海水脱硫和石灰石_石膏湿法烟气脱硫工艺比较_罗海中

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第 29 卷第 15 期 Vol.29 No.15
企业技术开发 TECHNOLOGICA企L D业EVE技LO术PME开NT发OF ENTERPRISE
2010 年 8 月 20A1u0g年.20810月
海水脱硫和石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺比较
罗海中,曾少雁
(广东省电力设计研究院,wenku.baidu.com东 广州 510633)
囱排入大气。其主要化学反应式为: 吸 收 过 程 :SO2 +H2O →H2SO3 圳 HSO3 -+H + ;CaCO3 +
2H+→Ca2++CO2+H2O; 氧化过程:HSO3+1/2O2→SO42-+H+;Ca2++SO42-+2H2O→
塔,在喷淋而下的海水洗涤过程中,烟气中的 SO2 被海水 CaSO4·2H2O;
587 元 /kW
913 元 /kW
脱硫单位成本
4 925.2 元 /t
5 718.9 元 /t
优点
工艺简单,系统可靠,投资运行费 ①技术成熟,运行可靠;脱硫剂石灰
用低;系统无结垢、堵塞问题,不产 石易得,副产品石膏综合利用好;对
生固体、液体污染物。不需要添加 锅炉负荷及煤种含硫量变化有良好
脱硫吸收剂,运行管理简单。
参考文献:
[1] 陈绍敏.海水脱硫技术经济性分析[J].热力发电,2006,(12). [2] 朱东升,黄信胡,海兰.烟气脱硫工艺的研究[J].安全科学
技术,2009,(3). [3] 黄隆,刘勇,王大伟.石灰石 - 石膏脱硫与海水脱硫的应用
比较[J].广东电力,2007,(10).
英国发现迄今质量最大恒星
Abstract:The seawater desulphurization and limestone - gypsum wet desulphurization unit is the two thermal currently used in current thermal power generating unit,this article describes two methods of desulfurization process principle and procedure,and take the new established 2 × 300 MW units as example,and compare the technical features and investment of these two,desulfurization process. Keywords:desulfurization process;seawater desulfurization;limestone-gypsum wet flue gas desulfurization
收稿日期:2010 - 06 - 20 作者简介:罗海中(1981—),男,广东河源人,硕士研究生,工程师,
主要从事电力环保设计工作。
触,吸收剂利用率很高。此法 Ca/S 低(一般不超过 1.03), 脱硫效率高(可达到 95%以上),适用于任何煤种的烟气 脱硫。脱硫产生的副产品为二水硫酸钙(石膏),能作为水
The comparison between seawater desulphurization and limestone-gypsum wet flue gas desulfurization
LUO Hai-zhong,ZENG Shao-yan
(Guangdong Electric Power Design Institute,Guangzhou,Guangdong 510663,China)
第 29 卷第 15 期
罗海中,等:海水脱硫和石灰石 - 石膏湿法烟气脱硫工艺比较
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炉锅引风机 炉锅来烟气
原烟气挡板门
烟 囱
电加热器
净烟气挡板门
密封风机
烟气换热器
增压风机 曝气风机
填料层 吸收塔
厂用工业水
工业水箱
工业水泵
海水升压塔
虹吸井 泵房蓄池
海水吸汽器出口循环水





曝气池

排放大海
图 1 海水脱硫工艺流程图
清洁烟气
烟囱
炉锅来烟气
电除尘
引风机 氧化风机
事故 浆液箱
搅拌器
吸收器
石灰石仓 工艺水箱
循环器
石灰石浆液泵
石膏排出泵
石膏旋洗磨
石灰石 浆液箱
皮带脱水机
图 2 石灰石-石膏法脱硫工艺流程示意图
石膏库
泥缓凝剂,亦可用于生产纸面石膏板,粉刷石膏,石膏砌 块等,综合利用程度高。
湿法脱硫工艺系统主要由烟气系统、吸收塔系统、制 浆系统及脱水系统等组成。典型工艺流程,如图 2 所示。
摘 要:海水脱硫和石灰石-石膏湿法脱硫是当前火力发电机组常用的两种脱硫工艺,文章介绍了两种脱硫方法的工艺
原理和流程,并以新建 2×300 MW 机组为例,对两种脱硫工艺的技术特点及投资进行比较。
关键词:脱硫工艺;海水脱硫;石灰石-石膏湿法脱硫
中图分类号:X701.3
文献标识码:A
文 章 编 号 :1006 - 8937 ( 2010 ) 15 - 0090 - 03
(CFB-FGD)、海水脱硫、氨法 4 种。氨水洗涤脱硫工艺的 (4×300 MW)、青岛发电厂(2×300 MW)、福建厦门后石电
投资成本受硫酸铵的价格影响较大,若硫酸铵销路不好 厂(6×600 MW)、厦门嵩屿电厂(4×300 MW)等[2]。
或销售渠道有问题,每年仅吸收剂的成本就高达几千万 2 湿法脱硫工艺 元,风险非常大。循环流化床干法对锅炉负荷变化的适应
吸收,净烟气经除雾器除雾和烟气换热器加热后排放。吸
其总体 反应 式可 用下 式表 示 :CaCO3+SO2+2H2O +1/
收了 SO2 后的酸性海水在曝气池中与海水混合,经曝气 2O2→CaSO4·2H2O+CO2。
处理,使脱硫海水中不稳定的亚硫酸根被氧化成稳定的
由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵循环与烟气接
2010 年 8 月
表 1 2×300 MW 机组两种脱硫方案工艺参数和投资比较表[2]
脱硫工艺
方案一:海水脱硫
方案二:石灰石 - 石膏湿法脱硫
Ca/S

1.03
脱硫效率
90%~95%
95%~98%
年可用率
95%
98%
吸收剂耗量

副产品

CaCO3:2×2.0 t/h 石膏:2×3.6 t/h
单位投资
新建 2×300 MW 机组,海水脱硫可 比湿法脱硫节省投资约 800 万元,且运 行管理费用较低。
在满足环保要求的前提下,对于燃 用低硫煤种的海滨电厂,选择海水脱硫 是一种既经济可行又能够实现自然资源 综合利用的有效方法。
总之,各电厂宜根据自身的实际状 况 和 条 件 ,对 总 投 资 、运 行 费 用 、占 地 面
的适应性,在不同的烟气负荷及浓
度下,脱硫系统仍可保持较高的脱
硫效率及系统稳定性[3]。
存在问题 只适用于海边燃用中低硫煤电厂, 系统流程较复杂,运行管理费用高;
选址受地域影响大。
道及烟囱需防腐;有脱硫废水产生。
湿法脱硫效率最高可达 98%以上, 而海水脱硫效率一般为 90%左右,对于 脱 硫 效 率 要 求 较 高 的 电 厂 (脱 硫 率 ≥ 95%),不适合采用海水脱硫。
而海水脱硫系统简单,不会出现象石灰石-石膏脱硫 装置出现的结垢或堵塞现象,具有极高的系统利用率,不 产生任何固态或液态废弃物,无须采购、运输、制备其他 添加剂,最大程度地减少烟气脱硫装置对环境带来的影 响;而且具有投资省,从表 1 可以看出,海水脱硫可比湿 法脱硫节省投资约为 800 万元。
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企业技术开发
BMCR 工况时的 100%烟气量,采用一炉一塔。 除尘器入口主要烟气参数:烟气温度为 123 ℃;烟气
量为 120 万 Nm3/h(标态,干基,α=1.403);烟气 SO2 浓度 为 1 110 mg/Nm3;两种脱硫方案的技术特点和投资成本, 如表 1 所示。
从表 1 可以看出,由于湿法脱硫工艺成熟,脱硫效率 高,运行可靠,吸收剂易获得,且副产品石膏综合利用好, 对电厂燃煤含硫量变化具有良好的适应性,因此湿法脱 硫在全国电厂脱硫装机总容量所占比较最大,约占 80%。
的 320 倍。而伴随着星际间的强风劲吹,它也在逐渐 “减重”:当前质量约是太阳质量的 26 5 倍。
主要研究人员克劳瑟认为,该质量值不可能在短 时间内再被刷新了。现在需要警惕的是,大麦哲伦星系 离我们 16 .5 万光年之遥,这种距离下即便是高精度望 远镜有时也难以判断这究竟是一颗大恒星,还是一对 双子星。不过从辐射出的 X 射线来看,这是一个大家 伙的可能性明显要大。
据美国每日科学网 7 月 22 日报道,英国谢菲尔德 大学天文小组利用哈勃太空望远镜与超大望远镜 (V L T)观测数据,发现了迄今为止质量最大的恒星。该 恒星位于大麦哲伦星系蜘蛛星云内,诞生时质量超过 太阳的 320 倍,而此前理论认为恒星质量的极值是太 阳的 150 倍。
蜘蛛星云横跨 1 000 光年,是大麦哲伦中一个巨大 的恒星诞生区。此次天文学家保罗·克劳瑟及其带领的 研究小组,以美国宇航局的哈勃太空望远镜与欧洲空 间 局的 超大 望远 镜 对 两 个 造 星 工 厂 — ——N G C 36 03 与 R MC 136 a 进行了细致入微的观察,其中 R MC 136 a 星 团就位于蜘蛛星云内。对 R MC 136 a 的观测让小组收获 良多:该区有数颗恒星皆达到太阳表面温度的 7 倍、太 阳体积的几十倍、太阳亮度的几百万倍。更有出类拔萃 的少数几个恒星诞生质量超过太阳质量的 150 倍,这 已经是此前普遍理论认为的恒星质量极值。而恒星 R 136 a 1 是星团中最重的一个,亦是有史以来发现的最 重恒星,模型比较结果显示其“初生重”约为太阳质量
性差,且脱硫和除尘相互影响,脱硫系统之后必须再加除
湿法烟气脱硫工艺原理是:除尘后的烟气在收塔内与
尘设备,运行控制要求较高。因此,本文主要对海水脱硫 浆液混合,其中 SO2 与浆液中的 CaCO3 反应生成 CaSO3,
和湿法脱硫这两种工艺进行比较。
CaSO3 被鼓入氧化空气中的 O2 氧化最终生成石膏晶体
钙加尾部烟道增湿活化法、电子束照射脱硫和氨水洗涤 (气+溶于海水)+H2O
脱硫工艺等。
海水吸收 SO2 最终生成的硫酸盐,是一种无害物质[1]。
当前,在国内外有运行实例,且脱硫效率达 90%及以 典型工艺流程,如图 1 所示。
上的脱硫工艺有石灰石-石膏湿法、循环流化床干法脱硫
目前国内采用海水脱硫的电厂包括:深圳西部电厂
积、脱硫率、副产物的处置和综合利用性
4 结论
等方面进行综合考虑,因地制宜地选用合适的脱硫工艺。
湿法脱硫工艺技术成熟,脱硫效率高,运行可靠,吸 收剂易获得,副产品石膏综合利用程度高,对电厂燃煤含 硫量变化具有良好的适应性,适合大、中、小各类机组的 烟气脱硫,尤其适合大容量、大机组的烟气脱硫。
海水脱硫系统简单,无脱硫废水、废渣产生,但适用 范围受地域限制,仅适用于燃于中低硫煤 (含硫量低于 1.5%)的海滨电厂。
烟气脱硫是世界上控制燃煤电厂 SO2 污染所采用的 硫酸根,海水 pH 达到环保标准要求后排入大海,一般
主要手段。目前广泛应用的烟气脱硫技术包括石灰石-石 需>6.5。主要化学反应方程式如下:
膏湿法、海水脱硫、循环流化床工艺、喷雾干燥法、炉内喷
SO(2 气)+H2O+1/2O(2 气)=SO42-+2H+;HCO3-+H+=CO2
1 海水脱硫工艺
CaSO4·2H2O,从吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水,使 其含水量小于 10%,最后输往石膏贮仓堆放。脱硫后的烟
典型海水脱硫是利用天然的海水的碱度脱除烟气中 气经过除雾器除去雾滴,再经过换热器加热升温后,由烟
的 SO2 的一种脱硫方法。海水自然碱度约为 1.2~2.5 mmol/ L,pH 值一般在 8.0 左右。海水脱硫组成包括烟气系统、 供排海水系统、再热系统及海水恢复系统。工艺流程为: 除尘后的烟气经气热交换器(GGH)冷却后进入脱硫吸收
石灰石—石膏法脱硫是目前世界上技术最为成熟、 应用最多的脱硫工艺,特别在美国、德国和日本。目前,湿 法脱硫在国内应用广泛非常应用,如杭州半山电厂、广东 粤连电厂、沙角 A 厂、瑞明电厂、台山电厂一期工程、玉 环电厂等火电厂。
3 工艺参数和技术特点比较
现以广东某电厂新建 2×300 MW 级机组为例,方案 1 采用海水脱硫,方案二采用石灰石-石膏湿法脱硫,吸收 剂采用石灰石粉,按不设增压风机和 GGH 考虑,脱硫效 率均定为 90%,脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉
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