脱硫脱硝ppt课件.pptx

电厂脱硫脱硝系统,薛宏升2013.8.14,大纲1、脱硫的分类2、干法脱硫3、半干法脱硫4、湿法脱硫5、影响脱硫效率的因素6、脱硫运行7、脱硝,第一节、脱硫的分类,1、燃烧前脱硫（如洗煤、微生物脱硫等）2、燃烧中脱硫（工业型煤固硫、炉内喷钙）3、燃烧后脱硫，即烟气脱硫FGD（1）机械分选法（MF） 利用煤质与灰中无机硫比重不同，用浮选法浮选，用水作浮选剂。（2）强磁分选法（HMS） 利用强磁场将煤中顺磁性的无机硫与反磁性的煤质分离。（3）微波辐射法（MCD） 用电磁波照射经水或碱或三氯化铁盐类处理过的50100煤粉，能使煤粉中的Fe一S和CS等化学键发生共振而裂解，形成的游离硫可与氢、氧反应生成硫化氢、二氧化硫低分子等气体，从煤中逸出，将逸出的气体收集处理，可以得到硫磺付产品。,第二节、干法脱硫,钙硫比1.5-2.5之间，脱硫率85%，该法工艺简单，设备造价低，运行费用低，粒径一般010mm左右易出现的问题：石灰石输送系统受潮、结块、管道堵塞，床压迅速上涨冷渣器排渣量大优势：可以降床温，替代床料减少床料补给石灰石布置方式影响因素,第三节 半干法脱硫,概述,半干法脱硫工艺，这种工艺以循环流化床原理为基础以干态消石灰粉Ca（OH）2作为吸收剂，通过吸收剂的多次再循环，在脱硫塔内延长吸收剂与烟气的接触时间，以达到高效脱硫的目的，同时大大提高了吸收剂的利用率。通过化学反应，可有效除去烟气中的SO2、SO3、HF与HCL等酸性气体，脱硫终产物脱硫渣是一种自由流动的干粉混合物，无二次污染，同时还可以进一步综合利用。该工艺主要应用于电站锅炉烟气脱硫，单塔处理烟气量可适用于蒸发量75t/h1025t/h之间的锅炉。,控制系统通过调节混合器加入水量的多少来保证反应器中反应的温度及恒定的烟气出口温度，同时对进出口烟气量连续监测，进口、出口SO2浓度和烟气流量决定了系统吸收剂的加入量。循环脱硫灰在除尘器的灰斗中得到收集，当高于灰斗的最大料面时，通过溢流方式排出。由于排出的脱硫灰含水率只有2左右，流动性好，适宜采用气力输送装置外送，也可用汽车运输等方式送至灰场。,CFB半干法脱硫系统工艺原理,Ca（OH）2+ SO2= CaSO3 + H2OCa（OH）2+ 2HF= CaF2 +2H2OCa（OH）2+ SO3= CaSO4 + H2OCa（OH）2+ 2HCl= CaCl2 + 2H2OCaSO3+ 1/2O2= CaSO4,脱硫效率,通常脱硫效率与石灰的消耗量和离开反应器烟气的相对湿度(或温度)有关,出口烟气温度越接近水的绝热饱和温度,脱硫效率就越高。但当确定出口烟气温度和相对湿度时必须考虑到脱硫产物的输送特性,水分太高或粘度增加,都会造成输送困难;同时还应考虑到对后面除尘器的影响。NID出口烟气温度设定为110,高于脱硫最佳反应温度,脱硫效率受到影响;脱硫后接布袋除尘器,脱硫灰水分太高,将造成灰粘住布袋、清灰困难,进而影响布袋除尘器的经济稳定运行。该工程设计的脱硫效率为80%,但实际运行脱硫效率在60%70%。,脱硫剂,1、氧化钙2、氢氧化钙要求纯度在85%以上，粒度大于325目，3、粉煤灰主要成分是硅，还有少量CaO、MgO等,半干法特点,1. 脱硫剂循环利用率高；2. 脱硫塔内无转动部件和易损件，整个装置免维护；3. 脱硫剂和脱硫渣均为干态，系统设备不会产生粘结、堵塞和腐蚀等现象；4. 燃烧煤种变化时，无需增加任何设备，仅增加脱硫剂就可满足脱硫效率；5. 在保证SO2脱除率高的同时，脱硫后烟气露点低，设备和烟道无需做任何防腐措施；6. 脱硫系统适应锅炉负荷变化范围广，可达锅炉负荷的30%110%；7. 脱硫系统简单，装置占地面积小；8. 脱硫系统能耗低、无废水排放；9. 投资、运行及维护成本低。,第四节 湿法脱硫,1、烟气系统2、石灰石浆液制备及供应系统3、吸收塔系统4、石膏脱水及储存系统5、事故浆液系统6、废水处理系统7、工艺水供应系统8、压缩空气系统,1、烟气系统,1、 在吸收塔出口烟道设置挡扳门，挡板门还配置有密封风机，密封风机一用一备，共四个。还带有加热器，提高密封风的温度。2、烟气最高温度180，设计烟温122，防腐材料、除雾器3、全烟道阻力300pa,2、石灰石浆液制备及供应系统,两台锅炉的脱硫装置公用一套石灰石浆液制备系统。至少包括：石灰石粉贮仓（配布袋除尘器、真空释放阀、料位计等）、皮带称重给料机、石灰石浆液箱、流化风机、浆罐搅拌器、石灰石浆液输送泵等。所有与石灰浆液接触的部件都配备足够的冲洗管道和连接。其他可能出现石灰结垢的表面都配备冲洗设备。为防止侧向搅拌器停运后引起堵塞，设置人工冲洗设施。,从磨粉厂购买符合要求的石灰石粉（90%250目，也就是60微米），目是表示颗粒物料的大小特征的单位。所谓目数，是指物料的粒度或粗细度，一般定义是指在1英寸*1英寸的面积内（斜体部分有误）有多少个网孔数，即筛网的网孔数，物料能通过该网孔即定义为多少目数：如200目，就是该物料能通过1英寸*1英寸内有200个网孔的筛网。以此类推，目数越大，说明物料粒度越细，目数越小，说明物料粒度越大。各国标准筛的规格不尽相同，常用的泰勒制是以每英寸长的孔数为筛号，称为目。例如100目的筛子表示每英寸筛网上有100个筛孔。筛子内径(m)14832.4/筛子目数筛孔尺寸：0.0630mm标准目数：230目筛孔尺寸：0.0530mm标准目数：270目,3、吸收塔系统,1、吸收塔内部浆液喷雾系统由分配管网和喷嘴组成，喷雾系统的设计能使喷雾流量均匀分布，浆液喷雾系统采用FRP（原材料进口），采用四层喷淋。每台循环泵对应一层喷嘴2、氧化风机为每塔两台，一运一备，流量裕量为10%，压头裕量为20%。氧化风机为罗茨型。3、每塔配2台石膏浆液输送泵（1运1备）4、烟气停留时间5s，烟速3.5m/s5、钙硫比1.03 液/气比(L/G) 20.7 L/m3 6、吸收塔阻力1500pa 每层喷淋层喷嘴117,除雾器的工作原理,当含有雾沫的气体以一定速度流经除雾器时，由于气体的惯性撞击作用，雾沫与波形板相碰撞而被附着在波形板表面上。波形板表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降使雾沫形成较大的液滴并随气流向前运动至波形板转弯处，由于转向离心力及其与波形板的摩擦作用、吸附作用和液体的表面张力使得液滴越来越大，直到集聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从波形板表面上被分离下来。除雾器波形板的多折向结构增加了雾沫被捕集的机会，未被除去的雾沫在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集，这样反复作用，从而大大提高了除雾效率。气体通过波形板除雾器后，基本上不含雾沫。,4、石膏脱水及储存系统,二台炉脱硫装置共设一套石膏脱水系统，集中布置于脱水楼。至少包括：2套石膏水力旋流器，两台真空皮带脱水机，2台水环式真空泵，1用1备（共两台）100%容量的滤出液泵为控制脱硫石膏中Cl等成份的含量，确保石膏品质，在石膏脱水过程中用工业水对石膏及滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液箱中，然后用泵送到石灰石浆液制备系统和废水处理系统。,离开旋流器的浆液中固体含量约为40%60%。石膏饼厚度监测系统，利用带防腐金属护套的探头测量石膏饼厚度并借此测量信号增加或降低皮带速度。此系统也用于检测运行过程有无石膏产生。石膏定期采样点，位于石膏二级脱水设备后。,5、事故浆液系统,二台机组的FGD岛内设有一个事故浆液箱，其容积满足：不小于一座吸收塔最低运行液位时的浆池容量。提供搅拌措施以防止浆液沉淀。在FGD重新启动前，用事故浆液返回泵把浆液重新打入吸收塔中,6、废水处理系统,二台炉共用一套废水处理系统。脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中，会富集重金属元素和Cl-等，一方面加速脱硫设备的腐蚀，另一方面影响石膏的品质，因此，脱硫装置要排放一定量的废水，该脱硫废水经处理后用连续泵送至灰库，作为干灰加湿搅拌用水。污泥脱水系统的污泥运至灰场贮存。,7、工艺水供应系统,1个FGD工艺水箱（两台机组脱硫系统共用一个）。工艺水泵，共二台，1台运行1台备用。除雾器冲洗水泵，设置三台，二运一备。每台除雾器冲洗水泵容量按每个吸收塔150%用水量采用电厂工业水作为脱硫系统氧化风机、浆液循环泵等设备的冷却水及密封水，冷却后回水返入工艺水箱在岛内回收使用。,8、压缩空气系统,主要用在石灰石粉仓的流化及布袋除尘器的吹灰,湿法脱硫的原理,SO2被液滴吸收；SO2(气)+H2OH2SO3(液)(2) 吸收的SO2同溶液的吸收剂反应生成亚硫酸钙；CaCO3 (液)+H2SO3(液)CaSO3(液)CaCO3 (固) +H2SO3(液)CaSO3(液)(3) 浆液中CaSO3达到饱和后，即开始结晶析出；CaSO3(液)CaSO3(固)(4) 溶液中的CaSO3与溶于浆液中的氧反应；氧化成硫酸钙；CaSO3(液)+1/2O2(液)CaSO4(液)(5) CaSO4(液)溶解度低，从而结晶析出CaSO4(液)CaSO4(固)、(6) CaSO3+H2SO3Ca(HSO3)2控制pH5.0-5.8,第五节 脱硫效率的影响因素,烟气与脱硫剂接触时间（塔高、烟速、浆液循环量吸收塔浆液pH值氧量石膏浆液浓度烟尘烟气温度石灰石粒度,湿法的特点,优点：脱硫效率高、石膏回收利用缺点：投资大、运行成本高、影响烟囱的抽吸力（无GGH）、酸结露腐蚀烟囱、烟温降低造成正压区扩大脱硫选择原则：1、脱硫效率高。2、经济性好；3、脱硫运行可靠稳定；4、脱硫剂来源稳定；5、副产品能综合利用,GGH优缺点 （GGH配套布袋除尘、增压风机）,配置GGH的优缺点：(1)可提高烟囱排出烟气的抬升高度以利于污染物的扩散，防止NOX落地浓度超标。(2)解决烟囱冒“白烟”问题，无视觉污染。避免排烟降落液滴问题。(3)烟囱防水防腐问题较单一。(4)安装GGH后，由于GGH部件的腐蚀和换热元件的堵塞会降低FGD系统的可用率，增加GGH的维修费用。而且会增加风机出力，进入失速区取消GGH的优缺点：(1)无论安装GGH与否，经石灰石-石膏湿法脱硫工艺处理后的烟气均存在对烟囱和烟道的腐蚀问题，烟道和烟囱防腐措施仍必不可少。(2)取消GGH，由于不存在GGH的腐蚀和堵塞问题，可提高FGD系统的可靠性和可用率。(3)取消GGH，脱硫烟气系统得以简化，减少了与GGH相配套的蒸汽吹扫系统、压缩空气、冲洗水系统。可节省脱硫系统建设投资和GGH的维护费用，经济性显著。(4)烟囱防水防腐环境复杂、优良的防腐材料价格高昂。不少文献指出，取消GGH后对大气环境的不利影响是增加的。同时很显然，烟囱防腐是近期才被人们所认识的问题，以前取消GGH更多的不是从环保的诉求和本质改善来考虑的，可降低脱硫建设的直接成本(不含烟囱防腐的成本和维护费用)才是主要的。,其他湿法脱硫,1、氧化镁法氧化镁湿法脱硫工艺采用MgO作为脱硫吸收剂。将MgO通过吸收剂浆液制备系统制成Mg（OH）2过饱和液，过饱和液经泵打入吸收塔与烟气充分接触，使烟气中的二氮化硫与浆液中的Mg（OH）2进行反应生成MgSO3，从吸收塔排出的亚硫酸镁浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，用输送机送至亚硫酸镁储藏罐暂时存放，按副产物的使用情况用密封罐车运走。亚硫酸镁的纯度与氧化镁纯度和进入吸收塔的飞灰，杂质含量有关。脱硫后的烟气经吸收塔内置的特殊电流装置除去烟气中粒径大于0.01微米的物质后，含尘量可以达标排放。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95以上。氧化镁湿法脱硫是一种工艺原理成熟的脱硫工艺，美国、韩国、日本、西欧的一些公司自1981年开始开发这种脱硫工艺，但该项技术在世界范围内应用的工程业绩很少，其中一个重要的原因是由于吸收剂氧化镁在全世界范围内储量稀少，不如石灰石普遍。2、海水法脱硫工艺海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中SO2目的的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的SO2被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾，经烟气加热器加热后排放。吸收SO2后的海水经曝气池曝气处理，使其中的SO32-被氧化成为稳定的SO42-后排入大海。,第六节 脱硫运行,1 脱硫装置运行调节1、塔液位、PH值（5.45.8）、浓度（10%-15%）和石灰石给浆调节 根据入口SO2浓度和出口SO2浓度，调节石灰石给浆量，PH值进行修正， 保证塔内脱硫效率符合设计要求。2、石灰石浆液浓度调节（30%）3、石膏脱水系统滤饼厚度和石膏（品质）质量调节 根据滤饼厚度（来）以调节皮带脱水机转速，根据含水量调整滤饼厚度,2脱硫装置运行中的记录,1 锅炉主要负荷和烟温、压力参数； 2 FGD进出口SO2浓度、粉尘和O2含量； 3 氧化空气流量、风机电流； 4 氧化风机风机和循环泵电流； 5 吸收塔内浆液pH值、密度和液位、除雾器差压； 6 石灰石浆液供给流量和密度；,三进：燃煤煤品质、石灰石品质、补充水品质；一出：石膏排放和废水的管理；两个眼睛：PH计、密度计；浆液密度在10501100Kg/m3。 浓度控制在1015五个调整： 吸收塔液位计调整、石灰石浆液 箱液位调整、增压风机的调整、湿磨机的调整、脱水皮带的调整。,脱硝,脱硝主要的方法：SCR选择性催化还原，SNCR非选择性催化还原，混合SCR+SNCR技术；分级送风，燃料分级燃烧,选择性催化剂还原烟气脱硝技术（SCR）是采用垂直的催化剂反应塔与无水氨，从燃煤燃烧装置及燃煤电厂的烟气中除去氮氧化物（NOx）。具体为采用氨（NH3）作为反应剂，与锅炉排出的烟气混合后通过催化剂层，在催化剂层，在催化剂的作用下将NOx还原分解成无害的氮气（N2）和水（H2O）。该工艺脱硝率可达90%以上，NH3逃逸低于5ppm,设备使用效率高，基本上无二次污染，是目前世界上先进的电站烟气脱硝技术，在全球烟气脱硝领域市场占有率高达98%。,scr,适宜温度：300-400催化剂形式：板式、蜂窝式、波纹板式催化剂会发生中毒：CaO中毒，砷中毒，碱金属中毒保证及时清理积灰还原剂：液氨为易爆、有毒、可燃物质、液氨运输成本高；尿素稳定、无毒，是氨的理想来源，初期投资成本高，安全性高；氨水安全性介于两者之间，贮存运输成本高。,SCR烟气脱硝工艺技术特点,、SCR装置布置在锅炉省煤器以后，对锅炉性 能和结构基本无影响、脱硝去除率高，可达90%以上、脱硫装置性能可靠、稳定，设备可用率98%、NH3逃逸率5ppm,sncr,SNCR技术是在没有催化剂作用下，向8501150 高温烟气中喷射氨或尿素等还原剂，还原剂与烟气中NOx 反应生成N2和H2O。一般大型煤粉锅炉，SNCR脱硝适合的温度区间在锅炉的折焰角附近，CFB锅炉则在旋风分离器进口。,SNCR的应用中可能出现的问题,1、SNCR工艺中氨的利用率不高，为了还原 NOx必然使用过量的氨，容易形成过量的氨逃逸，造成腐蚀设备并污染环境。2、形成温室气体N2O。3、如果运行控制不当，用尿素做还原剂时可能造成较多的CO的排放。4、在锅炉过热器前大于800C的炉膛位置喷入低温 尿素溶液，必然会影响炽热煤炭的继续燃烧，引发飞灰、未燃烧碳提高的问题。,SCR与SNCR的技术分析比较,2300MWCFB机组SNCR脱硝工程概算投资3200万元，折合投资约54元/KW2台炉SCR脱硝工程概算总投资约6000万元，折合投资约87元/KW,