脱硫脱硝培训

脱硫脱销培训2012-10-18主要内容介绍1、前言2、第一章烟气脱硫技术概况3、第二章典型的湿式石灰石-石膏法脱硫系统介绍4、第三章设备及子系统介绍5、第四章运行调节6、第五章脱硫系统的启停7、第六章脱销系统介绍前言能源和环境是当今世界上备受瞩目的两大问题。能源是创造现代工业文明的动力。但是，从钻木取火到蒸汽机，再到火力发电，能源利用过程中的“熊熊烈火”也把数以亿吨的废气和废物排入大气之中，从而造成了今天困扰世界的酸雨问题、臭氧层空洞问题、温室效应问题以及烟尘问题等一系列大气环境问题。这些问题已经严重地破坏地球的生态和人类的生存条件。•我国是煤炭大国，探明储量在8600亿吨以上，年开采量14亿吨左右，分别居世界第三位和第一位。我国的一次能源以煤为主，在能源消费结构中，煤占75%。在商品煤中，80%用做燃料。在今后的相当长的时期内，中国能源不会改变以煤炭发电为主的发展特点。“以电力为中心，以煤炭为基础”的能源政策是中国能源发展的必然选择。这种能源状况决定了我国主要大气污染物排放总量很大，如2002年二氧化硫年排放量高达1995万吨，超过环境容量的60%，如果不对这一问题加以控制和防治，将使我国承载着13亿人口的本来就已经很脆弱的生态系统受到严重的破坏，进而影响经济的发展。研究结果表明，每年大气污染所造成的损失相当于我国GDP的2%~3%。其中仅酸雨一项给国内经济造成的损失就超过1100亿元。•在人为污染源中，火电厂是最大的大气污染源，其排出的大气污染物总量是相当大的，据统计我国每年排入大气中90%的二氧化硫，70%的烟尘，85%的二氧化碳都来自燃煤。当前，我国电力行业进入了一个新的发展阶段，为达到2020年经济总量在2000年的基础上翻两番的目标，电力需求量将大幅度增长，预计届时全国总装机容量必须达9亿~10亿KW才能满足经济发展的要求。而按照目前的排放控制水平，我国火电厂年排放的二氧化硫、烟尘和氮氧化物将分别达到2100万吨、500万吨和1000万吨以上。因此，如果火电厂排放的大气污染物得不到有效控制，我国将面临十分严峻的大气环境恶化问题，电力工业的可持续发展也将成为一纸空谈。•目前，全世界烟气脱硫工艺共有200多种，经过几十年不断的探索和实践，在火电厂上应用的脱硫工艺仅在10种左右，主要包括有：石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺；旋转喷雾半干法烟气脱硫工艺；炉内喷钙加尾部烟道增湿活化脱硫工艺；循环流化床锅炉脱硫工艺；海水脱硫烟气工艺；电子束烟气脱硫工艺以及荷电干式喷射法烟气脱硫等工艺。脱硫基本术语及其意义•烟气脱硫效率：•烟气脱硫效率表示脱硫能力的大小，一般用百分比表示，是衡量脱硫系统技术经济性的最重要的指标。脱硫系统的设计脱硫效率为在锅炉正常运行中（包括各种负荷条件和最差锅炉工况下），并注明在给定的钙硫摩尔比的条件下，所能保证的最低脱硫效率。脱硫效率除了取决于所采用的工艺和系统设计外，还取决于排烟烟气的性质等因素。•脱硫效率也是考核烟气脱硫设备运行状况的重要指标，是计算SO2排放量的基本参数。对于连续运行的脱硫设备，入口SO2的浓度是随时间变化的，而且变化幅度有时很大，因此，实时计算的脱硫效率也是随时间变化的。因此，某一监测时段内设备的脱硫效率，应取整个时段内脱硫效率的平均值。在计算脱硫效率时，只计入SO2的脱除率，而通常不考虑SO3的脱除率。•烟气流速•烟气流速是指设计处理烟气量的空塔截面流速，以m/s为单位，因此，烟气设计流速决定了吸收塔的横截面面积，也就确定了塔的直径。烟气设计流速越高，吸收塔的直径越小，可降低吸收塔的造价。但另一方面，烟气流速越高，烟气与浆液的接触和反应时间相应减少，烟气携带液滴的能力也相应增大，升压风机的电耗也加大。•比较典型的逆流式吸收塔烟气流速一般在2.5—5m/s的范围内，大多数的FGD装置吸收塔的烟气设计流速选取为3m/s，并趋向于更高的流速。国外FGD装置的运行经验表明，在SO2脱除率恒定的情况下，液气比L/G随着吸收塔烟气流速的升高而降低，带来的直接利益是可以降低吸收塔和循环泵的初投资，虽然升压风机的电耗要增加，但可由循环泵降低的电耗冲减。•因此，吸收塔烟气设计流速的选取是一个技术经济的综合比较，随着吸收塔的设计不断改进，烟气和浆液的反应吸收过程不断改善，设计和运行的烟气流速也在趋于提高。液气比•液气比是指洗涤每立方米烟气所用的洗涤液量，单位是L/m3。比率为：循环浆液流量/处理烟气流量（井电公司脱硫装置设计的液气比为16.24L/m3。)浆液的pH值•浆液的pH值是FGD装置运行中需要重点检测和控制的化学参数之一，它是影响脱硫率、氧化率、吸收剂利用率及系统结垢的主要因素之一。浆液的pH值高，意味着碱度大，有利于碱性溶液与酸性气体之间的化学反应，对脱除SO2有利，但会对副产物的氧化起抑制作用。降低pH值可以抑制H2SO3分解为SO32-，使反应生成物大多为易溶性的Ca(HSO3)2，从而减轻系统内的结垢倾向。浆液的pH值是靠补充新鲜的石灰石浆液来维持的。通常喷淋吸收塔浆池的pH值维持在5.0—5.8之间。•钙硫摩尔比•从化学反应的角度，无论何种脱硫工艺，在理论上只要有一个钙基吸收剂分子就可以吸收一个SO2分子，或者说，脱除1mol的硫需要1mol的钙。但在实际反应设备中，反应的条件并不处于理想状态，因此，一般需要增加脱硫剂的量来保证吸收过程的进行。钙硫摩尔比就是用来表示达到一定脱硫效率时所需要钙基吸收剂的过量程度，也说明在用钙基吸收剂脱硫时钙的有效利用率。一般用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。•湿法脱硫工艺的反应是在气相、液相和固相之间进行的，反应条件比较理想，因此，在脱硫效率为90％以上时，其钙硫摩尔比略大于1，目前国外脱硫公司的先进技术一般不超过1.05，最佳状态可达1.01～1.02。井电公司脱硫装置设计的钙硫摩尔比为1.03。第一章烟气脱硫技术概况•一、烟气脱硫技术的发展与现状•1．国外烟气脱硫技术的发展与现状•发达国家从本世纪20年代就开始研究烟气脱硫（简称FGD）技术，70年代开始大量应用，目前在美国、德国、日本等国家已普遍对尾部烟气实施了脱硫措施，这些国家火电厂的二氧化硫排放控制问题已经基本得到了解决。•回顾FGD的发展历程，大致可分为3个阶段——70年代的第一代FGD阶段，80年代的第二代FGD阶段以及90年代的第三代FGD阶段。国外烟气脱硫技术的发展第一代FGD以湿式石灰石法为代表，主要包括：石灰石湿法、石灰湿法、双碱法、钠基洗涤、碱性飞灰洗涤、柠檬酸盐清液洗涤工艺等。第一代FGD工艺的主要特点是：•·吸收剂和吸收装置形式种类众多，在吸收塔内通常加入填料以提高传质效果；•·基建投资和运行成本高；•·设备可靠性和系统可用率较低；•·脱硫效率不高（通常在70～85％）；•·大多数FGD工艺为抛弃法（即脱硫副产物均被抛弃）。国外烟气脱硫技术的发展•第二代FGD阶段除湿法外又出现了干法和半干法，如喷雾干燥法和烟道或炉内喷射法。这一时期FGD技术的主要特点是：•·湿式石灰石洗涤法得到了进一步发展，特别在用单塔、塔型设计和总体布置上有较大改进。湿式石灰石洗涤法脱硫效率提高到90％以上。且脱硫副产品的应用开始得到重视，如德国、日本的FGD装置大多利用强制氧化使脱硫副产品转化为CaSO4·2H2O以便利用。•·在发展湿式石灰石工艺的同时，为降低投资、减少占地，开发了喷雾干燥法和烟道或炉内喷射法等半干法和干法工艺。这些方法与湿法相比，结构简单、占地面积小、初投资较低、能耗低，但吸收剂耗量相对较高。适合于燃用中低硫煤的中小型锅炉，以及现有电厂和调峰电厂加装烟气脱硫装置的情况。由于脱硫副产品是含有CaSO3、CaSO4、飞灰和为未反应的吸收剂的混合物，故脱硫副产品的处置和利用，成为80年代中期发展干法、半干法FGD的重要课题。国外烟气脱硫技术的发展•第三代FGD阶段，除了对湿法工艺的进一步完善外，还出现了若干有发展前景的新工艺，如炉内喷钙后增湿活化（LIFAC）工艺，烟气循环流化床工艺、电子束辐射工艺等。其主要特点是：•·投资和运行费用都有较大幅度的下降，性能价格比大大提高，大容量、商业化发展进程十分迅速。•·湿法工艺更趋成熟，大容量机组的大量投运，使湿法工艺的经济性进一步得到提高，因而更具有优势。•近年来，烟气脱硫技术不断进步，脱硫、脱硝、除尘一体化的技术的研究开发受到重视。2．我国火电行业脱硫技术的发展与现状•我国火电厂对烟气进行脱硫最早可以追朔到上个世纪六十年代初，但当时主要是为了防止锅炉尾部受热面的低温腐蚀，所采用的措施是在过热器前喷入白云石粉，以减少烟气中二氧化硫浓度，降低烟气酸露点，保护低温空气预热器在正常工作温度下不受或减轻腐蚀。•伴随着改革开放带来的经济快速发展，我国电力行业先后开展了10多项不同规模、不同工艺的试验研究，取得了一些阶段性研究成果，积累了宝贵的经验。主要的试验有：湖北松木坪电厂活性炭脱硫工业性试验；四川白马电厂旋转喷雾脱硫工业性试验；四川豆坝电厂磷铵复合肥料脱硫工业性试验；炉内喷钙脱硫中间试验等。但由于技术、经济等多方面的原因，一直未能在大型工业装置上应用。•到80年代后期，国际上燃煤电厂脱硫技术已趋于成熟，电力部门为了解决电力生产带来的SO2污染问题。先后从国外引进了几种具有代表性的脱硫技术，在7个电厂建立了示范工程。7个示范工程分别为华能珞璜电厂石灰石－石膏湿法、太原第一热电厂简易湿法、深圳西部电厂海水洗涤法、黄岛电厂旋转喷雾干燥法、下关电厂炉内喷钙后增湿活化法、成都热电厂电子束辐射法、白马电厂的循环硫化床锅炉，这些示范项目涉及湿法、半干法和干法等国际上该领域中主要的先进技术。•目前经过十余年的努力，全国火电厂烟气脱硫的实施取得了长足的进展，截止到2011年底，我国脱硫机组装机容量比例达到了87.6%。二、火电厂烟气的特点和脱硫方法分类•1．火电厂烟气的特点：•火电厂烟气主要具有如下特点：•（1）烟气量大，污染物浓度低；•（2）烟气成分复杂，如燃煤烟气中有SO2、NOX、CO、CO2、O2和粉尘等；•（3）烟气温度高、压力低。•由于烟气的以上特点，要求火电厂的脱硫技术必须有较高的脱除率和脱除速度。而且由于烟气治理系统在极为不利的条件下进行，给操作带了诸多困难。另外，由于处理量极大，脱硫工艺产生的数量庞大的副产品必须考虑利用或妥善处理，否则将造成严重的二次污染。•2．脱硫方法分类•目前应用的脱硫技术可以分为三类－燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫(FGD)。•燃烧前脱硫包括洗煤、煤气化、液化以及利用机械、电磁等物理技术对煤进行脱硫。燃烧前的物理方法脱硫只能脱去煤中部分的硫（主要是无机硫），不能从根本上解决二氧化硫对大气的污染问题。而曾经引起广泛重视的生物脱硫技术，由于占地太大，无法实现大批量机械化连续生产，尚无工业应用价值。2．脱硫方法分类•燃烧中脱硫主要包括炉内喷钙、循环流化床锅炉添加石灰石燃烧等。流化床添加石灰石燃烧的脱硫技术具有良好的前景，国内外近年来发展很快。炉内喷钙工艺早在20世纪60年代就已经开始研究，但由于脱硫效率不高，一直未能得到广泛应用。•燃烧后脱硫即烟气脱硫是目前控制燃煤电厂SO2气体排放最有效和应用最广的技术。20世纪60年代后期以来，烟气脱硫技术发展迅速，从发表的文献统计，其工艺有213种之多，但除少数付诸工业应用之外，大部分方法都处于实验室研究阶段或小规模试验阶段。•烟气脱硫技术按其脱硫方式以及脱硫反应产物的形态可分为湿法、干法及半干法三大类。一般把以水溶液或浆液作脱硫剂，生成的脱硫产物存在于水溶液或浆液中的脱硫工艺称为湿法工艺；把以水溶液或浆液为脱硫剂，生成的脱硫产物为干态的脱硫工艺称为半干法工艺；把加入的脱硫剂为干态，脱硫产物仍为干态的脱硫工艺称作干法工艺。•表１－１湿法、干法、半干法烟气脱硫技术的主要特点代表性工艺主要特点湿法烟气脱硫技术（WFGD）湿式石灰石/石膏工艺（L/GFGD）脱硫反应速度快；脱硫吸收与产物生成均在中低温状态下进行；脱硫效率高。但设备较