湿式石灰石_石灰_石膏烟气脱硫的发展及展望_姜健
石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统运行优化
石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统运行优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统是烟气脱硫脱水技术中常见的一种方法，对于工业生产中排放的烟气进行净化处理具有重要意义。
系统的运行优化对于提高处理效率、降低能耗、保障环境安全同样至关重要。
本文将对石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统运行优化进行探讨，并提出相关建议和解决方案。
一、系统结构与工作原理石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统主要由烟气脱硫脱水装置、石灰石浆液制备系统、脱水系统、石膏脱水再生系统等部分组成。
其工作原理是将排放的烟气经过脱硫塔，利用石灰石浆液中的Ca(OH)2与SO2反应生成CaSO3、CaSO4等沉淀物，并将烟气中的SO2、NOx 等有害物质吸收、氧化、转化成固体废物，然后通过脱水系统将脱硫脱水产生的石膏脱水，达到排放标准后进行再生利用。
二、系统运行优化1. 设备优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统中的关键设备包括脱硫塔、搅拌器、脱水设备等，对于这些设备的工作状态进行优化是系统运行优化的重要环节。
首先要做好设备的定期维护保养工作，保证设备的正常运行和使用寿命。
其次是对设备进行技术改造和升级，采用先进的技术手段完善设备功能，提高设备的稳定性和耐久性。
还要加强对设备运行数据的监测和分析，及时发现并处理设备运行中的问题，保障系统的平稳运行。
2. 工艺优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统的工艺优化主要包括石灰石浆液制备、脱硫反应、石膏脱水等环节。
在石灰石浆液制备过程中，应注意石灰石粉末与水的比例、搅拌速度、搅拌时间等参数的调整，以保证制备出浆液的浓度和稳定性。
在脱硫反应过程中，应根据烟气中SO2、NOx的含量和流速等参数，调整脱硫塔中浆液的供应量和分布方式，实现对有害物质的高效吸收和转化。
在石膏脱水环节，应根据脱水设备的特性，合理控制脱水速度和温度，提高脱水效率和质量。
3. 能耗优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统的运行中涉及大量的能源消耗，包括水泵、搅拌器、脱水设备等设备的驱动能耗，石灰石浆液制备、脱硫反应、石膏脱水等过程中的能量消耗等。
湿式石灰石／石灰-石膏烟气脱硫的发展及展望
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湿式石灰石-石膏法烟气脱硫的探讨
２ ６ 幕１期 ０ 年 ０ ０
《 贵州 电力技 术》
（ 总第 ８ 期 ） ８
湿式 石灰石 一石膏法烟气脱硫 的探讨
贵州 电力设计研究 院 靳文远 ［５０２ ５００ ］
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１９ 年 中 国 Ｓ ２ 放 量 超 过 美 国排 名 世 界 第 ９８ ０排
分 和广泛 的应用 。湿 式石灰 石 一石膏 法 烟气脱 硫 工
１吨
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下面以野马寨电厂脱硫工程为例来说明此二次
污染 的危害 。野 马 寨 电厂 是 ３台 ２０Ｍ 机 组 ， ０ Ｗ 该
艺脱硫效率高达 ９ ％以上 ， ５ 对于减轻烟气 中的 Ｓ ２ ０ 污染起到了一定作用 ， 但在治理了烟气 中的 Ｓ２ ０ 污 染的同时 ， 又新增 了大气 中 ｃ ２ ０ 的排 放 ， 产生 了新 的污染。下面我们将从湿式石灰石 一 石膏法烟气脱
一
量， 已远远超过大 自然通过植物光合作用及海水吸 收化解 的能 力 。研 究 表 明 ， 氧 化碳 一旦 排 放 到 大 二
气 中 ， 长可 生 存 ２０年 的时 间。二 氧 化 碳 长 期 过 最 ０
部分 Ｈ Ｏ 一 吸 收塔 喷 淋 区被 烟 气 中的氧 所 Ｓ 在
氧化 ， 其它 的 Ｈ 一 反 应 池 中被 氧 化 空 气 完 全 氧 Ｓ 在 化， 反应如 下 ：
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《 州电力技 术》 贵
石灰石-石膏湿法脱硫
石灰石—石膏湿法烟气脱硫一、简介排放量的目标,我国将持续开展节能降耗,为保护环境,实现我国政府控制SO2研究推广高效减污燃烧装置,开发清洁能源,推行区域集中供热和热电联供,改变目前煤炭利用效率低的现状。
同时,我国将扩大原煤洗选比例,开发高硫煤洗选脱硫技术和装备,研究微波脱硫和磁分离脱硫技术和装备以及生物脱硫技术,进一数量。
步研究煤炭液化和气化技术,降低进入烟气中的SO2近年来，我国电力工业部门在烟气脱硫技术引进工作方面加大了力度，对目前世界上电厂锅炉较广泛采用的脱硫工艺都有成功运行工程，主要有湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。
下面重点介绍一下石灰石/石灰－石膏法烟气脱硫二、国内外对于石灰石—石膏湿法脱硫国内外的现状据全球统计,80%的脱硫装置采用石灰石(石灰)—石膏湿法,10%采用喷雾干燥法(半干法),10%采用其它方法。
湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术,吸收剂价廉易得、副产物便于利用、煤种适应范围宽,并有较大幅度降低工程造价的可能性。
目前单机容量在200MW以上的火电机组容量占火电总装机容量的55%。
高参数、大容量火电机组是当前和今后相当长时间内火电发展的方的关键,而湿法向,因此,大机组脱硫是火电厂脱硫的工作重点,是控制火电厂SO2脱硫工艺是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺,所以,应重点发展湿法脱硫技术。
龙源电力集团,引进德国斯坦米勒公司湿法脱硫技术,成立了具备总承包能力的工程公司,希望形成每年2000MW烟气脱硫装置的能力,即为一例。
烟气循环流化床脱硫工艺脱硫效率高,建设投资较省,占地面积较少,在能满足高品位石灰供应和妥善处理脱硫灰的条件下,具有较好的发展前景,尤其是适用于中小机组和老机组的脱硫改造。
喷雾干燥法脱硫、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫、海水脱硫、电子束脱硫等脱硫工艺在国内已有示范项目,可结合当地实际情况论证,合理选用。
对于海水脱硫法,在有条件的沿海电厂应用是很好的,此法无任何添加剂和副产品,系统简单,运行可靠,脱硫效率高,投资运行费用较低,漳州后石电厂2台600MW,深圳西部电厂1台300MW已运行,运行状况良好,值得借鉴前世界上烟气脱硫工艺方法较多，这些方法的应用主要取决于锅炉容量和调峰要求、燃烧设备的类型、燃料的种类和含硫量的多少、脱硫率、脱硫剂的供应条件及电厂的地理位置、副产品的利用等因素。
我国石灰石-石膏法烟气脱硫存在的问题及对策建议
我国石灰石-石膏法烟气脱硫存在的问题及对策建议摘要：我国的大气污染现状属典型的煤烟型污染，以粉尘和酸雨危害最大，而酸雨的问题实质就是二氧化硫污染问题。
近几年，随着我国经济实力的逐步增强和环境标准渐趋严格，我国治理二氧化硫污染的力度不断加大，其中，石灰石-石膏法烟气脱硫技术是控制酸雨和二氧化硫污染的最为有效的和最成熟的技术手段。
本文将对该脱硫技术的工艺流程进行简单介绍，并对目前存在的问题及对策建议进行分析。
关键词：烟气脱硫系统；系统流程；存在问题；对策建议我国火电厂以燃煤型为主，燃煤造成的污染占中国烟尘排放的70%、二氧化硫排放的85%、氮氧化物排放的67%以及二氧化碳排放的80%。
同时,燃煤污染物的扩散范围可达数千公里，对雾霾的产生影响很大，而且，燃煤排放的二氧化硫是产生酸雨的主要原因之一。
目前，我国酸雨正呈蔓延之势，是继欧洲、北美之后的世界第三大重酸雨区。
全国1/2以上的城市降水年均pH值低于5.6，酸雨覆盖面积已占国土面积的30%以上。
控制火电厂的二氧化硫排放已成为我国控制大气污染的重中之重。
实践表明，石灰石-石膏法烟气脱硫工艺是目前应用较广泛，效果较好的技术之一。
1.石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺概述石灰石-石膏法烟气脱硫工艺是采用石灰石或石灰作为吸收剂(其中石灰石磨成粉状与水搅拌制成吸收浆液)同锅炉尾部烟气在喷淋吸收塔内接触反应，使浆液中钙同烟气中二氧化硫反应生成石膏(脱硫石膏浆经脱水后再回收)同时去除烟气中部分其他污染物，如粉尘，HCl，HF，SO3。
同大量浆液接触的烟气经吸收塔后水蒸汽达到饱和，经下游烟气加热器加温后排至烟囱。
石灰石-石膏法脱硫工艺由以下几方面组成：1. 1吸收剂制备系统吸收剂可釆用粉状石灰石或块状石灰石。
若釆用粉状石灰石，粒径要求250目(或325目)90%以上的过筛率，吸收剂制备系统通常采用连续制浆，主要有石灰石储仓、螺旋给料机、皮带输送机、石灰石浆液箱等。
石灰石粉由汽车运至厂内石灰石粉仓内，再由螺旋给料机和皮带输送机送到石灰石浆液箱中制浆，然后经石灰石浆液泵送至吸收塔。
湿式石灰石—石膏法烟气脱硫工艺
系统构成（一）
石灰石制备系统：由石灰石粉料仓、石灰石磨机及 测量站构成。 吸收塔：由洗涤循环系统÷除雾器和氧化工序组成 的吸收塔。 烟气再热系统（可选） 脱硫风机 石膏脱水装置：由水力旋流分离器、真空皮带过滤 机和储存系统组成。
系统构成（二）：石灰石制备系统
细度要求：90％通过325目筛（44微米）或250 目筛（63微米）。 纯度要求：石灰石含量大于90％。 可磨性也有一定的要求。 简介：将石灰石粉由罐车运到料仓储存，然后通 过给料机、输粉机将石灰石粉输入浆池，加水制 备成固体含量分数为10％—50％的浆液。
系统构成（六）：吸收氧化系统
双空心锥切线形 这种喷嘴就是在一个空心锥切线腔体上设计两个喷孔， 在吸收塔中，一个喷孔向上喷，另一个向下喷，这 种喷嘴允许通过的颗粒尺寸为喷孔直径的80％－100 ％。BETE的DTH系列为双空心锥切线设计的喷嘴， DTH系列喷嘴也可以采用氮连接炭化硅陶瓷材料制造。
湿式石灰石—石膏法烟气脱硫工艺
石灰石—石膏法烟气脱硫系统
湿式石灰石—石膏法脱硫工艺发展历程 石灰石脱硫工艺的化学原理 石灰石脱硫系统构成 湿式烟气脱硫工艺设计参数
湿式石灰石—石膏法脱硫工艺发展历程
湿式脱硫工艺的发展史 石灰石石膏湿法脱硫发展的几个阶段 目前比较先进的几种石灰石石膏湿法脱硫工艺 石灰石石膏法烟气脱硫在我国的发展
系统构成（三）：吸收氧化系统
填料塔 填料塔是由日本三菱重工开发，采用塑料隔栅作填 料，相对延长了气液两相的接触时间，从而保证较 高的脱硫率。隔栅填料塔为顺流或逆流，顺流时的 空塔气速约4—5米/秒，与逆流塔相比结构紧凑。压 降因隔栅填充高度而异。
系统构成（三）：吸收氧化系统
湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术应用
及框架不 能用 角钢 、 槽钢 、 钢 ， 圆钢 、 工字 应用 方 钢为主 ， 接管不能用焊接 ， 外 要用法兰连接 。５ ） 选择合理的防腐材料 。 ３湿式石 灰石一 膏法烟气脱硫 技术影 响 石 因子分析 湿 法烟气脱硫工艺 中， 吸收塔循环浆液 的 Ｐ Ｈ值 、 液气比 、 烟气速度 、 烟气温度等参数对 烟 气脱硫 系统 的设计和运行影响较大 。 ３ ． １吸收塔洗 涤浆液 的 Ｐ Ｈ 吸收塔洗 涤浆 液中 Ｐ Ｈ值 的高低直接影 响 ｓ ０ 的吸收率及设 备 的结垢 、 腐蚀程 度等， 而且 脱 硫过程的 Ｐ Ｈ值是在 一定 范围内变化 的。长 期的研究 和工程实践表明’ 湿法烟气脱硫 的工艺 系统一般要求洗涤浆 液的 Ｐ Ｈ值控制在 ５ 之 间。 Ｈ值越高 ，Ｏ 的吸ｔ￣ 好但 Ｐ Ｐ Ｓ Ｌ ｑ ． Ｈ值高时排 出的石膏浆液 中石灰石的含量也增加 了， 直接导 致的后果是系统吸收剂利用率降低 。一般来讲 Ｐ Ｈ越低 则石灰 和石灰 石的溶 解越好 ， 可此 时 Ｓ Ｏ 的吸收速率会变慢， 而且 Ｐ Ｈ值 过低的浆液 会对系统设备产生较严重的腐蚀 。 ３ ． ２液气比 液气 比（ ） Ｉ 是指与流经吸收塔单位体积烟 气量相对应 的浆 液喷淋量 。它决定酸性气体 吸 收所需要 的吸收表面。在其它参数恒定 的情况 下提高 液气 比相 当于增 大了吸收塔 内的喷淋密 度使液气 间的接触面积增大， 传质单元数将 随之 增大脱 硫效率也将增大 。要提高吸收塔 的脱硫 效率提 高液气 比 是—个重要的技术手段。但是 液气 比太大 ， 停 留时 间有所减少 ； 液体 而且循环 泵流量增大塔 内气体流动阻力增大使风机耗能 增 大投 资和运行费用相应增加。 在实 际工程中， 允许最小 的液气 比由吸收剂浆液特性 、 控制结 垢 和堵 塞决定 。石灰石法喷淋塔 的液气 比一般
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理是一种常用于烟气脱硫的方法。
它基于石灰石（CaCO3）与烟气中的二氧化硫（SO2）反应生成石膏（CaSO4·2H2O）的化学原理。
该工艺主要包括石灰石粉碎、石膏湿法吸收、石膏浆液处理及循环系统等步骤。
首先，石灰石经过粉碎成为合适的颗粒大小。
然后，烟气通过脱硫塔，与石灰石颗粒接触，其中的SO2与石灰石中的CaCO3反应生成钙亚硫酸钙（CaSO3）。
接着，钙亚硫酸钙在脱硫塔中的湿环境下与氧气氧化为石膏（CaSO4·2H2O）。
石膏与水形成的浆液通过脱硫塔下部的排出管道排出。
为了保持反应的持续进行，石膏浆液需要循环使用。
因此，排出的石膏浆液经过处理后，再被送回脱硫塔进行再次使用。
处理包括石膏浆液的浓缩、滤液的回收以及过滤液的处理等步骤。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的原理是利用石灰石作为反应剂，将烟气中的二氧化硫与石灰石反应生成石膏，从而达到脱硫的目的。
石膏是一种无害且可以回收利用的产物，因此该工艺具有环保和资源利
用的双重优势。
总结起来，石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺原理是通过石灰石与烟气中的二氧化硫反应生成石膏，再将石膏浆液进行循环利用，以达到脱硫的效果。
这种工艺在工业生产中被广泛应用，为减少大气污染做出了重要贡献。
我国燃煤电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的现状及发展趋势
煤炭在我国的能源结构 中 占据 主导地位 ， 当前煤炭消费量约 占 程 ， 大大增强 了气液传质。 次能源总消费量 的 ７ ０ ％Ｉ ” ， 而且在未来 相当长的一段 时间内 ， 燃煤 ２ ． ３ 德 国 比 晓芙 公 司 的 喷 淋塔 火力发电仍将 占据发 电领域 的主导地位。 我国燃煤中的硫含量普遍 德 国 比 晓 芙 公 司采 用 吸 收 塔 浆 池 分 区设 计 和 脉 冲 悬 浮 系 统 两 较高 ，二氧化硫排放量早 在 １ ９ ９ ５年就超过美 国排名世界第一 。 目 种技术。吸收塔 浆池 分区设计 是将 浆池水平分成上下两个不 同 ｐ Ｈ 前 ，对燃煤 电厂排放烟气 的二氧化硫治理 以湿法烟气脱 硫技术 为 值 区域 ， 上部 ｐ Ｈ较低 ， 利于进行氧化反应 ， 下部 区域 由于有新鲜石 主， 主要有 ： 石灰石 一石膏法 ， 海水脱硫法 、 氧化镁 法 、 双碱法 和氨 吸 灰石浆液的加入 ， ｐ Ｈ值稍 高 ， 通过循环泵将该 区域 内的浆液 打到喷 收法等 ， 而石灰石 一石膏法在 国内应用最广［ ３ １ 。 淋层再 向下喷出与烟气进 行接 触 ， 有利于提高烟气脱硫效率 。采 用 １石灰石 一石膏湿法烟气脱硫技术概述 脉 冲悬浮系统替代搅拌器冲洗喷淋塔的池底 ， 可减 少石 膏沉降和结 石灰石 一 石膏湿法烟气脱硫技术是当前最成熟 、 运行最稳定 和 垢堵塞 ， 长期停运之后可 以无故障启 动。 最可靠 的脱硫工艺 ， 基本上是 国内新改建燃煤 电厂烟气脱硫 的首选 ２ ． ４美国 Ｂ ＆ Ｗ 公 司的喷淋塔 技术 ， 脱硫效率通常可达 ９ ５ ％。 其工艺系统主要包 括烟气 系统 、 二 氧 美国Ｂ ＆ Ｗ 公 司在喷淋塔 内采用 了合金托 盘技术 ，托盘安装 在 化 硫吸收 系统 、 石灰 石浆液制 备系 统 、 氧化空 气系统 、 石 膏脱水 系 喷淋层下方 ， 浆液下落时形成 持液层 ， 烟气以鼓泡形式 向上通 过持 统、 供水 系统 、 废水处理系统、 压缩空气系统 、 浆液排空及回收系统 。 液层 ， 极大增 加了气液扰动 ， 减少 了气液膜传质阻力 ， 从 而显著增强 该技术 以石灰石磨成 的细小 粉末与水 混合制成 石灰石浆液 作 气液两相 间的传质 。 为二氧化硫 的吸收剂 ， 其与二氧化硫的反应机理 如下嗍 ： ２ ． ５国电清新环保公 司的喷淋塔 吸收反应 ： Ｓ Ｏ ２ （ ｇ ） － ＋ Ｓ ０ ２ （ １ ） ； Ｓ Ｏ ２ （ １ ） ＋ Ｈ ２ Ｏ —Ｈ ２ ｓ ０ ３ 一Ｈ＋ ＋ Ｈ ｓ ０ 一２ Ｈ＋ ＋ 国电清新环保公司在喷淋塔内采用旋汇耦合 器技 术 ， 旋 汇耦合 ＳＯｓ ２ － 器安装在最底层 喷淋层下方 ， 产生气液旋转 翻腾 的湍 流空间 ， 大大 溶解反应 ： Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ ｓ ）＋ Ｈ ＿ ＋ Ｃ ａ ２ － ＋ ＨＣ Ｏ 一 降低气液两相 的传质阻力 ， 极大提高 了传质速率。 中 和反 应 ： Ｈ Ｃ Ｏ ３ ＿ ＋Ｈ Ｈ ２ ｏ ＋ ｃ ｏ ２ （ ｇ ） ３石灰石 一石膏湿法烟气脱硫技术的发 展趋 势 氧化反应 ： Ｈ Ｓ Ｏ ３ － ＋Ｉ １ ２ ０ ２ － － ＋ Ｈ ＋ ＋Ｓ ０ ； Ｓ Ｏ １ ／ ２ ０ ２ － － ＋ Ｓ ０ Ｚ － ２ ０ １ １ 年我国颁 布了 Ｇ Ｂ １ ３ ２ ２ ３ — ２ ０ １ Ｉ《 火电厂大气污染物排放标 结 晶反 应 ： Ｃ ａ ２ － ＋Ｓ ０ ４ ２ － ＋２ Ｈ ２ ０ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ４ ・ ２ Ｈ ２ ０ （ ８ ） 准》 ， 对二氧化硫排 放限值提 出了更 高要求 ， 并规定 自 ２ ０ １ ４年 ７月 上述反应过程 ， 可 以用下面 的总反应方程式来概括 ： １日起 全面实施 。国家发改委 、环保部及能源局 于 ２ ０ １ ４年 ９月 １ ２ Ｃ ａ Ｃ Ｏ ３ （ ｓ ） ＋Ｓ ０ ＋１ ／ ２ ０ ２ ＋ ２ Ｈ ２ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ４ ・ ２ Ｈ ２ ０ （ ｓ ） ＋Ｃ Ｏ ２ （ ｇ ） １ ３ 下发 了关于《 煤电节能减排升级与改造行 动计 ￣（ ２ ０ １ ４ — ２ ０ ２ ０年） 》 该技术脱硫效率高 、 煤种适用范 围广 、 运行稳定可靠 、 吸收剂原 通知 ， 要求燃煤发 电机组 要尽快实现超净排 放 ， 其 中二氧化 硫排放 料 成本低廉且利用 率高 ， 但 设备 占地面积大 、 初 次投资 以及后 续运 浓度 不高 于 ３ ５ ｍｇ ／ Ｎ ｍ 。燃烧 中高 硫煤 电 厂的脱 硫 效率必 须 达 到 营成本高 、 废水排放量大且难 于处理 、 系统易腐蚀磨损 易结垢 、 副产 ９ ９ ％以上才能达标 ， 目前 国 内广泛使 用的喷淋空 塔脱硫效 率仅 在 物石膏较难处理 。 ９ ５ ％左 右 ， 各大环保公 司都正在急于或者 已成功研发 出 了自己的高 ２ 石灰石 一石膏湿法烟气脱硫技术的现 状 效石灰石 一石膏湿法烟气脱硫技术 ， 为抢 占脱硫市场创造先机 。 石灰石 一石膏 湿法烟气脱硫 系统 中典型脱 硫塔型 主要 有填料 目前 ， 国内实现高效石灰石 一石膏湿法烟气脱硫 主要有三种技 塔、 鼓泡塔 、 喷淋塔和液柱塔 。填料塔是最早 的脱硫塔 型 ， 系统阻力 术途径 ： 一是优化 改进喷淋塔 ， 采取优化 喷淋塔 的结构 和喷淋层 布 很 大且极 易堵塞 ， 目前已不采用 。 鼓泡塔具有塔 内布局复杂 、 安装难 置 、 使用更高效 的喷嘴 、 加装 强化气液传质构件 等来提 高塔 内烟气 度大 、 阻力大等缺点 ， 目前很少用。 而三菱重工近年来 开发 的液柱塔 流场 的均 匀度 和增强气液两相 间的传质等技术措 施 ，投 资成本较 虽然技术 比较先进 ， 应用潜 力较 大 ， 但还有待完善 。 喷淋塔是 目前 的 低 ， 尤其适合对 现有喷淋塔进行改 造 ； 二是使 用单塔双循 环技术 或 主流塔型 ， 具有脱硫效 率高 、 塔 内构件少 、 阻力低等显 著优点 ， 但也 者双塔双循环技术 ，实现对脱硫反应 过程 进行 分步和精细控制 ， 但 存在着塔内烟气分布不均和塔结构较大的缺点。 喷淋塔作 为二氧化 成本较高 ， 运行操作复杂 ； 三是 当燃煤 的含硫量很 高时 ， 两种技术结 硫脱除的直接 反应场所 ， 是湿法脱硫 系统 中的最关键设备。 合使用 。 目前市场上的石灰石 一石 膏湿法 烟气脱 硫技 术大同小异 ， 最 大 结 束 语 的不同在于喷淋塔 。 很 多主流环保公 司的脱硫喷淋塔均有各 自独特 随着环保形势愈来愈严峻 ， 燃煤 电厂未来 面临的政策 限制将会 之处 ： 愈趋严格 ， 超净排放甚至趋零排放 已无法避免 ， 因此 ， 发展更加 高效 ２ ． １ 法国Ａ Ｌ Ｓ Ｔ Ｏ Ｍ公 司和美 国 ＭＥ Ｔ公司的喷淋塔 的石灰石 一石膏湿法烟气脱硫技术势在必行 。 法国Ａ Ｌ Ｓ Ｔ Ｏ Ｍ公 司在喷淋塔 的每 层喷淋层下方 的塔 壁周 围都 参考文献 安装性能加强环 ，而美 国 Ｍ Ｅ Ｔ公司将性能加强环用液体再分配器 ［ １ 】 刘 志勇， 陈建 中． 中国湿法烟 气脱硫技 术现状 和前景展 望ｌ Ｊ １ ． 云南 来替代。两者结构形式类似 ， 作用都是防止烟气沿塔壁逃逸 和提 高 环境科 学， ２ ０ ０ ４ ， ２ ３ （ 增刊 １ ） ： １ ４ ７ — １ ４ ９ ． 浆液利用率 。 【 ２ 】 陈俊峰 ， 黄振 仁 ， 廖传 华． 烟气脱硫 在我 国的发展现状及研 究进展 ２ ． ２ 美国 Ｄ ｕ ｃ ｏ ｎ 公 司的喷淋塔 ［ Ｊ ］ ． 电站 系统 工 程 ， ２ ０ ０ ８ ， ２ ４ （ ４ ） ： ４ — ６ ． 美国Ｄ ｕ ｃ ｏ ｎ公司在喷淋塔内安装有文丘里棒栅层 。 一方面能对 ［ ３ ］ ｚ 月平 ． 湿 法烟 气脱 硫 系统吸 收塔 优 化 设 计 研 究【 Ｄ 】 ． 保定： 华北 电 烟气 进行 有效地整 流 ， 有利 于塔内气液丽相 间的传质反应 ； 另一方 力大学 ， ２ ０ ０ ９ ． 面由于烟气通过文丘里棒栅层时会产生强烈 的文丘里效应 ， 形成一 【 ４ 】 张彦峰 ， 沈天 临， 任 国柱 ， 徐 军营． 国 内外主 流烟 气脱硫技 术现状 定高度 的持液层 ， 将常规 的“ 气包液” 传质 过程 变成 “ 液包气 ” 传质过 及 发展 趋 势 ｆ Ｊ 】 ＿ 辽 宁城 乡环境 科 技 ， ２ ０ ０ ４ ， ２ ４ （ ５ ） ： ５ ３ — ５ ６ ．
我国的几种烟气脱硫技术
我国的几种烟气脱硫技术作者: liangjing | 查看: 0次我国目前的经济条件和技术条件还不允许象发达国家那样投入大量的人力和财力，并且在对二氧化硫的治理方面起步很晚，至今还处于摸索阶段，国内一些电厂的烟气脱硫装置大部分欧洲、美国、日本引进的技术，或者是试验性的，且设备处理的烟气量很小，还不成熟。
不过由于近几年国家环保要求的严格，脱硫工程是所有新建电厂必须的建设的。
因此我国开始逐步以国外的技术为基础研制适合自己国家的脱硫技术。
以下是国内在用的脱硫技术中较为成熟的一些，由于资料有限只能列举其中的一些供读者阅读。
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% 。
旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。
与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。
脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。
脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。
为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统运行优化
石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统运行优化石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统是目前工业中常用的一种环保设备，它可以有效地将燃煤、燃油等化石燃料燃烧后产生的二氧化硫和烟尘等有害气体和颗粒物去除，从而达到净化大气、保护环境的目的。
本文将从石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统的基本工作原理、运行优化方面进行讨论，以期提高系统运行效率，降低运行成本，保障环境保护效果。
一、基本原理石灰石-石膏湿法烟气脱硫脱水系统是利用石灰石和石膏的化学反应来完成烟气脱硫和脱水的过程。
其基本原理可以分为两个步骤：烟气脱硫和烟气脱水。
在烟气脱硫过程中，石灰石和二氧化硫发生化学反应生成硫酸钙。
反应方程式如下：CaCO3 + SO2 + 1/2O2 + H2O → CaSO4•2H2O + CO2在这个反应中，石灰石和二氧化硫在氧气和水的作用下生成了硫酸钙和二氧化碳。
其中二氧化硫是从燃料燃烧后产生的，是一种有害气体，能够造成大气污染和酸雨，而硫酸钙是一种可固化的物质，可以被收集和处理。
在烟气脱水过程中，烟气中的水蒸气通过冷却和洗涤的方式被去除，从而达到脱水的效果。
系统工作中，需要将高温的烟气通过冷却器降温，使其中的水蒸气凝结成液体水，然后通过水洗器进行进一步洗涤，最终将水分去除。
二、运行优化1. 增加石灰石喷射量石灰石喷射量是影响系统脱硫效率的重要参数之一。
通过增加石灰石喷射量，可以提高烟气中二氧化硫的吸收率，从而提高系统的脱硫效率。
在增加石灰石喷射量时需要考虑到石灰石的成本和清灰处理成本，以及系统的处理能力，不能盲目增加喷射量而导致其他问题的产生。
2. 合理控制冷却器温度冷却器温度是影响烟气脱水效果的关键参数。
在系统运行中，需要合理控制冷却器温度，使得烟气中的水蒸气能够充分凝结成液体水，从而便于后续的洗涤和去除。
合理控制冷却器温度还能够降低系统的能耗，并提高系统的稳定性和可靠性。
3. 定期清理水洗器水洗器是烟气脱水系统中重要的设备，定期清理水洗器是保证系统正常运行的关键环节。
脱硫发展趋势
脱硫发展趋势一、多元化技术应用目前，常见的脱硫技术包括石灰石石膏法、氨法、双碱法、海水脱硫等。
从环保、经济和可持续性方面考虑，脱硫技术应该朝向多元化发展。
通过利用微生物对多污染物联合污染的脱除作用，实现复合材料的制备和再生资源的开发，将环保与经济效益相结合。
二、低成本高效脱硫材料的研发脱硫材料的研发是脱硫技术的关键。
传统的脱硫材料价格高、效率低，导致成本高昂。
研发低成本、高效的脱硫材料非常重要。
通过利用天然多孔材料、无机土壤、能活化纳米材料、固态水处理剂等材料，能够在环境友好的条件下完成脱硫和除尘，同时也能够提高脱硫材料的剂量和处理效率。
三、脱硫技术智能化和网络化脱硫技术智能化和网络化是未来发展的趋势。
通过智能化技术能够建立线上监控系统、实时掌握污染物的情况，及时进行脱硫调整和处理。
网络化方式将不同处理设备连接到一起，彼此可以交流信息，实现高效的脱硫处理。
四、绿色脱硫技术的开发与推广传统的脱硫技术一般采用化学试剂或物理处理方法，会产生二次污染和资源浪费，因此绿色脱硫技术的开发和推广刻不容缓。
通过电化学脱硫、生物脱硫、太阳能辅助脱硫等方法，都可以实现绿色、环保、高效的脱硫，同时也减少了对环境、资源、能源的浪费。
脱硫技术的发展离不开科技创新和环保理念的引领。
未来，随着原料加工、能源生产、工业废水排放、环境污染等问题的加重，脱硫技术将在全球范围内得到广泛应用，同时也将不断创新和进步。
在国内，受环保政策的推动以及加入《巴黎协定》的要求，脱硫技术在煤电行业中的应用越来越普遍。
为了降低煤电企业的污染物排放，并不断推进脱硫技术的创新和发展，政府加大对脱硫技术的支持，同时也促使企业通过不断的技术革新降低脱硫成本，提升经济效益和市场竞争力。
一、加强对技术创新的投入和研发在当前的科技创新浪潮中，企业应该加强对脱硫技术的投入与研发，尤其是对绿色脱硫技术的研究。
绿色脱硫技术是指利用生物、光化学、电化学、等新型能源，实现高效、环保的脱硫处理。
石灰石—石膏湿法脱硫工艺应用分析
石灰石—石膏湿法脱硫工艺应用分析1. 引言1.1 概述石灰石—石膏湿法脱硫工艺是一种有效的烟气脱硫方法，通过将石灰石浆液与烟气接触，利用石膏吸收烟气中的二氧化硫，将其转化为硫酸钙沉淀，从而实现烟气中二氧化硫的去除。
这种工艺在煤电厂、钢铁厂等行业中得到广泛应用，被认为是目前较为成熟、经济、环保的脱硫技术之一。
通过石灰石—石膏湿法脱硫工艺，可以有效降低烟气中二氧化硫的排放浓度，达到国家和地方对大气污染物排放标准的要求。
与传统的干法脱硫相比，湿法脱硫具有更高的脱硫效率、更广泛的适用范围和更低的运行成本，逐渐成为烟气脱硫处理的主流技术之一。
在当前全球环境保护日益重要的大背景下，石灰石—石膏湿法脱硫工艺的应用前景十分广阔，将对环境保护和可持续发展产生积极影响。
1.2 研究背景燃煤和其他化石燃料的使用不仅会释放大量的二氧化硫等有害气体，还会对大气环境造成严重污染。
硫化物的排放不仅会直接导致光化学烟雾、酸雨等环境问题，还会对人体健康和生态系统造成伤害。
减少硫化物的排放成为当今环保领域的紧迫任务之一。
石灰石—石膏湿法脱硫工艺是目前比较成熟和广泛应用的脱硫技术之一。
其原理是通过将石灰石和石膏作为脱硫剂，在湿法条件下与燃烧产生的二氧化硫进行反应，将二氧化硫转化为硫酸钙沉淀而实现脱硫的目的。
该工艺已在许多火力发电厂、冶金企业等领域得到应用，取得了显著的降低硫化物排放、改善环境质量的效果。
通过对石灰石—石膏湿法脱硫工艺的研究和应用分析，可以更好地了解其工作原理、技术优势、应用案例以及存在的问题，为今后进一步完善和推广该技术提供参考和指导。
1.3 研究意义石灰石—石膏湿法脱硫工艺在大气污染治理中具有重要意义。
随着工业化进程的加快和环境污染的加剧，硫氧化物排放成为了一个严重的环境问题。
硫氧化物会导致酸雨的形成，对土壤、水体和植被造成严重危害，危害人类健康。
开展石灰石—石膏湿法脱硫工艺的研究具有非常重要的意义。
研究石灰石—石膏湿法脱硫工艺可以有效降低工业排放的硫氧化物含量，减少大气污染物的排放对环境的破坏，保护生态环境，改善人类居住环境。
科技成果——燃煤电站锅炉石灰石、石灰-石膏湿法烟气脱硫技术
科技成果——燃煤电站锅炉石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫技术成果简介燃煤电站锅炉石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫技术是目前世界上最成熟、实用业绩最多的一种烟气脱硫工艺，其主要原理在于采用石灰石（或石灰）作为脱硫吸收剂，在吸收塔内，吸收剂浆液与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫（SO2）与浆液中的碳酸钙（或氢氧化钙）以及鼓入的空气中的氧化进行化学反应从而被脱除，最终脱硫副产物为二水硫酸钙即石膏，经脱水装置脱水后可抛弃，也可以石膏形式回收。
该脱硫方法最早于1909年由美国Eschellman首先提出，20世纪70年代中后期才开始逐步在美国、德国、日本等发达国家和地区得到规模化推广应用；而我国在20世纪90年代中后期开始引进发达国家的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。
随后国家科技部、环保部、财政部等有关部门在政策、项目和资金上给予了大力支持，特别是“十五”、“十一五”以来，在系列国家863计划课题、国家科技支撑计划课题等国家科技计划项目的连续资助下，国内多家单位通过自主研发和引进、消化吸收、再创新，在脱硫效率、吸收剂品质适应性、煤质和硫份适应性等多方面取得突破，使燃煤电站锅炉石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术及其标准化、产业化取得了重大进展，形成了一批创新性突出、具有自主知识产权、技术水平高、国际竞争力强的科技创新成果，如“大型火电厂烟气脱硫脱硝成套关键技术的开发与应用”获2006年国家科学技术进步奖二等奖，“湿法高效脱硫及硝汞控制一体化关键技术与应用”获2012年国家科学技术进步奖二等奖等，并解决了其工艺设计、设备成套和运行规范化等问题，提高了脱硫设施工程建设质量和运行管理水平，其投运装机容量从2006年的9642.6万千瓦到2012年底已超过了5.7亿千瓦（占脱硫总装机容量85%以上）。
该技术研究成果为我国电力行业“十一五”SO2减排任务的提前完成发挥了重要作用，也为“十二五”SO2减排约束性指标的实现提供了强有力的技术支撑。
石灰石脱硫
石灰石脱硫石灰石-石膏法副产脱硫石膏现状(2021-5-99:28:33)转载于《人民日报》标题：“专家呼吁警惕脱硫石膏成为环境新杀手”记者：宜君本报讯大气污染严重破坏生态环境和危害人体呼吸系统及心血管身心健康，加强癌症发病率，甚至影响人类基因导致遗传疾病，这就是人所共知的。
而导致二次污染的烟气石膏大量堆满水解对环境和人体的危害却往往被人们所忽略。
存有专家敦促，如果湿式“石灰石－石膏法”稳步做为未来烟气烟气主导工艺的话，烟气石膏贻患必将沦为继在二氧化硫、氮氧化物后的又两大污染源。
目前我国烟气脱硫采用的是工业化比较成熟和应用广泛的湿法脱硫工艺。
但是，这种“石灰石－石膏法”湿法脱硫工艺产生的后果就是脱硫石膏大量堆放、分解造成二次污染，对气候、土壤、植物和人类健康带来危害。
另外，许多化工企业生产过程中的副产石膏早已积弊为患。
预计到2021年，脱硫石膏和化工副产品石膏将超过1亿吨。
这些脱硫石膏无论纯度、抗压抗拉强度、含水率均无法与天然石膏竞争，不得不占用大量的土地作为废料处理。
因此，不用石灰石而改用其他脱硫剂的新方法正在得到推广。
据介绍，我国目前已资金投入运转和即将投产的总容量为2800多万千瓦的火电装机机组须要加装烟气烟气装置，至2021年，至少除了4000万千瓦以上的火电装置机组须要加装烟气烟气装置。
此外，全国各地工矿企业近50万台燃煤炉、18万台工业炉窑、千余家中小型炼钢企业的二氧化硫烟气环境治理也列入有关部门的议事日程。
专家指出，代莱烟气技术具备宽广的市场空间。
转载于《光明日报》标题：“专家认为脱硫石膏污染环境”记者：林讯本报讯环境污染越来越受人们的高度关注。
存有专家指出,如果湿式“石灰石－石膏法”稳步做为未来烟气烟气主导工艺的话,烟气石膏遗患有可能沦为继在二氧化硫、氮氧化物后的又一大污染源。
目前我国烟气脱硫采用的是工业化比较成熟和应用广泛的湿法脱硫工艺。
但是,这种“石灰石－石膏法”湿法脱硫工艺产生的后果就是烟气石膏大量堆满、水解导致二次污染,对气候、土壤、植物和人类身心健康增添危害。
浅谈石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺
浅谈石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺1 绪论1.1烟气脱硫的意义随着城市化、现代化以及工业的发展，国民经济的持续快速发展 ,我国生产生活用电需求量、对能源的需求量也在迅速增长。
能源的大量消耗，将会导致大量SO2及硫的污染物的生成 ,对我们以及我们赖以生存的环境产生了深刻的影响和损害。
目前，随着人们环保意识的增强和国家排污总量收费政策，火电厂大气污染物排放标准等环保政策的强制执行，燃煤电厂SO2排放的治理已势在必行[2]。
能源生产部门既要实施高能高效的生产，同时也要满足该领域的环保指标，承担起经济发展中对环境不可推脱的责任。
烟气脱硫，是一种应对能源燃烧生产中带来的污染的技术。
成功的烟气脱硫技术，为人们在生活与发展中坚持人与自然的和谐提供了技术上的支持；同时也推进在工业、生产等领域的可持续发展。
1.2 石灰石-石膏湿法烟气脱硫概述湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的，经过近三十年的发展，目前它已成为世界上技术最成熟，实用业绩最多，运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫率在90%以上。
该方法脱硫的基本原理是用石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后亚硫酸钙被氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程，副产品石膏可回收利用。
这种脱硫系统是利用石灰石(CaCO3)作为吸收剂，吸收并除去烟气中的二氧化硫(S02)，生成品石膏(CaS04．2H2O)。
采用石灰石-石膏湿法脱硫的优点：1.技术成熟可靠，脱硫效率高达95%以上；2.单塔处理烟气量大，SO2脱除量大；3.适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫；4.对锅炉负荷变化的适应性强；5.备布置紧凑减少了场地需求；6.处理后的烟气含尘量大大减少；7.吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得；8.脱硫副产物（石膏）便于综合利用，经济效益显著。
2 FGD系统分析2.1脱硫工艺流程石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水系统、石灰石浆液制备系统、公用系统、废水处理系统等部分。
石灰石(石灰)-石膏脱硫工艺
石灰石（石灰）-石膏脱硫工艺烟气净化系统一、烟气脱硫工艺的选择当前烟气脱流工艺有上百种，但是真正具有实用价值的工艺不过十几种。
根据脱硫反应物和脱硫产物存在的状态大致可以将脱硫工艺分为干氏、半干氏和湿氏三种。
湿氏工艺已经有五十多年的发展历史，经过不断的改进和完善之后，目前技术比较成熟，而且脱硫的效果良好，机组容量大，运行的费用较低和副产品容易回收等等优势。
目前主要用石灰石、生石灰或碳酸钙作为洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤最终实现去除烟气中的二氧化硫的效果。
湿式工艺主要有石灰石-石膏法、双碱法、氧化镁法石灰石-石膏法是将空气鼓入到吸收塔，从而使亚硫酸钙氧化成石膏，由于空气的鼓入会使料液更加的均匀，后期的脱硫效果较好，堵塞和结垢的几率大为降低。
而且具有运行费用低，生成的副产品石膏财可以再利用。
其不足之处就是系统的管理较为复杂，初期的投资较大。
湿式工艺中使用较多的一种工艺是钠碱双碱法，即采用碳酸钠或者氢氧化钠溶液作为第一吸收液，然后用石灰石或者石灰溶液作为第二碱液，再生后溶液继续循环使用，最后二氧化硫会以硫酸钙或者亚硫酸钙的形式沉淀下来，从而达到去硫的效果。
双碱法是在吸收塔之外生成硫酸钙或亚硫酸钙，因此没有结垢和堵塞的不足。
另外一种湿式工艺是氧化镁法湿式脱硫。
由于我国的氧化镁资源储备丰富，而且可以再生，由于MgO、MnO2、ZnO 对二氧化硫具有很好的吸收功能，氧化镁吸收法中具有代表性的工艺有基里洛法（容易再生MgOx、MnOy）和凯米克法（用MgO 的水溶液[Mg(OH) 2]吸收二氧化硫）。
将氧化镁法应用到锅炉烟气除硫具有成本低，吸收后的高浓度二氧化硫气体财适宜制造硫酸或者固态硫磺，可以实现资源再利用。
上个世纪80年代初，半干式烟气脱硫技术开始应用于供暖锅炉烟气脱硫中，其中最主要的工艺为喷雾干燥法，该除尘脱硫法主要是利用喷雾干燥的原理，当吸收剂在吸收塔内与烟气中的二氧化硫发生化学反应之后，会生成亚硫酸钙固体灰渣，与此同时，烟气热量会传递到吸收剂并使之干燥。
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第24卷,总第139期2006年9月,第5期《节能技术》E NERGY C ONSERVATI ON TECH NO LOGY V ol.24,Sum.N o.139Sep.2006,N o.5湿式石灰石/石灰-石膏烟气脱硫的发展及展望姜 健(哈尔滨岁宝热电股份有限公司,黑龙江 哈尔滨 150000)摘 要:湿式石灰石/石灰-石膏烟气脱硫是目前国内,以及将来大型机组环保中的主要脱硫技术。
该技术从上个世纪70年代开始研发应用,系统经历了三代的发展,吸收塔也经历了喷淋塔、填料塔等多种塔型的不断改进。
作为一种发展较早,技术较成熟的脱硫技术,湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术未来应进一步改进、简化系统,缩小设备,控制二次污染,使脱硫副产物资源化。
关键词:湿法烟气脱硫;石灰石/石灰-石膏法;脱硫塔中图分类号:X70113 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2006)05-0450-05Development and Future of Wet Flue G as Desulfurizationwith Limestone/Lime G ypsum MethodJ I ANGJian(Harbin Shirble E lectric -Heat C o.,LT D.,Harbin 15000,China )Abstract :N owadays and in the future ,wet flue gas desulfurization with limestone/lime -gypsum method is one of the main technologies for large capacity units in China.The technology ,with three generations until now ,was developed in 70s last century ,and is im proved in the desulfurization tower ,from spray tower to packed tower.As an early and well -developed technology ,in the future ,the system and the units should be sim plified ,and the pollutant should be fully used.K ey w ords :wet flue gas desulfurization ;limestone/lime -gypsum method ;desulfurization tower收稿日期 2006-07-12 修订稿日期 2006-08-28作者简介:姜 健(1974～),男,工程师。
1 引言作为煤炭消耗大国,随着煤炭消费的不断增长,S O 2的排放也在逐年递增。
1995年,我国S O 2排放量达到2370万t ,首次超过美国的2100万t ,其中燃煤排放的S O 2已连续多年超过或接近2000万t ,居世界首位〔1,2,3〕。
电力工业是排放S O 2的主要行业〔4〕。
我国电力生产以火力发电为主。
据1999年底的统计,全国发电装机总容量29877万kW ,其中火电机组22343万kW ,占7418%;1999年全国供电煤耗为399g/kW ・h ,全国火电厂每年燃原煤48187万t ,占原煤总产量的40%左右,煤的平均含硫量和平均灰分分别为1105%和26%。
2000年我国S O 2排放总量为1995万t ,其中,火电厂排放637万t ,其他污染源排放679万t 。
到2001年,全国火电装机容量达到25280万kW ,发电量6000kW 以上的电厂,平均供电耗煤为387g/kW ・h 〔5〕,年S O 2排放量占全国总排放量的50%;随着电力工业的发展,预计到2010年,火电厂的S O 2排放量将占全国S O 2排放总量的67%〔6〕。
作为最有效的烟气脱硫方法,湿法烟气脱硫技术是目前在生产中应用最多的脱硫方法。
据国际能源机构煤炭研究组织调查表明,湿法脱硫占世界安装烟气脱硫的机组总容量的85%。
以湿法脱硫为主的国家有:日本(98%)、美国(92%)、德国(90%)等〔7〕。
在湿法烟气脱硫技术的发展历史上,湿式石灰石/石灰-石膏脱硫技术一直都占据着重要的地位,这主要是由于,相对于其他湿法烟气脱硫技术,湿式石灰石/石灰-石膏脱硫技术的洗涤剂———石灰浆液价格便宜,易于获得。
随着湿式石灰石/石灰-石膏脱硫技术的不断完善,该技术已经成为应用最为广泛的烟气脱硫技术。
本文将对湿式石灰石/石灰-石膏脱硫技术的发展历程进行描述,并通过总结现有技术的不足对该技术的前景进行展望。
2 湿式石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺的发展历程 湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫最早由英国皇家化学工业公司提出的。
从二十世纪70年代该技术开始工业性应用以来的三十多年里,针对石灰石/石灰-石膏法脱硫洗涤系统,尤其是脱硫塔容易结垢、堵塞、腐蚀以及机械故障等一系列的弊病,日本、美国及德国对湿法烟气脱硫工艺开展了不间断的深入研究,在解决结垢、堵塞及腐蚀、提高脱硫效率、运行可靠性和降低成本方面有了很大的改进,运行可靠性达到99%。
到目前为止,经过三代的发展,湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术已经成熟,并得到了最广泛的应用。
图1 第一代湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫系统示意图211 湿式石灰石/石灰-石膏法系统的发展概述第一代湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术是70年代初湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫开始工业性应用的技术。
在二十世纪70年代,脱硫主体吸收装置一般由三塔一槽组成,即预洗涤塔、洗涤塔、氧化塔和反应中间储槽。
其工艺流程示意图如图1所示。
由于初期对石灰石/石灰-石膏法的工艺缺乏深入的研究,造成系统复杂、设备占地面积庞大、初期投资高;且结垢、堵塞、腐蚀问题严重,系统安全可靠性差;同时脱硫效率也不高,只有70%～85%。
在这一阶段,为了解决结垢和堵塞问题,出现了双碱法、湿法氧化镁法、钠基洗涤、柠檬酸盐清液洗涤、威尔曼—洛德法等。
此阶段人们对此技术持观望态度,推广应用缓慢。
在80年代初,西方发达国家的S O 2排放标准日趋严格,批准执行S O 2削减计划,促使烟气脱硫技术进一步发展,石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺也得到了较深入的研究和不断的改进。
大约在80年代中期,随着相关配套设施技术的进步,出现了第二代湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术,该技术的吸收装置将预洗涤塔和洗涤塔合二为一,取消了中间储槽,其系统流程示意图如图2所示。
第二代石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术吸收塔使用单塔,塔型设计和总体布局上也有较大进展,工艺过程得到一定简化;同时随着对脱硫工艺过程研究的深入,通过添加添加剂等方法,结垢、堵塞、腐蚀问题有一定的缓解,设备可靠性提高,系统可用率达到97%,湿法石灰石洗涤法脱硫效率提高到90%以上。
图2 第二代湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫系统示意图到了90年代,随着人们对湿式石灰石/石灰-石膏法研究的深入及对吸收塔内结垢机理的充分认识,直接推动了第三代石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术的诞生。
第三代石灰石/石灰-石膏法吸收装置将预洗涤塔、洗涤塔和氧化塔三塔合一,提高了烟速,缩小了塔径,减少了占地面积,其系统流程示意图如图3所示。
第三代石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫技术通过对工艺、设备及系统多余部分的简化,大大降低了脱硫装置的投资费用,初投资费用大约降低了30%～50%;采用就地强制氧化,通过给系统提供石膏晶种,控制系统浆液中石膏的过饱和度,使结垢、堵塞问题基本得到解决,提高了系统的安全可靠性(≥95%);并通过对塔内部件的改进,强化了塔内的气液接触,提高了脱硫效率;同时通过对脱硫副产品回收利用的研究开发,也拓宽了其商业应用的途径〔8〕。
由于湿式石灰石/石灰-石膏法采用的脱硫剂为浆液,脱硫塔容易结垢。
在湿式石灰石/石灰-石膏的发展史上,结垢、堵塞现象一直是人们关注的问图3 第三代湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫系统流程示意图题。
第一代和第二代石灰石/石灰-石膏法脱硫装置采用异地氧化,其吸收塔主体实质上还是在自然氧化环境下运行,吸收剂浆液中的主体是亚硫酸钙,从而无法从根本上克服自然氧化湿法脱硫装置中易结垢、堵塞的问题。
第三代采用就地强制氧化方式,使得吸收浆液中的主体变为石膏晶粒,并通过控制石膏的过饱和度,控制石膏的结晶过程只是在已有石膏晶粒表面发生,从而基本上控制了结垢和堵塞现象。
2.2 湿式石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫吸收塔塔型的发展 湿式石灰石/石灰-石膏常用吸收塔塔型有喷淋塔、填料塔和板式塔等〔9〕。
图4 喷淋塔结构简图喷淋塔结构简单(如图4所示),结垢问题相对较少,故较早的吸收塔采用喷淋塔,但由于当时喷嘴的材料、结构工艺不过关,磨损、腐蚀、堵塞问题严重,影响系统的安全稳定运行;同时喷淋效果差,脱硫效率也不理想。
为了提高系统的稳定性,强化塔内气液接触传质,提高脱硫率,喷淋塔随后逐渐被各种填料塔所代替,如使用拉西环、鲍尔环、丝网、隔栅的填料塔。
填料塔结构如图5所示。
在填料塔内,浆液循环泵将石灰石浆液送到溢流型喷嘴上,浆液溢流到填料上,烟气一般顺流进入吸收塔。
在填料上气流和浆液充分接触传质,完成S O 2的吸收过程。
这些填料塔由于采用耐磨、耐腐蚀的非金属材料,磨损和腐蚀已不是问题,气液传质效果也很好,且采用溢流型喷嘴,循环泵能耗较低。
在湿法脱硫的发展史上,由于堵塞问题较严重,维护困难,填料塔后来被逐步放弃。
由于当前能够做到很好地控制塔内的化学过程,结垢问题已得到解决,因而近年来开始采用双流盘式填料,改善了气、液传质过程,降低塔高和液气比,系统投资也可降低。
图5 填料塔结构简图后来出现了各种板式塔,如筛孔板、穿流栅孔板塔,它们具有空塔速度高、生产能力大、质量小、造价较低、检修维护容易、放大效应不明显等优点。
目前筛孔板在镁法和海水脱硫工艺中应用较广。
只要筛孔板设计适宜,即使使用石灰石/石灰-石膏法也不会产生结垢、堵塞现象。
随着喷嘴材料的改进和结构设计、加工工艺的发展,喷淋塔原有的一些问题得到了改善或是解决,喷淋吸收塔又重新登场。
喷嘴材料一般采用耐磨、耐腐蚀性能良好的碳化硅或陶瓷,使用寿命长,雾化效果好,且结构简单,对煤种、锅炉负荷变化适应能力强,脱硫效率调节容易,在当前石灰石/石灰-石膏法吸收塔中占主导地位。
目前,一般塔内烟气流速为3m/s ,液气比与煤含硫量关系较大,一般在8～25L/m 3之间。
喷淋塔的优点是孔塔结构简单,塔内部件少,结垢可能性小,运行可靠性较高。