幾種最常用煙氣脫硫技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯幾種最常用煙氣脫硫技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 我國的能源以燃煤為主，占煤炭產(chǎn)量75%的原煤用于直接燃燒，煤燃燒過程中產(chǎn)生嚴(yán)峻污染，如煙氣中CO2是溫室氣體，SOx可導(dǎo)致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元兇之一，同時在肯定條件下還可破壞臭氧層以及產(chǎn)生光化學(xué)煙霧等，倫敦正是由于光化學(xué)煙霧的緣由，成天被霧所覆蓋著，所以才會有霧都之稱。總之燃煤產(chǎn)生的煙氣是造成中國生態(tài)環(huán)境破壞的最大污染源之一。 中國的能源消費(fèi)占世界的8%9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全國總排放量的87%。中國煤炭一年的產(chǎn)量和消費(fèi)高達(dá)12億噸，SO2的年排放量為2000多噸，估計(jì)到20

2、21年中國煤炭量將達(dá)18億噸，假如不采納掌握措施，SO2的排放量將達(dá)到3300萬噸。據(jù)估算，每削減1萬噸SO2的費(fèi)用大約在1億元左右，到2021年，要保持中國目前的SO2排放量，投資接近1千億元，假如想進(jìn)一步降低排放量，投資將更大。為此1995年國家頒布了新的煙氣污染防治法，并劃定了SO2污染掌握區(qū)及酸雨掌握區(qū)。各地對SO2的排放掌握越來越嚴(yán)格，并且開頭實(shí)行SO2排放收費(fèi)制度。 隨著人們環(huán)境意識的不斷增加，削減污染源、凈化大氣、愛護(hù)人類生存環(huán)境的問題正在被億萬人們所關(guān)懷和重視，尋求解決這一污染措施，已成為當(dāng)代科技討論的重要課題之一。因此掌握SO2的排放量，既需要國家的合理規(guī)劃，更需要適合中國國

3、情的低費(fèi)用、低耗本的除塵技術(shù)。 煙氣除塵經(jīng)過了近30年的進(jìn)展已經(jīng)成為一種成熟穩(wěn)定的技術(shù)，在世界各國的燃煤電廠中各種類型的煙氣脫硫裝置已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。從煙氣脫硫技術(shù)的種類來看，除了濕式洗滌工藝得到了進(jìn)一步的進(jìn)展和完善外，其他很多脫硫工藝也進(jìn)行了討論，并有一部分工藝在燃煤電廠得到了使用。煙氣脫硫技術(shù)是掌握SO2和酸雨的有效手段之一，依據(jù)脫硫工藝脫硫率的凹凸，可以分為高脫硫率工藝、中等脫硫率工藝和低脫硫率工藝；最常用是根據(jù)汲取劑和脫硫產(chǎn)物的狀態(tài)進(jìn)行分類可以分為三種：濕法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硫和干法煙氣脫硫。 濕法煙氣脫硫工藝是采納液體汲取劑洗滌SO2煙氣以脫除SO2。常用方法為石灰/石灰石汲

4、取法、鈉堿法、鋁法、催化氧化還原法等，濕法煙氣脫硫技術(shù)以其脫硫效率高、適應(yīng)范圍廣、鈣硫比低、技術(shù)成熟、副產(chǎn)物石膏可做商品出售等優(yōu)點(diǎn)成為世界上占統(tǒng)治地位的煙氣脫硫方法。但由于濕法煙氣脫硫技術(shù)具有投資大、動力消耗大、占地面積大、設(shè)備簡單、運(yùn)行費(fèi)用和技術(shù)要求高等缺點(diǎn)，所以限制了它的進(jìn)展速度。 半干法煙氣脫硫工藝是采納汲取劑以漿液狀態(tài)進(jìn)入汲取塔（洗滌塔），脫硫后所產(chǎn)生的脫硫副產(chǎn)品是干態(tài)的工藝流程。 干法煙氣脫硫工藝是采納汲取劑進(jìn)入汲取塔，脫硫后所產(chǎn)生的脫硫副產(chǎn)品是干態(tài)的工藝流程，干法脫硫技術(shù)與濕法相比具有投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、設(shè)備簡潔、修理便利、煙氣無需再熱等優(yōu)點(diǎn)，但存在著鈣硫比高、脫硫效率

5、低、副產(chǎn)物不能商品化等缺點(diǎn)。 自20世紀(jì)80年月末，經(jīng)過對干法脫硫技術(shù)中存在的主要問題的大量討論和不斷的改進(jìn)，現(xiàn)在已取得突破性進(jìn)展。有代表性的噴霧干燥法、活性炭法、電子射線輻射法、填充電暈法、荷電干式汲取劑噴射脫硫技術(shù)、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法、煙氣循環(huán)流化床技術(shù)、爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床技術(shù)等一批新的煙氣脫硫技術(shù)已勝利地開頭了商業(yè)化運(yùn)行，其脫硫副產(chǎn)物脫硫灰已勝利地用在鋪路和制水泥混合材料方面。這一些技術(shù)的進(jìn)步，迎來了干法、半干法煙氣脫硫技術(shù)的新的快速進(jìn)展時期。 傳統(tǒng)的石灰石/石膏法脫硫與新的干法、半干法煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較見表1。表1說明在脫硫效率相同的條件下，干法、半干法脫硫技術(shù)與濕法相比，在單

6、位投資、運(yùn)行費(fèi)用和占地面積的方面具有明顯優(yōu)勢，將成為具有產(chǎn)業(yè)化前景的煙氣脫硫技術(shù)。 本文主要論述了高脫硫率工藝濕式洗滌工藝，主要是石灰石石膏工藝；中脫硫率工藝噴霧干燥工藝、爐內(nèi)噴鈣加濕活化工藝、煙氣循環(huán)流化床和電子束照工藝；低脫硫率工藝爐內(nèi)噴射工藝和管道噴射工藝。 1低脫硫率工藝脫硫率70% 低脫硫率工藝主要包括爐內(nèi)噴射工藝和管道噴射工藝。這些工藝的特點(diǎn)是投資費(fèi)用低，但運(yùn)行成本高，在煤中含硫量高。此工藝適用于剩余壽命短或現(xiàn)場安裝空間有限的調(diào)峰機(jī)組的改造。 低脫硫率的煙氣脫硫工藝的特征 特性脫硫工藝 爐內(nèi)噴鈣管道噴射 SO2脫除率（%）35%50%50%70% 使用的汲取劑石灰 石灰石石灰 脫硫

7、副產(chǎn)品的處置與利用灰場堆放 土地回填灰場堆放 土地回填 對電廠現(xiàn)有設(shè)備的影響由于灰量增加，除塵器效率應(yīng)提高 對煙氣壓降影響最小由于灰量增加，除塵器效率應(yīng)提高 對煙氣壓降影響最小 對電廠的發(fā)電機(jī)組和設(shè)備運(yùn)行的影響鍋爐水冷壁管有結(jié)焦的可能 空預(yù)器堵塞 粉塵排放增加 電耗增加很少 無廢水排放 飛灰綜合利用困難煙道中可能會積灰 電耗增加很少 水耗增加很少 飛灰綜合利用困難 運(yùn)行閱歷已經(jīng)有商業(yè)化運(yùn)行 供應(yīng)廠商不多示范運(yùn)行 供應(yīng)廠商不多 費(fèi)用約為機(jī)組投資3% 運(yùn)行費(fèi)用高約為機(jī)組投資3% 運(yùn)行費(fèi)用高 以上表格內(nèi)容是低脫率工藝的二種工藝的特性總結(jié)。 2中脫硫率工藝脫硫率70%90% 中等脫硫技術(shù)包括三種工藝：

8、爐內(nèi)噴鈣加增濕活化工藝（LIFAC），煙氣循環(huán)流化床（CFB，包括噴鈣和常規(guī)）和噴霧干燥工藝。與低脫硫效率的工藝相比，脫硫效率有所提高，運(yùn)行費(fèi)用相對削減，設(shè)備較簡單，因而投資費(fèi)用增加。與高效率的濕法工藝相比具有啟停便利，負(fù)荷跟蹤力量強(qiáng)的特點(diǎn)。適用于燃用中低含硫量的現(xiàn)有機(jī)組的脫硫改造。 (1)LIFAC脫硫技術(shù)是由芬蘭的Tampella公司和IVO公司首先開發(fā)勝利并投入商業(yè)應(yīng)用的該技術(shù)是將石灰石于鍋爐的8001150部位噴入，起到部分固硫作用，在尾部煙道的適當(dāng)部位（一般在空氣預(yù)熱器與除塵器之間）裝設(shè)增濕活化反應(yīng)器，使?fàn)t內(nèi)未反應(yīng)的CaO和水反應(yīng)生成Ca(OH)2,進(jìn)一步汲取SO2,提高脫硫率。 L

9、IFAC技術(shù)是將循環(huán)流化床技術(shù)引入到煙氣脫硫中來，是其開創(chuàng)性工作，目前該技術(shù)脫硫率可達(dá)90以上，這已在德國和奧地利電廠的商業(yè)運(yùn)行中得到實(shí)現(xiàn)。 LIFAC技術(shù)具有占地小、系統(tǒng)簡潔、投資和運(yùn)行費(fèi)用相對較、無廢水排放等優(yōu)點(diǎn)，脫硫率為6080；但該技術(shù)需要改動鍋爐，會對鍋爐的運(yùn)行產(chǎn)生肯定影響。我國南京下關(guān)電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進(jìn)的LIFAC脫硫技術(shù)和設(shè)備目前已投入運(yùn)行。 (2)爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫技術(shù)是由德國Sim-meringGrazPauker/LurgiGmbH公司開發(fā)的。該技術(shù)的基本原理是：在鍋爐爐膛適當(dāng)部位噴入石灰石，起到部分固硫作用，在尾部煙道電除塵器前裝設(shè)循環(huán)流化床反應(yīng)器，爐

10、內(nèi)未反應(yīng)的CaO隨著飛灰輸送到循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，在循環(huán)硫化床反應(yīng)器中大顆粒CaO被其中湍流破裂，為SO2反應(yīng)供應(yīng)更大的表面積，從而提高了整個系統(tǒng)的脫硫率。 該技術(shù)將循環(huán)流化床技術(shù)引入到煙氣脫硫中來，是其開創(chuàng)性工作，目前該技術(shù)脫硫率可達(dá)90以上，這已在德國和奧地利電廠的商業(yè)運(yùn)行中得到證明。在此基礎(chǔ)上，美國EEC(EnviromentalElementsCorporation)和德國Lurgi公司進(jìn)一步合作開發(fā)了一種新型煙氣的脫硫裝置。在該工藝中粉狀的Ca(OH)2和水分別被噴入循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，以此代替了爐內(nèi)噴鈣。在循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，汲取劑被增濕活化，并且能充分的循環(huán)利用，而大顆粒汲取劑被

11、其余粒子碰撞破裂，為脫硫反應(yīng)供應(yīng)更大反應(yīng)表面積。 本工藝流程的脫硫效率可達(dá)95以上，造價較低，運(yùn)行費(fèi)用相對不高，是一種較有前途的脫硫工藝。 (3)噴霧干燥法煙氣脫硫技術(shù)是一項(xiàng)進(jìn)展最成熟的煙道氣脫硫技術(shù)之一。該技術(shù)采納了旋轉(zhuǎn)噴霧器，投資低于濕法工藝，在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，在西歐的德國、意大利等國家利用較多。對中高硫燃料的SO2脫硫率能達(dá)到80-90%。 該技術(shù)的基本原理是由空氣加熱器出來的煙道氣進(jìn)入噴霧式干燥器中，與高速旋轉(zhuǎn)噴嘴噴出的充分霧化的石灰、副產(chǎn)品泥漿液相接觸，并與其中SOX反應(yīng)，生成粉狀鈣化合物的混合物，再經(jīng)過除塵器和吸風(fēng)機(jī)，然后再將潔凈的煙氣通過煙囪排出，其反應(yīng)方程式為： SO

12、2+Ca(OH)2CaSO3+H2O SO3+Ca(OH)2CaSO4+H2O 該技術(shù)一般可分為汲取劑霧化、混合流淌、反應(yīng)汲取、水汽蒸發(fā)、固性物的分別五個階段，與其它干燥技術(shù)相比其獨(dú)特之處就在于汲取劑與高溫?zé)煔饨佑|前首先被霧化成了細(xì)小的霧滴，這樣便極大增加了汲取劑的比表面積，使得反應(yīng)汲取及傳熱得以快速進(jìn)行。其工藝流程如圖1所示【3】。該技術(shù)安裝費(fèi)用相對較低，一般是同等規(guī)模的石膏法煙氣脫硫系統(tǒng)的70%左右。但存在著石灰石用量大、汲取劑利用率低及脫硫后的副產(chǎn)品不能夠再利用的難題，故該技術(shù)意味著要擔(dān)當(dāng)雙倍的額外費(fèi)用，即必需購買更多的石灰石和處理脫硫后的副產(chǎn)品，然后還要將其中的一部分花錢倒掉。 3.高

13、脫硫率工藝脫硫率90% 濕法煙氣脫硫工藝是目前碚硫率最高的FGD技術(shù)，一般在Ca/S為1.05左右，脫硫效率達(dá)到90%以上。濕法工藝包括了很多不同類型的工藝流程，但是使用最多的還是以石灰石作為汲取劑的石灰石/石灰石膏煙氣碚硫工藝。依據(jù)汲取塔的型式不同，石灰石/石灰石膏工藝又可分為三類：逆流噴淋塔，順流填料塔和噴射流泡反應(yīng)器。 高脫硫率煙所脫硫工藝的特征 特性FGD工藝 逆流噴淋塔順流填料塔噴射流泡反應(yīng)器 脫硫效率（%）9095%以上9095%以上9095%以上 使用的汲取劑石灰或石灰石 脫硫副產(chǎn)品的處置和利用商業(yè)化石膏、堆入灰場、回填商業(yè)化石膏、堆入灰場、回填商業(yè)化石膏、堆入灰場、回填 對電廠

14、現(xiàn)有設(shè)備的影響對除塵器沒有影響、汲取塔煙氣壓降為1.2-1.4kPa、煙氣對煙道和煙囪有腐蝕對除塵器沒有影響、汲取塔煙氣壓降為1.2-1.4kPa、煙氣對煙道和煙囪有腐蝕對除塵器沒有影響、汲取塔煙氣壓降為2.4-3.6kPa、煙氣對煙道和煙囪有腐蝕 對發(fā)電機(jī)組的影響電耗大、水耗增加電耗大、水耗增加電耗大、水耗增加 運(yùn)行閱歷很多全尺寸電廠應(yīng)用實(shí)例、多年運(yùn)行閱歷若干全尺寸電廠應(yīng)用實(shí)例、若干運(yùn)行閱歷全尺寸電廠應(yīng)用實(shí)例較少、若干運(yùn)行閱歷 費(fèi)用約投資占電廠10%運(yùn)行費(fèi)用較少約投資占電廠10%運(yùn)行費(fèi)用較少約投資占電廠10%運(yùn)行費(fèi)用較高 除上述所說的幾種脫硫技術(shù)外還有：電子射線輻射法煙氣脫硫技術(shù)、填充式電暈法煙氣脫硫技術(shù)、荷電干式汲取劑噴射脫硫系統(tǒng)（CDSI）、干式循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)等在煙氣脫硫中都有各自不同的優(yōu)劣。 目前對現(xiàn)有的機(jī)組進(jìn)行煙氣脫硫技術(shù)改造方面投入了大量的精力，正在多個領(lǐng)域綻開討論工作，其中在干法煙氣脫硫方面討論較多的是循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)及電子射線輻射法煙氣脫硫技術(shù)，電暈法煙氣脫硫技術(shù)目前討論的也較多。煙道氣脫硫技術(shù)最顯著改造之一是汲取器