灰石煙氣濕法脫硫的反應(yīng)原理</p><p>　　濕式石灰石煙氣脫硫工藝采用廉價的石灰石作為吸收劑，與煙氣中的反應(yīng)，經(jīng)歷吸收和氧化2個主要反應(yīng)步驟，生成副產(chǎn)品石膏； </p><p><b>　　吸收</b>&l

49、t;/p><p>　　SO2+H2O------H++HSO3</p><p>　　CaCO3+2H+----Ca2++H2O+CO2</p><p><b>　　氧化</b></p><p>　　HSO3-+1/2O2---H++SO42-</p><p>　　Ca2++SO42-+H2O----C

50、aSO4+2H2O</p><p>　　脫硫產(chǎn)物可作拋棄處置，也可回收利用，應(yīng)視其體情況，如有無堆放場地，回收石膏是否有商用市場因素而定。</p><p>　　工藝主要由吸收劑制備系統(tǒng)，吸收和氧化系統(tǒng)，煙氣在加熱系統(tǒng)和脫硫產(chǎn)物處理系</p><p>　　第2. 3節(jié)典型與簡易式石灰石煙氣脫硫工藝的工藝流程與設(shè)備的比較</p><p>　　下面

51、兩個圖為兩個不同的工藝流程。</p><p>　　圖2?1為濕式石灰石煙氣脫硫工藝流程</p><p>　　圖2?2為簡易濕式石灰石煙氣脫硫工藝流程</p><p>　　圖2?1是典型的濕式石灰石煙氣脫硫工藝流程，主要由石灰石制備系統(tǒng)，吸收，氧化系統(tǒng)煙氣再加熱系統(tǒng)和石膏脫水系統(tǒng)組成。</p><p>　　圖2?2是簡易濕式石灰石煙氣脫硫工藝流

52、程， 主要由吸收劑制備系統(tǒng)，吸收，氧化系統(tǒng)，煙氣再加熱系統(tǒng)，渣水處理系統(tǒng)及電氣，儀表控制系統(tǒng)組成。</p><p>　　通過介紹此兩種不同的典型設(shè)備來說明煙氣脫硫的現(xiàn)狀。</p><p>　　2.3. 1石灰石制備系統(tǒng)（吸收劑）系統(tǒng)</p><p>　　圖2?1的是石灰石制備系統(tǒng)是將塊狀石灰石用干磨或濕磨方式制成石灰石粉，或從石粉制造廠購進(jìn)所要求的石灰石粉，由罐車

53、運(yùn)到料倉存儲，然后通過給料機(jī)，輸粉機(jī)將石灰石粉輸入漿池，加水制備成固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%-15%的漿液。對石灰石粉細(xì)度的一般要求是90%通過25目篩或250目篩。石灰石純度須大于90%。工藝對其活性，可磨性也有一定要求。</p><p>　　而圖2?2是吸收劑制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)由石灰粉料倉、變頻螺旋給料機(jī)、化灰漿池等組成。</p><p>　　外購的石灰粉由罐車運(yùn)到料倉存儲,然后通過變頻螺旋給

54、料機(jī)定量將石灰粉輸入化灰漿池,化灰漿池設(shè)在地面上,容積可供系統(tǒng)4-6h使用?；覞{池配有攪拌器，石灰與工藝水充分混合后成稠細(xì)的Ca(OH)2漿液,濃度可達(dá)10-15%,化灰用水為工藝用水(也可用經(jīng)處理的堿性鍋爐廢水和沖渣水),工藝水的補(bǔ)給量與系統(tǒng)耗水量(煙氣冷卻蒸發(fā)、霧沫夾帶,自然蒸發(fā),灰渣夾帶)基本平衡。化灰后的石灰漿通過自流方式進(jìn)入循環(huán)池,在進(jìn)入循環(huán)池之前,需經(jīng)過濾網(wǎng)過濾,防止大顆粒進(jìn)入循環(huán)池。</p><p&g

55、t;　　2. 3. 2吸收氧化系統(tǒng)</p><p>　　吸收塔是脫硫裝置的核心設(shè)備,采用集冷卻、吸收、除霧于一體的噴淋空塔。脫硫塔由塔筒體、吸收器、除霧器、沖洗系統(tǒng)等組成。按其功能分為噴淋區(qū)。除霧區(qū)和氧化區(qū)（又叫氧化槽）。</p><p>　　常見的吸收塔有4種，見下圖</p><p><b>　　圖2?3吸收塔類型</b></p>

56、<p>　?。?）填料塔。由日本三菱重工開發(fā)，采用塑料格柵作填料，相對延長了氣液兩相的接觸時間，從而保證較高的脫硫率。采用順流方式布置，可在較高流速下運(yùn)行，壓降較逆流下。缺點(diǎn)是結(jié)垢傾向較大。華能珞璜電廠一期就采用此種塔型，設(shè)計(jì)空塔流速為4.3m/s,2層填料，采用低水頭涌泉式噴嘴。</p><p>　?。?）雙回路塔。最早由美國Rbsearch--Conttrell公司開發(fā)，又稱為Noell-Krc

57、工藝，在美國，德國有應(yīng)用業(yè)績。這類吸收塔被一個集液斗體分成2個回路；下段作為預(yù)冷卻區(qū)，并進(jìn)行一級脫硫，控制較低的PH值（4.0-5.0），有利于氧化和石灰石的溶解，防止結(jié)垢和提高吸收劑的利用率；上段為吸收區(qū)，其排水經(jīng)集液斗引入塔外另設(shè)的加料槽，在此加入新鮮石灰石漿液，維持較高的PH值(6.0左右)，以獲得較高的脫硫率。</p><p>　?。?）噴射噴泡塔。由千代田公司開發(fā)研制，又稱千代田工藝（CT—121）。工

58、藝采用噴射鼓泡反應(yīng)器，煙氣通過噴射分配器以一定壓力進(jìn)入吸收液中，形成一定高度的噴射氣泡層，可省去再循環(huán)泵和噴淋裝置。凈化后的煙氣經(jīng)上升管進(jìn)入混合室，除霧后排放。此塔型的特點(diǎn)是系統(tǒng)可在低PH值下運(yùn)行，一般為3.5-4.5；生成的石膏晶體顆粒大，易于脫水；脫硫率的高低與系統(tǒng)的壓降有關(guān)，可通過增大噴射管的浸沒深度來提高壓降，提高脫硫率。脫硫率為95%時，系統(tǒng)壓降在3000Pa左右。</p><p>　　（4）噴淋空塔。

59、是濕法工藝的主流塔型，濕法脫硫中普遍采用噴淋空塔。吸收塔設(shè)計(jì)成逆流式,吸收液從由防腐耐磨材料制成的噴頭噴出,噴嘴均勻布置塔內(nèi)橫截面上,噴射出來的漿液可以覆蓋整個橫截面,在滿足吸收所需的比表面積的同時,把噴淋造成的壓力損失減少到最小。吸收段內(nèi)設(shè)3-6個噴淋層(根據(jù)燃煤含硫量、脫硫率變化而變化),每個噴淋層都裝有多個霧化噴嘴,交叉布置,覆蓋率達(dá)200-300%。吸收段高度為6-10ｍ,傳質(zhì)時間為2-3ｓ。噴嘴是本凈化裝置關(guān)鍵的部件這一,它具

60、有以下特點(diǎn):①能產(chǎn)生實(shí)心錐型形狀的漿液,噴射區(qū)域?yàn)閳A形,噴射角為90°～120°;②噴嘴內(nèi)液體流道大而暢通,具有良好的防堵性能;采用特種合金材料制作,具有很好的防腐耐磨性能;③噴霧液滴直徑分布均勻,比表面積大,但又不易引起帶水;④噴嘴體積小,安裝清洗方便。</p><p>　　而我們這里所說的圖2?1和圖2?2的吸收塔基本一致。</p><p>　　2. 3. 3

61、除霧器 </p><p>　　濕法吸收塔在運(yùn)行過程中,易產(chǎn)生粒徑為10-60μｍ的“霧”?！办F”不僅含有水分,它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO2等,如不妥善解決,任何進(jìn)入煙囪的“霧”,實(shí)際就是把SO2排放到大氣中,同時也造成引風(fēng)機(jī)的嚴(yán)重腐蝕。因此,工藝上對吸收設(shè)備有除霧的要求。被凈化的氣體在離開吸收塔之前進(jìn)行除霧,通常,除霧器多設(shè)在吸收塔的頂部。在圖2?1中凈煙氣出口設(shè)除霧器，通常為二級除霧器，裝在塔的圓筒頂部（垂直布

62、置）或塔出口彎道后的平直煙道上（水平布置）。后者允許煙氣流速高于前者。并設(shè)置沖洗水，間歇沖洗除霧器。其要求冷煙氣中殘余水分一般不能超過100mg/m3,更不允許超過200mg/m3，否則會沾污熱交換器，煙道和風(fēng)機(jī)等。而在圖2?2中，除霧器主要有旋流式、折流式兩種。旋流式制作、安裝方便，費(fèi)用低,但對細(xì)液滴的去除性能較差。旋流式的旋流除霧板一般設(shè)計(jì)成傾斜角度為25-30°?？账臒煔饬魉倏刂圃?-5ｍ/ｓ,旋流板的動能因子FO控制

63、在10-14。折流式除霧器除霧效果好,但制作要求高,費(fèi)用大,是目前國外濕法脫硫中主要除霧方式,目前在國內(nèi)的濕法脫硫中也越來越廣泛使用。折流式除霧器的板間距一般控制在35-50ｍｍ范圍內(nèi)</p><p>　　2. 3. 4 氧化系統(tǒng) </p><p>　　圖2?1的氧化系統(tǒng)叫氧化槽其功能是接受和儲存脫硫劑，溶解石灰石，鼓風(fēng)氧化CaSO3，結(jié)晶生成石膏。循環(huán)的吸收劑在氧化槽內(nèi)的設(shè)計(jì)停留時間

64、一般為4-8min,與石灰石反應(yīng)性能有關(guān)。石灰石反應(yīng)性越差，為使之完全溶解，則要求它在池內(nèi)滯留時間越長。氧化空氣采用羅茨風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)鼓入，壓力約5×10 4-8.6×10 4Pa，一般氧化1molSO2需要1molO2.</p><p>　　而圖2?2的氧化系統(tǒng)由循環(huán)池、循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、攪拌器等組成。循環(huán)池可設(shè)在吸收塔下部,也可單獨(dú)設(shè)置在地面下,循環(huán)漿液在循環(huán)池中設(shè)計(jì)停留的時間為10-20

65、min。氧化空氣采用羅茨風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)鼓入,壓力約500-800mmH2O。為了保證有良好的氧化效果,池中應(yīng)設(shè)攪拌器，中和、氧化和石膏結(jié)晶等步驟同在循環(huán)池中完成,這不僅降低了投資,而且布置緊湊,占地少。為了保證穩(wěn)定的脫硫效率,在回流溝中設(shè)置PH計(jì),當(dāng)PH值低于設(shè)計(jì)值時,就發(fā)出提示信號,需加大漿液量。循環(huán)漿液由循環(huán)泵打入吸收塔,與煙氣逆流接觸后,由底部自流回循環(huán)池。流量在1000m3/h以下國產(chǎn)的高分子塑料防腐耐磨循環(huán)泵能基本滿足工程需求

66、,但使用壽命與密封性能還存在一定的欠缺。</p><p>　　2.3. 5 防止結(jié)垢和堵塞</p><p>　　脫硫系統(tǒng)的結(jié)垢和堵塞是濕法工藝中最嚴(yán)重的問題，可造成吸收塔，氧化槽，管道，噴嘴，除霧器甚至換熱器結(jié)石膏垢。其原因是煙氣中的氧氣將CaSO3氧化成為CaSO4(石膏)，并使石膏過飽和。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在自然氧化的濕法系統(tǒng)中，控制措施為強(qiáng)制氧化和抑制氧化。</p>

67、<p>　　強(qiáng)制氧化系統(tǒng)通過向氧化槽內(nèi)鼓入壓縮空氣，將幾乎全部CaSO3氧化成石膏，并保持足夠的漿液含固量（大于12%），以提供石膏結(jié)晶所需的晶種。此時，石膏晶體的生長占優(yōu)勢，可有效控制結(jié)垢。</p><p>　　圖2?1與圖2?2的工藝相同。</p><p>　　2.3. 6 防腐措施</p><p>　　煙氣中除含有大量的SO2以外,還有少量的

68、SO32-(濃度為10-40mg/l),由于煙氣中含有水(4%-12%),生成的SO32-瞬間內(nèi)形成硫酸霧。當(dāng)溫度較低時,硫酸霧凝結(jié)成硫酸附著在設(shè)備的內(nèi)壁上,或溶解于洗滌液中。這就是濕法吸收塔及有關(guān)設(shè)備腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重的主要原因。吸收塔、煙道的材質(zhì)、內(nèi)襯或涂層均受影響。在圖一的工藝濕法脫硫中吸收塔體可用高(或低)合金鋼、碳鋼、碳鋼內(nèi)襯橡膠、碳鋼內(nèi)襯有機(jī)樹脂或玻璃鋼。美國因勞動力昂貴，一般選用合金鋼。德國普通采用碳鋼內(nèi)襯橡膠(溴橡膠或氯丁橡膠

69、），設(shè)備使用壽命可達(dá)10年。磨蝕特別嚴(yán)重的如漿池底河噴霧區(qū)，采用雙層襯膠，可延長壽命25%。ABB早期C-276合金鋼制吸收塔，單位造價為62美元/KW,現(xiàn)采用碳鋼內(nèi)襯橡膠，降為22美元/KW。煙道用碳鋼，采取何種防護(hù)措施取決于煙氣溫度(是否在酸露點(diǎn)或水蒸氣飽和溫度以上)及其成分（尤其是SO2和會水含量）。</p><p>　　德國Babcock對脫硫洗滌塔和煙道采取的防護(hù)措施如下表。</p>&l

70、t;p>　　日本日立公司的防護(hù)措施是；煙氣再熱器，吸收塔入口煙道，吸收塔煙氣進(jìn)口段用耐熱玻璃鱗片樹脂涂層，吸收塔噴淋區(qū)用不銹鋼橡膠襯里，除霧器段，氧化槽用玻璃鱗片樹脂涂層或橡膠襯里。</p><p>　　表 2?1德國Babcoc推薦FGD裝置防腐措施</p><p>　　但是此法造價太高,顯然不適合簡易濕法脫硫系統(tǒng)。簡易濕法脫硫系統(tǒng)中的吸收塔普遍采用防腐、耐磨性能優(yōu)良的花崗石(麻石

71、)砌筑而成,其壽命可達(dá)20ａ以上。煙道、換熱器采用碳鋼加有機(jī)樹脂涂層,管道普遍采用承壓U-PVC或ABS管。</p><p>　　2.3. 7 渣水分離系統(tǒng)(石膏脫水系統(tǒng))</p><p>　　渣水分離系統(tǒng)由抽吸泵、水力旋流分離器與臨時堆場等組成。</p><p>　　在濕式脫硫系統(tǒng)中叫石膏脫水系統(tǒng)，由吸收塔底部排出的石膏漿舀經(jīng)過濃縮和脫水2個過程。漿液濃縮在

72、水利旋流器或濃縮器中進(jìn)行，經(jīng)分離濃縮后，漿液中固體物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為40%-60%。然后，濃縮的石膏漿液進(jìn)入真空皮帶脫水機(jī)或離心脫水機(jī)，脫水后的石膏含水量為10%。德國普遍采用水利旋流分離器加真空皮帶退稅機(jī)系統(tǒng)，可用率達(dá)99%，以用水清洗除去石膏中的Cl-，德國要求脫硫后石膏中Cl-小于100mg/L。用圓筒式離心機(jī)脫水可使石膏含水量降到50%。但運(yùn)行費(fèi)用高，日本有采用這種石膏系統(tǒng)的FGD裝置。但采用此系統(tǒng)對燃煤含硫率、FGD系統(tǒng)運(yùn)行時間

73、及系統(tǒng)的自動程度等有很高的要求且運(yùn)行費(fèi)用也偏高,顯然此系統(tǒng)不適合簡易濕法脫硫。</p><p>　　2. 3. 8 煙氣再熱系統(tǒng)</p><p>　　吸收塔出口煙氣被冷卻到45-55度（視煙氣入口溫度和濕度而定），達(dá)飽和含水量。是否要對脫硫煙氣再加熱，取決于各國環(huán)保要求。德國《大型燃燒設(shè)備法》中明確規(guī)定，煙氣入口最低溫度為72度，以保證煙氣擴(kuò)散，防止冷煙霧下沉。因吸收塔出口與煙囪入口之

74、間的散熱損失約為5-10度，故吸收塔出口煙氣至少要加熱到77-82度。據(jù)ABB和B&W公司介紹，美國一般不采用煙氣再加熱系統(tǒng)，而對煙囪采取防腐措施。如脫硫效率僅要求75%時，可引出25%的未處理旁路煙氣來加熱75%的凈化煙氣，德國第一臺濕法脫硫裝置就采用這種方法。德國現(xiàn)在還把凈化煙氣引入自然通風(fēng)冷卻塔排放的脫硫裝置，籍煙氣動量（質(zhì)量*速度）和攜帶熱量的提高，使煙氣擴(kuò)散的更好。</p><p>　　煙氣再加

75、熱器通常有蓄熱式和非蓄熱式2種形式。蓄熱式換熱器又分為轉(zhuǎn)式煙氣換熱器，板式換熱器和管式換熱器均通過載熱器或載熱介質(zhì)將煙氣的熱量傳遞給冷煙氣?；剞D(zhuǎn)式煙氣換熱器氣的熱量傳遞給凈化后的冷煙氣，缺點(diǎn)是熱煙氣會泄露到冷煙氣中。板式換熱器中，熱煙氣與冷煙氣逆流或交叉流動，熱交換通過薄板進(jìn)行，這種系統(tǒng)基本不泄露。管式加熱器是通過中間載體水將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣，無煙氣泄露問題，用于年滿負(fù)荷運(yùn)行在4000-6500H的脫硫裝置。珞璜電廠采用的煙氣再

76、加熱器是管式GGH.日本日立公司在Shinchi電廠1號機(jī)的1000MW的脫硫裝置上第一次成功地采用了熱管型GGH，靠中間介質(zhì)水的蒸發(fā)和冷凝傳遞熱量，提高傳熱效率。</p><p>　　非蓄熱式換熱器通過蒸氣，天然氣等冷煙氣重新加熱，又分為直接加熱和間接加熱。直接加熱是燃燒加熱部分冷煙氣，然后冷熱煙氣混合達(dá)到所需溫度；間接式加熱是用低壓蒸汽(>2×105Pa)通過熱交換器加熱冷煙氣。這種加熱方式投

77、資省但能耗大，適用于脫硫裝置年利用率<4000H的電廠。</p><p>　　但這兩種形式，投資都較大，所以在簡易濕法脫硫考慮到工程投資、運(yùn)行費(fèi)用、占地面積等方面的綜合因素,采取以下兩種方式來提高煙氣排放溫度:一是簡易煙氣換熱器,即用待凈化的高溫?zé)煔鈦砑訜嵋褍艋牡蜏責(zé)煔?這樣經(jīng)降溫的待凈化煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔后更有利于吸收,而已凈化的低溫?zé)煔饨?jīng)升溫后能達(dá)到煙氣排放溫度的要求;二是采用高溫?zé)煔馀c低溫?zé)煔庵苯踊?/p>

78、合的方法,即從原始煙氣中引出一小部分的未處理旁通煙氣來加熱已凈化的低溫?zé)煔?這樣只要適當(dāng)提高脫硫系統(tǒng)的脫硫率就能達(dá)到煙氣的SO2排放濃度與排放溫度的要求。</p><p>　　圖2?4脫硫風(fēng)機(jī)布置方案</p><p>　　表 2?2脫硫風(fēng)機(jī)不同布置方案比較</p><p>　　2. 3. 9 脫硫風(fēng)機(jī)</p><p>　　裝設(shè)煙氣脫硫裝置后

79、，整個脫硫系統(tǒng)的煙氣阻力約為2940Pa，但靠原有鍋爐引風(fēng)機(jī)（IDF）不足以克服這些阻力，需設(shè)一助推風(fēng)機(jī)，或稱脫硫風(fēng)機(jī)（BUF），脫硫風(fēng)機(jī)有4種布置方案(上圖3)。4種布置方案的比較見上表</p><p>　　方案A中BUF處于高溫區(qū)，風(fēng)機(jī)容量大，整個脫硫系統(tǒng)在正壓下運(yùn)行，難免有泄露，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)與投資費(fèi)用最大。</p><p>　　方案B中BUF處煙氣和容量均較"A"小

80、，煙氣尚未經(jīng)脫硫凈化，煙溫接近露點(diǎn)，風(fēng)機(jī)有受酸腐蝕危險(xiǎn)，脫硫塔與GGH再熱段仍處于正壓運(yùn)行。</p><p>　　方案C中BUF處于低溫?zé)煔舛危L(fēng)機(jī)容量小，電耗省，但風(fēng)機(jī)是在最不利的濕煙氣（接近飽和濕度）狀態(tài)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)材質(zhì)防腐要求高，因而風(fēng)機(jī)投資大，運(yùn)行條件也差，要求有良好的運(yùn)行管理</p><p>　　方案D中BUF也處于較低煙溫段，風(fēng)機(jī)容量與“B”方案相當(dāng)，由于風(fēng)機(jī)位于再熱氣后，煙氣中

81、濕分已得到改散，對風(fēng)機(jī)腐蝕無特殊要求，因而風(fēng)機(jī)投資大，運(yùn)行條件也差，要求有良好的運(yùn)行管理。</p><p>　　方案D中BUF也處于較低煙溫段，風(fēng)機(jī)容量與“B”方案，由于風(fēng)機(jī)位于再熱器后，煙氣中濕分已得到改散，對風(fēng)機(jī)防腐無特殊要求。此外，脫硫系統(tǒng)在負(fù)壓下運(yùn)行，有利于環(huán)保。從投資和運(yùn)行費(fèi)用總和來看，這是各布置方案中最好的。珞璜電廠脫硫裝置中風(fēng)機(jī)的布置就選用了方案D。</p><p>　　而簡

82、易石灰石煙氣脫硫工藝其阻力小加以個引風(fēng)機(jī)即可。</p><p>　　2. 3. 10 廢水處理系統(tǒng)</p><p>　　簡易石灰石煙氣脫硫工藝無此設(shè)備，但濕法工藝不可避免的要產(chǎn)生廢水，廢水排放量已氯離子含量有關(guān)，一般應(yīng)控制氯離子質(zhì)量濃度小于20000 mg/L。脫硫廢水呈酸性（PH=4-6），懸浮物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9000-12700mg/L含汞，銅，鉛，鎳，鋅等重金屬以及砷，氟等非金屬污染物

83、。</p><p>　　圖2?5脫硫廢水處理流程</p><p>　　典型廢水處理系統(tǒng)見上圖。先在廢水中加入石灰乳，將PH值調(diào)整至6-7，去除氟化物（產(chǎn)生CaF2沉淀）和部分重金屬，然后繼續(xù)加入石灰乳，有機(jī)硫和絮凝劑，將PH值升高至8-9，使重金屬以氫氧化物和硫化物的形式沉淀。</p><p>　　2. 3. 11 電氣、儀表控制系統(tǒng)</p><

84、;p>　　隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，一些自動化程序的應(yīng)用，使一些復(fù)雜的過程都可被計(jì)算機(jī)程序控制，使其更合理的進(jìn)行運(yùn)行。簡易石灰石脫硫裝置的控制系統(tǒng)控制對象包括:脫硫劑的加料系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及斷、滿、堵等聯(lián)鎖保護(hù)裝置?？刂葡到y(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了以下的功能:液位控制、pH值控制、循環(huán)槽內(nèi)循環(huán)液溫度控制、自動給料控制、二氧化硫在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用、手動／自動切換功能。系統(tǒng)控制時,主要靠已獲得的經(jīng)驗(yàn)控制參數(shù)。根據(jù)出口煙氣量、SO2濃度的

85、測量值與設(shè)定值的對比,或根據(jù)脫硫廢液pH值、脫硫效率與設(shè)定值的對比,控制堿液供應(yīng)量,改變液氣比,控制石灰漿液的添加量,改變堿液濃度等手段保證出口廢液pH值或SO2濃度、脫硫率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍內(nèi)。</p><p>　　2. 3. 12 兩種工藝的性能與技術(shù)綜合評價比較</p><p>　　可用下面兩個表格清楚的看出其差別，及其適用范圍。</p><p>　　表 2?3

86、簡易濕法與常規(guī)濕法性能比較</p><p>　　表 2?4煙氣脫硫技術(shù)綜合評價</p><p>　　煙氣脫硫是直接經(jīng)濟(jì)效益不顯著的環(huán)境工程。因此在滿足系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行及環(huán)保要求的前提下,必須盡可能地減少工程投資及運(yùn)行費(fèi)用。簡易濕法煙氣脫硫技術(shù)更適合我國中小型燃煤鍋爐、電廠鍋爐的特點(diǎn)及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)條件 。 </p><p>　　第2. 4節(jié) 先進(jìn)，低價，高效濕式脫硫系

87、統(tǒng)</p><p>　　盡管各國對濕法石灰石脫硫工藝已作了改進(jìn)和提高，基建投資，運(yùn)行費(fèi)用一大幅度地下降，但耗資仍然巨大，因此為了低濕法工藝裝置和運(yùn)行費(fèi)用。不少廠家如巴威，日立，川崎和ABB等公司在80年代末和90年代初處于實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模研究階段，現(xiàn)在已進(jìn)入工業(yè)示范試驗(yàn)階段。開發(fā)新一代的濕法石灰石工藝即保持傳統(tǒng)濕法的高脫硫效率，高石膏質(zhì)量，通過提高空塔煙氣留宿，采用超細(xì)石灰石粉，提高噴霧效果等改進(jìn)措施，進(jìn)一步降低

88、設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，稱為先進(jìn)，低價，高效濕式脫硫系統(tǒng)。</p><p>　　ABB公司開發(fā)的LS—2脫硫系統(tǒng)已在Ohioedisonniles電廠建成了工業(yè)示范裝置。LS—2裝置與該廠2臺容量均為108MW的鍋爐相連接，設(shè)計(jì)處理煙氣量為1臺108MW鍋爐的煙氣量，燃煤含硫量3.5%。與兩臺鍋爐連接便于在試驗(yàn)中最大限度地增加處理煙氣量，維持脫硫裝置在高負(fù)荷率下運(yùn)行。裝置于1995年投入運(yùn)行，1996年調(diào)試完畢，一直

89、運(yùn)行良好LS—2的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是：</p><p>　?。?）在逆流空塔工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高煙氣流速，從常規(guī)的3m/s提高到5.54-6.1m/s。ABB尺寸的高流速試驗(yàn)和EPRI高硫煤研究中心試驗(yàn)證實(shí)，體改吸收塔流速可大大增加脫硫的傳質(zhì)流速，在脫硫效率不變的條件小，煙速從2.3m/s提高到4.3m/s時，總能耗可下降25%</p><p>　?。?）為適應(yīng)空塔煙氣流速，采用了新型的ABB

90、專利噴淋系統(tǒng)，專為煙速大于4.57m/s設(shè)計(jì)，最高可達(dá)5.49m/s具有較高的噴淋密度，可減少噴霧層，縮短吸收塔高度。</p><p>　?。?）降低吸收塔底部氧化槽容積。常規(guī)氧化槽設(shè)計(jì)停留時間為6min而LS—2停留時間按3min設(shè)計(jì)。為保證石灰石粉溶解，吸收劑采用超細(xì)石灰石粉，其粒度要求95%通過325目（44微米）篩。</p><p>　?。?）采用ABB開發(fā)的專利噴霧器。LS—2系

91、統(tǒng)設(shè)二級除霧器，在水平煙道內(nèi)裝一級通道常規(guī)臥式人字型除霧器，后者的設(shè)計(jì)煙速為6.10m/s。</p><p>　?。?）石膏脫水采用水利旋流器加離心脫水機(jī)，石膏含水量可達(dá)6%-7%。</p><p>　　改進(jìn)后的LS—2系統(tǒng)吸收塔與最新的400MW常規(guī)吸收塔的比例列于表 2?5表2?6。</p><p>　　表 2?5 LS—2系統(tǒng) 吸收塔與常規(guī)吸收塔比較 &l

92、t;/p><p>　　表 2?6 LS—2脫硫系統(tǒng)工業(yè)示范試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　第三章．石灰石濕法煙氣脫硫的應(yīng)用前景</p><p>　　在目前和今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi),中國的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主,煤炭在中國能源結(jié)構(gòu)中的比重高70%,而且中高硫煤也較多。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國SO2年排放量已超過1600萬噸,燃煤產(chǎn)生的SO2占絕大部分,其中燃煤電廠鍋爐排放的S

93、O2約占總排放量的1/4,中小型燃煤鍋爐排放的SO2占總排放量的近40%。中國的大氣污染特征也是由于大量燃煤而形成的煤煙型污染。</p><p>　　大氣環(huán)境中的SO2及其形成的酸沉降,是當(dāng)代人類面臨的重大環(huán)境問題之一。監(jiān)測和研究表明,中國華南、西南地區(qū)的降水酸度上升較快,酸雨頻率也在增加,酸雨區(qū)面積仍在擴(kuò)大。酸雨不僅嚴(yán)重腐蝕建筑物和工交設(shè)施,而且毀壞大面積的森林和農(nóng)作物,對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,每年給中國造成

94、的經(jīng)濟(jì)損失超過150億元。</p><p>　　為了控制酸雨污染,中國對燃煤鍋爐排放的SO2規(guī)定了最高允許排放濃度,并開始征收工業(yè)燃煤SO2排污費(fèi)。對于我國煤炭含硫量和SO2排放量的地理分布、SO2污染的控制戰(zhàn)略等方面進(jìn)行了深入研究[2-4],為開發(fā)和推行燃煤煙氣脫硫技術(shù),提供了強(qiáng)有力的推動作用。</p><p>　　第3.1節(jié) 我國燃煤煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展前景 </p>

95、<p>　　為保護(hù)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)我國政府控制SO2排放量的目標(biāo),我國將持續(xù)開展節(jié)能降耗,研究推廣高效減污燃燒裝置,開發(fā)清潔能源,推行區(qū)域集中供熱和熱電聯(lián)供,改變目前煤炭利用效率低的現(xiàn)狀。同時,我國將擴(kuò)大原煤洗選比例,開發(fā)高硫煤洗選脫硫技術(shù)和裝備,研究微波脫硫和磁分離脫硫技術(shù)和裝備以及生物脫硫技術(shù),進(jìn)一步研究煤炭液化和氣化技術(shù),降低進(jìn)入煙氣中的SO2數(shù)量。</p><p>　　3. 1. 1 我國中小型燃煤

96、鍋爐煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展前景</p><p>　　目前我國中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫除部分可就近采用廢堿液脫硫外,大部分鍋爐均采用濕法脫硫,而且脫硫和除塵同時進(jìn)行。從理論上分析,只有氣液或氣固二相流動的煙氣脫硫技術(shù)較好,因?yàn)槎嗔鲃酉鄬Χ钥刂迫菀?脫硫產(chǎn)物也容易分離,不會產(chǎn)生廢水的二次污染。考慮到目前我國中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫一般是與除塵同時進(jìn)行,我們認(rèn)為中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展趨勢是干法煙氣脫硫,國內(nèi)已經(jīng)開展

97、了這方面的研究。但目前煙氣干法脫硫技術(shù)仍處于研究階段,近期內(nèi)難以推廣應(yīng)用。所以,近期內(nèi)中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫仍然繼續(xù)發(fā)展和完善適合的脫硫技術(shù)和裝備。</p><p>　　3.1. 2我國燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展前景</p><p>　　目前,濕法煙氣脫硫裝置還占多數(shù),但濕法也有不少缺點(diǎn),除投資高(如石灰石—石膏法一次性投資高達(dá)20%～30%)外,還產(chǎn)生設(shè)備堵塞、結(jié)垢、腐蝕、泄漏以及淤

98、泥的后處理等問題。自從丹麥Niro公司開發(fā)噴霧干燥法以來,該方法由于克服了濕法脫硫的許多缺點(diǎn),因而得到了迅速推廣應(yīng)用[5]。該方法有五個步驟即吸收劑制備、吸收漿液霧化、霧滴與煙氣接觸混合、SO2吸收—蒸發(fā)干燥和脫硫渣排出,其中的兩個關(guān)鍵步驟即吸收—干燥和脫硫渣的排出都是成熟技術(shù)。盡管中國國內(nèi)的高速離心噴霧機(jī)可靠性還有待提高,但已通過引進(jìn)國際先進(jìn)的設(shè)備制造技術(shù)加以解決。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)還包括:(1)流程簡單,設(shè)備少,生成物是脫硫渣和飛灰混

99、合的干燥粉末,易處理,占地面積也小;(2)脫硫設(shè)備投資可控制在電廠總投資的10%以內(nèi);(3)運(yùn)用費(fèi)用低,煙氣可以不加熱直接排放,電力消耗僅為濕法的25%～50%,操作與維修人員少;(4)消除了結(jié)垢堵塞現(xiàn)象,腐蝕較輕。所以國內(nèi)認(rèn)為對于燃煤含硫量小于3.5%容量小于300MW的電廠,噴霧干燥法是煙氣脫硫的優(yōu)先選用技術(shù)和發(fā)展方向。但該工藝設(shè)備的單機(jī)容量還不夠大,因?yàn)槟壳按罅拷ㄔO(shè)的電廠,其單機(jī)容量大部分已在300M</p><

100、;p>　　第3. 2節(jié) 濕法石灰石/石灰脫硫系統(tǒng)應(yīng)用情況　</p><p>　　煙氣脫硫是目前控制SO2排放最有效和應(yīng)用最廣的技術(shù)。目前全世界已有15個國家和地區(qū)應(yīng)用了FGD裝置,其設(shè)備容量相當(dāng)于2～2.5億kW(電站裝機(jī)容量),每年去除SO2達(dá)到1000萬t。</p><p>　　3. 2. 1　美國的應(yīng)用情況</p><p>　　煙氣脫硫技術(shù)用于燃煤發(fā)

101、電廠約有50多年的歷史。美國是從1970年開始應(yīng)用,有意義的大量應(yīng)用是從1976年開始的。美國采用的脫硫技術(shù)中80%是濕法石灰石/石灰-石膏法,以拋棄流程為主。美國濕法石灰石/石灰脫硫系統(tǒng)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)如下表所示。</p><p>　　表3?1美國濕法石灰石/石灰脫硫系統(tǒng)應(yīng)用情況</p><p>　　3. 2. 2　德國應(yīng)用情況　</p><p>　　由于1983年大型燃

102、燒裝置環(huán)保法規(guī)(GEFA-VO)的實(shí)施,迄今為止,德國已約有41000MW容量的火電廠裝備有煙氣脫硫裝置[1]。濕法脫硫,尤其是石灰石洗滌法(回收石膏),現(xiàn)已得到最大限度利用。由于煙氣脫硫裝置的采用,德國西部地區(qū)SO2排放量已從150萬t降至20萬t。德國主要采用的石灰石濕法技術(shù)是70年代未發(fā)展起來的。石灰石/石灰系統(tǒng)占原西德脫硫設(shè)備容量的90%。吸收塔是內(nèi)部構(gòu)件較少的典型噴射塔,脫硫設(shè)備的利用率一般都保證在97.5%以上,通常采用石石