脱硫工艺的选择

脱硫工艺的选择

针对某新建燃煤锅炉，由于地理位置毗邻北京，对新建机组实施严格的排放限制是必然的，简单地说，粉尘排放限值≤10mg/Nm3，SO2排放限值≤35mg/Nm3，NO X排放限值≤50mg/Nm3。

一、烟气脱硫技术现状

烟气脱硫（FGD）的发展历程已有30多年、上百种工艺，适合电厂燃煤锅炉使用的有10多种。目前，各种类型的烟气脱硫装置在世界各国的燃煤电厂都得到了应用，很多工艺已经成为成熟而且稳定的技术，并不断取得发展。

在诸多工艺中，湿法工艺应用最为广泛，约占全球商业FGD的85%以上，又以石灰石—石膏法脱硫工艺为主流。其它工艺中，烟气循环流化床工艺（CFB-FGD）通过多年发展取得了长足的进步，具有一定的市场占有率，但是这两年环保要求的日益严格，瓶颈凸显，很难发展。此外，NO X的控制使得氨法脱硫工艺也日益得到广泛的关注，发展迅猛。

先进FGD的发展正走向高脱硫效率、高可用率、工艺流程简化、投资经济和低运行维护成本之路。

二、主流脱硫工艺的特点

要建设“适用、实用、低成本”的FGD，必须根据电厂现实情况，遵循一定的程序结合科学的方法进行合理的选择。

脱硫工艺选择的主要原则，我们简单归纳一下主要有以下几点：

1、脱硫效率满足环保要求，在使用周期内能适应今后环保要求的进一步提

高；

2、技术先进成熟、设备可靠，运行、维护简单，可用率高，市场占有率高；

3、脱硫装置的启停及运行不影响机组运行的安全，对机组负荷、燃煤硫份

等有较好的适应性；

4、吸收剂价廉易得，运行危害性低；

5、脱硫副产品应有良好的处置方式，不造成二次污染。

根据上述选择原则，针对本案潜在的几种脱硫工艺（石灰石—石膏法、烟气循环流化床工艺、氨法）做如下评价，供参考。

2.1烟气循环流化床工艺脱硫技术（CFB-FGD）

图1-1 CFB-FGD工艺流程示意图

从锅炉引出的原烟气，由净化装置底部进入循环悬浮流化床脱硫塔。脱硫剂为干态的消石灰，经过缓冲仓由空气斜槽送入脱硫塔，流态化的物料和烟气中的二氧化硫等酸性物质在脱硫塔中发生化学反应，脱除掉大部分的二氧化硫等。烟气通过脱硫塔底部的文丘里管的加速，进入循环流化床体，物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上。这样循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现污染物高脱除率提供了根本的保证。

吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O等。

由于SO3全部得以去除，加上排烟温度始终控制在高于露点温度15℃以上，因此烟气不需要再加热，同时整个系统也无须任何的防腐处理。

净化后的含尘烟气经脱硫塔的顶部出口进入袋式除尘器除去大部分烟尘，由除尘器除下的烟尘大部分经过空气斜槽循环进入脱硫塔，少量经布袋除尘器下仓泵输送至灰库。净化后的烟气经引风机由烟囱排入大气。

循环流化床半干法烟气脱硫技术有以下工艺、结构特点：

1) 塔内完全没有任何运动部件和支撑杆件，操作气速合理，塔内磨损小，没有堆积死角，设备使用寿命长、检修方便。

2) 烟气与物料接触时间长、接触充分，脱硫效率最高可达90%。

3) 控制简单。

4)，脱硫塔内部不需要做防腐。

5) 当煤的含硫量或要求的脱硫效率发生变化时，无需增加任何工艺设备，仅需调节脱硫剂的耗量便可以达到较高的脱硫效率。

6) 脱硫副产物流动性好，易于处理；脱硫剂利用率高、脱硫副产物排放少。

2.2石灰石—石膏湿法脱硫技术

典型的石灰石/石灰－石膏湿法烟气脱硫工艺流程如图2-1所示，实际运用的脱硫装置的范围根据工程具体情况有所差异。

图2-1 石灰石-石膏湿法脱硫工艺流程示意图

锅炉烟气经除尘器除尘后，通过增压风机、喷淋增湿降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，与

此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO4•2H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。

在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。

经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。

在吸收塔出口，烟气一般被冷却到46~55℃左右，且为水蒸气所饱和。

整套系统由以下子系统组成：

吸收系统

（1）SO

2

（2）烟气系统

（3）石灰石浆液制备系统

（4）石膏脱水系统

（5）供水和排放系统

（6）废水处理系统

（7）压缩空气系统

石灰石—石膏湿法脱硫技术的特点：

n1）石灰石作为吸收剂，资源丰富，成本低廉；

n2）脱硫装置技术成熟，运行安全可靠（系统可利用率达到98%以上）；

n3）副产品脱硫石膏可作为商品石膏回收利用，经济效益显著；

n4）脱硫效率高达95%以上，有利于地区与电厂实行总量控制；

n5）适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫；

n6）对锅炉负荷变化的适应性好，可适应35%~110%的负荷变化，保持出口SO2浓度稳定在设计范围内；

n7）使用范围宽，最大应用装机容量为1050MW机组，特别对50MW及