海水烟气脱硫工艺
海水脱硫和石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺比较
660 M 、 4 30 M 等2 】 。 投 资成 本 受硫 酸 铵 的价 格 影 响较 大 ,若 硫 酸 铵 销路 不 好 厂 (x 0 W )厦 门嵩 屿 电厂 ( x0 W ) _
元, 风险非常大 。 循环流化床干法对锅炉负荷变化的适应 性差 , 且脱硫和除尘相互影响, 脱硫系统之后必须再加除
烟 气 脱硫 是 世 界 上 控制 燃 煤 电 厂 S O 污染 所采 用 的 硫 酸根 ,海水 p H达到环保标准要求后排人 大海 ,~般 主 要手 段 。 目前 广 泛 应用 的烟气 脱 硫技 术 包 括 石灰 石 一 石 需 > .。 6 主要 化 学 反应 方 程 式如 下 : 5 膏 湿法 、 海水 脱 硫 、 环 流 化 床工 艺 、 循 喷雾 干 燥 法 、 内 喷 炉 脱硫 工 艺 等 。 S 2气 )H0 1 0 ( ) S 4+ H ; C H = O O ( + 2+ / 2气 = O2 2 H O一 C 2 2 一 +
关键词 : 脱硫 工 艺 ; 水脱 硫 ; 灰 石 一 膏 湿 法脱 硫 海 石 石 中 图分 类 号 : 013 X7 . 文 献标 识 码 : A 文 章 编号 : 0 6 8 3 2 1 ) 5 0 9 — 3 10 — 9 7(0 0 1 — 0 0 0
T e o a i nb t e nsa ae eup u i t n h mp r o ew e w tr slh r ai c s e d z 0
海水 吸 收 S 终生 成 的硫 酸盐 , 一种 无 害物 质l O最 是 l 】 。
钙加尾部烟道增湿活化法 、电子束照射脱硫和氨水洗涤 ( + 于 海水 ) H O 气 溶 + 当前 , 在国内外有运行实例 , 且脱硫效率达 9 %及 以 0 上的脱硫工艺有石灰石一 石膏湿法 、 循环流化床干法脱硫
烟气脱硫脱硝工艺技术包括
烟气脱硫脱硝工艺技术包括烟气脱硫脱硝是一种重要的环保工艺,用于降低燃煤电厂等工业设施排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的浓度,减少大气污染物的排放。
以下将介绍烟气脱硫脱硝的一些常见工艺技术。
烟气脱硫技术主要有湿法脱硫和干法脱硫两种方法。
湿法脱硫是指采用碱性溶液或氧化物溶液来吸收烟气中的SO2。
常见的湿法脱硫工艺包括石灰石-石膏法、海水碱法、氨法、盐酸法等。
其中,石灰石-石膏法是应用最广泛的湿法脱硫工艺,其原理是利用石灰石和水反应生成石膏,从而吸收SO2。
湿法脱硫工艺的优点是脱硫效率高,缺点是设备复杂、运行成本高,对处理后的废水处理也需要考虑。
干法脱硫是指在低温和正常大气压下,利用吸收剂吸附或反应吸收烟气中的SO2。
常见的干法脱硫工艺包括固体吸收剂法、熔融浸渍法、压缩空气脱硫法等。
干法脱硫工艺的优点是设备简单、运行成本相对较低,缺点是脱硫效率相对较低。
烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种方法。
SCR是指在特定催化剂(如钒钛催化剂)的作用下,将烟气中的NOx与氨(NH3)发生催化还原反应生成无害的氮气和水。
SCR工艺的优点是脱硝效率高,可以达到90%以上,缺点是需要使用和处理大量的氨溶液。
SNCR是指在高温和足够的还原剂(如尿素或氨水)存在的条件下,通过非催化反应将烟气中的NOx还原为氮气。
SNCR工艺的优点是设备简单,运行成本较低,缺点是脱硝效率相对较低。
此外,还有一些新型的烟气脱硫脱硝技术得到了研发和应用。
例如,湿法脱硫和SCR脱硝的联合工艺可以同时达到脱硫和脱硝的目的;脱硝除了SCR和SNCR之外,还可以使用低温等离子体脱硝、催化剂脱硝、吸收剂脱硝等技术。
这些新技术有助于提高脱硫脱硝的效率和降低运行成本。
综上所述,烟气脱硫脱硝是一项重要的环境保护技术,通过使用不同的工艺和技术,可以有效地降低燃煤电厂等工业设施的SO2和NOx排放,减少大气污染,保护环境。
海水法烟气脱硫试验
文章编号 : 10 6 7 (0 7 0 0 3 4 0 7— 4 6 2 0 )4— 0 4—0
气从 脱硫 塔顶 直 接排 空 。 脱硫 用海 水 为 电厂汽 轮凝 汽机 直流 冷却 后 的 排水 , 由泵引 入脱 硫塔 与烟 气进 行逆 向接触 传质 。
以 5~1 h流 量从 中 间池 引 出一 部 分 脱 硫 试 0m/
11 : 的体 积 比向池 中送入新 鲜 海水 与之 混 和 , 以提 高 吸收 液 的 p 值 。在 池 内进 行 空 气 曝 气 , 亚 H 使 硫 酸 盐 氧 化 成 硫 酸 盐 。 监 测 曝 气 池 出水 的 p H 值 、O D C D、 O和硫 酸 盐质 量浓 度 等指标 , 保达标 确
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石
油
化
工
技 术
经
济
第 23卷 第 4期
20 年 07 8 月
Te h o. o o c n Per c m ias c n Ec n mi si to he c l
海 水 法 烟气 脱 硫 试 验
陈伟 洪 蔡 益 剑 肖惠琪
( 中国石化上海石油化工股份有限公司环保 中心, 04 ) 2 50 0
s 2 HO—一s ; + H 0+ 2 0一 2 s ; 12 2 0一+ /0 s; O一
工专业 , 长期从 事环保 技术 开发、 环境影 响评 价和技 术管理
工作。
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第 4期 (0 7 20 )
陈伟洪等 . 水法烟气脱硫试验 海
烟气脱硫技术简介
国内烟气脱硫技术我国目前的经济条件和技术条件还不允许象发术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% 。
注意:锅炉出来的烟气经过除尘之后温度还是很高,而进入脱硫系统,温度是不能太高,温度过高,则吸收塔内的石膏结晶受到很大影响,而且设备的腐蚀和磨蚀会非常严重。
一般在原烟气和净烟气之间加设GGH(气气换热器),一方面对原烟气进行降温,以利于后面处理。
一方面对净烟气进行升温,有利于排烟的抬升,减少烟囱雨的形成,也在直观上减少烟囱排烟的量。
而且如果净烟气不升温的话,SO3会形成酸露,对烟囱的腐蚀非常严重。
脱硫过程的温度一般控制在40-60之间,不是需要太高的温度进行的。
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。
月船舶烟气海水法脱硫技术研究
S 十H2 H203 02 0—} s
3 . 技术成熟 、 .2 2 运行维护方便 、 工艺简单 , 设备投资费用低:
(O 。 D ) 331 S 含量增加 的影响 .. O
处理 , 复 水质 , 到 脱 硫 目的 。 恢 达
弱碱 曝
船 用燃油 ( 重油 ) 中一般含有 01 7 . %~ %的硫 , 以有机硫形 式存 在 松散结合 的有 机硫在低 温( 70 ) < 0 K 下分解 , 紧密 结合的有机硫在 较 高温度 ( 8 0 ) < 0 K 下分解释出 。 到氧气时 , 遇 它们全部氧化成 s O 和少 量的 s , O 。在还原气氛下 , 挥发出的主要是 H2和 C S 在燃烧过程中 s O。 也会被氧化成为 s 船舶柴油机尾气 中硫 氧化物主要为 s s O 0 。 0 是 主要 的大气污染物 , 是酸雨和光化学烟雾的主要前驱体 由于重油中 含硫 量较低 , 柴油 机烟气 中 s O 浓度很低仅 占 01%~ . %. . 2 01 但通 常 3 船舶航行距离长 , 消耗燃油总量大 , 所以船舶排放 s 0 总量巨大 . 如不 加 以治理将对大气造成严重污染 海水脱硫技术是利用天然纯海水作为烟气中二氧化硫的吸收剂 . 无需其他任何添加剂 . 也不产生任何废弃物 作为一种新型的脱硫 技
23 海水供 应系统 - 脱硫用海水直接取 自 船舶舷外海水 . 部分冷却海水经 升压泵 送至 脱硫塔塔顶用于洗涤 烟气 ,脱硫塔排水 与其余 海水混合后进人 曝气
海水脱硫工艺综述
一.工艺流程主要由海水输送系统,烟气系统,SO2吸收系统和海水水质恢复系统组成1.海水输送系统海水取自机组凝汽器的冷却用水,通过虹吸井的吸水池,经海水升压泵将海水送入吸收塔顶部。
2.烟气系统锅炉排出的烟气经除尘和引风机及GGH(烟气换热器)冷却后,从塔底送入吸收塔,出口的清洁烟气经GGH换热升温大于70℃,经烟囱排入大气。
吸收系统3.SO2从塔底送入吸收塔的烟气与由塔顶均匀喷洒的纯海水逆向流动,在相互接触中SO2被海水吸收生成亚硫酸根离子。
4.海水水质恢复系统脱硫后的海水自吸收塔底部,靠自身的液位差流入曝气池,池中注入大量海水(循环冷却水)和鼓入适量的压缩空气,使海水中的亚硫酸盐转化为稳定无害的硫酸盐,同时释放出CO2,使海水中pH值大于6.5,达标后排入大海。
二.设备及防腐蚀吸收塔是主要设备,大多为填料塔,塔体为钢筋混凝土结构。
漳州后石电厂最初是引进用于日本氧化镁脱硫工艺的直径12m,高38m的筛板塔,后来改用海水脱硫。
采用穿流筛板吸收塔的塔板数为4和塔板开孔率为37%的条件下,在液气比为10L/m3时脱硫率达90%。
塔板数为6时,脱硫率>95%。
也有采用将充填物插入于多孔板间间隙,即无堰式多孔板和充填物结合方式,使气液接触表面积最大化。
厦门嵩屿电厂采用了钢制高效喷淋空塔吸收塔。
孙雪雁、杨风林进行了膜吸收法海水脱硫研究,实验采用疏水性聚丙烯中空纤维膜组件为膜接触器,以清水、海水及与海水相同pH值的NaOH溶液作吸收液。
结果表明;与清水及相同pH值的NaOH溶液相比,海水是一种对二氧化硫缓冲能力大,资源丰富,脱硫效率较高的吸收剂,在气液两相压力差保持在穿透压范围内时,以较低流量的海水吸收液处理较高流量的低浓度(SO2体积分数≤2000×10-6)气体时,脱硫效率大于90%,因此,膜吸收法海水脱硫技术在沿海地区具有广阔的应用前景。
深层曝气能够让气液得到更充分的混合;提高空气流量(即气泡流速),也能大大改善气液混合。
科技成果——海水脱硫技术
科技成果——海水脱硫技术成果简介海水烟气脱硫技术主要原理在于采用海水作为脱硫吸收剂,在吸收塔内,烟气与海水充分接触混合,烟气中的二氧化硫(SO2)、酸性气体、烟尘等被海水洗涤并溶解到海水中,与海水中的碱性物质发生中和反应,从而被脱除。
海水脱硫方法最早于20世纪60年代应用于挪威,此后陆续推广到全世界。
我国拥有较长的海岸线,沿海火电厂数量可观,而沿海地区经济发达,人口稠密,环境保护要求严格,大多数地区列在酸雨控制区和二氧化硫控制区内、同时淡水资源严重不足,这给适宜在海滨电厂应用的海水脱硫工艺提供了良好的发展空间与机遇。
“十一五”期间,在国家863计划课题“大型燃煤电站锅炉海水烟气脱硫技术与示范”(2007AA061801)的支持下,研制出了具有自主知识产权的海水脱硫技术,实现了核心设备国产化和成套装备的产业化应用,并进入了斯里兰卡、菲律宾、柬埔寨等海外市场。
其中,我国建成的1036MW机组海水烟气脱硫工程,是当前世界单台机组容量最大的海水烟气脱硫工程。
目前,国内海水脱硫工程已投运总机组容量超过了21404MW。
海滨电厂用于机组冷却的海水是一种天然碱资源,将其用于烟气脱硫取代对石灰石的消耗,既保护环境、减少资源浪费,又降低了能耗,是符合循环经济理念、实现节能减排的实用技术。
该技术的脱硫效率一般大于95%,可达98%以上;SO2排放浓度一般小于100mg/m3,可达50mg/m3以下,海水排放pH大于6.8、DO大于4mg/L;单位投资大致为150-250元/kW;运行成本一般低于1.5分/kWh。
该技术脱硫效率高,技术成熟、稳定,安全性、可靠性高,尤其适合于沿海布置的燃中、低硫含量煤的火电机组。
典型案例案例名称2×660MW机组海水烟气脱硫工程技术开发单位东方电气集团东方锅炉股份有限公司项目概况本项目海水脱硫系统于2008年1号机组开工建设,2009年1月脱硫项目与主机同步开始设计,2011年11月首套脱硫装置与1#主机同步完成72+24小时试运行,第2套脱硫装置正在安装过程中。
海水烟气脱硫及应用前景
来逐步得到推广应用 。 本文讨论的是纯海水 脱硫 工艺 。
12 工艺流程 . 工艺流程见图 1 。
硫工艺 , 工业发展和环 境保护 真正得 以同步 , 促进 是具体实
施过程 中首先必须重 点解决 的问题 。海水 烟气脱硫 是一种 湿式抛弃法脱硫工艺 , 技术成 熟 , 工艺简单 , 投资及运行费用 低, 适用于燃煤含硫量不高并以海水 为循 环冷却水 的沿海 电
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工业安全 与环保
・
20 年第 3 卷第 1 期 O7 3 O
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厂。
图 1 海水 脱 硫 工 艺 流程
1 一除尘器 ;一 引风机 ;—旁路挡板 ;一烟 囱;一 出1挡 2 3 4 5 2 t
板 ; 一除雾器 ; 一海水升压泵 ; 一曝气池 ( 6 7 8 海水恢复系统 ) 一曝 ; 9 气风机 ; 一吸收塔 ;1 1 0 1 一烟气 一 烟气换热器 ; 一增压风机 1 2
8sria,8 tn tb u iu rd.I hspp rtepicpe n 1 eu e f e ae f egsd  ̄l rzf np oesa ̄it d cd, uvvl 0i ms ed  ̄ ffe i nti a e h r ilsad 8u trso aw tll a e xuia o rc s r nr ue n x s "u f i o ∞ wel鹊 tee e t o l h f cs f wle d slLzt n O h lm ig l l euff ai 1 e Ⅱ mdn t" i o 1t evrn n n i p l ain. nio meta d t a pi t s c o
烟气海水脱硫技术原理
烟气海水脱硫技术原理海水烟气脱硫是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2的一种脱硫工艺。
由于雨水将陆地上岩层的碱性物质(碳酸盐)带到海中,天然海水通常呈碱性,PH值一般大于7,其主要成分是氯化物、硫酸盐和一部分可溶性碳酸盐,以重碳酸盐(HCO3-)计,自然碱度约为1.2~2.5mmol/L,这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。
海水脱硫的一个基本理论依据就是自然界的硫大部分存在于海洋中,硫酸盐是海水的主要成份之一,环境中的二氧化硫绝大部分最终以硫酸盐的形式排入大海。
烟气中SO2与海水接触发生以下主要反应:SO2(气态) + H2O → H2SO3→ H+ + HSO3-HSO3-→ H+ + SO32-SO32- + 1/2O2 → SO42-上述反应为吸收和氧化过程,海水吸收烟气中气态的SO2生成H2SO3,H2SO3不稳定将分解成H+与HSO3-,HSO3-不稳定将继续分解成H+与SO32-。
SO32-与水中的溶解氧结合可氧化成SO42-。
但是水中的溶解氧非常少,一般在7~8mg/l左右,远远不能将由于吸收SO2产生的SO32-氧化成SO42-。
吸收SO2后的海水中H+浓度增加,使得海水酸性增强,PH值一般在3左右,呈强酸性,需要新鲜的碱性海水与之中和提高PH值,脱硫后海水中的H+与新鲜海水中的碳酸盐发生以下反应:HCO3- + H+→ H2CO3 → CO2↑ + H2O在进行上述中和反应的同时,要在海水中鼓入大量空气进行曝气,其作用主要有:(1)将SO32-氧化成为SO42-;(2)利用其机械力将中和反应中产生的大量CO2赶出水面;(3)提高脱硫海水的溶解氧,达标排放。
从上述反应中可以看出,海水脱硫除海水和空气外不添加任何化学脱硫剂,海水经恢复后主要增加了SO42-,但海水盐分的主要成分是氯化钠和硫酸盐,天然海水中硫酸盐含量一般为2700mg/l,脱硫增加的硫酸盐约70-80 mg/l,属于天然海水的正常波动范围。
妈湾发电总厂烟气海水脱硫工艺及运行分析
水 相遇 , 生 中和反 应 在 曝气 池后段 , 过 曝气风 机 发 通 向混合后 的海水 中送人 足 够 的 空气 , 有 害 的亚 硫 酸 使 盐 氧化 成 无 害 的 硫 酸 盐 ( S 3一+0 — 2 O ) 同 2 z O 2 s4 。 时, 海水 中的 H o 一 H C 3 与 反应 ( C 3 H o 一+H 一 c 2 0+ HO , 2 )生成 c 2 从 海 水 中释 放 出来 , 从 曝 气 池 排 0并 使
统 。热烟气 在烟 一烟 换 热 器 中与 冷 烟气换 热 , 温后 降
在吸收塔 内经 海水 分 配装 置均 匀 配水 , 通 过 填料 层 在
进人 吸 收塔底 部 , 在吸 收塔 内与海水 逆向混合 , 除其 脱
中的 s 2脱 硫后 的冷 烟 气经 过 烟 一烟 换 热 器 换热 升 O,
出的海水 口 H值大 于 6 5 满 足 三类 海水 水 质 标准 。利 ., 用系统净 化烟气再 热装 置 , 即烟 一烟换 热 器 , 净化 后 对
当燃用煤的含硫量 s /于 06 %时, J .3 r、 能够保证 S z o 总 脱陈 效率 不 低 于 9 %; 0 当燃 用煤 的含 硫 量 不大 于
台曝气 风机 , 一 换 热器 , 后 将 增 压 风 机 的 出 、 烟 烟 然 人 I挡板 门打开 , E I 启动 增 压风 机并调 节其 出力 , 使其 与 锅 炉运行 负荷 相匹配 , 闭旁路 挡板 使 烟 气进 入 脱 硫 系 关
0 垫 皇 垫 l : f!】
维普资讯 ຫໍສະໝຸດ 该 系统 的海水取 自 4号机组 循环 冷却系统 的虹 吸
井, 部分海 水经海 水 升 压 泵升 压后 , 引人 吸 收塔 顶 部 ,
烟气海水脱硫工艺存在的问题及对策
少、 可靠性 高; 自动化程 度高 , 易实施 , 需增加额 外的运行 容 无
和维护人员; 不产 生任 何 副产 品 , 二 次 污 染 。 无
25 烟 气海 水脱 硫对 环 境 的影 响 .
深 圳 妈 湾 电厂 6台 机 组 脱 硫 工程 完 工 后 , 于 20 0 8年 委 托 北 京 大 学 对 环 境 影 响 进 行 评 价 。 根据 北 京 大 学 《 湾 发 电总 厂 妈
S ,( ) , + 1 ,( ) O2+2 O 气 +HO / O 气 =S 4 2 - H
种 工 艺 , 硫 效 率 不 低 于 9 % , 用 于 沿 海 火 力 发 电厂 。 脱 0 适 妈湾电厂 # 4机 组 脱 硫 工 程 成 为全 国 首 家 烟 气 海 水 脱 硫 示
H O C  ̄+H =C ,( + 于 海 水 )+H, O 气 溶 O
中的这种成分使得海水具有大量吸收和 中和 S : O 的能力 。
回顾性环 境运 行报告书》 ,妈湾 电厂 6台机组脱硫 工程建设和
投 入 运 行 , 南 山半 岛 的 S , 放 总 量 削 减 贡 献 突 出 , 据 模 对 O排 根 型 预 测 , 山 敏 感 地 点 S , 度 降低 3 %一 3 , 地 区 环 境 质 南 O浓 0 4% 对
范工程 ,是深圳 能源 集 团与挪 威 A B公司进行全 面技术合作 B 的成果 , 被列入 《 中国跨世纪绿色工程规划》 和广 东省人 民政府
颁 发 的 《 天 工 程 计 划》 蓝 。该 工 程 于 19 9 9年 建 成 并 投 入 运 行 , 单 台机 组 每 年 减 少 排 放 二氧 化硫 约 7 0 0 0吨 ,极 大 的 改 善 了深 圳
一
烟气脱硫工艺设计及规范
6、所在地水质分析资料;
7、所在地气象资料;
8、主工艺的操作制度。
物料衡算: 1、标准烟气流量和实际烟气流量转换时,烟气可视为理想气体。
2、 物料衡算的主要参数,应包括二氧化硫、三氧化硫、氧气、 氮气、二氧化碳、氮氧化物等的体积流量;烟尘和挥发物包括 氟、氯、汞、砷、铅、硒等对脱硫反应和环境排放有影响的有 害物质浓度;烟气温度、烟气压力等。
●脱硫石膏应进行脱水处理,石膏脱水后纯度大于等于90%, 含水率宜小于等于10%。石膏应能用于生产石膏板和用作 生 产水泥的填料或掺合物,并符合建材行业标准《烟气脱硫石 膏》JC/T2074 的相关要求。
● 脱硫废水处理应符合下列规定: 1、脱硫装置废水排放处理系统可以单独设置,也可经预处 理 去除重金属、氯离子等后排入主厂废水处理系统进行处理。对 废水含盐量有特殊要求的,应采取降低含盐量的工艺措施。 2、脱硫废水的处理措施及工艺选择,应符合项目环境影响 报告书审批意见的要求。 3、脱硫废水处理系统应采取防腐措施。
吸收塔(脱硫塔)布置: 1、除寒冷地区外,塔设备宜布置在室外。 2 、塔内液体重力自流到泵槽或其他设备时,安装高度应根据 塔内液面压力、流入设备高度、流入设备内部压力及管道压力 降等因素确定。
3、吸收塔宜布置在烟囱附近,浆液循环泵(房)应紧邻吸收塔 布置。氧化风机宜布置在吸收塔附近,氧化风机采用罗茨风机 时,应加设隔音设施。 4、吸收剂制备及脱硫副产物处理场地宜在吸收塔附近集中布置 或结合工艺流程和场地条件因地制宜布置。
物料衡算:
● 物料衡算除满足一般规定外,还应符合下列规定: 1、应依据液气比(L/G)、浆液的pH值、原烟气中SO2的浓度等 确定SO2吸收率。液气比宜选取10~20L/m3,钙硫比(Ca/S)宜选取 1.02-1.05。 2、氧化空气的计算应根据原烟气含氧量5%~10%的 “自然氧化率”。 剩余的SO2脱除量应按照化学反应方程计算对应的氧气量,氧化 空气的利用率宜取20-30%。 3、石灰石耗量取决于SO2、HCl和HF化学当量去除量。一般取1~ 3%的化学当量过剩系数。石灰石中的CaCO3和MgCO3可视为烟气 中SOx、HCl和HF的吸收剂。 4、废水排放量取决于浆液中允许的Cl- 或 SO42- 浓度。 5、消耗的工艺水主要用于湿式吸收过程中吸收塔内的烟气饱和带 走的水分及补偿排放的废水。 6、除雾器冲洗水量宜按照下表中参数选择:
海水法脱硫工艺
海水脱硫过程流程图。
海水脱硫过程的化学原理:
• 一方面,烟气中的二氧化硫被海水吸收并与氧发生反应生
成硫酸根离子与氢离子,由于氢离子浓度增加,海水的 pH值降低;另一面,海水中碳酸根离子的大量存在,与氢 离子反应生成二氧化碳和水,抵消了由子吸收SO2造成的 酸化作用,使pH值恢复正常.生成物二氧化碳部分溶于水
海水脱硫技术 ——海水脱硫法的原理及应用
研究背景 基本原理和工艺流程 海水法的优点 发展意义和前景
研究背景:
• 我国燃煤电厂SO2排放量占全国总排放量的 50%左右,是大气污染控制的重点领域。目 前,我国大、中型火电厂的脱硫系统大多采 用石灰石/石膏湿法工艺,运行需消耗大量淡 水和矿石资源,成本很高,排放的废渣和废水 还会带来二次污染等问题。因此,有必要针 对我国国情,因地制宜地开发其他切实可行 的脱硫技术,烟气海水脱硫技术便是其中之 一。
基本原理和工艺流程:
海水脱硫机理:
燃烧生成的烟气在海水脱硫以前先进行除尘处理,一般采用高
效的纤维或静电除尘器,安装在SO2吸收塔的上游。除尘后的 烟气进入SO2吸收塔底部,与自上而下的海水相向流过,一次
循环。由吸收塔出来的干净烟气在排放前一般还要经过再加热
以防止腐蚀和保证足够的抬升高度。吸收SO2后的海水靠重力 流至海水处理厂,与其余的海水混合并通入适量空气。下图是
• 七十年代以来,美国、英国、挪威、马来西来等国的许多环保专家一 直致力于海水脱硫的研究和开发。上世纪90年代以来,英国和中国继 续研发海水法脱硫工艺。英国主要进行对海洋的环境影响研究。在中 国,主要开展了实用工艺研发,同时邀请海洋环境科技的权威机构同 步开展海洋环境影响研究。 • 在中国,还进行了大量的海水脱硫工艺现场试验,对海洋生态、水质 现状和水动力特征等进行了大规模的调查分析和试验研究。海水法脱 硫工艺成功在中国应用开启了中国火电脱硫制度化进程,为中国经济 的可持续发展提供一项重大产业科技支撑,为世界酸雨污染治理开创 了资源节约和环境友好的新途径。
海水脱硫工艺流程和原理
海水脱硫工艺流程和原理
海水脱硫工艺流程:
1、烟气除尘和降温:锅炉排出的烟气首先经过除尘处理,然后由系统增压风机送入气气换热器的热侧进行降温。
2、海水吸收二氧化硫:降温后的烟气进入吸收塔,其中部分海水被用来洗涤烟气,烟气中的二氧化硫被海水吸收,形成亚硫酸氢根离子(HSO3^-)和氢离子(H^+)。
3、亚硫酸氢根离子的水解和中和反应:亚硫酸氢根离子(HSO3^-)在水中发生水解反应,生成亚硫酸(H2SO3)和氢离子(H^+),同时海水中的碳酸氢根离子或碳酸根离子与氢离子发生中和反应,生成碳酸。
4、曝气氧化反应:为了去除亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子,海水在曝气池中通过鼓入空气进行强制氧化,氧化后的亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子转化为稳定的硫酸根离子(SO4^2-)和硫酸氢根离子(H2SO4)。
5、水质恢复:经过上述一系列化学反应后,海水中的pH值、溶解氧(DO)和化学需氧量(COD)等指标达到排放标准,最终排入指定海域。
海水脱硫的原理: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。
海水烟气脱硫技术完整版本
用纯海水作为吸收剂的工艺,以挪威ABB公司开发的Flakt-Hydro海水 脱硫工艺为代表,有较多的工业应用。
Bechtel海水脱硫工艺:
在海水中加入一定量石灰石以调节吸收液的碱度,以美国的Bechtel公 司的海水烟气脱硫技术为代表,在美国已建成示范工程,但未推广应 用。
3.2 工艺流程图
主要构筑物
吸
收
塔
外
观
图
曝气池
吸收塔结构示意图
3.3 特点
①技术成熟、工艺简单、脱硫率高、设备投资费用低; ②不需任何添加剂,避免了石灰石的开采、加工、运输贮存等; ③不存在副产品及废弃物,避免了处理废弃物及二次污染等问
题; ④运行维护简单,不会产生结垢和堵塞,具有较高的系统可用
6.2 海水脱硫工艺技术本身存在以下问题:
(1) 塔体和管道腐蚀 (2) 换热设备堵塞 (3) 脱硫海水曝气过程中SO2溢出 (4) 占地面积较大,高硫煤烟气脱硫难以实现达标排放等
7.应用前景
•
海水脱硫不需要购买石灰石等原料,也不必处理脱硫
副产品,因此运行费用要比石灰石湿法脱硫要低,烟气海
水脱硫工艺与石灰石-石膏工艺相比,具有投资和运行费
主要化学反应方程式:
吸收塔中:SO2(g) → SO2(aq) SO2(aq)+H2O → SO32-+ 2H+
曝气池中:SO32-+0.5O2 → SO42→ CO32-+H+ HCO3HCO3- +H+ → H2CO3→H2O+CO2↑
3.Flakt-Hydro海水脱硫工艺
3.1 工艺流程
主要包括烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统
海水脱硫系统介绍及工艺特点
海水脱硫系统介绍及工艺特点后石电厂设计脱硫系统采用海水+氢氧化钠方法,初期先采用纯海水脱硫方法,设备的安装及调试工作按照纯海水系统的设计进行。
电厂海水脱硫系统可以分为烟气系统、SO2吸收系统、海水供排水系统和海水恢复系统、电气及控制系统等组成,下面就各系统的工艺特点及有关设备的情况等做一个介绍。
3.1烟气系统锅炉烟气从引风机出口通过烟道直接进入脱硫系统,不设旁路烟道。
烟气首先进入预冷却器内,预冷却器作用为冷却进入吸收塔的烟气温度使之低于100℃。
预冷却器的结构为一段扩充的圆形烟道,采用碳钢加KOKA石内衬,由台塑公司制造。
预冷器安装有两台,每个烟道设置一台预冷器。
预冷器内部设由8个喷嘴,工业水由喷嘴喷入预冷器内对烟气降温,预冷却器工业水设计喷淋流量为11m3/h/台。
冷却后的烟气自下而上流经脱硫吸收塔和除雾器,脱硫后的烟气不进行再加热,通过烟道直接进入烟囱排入大气,脱硫后烟气温度设计为40℃,脱硫吸收塔出口至烟囱一段烟道全部采用玻璃鳞片树脂进行内部防腐。
3.2SO2吸收系统吸收塔为SO2吸收系统的关键设备。
每台机组设两座吸收塔。
吸收塔设计为喷淋塔,吸收塔的尺寸为ф12m×38m H,吸收塔内部采用玻璃鳞片树脂内衬防腐,吸收塔内部的海水喷淋采用两层喷淋,管道全部采用不锈钢管道,上部喷淋分配管采用喷淋管喷淋,设计喷淋流量范围0-23000m3/h;下部喷淋分配管上安装有不锈钢加陶瓷内衬式旋流喷嘴,设计喷淋流量范围0-2600m3/h;上下两层分配管下部分别设置多孔不锈钢检修平台。
吸收塔内部安装有气流分布板,以使烟气进入吸收塔后塔内气流分布均匀。
脱硫后的海水通过吸收塔下部的溢流堰溢流排出。
脱硫吸收塔上部安装有除雾器,作用为将脱硫后烟气中携带的水滴去掉。
除雾器材质为百叶窗式聚丙烯材料,每台除雾器均配有工业水清洗装置:每台炉脱硫系统设计三台除雾器清洗水增压泵及16个清洗控制气动阀,由PLC控制对除雾器进行间断清洗。
烟气脱硫工艺
我国烟气脱硫工艺技术发展展望燕中凯一、我国“十二五”烟气脱硫的政策背景二氧化硫减排是我国“十二五”|主要污染物减排最重要的任务之一。
2011年3月,国务院发布的“十二五”规划纲要将二氧化硫作为主要污染物减排总量控制的约束性指标,要达到减少8%的目标。
2011年12月,国家“十二五”环境保护规划已经公布,为达到减排8%的目标,二氧化硫排放量由2010由2010〕35号)注:一般煤含硫1%对应烟气二氧化硫浓度为2200~2400mg·m-3。
上表以2400mg·m-3计。
对燃煤硫分在3%以上的高硫煤机组来说,新机组脱硫效率必须达到98%左右,老机组的脱硫效率也必须达到95%以上;对燃煤硫分在1%-3%的中硫煤机组来说,大部分地区新建机组必须选择96%以上脱硫效率的工艺,而老机组可选择95%左右的工艺;对燃煤硫分在0.6%-1%的低硫煤机组来说,新建机组脱硫效率必须达到93%以上;老机组可在90%左右。
对于重点地区,脱硫效率必须达到97-99%才能满足50mg/m3的排放要求。
烟气脱硫的环保政策和新的排放标准的实施,将对烟气脱硫市场及工艺技术发展方向产生重要引领作用。
目前,我国火电厂脱硫领域的主流工艺是湿式石灰石-石膏法,占市场份额的90%以上;钢铁行业烧结机脱硫则是以石灰石-石膏法、氨法、循环硫化床法为主,多种工艺都有应用;化工行业,氨法则占据了较大市场份额。
-石膏具有更二、》》-石膏法》(及以上机组,脱硫效率不低于95%,氨逃逸浓度低于10 mg/m3,氨回收率不小于96.5%;以及《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ462-2009)。
国家环保部2010年?第103号公告,公示了《国家先进污染防治示范技术名录》和《国家鼓励发展的环境保护技术目录》,其中氨法脱硫技术被列为燃煤电厂烟气脱硫的示范技术;石灰石/石灰-石膏法、烟气循环流化床干法、废碱渣(液)烟气脱硫被列为鼓励发展的脱硫技术。
02 海水脱硫技术介绍
海水中含有大量的盐类,除了含量很高的NaCl等主要成分外,还有一些弱酸强碱的盐类,如碳酸氢盐、碳酸盐、硼酸盐、磷酸盐和硫化物等。
使得海水有自然碱度,一般为2.0--2.6mmol / L,其pH约为7.7--8.5,因此海水有着比淡水高得多的酸碱缓冲能力。
应用海水洗涤烟气脱除烟气中的二氧化硫,其基本原理可以用以下的化学反应和化学平衡来解释。
S02在水中发生以下反应:S02(g)→S02(aq) (1)S02(aq) + 2H20→HS03-+ H30+(2)HS03-+ H20→S032-+ H30+(3)海水的缓冲能力主要:由H2CO3和它的相应酸根之间的平衡(CO2/ H2CO3/ HC03-/ C032-)而引起:C02+ H20→H2CO3(4)H2CO3+ H20→HC03-+H30+(5)HC03-+ H20→C032-+H30+(6)海水中含量较低的磷酸盐、硼酸盐等亦有上述类似反应。
在对洗涤烟气的海水进行曝气氧化时,发生以下反应:S02+ H20 + 1/202→SO42-+ 2H+(7)HC03-+ H30+→CO2+ 2H20 (8)CO2的逸出使曝气池中的海水pH值升高,加快了(7)式的反应。
硫酸盐是海水的主要成分,由海水脱硫引起的增量很小,不会造成脱硫排水对海域的污染,pH值恢复到6.5,达到排放标准的要求,亦不会对海域造成危害。
35'000•ppm• 15•4.Total suspended solids (TSS)总悬浮物•5.Bicarbonates (HCO)重碳酸盐•mg/l•90•80 -1003•6.Chlorides (Cl)氯化物•mg/l•18'500•18’000 -19'000•7.Fluorides (F)氟化物•mg/l•< 1•10.Sodium (Na)钠•mg/l•10'500•10'000 -11'000•11.Magnesium (Mg)鎂•mg/l•1'300•1’270 -1’380•12.Calcium (Ca)钙•mg/l•380•360 -450•13.Potassium (K)钾•mg/l•400•400 -450•14.Chem. Oxygen Demand•mg/l•10•up to 20 (COD)化学需氧量排放海水水质保证:经曝气后的海水应达到:pH≥6.8;耗氧量CODMn:≤5mg/l;溶解氧DO:≥3mg/l;SO32-氧化率:≥90%;符合GB3097—1997《海水水质标准》◆利用海水的天然碱度来吸收烟气中的SO2,不产生任何废弃物,无环境负面影响;◆不需要添加任何化学物质;◆技术成熟;◆工艺简单;◆系统无磨损、堵塞结垢、系统可靠性高;◆脱硫效率高;◆投资和运行费用低;◆建设周期短;◆适用于沿海新建机组和老机组的改造和扩建。
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海水烟气脱硫工艺
摘要:本文论述我国海水烟气脱硫工艺、挪威ABB 公司的flakt-hydro 海水烟气脱硫工艺以及美国Bechtel 公司的海水烟气脱硫工艺,并系统讨论海水烟气脱硫工艺的应用与发展及其优缺点。
关键词:海水烟气脱硫工艺;海水脱硫装置;环保;二氧化硫
1 前言
我国是一个资源生产和消费大国,然而经济的快速发展的同时加速了对燃料的
需求,由燃料产生的环境问题已经越来越严重。
据国家环保部门统计,每年各种煤及各种资源冶炼产生的二氧化硫高达2158.7万吨,居世界第一位,二氧化硫排放量占世界的15.1%,由二氧化硫污染造成的酸雨面积占全国总国土面积的30%,严重影响人们的身体健康和环境,造成了难以估计的经济损失和社会危害。
因此有效地控制大气中的二氧化硫已成为刻不容缓的研究课题,高效率,高环保的脱硫技术更是成为了现阶段的环保领域关注的焦点。
2 海水烟气脱硫技术原理
天然海水中含有大量的可溶性盐,其主要成分是氯化物、硫酸盐及少量的可溶
性碳酸盐。
海水呈现碱性,PH 值为7.8~8.3,具有天然的酸碱缓冲能力及吸收二氧化硫的能力,海水烟气脱硫工艺技术就是利用海水的这种特性来洗涤烟气中的二氧化硫,以达到烟气净化的效果。
海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统以及工厂必备的
电气控制系统等组成。
其主要流程是:锅炉排出的烟气经除尘器后,由烟气脱硫系统(FGD 系统)增压风机送入气-气热交换器(GGH)的热侧降温以提高吸收塔内的二氧化硫吸收效率,冷却后的烟气由吸收塔地步送入,在吸收塔中与由塔顶均匀喷洒的海水(利用电厂循环冷却水)逆向充分接触混合,经过净化后的烟气,通过GGH 升温后,经由烟囱派入大气。
其脱硫流程图如图 1 所示:
海水脱硫的机理如下:
-++→+23222SO H O H SO (1)
--→+2422322SO O SO (2) O H CO H HCO 223+→++- (3)
海水在洗涤烟气的过程中,烟气中的的二氧化硫气体被海水吸收,生成亚硫酸
根离子和氢离子,见反应(1),洗涤液的PH值随着降低;同时海水中的碳酸氢根离
子能与氢离子发生反应,生成水和二氧化碳,见反应(2),从而阻止或缓和洗涤液PH
值的继续下降,有利于海水对二氧化硫的继续吸收;洗涤后的海水变成酸性水,经
曝气池处理达标后再排放到大海,见反应(3)。
3 我国海水烟气脱硫工艺
我国海水烟气脱硫工艺第一家应用的是深圳西部电厂(1999年投入运行,技术来
源于挪威ABB公司),第二家应用的是漳州后石电厂(2000年投入运行,技术来源于
日本富士化水株式会社)。
海水烟气脱硫系统(FGD)系统是我国首套海水脱硫装置,是国家环保总局和国家
电力公司的示范项目,其各项性能指标均达到或超过设计值,满足国家对该项目的
审查要求,符合环保标准;曝气过程中没有明显的二氧化硫溢出情况,对周围环境
没有造成不良影响;工艺排水对海域水质和海洋生物的影响很小。
5、6号机组
(2×300MW)海水脱硫装置于2004年2月23日建成投运;1号、2号、3号机组海水
脱硫工程正在进行,计划2006年投运。
届时,深圳的燃煤机组全部都安装脱硫装置,
深圳总的二氧化硫的排放水平可以降低一半。
由台塑美国公司独资兴建的福建后
石电厂陆续建成了6套600MWe无GGH海水脱硫装置,于1999年至2003年陆续投入
运行。
1号机组已于1999年11月并网,同年12月完成96h满负荷试运行一次成功,
于2000年2月底投入商业运行;2号机组于2000年7月完成96h满负荷试运行并一
次成功,于2000年8月底投入商业运行。
中国华电工程(集团)公司联合阿尔斯通电
力挪威公司(APN)共建的青岛发电厂海水脱硫工程正在开工建设,该工程采用世界上
先进海水脱硫技术,脱硫效率高达90以上;2004年第一台海水脱硫装置成,2005
年第二台亦将投入运行;其1、2号300MWe机组海水脱硫工程是国家环保总局在我
国北方地区的第一个海水脱硫示范项目。
其他一些沿海发电厂,如秦皇岛电厂的2
套300MWe、山东黄岛发电厂的2套660MWe海水脱硫装置也正在筹建。
我国已成为世
界上大型海水脱硫装置建设经验最丰富的国家。
4 flakt-hydro海水烟气脱硫工艺
我国第一套深圳西部电厂与印度的TATA电力公司海水烟气脱硫装置均是采用此
flakt-hydro工艺。
1988年和1994年印度TATA电力公司先后在Trombay电厂先后建成5套125 MW
机组容量的海水脱硫装置;1995年西班牙Unelco电力公司先后在Gran Canaria燃
油电厂(2×80MW )和Tenerife燃油电厂(2×80MW)建成4套海水脱硫装置,多年来
运行良好;印度尼西亚Paicon电力公司的4×335MWe新建机组采用海水脱硫工艺,
已于1998年投入运行。
英国准备2005年开工建设位于重要生态保护区的Longannet 电站建设4套600 MWe燃煤发电机组的海水脱硫装置;美国关岛的Cabras电厂拟采
用挪威ABB公司的Flakt-Hydro工艺来解决日益严格的环保要求;挪威国家电力公
司打算在奥斯陆附件建造一座1200 MWe的燃煤电厂,选择Flakt-Hydro工艺对烟气
进行脱硫;马来西亚2套750 MWe机组,巴西、希腊等地的海水脱硫工程正在建设
中。
多国均是使用flakt-hydro海水烟气脱硫工艺,使得此工艺在技术、经验上都
是成熟的。
5 Bechtel公司的海水烟气脱硫工艺
美国Bechtel公司海水脱硫工艺在美国已经建成了示范工程,但是出于美国国情的考虑,并未推广应用。
Bechtel 海水脱硫工艺主要是利用海水中的镁含量多的优势,加入石灰浆液,反应生成了氢氧化镁,氢氧化镁能有效的吸收二氧化硫。
流程:冷却水总量2%的海水进入吸收塔,其余的海水用于溶解脱硫生成的石膏晶体。
在洗涤系统中加入石灰或石膏的混合物,提高脱硫所需要的碱度,海水中的可溶性镁与碱也生成的氢氧化镁能迅速吸收烟气中的二氧化硫。
整个系统有以下组成:烟气冷却系统、吸收系统、再循环系统、电气控制系统等组成。
脱硫效率可达95%,与常规石灰石石膏比,投资少、能耗低。
6 海水烟气脱硫工艺的优缺点
海水脱硫工艺与湿法石灰石-石膏、旋转喷雾、烟气循环硫化床、炉内喷钙尾部增湿火化脱硫及电子束氨法脱硫等工艺主要性能的比较如下表1.
由表1可知海水脱硫工艺有以下特点:
(1)技术成熟、工艺简单、脱硫效率高、装机容量大;
(2)不需要加任何添加剂,避免了石灰石的开采、加工、运输和储存等;
(3)不产生副产品和废弃物,避免了处理废弃物及二次污染等问题;
(4)运行维护简单,不会产生结垢和堵塞,具有较高的系统可用率,运行费用较低;
(5)占地面积小,运行费用低,自动化程度高,可靠性好。
缺点:
(1)一次性的投资量大,仅适用于沿海电厂;
(2)排出的水对海洋生物的生长影响不明;
(3)海水的碱度有限,仅适用于燃用低硫煤(<1%)电厂的脱硫。
7 结束语:
烟气脱硫系统是一种耗资多的环境工程项目,大家比较关心的是在技术上可行、经济上合理、适合我们国情的脱硫方案,国外经验表明海水脱硫系统技术成熟、工艺简单、运行可靠、效率高。
我国海岸线较长,故此技术在我国有较大的发展空间。
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