电子束氨法烟气脱硫技术工艺研究

电子束氨法烟气脱硫技术工艺研究（精选3篇）

1.电子束氨法烟气脱硫技术工艺研究 篇一

技术讲课内容：幻灯片内容摘录

2013.5.22 第一部分

概述

为什么要脱硫

脱硫的必要性

随着国民经济的增长，能源消耗急剧增加，由此而引起的环境污染日益严重。我国是一个煤储量丰富的国家，煤炭占一次能源的75%，能源消费结构对煤的过分依赖导致了环境污染的加剧，煤炭燃烧所排出SO2占排放总量的93.9%，我国1995年SO2排放达2370万吨，己居世界第一位。

 据《1998年中国环境状况公报》数据显示1998年，中国大气环境主要污染物SO2的排放量达2090万吨，由此导致酸雨的覆盖面积约占国土面积的30%，造成的经济损失达1100亿元。1998年，全国降水年均pH值范围在4.13-7.79之间，降水年均pH值低于5.6的城市占统计城市数的52.8%，尤其在南方降水pH值低于5.6的城市约占73.03%。SO2的排放不仅对人体有害，还会引起酸雨。SO2目前己成为我国空气最主要污染物之一。

 酸雨控制和二氧化硫污染控制区简称两控区

 大气中SO2可以导致多种呼吸器官疾病和更多诱发心血管疾病，而目SO2在环境中形成的酸沉降会引起江河湖泊的酸化，对植物和农作物造成损害。

环境污染突出的“三废” 处理的最基本的原则，就是找到一种合适的，将污染物转化为一种长期稳定、不对周边环境造成二次污染的方式。

 “工业三废”是指工业生产所排放的“废水、废气、固体废弃物

 “工业三废”中含有多种有毒、有害物质，若不经妥善处理，如未达到规定的排放标准而排放到环境（大气、水域、土壤）中，超过环境自净能力的容许量，就对环境产生了污染，破坏生态平衡和自然资源，影响工农业生产和人民健康，污染物在环境中发生物理的和化学的变化后就又产生了新的物质。好多都是对人的健康有危害的。这些物质通过不同的途径（呼吸道、消化道、皮肤）进入人的体内，有的直接产生危害，有的还有蓄积作用，会更加严重的危害人的健康。不同物质会有不同影响。

一、什么是“烟气脱硫技术”？

用简单、通俗的说法，就是：一种将烟气中SOx进行分离，转化为一种长期稳定、不对周边环境造成二次污染的物质的方法。这是我们最基本的需求。

这种终产物的综合利用，也是我们选择何种烟气脱硫技术路线综合考量因素之一。

 第二部分

 石灰石-石膏湿法脱硫技术

 FGD——（flue gas desulfurization)烟气脱硫，即在烟道上加脱硫装置，它目前是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和SO2污染的最有效和主要的技术手段。

 目前徐塘四台机均采用此脱硫技术

 脱硫术语

 1脱硫岛：

 指脱硫装置及为脱硫服务的建筑物。

2、吸收剂：       指脱硫工艺中用于脱出二氧化硫等有害物质的反应剂。石灰石----石膏法脱硫工艺使用的吸收剂为石灰石（CaCO3）或石灰（CaO） 3吸收塔：

 脱硫工艺中脱除SO2等有害物质的反应装置。 4副产品：

 在脱硫工艺中吸收剂与烟气中的SO2等反应后生成的物质。 5装置可用率：

 指脱硫装置每年正常运行时间与发电机组每年总运行时间的百分比。

可用率=（A-B）/A ×100%  6脱硫效率：

 脱硫装置脱除的SO2量与未经脱硫前烟气中所含SO2量的百分比，按公式：∩=(C1-C2)/C1×100%  7增压风机：

 为克服脱硫装置产生的烟气阻力新增加的风机。目前4、5号脱硫装置的增压风机已拆除；

6、7号脱硫装置的增压风机也即将拆除。 8烟气换热器：GGH（6、7号）

 为调节脱硫前后的烟气温度设置的换热装作（GGH）。一般进130℃降至88℃出，至吸收塔出50℃，至GGH加热到80℃以上排至烟囱。

（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。

 石灰石湿法脱硫系统的组成

 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（工艺水系统、、压缩空气系统等）、废水系统。



1、烟气系统（烟道挡板、烟气再热器、增压风机等）； 

2、吸收系统（吸收塔、循环泵、氧化风机、除雾器等）；吸收塔系统一般包括石灰石浆液再循环系统、氧化空气系统、除雾器冲洗系统、石灰石浆液供给系统、吸收塔溢流密封系统、吸收塔排水坑及事故浆池系统。主要设备有吸收塔、再循环泵、除雾器、搅拌器、氧化风机、吸收塔排水坑、事故浆液池、吸收塔排水坑、事故浆液池泵及相关的管路及阀门等。



3、吸收剂制备系统（石灰石粉仓、磨石机、石灰石浆罐、浆液泵等）

4、石膏脱水及储存系统（石膏浆液泵、水力旋流器、真空脱水机等）

5、公用系统（工艺水、压缩空气、热工及电气等系统）

 工艺水系统作用：主要用来补充废水系统带走、在吸收塔内蒸发、及石膏带走的水分；冷却氧化空气、冲洗GGH、冲洗浆液管道、冲洗石膏滤饼滤布等。

 更主要的作用是4、5号FGD浆液循环泵的机封冷却水，今天上午就能看出工艺水的作用。机封水压力一般在0.3mpa左右。



6、废水废渣处理系统

（二）典型工艺流程

烟气系统DCS运行画面

增压风机又称脱硫风机，用以克服脱硫系统的阻力。脱硫风机主要有三种：动叶可调轴流风机、静叶可调轴流风机以及离心风机。

常用大型电站烟气脱硫 增压风机外形图

1.3 主要设备之三：烟气换热器（6、7号）

由锅炉来的烟气温度130℃，进入GGH放热温度降至88℃左右，进入吸收塔，烟气在吸收塔内被循泵出口的浆液吸收、降温从吸收塔排出，温度大概50℃，再经GGH加热，温度升高到80℃，进入烟囱排入大气。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

2、SO2吸收系统及主要设备

2.1 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

喷淋塔是典型的空塔型吸收塔，循环浆液经过多层喷淋层将浆液由吸收塔上部从上向下喷射，形成细小的液滴与从下向上逆流的烟气接触，完成SOx的吸收。煤的含硫量从小到大决定，对应喷淋层的层数为3～5层不等，对于特高硫煤，喷淋塔有一定的局限性。

喷淋塔采用单元制浆液循环系统，每台循环泵对应一层喷淋层，无在线备用。每台泵流量相同，扬程不同。每台泵、电机互换性较差，不利于备品备件的准备。喷淋塔一旦建成，煤的实际含硫量超过设计值需要改造的工程量较大。

喷淋塔其具有塔内部件少，结垢可能性小，阻力低等优点。适合国内大部分地区的中低硫煤锅炉的烟气脱硫，是目前国内使用最多的塔型。

 1）吸收塔喷淋层

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。

目前常用的脱硫喷嘴有螺旋喷嘴和偏心喷嘴两种，根据每个喷嘴流量选择。

 2）除雾器

除雾器是利用折流板改变通过的烟气流道，使经过喷浆脱出SO2后的烟气夹带的液滴和水雾分离下来, 以控制和防止亚硫酸盐在除雾器后塔壁、烟道产生结垢。除雾器一般的设计要求是液滴含量不超过100mg/Nm3。

 除雾器

3）搅拌器

为使浆液在浆池内不致沉淀结垢, 保证浆液在浆池内与空气中氧充分氧化，吸收塔底部通常设置侧进式搅拌器。

 吸收塔喷浆管和喷嘴

（3）喷射鼓泡塔（4）填料塔

填料的特点：

（1）填料塔具有生产能力大，脱硫效率高，浆液量小，传质效率高，操作弹性大等优点。

（2）吸收塔造价高；当浆液负荷较小时传质效率降低；

（3）一般不直接用于有悬浮物或容易聚合产生结垢的脱硫剂。主要适用于溶解性的脱硫剂的脱硫技术。（5）带托盘的喷淋塔

根据石灰石的磨制方式是干磨或湿磨，可将石灰石浆液制备分为干式制浆系统和湿式制浆系统。

3.1 干式制浆系统

主要包括石灰石接收、输送和贮存、石灰石粉制备和输送、石灰石粉贮存。3.2 湿式制浆系统

主要包括石灰石贮存和输送系统、石灰石浆液制备系统。

主要由吸收塔排出泵系统、旋流器站(一级脱水系统)、真空皮带过滤机(二级脱水系统)、废水旋流站等组成。

旋流器站(一级脱水系统)

 石膏二级脱水系统图  石膏二级脱水布置图  1)工艺水系统



FGD装置配置有工艺水泵和事故冲洗水泵。

 2)压缩空气系统  3)事故浆液排放系统 

事故浆液池、泵、坑  4)废水处理系统

 采用中和、混凝、澄清、脱水处理。

 设有反应箱、澄清池、压滤机、加药设备等。 处理出水达到排放标准。

2.电子束氨法烟气脱硫技术工艺研究 篇二

关键词：氨法,脱硫,技术

近年来, 氨法脱硫技术以其特有的优势在我国得到了广泛的推广。接下来, 我们将对氨法脱硫技术进行简单地介绍, 并着重分析影响其效率的因素以及在我国推广的前景。

1 氨法脱硫技术简介

1.1 技术的原理

采用氨水液氨等作为脱硫剂, 烟气中的SO2与氨反应生成 (NH4) 2SO3, (NH4) 2SO3与空气进行氧化反应生成 (NH4) 2SO4, 吸收液经结晶、脱水、压滤后制得 (NH4) 2SO4。利用液氨作为脱硫剂, 与烟气中的二氧化硫以及氧气经过一系列化学反应, 最终生成 (NH4) 2SO4。

1.2 氨法烟气脱硫的工艺

烟气首先在除尘之后进去脱硫塔, 经过洗涤降温之后, 与氨化后的吸收液接触, 烟气中的二氧化硫与吸收液反应生成用硝酸铵, 之后, 烟气经过除雾以及再加热处理之后排入大气。目前常用工艺类型主要有Walther氨法工艺、GE氨法、NKK氨法、AMASOX氨法等等。

2 影响氨法脱硫效率的因素

2.1 喷嘴对氨法脱硫效率的影响

氨水的雾化效果对脱硫效率高低具有关键作用。雾化效果越好, 氨水与SO2的接触面积越大。当氨水和烟道中的SO2最大限度地接触才有可能提高脱硫效率。对于相同的烟气量, 气液接触面的增加不能简单地用增加氨水量来提高脱硫效率, 应通过喷雾技术质的提高来获得高的质量, 超微液滴和大的覆盖面使氨水在整个吸收器中最大限度地充满整个空间段, 使烟气在此段时和千千万万个氨水液滴接触, 达到高效率脱硫。超细液滴的喷雾质量可以大大节约用水量和氨。

2.2 温度对氨法脱硫效率的影响

大量实验证明, 温度对脱硫效率的影响很大。温度与脱硫效率的关系为:低温下, 脱硫效率很高, 随着温度的提升, 效率逐渐下降。当温度达到65~75℃时, 效率达到最低, 之后, 效率随温度提升逐渐提高。因此, 氨法脱硫过程中一般将温度控制在60℃以下或者80℃以上。

2.3 氨水浓度对氨法脱硫效率的影响

氨水的浓度对脱硫效率存在一定的影响, 浓度高, 脱硫效率高, 但氨水的消耗将变大;反之, 降低了氨水消耗, 脱硫效率将下降。因此, 在实际工程中, 应该综合考虑, 选定最经济的浓度。

2.4 水质对氨法脱硫效率的影响

水中所含有的Ca2+、Mg2+等离子的浓度因地区不同而存在一定的差异, Ca2+、Mg2+离子存在的主要危害就是结垢。研究表明, 当水质的温度持续保持在50℃以上的时候, 水中的Ca2+、Mg2+很容易在喷嘴管路位置结垢, 进而影响了喷入氨水的数量, 最终将低氨法脱硫的效率。以杭州江东富丽达热电有限公司氨法脱硫系统为例, 其喷灌的位置靠近反应器, 温度基本维持在120℃, 结垢现象十分明显。分析其原因发现, 该地水质中Ca2+、Mg2+离子的浓度较高, 通过改用软化水之后, 问题得到了解决。

3 氨法脱硫技术应用前景分析

3.1 吸收剂来源分析

近年来, 国家与企业在合成氨技术方面投入了大量的人力、物力, 取得了技术上的巨大进步, 直接的结果就是合成氨年产量急剧增加。据统计:2014年较2000年合成氨的年产量增加了2456.7万吨, 达到了世界总产量的近一半, 稳居世界首位。合成氨企业数量也在急剧提高, 截止2014年底, 这个数字达到了675, 观察其分布, 除了青海、西藏以及上海等少数地区之外, 全国各省市均有合成氨企业的分布。

伴随着行业竞争的加剧, 合成氨企业的发展趋势呈现除了大型化发展。其中, 年产8万吨以上的合成氨企业就有203家, 其产量占我国合成氨总产量的78.32%。以我国脱硫市场份额的10%为界限进行估算, 我国每年大约需要脱硫剂液氨200万吨, 其副产品——硫酸铵的产量大约有800万吨。我国目前存在的600多家合成氨企业广泛地分布在全国各个省市, 因此, 氨法脱硫在我国拥有了充足的脱硫剂液氨的供应。此外, 氨法脱硫为我国提供了硫元素的供给, 这将对我国农业土壤结构的改善起到极大的推动作用。

3.2 副产物的市场分析

硫酸铵在我国一直作为一种花费原料被广泛应用。近年来, 其应用领域有了新的突破。在非化肥领域, 诸如矿石浸取、粘胶纤维、食糖脱色、农药等等领域也出现了硫酸铵的身影。除此之外, 硫酸铵在复合肥方面应用同样广泛, 需求量近年来急剧增加。伴随着我国对外贸易的发展, 硫酸铵的出口迎来了春天, 近年来的统计发现, 硫酸铵仅仅在亚洲的贸易量就超过200万t/a。一方面是市场的巨大, 另一方面是供给的紧缺, 据统计, 2014年, 全国硫酸铵的产量仅仅有260万吨, 与巨大的市场相比, 这些产量远远不足。

3.3 燃煤硫分的适应性极强

氨法脱硫技术对燃煤中硫含量的要求比较广, 大致在0.4%~8%之间。通过大量的实验分析可知, 对于硫含量属于中、高等的燃煤而言, 氨法脱硫的效率往往比较高, 同时, 燃煤锅炉由于使用了中、高硫分的燃煤, 其运行成本有了很大的改观, 企业既获得了较好的经济效益, 同时也赢得了良好的环境效益。

4 结论

在经济可持续发展的背景下, 氨法脱硫技术符合循环经济发展要求, 有其突出的技术成本优势, 在大型燃煤电厂以及其他耗煤企业可以广泛推广。

参考文献

[1]葛能强, 邵永春.湿式氨法脱硫工业及应用[J].硫酸工业, 2011 (6) :10-15.

[2]龚立贤.德国克虏伯伍德公司氨法脱硫、脱氮氧化物技术[J].热机技术, 2009 (3) :37-41.

3.火电厂氨法烟气脱硫技术应用探讨 篇三

一、国内脱硫技术应用现状

现在应用较多的湿法脱硫技术, 基本上可以达到排放要求, 而干法、半干法的脱硫技术能否达标要看煤种而定。而一些工艺, 例如简易石灰石—石膏湿法、炉内喷钙式半干法脱硫、炉内干法喷钙、炉内喷钙—尾部增湿法等由于脱硫效率低或运行不稳定, 排放达不到限值将面临被市场淘汰的命运。

从SO2控制技术分析来看, 在新标准脱硫限值大幅提高的情况下, 火电厂只能安装脱硫效率≥95%的高效烟气脱硫装置。而目前国内能达到脱硫效率≥95%且经济性强、适用范围广、技术成熟的工艺只有石灰石-石膏湿法烟气脱硫和氨法湿法烟气脱硫工艺。

然而, 目前国内脱硫工程的技术同质化非常严重, 石灰石-石膏湿法烟气脱硫因工艺开发较早、国外市场占有率高等因素仍占国内脱硫市场最大份额。该工艺存在明显弊端, 无法解决二次污染的问题。电厂脱硫每年产生的数千万吨石膏已经成为电厂主要的固体废弃物, (脱硫) 石膏的出路成了关键性难题。此外, 受吸收剂石灰石活性的限制, 石灰石-石膏法对于高硫煤难以稳定达到96%以上的脱硫效率, 也就难以满足新建高硫煤机组的脱硫要求。

二、氨法脱硫

氨法脱硫工艺虽然起步晚, 但也已经成熟, 国内已经投运的脱硫装置已有30多套。单塔处理烟气量相当于50万kW机组, 单个项目总规模达到8台470吨锅炉烟气总量。相对于石灰石—石膏法脱硫工艺来说, 氨法脱硫可较容易实现98%以上的脱硫效率, 并可与SCR等脱硝工艺共用氨供应系统等, 且副产品硫酸铵利用价值相对较高, 经济效益明显。

1. 氨法脱硫工艺简介。

氨法脱硫脱硝, 就是以氨 (NH3) 为吸收剂将工业废气中的气态硫化合物固定为铵盐或还原为单质硫、将NOX转化为N2而实现清洁排放的工程技术。

2. 氨法烟气脱硫脱硝应用实例。

(1) 工程概况。某电厂现有两台135 MW发电机组, 燃用中高硫混煤, 烟气中SO2含量设计值达7684 mg/Nm3。该工程采用的是塔顶烟气直排-塔内饱和结晶工艺的氨法烟气脱硫技术, 外购液氨为吸收剂, 产品为硫酸铵化肥。该工程设一个吸收塔, 处理1#、2#发电机组锅炉的全部烟气, 总烟气量达110万Nm3/h。

(2) 设计参数。 (1) 总烟气量:2×550957 Nm3/h (标态, 湿基, 实际氧) ; (2) SO2含量:7684 mg/Nm3 (标态, 干基, 6%O2) ; (3) 烟气中的尘含量:130 mg/Nm3 (标态, 湿基, 6%O2) ; (4) 原烟气平均温度:141℃。

(3) 运行指标。该电厂脱硫装置投入运行后, 各项指标优良, 脱硫效率达到了96%以上。

(1) 技术经济指标。本工程试运行过程中, 主要技术经济参数如表1。

由上表可见, 各项性能参数完全达到设计要求。脱硫效率超过设计值, 氨逃逸大大低于设计值, 氨的利用率达到98%, 表明了该氨法脱硫技术在大型火电厂特别是高硫煤燃煤烟气治理中的技术优势。氨法脱硫的同时还取得了30%的脱硝率, 且系统的电耗也较低, 仅占发电量的0.57%, 体现了氨法脱硫技术高效节能的特点。

(2) 副产品硫酸铵质量。副产品硫酸铵的检测结果见表2, 数据表明副产硫酸铵质量完全达到了GB535-1995合格品标准, 绝大部分已达到GB535-1995一级品标准, 完全可作为优质农用肥使用, 甚至可以作工业级硫酸铵使用。

(4) 应用效果。 (1) 经济技术指标达到国际先进水平。本工程脱硫装置的脱硫效率、氨回收利用率、氨的逃逸值等指标均达到了国际先进水平。 (2) 此氨法烟气脱硫技术可以应用于大型火电厂。氨法脱硫技术的工程应用也越来越多, 不断的工程实践也进一步促进了技术的成熟。氨法脱硫技术在本工程中的应用充分体现了该技术系统可靠、运行稳定的特点, 具备了大型火电厂推广应用的条件。 (3) 能满足高硫煤火电厂要求。氨法脱硫工艺对煤种变化的适应能力较强。本工程中燃煤含硫量在3%左右, 采用氨法脱硫后, 不但脱硫效率有保障, 其运行成本也相对较低, 表明该技术可完全满足火电厂燃煤含硫不断增高的要求。 (4) 能在脱硫的同时实现同步脱硝。运行参数表明, 氨法脱硫工艺在维持脱硫效率≥95%的同时, 还可取得30%左右的脱硝效率。对该工艺稍作改进后, 可使得脱硝效率稳定维持在50%以上。

3. 氨法烟气脱硫技术在国内大型火电厂推广的可行性分析。

(1) 技术成熟、可靠、先进, 适宜大型火电厂的推广。本工程的实际应用情况表明氨法烟气脱硫技术已成熟可靠、且经济技术指标先进, 适宜大型火电厂的推广。

(2) 吸收剂来源分析。近年来, 随着合成氨企业总体技术水平的不断提高, 我国合成氨年产量也在快速增加, 相关统计数据显示:2000年至2009年, 其年产量增加了1933万吨, 生产规模约占世界总量的1/3, 居世界第一。

2009年, 我国共有合成氨生产企业496家, 且分布较广, 除北京、上海、西藏、青海等少数省市外, 均有相关生产企业, 为氨法脱硫广泛应用于火力发电机组提供了稳定的原料保障。

(3) 副产物的市场分析。硫酸铵主要作为化肥原料, 它一直是我国的一个化肥品种, 硫酸铵的需求量年均超过500万吨。另外, 硫酸铵的出口量也很大, 在亚洲的贸易量就超过200万吨/年。并随着尿素包覆等技术的应用, 化肥生产对硫酸铵的需求将大幅度提升。而我国目前的硫酸铵产量在氮肥总量中只占0.3%左右, 远远满足不了市场要求。

三、结论

氨法烟气脱硫工艺技术成熟、适用煤种广、脱硫效率高、运行稳定、系统能耗低, 值得大型火力发电厂推广应用;氨法脱硫工艺可在脱硫的同时实现同步脱硝, 适应我国环境保护日趋严格的趋势;氨法烟气脱硫副产硫酸铵的品质符合农用化肥标准, 完全满足农业应用的要求;目前我国合成氨总量大、分布广, 可满足氨法脱硫广泛应用的需求;国内硫酸铵的需求量较大, 现有生产能力远远不能满足其需求。

参考文献

[1]GB13223.2003.火电厂大气污染物排放标准[S].2004

[2]火电厂大气污染物排放标准 (二次征求意见稿) [S].2011

[3]潘德润.持续快速发展的中国氮肥和甲醇工业[z].2009