烟气脱硫技术选择
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05.08.2021
二、国内外烟气脱硫技术现状
世界各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术估计超 过200种。按脱硫产物是否回收，烟气脱硫可分为抛弃法 和再生回收法，前者脱硫混合物直接排放，后者将脱硫副 产物以硫酸或硫磺等形式回收。按脱硫产物的干湿形态， 烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法工艺。
湿法烟气脱硫工艺
烟气脱硫技术选择
05.08.2021
烟气脱硫技术选择 主要内容
• 项目由来 • 国内外烟气脱硫技术状况 • 技术选择 • 湿式钙法和硫铵法的比较
05.08.2021
一.项目由来
为什么要上烟气脱硫项目?
环保 要求
05.08.2021
新建X#锅炉 的要求
一、项目由来
近年来，由于我国二氧化硫污染日益严重，国家采取了一系列 控制污染的措施，包括2004年修订《大气污染防治法》、2003 年7月颁布《排污费征收使用管理条例》和同年12月发布新的 《火电厂大气污染物排放标准》。这些法律和条例进一步严格了 对二氧化硫排放的限值，也明确了排污收费的标准。
氧化区 中和区
浆液池
三、XX石化脱硫项目概况
锅炉排硫状况表：
锅炉序号 额定蒸发量 锅炉类型
投运时间
烟气流量 烟温 煤含硫 耗煤量
1#
200t/h 煤粉锅炉 1987年
2#
200t/h 煤粉锅炉 1988年
4#
220t/h 煤粉锅炉 1999年
5#
240t/h 煤粉锅炉 预计2007年
308114Nm3/h 308114Nm3/h 338858Nm3/h 369698Nm3/h
万元 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年
万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年
7108.4 443.42 1498 702.2
515.88 159.8 11.16
15.36 441.4 50 748.4
14648 3757 1498 2863.6 1293
05.08.2021
三、XX石化脱硫项目概况
• 该项目主要工艺生产设备包含在烟气冷却、烟气脱硫、石 灰乳制桨、脱硫石膏氧化、过滤和脱硫石膏粉制备等五大系统 中。该项目的建设采用改造加新建模式，即对原有1＃和2＃ 锅炉已有的氨法脱硫系统进行改造，新建4＃和5＃锅炉烟气 脱硫系统。石灰乳制桨系统、脱硫石膏氧化、过滤系统和脱硫 石膏粉制备系统新建，为全部四套锅炉（包括拟建的5＃炉） 所共用。
2. 硫铵市场销路有问题，如果销路不畅，将影响装置 运行。
3. 投用硫铵装置与生产尿素相比，存在潜亏。
4.
硫铵法脱硫经济性较差.
05.08.2021
谢谢 ！
不当之处 请批评指正
05.08.2021
干态
干态
燃煤 含硫量
无限制
可适用 高硫煤
1% 左右 低硫煤
中、低 硫煤
高 中、低硫 中、低硫
硫煤
煤
煤
脱硫率
高
高
一般
一般
高
一般
大容量
适用 范围
最大装机 容量
中等容量
1000MW
投资
中
中
运0行5.0费8.2021 中
高
试验
低 低
中等 容量
中 高
最大 中、小容 小型工业
200MW 机组
量 试验阶段
低
中
中
高
296.6 24.8 92.76 20 915.5 158.4 2390
四、钙法-氨法脱硫技术经济对比
1. 脱硫装置连续运行的平均氨耗(折液氨) ：～0.545 t/t SO2 。对应脱SO2，24976吨，则需要液氨量为： 13612吨，液氨单价以2300元/吨计，吸收剂氨水的费 用为：3131万元，X石化可研中提到氨水（其中废氨 水、稀尿液占30%）测算费用为1293万元，相差 1838万元。
05.08.2021
二、现有可用的脱硫技术
根据控制SO2排放的工艺在煤炭燃烧过程中 的位置，可将脱硫技术分为燃烧前、燃烧中和燃 烧后三种。燃前脱硫主要是选煤、煤气化、液化 和水煤浆技术；燃烧中脱硫指的是低污染燃烧、 型煤和流化床燃烧技术；燃烧后脱硫也即所谓的 烟气脱硫技术。烟气脱硫技术是目前在世界上唯 一大规模商业化应用的脱硫方式，其它方法还不 能在经济、技术上与之竞争。
酸铵的混合体。
05.08.2021
脱硫技术比较
项目
石灰石/ 石膏湿法 脱硫工艺
双碱法脱 硫工艺
海水脱硫 工艺
喷雾干燥 法脱硫工
艺
氨法脱硫 工艺
循环流化 床脱硫工
艺
电子束法 脱硫工艺
工艺 型式
湿法
湿法
湿法
半干法
干法
干法
干法
脱硫剂
石灰石
镁基和 钠基石灰
海水
石灰
氨
石灰石
氨
副产品 状态
湿态
湿态
湿态
干态
干态
该法利用石灰浆液作吸收剂，吸收剂也可以干态、 湿润态或浆液喷入。喷入吸收反应器，细雾滴与 SO2边反应边干燥，随着水分蒸发，形成了干的 颗粒混合物。
排出的烟气进入吸收剂再循环除尘器中，大部分 烟气中的固体颗粒都被分离出来，然后返回吸收 塔中被循环使用。
该副产物是硫酸钙、硫酸盐、亚硫酸盐、飞灰及 未反应的石灰组成的混合物。
目前,XX石化有3台燃煤锅炉（1＃、2＃和4＃），每年SO2 排放总量已经达到20026.2t，加上即将建设的第4台燃煤锅炉 （5＃炉），SO2年排放总量将达到27778.1t，而当地环保部门 对XX石化二氧化硫排放总量限值是4600t。由于1＃和2＃锅炉 已有的氨法脱硫系统已经在1993年报废,目前XX石化没有烟气脱 硫手段，无法达到国家规定的SO2排放要求。
05.08.2021
四、钙法-氨法脱硫技术经济对比
项目名称
单位
规格
亚硫酸钙悬浮 氨法脱硫 液脱硫工艺
二氧化硫脱出量 硫酸铵 石膏 20%氨水 消石灰粉 水 循环水 年耗电 蒸汽
05.08.2021
吨/年 万吨/年 万吨/年 万吨/年 万吨/年 t/h t/h 万千瓦.时 万吨/年
24976 96%
• 对1＃和2＃锅炉烟气脱硫系统的改造主要集中在烟气冷却系 统和烟气脱硫系统。对烟气冷却系统，利用了它的冷却塔、 pH值调节系统、冷却循环泵，但需新建冷却水循环池；对烟 气脱硫系统，只能利用其脱硫塔、1＃脱硫循环池、4台脱硫 循环泵和烟道等，其它象脱硫部件、折板除雾器、集液部件、 布液系统、折板反冲洗系统、2＃脱硫循环池等均需要新建， 2＃脱硫循环池搅拌器、脱硫产物输送泵和热管换热器等需要 新购。
烟尘排放量
单位
改造 前
改造 后
Nm3/h ℃ mg/Nm3 1324784 145 200
1324784 80
50
mg/Nm3 2618 261.8
t/h 3.468 0.3468
t/a
t/h
t/a
27757.1 0.2958 2366.4
2774.4 0.1017 1059.95
备注：脱硫效率90％，年按8000h计
中
高
石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺
石灰石（石灰）—石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采 用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经 破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔 内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆 液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收 脱除，最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器 除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱排放，
脱硫渣石膏可以综合利用。
05.08.2021
烟气入口 氧化空气
05.08.2021
烟气出口
吸收反应 SO2＋H2O→H2SO3 H2SO3⇋H＋＋HSO3－
氧化反应
HSO3－＋1/2O2→HSO4－ HSO4－⇋H＋＋SO42－
吸收区
中和反应
Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－ ＋ H2O→CaSO4·2H2O ＋ CO2↑ 2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑
7．3904
3．4392 31.0
380V 499.4 1.0MPa
24976 5.366
6.804
68.59 79.2 916.2 2.53
四、钙法-氨法脱硫技术经济对比
项目建设投资 销售收入 二氧化硫年排污费 年生产成本费用 氨水（其中废氨水、
稀尿液占30%） 消石灰粉 电费 水费 蒸汽消耗 工资及福利 折旧和摊销 修理费 年利05润.08.2021
干法\半干法烟气脱硫工艺
炉内喷钙尾部增湿活化
湿式氨法和电子束氨法
循环流化床锅炉脱硫工艺 05.08.2021
湿法烟气脱硫工艺
湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作吸收剂， 其中石灰石或石灰为吸收剂的强制氧化湿式脱硫方式是目前使用 最广泛的脱硫技术。石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反应，反 应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后即可抛弃，也可以 石膏形式回收。目前的系统大多数采用了大处理量洗涤塔，系统 的运行可靠性已达99%以上，通过添加有机酸可使脱硫效率提 高到95%以上。
145℃ 1.50％ 31.67 t/h
145℃ 1.50％ 31.67 t/h
145℃ 1.50％ 34.83 t/h
145℃ 1.50％ 38 t/h
05.08.2021
三、XX石化脱硫项目概况
全厂脱硫改造前及改造后的大气污染物排放量对比
项目
烟气量
温 烟尘排放 SO2排放
度 浓度
浓度
SO2排放量
05.08.2021
外置分离器烟气循环流化床烟气脱硫技术流程
05.08.2021
电子束烟气脱硫工艺
通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应 器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合 喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过 电子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生 成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存 的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和硝
其它湿式脱硫工艺包括用钠基、镁基、海水和氨作 吸收剂，一般用于小型电厂和工业锅炉。以海水为吸 收剂的工艺具有结构简单、不用投加化学品、投资小 和运行费用低等特点。氨洗涤法可达很高的脱硫效率， 副产物硫酸铵和硝酸铵是可出售的化肥。
05.08.2021
半干法烟气脱硫工艺 炉内喷钙尾部增湿活化 循环流化床锅炉脱硫工艺
二、国内外烟气脱硫技术现状
世界各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术估计超 过200种。按脱硫产物是否回收，烟气脱硫可分为抛弃法 和再生回收法，前者脱硫混合物直接排放，后者将脱硫副 产物以硫酸或硫磺等形式回收。按脱硫产物的干湿形态， 烟气脱硫又可分为湿法、半干法和干法工艺。
湿法烟气脱硫工艺
烟气脱硫技术选择
05.08.2021
烟气脱硫技术选择 主要内容
• 项目由来 • 国内外烟气脱硫技术状况 • 技术选择 • 湿式钙法和硫铵法的比较
05.08.2021
一.项目由来
为什么要上烟气脱硫项目?
环保 要求
05.08.2021
新建X#锅炉 的要求
一、项目由来
近年来，由于我国二氧化硫污染日益严重，国家采取了一系列 控制污染的措施，包括2004年修订《大气污染防治法》、2003 年7月颁布《排污费征收使用管理条例》和同年12月发布新的 《火电厂大气污染物排放标准》。这些法律和条例进一步严格了 对二氧化硫排放的限值，也明确了排污收费的标准。
氧化区 中和区
浆液池
三、XX石化脱硫项目概况
锅炉排硫状况表：
锅炉序号 额定蒸发量 锅炉类型
投运时间
烟气流量 烟温 煤含硫 耗煤量
1#
200t/h 煤粉锅炉 1987年
2#
200t/h 煤粉锅炉 1988年
4#
220t/h 煤粉锅炉 1999年
5#
240t/h 煤粉锅炉 预计2007年
308114Nm3/h 308114Nm3/h 338858Nm3/h 369698Nm3/h
万元 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年
万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年 万元/年
7108.4 443.42 1498 702.2
515.88 159.8 11.16
15.36 441.4 50 748.4
14648 3757 1498 2863.6 1293
05.08.2021
三、XX石化脱硫项目概况
• 该项目主要工艺生产设备包含在烟气冷却、烟气脱硫、石 灰乳制桨、脱硫石膏氧化、过滤和脱硫石膏粉制备等五大系统 中。该项目的建设采用改造加新建模式，即对原有1＃和2＃ 锅炉已有的氨法脱硫系统进行改造，新建4＃和5＃锅炉烟气 脱硫系统。石灰乳制桨系统、脱硫石膏氧化、过滤系统和脱硫 石膏粉制备系统新建，为全部四套锅炉（包括拟建的5＃炉） 所共用。
2. 硫铵市场销路有问题，如果销路不畅，将影响装置 运行。
3. 投用硫铵装置与生产尿素相比，存在潜亏。
4.
硫铵法脱硫经济性较差.
05.08.2021
谢谢 ！
不当之处 请批评指正
05.08.2021
干态
干态
燃煤 含硫量
无限制
可适用 高硫煤
1% 左右 低硫煤
中、低 硫煤
高 中、低硫 中、低硫
硫煤
煤
煤
脱硫率
高
高
一般
一般
高
一般
大容量
适用 范围
最大装机 容量
中等容量
1000MW
投资
中
中
运0行5.0费8.2021 中
高
试验
低 低
中等 容量
中 高
最大 中、小容 小型工业
200MW 机组
量 试验阶段
低
中
中
高
296.6 24.8 92.76 20 915.5 158.4 2390
四、钙法-氨法脱硫技术经济对比
1. 脱硫装置连续运行的平均氨耗(折液氨) ：～0.545 t/t SO2 。对应脱SO2，24976吨，则需要液氨量为： 13612吨，液氨单价以2300元/吨计，吸收剂氨水的费 用为：3131万元，X石化可研中提到氨水（其中废氨 水、稀尿液占30%）测算费用为1293万元，相差 1838万元。
05.08.2021
二、现有可用的脱硫技术
根据控制SO2排放的工艺在煤炭燃烧过程中 的位置，可将脱硫技术分为燃烧前、燃烧中和燃 烧后三种。燃前脱硫主要是选煤、煤气化、液化 和水煤浆技术；燃烧中脱硫指的是低污染燃烧、 型煤和流化床燃烧技术；燃烧后脱硫也即所谓的 烟气脱硫技术。烟气脱硫技术是目前在世界上唯 一大规模商业化应用的脱硫方式，其它方法还不 能在经济、技术上与之竞争。
酸铵的混合体。
05.08.2021
脱硫技术比较
项目
石灰石/ 石膏湿法 脱硫工艺
双碱法脱 硫工艺
海水脱硫 工艺
喷雾干燥 法脱硫工
艺
氨法脱硫 工艺
循环流化 床脱硫工
艺
电子束法 脱硫工艺
工艺 型式
湿法
湿法
湿法
半干法
干法
干法
干法
脱硫剂
石灰石
镁基和 钠基石灰
海水
石灰
氨
石灰石
氨
副产品 状态
湿态
湿态
湿态
干态
干态
该法利用石灰浆液作吸收剂，吸收剂也可以干态、 湿润态或浆液喷入。喷入吸收反应器，细雾滴与 SO2边反应边干燥，随着水分蒸发，形成了干的 颗粒混合物。
排出的烟气进入吸收剂再循环除尘器中，大部分 烟气中的固体颗粒都被分离出来，然后返回吸收 塔中被循环使用。
该副产物是硫酸钙、硫酸盐、亚硫酸盐、飞灰及 未反应的石灰组成的混合物。
目前,XX石化有3台燃煤锅炉（1＃、2＃和4＃），每年SO2 排放总量已经达到20026.2t，加上即将建设的第4台燃煤锅炉 （5＃炉），SO2年排放总量将达到27778.1t，而当地环保部门 对XX石化二氧化硫排放总量限值是4600t。由于1＃和2＃锅炉 已有的氨法脱硫系统已经在1993年报废,目前XX石化没有烟气脱 硫手段，无法达到国家规定的SO2排放要求。
05.08.2021
四、钙法-氨法脱硫技术经济对比
项目名称
单位
规格
亚硫酸钙悬浮 氨法脱硫 液脱硫工艺
二氧化硫脱出量 硫酸铵 石膏 20%氨水 消石灰粉 水 循环水 年耗电 蒸汽
05.08.2021
吨/年 万吨/年 万吨/年 万吨/年 万吨/年 t/h t/h 万千瓦.时 万吨/年
24976 96%
• 对1＃和2＃锅炉烟气脱硫系统的改造主要集中在烟气冷却系 统和烟气脱硫系统。对烟气冷却系统，利用了它的冷却塔、 pH值调节系统、冷却循环泵，但需新建冷却水循环池；对烟 气脱硫系统，只能利用其脱硫塔、1＃脱硫循环池、4台脱硫 循环泵和烟道等，其它象脱硫部件、折板除雾器、集液部件、 布液系统、折板反冲洗系统、2＃脱硫循环池等均需要新建， 2＃脱硫循环池搅拌器、脱硫产物输送泵和热管换热器等需要 新购。
烟尘排放量
单位
改造 前
改造 后
Nm3/h ℃ mg/Nm3 1324784 145 200
1324784 80
50
mg/Nm3 2618 261.8
t/h 3.468 0.3468
t/a
t/h
t/a
27757.1 0.2958 2366.4
2774.4 0.1017 1059.95
备注：脱硫效率90％，年按8000h计
中
高
石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺
石灰石（石灰）—石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采 用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经 破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔 内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆 液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收 脱除，最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器 除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱排放，
脱硫渣石膏可以综合利用。
05.08.2021
烟气入口 氧化空气
05.08.2021
烟气出口
吸收反应 SO2＋H2O→H2SO3 H2SO3⇋H＋＋HSO3－
氧化反应
HSO3－＋1/2O2→HSO4－ HSO4－⇋H＋＋SO42－
吸收区
中和反应
Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－ ＋ H2O→CaSO4·2H2O ＋ CO2↑ 2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑
7．3904
3．4392 31.0
380V 499.4 1.0MPa
24976 5.366
6.804
68.59 79.2 916.2 2.53
四、钙法-氨法脱硫技术经济对比
项目建设投资 销售收入 二氧化硫年排污费 年生产成本费用 氨水（其中废氨水、
稀尿液占30%） 消石灰粉 电费 水费 蒸汽消耗 工资及福利 折旧和摊销 修理费 年利05润.08.2021
干法\半干法烟气脱硫工艺
炉内喷钙尾部增湿活化
湿式氨法和电子束氨法
循环流化床锅炉脱硫工艺 05.08.2021
湿法烟气脱硫工艺
湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作吸收剂， 其中石灰石或石灰为吸收剂的强制氧化湿式脱硫方式是目前使用 最广泛的脱硫技术。石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反应，反 应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后即可抛弃，也可以 石膏形式回收。目前的系统大多数采用了大处理量洗涤塔，系统 的运行可靠性已达99%以上，通过添加有机酸可使脱硫效率提 高到95%以上。
145℃ 1.50％ 31.67 t/h
145℃ 1.50％ 31.67 t/h
145℃ 1.50％ 34.83 t/h
145℃ 1.50％ 38 t/h
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三、XX石化脱硫项目概况
全厂脱硫改造前及改造后的大气污染物排放量对比
项目
烟气量
温 烟尘排放 SO2排放
度 浓度
浓度
SO2排放量
05.08.2021
外置分离器烟气循环流化床烟气脱硫技术流程
05.08.2021
电子束烟气脱硫工艺
通过冷却塔后的烟气流进反应器，在反应 器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合 喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过 电子束照射后，SOx和NOx在自由基的作用下生 成中间物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸与共存 的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和硝
其它湿式脱硫工艺包括用钠基、镁基、海水和氨作 吸收剂，一般用于小型电厂和工业锅炉。以海水为吸 收剂的工艺具有结构简单、不用投加化学品、投资小 和运行费用低等特点。氨洗涤法可达很高的脱硫效率， 副产物硫酸铵和硝酸铵是可出售的化肥。
05.08.2021
半干法烟气脱硫工艺 炉内喷钙尾部增湿活化 循环流化床锅炉脱硫工艺