烟气脱硫(FGD)设备及工艺原理

《国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》 (国函［1998］5号)，即要求“两控区”的火电厂做到：到2000年底达 标排放。新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂，必须建设脱硫设施； 现有燃煤含硫量大于1%的电厂，在2010年前分期分批建成脱硫设施或 采取其它具有相应效果的减排二氧化硫措施。
以湿法脱硫为主的国家有：日本(约占98%)、美 国(约占92%)和德国(约占90%)等。
炉内
活化
CaCO3 → CaO ＋ CO2 CaO + SO2 + 1/2 O2→ CaSO4 CaO＋SO3 → CaSO4
CaO ＋ H2O → Ca(OH)2 Ca(OH)2 ＋SO2 → CaSO3 ＋ H2O CaSO3 ＋ 1/2 O2 → CaSO4
双碱法FGD工艺
钠法：以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础。
3、常用的脱硫技术
近年来，世界各发达国家在烟气脱硫(FGD)方面均取得了很大的进 展，美国、德国、日本等发达工业国家计划在2000年前完成200－－ 610 MW的FGD处理容量。 目前国际上已实现工业应用的燃煤电厂烟气脱硫技术主要有：
(1)湿法脱硫技术，占85%左右，其中石灰-石膏法约占36.7%，其它 湿法脱硫技术约占48.3%； (2)喷雾干燥脱硫技术，约占8.4%； (3)吸收剂再生脱硫法，约占3.4%； (4)炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫法，约占1.9%； (5)海水脱硫技术； (6)电子束脱硫技术； (7)脉冲等离子体脱硫技术； (8)烟气循环流化床脱硫技术等。
炉内喷钙+尾部增湿法 介于炉内脱硫和烟气脱硫两者之间，在炉膛内喷石灰石粉，排出 的烟气进入尾部烟气增湿塔活化反应，两次脱硫。
四、国内火电厂烟气脱硫的应用
技术内容 技术成熟程度 适用煤种 单机应用规模 脱硫率 吸收剂 市场占有率 技术 特点及经济性 国内应用 普通石灰石／ 石膏脱硫技术 成熟 不限 200MW 及以上 95%以上 石灰石/石灰 高 德国、日本 喷雾干燥 脱硫技术 成熟 中低硫煤 200MW 及以下 75-80% 石灰 一般 日本
2．国家对SO2的治理要求
法律的要求： 1995年修订的《中华人民共和国大气污染防治法》提出：在“两 区”内的火电厂新建或已建项目不能采用低硫煤的，必须建设配套脱 硫、除尘装置。 国家污染物排放标准的要求： 《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-1996)，对1997年1月1日 起新、扩、改建火电厂，在实行全厂排放总量控制的基础上，增加了 烟囱二氧化硫排放浓度限制。 国务院对“两控区”内火电厂二氧化硫控制的要求：
石灰发生器 分离器
锅炉
烟气经文丘里管喷射 与烟气混合吸收
•广东恒运电厂干法脱硫系统
海水法：采用海水对烟气脱硫的方法
此方法受地域条件限制。且有氯化物严重腐蚀设备的问 题。脱硫残液PH很低，必须配置参数合理的水质恢复系统， 才能达到环保要求的排放条件。
电子束法：是一种利用高能物理原理，采用电子束辐照 烟气，或以脉冲产生电晕对烟气实施脱硫的方法。
电子束法使用的脱硫剂为合成氨，目前仅限于吨位不大的燃 煤锅炉烟气脱硫。
2．按脱硫剂分类
目前开发的多种烟气脱硫技术，尽管设备构造和工艺流程各不 相同，但基本原理都是以碱性物质作SO2的吸收剂。
以石灰石、生石灰为基础的钙法 按 脱 硫 剂 分 类 以氧化镁为基础的镁法
以合成氨为基础的氨法
以有机碱为基础的碱法 以亚硫酸钠、氢氧化钠为基础的钠法
投资低于湿法
炉内喷钙+尾部 增湿脱硫技术 成熟 中低硫煤 200MW 及以下 80-90% 石灰石 一般 芬兰
目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！！
三、 烟气脱硫方法
1．按有无液相介入分类
在电力界尤其是脱硫界以有无液相介入来进行分类。
按 有 无 液 相 介 入 分 类 湿法 半干法
干法
电子束法 海水法
湿 法：进入湿吸收剂；排出湿物质
湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理在气、液、 固三相中进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀 糊状的流体。湿法脱硫的操作温度在44－55ºC。
半干法：进入湿吸收剂；排出干物质
半方法是指在Βιβλιοθήκη Baidu液相和气相介入脱硫方法，脱硫产物为干粉状。半 方法的操作温度控制在60－80ºC。
干 法：进入干吸收剂；排出干物质。
干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。如向炉 内喷干燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。 干法的操作温度在800－1300ºC。
烟气脱硫(FGD)设备及工艺原理
一、脱硫的发展与应用 二、火电厂脱硫方式 三、 烟气脱硫方法
四、国内火电厂烟气脱硫的应用
五、石灰石／石膏湿法脱硫工艺流程及设备
一、脱硫的发展与应用
1. 全国火电厂二氧化硫排放状况 1998年全国火电装机容量为20988万千瓦，占总 装机容量的75.7%。二氧化硫排放约为780万吨，占 全国二氧化硫排放量的37.3%。预计2000年达40%， 2010年将达到60%。95年统计，由于酸雨和二氧化硫 污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损 失约为1100多亿元，已接近当年国民生产总值的2%， 成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
二、火电厂脱硫方式（燃烧前、中、后）
煤炭洗选： 使用前脱硫。目前仅能除去煤炭中的部分无 机硫，对于煤炭中的有机硫尚无经济可行的去除技术。 循环流化床锅炉(CFBC)-- 洁净煤燃烧技术：燃烧过程中 脱硫。具有可燃用劣质煤、调峰能力强、可掺烧石灰石脱硫、 控制炉温减少氮氧化物排放等特点。 烟气脱硫(FGD) ：燃烧后脱硫。在锅炉尾部电除尘后至 烟囱之间的烟道处加装脱硫设备,目前95％以上的燃煤锅炉采 用此方式实施脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主 要的技术手段。
钙法：以石灰石、生石灰为基础。
镁法：以氧化镁为基础的
氨法：以合成氨为基础
（1）脱硫过程 Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑ 2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O Na2SO3＋SO2＋H2O→2NaHSO3
（2）再生过程（用石灰乳） 2NaHSO3＋Ca（OH）2→Na2SO3＋CaSO3 Na2SO3＋Ca（OH）2→2NaOH＋CaSO3