熱電鍋爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)PPT課件.ppt

煙氣脫硫技術(shù)交流 1 主要內(nèi)容 一 SO2的污染二 常見(jiàn)的脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介三 石灰石 石膏濕法脫硫系統(tǒng)四 煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)五 脫硫系統(tǒng)的常見(jiàn)故障六 脫硫系統(tǒng)監(jiān)測(cè) 2 一 SO2的污染 1SO2的排放SO2的主要來(lái)源分為兩大類(lèi) 天然污染源和人為污染源 3 SO2污染源的特點(diǎn) 4 2SO2的危害 SO2的污染屬于低濃度長(zhǎng)期污染 對(duì)生態(tài)環(huán)境一般是一種慢性疊加性長(zhǎng)期危害 它已經(jīng)對(duì)自然生態(tài)平衡 人類(lèi)健康 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 建筑物 材料等方面造成一定程度的危害 2 1SO2對(duì)人體的危害SO2對(duì)人體健康的影響主要是通過(guò)呼吸道系統(tǒng)進(jìn)入人體 與呼吸器官作用 引起或加重呼吸器官的疾病 如鼻炎 咽喉炎 支氣管炎 支氣管哮喘 肺氣腫 肺癌等 大量資料表明 SO2與大氣中其他污染物協(xié)同作用 對(duì)人體健康的危害更大 5 2 2SO2對(duì)植物的危害 a植物對(duì)SO2特別敏感 主要通過(guò)葉面氣孔進(jìn)入植物體內(nèi) 在細(xì)胞或細(xì)胞液中生成SO32 或HSO3 和H b破壞植物的正常生理機(jī)能 使光合作用降低 影響體內(nèi)物質(zhì)代謝和酶的活性 從而使葉細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離 收縮或崩潰 葉綠素分解等 c從表面看 葉片出現(xiàn)傷斑 發(fā)黃 枯卷 落葉 落果或生長(zhǎng)緩慢等 嚴(yán)重時(shí)則會(huì)枯死 d同時(shí)會(huì)使植物對(duì)病蟲(chóng)害的抵 6 2 3SO2造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失 據(jù)資料介紹 美國(guó)每排放1tSO2造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失為220美元 我國(guó)平均每噸SO2造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失為1700元人民幣 照此計(jì)算 我國(guó)每年因排放SO2造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失約相當(dāng)于近千億人民幣 而且使人的壽命縮短38天 控制火電廠SO2排放火電廠SO2排放量已占SO2排放總量近50 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電能需求增加 火電廠排放比重將繼續(xù)增大 火電廠是SO2排放總量控制的重點(diǎn)行業(yè) 7 3SO2污染的控制途徑 控制SO2的方法 1 燃燒前脫硫2 爐內(nèi)脫硫3 煙氣脫硫 8 3 1燃燒前脫硫 燃燒前脫硫就是在煤燃燒前把煤中的硫分脫除掉 燃燒前脫硫技術(shù)主要有物理洗選煤法 化學(xué)洗選煤法 煤的氣化和液化等 煤的燃燒前的脫硫技術(shù)盡管還存在著種種問(wèn)題 但其優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)除去灰分 減輕運(yùn)輸量 減輕鍋爐的沾污和磨損 還可回收部分硫資源 9 3 2爐內(nèi)脫硫 爐內(nèi)脫硫是在燃燒過(guò)程中 向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3等 使煤中硫分轉(zhuǎn)化成硫酸鹽 隨爐渣灰排除 典型的技術(shù)有LIMB爐內(nèi)噴鈣技術(shù) LIFAC煙氣脫硫工藝 其脫硫效率一般為40 85 10 3 3煙氣脫硫 煙氣脫硫技術(shù) FGD 是當(dāng)前應(yīng)用最廣 效率最高的脫硫技術(shù) 在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi) 將是控制SO2排放的主要方法 世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)和商業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)估計(jì)超過(guò)200種 按脫硫劑和副產(chǎn)物的干濕形態(tài) 煙氣脫硫又可分為濕法 半干法和干法工藝 濕法FGD工藝占主流 典型的有 石灰石 石灰 石膏法 海水脫硫法 氧化鎂法 氨法等 典型的干 半干 法煙氣脫硫工藝的有 煙氣循環(huán)流化床法 噴霧干燥法 電子束輻照法等 11 目前 在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的是石灰石 石膏法 海水脫硫法和煙氣循環(huán)流化床法 12 4脫硫工程的發(fā)展 1 早期 全部采用全套進(jìn)口設(shè)備 造價(jià)高 達(dá)1000元 kW2 主要采用引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和核心設(shè)備進(jìn)行國(guó)內(nèi)配套 國(guó)內(nèi)脫硫公司承包3 目前 系統(tǒng)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度日益提高 脫硫成本大幅度下降脫硫工程的建設(shè)的工期從過(guò)去22 24個(gè)月被嚴(yán)重壓縮到12 16個(gè)月 嚴(yán)重影響到設(shè)計(jì)質(zhì)量 設(shè)備質(zhì)量 施工質(zhì)量以及運(yùn)行人員配置和脫硫維護(hù)質(zhì)量 造成FGD不能正常連續(xù)運(yùn)行 13 二 常見(jiàn)的脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介 1爐內(nèi)脫硫1 1爐內(nèi)噴鈣脫硫爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝是將石灰石磨制成30mm左右的微粒 在鍋爐900 的部位噴入 石灰石受熱分解成氧化鈣和二氧化碳 氧化鈣與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鈣而達(dá)到脫硫的目的 其爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)方程為 CaCO3 CaO CO2CaO SO2 O2 CaSO4CaO SO3 CaSO4CaO 2HCl CaCl2 H2OCaCO3受熱分解為CaO的反應(yīng)速度快 而硫化反應(yīng)相對(duì)緩慢 14 1 2爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝 分為兩步 鍋爐爐膛內(nèi)噴射石灰石粉爐后煙道增設(shè)活化反應(yīng)器吸收劑 石灰石粉副產(chǎn)物 亞硫酸鈣 硫酸鈣 15 爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化工藝流程 16 爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化工藝 主要參數(shù) 吸收劑 石灰石粉副產(chǎn)物 亞硫酸鈣 硫酸鈣脫硫效率 70 80 左右適用煤種 中低硫煤吸收劑利用率 30 45 單塔應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)規(guī)模 200MW以下廢水 無(wú)國(guó)內(nèi)應(yīng)用 2 125MW錢(qián)清 下關(guān)電廠Ca S 2時(shí) 脫硫率 75 17 2煙氣脫硫 煙氣脫硫 FGD FlueGasDesulfurization 技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛 效率最高的脫硫技術(shù) 是控制二氧化硫排放 防止大氣污染 保護(hù)環(huán)境的一個(gè)重要手段 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家從70年代起相繼頒布法令 強(qiáng)制火電廠安裝煙氣脫硫裝置 促進(jìn)了煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展和完善 目前國(guó)外火電廠煙氣脫硫技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是 煙氣脫硫高 裝機(jī)容量大 技術(shù)水平先進(jìn) 投資省 占地小 運(yùn)行費(fèi)用低 自動(dòng)化程度高 可靠性好等 18 目前經(jīng)常采用以下脫硫工藝 1 噴霧干燥法脫硫工藝2 循環(huán)流化床干法3 海水脫硫4 氧化鎂法5 石灰石 石灰 石膏法6 其他 氨法 電子束法 19 2 1噴霧干燥法脫硫工藝 噴霧干燥工藝為半干法煙氣脫硫工藝 以石灰漿為吸收劑 漿液霧化成細(xì)小液滴 100 m 與熱煙氣接觸 液滴蒸發(fā)干燥與SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣 吸收劑 石灰副產(chǎn)物 亞硫酸鈣 硫酸鈣 20 噴霧干燥法工藝流程圖 21 噴霧干燥法化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 22 噴霧干燥法工藝 主要特點(diǎn) 吸收劑 高品位石灰 副產(chǎn)物 亞硫酸鈣 硫酸鈣 脫硫效率 85 左右 適用煤種 中低硫煤 Ca S 1 2 1 4 單塔應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)規(guī)模 450MW 廢水 無(wú) 黃島電廠 白馬 23 2 2循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝原理 Ca OH 2粉末與煙氣中的SO2 HCl和HF等其他酸性氣體發(fā)生反應(yīng) 生成CaSO3 1 2H2O CaSO4 2H2O CaCl2和CaF2等物質(zhì) 去除煙氣中的酸性氣體 24 工藝原理 H2O SO2 H2SO3Ca OH 2 H2SO3 CaSO3 1 2H2O 3 2H2O部分CaSO3 1 2H2O在煙氣中 被過(guò)量空氣中的O2氧化成CaSO4 2H2O CaSO3 1 2H2O 3 2H2O 1 2O2 CaSO4 2H2O 25 循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝 26 2020 2 6 27 核心技術(shù) LCFB FGD工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ) 使吸收劑在反應(yīng)器內(nèi)多次循環(huán) 大大提高了吸收劑的利用率 它不但具有干法脫硫工藝的許多優(yōu)點(diǎn) 如流程簡(jiǎn)單 占地少 投資低等 而且脫硫效率能達(dá)到80 90 存在不足 1 除塵器的防腐及煙塵排放2 變工況下脫硫灰的輸送3 脫硫灰的綜合利用有待落實(shí) 28 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝的主要特點(diǎn)是 1 脫硫效率較高2 技術(shù)成熟3 運(yùn)行可靠性好4 占地面積少5 投資較省6 吸收劑利用率較高 29 2 3海水脫硫 海水呈堿性 pH值一般為8 0 8 3 其堿度在2 3mg l左右 對(duì)酸性氣體如SO2具有很大的吸收和中和能力 SO2被海水吸收后 最終產(chǎn)物為可溶性硫酸鹽 而海水的主要組成部分就是硫酸鹽 海水脫硫?qū)Ｑ蟮挠绊戄^小 國(guó)外研究人員和工程技術(shù)人員開(kāi)發(fā)了多種海水脫硫工藝 30 海水脫硫工藝是利用海水的堿度達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫的脫硫方法 在脫硫吸收塔內(nèi) 海水噴淋洗滌進(jìn)入吸收塔內(nèi)的燃煤煙氣 煙氣中的二氧化硫被海水吸收而除去 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 吸收二氧化硫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SO32 被氧化成為穩(wěn)定的SO42 并使海水的pH值與COD調(diào)整達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放大海 海水脫硫基本原理 31 海水脫工藝的主要特點(diǎn)是 1 完全利用海水的天然堿度 脫硫效率高 不需要其他吸收劑 2 工藝中產(chǎn)生完全溶解的硫酸鹽排放到海洋中 沒(méi)有固體物質(zhì)產(chǎn)生 3 脫硫工藝設(shè)備少 投資省 操作簡(jiǎn)單 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 32 2 4氧化鎂法 氧化鎂濕法脫硫工藝采用MgO作為脫硫吸收劑 將MgO通過(guò)吸收劑漿液制備系統(tǒng)制成Mg OH 2過(guò)飽和液 過(guò)飽和液經(jīng)泵打入吸收塔與煙氣充分接觸 使煙氣中的二氧化硫與漿液中的Mg OH 2進(jìn)行反應(yīng)生成MgSO3 從吸收塔排出的亞硫酸鎂漿液經(jīng)濃縮 脫水 使其含水量小于10 亞硫酸鎂顆?？梢苑纸獬蒑gO作為脫硫劑循環(huán)使用 也可以進(jìn)行綜合利用 33 氧化鎂法的特點(diǎn) 1 脫硫效率高2 對(duì)煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)3 脫硫劑可以循環(huán)使用 34 2 5電子束法脫硫工藝 吸收劑 液氨副產(chǎn)品 硫酸銨 硝酸銨 35 電子束法脫硫工藝流程 36 電子束法脫硫工藝 主要特點(diǎn) 脫硫脫硝10 吸收劑 液氨副產(chǎn)物 硫酸銨 硝酸銨脫硫效率 80 左右適用煤種 中低硫煤吸收劑利用率 90 單塔應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)規(guī)模 200MW以下廢水 無(wú) 37 2 6石灰石 石膏濕法煙氣法 石灰石 石灰 石膏濕法脫硫工藝采用石灰石或石灰作脫硫吸收劑 石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪攔成吸收漿液 在吸收塔內(nèi) 吸收漿液與煙氣接觸混合 煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除 最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏 脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴后排入煙囪 脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收 38 石灰石 石膏法脫硫煙氣脫硫化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 吸收過(guò)程 吸收劑為石灰石 SO2 g H2O H2SO3H2SO3 H HSO3 H CaCO3 Ca2 HCO3 Ca2 HSO3 2H2O CaSO3 2H2O H H HCO3 H2CO3H2CO3 CO2 H2O 39 石灰石 石膏法脫硫煙氣脫硫化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 氧化過(guò)程CaSO3 2H2O H Ca HSO3 2H2OHSO3 1 2O2 SO4 H Ca SO4 2H2O CaSO4 2H2O總的氧化反應(yīng)為 2CaSO3 2H2O O2 2CaSO4 2H2O 40 石灰石 石膏法脫硫特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 1 技術(shù)成熟2 吸收劑價(jià)廉易得3 脫硫效率高4 對(duì)煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)5 副產(chǎn)品可綜合利用缺點(diǎn) 1 系統(tǒng)復(fù)雜2 占地面積大3 一次投資較大 41 典型的石灰石 石灰 石膏濕法脫硫工藝 42 主流脫硫工藝特點(diǎn)及選擇條件 43 三 石灰石 石膏濕法脫硫系統(tǒng) 主要組成系統(tǒng) 1 煙氣系統(tǒng)2 SO2吸收系統(tǒng)3 石灰石制備系統(tǒng)4 石膏脫水系統(tǒng)5 工藝用水系統(tǒng)6 儀用和雜用空氣系統(tǒng)7 排空系統(tǒng)8 脫硫廢水處理系統(tǒng) 44 1煙氣系統(tǒng) 主要由增壓風(fēng)機(jī) 煙道擋板 換熱器 吸收塔及煙道等設(shè)備組成 工藝流程為 鍋爐引風(fēng)機(jī)后煙氣依次經(jīng)脫硫系統(tǒng)入口擋板 脫硫增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入吸收塔 經(jīng)洗滌脫硫后的煙氣溫度約50 經(jīng)擋板門(mén)送回主煙道 通過(guò)煙囪排入大氣 主煙道 旁路煙道 裝有旁路擋板門(mén) 旁路煙道主要用于鍋爐啟動(dòng)工況和脫硫系統(tǒng)檢修工況 鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中或脫硫系統(tǒng)檢修時(shí) 脫硫系統(tǒng)入 出口擋板門(mén)關(guān)閉 旁路煙道擋板門(mén)打開(kāi) 來(lái)自除塵器的煙氣經(jīng)各自的吸風(fēng)機(jī)由旁路煙道直接進(jìn)入煙囪排出 45 1 1增壓風(fēng)機(jī) 目前 大部分脫硫工程招標(biāo)時(shí)的前提是脫硫系統(tǒng)配置旁路擋板門(mén) 系統(tǒng)配置以HJ T179 2005 火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范石灰石 石灰 石膏法審 為主要依據(jù) 建議300MW機(jī)組配備1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī) 600MW機(jī)組根據(jù)具體情況可配置2臺(tái)或1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī) 大部分脫硫裝置配備1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī) 46 重要性 目前 各地環(huán)保局對(duì)脫硫旁路的開(kāi)啟有嚴(yán)格的限制 如旁路通道擋板不能開(kāi)啟 兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)直接與一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行 因增壓風(fēng)機(jī)沒(méi)有備用 如增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn) 整臺(tái)機(jī)組只能被迫停運(yùn) 采用一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)實(shí)質(zhì)就是采用一臺(tái)引風(fēng)機(jī) 不符合 火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 的規(guī)定 對(duì)電廠的安全生產(chǎn)具有嚴(yán)重的威脅增壓風(fēng)機(jī)的小故障會(huì)導(dǎo)致機(jī)組因環(huán)保停運(yùn)增壓風(fēng)機(jī)電耗占脫硫電耗1 3 1 2 47 我國(guó)增壓風(fēng)機(jī)節(jié)電潛力估計(jì)總體來(lái)說(shuō) 我國(guó)增壓風(fēng)機(jī)平均耗電率較高 且參差不齊 與風(fēng)機(jī)本身技術(shù)水平不相稱(chēng) 節(jié)電潛力較大 根據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)果 增壓風(fēng)機(jī)的滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行效率在70 80 之間 48 我國(guó)電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差的主要原因有 1 風(fēng)機(jī)選型參數(shù)不合理 裕量過(guò)大 2 風(fēng)機(jī)選型不當(dāng) 3 風(fēng)機(jī)進(jìn)出口布置較差 4 機(jī)組負(fù)荷率低 5 運(yùn)行操作不合理 我國(guó)增壓風(fēng)機(jī)耗電率高的原因 49 在運(yùn)風(fēng)機(jī)上加裝變轉(zhuǎn)速裝置應(yīng)注意的問(wèn)題在己投運(yùn)的風(fēng)機(jī)上加裝變轉(zhuǎn)速裝置 更要注意風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)是否匹配的問(wèn)題 如果風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)匹配不好 即機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行或風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 如有 全開(kāi)時(shí) 風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率就不高 那么既使采用變速調(diào)