300MW火电机组脱硫工段设计

3.火电厂烟气脱硫工艺的分析及选择（以江苏省为例） • 3.1脱硫率要求分析
• 选择脱硫方式要因地制宜，考虑当地环保要求，并兼顾目前情况和今后 发展趋势。以目前实际情况分析，江苏省电力公司“两控区”SO2排放 超标电厂不可能同时都上脱硫装置，再根据设计要求，300 MW以上机 组推广脱硫的要求。对应本省实际情况，省电力公司所属300 MW以上 机组集中在谏壁电厂。在总量控制的前提下：谏壁电厂若用以前硫分为 1.65%的燃煤，须对3台300 MW机组进行脱硫，脱硫效率95%以上才 能达标；若用硫分为1%的燃煤，须对2台300 MW机组进行脱硫，脱硫 1% 2 300 MW 率80％以上即可达标。考虑到燃煤含硫量不稳定，因此本省300 MW以 上机组最好选择脱硫率90％以上的脱硫工艺。目前本省主要是中低硫 煤，燃煤含硫量在0.52%～2.2%，这种情况下对中小锅炉一般可以选 择脱硫率70%以上的脱硫工艺。
• 2.3海水脱硫工艺 海水脱硫工艺 • 利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。 • 优点：海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海 水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂。 • 缺点：此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积 和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论，因此在 环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。 • 2.4氨水洗涤法脱硫工艺 4 • 优点：脱硫效率高，可保证98%以上；系统能耗低；对煤种变 化、负荷变化的适应性强，适用于高硫煤；副产品回收的经济 效益高；具有一定的脱硝功能。 • 缺点：该工艺应充分考虑氨水或液氨的来源，不宜长距离运输， 最好厂区附近有废氨水，同时副产品能够就近利用。由于氨水 输送时密封要求高，且需防止脱硫过程中逃逸，系统较为复杂， 因而脱硫系统投资较高。
1火电厂煤炭脱硫的紧迫性和必要性 火电厂煤炭脱硫的紧迫性和必要性
• 1.1 SO2排放现状 我国是一个能源结构以煤炭为主的发展中大国，随着社会经济的 高速发展，每年直接用于燃烧的煤炭达12 亿吨以上，尽管出台 了一系列强有力的节能减排措施，我国的SO2排放量在经历了持 续增长之后还是排在了世界第一位。 • 国际上对酸雨的环境问题引起高度重视，我国也已将控制酸雨和 SO2污染纳入《中华人民共和国大气污染防治法》，1998年1月国 务院批复了酸雨控制区和SO2污染控制区 (以下简称“两控区”) 划分方案 ,并提出了“两控区”酸雨和SO2污染控制目标。 • 我国目前燃煤SO2排放量占SO2排放总量的90%以上。 • 1.2SO2及酸雨造成的经济损失 • 国家环保总局日前发布的《“两控区”酸雨和二氧化硫污染防治 “十五”计划》表明，中国目前每年因酸雨和二氧化硫污染对生 态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在一千一百亿元人民 币左右。
• 3.4经济分析 经济分析 • 经济成本可分投资成本和运行成本两部分，其大小根 据各电厂的具体情况决定，比如：有的电厂位于山地， 交通不便，费用中包括山地平整及建路的费用；同一 种工艺还存在设备选型不同造成的费用差异，同一电 厂不同来源的数据也可能出现不同。因此，要精确地 比较各种工艺的经济成本较困难，只能进行模糊分析。 • 由于国内数据较为混乱不全，而目前脱硫设备基本是 从国外进口，因此投资成本依据国外有关分析数据进 行分析可比性较大（但也只能作为定性参考）：如以 石灰石/石膏湿法为100％，则：旋转喷雾法约为80％； 炉内喷钙LIFAC法约30％；电子束法约为105％；活性 炭法约为125％（与国内PAFP法有很大的不同）；流 化床法则较难比较，因为其脱硫发生在锅炉内，外加 设备较少，但总投资较高。
2.火电厂烟气脱硫工艺介绍
• • • • • • • • 石灰石——石膏法烟气脱硫工艺 旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺 磷铵肥法烟气脱硫工艺 炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺 烟气循环流化床脱硫工艺 海水脱硫工艺 电子束法脱硫工艺 氨水洗涤法脱硫工艺
• 2.1石灰石 石灰石——石膏法烟气脱硫工艺 石灰石 石膏法烟气脱硫工艺 • 优点：能广泛地进行商品化开发，且其吸收剂的资源丰富，成本 低廉，废渣既可抛弃，也可作为商品石膏回收。目前，石灰／石 灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺，对高硫煤，脱硫率可 在90%以上，对低硫煤，脱硫率可在95%以上。 • 缺陷：主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。 • 2.2电子束法脱硫工艺 电子束法脱硫工艺 • 优点：能同时脱除硫氧化物和氮氧化物，具有进一步满足我国对 脱硝要求的潜力；系统简单，操作方便，过程易于控制，对烟气 成分和烟气量的变化具有较好的适应性和跟踪性；该工艺为干法 脱硫，不产生废水废渣，形成二次污染；副产品可作肥料利用， 产生一定经济效 ⑤脱硫效率高，脱硫效率在80%~94％之间。 • 缺陷：设备资金投入高，原料是纯氨，必需附近有生产氨的化工 厂
• 由于国内的情况与国外差别较大，因此采用国内脱硫工艺费用 的数据，对今后应用更具实用价值。以石灰石/石膏湿法为100 ％（均不考虑副产品利用），则：旋转喷雾法约90％，炉内喷 钙LIFAC法约70％，电子束法约为145%，活性炭PAFP法约为 160％，流化床法约为45％。如果副产品都能利用，并按其预计 价格卖出，则石灰石/石膏湿法运行成本可基本被抵销（根据国 外经验），电子束法运行成本可下降到原来的35％，活性炭 PAFP法运行成本可被抵销并有少量盈余。 • 由于进口设备的国产化，可以直接降低设备投资费用和运行费 用，提高设备维修可靠性，且有利于民族工业的发展，因此也 是一个应重要考虑的方面。石灰石/石膏湿法是目前脱硫装置的 关键设备，诸如再循环泵、氧化风机、真空皮带脱水机、增压 风机，吸收塔内部装置、控制系统、阀门等还需进口，其余均 可国产。电子束法除了电子束包括电源部分是日本进口以外， 其余均为国内制造。流化床法的锅炉和控制系统进口。旋转喷 雾法、活性炭PAFP法则基本国产。
1.3火电厂脱硫行业前景
• 近年来，我国对于SO2排放的重视程度和治理力度，已经 达到了前所未有的高度。截至2008年，我国火电烟气脱硫 装机容量超过3.79亿千瓦，约占火电总容量的66%，超过 了发达国家的脱硫比例。据不完全统计，到2009年底，国 内已建成的烟气脱硫机组容量达到5.73亿千瓦，与2008年 底相比增长了10%。 • 火电行业的脱硫需求由新建火电机组容量和已投运脱硫设 施的改造需求决定。前者近两年逐年下降，但根据预计新 增火电装机容量，2010~2011年仍有121.5亿元的新增市 场容量。而改造需求则呈现逐年上升趋势，假设“十一五” 期间已投运的火电脱硫设施需要改造的比例为20%，改造 均价为75元/千瓦，那么2010~2011年火电脱硫设施改造 需求将为121亿元。因此2010~2011年火电脱硫市场的总 需求约为242.5亿元。
4.石灰石——石膏法烟气脱硫工艺
• 石灰石——石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱 硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫 装置约90%采用此工艺。 • 它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵 入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液 中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫 酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经 吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于 10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经 过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排 入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与 烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可 大于95% 。
• 3.2原料分析
• 考虑脱硫原材料价格（含运输成本），江苏石灰石价格较低，因此投加 石灰石脱硫的运行费用较低，一般脱硫方法均可采用石灰石。但旋转喷 雾法使用的是石灰，成本较高。电子束法原料是纯氨，必需附近有生产 氨的化工厂。
• 3.3副产品分析 3.3副产品分析
• (1) 硫铵：硫铵适用于碱性土壤，对酸性土壤则不宜施用，因此结合 江苏省实际情况，可在苏北盐碱地地区选用电子束氨法等生产硫铵的 脱硫工艺，由于硫铵可用于盐碱地改造，则副产品销路可能较好。 • (2) 石膏：尽管有些地区如四川省的石膏销路不好，但江浙一带建筑 业发达，石膏板材需求量大，本地石膏生产量又较小，石膏销路较好。 如半山电厂正在建设，就已有厂商上门要求联营生产石膏板。芜湖、 上海地区的石膏板生产厂家已经到江苏省电力公司要求购买脱硫石膏， 可见江苏省大机组上湿法脱硫副产品石膏会有一定销路。目前虽然华 能珞磺电厂生产的石膏纯度不够，但据介绍并不影响使用，因为石膏 板主要用于隔板，外面仍然要用涂料。另据德国STEAG公司介绍， 为提高石膏纯度，他们计划用生石灰代替石灰石，同时还可以节省能 耗和设备投资，因此石膏的纯度不够是可以克服的，但提高石膏纯度 同时会带来原料价格升高。 • (3) 磷铵复肥：活性炭磷铵复肥法的原料为糠醛碳，较为易得。而副 产品为磷铵复肥，销路较广（生产副产品需要附近有磷矿石和生产氨 的化工厂）。100 MW机组上采用脱硫硫酸制取硫酸亚铁，由于电厂 本身需用大量硫酸亚铁作为净水剂，销路不成问题。 • (4) 其它副产品：旋转喷雾法、炉内喷钙法、流化床法的副产品则利 用较难，要占用大量场地堆放。至于脱硫产生的废水排放，由于现在 电厂一般都有工业废水处理装置，稍作改动即可处理脱硫废水，因此 问题不大。
300MW火电机组脱硫工段工艺 设计
目录
• • • • • 1火电厂煤炭脱硫的紧迫性和必要性 火电厂煤炭脱硫的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ迫性和必要性 2.火电厂烟气脱硫工艺介绍 火电厂烟气脱硫工艺介绍 3.火电厂烟气脱硫工艺的分析及选择 火电厂烟气脱硫工艺的分析及选择 4.石灰石 石灰石——石膏法烟气脱硫工艺 石灰石 石膏法烟气脱硫工艺 5.影响脱硫率的因素分析 影响脱硫率的因素分析
4.1工艺流程图 工艺流程图
• 4.2工艺流程介绍 4.2工艺流程介绍 • 烟气经除尘后，通过吸收塔入口区从浆液池上部进入塔体， 在吸收塔内，热烟气逆流向上与自上而下的浆液（循环喷 淋）接触发生化学吸收反应。添加的石灰石浆液由石灰石 浆液泵输送至吸收塔，与吸收塔内的浆液混合，混合浆液 循环泵向上输送由多层喷嘴喷出。浆液吸收烟气中二氧化 硫以及其它酸性物质，在液相中二氧化硫与碳酸钙反应， 形成亚硫酸钙。吸收塔分为吸收区和氧化结晶区两个部分： 上部吸收区PH值较高，有利于二氧化硫等酸性物质的吸 收；下部氧化结晶区在低PH值下运行，有利于石灰石的 PH 溶解和副产品的生成。在氧化结晶区通过搅拌器和氧化风 机将亚硫酸钙强制氧化成二水硫酸钙（石膏）。从吸收塔 排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，生 成石膏产品。脱硫后的烟气依次¾-过除雾器除去雾滴和换 热器升温后由烟囱排入大气或直接通过烟囱排入大气。系 统通过反复循环利用吸收剂浆液与烟气接触，吸收剂利用 率很高。