4常规火电厂烟气净化技术ppt课件

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一、石灰石浆液洗涤脱硫工艺的基本原理
1、烟气湿法脱除SO2的理论基础 SO2在水中具有中等程度的溶解度，其水溶性呈 酸性，因此，易于与碱性物质发生中和反应； SO2具有较强的极性，易于被吸收剂吸收； SO2溶于水生成的SO32-、HSO3-等，可与钙等 碱土金属离子形成溶解度很低的沉淀物； 在与强氧化剂接触或有催化剂及氧存在时， SO32-会被氧化成SO42-，会生成更稳定的碱金属硫 酸盐沉积物。
目前，我国采用脱硫装置的火电机组（包括引 进国外技术）总容量约为25300MW，大致占全 国火电机组总容量的1.5%。
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三、烟气脱硫工艺的类型和主流工艺
1、类型 按脱硫反应物质在反应过程中的状态分为
湿法脱硫 干法脱硫 半干法脱硫
抛弃法 按脱硫反应产物的处理方式分成：
回收法
再生法 按脱硫剂的使用情况可分为：
实现脱硫脱氮装置一体化的联合烟气净化技
术与可资源化烟气脱硫技术是目前重要的研究课
题，也是未来烟气净化技术的发展方向。
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二. 烟气脱硫技术的发展
自20世纪70年代世界上开始安装第一套大容 量火电厂烟气脱硫（FGD）装置以来，烟气脱硫 技术已经历了30多年的发展过程，已经投入应用 的烟气脱硫技术有十余种。
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。通过GGH将烟气加热到80℃以上， 以提高烟气的抬升高度和扩散能力。 最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。
第四章
常规火电厂 烟气净化技术
长沙理工大学能动学院 热动教研室
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4.1 概述
一、火电厂烟气净化的目的
烟气脱硫是降低常规燃煤电厂硫氧化物排放
的比较经济和有效的手段，根据采用的脱硫工艺 不同，烟气脱硫的基建费占电厂总投资的10%20%，脱硫的运行费用也很高。
对氮氧化物来说，合理有效地组织煤的燃烧 过程，可以较大幅度地降低NOx的生成量。
钙与硫的摩尔比值表示，即Ca/S比，所需的 Ca/S越高，钙的利用率则越低。
Ca S
32 100
CaCO3 % S %
G B
湿法脱硫工艺在脱硫效率为90%以上时，钙硫摩尔比
略大于1。
半干法在脱硫率为85%时，钙硫摩尔比为1.5—1.6；
干法在脱硫效率为70%时，钙硫摩尔比可达2—2.5。
3、脱硫装置的出力
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（四）雾化喷嘴
雾化喷嘴的功能是将大量的石灰石浆液转化为能 够提供足够接触面积的雾化小液滴以有效脱除烟 气中二氧化硫。湿法脱硫采用的喷嘴一般为离心 压力雾化喷嘴，可粗略分为旋转型和离心型。常 用的有空心锥切线型、实心锥切线型、双空心锥 切线型、实心锥型、螺旋型等5种。
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喷射鼓泡塔
由千代田公司开发研制，又称CT-121，烟气通 过喷射分配器以一定的压力进入吸收液，形成一 定高度的喷射气泡层，可省去再循环泵和喷林装 置。净化后的烟气经上升管进入混合室，除雾后 排放。特点是：可在低pH下运行，一般为3.5－ 4.5，生成的石膏晶体颗粒大，易于脱水；脱硫 率的高低与系统的压降有关，可通过增大喷射管 的浸没深度来提高压降，提高脱硫率。
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烟气输送系统和热交换系统
指锅炉烟气排出之后直到最后经过烟囱排放到大 气中的全行程控制系统。
由除尘系统、脱硫系统、气/气换热器系统、烟 道烟囱及各种闸板门、旁道装置等组成。
脱硫风机 装设烟气脱硫装置后，整个脱硫系统的烟气阻力
约为2940Pa，单靠原有锅炉引风机（IDF）需 设助推风机，或称脱硫风机（BUF）。
2、固体废弃物
大部分脱硫工艺对脱硫副产品采用抛弃堆放
等处理方式，因此要对堆放场的底部进行防渗处
ห้องสมุดไป่ตู้
理，以防污染地下水，对表面进行固化处理，以
防扬尘。
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4.4 湿法烟气脱硫技术
湿法脱硫技术以石灰石或石灰浆液洗涤法为代表。
优点：
1）高速气流设计增强了物质传递能力，降低了 系统的成本，标准设计烟气流速达到4.0 m/s。
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3.系统构成
石灰石液浆制备系统：由石灰石粉料仓、石灰石 磨机及测量站构成。
二氧化硫吸收系统（吸收塔）：由洗涤循环系统 ÷除雾器和氧化工序组成的吸收塔。
烟气输送系统和热交换系统：（脱硫风机、烟气 再热系统）
石膏处理系统：由水力旋流分离器、真空皮带过 滤机和储存系统组成。
废水处理系统： 自动控制系统 石膏处理系统：
脱硫成本=（工程总投资+寿命
年运行费）/（年脱硫量×寿命）
4、售电电价增加 电价增加=年运行费用（元）/[机组容量（kW）
×24（h）×365×锅炉可用系数]
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三、环境评估
脱硫系统可能产生的环境问题主要是废水和 废渣等。
1、废水 主要超标项目是PH值、COD、悬浮物及汞、
铜、镍、锌、砷、氯、氟等，因此，在整体工艺 中需考虑相应的废水处理措施。
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（二）除雾器
除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直 布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置),通常 为二级除雾器。除雾器设置冲洗水，间歇冲洗冲 洗除雾器。湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除 雾器，其次是旋流板除雾器。
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（三）氧化槽
氧化槽的功能是接收和储存石灰石，溶解石灰石， 鼓风氧化CaSO3，结晶生成石膏。早期的湿法脱 硫几乎都是在脱硫塔外另设氧化塔，由脱硫塔排 出的浆液再被引入专门的压力氧化槽中，并添加 硫酸，在pH为3－4的条件下被鼓风氧化。这种 工艺易发生结垢和阻塞问题。随着工艺的发展， 将氧化系统组合在塔底的浆池内，利用大容积浆 液完成石膏的结晶过程，就地氧化。循环的石灰 石在氧化槽内设计停留时间一般为4－8min，与 石灰石的反应性能有关。
非再生法 4
2、主流的脱硫工艺
烟气脱硫技术以石灰石/石膏湿法工艺为主流。有一定的份额。
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四、燃煤电厂烟气脱硫系统的特点
1、脱硫装置呈多样。 2、工艺特点接近于化工工业。 3、服务对象的特点不同。
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4.2 烟气脱硫剂的种类和特点
一、脱硫剂的种类
目前广泛使用的脱硫剂的种类包括：钙基脱硫剂、氨基 脱硫剂和钠基脱硫剂，还有其他碱性物质、活性炭等。
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2、工艺流程
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基本工艺流程如下：
锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、
GGH(可选)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
用折算到标准状态下每小时处理的烟气量，即采用
m3/h来表示。
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二、主要经济指标
1、工程总投资和单位容量造价
工程总投资指与烟气脱硫工程有关的固定资 产投资和建设费用的总和。
单位容量造价是根据工程总投资计算的每kW 机组容量平均投资费用。
2、年运行费用
烟气脱硫系统运行一年中所发生的全部费用。 10
3、脱除每吨SO2的成本
作为脱硫剂。
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4.3 电站锅炉烟气脱硫工艺的主 要技术、经济和环境指标
一、主要技术指标
1、烟气脱硫效率
平均脱硫效率的计算式为：
FG
CSO2 CSO2 CSO2
100(%)
折算水分、灰分和硫分，计算公式如下：
S ar , zs
S ar Qar,net, p
4190
%
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2、钙硫摩尔比（Ca/S）
不同的火电厂有不同的方法再热处理烟气。
使用燃烧天然气或是低硫油的后燃器。
与旋转式气－气热交换器和多管气－气热交 换器相比，这种方法要消耗大量的能量，此外燃 料燃烧又是另外一个污染源。
采用蒸汽－烟气再热器，使用工艺蒸汽或锅炉产 生的热量。
蒸汽－烟气再热器的基本投资比蓄热式气－
气热交换器低，但运行费用高。此外还必须注意
（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。
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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。
高温蒸汽在管道烟气侧结垢。安装蒸汽－烟气再
热器主要是空间限制造成的。
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石灰石液浆制备系统
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。
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二氧化硫吸收系统（吸收塔）
（一）吸收塔
吸收塔是烟气脱硫的核心装置，要求气 液接触面积大、气体的吸收反应良好，压 力损失小。并且适用于大容量烟气处理。 吸收塔的主要有喷淋塔、填料塔、双回路 塔和喷射鼓泡塔、复合塔等类型。
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喷淋塔 是湿法脱硫的主流塔型，多采用逆流方
式布置，烟气流速为3m/s左右，液气比 与煤的含硫量和脱硫率关系较大，一般在 8—25L/m之间。优点是:内部部件少， 故结垢的可能性小，压力损失也小。逆流 运行有利于烟气与吸收液充分接触，但阻 力损失比顺流大。
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填料塔 填料塔是由日本三菱重工开发，采用塑料隔栅