大气污染控制工程干法烟气脱硫ppt课件.pptx

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1、第七节 干法烟气脱硫,1. 特点：,技术流程简单；,用较低的投资可以达到中等的脱硫效果；,2.种类：,炉内喷钙,管道喷射,混合喷射,吸收剂喷射技术,3.研究热点,高能电子活化氧化法（电子束照射法、脉冲电晕等离子体法）,荷电干粉喷射脱硫,超高压脉冲活化分解法,电法干式脱硫,3.1.炉内喷钙烟气脱硫技术,图1 炉内喷钙烟气脱硫工艺流程图,炉内喷射石灰石和多级燃烧器技术 （LIMB（Limestone injection multistage burner ）,图2 LIMB脱硫系统工艺流程,炉内喷钙化学反应过程,当纯化过的石灰石或熟石灰喷射到炉膛燃烧室的上部，它们瞬间煅烧成氧化钙；,约在7000C

2、以上有氧情况下，新生的CaO与SO2反应生成硫酸钙,在较低温度下CaSO3也可能生成。如果煤中含有卤元素，下列反应也能够发生：,若烟气中有SO3，炉内喷钙能比石灰石/石膏湿法更有效的脱除SO3：,炉内喷钙影响因素,1.吸收剂的种类,2.颗粒的尺寸,3.喷射的位置,炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫技术 （LIFAC（Limestone injection into the furnace and activation of calcium oxide）,图3 LIFAC工艺流程图,（a）,（b）,化学过程,两个阶段：,1.炉膛中进行的化学反应,2.第二阶段是在活化反应器中进行的反应。在活化器内喷入雾

3、化水，使烟气增湿，烟气中未反应的CaO与水反应生成在低温下有很高的活性的Ca(OH)2与烟气中剩余的SO2反应，生成CaSO3，接着部分被氧化成CaSO4。,化学过程,图4 管道喷射烟气脱硫工艺流程图,3.2管道喷射烟气脱硫技术,最普通的管道喷射形式如下：,干消石灰，需增湿；,干钠基吸收剂，不需要增湿；,喷石灰浆或管内洗涤，不需要单独的增湿步骤；,喷水增湿的作用有两个，一是增强了吸收剂的活性，提高了脱硫率；其次是调节了粉尘的特性，以保持ESP的性能。,管道喷射烟气脱硫技术,其他的管道喷射工艺,a. 有限区域分散喷雾(CZD),b. E-SOx工艺,C. ADVACATE工艺,图4 荷电干式吸收

4、剂喷射脱硫技术工艺流程图1熟石灰仓；2输送熟石灰风机；3喷枪主体；4高压电源；5高压包心电缆；6安装板；7烟气通道；8除尘器；9引风机,3.3荷电干式吸收剂喷射脱硫技术（CDSI charged dry sorbent injection）,优点为：投资费用较低，约占总投资的5%6%，建设周期短；运行费用较低；系统耗电小，约占机组额定发电量的1.2%1.6%；工艺布置简单，占地面积小；系统操作简单、维护方便，系统通过计算机进行集中控制；无喷浆和喷水系统，无废水排放；适合含硫中等的煤种；适合小型机组，尤其适合老电厂的改造，原有烟道及相关设备不用更换，只需在烟道上稍做改造即可满足此技术脱硫要求。,

5、缺点为：脱硫效率低(60%75%)； 钙硫摩尔比大(约1.5左右)； 吸收剂利用率低； 熟石灰的品质要求高，对颗粒粒径及其含水量要求比较严格；对到达吸收剂喷口处的烟气粉尘浓度要求严格；除尘器除尘效率受一定影响；管道易堵塞；脱硫产物不能利用。,3.4 电子束照射烟气脱硫技术（EBA）,图5 电子束烟气脱硫脱硝工艺流程图,工艺原理,（1）游离基的生成：,燃煤排烟由氮、氧、水蒸汽、CO2等主要成分及SO2、NOx等微量有害成分构成。当电子束照射烟气时，电子束能量大部分被烟气中的氮、氧、水蒸汽所吸收，从而生成富有反应活性的游离基(OH基、O原子、HO2基、N基)：,N2、O2、H2OOH、 O 、HO

6、2、N,（2）SO2与NOx的氧化： 烟气中的SO2与NOx , 与因电子束照射而生成的游离基进行反应，分别氧化成硫酸（H2SO4）与硝酸（HNO3） ：,SO2 HSO3 HSO4SO2 SO3 HSO4NO HNO2 HNO3NO NO2+OHNO NO2 HNO3,H2SO4 + 2NH3 (NH4)2SO4 HNO3 + NH3 NH4NO3 SO2+2NH3+H2O+1/2O2 (NH4)2SO4,（3）硫酸铵与硝酸铵的生成：,从电子束照射到硫酸铵、硝酸铵生成所需的时间极短，仅约1秒。,工艺特点,电子束透过力、贯穿力强，经屏蔽后可在反应室内集中供给高能量辐照烟气。反应速度快、时间短；

7、,在同一反应室内同时脱硫与脱硝；,为干法过程，无废水排放；,生成的副产品可作农用氮肥，无固体废弃物；,对烟气条件的变化适应性强；,实现了自动控制，操作较简便。,EBA示范项目技术经济指标,（1）烟气量：30104m3/h，从华能成都电厂200MW机组670th锅炉烟气抽取。（2）主要技术参数(设计值)： 入口烟气SO2浓度（最大） 5148mg/m3 入口烟气NOx浓度 680mg/m3 入口烟气烟尘浓度 390mg/m3 脱硫效率 80 脱氮效率 10 电耗量 1900kWhh 水耗量 16th 蒸汽耗量 2th 出口烟气氨浓度(即反应剩余浓度) 76mgm3,（3）电子束发生装置主要参数：

8、 直流高压电源 800kVl000mA 电子加速器 800kV400mA2（4）环境监测主要数据： 烟气量 29.6104m3h 入口烟气SO2浓度 3025mg/m3 入口烟气NOx浓度 464mg/m3 出口烟气SO2浓度 360mg/m3 出口烟气NOx浓度 382mg/m3 脱硫率 86.8 脱氮率 17.6 出口烟气氨浓度 7.0mg/m3,（5）消耗量均在设计值以内。,（7）反应屏蔽室周围X射线强度：电子束发生装置在800kV400mA2额定工况运行时，经由法定检测单位测试为0.1 0.2SV/h ，低于国家标准中允许X线强度不大于0.6SV/h (公众标准)的规定。,（6）副产品

9、含氮量分析：N含量=19.34。,（8）建设费用(含脱硫界区范围内原有建筑物拆迁费用)9,430万元，低于国家计委批复的预算控制数10,400万元。按烟气处理量30104m3/h，对应于90MW发电能力，则单位建设投资约1000元kW,（9）运行费用经测算约为900万元，扣除副产品销售收入后为630万元。每kwh电的脱硫费用约为0.013元，每吨SO2除去的费用约为1000元。,运行状况与应用分析,运行状况： 中日合作成都电厂EBA示范装置投运以来，运行状况达到预期效果。以1998年5月22日5月24日平均值为例，烟气量30.0833104m3/h ，烟气入口SO2浓度4358mg/m3 ，出

10、口526mg/m3 ，脱硫率88。 副产品养分(即含氮量)为1820，经检测副产品重金属含量远低于农用粉煤灰重金属含量国家标准。植物盆裁与农田试验的初步结果表明：该副产品对种子发芽和作物生长均无不良影响，其肥效与等氮量的尿素、硫酸铵相当。因其含有硫素营养，对缺硫土壤和需硫量高的作物更为适宜。副产品作为复合肥生产原料已投放市场，可全部农业应用。,应用分析：,(2)脱除效率：可按脱硫率9095与脱硝率60设计；,(1)建设投资：如在300MW发电机组全规模烟气量进行电子束脱硫脱氮，则单位造价可控制在800元kW以内，投资规模适度；,(3)运行成本：成都电厂示范项目在设计烟气SO2浓度下运行，测算的

11、每kwh电的脱硫费用为0.013元，是完全可以承受的。,(4)设备国产化：按成都电厂示范项目设备总费用计算，国产化率为61.4。,(5)副产品：固体副产品可全部提供农业应用。无废水排放。,脉冲电晕烟气脱硫技术,特点：,高能电子通过电晕放电自身产生；,能在单一的干过程中同时脱出SO2和NOx；,对现有的电除尘器加以改造就可以实现；,该方法在节能方面具有很大的潜力；,将煤灰、石灰和石膏以一定比例混合，经蒸汽熟化增加活性后干燥成直径约为6mm、长约为310mm 的圆柱形颗粒组成 日本北海道电力公司 1985年开始进行研究 1988年底完成工业实用化研究（处理烟气量为50000Nm3/h） 1991年

12、首台煤灰脱硫装置（1/2 容量，处理烟气量644000Nm3/h）年投入运行,3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术,该项技术的特点：（1）脱硫率可以达到90% 以上，且性能稳定，达到了一般湿法脱硫的水平；（2）脱硫剂成本低，有益于环境保护；（3）用水量少，无需排水处理和排气再加热，设备总费用比湿法低1/4；（4）煤灰脱硫剂可以重复利用，或可另作它用； （5）没有料浆系统，维护比较容易，设备简单可靠。 粉煤灰烟气脱硫的基本反应式为： 粉煤灰+ 石灰+ 石膏+SO2煤灰+石膏,特殊的效果：（1） 煤灰和石膏能加速脱硫化学反应，使反应完全（2）脱硫效率超过活性炭，同时还具有脱硝的能力（3）反应温度低，对脱硫

13、有利，但会使水分的不利影响增大,3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术,图 6 煤灰干式烟气脱硫基本原理及工艺流程,3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术,第一台大型实用的设备地点：日本的占东厚真电厂。运行参数为： 处理烟气量644000Nm3/h 入口SO2 浓度2288mg/m3 入口烟气含尘浓度200mg/Nm3, 脱硫率大于90%， Ca利用率大于80%， 占地面积为5000m2。,图7 干式烟气脱硫流程图,4、烟气脱硫工艺的综合比较,主要涉及因素脱硫效率钙硫比脱硫剂利用率脱硫剂的来源脱硫副产品的处理处置对锅炉原有系统的影响对机组运行方式适应性的影响占地面积流程的复杂程度动力消耗工艺成熟度,燃煤二氧化硫污

14、染控制技术综合评价,评价指标1.技术成熟度。依脱硫技术目前所处的开发阶段，分为实验室，中试，示范和商业化四个阶段2.技术性能。包括脱硫效率，处理能力，技术复杂程度，占地情况，能耗及副产品利用等，反映技术的综合性能3.环境特性。环境特性根据处理后烟气的SO2排放量与排放标准比较进行评价4.经济性。选用技术的总投资和SO2单位脱硫成本为综合经济性的评价指标,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,燃烧前和燃烧中技术,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,中国酸雨及SO2污染控制区损益分析,旋转喷雾半干法脱硫中试装置70000m3/h, 1991年投运，四川白马电厂湿法烟气脱硫 2360MW， 1992年投运

15、，华能重庆珞璜电厂2100MW 北京一热， 2200MW 重庆电厂2125MW 半山电厂 1998年签定合同炉内喷钙脱硫加尾部增湿活化脱硫 125MW, 1999年投运，江苏下关电厂海水脱硫技术300MW， 1998年投运，深圳西部电厂2600MW，正在施工，福建漳州电厂,我国的脱硫技术应用现状,技术经济分析,脱硫率与脱硫总投资关系,技术经济分析,脱硫率与脱硫成本分析,技术经济分析,控制SO2排放浓度与脱硫率关系,本章小结,1.了解硫循环及硫排放、燃烧前燃料脱硫、硫化床燃烧脱硫2.理解和掌握高浓度二氧化硫尾气脱硫、低浓度二氧化硫烟气脱硫3.掌握石灰/石灰石烟气脱硫的原理及影响因素4.理解同时脱

16、硫脱氮工艺5.了解烟气脱硫现状,1.某新建电厂的设计用煤为：硫含量3%，热值26535kJ/kg。为达到目前中国火电厂的排放标准，采用的SO2排放控制措施至少要达到多少的脱硫效率？,解： 火电厂排放标准700mg/m3； 3%硫含量的煤烟气中SO2体积分数取0.3%。,则每立方米烟气中含SO2,因此脱硫效率为,。,习题,2.某电厂采用石灰石湿法进行烟气脱硫，脱硫效率为90%。电厂燃煤含硫为3.6%，含灰为7.7%。试计算：1）如果按化学剂量比反应，脱除每kgSO2需要多少kg的CaCO3；2）如果实际应用时CaCO3过量30%，每燃烧一吨煤需要消耗多少CaCO3；3）脱硫污泥中含有60%的水分

17、和40%CaSO4.2H2O，如果灰渣与脱硫污泥一起排放，每吨燃煤会排放多少污泥？,解：,1）,m=1.5625kg,2）每燃烧1t煤产生SO2约,约去除720.9=64.8kg。因此消耗CaCO3,3）CaSO4.2H2O生成量,则燃烧1t煤脱硫污泥排放量为,同时排放灰渣77kg。,1. 运用循环的MgO料浆去除SO2以形成MgSO3，加热再生MgO，再生得到的可以用来生产硫酸或硫磺。工艺过程主要包括 、 、 和 。,思考题：,2、型煤脱硫和循环流化床燃烧脱硫剂所使用的固硫剂分别为A、石灰石，石灰；B、石灰，石灰；C、石灰石，石灰石；D、石灰，石灰石,4.湿法钙质吸收剂脱硫过程中， pH值是重要的操作参数，试分析它对吸收洗涤塔操作造成的可能影响。,3.用化学反应简述石灰石法烟气脱硫的机理。为了提高SO2的的去除率，人们改进石灰石法的可靠性和经济性，发展了哪几种方法。其中在改进的方法中，己二酸的作用与机理是怎样的。,