煙氣脫硫設(shè)備及工藝流程

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煙氣脫硫(FGD)設(shè)備及工藝原理,一、脫硫的發(fā)展與應(yīng)用 二、火電廠脫硫方式 三、 煙氣脫硫方法 四、國內(nèi)火電廠煙氣脫硫的應(yīng)用 五、石灰石／石膏濕法脫硫工藝流程及設(shè)備,一、脫硫的發(fā)展與應(yīng)用,,1. 全國火電廠二氧化硫排放狀況 1998年全國火電裝機(jī)容量為20988萬千瓦，占總裝機(jī)容量的75.7%。二氧化硫排放約為780萬噸，占全國二氧化硫排放量的37.3%。預(yù)計2000年達(dá)40%，2010年將達(dá)到60%。95年統(tǒng)計，由于酸雨和二氧化硫污染造成農(nóng)作物、森林和人體健康等方面的經(jīng)濟(jì)損失約為1100多億元，已接近當(dāng)年國民生產(chǎn)總值的2%，成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素。,2．國家對SO2的治理要求,法律的要求： 1995年修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》提出：在“兩區(qū)”內(nèi)的火電廠新建或已建項目不能采用低硫煤的，必須建設(shè)配套脫硫、除塵裝置。 國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求： 《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-1996)，對1997年1月1日起新、擴(kuò)、改建火電廠，在實(shí)行全廠排放總量控制的基礎(chǔ)上，增加了煙囪二氧化硫排放濃度限制。 國務(wù)院對“兩控區(qū)”內(nèi)火電廠二氧化硫控制的要求： 《國務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》(國函［1998］5號)，即要求“兩控區(qū)”的火電廠做到：到2000年底達(dá)標(biāo)排放。新建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠，必須建設(shè)脫硫設(shè)施；現(xiàn)有燃煤含硫量大于1%的電廠，在2010年前分期分批建成脫硫設(shè)施或采取其它具有相應(yīng)效果的減排二氧化硫措施。,二、火電廠脫硫方式（燃燒前、中、后）,煤炭洗選：使用前脫硫。目前僅能除去煤炭中的部分無機(jī)硫，對于煤炭中的有機(jī)硫尚無經(jīng)濟(jì)可行的去除技術(shù)。 循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)-- 潔凈煤燃燒技術(shù)：燃燒過程中脫硫。具有可燃用劣質(zhì)煤、調(diào)峰能力強(qiáng)、可摻燒石灰石脫硫、控制爐溫減少氮氧化物排放等特點(diǎn)。 煙氣脫硫(FGD) ：燃燒后脫硫。在鍋爐尾部電除塵后至煙囪之間的煙道處加裝脫硫設(shè)備,目前95％以上的燃煤鍋爐采用此方式實(shí)施脫硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技術(shù)手段。 目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的方法是煙氣脫硫?。?三、 煙氣脫硫方法,1．按有無液相介入分類 在電力界尤其是脫硫界以有無液相介入來進(jìn)行分類。,,濕 法：進(jìn)入濕吸收劑；排出濕物質(zhì) 濕法是利用堿性溶液為脫硫劑，應(yīng)用吸收原理在氣、液、固三相中進(jìn)行脫硫的方法，脫硫產(chǎn)物和殘液混合在一起，為稀糊狀的流體。濕法脫硫的操作溫度在44－55oC。,半干法：進(jìn)入濕吸收劑；排出干物質(zhì) 半方法是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產(chǎn)物為干粉狀。半方法的操作溫度控制在60－80oC。,干 法：進(jìn)入干吸收劑；排出干物質(zhì)。 干法是指無液相介入完全在干燥狀態(tài)下進(jìn)行脫硫的方法。如向爐內(nèi)噴干燥的生石灰或石灰石粉末，即脫硫產(chǎn)物為粉狀。 干法的操作溫度在800－1300oC。,廣東恒運(yùn)電廠干法脫硫系統(tǒng),分離器,石灰發(fā)生器,鍋爐,煙氣經(jīng)文丘里管噴射 與煙氣混合吸收,,海水法：采用海水對煙氣脫硫的方法 此方法受地域條件限制。且有氯化物嚴(yán)重腐蝕設(shè)備的問題。脫硫殘液PH很低，必須配置參數(shù)合理的水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)，才能達(dá)到環(huán)保要求的排放條件。,電子束法：是一種利用高能物理原理，采用電子束輻照煙氣，或以脈沖產(chǎn)生電暈對煙氣實(shí)施脫硫的方法。 電子束法使用的脫硫劑為合成氨，目前僅限于噸位不大的燃煤鍋爐煙氣脫硫。,2．按脫硫劑分類 目前開發(fā)的多種煙氣脫硫技術(shù)，盡管設(shè)備構(gòu)造和工藝流程各不相同，但基本原理都是以堿性物質(zhì)作SO2的吸收劑。,鈣法：以石灰石、生石灰為基礎(chǔ)。,鎂法：以氧化鎂為基礎(chǔ)的,氨法：以合成氨為基礎(chǔ),雙堿法FGD工藝,（1）脫硫過程 Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑ 2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O Na2SO3＋SO2＋H2O→2NaHSO3,（2）再生過程（用石灰乳） 2NaHSO3＋Ca（OH）2→Na2SO3＋CaSO3 Na2SO3＋Ca（OH）2→2NaOH＋CaSO3,鈉法：以亞硫酸鈉、氫氧化鈉為基礎(chǔ)。,3、常用的脫硫技術(shù),近年來，世界各發(fā)達(dá)國家在煙氣脫硫(FGD)方面均取得了很大的進(jìn)展，美國、德國、日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國家計劃在2000年前完成200－－ 610 MW的FGD處理容量。 目前國際上已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)主要有： (1)濕法脫硫技術(shù)，占85%左右，其中石灰-石膏法約占36.7%，其它濕法脫硫技術(shù)約占48.3%； (2)噴霧干燥脫硫技術(shù)，約占8.4%； (3)吸收劑再生脫硫法，約占3.4%； (4)爐內(nèi)噴射吸收劑/增溫活化脫硫法，約占1.9%； (5)海水脫硫技術(shù)； (6)電子束脫硫技術(shù)； (7)脈沖等離子體脫硫技術(shù)； (8)煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)等。 以濕法脫硫?yàn)橹鞯膰矣校喝毡?約占98%)、美國(約占92%)和德國(約占90%)等。,爐內(nèi)噴鈣+尾部增濕法 介于爐內(nèi)脫硫和煙氣脫硫兩者之間，在爐膛內(nèi)噴石灰石粉，排出的煙氣進(jìn)入尾部煙氣增濕塔活化反應(yīng)，兩次脫硫。,爐內(nèi) CaCO3 → CaO ＋ CO2 CaO + SO2 + 1/2 O2→ CaSO4 CaO＋SO3 → CaSO4,活化 CaO ＋ H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 ＋SO2 → CaSO3 ＋ H2O CaSO3 ＋ 1/2 O2 → CaSO4,四、國內(nèi)火電廠煙氣脫硫的應(yīng)用,國際最新5種主流煙氣脫硫技術(shù),1、石灰石--石膏濕法煙氣脫硫技術(shù) 2、鎂法--煙氣脫硫技術(shù) 3、鈉法--煙氣脫硫技術(shù) 4、氨法--煙氣脫硫技術(shù) 5、海水法--煙氣脫硫技術(shù),■ 設(shè)備、安裝（包括土建）費(fèi)用 ■ 運(yùn)行費(fèi)用,五、石灰石／石膏濕法脫硫工藝流程及設(shè)備,工藝流程: 石灰石經(jīng)過破碎、研磨、制成漿液后輸送到吸收塔。吸收塔內(nèi)漿液經(jīng)循環(huán)泵送到噴淋裝置噴淋。 煙氣從煙道引出后經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓，進(jìn)入GGH煙氣加熱器冷卻后進(jìn)入吸收塔。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液接觸，除掉煙氣中的SO2，潔凈煙氣從吸收塔排出后經(jīng)GGH煙氣加熱器加熱后排入煙道。 吸收塔內(nèi)吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，經(jīng)氧化處理生成硫酸鈣，從吸收塔內(nèi)排出的硫酸鈣經(jīng)旋流分離（濃縮）、真空脫水后回收利用。,濕法石灰石(石灰)/石膏法煙氣脫硫技術(shù)系統(tǒng)圖,大港改建工程2臺1080t/h鍋爐配套 濕法煙氣脫硫裝置。,濕式脫硫裝置：吸收塔、GGH煙氣加熱器、增壓風(fēng)機(jī)、煙道等為每臺鍋爐各自獨(dú)立設(shè)備，其他系統(tǒng)共用。 濕法煙氣脫硫主要工藝流程為：鍋爐排出的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入混凝土公用煙道，再從砼煙道引出經(jīng)過升壓風(fēng)機(jī)升壓、冷卻后，進(jìn)入吸收塔，在吸收塔中與石灰石漿液綜合反應(yīng)吸收，煙氣中的二氧化硫與石灰石漿液反應(yīng)生成石膏，由吸收塔排出經(jīng)脫水處理后，固體石膏再利用。吸收塔排出的凈煙氣，經(jīng)加熱后回到混凝土公用煙道，經(jīng)煙囪排向大氣。,大 港 技 改 工 程 脫 硫 裝 置 主 要 設(shè) 備 表,,,石灰石濕法工藝流程圖,,,,臺山600MW等級石灰石／石膏法 脫硫裝置主要系統(tǒng),吸收劑制備系統(tǒng)：將石灰石制成漿液。 煙氣（再熱）系統(tǒng)：提高煙氣壓頭克服系統(tǒng)阻力，將凈煙氣加熱。 SO2吸收系統(tǒng)（吸收塔）：吸收SO2凈化煙氣。 石膏脫水系統(tǒng)：回收吸收劑，再利用。 工藝水系統(tǒng)：系統(tǒng)沖洗、補(bǔ)水等。 廢水排放系統(tǒng) 其他系統(tǒng) 電氣系統(tǒng) 熱工自動化系統(tǒng) 脫硫廢水處理系統(tǒng),由于目前國內(nèi)脫硫公司尚無600MW等級石灰石－石膏濕法脫硫工程的生產(chǎn)和使用業(yè)績，因此臺山電廠脫硫裝置主要由日本株式會社荏原制作所提供。 臺山＃1、＃2機(jī)組脫硫工程進(jìn)口的主要設(shè)備如下： 吸收塔內(nèi)部件 吸收塔攪拌器 煙氣冷卻泵、煙氣冷卻器 氧化風(fēng)機(jī) FGD增壓風(fēng)機(jī) FGD進(jìn)、出口擋板和旁路擋板 膨脹節(jié)（非金屬）及部分關(guān)鍵閥門 石膏漿液旋流器 真空皮帶脫水機(jī)、真空泵 廢水旋流器 DCS控制系統(tǒng)及部分儀表 所有漿液泵、攪拌器及所有漿液閥,吸收劑制備系統(tǒng),石灰石倉,,斗式提料機(jī),,刮板機(jī),給料稱重機(jī),,,卸料斗,振動給料機(jī),濕式球磨機(jī),,,錘式破碎機(jī),,吸收塔,漿液罐,,石灰液制備設(shè)備： 給料稱、重機(jī)刮板機(jī)、斗式提料機(jī)、石灰石倉、濕式球磨機(jī)、錘式破碎機(jī)、振動給料機(jī)、卸料斗、漿液罐,北京國華熱電公司200MW脫硫工程,煙氣系統(tǒng),吸收塔,循環(huán)泵,噴淋裝置,除霧裝置,,,,GGH煙氣加熱器,,增壓風(fēng)機(jī),擋板門,擋板門,煙囪,鍋爐,旁路擋板,鍋爐產(chǎn)生的原煙氣從砼煙道引入增壓風(fēng)機(jī)后，經(jīng)升 壓進(jìn)入GGH對加熱元件進(jìn)行加熱后，進(jìn)入吸收塔。 脫硫后的凈煙氣由吸收塔上部引出，經(jīng)GGH凈煙氣側(cè)進(jìn)行加熱后，進(jìn)入煙囪，經(jīng)達(dá)標(biāo)的煙氣排入大氣。,增壓風(fēng)機(jī),北京國華熱電公司200MW脫硫設(shè)備安裝工程,廣東臺山2號機(jī)組脫硫工程煙氣系統(tǒng) 主要設(shè)備,FGD升壓風(fēng)機(jī)及其配套設(shè)備 軸流式, Q=2344000m3/h, 1臺 煙氣換熱器及其配套設(shè)備 （含吹灰器） 1套 擋板密封氣風(fēng)機(jī) Q=15000m3/h,壓差25mbar 2臺 密封氣加熱器 加熱能力150/400kW 2臺 GGH空氣貯罐 1臺 GGH排水坑泵 1臺 煙氣冷卻器殼體 1臺 煙道 旁路擋板（進(jìn)口） 6000×10000 1個 FGD進(jìn)口風(fēng)門 （進(jìn)口） 6000×10000 1個 FGD出口風(fēng)門 （進(jìn)口） 6000×9000 1個 膨脹節(jié),設(shè)備平臺扶梯欄桿支架,管道等安裝,石膏脫水系統(tǒng),真空皮帶過濾機(jī),真空泵,石膏堆放場,石膏脫水旋流站,,濾液水箱,,濾液罐,主要設(shè)備 真空皮帶過濾機(jī) 濾液罐真空泵 濾液水箱 石膏脫水旋流站,石膏脫水主要設(shè)備 真空皮帶過濾機(jī) 濾液罐真空泵 濾液水箱 石膏脫水旋流站,吸收塔系統(tǒng),石膏脫水旋流站,,（1） 吸收 CaO＋H2O→Ca（OH）2 Ca（OH）2＋SO2→CaSO3·1/2H2O＋1/2H2O CaCO3＋SO2＋1/2H2O→CaSO3·1/2H2O＋CO2↑ CaSO3·1/2H2O＋SO2＋1/2H2O→Ca（HSO3）2,（2） 氧化 2CaSO3·1/2H2O＋O2＋3H2O→2 CaSO4·2H2O Ca（HSO3）2＋1/2O2＋H2O→CaSO4·2H2O＋SO2↑,,,氧化空氣壓縮機(jī),排出泵,除霧裝置,噴淋裝置,循環(huán)泵,,,,石灰石漿液,吸收劑（石灰石漿液）由制漿系統(tǒng)送至吸收塔，吸收塔底部為漿池，漿液由循環(huán)泵送至吸收塔頂部噴淋盤中，從噴淋盤的噴嘴中以極細(xì)小的霧滴形式噴下；含硫煙氣由吸收塔中部進(jìn)入，煙氣在上升過程中與吸收劑逆流接觸，并在塔內(nèi)進(jìn)行吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2與石灰石漿液反生成物沉積在吸收塔底部，經(jīng)脫硫的凈煙氣由吸收塔上部引出。,吸收塔是整個脫硫系統(tǒng)的主要設(shè)備,北京國華熱電公司200MW脫硫設(shè)備安裝工程,廣東臺山2號機(jī)組SO2吸收系統(tǒng)主要設(shè)備 （吸收塔及內(nèi)部組件、本體平臺扶梯安裝 由株式會社荏原制作所負(fù)責(zé)）,吸收塔φ23m×18m, 煙氣量 2130000Nm3/h 1個 吸收塔噴嘴和除霧器等內(nèi)部件 1套 吸收塔槳池攪拌器 4臺 氧化風(fēng)機(jī) 離心式P=1.397bar, Q=10000Nm3/min 2臺 煙氣冷卻泵 離心式,Q=2200m3/h, 3臺 石膏漿液排出泵 130m3/h 2臺 吸收塔區(qū)域排水坑攪拌器 電動機(jī)3kW 1臺 吸收塔區(qū)域排水坑泵 耐酸型 Q=10m3/h×2.5bar 1臺 設(shè)備平臺扶梯欄桿支架, SO2吸收系統(tǒng)管道。,謝謝各位,