国内外烟气脱硫技术发展现状及各种技术对比概要

2.国内脱硫技术发展现状
2.1.石灰石—石膏湿法烟气脱硫
2.1.1石灰石—石膏湿法烟气脱硫原理
石灰石（石灰）—石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用 廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎 磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰作为 吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。 在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化 硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被 吸收脱除，最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾 器除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱排放， 脱硫渣石膏可以综合利用。
2.国内脱硫技术发展现状
2.4炉内喷钙尾部增湿脱硫
2.4.1炉内喷钙尾部增湿脱硫原理
炉内喷钙加尾部增湿活化工艺（简称LIFAC工艺）是 在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段， 以提高脱硫效率。 该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入 炉膛850-1150℃温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧 化碳，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由 于反应在气固两相之间进行，收到传质过程的影响，反应 速度较慢，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应内， 增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触生成Ca(OH)2 进而与烟气中的二氧化硫反应，进而再次脱除二氧化硫。 当Ca/S为2.5及以上时，系统脱硫率可达到65%-80%。
2.国内脱硫技术发展现状
近年来，我国在烟气脱硫技术引进工作方面 加大了力度。对目前世界上电厂锅炉较广泛采用的 脱硫工艺建造了示范工程，这些脱硫工艺主要有： 1)石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺 2)旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺（LSD法） 3)海水烟气脱硫工艺 4)炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺（LIFAC法） 5)电子束烟气脱硫工艺（EBA） 6)循环流化床锅炉脱硫工艺（锅炉CFB）
2.国内脱硫技术发展现状
2.6.3循环流化床锅炉脱硫工艺流程
2.国内脱硫技术发展现状
2.6.4循环流化床锅炉脱硫工艺实例
四川内江高坝电厂引进了芬兰的410t/hr循环流化床 锅炉，目前已投入了运行。
3.国外脱硫技术发展现状
世界各国研究开发和商业应用的烟气脱 硫技术估计超过200种。按脱硫产物是否回 收，烟气脱硫可分为抛弃法和再生回收法， 前者脱硫混合物直接排放，后者将脱硫副 产物以硫酸或硫磺等形式回收。按脱硫产 物的干湿形态，烟气脱硫又可分为湿法、 半干法和干法工艺。
2.国内脱硫技术发展现状
2.6循环流化床锅炉脱硫 2.6.1循环流化床锅炉脱硫原理
循环流化床锅炉脱硫工艺是近年来迅速发展起来 的一种新型煤燃烧脱硫技术。其原理是燃料和作为吸 收剂的石灰石粉送入燃烧室中部送入，气流使燃料颗 粒、石灰石粉和灰一起在循环流化床强烈扰动并充满 燃烧室，石灰石粉在燃烧室内裂解成氧化钙，氧化钙 和二氧化硫结合成亚硫酸钙，锅炉燃烧室温度控制在 850℃左右，以实现反应最佳。
2.国内脱硫技术发展现状
2.2.4旋转喷雾半干法烟气脱硫实例
我国于1984年在四川内江白马电厂建成了第一套旋 转喷雾半干法烟气脱硫小型试验装置，处理气量为 3400m3N/hr。于1990年1月在白马电厂建成了一套中型试 验装置，处理气量70000m3N/hr，进口SO2浓度3000ppm。 经连续运行考核，Ca/S为1.4时，脱硫率可达到80%以上。 1993年，日本开始援助山东黄岛电厂4号机组引进三 菱重工旋转喷雾干燥脱硫工艺，装置于1994安装制造完毕， 1995年开始试车，处理气量为30万m3/h，入口SO2浓度为 2000ppm，设计效率为70%。该套设备曾因喷雾干燥脱硫 吸收塔内壁出现沉积结垢而造成系统运行故障。通过采取 降低处理烟气量等措施，使系统运行恢复正常。
2.国内脱硫技术发展现状
1.3.3海水烟气脱硫工艺流程
2.国内脱硫技术发展现状
2.3.4海水烟气脱硫实例
在我国，深圳西部电厂的一台300MW机组海水脱硫 工艺，得到了国家环保总局和国家电力公司的批准，作为 海水脱硫试验示范项目开始实施，在运行过程中开展相应 的跟踪和试验研究工作。目前，该示范工程已投入商业运 行，运行的可靠性高。
1.烟气脱硫技术发展背景及分类
1.2烟气脱硫技术发分类：
（1）按脱硫剂是否循环分为：抛弃法和再生法。 （2）按浆液状态分为：湿法、湿干法和干法脱硫。
2.国内脱硫技术发展现状
中国能源消费量大 ，且以煤为主。 1997年我国的SO2排放已达到23.7 ×106t，已 超过欧美国家，位居世界第一。削减和控制 SO2排放，是中国能源和环保部面临的严峻挑 战。 我国在70年代就开始在电厂进行烟气脱 硫的研究工作，先后进行了亚钠循环法（WL法）、含碘活性炭吸咐法、石灰石-石膏法 等半工业性试验或现场中间试验研究工作。 进入80年代以来，国家电力工业部门开 展了一些较大规模的烟气脱硫研究开发工作。
2.国内脱硫技术发展现状
2.3海水烟气脱硫
2.3.1海水烟气脱硫原理
海水烟气脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气 中的二氧化硫的一种脱硫方法。烟气经除尘器除尘后，由 增压风机送入气—气换热器中的热侧降温，然后送入吸收 塔。在脱硫吸收塔内，与来自循环冷却系统的大量海水接 触，烟气中的二氧化硫被吸收反应脱除。
3.国外脱硫技术发展现状
3.2半干法烟气脱硫工艺
喷雾干燥法属于半干法脱硫工艺。该工艺于70年代 初至中期开发成功，第一台电站喷雾干燥脱硫装置于1980 年在美国北方电网的河滨电站投入运行，此后该技术在美 国和欧洲的燃煤电站实现了商业化。该法利用石灰浆液作 吸收剂，以细雾滴喷入反应器，与SO2边反应边干燥，在 反应器出口，随着水分蒸发，形成了干的颗粒混合物。该 副产物是硫酸钙、硫酸盐、飞灰及未反应的石灰组成的混 合物。 喷雾干燥技术在燃用低硫和中硫煤的中小容量机组上 应用较多。当用于高硫煤时石灰浆液需要高度浓缩，因而 带来了一系列技术问题，同时由于石灰脱硫剂的成本较高， 也影响了其经济性。但是近年来，燃用高硫煤的机组应用 常规旋转喷雾技术的比例有所增加。喷雾干燥法可脱除 70-95%的SO2，并有可能提高到98%，但副产物的处理和 利用一直是个难题。
3.国外脱硫技术发展现状
3.1湿法烟气脱硫工艺
湿法烟气脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作吸 收剂，其中石灰石或石灰为吸收剂的强制氧化湿式脱硫方 式是目前使用最广泛的脱硫技术。石灰石或石灰洗涤剂与 烟气中SO2反应，反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来， 经分离后即可抛弃，也可以石膏形式回收。目前的系统大 多数采用了大处理量洗涤塔，300MW机组可用一个吸收 塔，从而节省了投资和运行费用。系统的运行可靠性已达 99%以上，通过添加有机酸可使脱硫效率提高到95%以上。 其它湿式脱硫工艺包括用钠基、镁基、海水和氨作吸 收剂，一般用于小型电厂和工业锅炉。以海水为吸收剂的 工艺具有结构简单、不用投加化学品、投资小和运行费用 低等特点。氨洗涤法可达很高的脱硫效率，副产物硫酸铵 和硝酸铵是可出售的化肥。
国内外烟气脱硫技术发展现状与 各种技术的利弊
黃宇軒 洛阳理工学院环境工程 2013/4/1
国内外烟气脱硫技术发展现状与 各种技术的利弊
1. 2. 3. 4. 烟气脱硫技术发展背景及分类 国内烟气脱硫技术发展现状 国外烟气脱硫技术发展现状 烟气各种脱硫技术对比
1.烟气脱硫技术发展背景及分类
1.1烟气脱硫技术发展背景： 近100年来，由于SO2等酸性气体导致 的酸沉降成为举世瞩目的区域性环境问题； 最近，人们开始关注由SO2等气态污染物在 大气中形成的二次微细粒子，它不仅影响 人类健康、大气能见度，甚至导致全球气 候变化。控制SO2的排放已成为世界各国的 共同行动。
2.国内脱硫技术发展现状
2.1.3石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺流程
2.国内脱硫技术发展现状
2.1.4石灰石—石膏湿法烟气脱硫实例
在我国，重庆珞璜电厂首次引进了日本三菱公司的石 灰石—石膏湿法脱硫工艺、脱硫装置与两台360MW燃煤 机组相配套。机组燃煤含硫量为4.02%，脱硫装置入口烟 气二氧化硫浓度为3500ppm，设计脱硫效率大于95%。从 最近几年电厂的运行情况来看，该工艺的脱硫效率很高， 环境特性很好。不过，设备存在一定的结垢现象，防腐方 面的研究也有待加强。
2.国内脱硫技术发展现状
2.5.2电子束烟气脱硫（EBA法）化学反应原 理：
烟气中的SO2与因电子束照射而生成的游离 基进行反应，氧化成H2SO4:
SO2 +HO• → HOSO2 • HOSO2 •+ HO• → H2SO4 SO2 +O• → SO3 SO3 +H2O → H2SO4
2.国内脱硫技术发展现状
2.5.3电子束烟气脱硫（EBA法）工艺流程
2.国内脱硫技术发展现状
2.5.4电子束烟气脱硫（EBA法）实例
成都热电厂和日本荏原制作所合作建造了的电子束 脱硫工艺装置，该装置的处理烟气量为30万m3/h，二氧化 硫的浓度为5148mg/m3，设计脱硫率为80%。目前，该工 艺装置已投入运行，运行的稳定性及设备状况均较佳。
2.国内脱硫技术发展现状
2.2.2旋转喷雾半干法烟气脱硫化学反应原理： SO2吸收总反应为： Ca(OH)2(s) + SO2(g) + H2O(l) = CaSO3•2H2O(s) CaSO3•2H2O(s) + 0.5O2(g) = CaSO4•2H2O(s)
2.国内脱硫技术发展现状
2.2.3旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺流程
电子束烟气脱硫工艺是一种物理方法和化学方法相结合的 高新技术。本工艺的流程是由排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲 入、电子束照射和副产品捕集工序组成。锅炉所排出的烟气， 经过集尘器的粗滤处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却 水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约70℃）。 烟气的露点通常约为50℃，被喷射呈雾状的冷却水在冷却塔内 完全得到蒸发，因此，不产生任何废水。通过冷却塔后的烟气 流进反应器，在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水 混合喷入，加入氨的量取决于SOx和NOx浓度，经过电子束照射 后，SOx和NOx在自由基的作用下生成中间物硫酸和硝酸。然后 硫酸和硝酸与共存的氨进行中和反应，生成粉状颗粒硫酸铵和 硝酸铵的混合体。