燃煤电厂烟气脱硫技术

主讲人：唐小健电话：[phone]E-mail：[e-mail]@yuandaep.com燃煤电厂烟气脱硫技术第一部分、燃煤火力发电工艺流程概况燃煤火力发电工艺流程概述发电厂是把各种动力能源的能量转变成电能的工厂。根据所利用的能源形式可分为火力发电厂、水利发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、风力发电厂等。能量转换过程：燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。火力发电厂：利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能。主要工艺系统锅炉燃烧制粉系统锅炉烟风系统锅炉点火及启动助燃油系统热力系统—锅炉启动系统（直流锅炉）、主蒸汽、再热蒸汽系统、汽机旁路系统、汽轮机抽汽系统、给水系统、凝结水系统、加热器疏水及放气系统、辅助蒸汽系统、闭式循环冷却水系统、厂内循环水及开式冷却水系统电厂输煤系统—卸煤、贮煤、上煤除灰、渣、石子煤系统—除灰系统、除渣系统、石子煤处理系统（中速磨煤机）燃煤火力发电工艺流程概述主要工艺系统电厂化学水系统—锅炉补给水处理系统、凝结水精处理系统、制氢系统、废水处理系统电气系统—电气主接线、中低压厂用电系统接线、事故保安电源和不停电电源（UPS）系统、事故保安电源、交流不停电电源（UPS）系统、直流系统热工自动化系统水工系统—循环水系统、补给水予处理系统、全厂服务水系统、全厂生活水系统、全厂废水的回收及利用系统、厂区雨水排放系统、全厂消防系统采暖、通风、除尘系统烟气脱硫系统燃煤火力发电工艺流程概述主要设备锅炉主要热力设备之一，是使燃料通过燃烧将化学能转变为热能，并且以此热能加热水，使其成为一定数量和质量的蒸汽。燃煤火力发电工艺流程概述汽轮机发电机组汽轮机是完成蒸汽热能转换为机械能的汽轮机发电机组的基本部分。亚临界300MW汽轮机示意图燃煤火力发电工艺流程概述同步发电机是将机械能转变成电能的唯一电气设备。因而将一次能源（水力、煤、油、风力、原子能等）转换为二次能源的发电机，现在几乎都是采用三相交流同步发电机。燃煤火力发电工艺流程概述热力系统汽轮机部分的辅助设备有凝汽器、水泵、回热加热器、除氧器等。把锅炉、汽轮机及其辅助设备按汽水循环过程用管道和附件连接起来所构成的系统，叫做发电厂的热力系统。燃煤火力发电工艺流程概述主要辅助系统除尘系统，脱硫系统，废水处理系统，……脱硫塔燃煤火力发电工艺流程概述第二部分、火力发电生产过程中的排污状况、火电站排烟对环境的污染及其危害未净化的电站锅炉烟气通过高烟囱排入大气，会给地区环境带来污染。烟气中主要污染物有粉尘、SOx、NOx和CO2等。是指未被除尘器捕集下来的，粒径小于10μm的小颗粒，能长期飘浮于大气中，并作长距离传输，排放量视除尘效率而定。粉尘引起支气管炎、哮喘病、肺心病，甚至死亡。此外,它引起的酸雨还会使农作物减产或植被枯萎。火力发电生产过程中的排污状况SOx会危害人体健康更强。它会破坏大气中臭氧层，从而使紫外线透过大气层辐射人体，使皮肤癌的发病率增高。同时，NOx也是造成酸雨的元凶之一。大气NO2浓度世界地图火力发电生产过程中的排污状况在温室气体中，CO2浓度增加对温室效应的贡献值约为55%。计算表明，大气中的二氧化碳浓度增加1倍，地表温度将上升1.5℃～4.5℃。CO2排放量的急剧增长，会带来严酷的天气类型、变化的生态系统功能、物种灭绝及生物多样性的丧失、饮用水的减少、海平面上升造成的陆地减少和平均气温上升等危害。温室效应导致的冰川融化火力发电生产过程中的排污状况、废渣的污染及其危害燃煤电厂要排放大量的灰渣，它由几部分组成。大部分是除尘器收集到的细微颗粒，称为烟尘或粉煤灰，另一部分是锅炉燃烧室底部收集到的炉渣。大面积的灰会占去大片农田，同时因刮风等引起灰场积灰扬起，发生二次污染。废渣中的微量元素和放射性元素会引起人体中毒，甚至致癌。火力发电生产过程中的排污状况、废水和热污染火电站排放的废水中含有酸碱、油脂、悬浮物、有机物、富营养物和微量元素等。废水的来源有化学废水、油污水、冲灰水及生活污水等。火力发电生产过程中的排污状况、噪声及其危害噪声是指干扰人们休息、学习和工作，使人厌烦的声音或声振动。火电站是一个噪声源相对集中、噪声辐射量大、噪声种类繁多的场所。火力发电生产过程中的排污状况燃煤电厂常见的几种烟气脱硫技术烟尘净化将烟尘从含烟尘的烟气中分离并捕集气态污染物净化烟气净化排放治理措施烟气脱硫：燃烧前、燃烧中及燃烧后脱硫烟气脱硝：低NOX燃烧技术，或从烟气中脱除NOXCO2的捕集及封存第三部分、常见的几种烟气脱硫技术洗煤、型煤固硫燃煤SO2控制技术燃烧前脱硫燃烧中脱硫燃烧后脱硫煤气化、液化生物、化学法脱硫（可用作脱硫的辅助手段）（不能与石油、天然气竞争）（距工业应用尚有较大距离）炉内喷钙脱硫等循环流化床燃烧脱硫（应用最广、效率最高、最经济可行）一、常见的几种烟气脱硫技术左右烟气脱硫（FGD，FlueGasDesulphurization）按脱硫剂进行分类钙法（石灰石/石灰）氨法、镁法、钠法、碱铝法、氧化铜/锌法、活性炭法、磷铵法按脱硫产物是否应用进行分类回收法抛弃法吸收法、吸附法按其净化原理进行分类催化氧化法、催化还原法按脱硫过程和脱硫产物的干湿状态进行分类湿法半干法干法燃烧后烟气脱硫技术分类二、常见的几种燃烧后烟气脱硫技术下面我们针对常见典型烟气脱硫技术做一个介绍。主要介绍三种主流技术：石灰石－石膏湿法、循环硫化床（干法/半干法）、海水脱硫。这几种技术包括了脱硫剂为溶解性和微溶解性的脱硫技术，也包括了湿法、干法/半干法脱硫技术。同时，也对中小锅炉使用较多的其它技术做简单介绍。通过我们今天的讨论，基本上能对常见烟气脱硫技术、基本原理和工艺流程有一个概念性的熟悉。三、石灰石-石膏湿法脱硫技术（一）脱硫原理石灰石—石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性高，是应用最广的脱硫技术。11..吸吸收收反反应应SSOO22((gg))SSOO22((aaqq))SSOO22((aaqq))++HH22OOHHSSOO33--++HH++HHCCll((gg))HHCCll((aaqq))HHCCll((aaqq))++HH22OOCCll--++HH33OO++22..石石灰灰石石消消融融CCaaCCOO33((ss))++HH22OOCCaaCCOO33((aaqq))++HH22OOCCaaCCOO33((aaqq))++HH++CCaa22++++HHCCOO33--HHCCOO33--OOHH--++CCOO2233..氧氧化化反反应应HHSSOO33--++11//220022SSOO4422--++HH++CCaa22++++SSOO4422--++22HH22OOCCaaSSOO44xx22HH22OO石灰石-石膏湿法脱硫系统主要由烟气系统、SO2吸收系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、公用系统等组成。烟气系统为保证脱硫系统的停运不影响机组烟风系统的正常运行，在烟道上分别设置了原烟气挡板门、净烟气挡板门和旁路挡板门。在脱硫系统正常运行时，将原烟气切换至脱硫系统。在脱硫系统故障或停运时，使原烟气走旁路，直接排到烟囱。这是烟气系统哦!常用大型电站烟气脱硫增压风机外形图烟气从增压风机入口进入马达带动风机动叶片高速转动，提升烟气压力升压后的烟气通过风机出口扩压段出口排出马达增压风机烟气换热器由吸收塔出来的烟气，温度已经降至45～55℃，已低于酸露点，尾部烟道内壁温度较低，容易结露腐蚀，所以通常安装了烟气再热器，其目的是降低吸收塔入口烟温、提高吸收塔出口烟温。烟气再热器有多种方式，一般分为蓄热式和非蓄热式。蓄热式主要有：回转式烟气换热器(RGGH)、管式烟气换热(MGGH)器等。大型电站烟气脱硫回转式烟气换热器(RGGH)外形图大型电站烟气脱硫管式烟气换热器(MGGH)原理图SO2吸收系统通过石灰石浆液吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸钙，氧化空气将其氧化成最终产品石膏，同时净烟气经除雾器除去带出的小液滴。吸收系统中吸收塔形式包括喷淋塔、液柱塔、填料塔、喷射鼓泡塔等几种塔型。吸收系统，是脱硫技术的关键哦!浆液循环系统SO2吸收区中和氧化池吸收塔按照工作原理来分类，吸收塔主要有喷淋塔、液柱塔、填料塔、喷射鼓泡塔等。（1）喷淋塔喷淋塔其具有塔内部件少，结垢可能性小，阻力低等优点。适合中低硫煤锅炉的烟气脱硫，是目前使用最多的塔型。喷嘴喷嘴是喷淋塔的关键设备之一，脱硫喷嘴的作用是将浆液喷射为细小的液滴，增加吸收塔内浆液与烟气的接触面积。螺旋喷嘴偏心喷嘴喷嘴雾化效果图在吸收塔内，每两个相邻喷嘴喷射的浆液都要互相重叠部分，整个吸收塔断面每层喷淋层喷嘴喷射浆液的重叠，也就是我们常说的覆盖率达到180%～250%。目的是为保证烟气在吸收塔断面上能均匀流动，不致形成烟气走廊。（2）液柱塔液柱塔可靠性高，适用于各种机组，特别是对于燃用高硫煤的大型机组，其优势比较明显；能适应高负荷烟气，对负荷变化能做出快速响应；具有高脱硫率和除尘率，检修维护简单，对场地要求低等优点。吸收液净烟气原（脏）烟气高密度的液滴层，增大气液接触面积，上升/下降的液滴不断碰击，液滴传质表面不断更新，传质效率显著提高液柱与烟气进行两次接触(上升/落下)没有背压的直筒式喷嘴自我冲洗(向上的喷嘴)单层喷浆管/喷嘴(结构简单容易维修)液柱塔的吸收原理原（脏）烟气满负荷最低负荷根据锅炉负荷，通过调整循环泵的运台数来调节液柱高度降低能耗吸收液部分负荷净烟气液柱塔的特性（3）喷射鼓泡塔烟气经过吸收塔入口进入鼓泡塔