石灰石湿法脱硫的发展现状与应用前景

内蒙古工业大学电力学院毕业设计1石灰石湿法脱硫的发展现状与应用前景摘要目前，控制二氧化硫排放的工艺除了采用洗煤、型煤、循环流化床燃烧等技术措施外，烟气脱硫技术是最为广泛采用的一种技术，其他方法还不能在技术成熟程度和经济的承受能力等方面与之竞争。烟气脱硫工艺技术颇多，湿式脱硫除尘技术是其中的一种工艺，它是在传统的湿式除尘技术的基础上发展起来的一种符合中国国情的实用技术，特别适用于大、中型工业锅炉烟气的除尘和脱硫。湿法脱硫技术是采用液体吸收剂如水或碱溶液洗涤含SO2的烟气，通过吸收去除烟气中SO2的技术。该技术具有所用设备简单，操作容易，脱硫效率高，运行可靠，应用广泛等优点，是目前国内外研究最多，应用最广的脱硫技术。但它也存在脱硫后烟气温度较低，于烟囱排烟扩散不利，以及设备腐蚀、堵塞、结垢和废水后处理等问题。本文通过对典型石灰石湿法烟气脱硫技术和简易石灰石湿法脱硫技术与ABB公司生产的LS---2的三套工艺加以比较，来说明现在石灰石烟气脱硫的现状，再通过各国在烟气脱硫工艺的应用和我国的中小型燃煤锅炉烟气脱硫技术发展前景与我国燃煤电厂锅炉烟气脱硫技术发展前景来说明其工艺的优越性。关键词：工艺流程设备发展现状与应用前景内蒙古工业大学电力学院毕业设计2EnglishsummaryAtpresent,controlthecraftthatthesulfurdioxidedischargesbesidesadoptingsuchtechnologicalmeasuresasthecoalwashing,coalbriquette,circulationfluidizedbedcombustion,etc.,fluegasdesulfurizationtechnologyisakindoftechnologyadoptedextensivelymost,othermethodscan'tcompetewithitinsuchaspectsastechnologyripenessandeconomicabilitytobearyet。Therearequitemuchfluegasdesulfurizationtechnologies,wettypedesulphurizationdustremovaltechnologyisakindofcraftamongthem，ItisakindofpracticaltechniquewhichaccordswiththeChina'sactualconditionsdevelopedonthebasisoftraditionalwettypedustremovaltechnology,especiallysuitableforthedustremovalanddesulphurizationofthebig,medium-scaleindustryboilersmokeandexhaust.Wetlawdesulphurizationtechnologytoadoptliquidabsorbentwashtheexhaustgasincludingsulfurdioxidesuchasinkorthealkalisolution,Getridofthetechnologythattheexhaustgashitsthesulfurdioxidethroughabsorbing.Thistechnologyhassimpleequipmentused,itiseasytooperate,thedesulphurizationiswithhighefficiency,itisreliabletorun,usetheadvantagesuchasbeingextensive,studymostbothathomeandabroadatpresent,usethewidestdesulphurizationtechnology.Butithasrelativelylowtemperatureofexhaustgasafterdesulphurization,arrangesthesmoketospreadunfavorablyinthechimney,andtheequipmentcorrodes,stopsup,formssuchproblemsasthedirtandwastewateraftertreatment,etc..ThistextadoptstotypicallimestonewetlawfluegasdesulfurizationtechnologyandsimpleandeasylimestonewetlawdesulphurizationtechnologyandLSwhichABBCompanyproduce---Threesetsofcraftsof2iscompared,tostatethecurrentsituationoffluegasdesulfurizationoflimestonenow,andthenpasstheapplication,technologicaldevelopmentprospectoffluegasdesulfurizationofmediumandsmall-scalecoal-burningboilerofourcountryandcoal-firedfluegasdesulfurizationoftheboilerofpowerplantofourcountryinthefluegasdesulfurizationcraftofvariouscountriesDevelopmentprospectisitprovesuperiorityofcrafttheirtocome.Keyword:TechnologicalprocessEquipmentThecurrentsituationofthedevelopmentandprospectofusing.内蒙古工业大学电力学院毕业设计3第一章.烟气脱硫工艺的概述（一）燃煤锅炉烟气脱硫技术的重要性与必要性中国是燃煤大国,煤炭占一次能源消费总量的75%,连续多年超过2000万t,已居世界首位,致使酸雨和SO2污染日趋严重。目前已有62%的城市环境空气SO2平均浓度超过二级标准,日平均浓度超过国家《环境空气质量标准》三级标准。根据1998年中国环境状况公报:“我国的大气环境污染仍然以煤烟型为主,主要污染是SO2和烟尘。酸雨问题依然严重。1998年SO2排放总量为2090万t,其中工业来源的排放量为1593万t,占76.2%,生活来源的排放量497万t。在工业排放的SO2中,县及县以上工业企业排放1172万t,占73.6%;乡镇企业排放421万t。”1998年全国发电装机容量达到27700万kW,比上年增长9.07%,发电量达到11577亿kW•h,比1997年增长2.07%。其中火电装机容量为20988万kW,占75.7%,火电发电量为9388亿kW•h,占81%。据初步推算,1998年全国火电厂排放的约为780万t,占全国SO2排放量的37.3%。对SO2如不加以控制,对城市污染及酸雨面积加速蔓延将对人民生命和财产造成严重损害（二）火电厂烟气脱硫是控制SO2排放的主要途径目前火电厂减排SO2的主要途径有:煤炭洗选、洁净煤燃烧技术、燃用低硫煤和烟气脱硫。煤炭洗选目前仅能除去煤炭中的部分无机硫,对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。我国高硫煤产区的煤中有机硫成分都较高,很难用煤炭洗选的方法达到有效控制SO2排放的目的。洁净煤燃烧技术在国际上是近10年开发的新技术,目前工业发达国家成熟的已经商业化运行的有:循环流化床锅炉(CFBC),加压循环流化床锅炉(PFBC)、燃气蒸汽联合循环发电(IGCC),但单机容量都不大。国内目前尚处于引进技术和示范试验阶段。后两种洁净煤燃烧技术投资大,技术要求高,难以在短时间内在国内大面积推广使用。循环流化床锅炉(CFBC)具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、控制炉温减少氮氧化物排放等特点,尽管建设费用较高,但其技术已趋于成熟,具备条件的5～30万kW机组可因地制宜有计划地选用。洁净煤炭发电技术由于其煤炭燃烧主式与常规锅炉差别很大,因此,在不更换锅炉的情况下,洁净煤发电技术难以用于解决现役电厂的环保问题,在可预见的将来,洁净煤技术在电力结构中所占比例仍较低。因此,控制火电厂SO2的排放,在未来较长的时间内,其主流和根本有效的手段仍将是烟气脱硫。近几年,随着我国经济实力的逐步增强和环保标准渐趋严格,我国火电厂治理SO2污染的力度不断加大,先后建成了一批烟气脱硫试验项目和示范项目。表1为我国火电厂烟气脱硫示范项目的基本情况。此外,重庆电厂2×200MW机组、北京第一热电厂2×410t/h锅炉,杭州半山电厂2×125MW机组的石灰内蒙古工业大学电力学院毕业设计4石(石灰)—石膏湿法烟气脱硫等工程正在建设中。我国煤炭含硫量在1%以下的低硫煤约占70%,含硫量小于0.5%的比例较低,大部分低硫煤资源分布在内蒙古西部、山西和陕西北部、新疆等地。根据我国的能源政策,低硫煤主要保证民用和用作工业原料的需要。如果用煤量大、技术装备水平较高的燃煤电厂燃用低硫煤,则不仅将造成全国低硫煤资源供应的紧缺,而且将导致中高硫煤转移到技术装备水平较差的其它工业炉窑或民用方面使用,从而增加全国SO2排放控制的难度和治理SO2污染所付出的经济代价。烟气脱硫是目前国际上广泛采用的控制SO2的成熟技术。因地制宜采用不同的烟气脱硫工艺可有效地控制火电厂SO2的排放,满足国家和地区环境质量标准的要求。由于火电厂用煤量大,锅炉热效率和煤炭转换成电能的效率较高,脱硫工艺本身对环境的影响可有效加以控制,因此采取烟气脱硫治理火电厂SO2污染,其环境效益显著。根据我国国情,烟气脱硫应是火电厂控制SO2排放的主要途径。（三）烟气脱硫的几种工艺近几十年来，二氧化硫的污染造成了许多著名的大旗污染事件，因而，对二氧化硫特别是低浓度二氧化硫的控制研究取得了大量的成果，我国是一个以煤为主要一次能源的国家，在今后较长时间内，电力工业以煤炭为主的能源结构不会改变。火电厂以煤为主要燃料进行发电，煤燃烧和释放的大量二氧化硫，造成大气环境污染，随着装机容量的不断增加，所以必须加大火电厂的二氧化硫的排放控制力度。控制其排放的方法有很多，主要途径有3个：燃烧前，燃烧中，燃烧后（烟气脱硫）。据不完全统计，国内外出现的脱硫技术和工艺已逾百种，其中已经工业化的已达20余种。烟气脱硫是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式。技术成熟，运行可靠。根据工艺过程的特点可分为湿法、半干法等。烟气脱硫工艺的选择：目前,世界上燃煤或燃油电站所采用的烟气脱硫工艺达数百种之多,有的技术较为成熟,已经达到商业化应用的水平,有的尚处于试验研究阶段。据统计,到1995年全球燃煤电厂已有近千台烟气脱硫装置,总装机容量已达240GW。目前应用较为广泛的烟气脱硫工艺有以下几种。（1）石灰石(石灰)—石膏湿法脱硫工艺该工艺采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙进行化学反应,再通过鼓入空气氧化,最终产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。(2)喷雾干燥法脱硫工艺内蒙古工业大学电力学院毕业设计5喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂,石灰经消化并加水制成消石灰乳,由泵打入位于吸收塔内的雾化装置,在吸收塔内,被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触,与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时,吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥,烟气温度随之降低。脱硫反应产