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文檔簡(jiǎn)介
1、燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)提 綱第一部分燃煤火力發(fā)電工藝概況第二部分 火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況第三部分 常見(jiàn)的幾種煙氣脫硫技術(shù)第一部分、燃煤火力發(fā)電工藝流程概況燃煤火力發(fā)電工藝流程概述 發(fā)電廠是把各種動(dòng)力能源的能量轉(zhuǎn)變成電能的工廠。根據(jù)所利用的能源形式可分為火力發(fā)電廠、水利發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠等。能量轉(zhuǎn)換過(guò)程:燃料的化學(xué)能蒸汽的熱勢(shì)能機(jī)械能電能。 火力發(fā)電廠:利用煤、石油、天然氣等燃料的化學(xué)能產(chǎn)生出電能。 燃煤火力發(fā)電工藝流程概述凝氣式燃煤電廠生產(chǎn)過(guò)程示意圖燃煤火力發(fā)電工藝流程概述主要工藝系統(tǒng)鍋爐燃燒制粉系統(tǒng)鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)鍋爐點(diǎn)火及啟動(dòng)助燃油系統(tǒng)熱力系統(tǒng)鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)(直流鍋
2、爐)、主蒸汽、再熱蒸汽系統(tǒng)、汽機(jī)旁路系統(tǒng)、汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、加熱器疏水及放氣系統(tǒng)、輔助蒸汽系統(tǒng)、閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、廠內(nèi)循環(huán)水及開(kāi)式冷卻水系統(tǒng)電廠輸煤系統(tǒng)卸煤、貯煤、上煤除灰、渣、石子煤系統(tǒng)除灰系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、石子煤處理系統(tǒng)(中速磨煤機(jī))燃煤火力發(fā)電工藝流程概述主要工藝系統(tǒng)電廠化學(xué)水系統(tǒng)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)、凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)電氣系統(tǒng)電氣主接線、中低壓廠用電系統(tǒng)接線、事故保安電源和不停電電源(UPS)系統(tǒng)、事故保安電源、交流不停電電源(UPS)系統(tǒng)、直流系統(tǒng)熱工自動(dòng)化系統(tǒng)水工系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)、補(bǔ)給水予處理系統(tǒng)、全廠服務(wù)水系統(tǒng)、全廠生活水系統(tǒng)、全廠廢水的回收
3、及利用系統(tǒng)、廠區(qū)雨水排放系統(tǒng)、全廠消防系統(tǒng)采暖、通風(fēng)、除塵系統(tǒng)煙氣脫硫系統(tǒng)燃煤火力發(fā)電工藝流程概述 主要設(shè)備 鍋爐 主要熱力設(shè)備之一,是使燃料通過(guò)燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑶乙源藷崮芗訜崴蛊涑蔀橐欢〝?shù)量和質(zhì)量的蒸汽。 燃煤火力發(fā)電工藝流程概述汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組 汽輪機(jī)是完成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的基本部分。亞臨界300MW汽輪機(jī)示意圖燃煤火力發(fā)電工藝流程概述燃煤火力發(fā)電工藝流程概述 同步發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能的唯一電氣設(shè)備。因而將一次能源(水力、煤、油、風(fēng)力、原子能等)轉(zhuǎn)換為二次能源的發(fā)電機(jī),現(xiàn)在幾乎都是采用三相交流同步發(fā)電機(jī)。 燃煤火力發(fā)電工藝流程概述 熱力系統(tǒng) 汽輪機(jī)部分
4、的輔助設(shè)備有凝汽器、水泵、回?zé)峒訜崞鳌⒊跗鞯?。把鍋爐、汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備按汽水循環(huán)過(guò)程用管道和附件連接起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng),叫做發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)。 燃煤火力發(fā)電工藝流程概述 主要輔助系統(tǒng) 除塵系統(tǒng),脫硫系統(tǒng),廢水處理系統(tǒng),脫硫塔燃煤火力發(fā)電工藝流程概述第二部分、火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況1、火電站排煙對(duì)環(huán)境的污染及其危害 未凈化的電站鍋爐煙氣通過(guò)高煙囪排入大氣,會(huì)給地區(qū)環(huán)境帶來(lái)污染。煙氣中主要污染物有粉塵、SOx、NOx和CO2等。 是指未被除塵器捕集下來(lái)的,粒徑小于10m的小顆粒,能長(zhǎng)期飄浮于大氣中,并作長(zhǎng)距離傳輸,排放量視除塵效率而定。粉塵 引起支氣管炎、哮喘病
5、、肺心病,甚至死亡。此外,它引起的酸雨還會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)或植被枯萎。火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況SOx會(huì)危害人體健康 NOx的毒性及腐蝕性比SOx更強(qiáng)。它會(huì)破壞大氣中臭氧層,從而使紫外線透過(guò)大氣層輻射人體,使皮膚癌的發(fā)病率增高。同時(shí),NOx也是造成酸雨的元兇之一。 大氣NO2濃度世界地圖 火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況 在溫室氣體中,CO2濃度增加對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)值約為55%。計(jì)算表明,大氣中的二氧化碳濃度增加1倍,地表溫度將上升1.54.5。CO2排放量的急劇增長(zhǎng),會(huì)帶來(lái)嚴(yán)酷的天氣類型、變化的生態(tài)系統(tǒng)功能、物種滅絕及生物多 樣性的喪失、飲用水的減少、 海平面上升造成的陸地減少 和平均氣溫上升等危
6、害。溫室效應(yīng)導(dǎo)致的冰川融化火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況 2、廢渣的污染及其危害 燃煤電廠要排放大量的灰渣,它由幾部分組成。大部分是除塵器收集到的細(xì)微顆粒,稱為煙塵或粉煤灰,另一部分是鍋爐燃燒室底部收集到的爐渣 。大面積的灰會(huì)占去大片農(nóng)田,同時(shí)因刮風(fēng)等引起灰場(chǎng)積灰揚(yáng)起,發(fā)生二次污染。廢渣中的微量元素和放射性元素會(huì)引起人體中毒,甚至致癌。 火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況3、廢水和熱污染 火電站排放的廢水中含有酸堿、油脂、懸浮物、有機(jī)物、富營(yíng)養(yǎng)物和微量元素等。廢水的來(lái)源有化學(xué)廢水、油污水、沖灰水及生活污水等。 火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況 4、噪聲及其危害 噪聲是指干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作,使人厭煩的
7、聲音或聲振動(dòng)?;痣娬臼且粋€(gè)噪聲源相對(duì)集中、噪聲輻射量大、噪聲種類繁多的場(chǎng)所。 火力發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程中的排污狀況燃煤電廠常見(jiàn)的幾種煙氣脫硫技術(shù)煙塵凈化 將煙塵從含煙塵的煙氣中分離并捕集氣態(tài)污染物凈化煙氣凈化排放治理措施煙氣脫硫:燃燒前、燃燒中及燃燒后脫硫煙氣脫硝:低NOX燃燒技術(shù),或從煙氣中脫除NOXCO2的捕集及封存第三部分、常見(jiàn)的幾種煙氣脫硫技術(shù)洗煤、型煤固硫 燃煤SO2控制技術(shù) 燃燒前脫硫 燃燒中脫硫 燃燒后脫硫煤氣化、液化 生物、化學(xué)法脫硫 (可用作脫硫的輔助手段) (不能與石油、天然氣競(jìng)爭(zhēng) )(距工業(yè)應(yīng)用尚有較大距離)爐內(nèi)噴鈣脫硫等 循環(huán)流化床燃燒脫硫(應(yīng)用最廣、效率最高、最經(jīng)濟(jì)可行 )一
8、、常見(jiàn)的幾種煙氣脫硫技術(shù)所占比例在90%左右煙氣脫硫(FGD,F(xiàn)lue Gas Desulphurization) 按脫硫劑進(jìn)行分類鈣法(石灰石/石灰) 氨法、鎂法、鈉法、堿鋁法、氧化銅/鋅法、活性炭法、磷銨法 按脫硫產(chǎn)物是否應(yīng)用進(jìn)行分類 回收法 拋棄法 吸收法、吸附法 按其凈化原理進(jìn)行分類 催化氧化法、催化還原法 按脫硫過(guò)程和脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)進(jìn)行分類 濕法 半干法 干法 燃燒后煙氣脫硫技術(shù)分類二、常見(jiàn)的幾種燃燒后煙氣脫硫技術(shù) 下面我們針對(duì)常見(jiàn)典型煙氣脫硫技術(shù)做一個(gè)介紹。主要介紹三種主流技術(shù):石灰石石膏濕法、循環(huán)硫化床(干法/半干法)、海水脫硫。 這幾種技術(shù)包括了脫硫劑為溶解性和微溶解性的脫
9、硫技術(shù),也包括了濕法、干法/半干法脫硫技術(shù)。 同時(shí),也對(duì)中小鍋爐使用較多的其它技術(shù)做簡(jiǎn)單介紹。通過(guò)我們今天的討論,基本上能對(duì)常見(jiàn)煙氣脫硫技術(shù)、基本原理和工藝流程有一個(gè)概念性的熟悉。三、石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù) (一) 脫硫原理 石灰石石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石漿液做為反應(yīng)劑,與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣(CaSO3),亞硫酸鈣CaSO3與氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成硫酸鈣(CaSO4)。其脫硫效率和運(yùn)行可靠性高,是應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)。 石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、公用系統(tǒng)等組成。 煙氣系統(tǒng) 為保證脫硫系統(tǒng)的停運(yùn)不影響機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)的正常
10、運(yùn)行,在煙道上分別設(shè)置了原煙氣擋板門(mén)、凈煙氣擋板門(mén)和旁路擋板門(mén)。在脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),將原煙氣切換至脫硫系統(tǒng)。在脫硫系統(tǒng)故障或停運(yùn)時(shí),使原煙氣走旁路,直接排到煙囪。這是煙氣系統(tǒng)哦!煙氣擋板門(mén)密封空氣密封空氣擋板門(mén)閉擋板門(mén)開(kāi)常用大型電站煙氣脫硫 增壓風(fēng)機(jī)外形圖 煙氣從增壓風(fēng)機(jī)入口進(jìn)入馬達(dá)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)動(dòng)葉片高速轉(zhuǎn)動(dòng),提升煙氣壓力升壓后的煙氣通過(guò)風(fēng)機(jī)出口擴(kuò)壓段出口排出馬達(dá)增壓風(fēng)機(jī) 煙氣換熱器 由吸收塔出來(lái)的煙氣,溫度已經(jīng)降至4555,已低于酸露點(diǎn),尾部煙道內(nèi)壁溫度較低,容易結(jié)露腐蝕,所以通常安裝了煙氣再熱器,其目的是降低吸收塔入口煙溫、提高吸收塔出口煙溫。煙氣再熱器有多種方式,一般分為蓄熱式和非蓄熱式。
11、蓄熱式主要有:回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器(RGGH)、管式煙氣換熱(MGGH)器等。 大型電站煙氣脫硫 回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器(RGGH)外形圖 大型電站煙氣脫硫 管式煙氣換熱器(MGGH)原理圖 SO2吸收系統(tǒng) 通過(guò)石灰石漿液吸收煙氣中的SO2,生成亞硫酸鈣,氧化空氣將其氧化成最終產(chǎn)品石膏,同時(shí)凈煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的小液滴。吸收系統(tǒng)中吸收塔形式包括噴淋塔、液柱塔、填料塔、噴射鼓泡塔等幾種塔型。除霧器系統(tǒng)漿液噴淋層 這是SO2吸收系統(tǒng),是脫硫技術(shù)的關(guān)鍵 哦!漿液循環(huán)系統(tǒng)SO2吸收區(qū)中和氧化池 吸收塔 按照工作原理來(lái)分類,吸收塔主要有噴淋塔、液柱塔、填料塔、噴射鼓泡塔等。(1) 噴淋塔 噴淋塔其具有塔內(nèi)部件少
12、,結(jié)垢可能性小,阻力低等優(yōu)點(diǎn)。適合中低硫煤鍋爐的煙氣脫硫,是目前使用最多的塔型。吸收塔噴淋層噴嘴 噴嘴是噴淋塔的關(guān)鍵設(shè)備之一,脫硫噴嘴的作用是將漿液噴射為細(xì)小的液滴,增加吸收塔內(nèi)漿液與煙氣的接觸面積。 螺旋噴嘴 偏心噴嘴 噴嘴霧化效果圖 在吸收塔內(nèi),每?jī)蓚€(gè)相鄰噴嘴噴射的漿液都要互相重疊部分,整個(gè)吸收塔斷面每層噴淋層噴嘴噴射漿液的重疊,也就是我們常說(shuō)的覆蓋率達(dá)到180%250%。 目的是為保證煙氣在吸收塔斷面上能均勻流動(dòng),不致形成煙氣走廊。(2)液柱塔 液柱塔可靠性高,適用于各種機(jī)組,特別是對(duì)于燃用高硫煤的大型機(jī)組,其優(yōu)勢(shì)比較明顯;能適應(yīng)高負(fù)荷煙氣,對(duì)負(fù)荷變化能做出快速響應(yīng);具有高脫硫率和除塵率
13、,檢修維護(hù)簡(jiǎn)單,對(duì)場(chǎng)地要求低等優(yōu)點(diǎn)。吸收液凈煙氣原(臟)煙氣 高密度的液滴層,增大氣液接觸面積,上升/下降的液滴不斷碰擊,液滴傳質(zhì)表面不斷更新,傳質(zhì)效率顯著提高液柱與煙氣進(jìn)行兩次接觸(上升 / 落下)沒(méi)有背壓的直筒式噴嘴自我沖洗(向上的噴嘴)單層噴漿管/噴嘴(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易維修)液柱塔的吸收原理原(臟)煙氣滿負(fù)荷最低負(fù)荷根據(jù)鍋爐負(fù)荷,通過(guò)調(diào)整循環(huán)泵的運(yùn)臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)液柱高度降低能耗吸收液部分負(fù)荷凈煙氣液柱塔的特性吸收塔噴漿管和噴嘴(3)噴射鼓泡塔 煙氣經(jīng)過(guò)吸收塔入口進(jìn)入鼓泡塔的煙氣分配室,通過(guò)插入漿液的噴射管向漿液中鼓泡,煙氣在漿液中脫硫洗滌后從上升管道匯總到吸收塔出口排出,完成脫硫除塵過(guò)程。漿液液
14、面鼓泡式反應(yīng)器噴射鼓泡塔的主要特點(diǎn): (1)脫硫除塵效率高; (2)塔體材料消耗量較少; (3)吸收塔高度較低,布置靈活。噴射鼓泡塔的主要問(wèn)題: (1)由于鼓泡原因?qū)е录僖何唬挂何豢刂齐y度較大; (2)由于噴射管長(zhǎng)期插入漿液中,內(nèi)外溫差大,易腐蝕結(jié)垢,對(duì)材質(zhì)要求較高。 (3)吸收塔阻力較大,能耗相對(duì)較高。煙氣分布管嚴(yán)重的腐蝕嚴(yán)重的結(jié)垢(4)填料塔 漿液通過(guò)分配槽均勻分布在填料頂部順填料向下流動(dòng),與逆流從下向上的煙氣充分接觸吸收SO2,根據(jù)煤的含硫量的不同,填料層數(shù)也可適當(dāng)增加。 填料塔的特點(diǎn): (1)填料塔具有生產(chǎn)能力大,脫硫效率高,漿液量小,傳質(zhì)效率高,操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。 (2)吸收塔造價(jià)
15、高;當(dāng)漿液負(fù)荷較小時(shí)傳質(zhì)效率降低; (3)一般不直接用于有懸浮物或容易聚合產(chǎn)生結(jié)垢的脫硫劑。主要適用于溶解性的脫硫劑的脫硫技術(shù)。(5)帶托盤(pán)的噴淋塔 帶托盤(pán)的噴淋塔是空塔噴淋塔的一種變種,煙氣通過(guò)吸收塔中部托盤(pán)的開(kāi)孔,分配均流的作用,即強(qiáng)化了傳質(zhì)效率,又減少循環(huán)漿液量,降低L/G比,減少循環(huán)泵的能耗。托盤(pán)噴淋層除霧器 利用折流板改變通過(guò)的煙氣流道,使經(jīng)過(guò)噴漿脫出SO2后的煙氣夾帶的液滴和水霧分離下來(lái),以控制和防止亞硫酸鹽在除霧器后塔壁、煙道產(chǎn)生結(jié)垢。除霧器第3彎第1彎第2彎除霧后氣流擋板液膜霧滴收集囊液膜氣/霧流 除霧器一般的設(shè)計(jì)要求是液滴含量不超過(guò)100 mg/Nm3。除霧器的布置形式通常有
16、水平型、人字型、V字型、組合型等。 石灰石漿液制備系統(tǒng)的主要功能是制備合格的吸收劑漿液,并根據(jù)吸收塔系統(tǒng)的需要由石灰石漿液泵直接打入吸收塔內(nèi)或打到循環(huán)泵入口管道中,與塔內(nèi)漿液經(jīng)噴嘴充分霧化而吸收煙氣中的SO2,達(dá)到脫硫的目的。 石灰石漿液制備系統(tǒng)這是制漿系統(tǒng)哦!典型的脫硫系統(tǒng)石灰石粉制漿工藝流程干粉制漿系統(tǒng)工藝流程濕式制漿系統(tǒng)工藝流程 石膏脫水系統(tǒng) 石膏漿液在旋流器中濃縮后,仍有40%60%的水份,為得到含水率較低的石膏(處理后,石膏固體物表面含水率小于10%)就必須進(jìn)行二級(jí)脫水機(jī)脫水。在脫水的過(guò)程中,同時(shí)要洗去石膏中的可溶物,有時(shí)還要對(duì)濕石膏進(jìn)行進(jìn)一步的加工,如干燥和成型,以便于保存和運(yùn)輸。
17、這是脫水系統(tǒng)哦一級(jí)脫水系統(tǒng)二級(jí)脫水系統(tǒng)石膏儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)水力旋流器真空皮帶脫水機(jī) 公用系統(tǒng) 公用系統(tǒng)包括:工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、事故漿液排放系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等。 脫硫裝置配置有工藝水泵和事故沖洗水泵,事故漿液池、泵、坑等。脫硫廢水采用中和、混凝、澄清、脫水處理后排放,設(shè)有反應(yīng)箱、澄清池、壓濾機(jī)、加藥設(shè)備等。 石灰石-石膏濕法工藝特點(diǎn) 石灰石-石膏濕法優(yōu)點(diǎn)是適用煤種含硫量范圍廣、脫硫效率高(大于95%)、吸收劑利用率高(大于90%)、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高、技術(shù)成熟。吸收劑來(lái)源豐富且廉價(jià)、無(wú)加工污染、脫硫產(chǎn)物石膏可以經(jīng)處理后綜合利用。但實(shí)踐中也存在著一些問(wèn)題:1)生成的脫硫渣是二水石膏,如果不能綜合
18、利用,需要堆在灰場(chǎng);2)產(chǎn)生大量廢水需要再處理;3)存在積垢、堵塞、腐蝕、磨損等問(wèn)題;4)工藝復(fù)雜,工程投資大,運(yùn)行費(fèi)用高。 日本、德國(guó)、美國(guó)的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。四、海水煙氣脫硫技術(shù) (一)脫硫原理 由于天然海水中含有大量可溶性鹽,且海水通常呈堿性,這使得海水具有天然的吸收SO2的能力。 主要化學(xué)反應(yīng)如下: SO2(氣)SO2(液) SO2(液)H2OSO322H CO32HHCO3 HCO3HCO2+ H2O SO321/2O2SO42海水脫硫工藝流程圖海水恢復(fù)曝氣池氧化空氣后 海水恢復(fù)系統(tǒng)(曝氣系統(tǒng)) (二) 海水脫硫技術(shù)特點(diǎn) 1)技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)
19、方便、備品備件量少。海水供排的管線防腐要求高,投資較高。 2)適合于低硫煤鍋爐的煙氣脫硫。 3)只需要海水,不需添加劑。 4)不存在固體副產(chǎn)品及廢水排放。 5)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低,工作量少。建設(shè)周期短。 6)脫硫效率可達(dá)到95%以上。(三) 海水脫硫設(shè)備 1)煙氣系統(tǒng)、壓縮空氣等與石灰石石膏濕法脫硫一致; 2)SOx吸收系統(tǒng)的吸收塔的形式與石灰石石膏濕法脫硫一致; 3)曝氣系統(tǒng)和石灰石石膏濕法的氧化系統(tǒng)脫硫原理相同; 4)無(wú)制漿等原料系統(tǒng)和脫水等終產(chǎn)物處理系統(tǒng)。 (一)脫硫原理 采用氨水作為脫硫吸收劑,與進(jìn)入反應(yīng)塔的煙氣接觸混合,煙氣中SO2與氨水反應(yīng),生成亞硫酸銨,與空氣進(jìn)行氧化反應(yīng),生成硫酸銨
20、溶液,主要反應(yīng)為: SO2H2O2NH3 (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2H2O2NH4HSO3 (NH4)2SO3+1/2O2H2O(NH4)2SO4 五、氨硫銨法脫硫技術(shù)脫硫部分終產(chǎn)物處理系統(tǒng)(二) 工藝特點(diǎn) 1)脫硫效率高; 2)對(duì)煙氣條件變化適應(yīng)性強(qiáng); 3)副產(chǎn)物可作肥料; 4)不產(chǎn)生廢水和廢渣;能耗低; 5)可靠性和實(shí)用性高; 6)效率可達(dá)95%以上。(三)實(shí)際應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題: 1)化肥對(duì)土質(zhì)有影響,易板結(jié); 2)適宜建在有氨水的化工廠附近; 3)對(duì)氨逃逸控制要求高,宜對(duì)周邊造成二次污染。(一)基本原理 新氨法在工藝上更為靈活,其原理如下: SO2H2OxNH3(
21、NH4)rH2rSO3 (NH4)rH2rSO3x/2 H2SO4x(NH4)2SO4SO2H2O 或 (NH4)rH2rSO3x H3PO4x(NH4)H2PO4SO2H2O (NH4)rH2rSO3xH2NO4xNH4NO4SO2H2O 濃縮后的SO2氣體用于生產(chǎn)高質(zhì)量的工業(yè)硫酸: SO2H2O1/2O2H2SO4六、新氨法(NADS)煙氣脫硫技術(shù)1引風(fēng)機(jī);2再熱冷卻塔;3吸收塔;4中和釜;5硫銨分離;6冷凝器; 7干燥塔;8SO2轉(zhuǎn)化器;9吸收塔;10硫銨干燥器(二)新氨法脫硫工藝流程圖 終產(chǎn)物處理系統(tǒng)脫硫部分(三)工藝特點(diǎn) 1)出口煙氣的NH3含量低,氨損耗??; 2)吸收液的循環(huán)量小,
22、液氣比小,能耗低 3)得到的吸收產(chǎn)品亞硫酸氨濃度較高,適于后期工業(yè)應(yīng) 用; 4)效率可達(dá)95%以上。 循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)是把循環(huán)流化床技術(shù)引入煙氣脫硫領(lǐng)域后,開(kāi)發(fā)的新干法/半干法脫硫工藝。 循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的主要化學(xué)反應(yīng)如下: Ca(OH)2+ SO2CaSO3 1/2H2O+1/2H2O Ca(OH)2+ SO3CaSO41/2H2O+1/2H2O CaSO3 1/2H2O + 1/2O2CaSO41/2H2O Ca(OH)2+ CO2CaCO3+ H2O Ca(OH)2+2HClCaC122H2O Ca(OH)2+2HFCaF2+ 2H2O(一) 脫硫原理七、循環(huán)流化床煙氣脫硫(二)
23、 循環(huán)流化床脫硫工藝 循環(huán)流化床脫硫工藝由煙氣系統(tǒng)、吸收劑消化系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)和灰循環(huán)系統(tǒng)等部分組成。煙氣循環(huán)流化床工藝 煙氣系統(tǒng) 循環(huán)流化床工藝中,旁路煙道的作用除了滿足鍋爐啟動(dòng)、脫硫裝置故障等狀態(tài)下短時(shí)間的保護(hù)性停爐需要外,主要是當(dāng)鍋爐負(fù)荷不足的情況下,從凈煙氣抽入煙氣以維持反應(yīng)塔床層穩(wěn)定。 吸收劑消化系統(tǒng) 循環(huán)流化床脫硫劑通常使用消石灰,即Ca(OH)2,但市場(chǎng)一般采購(gòu)石灰(CaO)較容易,因此在循環(huán)流化床脫硫中,通常需要增加消化系統(tǒng)。 吸收系統(tǒng)和灰循環(huán)系統(tǒng)主要包括吸收塔、霧化噴嘴、反應(yīng)塔文丘里管、除塵器等設(shè)備。吸收系統(tǒng)和灰循環(huán)系統(tǒng) 霧化噴嘴循環(huán)硫化床脫硫裝置添加脫硫劑和補(bǔ)充水一般有兩種方
24、式: 1)在吸收塔外,將消石灰和水制成石灰乳,利用霧化噴嘴噴射進(jìn)入吸收塔; 2)將消石灰和水各自單獨(dú)輸送到吸收塔內(nèi)。水是利用霧化噴嘴噴射進(jìn)入吸收塔;在塔內(nèi)霧化水和物料混合,參與脫硫反應(yīng)。霧化噴嘴通常是利用壓縮空氣作為輔助動(dòng)氣氣體,與需要霧化的漿液或水分別在噴嘴的內(nèi)外圈噴射,產(chǎn)生均勻細(xì)小的液滴,以滿足脫硫反應(yīng)的需要。噴嘴的霧化效果,決定了脫硫的效率和塔內(nèi)是否結(jié)垢文丘里管組入口 文丘里管組出口 反應(yīng)塔文丘里管除塵器典型布置圖風(fēng)機(jī)反應(yīng)塔入口煙氣再循環(huán)煙氣除塵器中間料斗 該工藝具有投資相對(duì)較低,脫硫率高,運(yùn)行可靠,操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn);還能夠脫除SO3、HCl、HF等,如增加活性炭粉,還可以脫除二惡英。
25、但該技術(shù)易結(jié)垢,負(fù)荷適應(yīng)性差,易塌床。(三)循環(huán)流化床脫硫工藝特點(diǎn)巨化熱電廠循環(huán)半干法脫硫工程 1)由于噴漿或噴水與流化床料接觸的不均勻性,塔壁易 結(jié)垢; 2)為維持流化料床的穩(wěn)定,需要保持一定的流速,導(dǎo)致 負(fù)荷適應(yīng)性差,易塌床; 3)終產(chǎn)物亞硫酸鈣穩(wěn)定性較差,暴露在大氣中易分解SO2 到大氣中。如不能找到綜合利用的途徑,需要集中填埋。 (四)需要注意的問(wèn)題: 八、活性焦煙氣脫硫技術(shù) 活性焦煙氣脫硫技術(shù)是一種利用活性焦的吸附、催化性能脫除煙氣中的硫氧化物的干法脫硫技術(shù)。我們認(rèn)為這是一種環(huán)保新戰(zhàn)略-以煤治煤。以煤產(chǎn)品治理煤污染,回收硫資源,同時(shí)脫除多種污染物(氮氧化物、二惡英、汞等重金屬),水等
26、其他資源基本不消耗,形成資源重復(fù)利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 活性焦吸附煙氣中SO2的機(jī)理:熱煙氣中的SO2在活性焦的作用下,與煙氣中的水蒸汽、氧氣氧化為硫酸而吸附在活性焦的孔隙中。吸附SO2后的活性焦在加熱的情況下,釋放出濃度大于20%的SO2混合氣體,活性焦恢復(fù)性能,重新投入吸附塔循環(huán)使用?;钚越姑摿蛳到y(tǒng)主要由活性焦吸附系統(tǒng)、再生系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)和副產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)等組成?;钚越篃煔饷摿蚬に嚵鞒?技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用情況 20 世紀(jì)60年代,德國(guó)、日本就開(kāi)始研究該技術(shù)。目前,國(guó)內(nèi)外共建成活性焦煙氣處理裝置20余套。日本裝機(jī)數(shù)量最多,最大為磯子電廠1號(hào)機(jī)組(600MW)???結(jié) 隨著世界能源新技術(shù)的進(jìn)步及環(huán)保標(biāo)
27、準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,未來(lái)世界能源將進(jìn)一步向清潔化的方向發(fā)展,不僅能源的生產(chǎn)過(guò)程要實(shí)現(xiàn)清潔化,而且能源工業(yè)要不斷生產(chǎn)出更多、更好的清潔能源,清潔能源在能源總消費(fèi)中的比例也將逐步增大。 總結(jié) 1、煙氣脫硫技術(shù)不論采用什么工藝,系統(tǒng)的關(guān)鍵是吸收塔(或反應(yīng)器)的設(shè)計(jì)和性能保證,它是保證裝置達(dá)到滿足環(huán)保要求的基礎(chǔ);鍋爐本體爐后煙氣凈化系統(tǒng)安裝脫硫裝置位置(脫硫劑可利用率鈣/硫比 Ca/S約50%)約2(約97%)約1.03脫硫效率約50%最高99%以上脫硫技術(shù)爐內(nèi)前后干法(半干法)濕法 總結(jié) 2、所有脫硫技術(shù),針對(duì)脫硫而言,是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的過(guò)程。綜合考慮循環(huán)經(jīng)濟(jì),綜合利用,節(jié)能減排等原則,在脫硫裝置前或后需要增加一些輔助系統(tǒng)。例如: (1)對(duì)新建機(jī)組采用循環(huán)流化床法脫硫,脫硫塔前的煙氣中的灰份在南方地區(qū)綜合利用廣泛,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益,就可增加預(yù)除塵裝置; (2)氧化鎂亞硫酸鎂法,由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)原因,不需要回收SO2,MgO也不需要循環(huán)利用,也可以將亞硫酸鎂直接氧化生成硫酸鎂,轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸V硫酸鎂法; 3、脫硫系統(tǒng)的設(shè)備,要根據(jù)各種情況綜合考慮是否選用。舉例: 例一:無(wú)旁路脫硫裝置 總結(jié) 典型煙氣脫硫裝置無(wú)旁路煙氣脫硫裝置有旁路脫硫裝置總結(jié) 無(wú)旁路脫硫裝置例二:濕法脫硫的煙氣系統(tǒng)的煙氣換熱器(RGGH、MGGH,SGH等)
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