国内外燃煤电厂脱硫技术的综述

Ξ 收稿日期 : 2001 - 06 - 05 作者简介 : 陶伟强 (1978 - ) ,男 ,山西曲沃人 ,硕士研究生 ,从事发电厂及电力系统专业研究 。
韩富春 (1954 - ) ,男 ,河北鹿泉人 ,教授 ,从事电力系统自动控制方面研究
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
利用海水为脱硫剂 ,吸收二氧化硫 。工艺和流 程比较简单 ,主要由喷淋吸收塔和曝气池两大部分 组成 。烟气先在喷淋吸收塔内与海水反应 ,然后在 曝气池中使海水得以恢复 。无需脱硫剂的制备 、添 加 ,系统可靠 ,无废水 、废料处理问题 ,投资少 ,运行 费用低等优点 ,受到各国的重视 。现在挪威 、西班 牙 、印尼 、英国 、美国等都已投运或正在建设 。
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脱硫技术和电子束脱硫技术 ,有条件的还可以采用 海水脱硫技术 ;
e) 对老厂则要选取易于改造且投资少 、运行费 用低的方案 ,如炉内喷钙/ 加湿脱硫技术和喷雾干法 烟气脱硫技术 。
我国有近 4 000 台电站锅炉 ,脱硫技术有巨大 的市场需求 ,所以进一步加强我国燃煤电厂烟气排 放的管理 ,积极推广脱硫技术的应用是造福子孙后 代 ,实现可持续发展战略的大事 。
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国内外燃煤电厂脱硫技术的综述 Ξ
陶伟强1 , 韩富春1
(太原理工大学电气与动力工程学院 ,山西 太原 030024)
A Summary of Desulf urization Techniques in Coal Burning Po wer Plants At Home and Abroad
TAO Wei2qiang1 , HAN Fu2chun1
2001 年 第 16 卷 第 3 期 电 力 学 报 Vol. 16 No. 3 2001
(总第 56 期) J OU RNAL OF EL ECTRIC POWER ( Sum. 56)
文章编号 : 1005 - 6548 (2001) 03 - 0176 - 02
第 3 期 陶伟强等 :国内外燃煤电厂脱硫技术的综述 17 7
备运转率高 。 113 喷雾干法烟气脱硫技术
它采用碱液 ( Na2CO3) 或消石灰乳 ( Ca (O H) 2) 作为脱硫剂 ; 因它的脱硫剂是湿态 ,最终产物是干 态 ,又称它为半干法脱硫技术 。现多数国家采用旋 转喷雾式脱硫 ,其特点是运行可靠 ,不会产生结垢 和堵塞 ,生成的固态产物易于处理 ,而且适合原有 电厂的改造 ,投资低于湿法脱硫工艺 。 114 炉内喷钙/ 加湿脱硫技术
2 国内脱硫新技术介绍
211 干式循环流化床烟气脱硫技术 这是清华同方公司最新开发成功的 ,我国具有
独立知识产权的脱硫技术 。它以石灰浆作为脱硫 剂 ,锅炉烟气从循环流化床底部进入反应塔 ,与石 灰浆进行脱硫反应除去 SO2 。然后分离脱硫剂与烟 气 ,最后经除尘后烟气排入大气 ,脱硫剂循环使用 。 其特点是 : ①脱硫效率高 ( 当 燃 煤 含 硫量为 2 % , C/ S = 1. 1 ,脱硫率可达 85 %以上) ; ②经济性能 好 ,脱硫剂可以循环使用 。 212 液柱烟气脱硫除尘系统
4 结束语
目前 ,世界各国日益重视由燃煤电厂所造成的 环境危害 ,一些发达国家已制定了严格的法律法规 和技术措施严格控制燃煤电厂排放量 ,而我国二氧 化硫的排放已居世界首位 ,对环境造成严重破坏 。 因此我们必须加强对燃煤电厂烟气排放的控制 ,尤 其是二氧化硫的排放 。因此 ,我们建议应采取如下 措施 :
该技术主要在烟气中加入氨气 ,再用电子束对 烟气照射 ,使烟气中 SOx 、NOx 分别与氨 ( N H3) 反 应生成硫酸铵 ( ( N H4) 2 SO4) 和硝酸铵 ( N H4NO3 ) , 是目前极具竞争力的脱硫技术 。它的主要特点是 : ①工艺简单 ,可以同时高效脱硫和脱氮 ; ②整个脱 硫过程不需要对废水处理 ; ③反应副产品为硫酸铵 和销酸铵是生产复合化肥的原料 ; ④占地面积小 , 适用于老厂改造或新建机组 ; ⑤处理后烟气可直接 排放 ; ⑥投资和运行费用相对低 。 116 海水烟气脱硫技术[8 ]
引 言
我国发电以燃煤型火电厂为主 ,燃煤产生的大 气污染物占总排放量很大的比重 ,尤其是 SO2 ,年排 放量超过 2 000 万吨 ,形成的酸雨每年对国家造成 大约 1 100 亿元的巨大损失 。本文在介绍国外一些 先进的脱硫技术和国内该技术新突破的基础上 ,综 合比较分析了各种方法[1、2 ] 的特点及适用范围 ,提
干式循环
流化床
> 85 1. 1
520
较 低
较 低
调试中
液柱烟气脱硫
技 术
> 90
1. 0
400～900
较 低
较 低
中试 阶段
由表 1 可知现阶段比较成熟的技(下转第 182 页)
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1 82 电 力 学 报 2001 年
图 1 基础设计施工图
[ 责任编辑 :巩天真 ]
(上接第 177 页)
术 ,如湿法石灰石/ 石灰烟气脱硫技术 、循环流化床 技术 ,的投资和运行费用相对较高 。而新兴的脱硫 技术基本上都具有投资少 ,运行费用低的特点 ,很有 发展前景 。尤其是我国自主研发的干式循环流化床 和液柱烟气脱硫技术 ,在经济指标上更具有优势 。 因此 ,我们必须在应用比较成熟的脱硫技术的基础 上 ,积极引进拓展新兴的脱硫技术 ,大力发展我国的 脱硫技术 。
湿法脱硫是在燃烧后对烟气进行的 ,它可采用 石灰石或石灰洗涤法 、双碱法 W - L 法及铵肥法 。 最常用的是石灰石/ 石灰法 ,它用石灰石或石灰的 水浆液作为脱硫剂在吸收塔内对 SO2 进行吸收 。 根据其副产品又可细分为抛弃法和石膏法 。其突 出特点是 : ①脱硫效率高 ,当 Ca/ S = 1 时 ,脱硫效率 大于 90 % ; ②吸收剂利用率高 ,可大于 90 % ; ③设
这一技术也是清华同方开发 , 它由脱硫反应 塔 、脱硫剂制备系统 、脱硫剂产物处理系统 、控制系 统和烟道系统组成 。烟气从脱硫反应塔下部进入 , 在上升过程中与脱硫剂接触 ,将 SO2 除去 。而脱硫 剂也由反应塔下部向上喷射 ,在上部散开 ,充分与 烟气接触反应 。其特点是 : ①系统在 C/ S = 1 时 , 脱硫率大于 90 % ,脱硫剂的利用率在 90 %以上 , 运行成本低 。 ②副产品 CaSO4 可用于建筑材料和 盐碱地的改造 。
它以石灰石 、白云石或消石灰为脱硫剂 ,利用 它们 分 解 的 氧 化 钙 ( CaO) 吸 收 SO2 。现 有 美 国 Alanco 公司的荷电干式吸收剂喷射 ( CDSI) 除尘脱 硫系统装置[6 ] ,它主要是让吸收剂以高速流过喷射 单元产生的高压静电电晕充电区 ,使吸收剂带有强 大的静电荷 。吸收剂进入烟气后 ,彼此所带电荷排 斥 ,形成均匀分布的悬浮状态 ,使 SO2 充分与吸收 剂反应 。它的投资小 ,占地少 ,适于旧厂改造 。但 其技术要求高 ,维护复杂 。 115 电子束烟气脱硫技术[4 、5 、6 ]
3 国内外脱硫方法综合比较
国内外脱硫方法综合比较见表 1 。
表 1 脱硫方法综合比较表
脱
脱
脱
初运 应
硫
硫
硫
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始行 用
类
效
Ca/ S
成
投费 情
型
率
本
资用 况
/%
/ 元·t - 1
循环流化床 技 术
80～90 1. 1～1. 5
1 000
大
较 低
投 产
湿法石灰石/ 石灰烟气脱硫
> 90
1. 0～1. 3
出适合我国燃煤电厂脱硫的解决方案 。
1 国外脱硫技术介绍
111 循环流化床技术[3 ] 流化床技术最早出现于 20 世纪 60 年代 ,循环
流化床是它的第二代 。它主要采用石灰石 ( CaCO3) 和白云石 ( CaCO3MgCO3) 作为脱硫剂 ,在燃烧过程 中石灰石或白云石分解成氧化钙 ( CaO) ,在氧化性 气氛下和烟气中的 SO2 及氧气 (O2) 反应生成硫酸 钙 (CaSO4) 。该方法的突出特点 : ①能够在燃烧过 程中有效的控制 NOx 和 SO2 的排放 。 ②燃料适应 性广 ,可用高灰分 、高水分 、低热值 、低灰熔点的劣 质燃料 。 ③脱硫剂利用率高 ,脱硫效率可达 93 % ～97 %。 112 湿法烟气脱硫技术
1 337
较 较 广泛 大 高 使 用
喷雾干法 烟气脱硫
< 90 1. 3～1. 5
1 120
中中 等等
投产
炉内喷钙/ 加湿 80 脱硫技术 左右
1. 8～2. 5
725～1 275
较 低
较 低
投产
电子束脱硫
技 术
> 90
—
1 200
较 较 中试且 低 低 示范中
海水脱硫技术 > 90
—
—
低
低
已投产 或在建
(College of Elect rical and Power Engineering , Taiyuan Technology U niversity , Taiyuan 030024 ,China)
摘 要 : 介绍了几种国内外燃煤电厂脱硫的先进 技术 ,并作了脱硫效果 、经济性能的比较 ,提出了适 合我国燃煤电厂脱硫的解决方案 。 关键词 : 燃煤电厂 ;脱硫技术 ;综述 中图分类号 : X773 文献标识码 : A Abstract : The desulf urization techniques applied in coal burning power plant s at home and abroad are in2 t roduced , t heir differences in t he result s of desulf ur2 ization and economic index are compared and a sug2 gestion to solve t he desulf uration problem which suit s our national sit uation is provided. Key Words : coal burning power plant ; desulf uriza2 tion technology ; summary
a) 有选择的引进国外的先进技术 、设备 ,如循 环流化床技术 、电子束烟气脱硫技术等 ;
b) 国家加大对脱硫技术研究的投入 ,积极扶持 行业内的龙头企业 ,加快设备国产化的步伐 ;
c) 积极采用国内先进技术 ,如清华同方的干式 循环流化床 、液柱式烟气脱硫技术 ,华东理工的海水 脱硫技术等 ;
d) 对于新建电厂主要选用脱硫率高的脱硫设 备 ,可采用循环流化床技术 、湿法石灰石/ 石灰烟气