石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺在汕头电厂的应用

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺在汕头电厂的应用（精选3篇）

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺在汕头电厂的应用 篇1

摘要：本文介绍了华电内蒙古能源有限公司卓资发电分公司的烟气脱硫系统及石灰石-石膏湿法脱硫机理,并分析了该电厂脱硫系统中存在的问题及解决方案.作 者：吕海莉 孙建国 作者单位：吕海莉(内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古,呼和浩特,010051)

孙建国(华电蒙能卓资分公司,内蒙古,乌兰察布,012300)

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺在汕头电厂的应用 篇2

1 石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术概述

石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是当前最成熟、运行最稳定和最可靠的脱硫工艺, 基本上是国内新改建燃煤电厂烟气脱硫的首选技术, 脱硫效率通常可达95%。其工艺系统主要包括烟气系统、二氧化硫吸收系统、石灰石浆液制备系统、氧化空气系统、石膏脱水系统、供水系统、废水处理系统、压缩空气系统、浆液排空及回收系统。

该技术以石灰石磨成的细小粉末与水混合制成石灰石浆液作为二氧化硫的吸收剂, 其与二氧化硫的反应机理如下[4]:

溶解反应:Ca CO3 (s) +H+→Ca2-+HCO3-

中和反应:HCO3-+H+→H2O+CO2 (g)

氧化反应:HSO3-+1/2O2→H++SO42-;SO32-+1/2O2→SO42-

结晶反应:Ca2-+SO42-+2H2O→Ca SO4·2 H2O (s)

上述反应过程, 可以用下面的总反应方程式来概括:

该技术脱硫效率高、煤种适用范围广、运行稳定可靠、吸收剂原料成本低廉且利用率高, 但设备占地面积大、初次投资以及后续运营成本高、废水排放量大且难于处理、系统易腐蚀磨损易结垢、副产物石膏较难处理。

2 石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的现状

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中典型脱硫塔型主要有填料塔、鼓泡塔、喷淋塔和液柱塔。填料塔是最早的脱硫塔型, 系统阻力很大且极易堵塞, 目前已不采用。鼓泡塔具有塔内布局复杂、安装难度大、阻力大等缺点, 目前很少用。而三菱重工近年来开发的液柱塔虽然技术比较先进, 应用潜力较大, 但还有待完善。喷淋塔是目前的主流塔型, 具有脱硫效率高、塔内构件少、阻力低等显著优点, 但也存在着塔内烟气分布不均和塔结构较大的缺点。喷淋塔作为二氧化硫脱除的直接反应场所, 是湿法脱硫系统中的最关键设备。

目前市场上的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术大同小异, 最大的不同在于喷淋塔。很多主流环保公司的脱硫喷淋塔均有各自独特之处:

2.1 法国ALSTOM公司和美国MET公司的喷淋塔

法国ALSTOM公司在喷淋塔的每层喷淋层下方的塔壁周围都安装性能加强环, 而美国MET公司将性能加强环用液体再分配器来替代。两者结构形式类似, 作用都是防止烟气沿塔壁逃逸和提高浆液利用率。

2.2 美国Ducon公司的喷淋塔

美国Ducon公司在喷淋塔内安装有文丘里棒栅层。一方面能对烟气进行有效地整流, 有利于塔内气液两相间的传质反应;另一方面由于烟气通过文丘里棒栅层时会产生强烈的文丘里效应, 形成一定高度的持液层, 将常规的“气包液”传质过程变成“液包气”传质过程, 大大增强了气液传质。

2.3 德国比晓芙公司的喷淋塔

德国比晓芙公司采用吸收塔浆池分区设计和脉冲悬浮系统两种技术。吸收塔浆池分区设计是将浆池水平分成上下两个不同p H值区域, 上部p H较低, 利于进行氧化反应, 下部区域由于有新鲜石灰石浆液的加入, p H值稍高, 通过循环泵将该区域内的浆液打到喷淋层再向下喷出与烟气进行接触, 有利于提高烟气脱硫效率。采用脉冲悬浮系统替代搅拌器冲洗喷淋塔的池底, 可减少石膏沉降和结垢堵塞, 长期停运之后可以无故障启动。

2.4 美国B&W公司的喷淋塔

美国B&W公司在喷淋塔内采用了合金托盘技术, 托盘安装在喷淋层下方, 浆液下落时形成持液层, 烟气以鼓泡形式向上通过持液层, 极大增加了气液扰动, 减少了气液膜传质阻力, 从而显著增强气液两相间的传质。

2.5 国电清新环保公司的喷淋塔

国电清新环保公司在喷淋塔内采用旋汇耦合器技术, 旋汇耦合器安装在最底层喷淋层下方, 产生气液旋转翻腾的湍流空间, 大大降低气液两相的传质阻力, 极大提高了传质速率。

3 石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术的发展趋势

2011年我国颁布了GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》, 对二氧化硫排放限值提出了更高要求, 并规定自2014年7月1日起全面实施。国家发改委、环保部及能源局于2014年9月12日下发了关于《煤电节能减排升级与改造行动计划 (2014-2020年) 》通知, 要求燃煤发电机组要尽快实现超净排放, 其中二氧化硫排放浓度不高于35mg/Nm3。燃烧中高硫煤电厂的脱硫效率必须达到99%以上才能达标, 目前国内广泛使用的喷淋空塔脱硫效率仅在95%左右, 各大环保公司都正在急于或者已成功研发出了自己的高效石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术, 为抢占脱硫市场创造先机。

目前, 国内实现高效石灰石-石膏湿法烟气脱硫主要有三种技术途径:一是优化改进喷淋塔, 采取优化喷淋塔的结构和喷淋层布置、使用更高效的喷嘴、加装强化气液传质构件等来提高塔内烟气流场的均匀度和增强气液两相间的传质等技术措施, 投资成本较低, 尤其适合对现有喷淋塔进行改造;二是使用单塔双循环技术或者双塔双循环技术, 实现对脱硫反应过程进行分步和精细控制, 但成本较高, 运行操作复杂;三是当燃煤的含硫量很高时, 两种技术结合使用。

结束语

随着环保形势愈来愈严峻, 燃煤电厂未来面临的政策限制将会愈趋严格, 超净排放甚至趋零排放已无法避免, 因此, 发展更加高效的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术势在必行。

参考文献

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[3]王月平.湿法烟气脱硫系统吸收塔优化设计研究[D].保定:华北电力大学, 2009.

论石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术 篇3

1 石灰石-石膏湿法脱硫工艺介绍

石灰石--石膏湿法脱硫原理是SO2在吸收塔内与吸收剂的气液传质过程, 在整个反应过程中, 吸收剂通过吸收, 吸附, 氧化还原等反应而分离生产出脱硫产物。

其工艺流程为:从锅炉出来的烟气首先经过电除尘器进行除尘, 去除烟气中的大颗粒状物质, 经除尘后的烟气在增压风机的作用下进入到吸收塔中, 同时, 将石灰石粉制成浆液, 并将此浆液通过气-气换热系统进行降温, 降温后的浆液通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中。在吸收塔内烟气向上流动, 浆液向下流动, 两种物料在吸收塔内进行逆流接触混合, 此时, SO2与浆液中的碳酸钙相接触, 在空气作用下进行化学反应, 形成石膏 (Ca SO4�2H2O) 。

整个过程中, 循环浆液被循环泵连续不断的向上输送到喷淋层中, 喷淋层设置有多层浆液喷嘴, 根据锅炉烟气量开启相应的层数, 浆液通过喷嘴喷出, 在喷嘴的雾化作用下, 气液两相物质充分混合。每个循环泵与各自的喷淋层相连接, 形成循环泵与喷淋层相对应的单元制结构。

在吸收塔底部, 石膏浆液泵将二氧化硫与石灰石浆液反应生成的石膏浆液送入石膏脱水系统, 形成可利用工业石膏。同时净化后的烟气经过安装在吸收塔出口管道上的两级除雾器将所携带的浆液雾滴去除, 除雾器由聚丙烯材料制成, 在吸收塔入口烟道处安装有工艺水冲洗系统, 通过设定特定程序, 连续不断的用工艺水对除雾器进行冲洗。

经过除雾后的烟气通常被冷却到水蒸气的饱和温度, 约五十度左右, 通过气-气换热系统将烟气加热到八十度以上, 以保证烟气能充分扩散, 并防止低温烟雾的下降, 最后, 洁净的锅炉烟气通过烟道进入烟囱而排向大气。

2 脱硫过程主反应

(1) 锅炉烟气中的SO2与水化合形成亚硫酸, 亚硫酸电离成为氢离子和次硫酸根离子。

(2) 次硫酸根离子与空气中的氧气反应, 氧化生成硫酸根离子。

(3) 吸收剂中碳酸钙在氢离子作用下, 形成钙离子。

(4) 钙离子与硫酸根离子在混合溶液中形成微溶物硫酸钙

(5) 硫酸钙在浆液中在达到过饱和状态时, 结晶形成石膏 (Ca SO4�2H2O) 。

在反应过程中, 一般通过调节注入石灰石浆液的量来控制p H值在5.5—6.2之间。

3 石灰石 (石灰) -石膏湿法烟气脱硫工艺优点

石灰石 (石灰) -石膏湿法烟气脱硫是当前各火力发电厂使用最广泛的脱硫技术。近年来, 随着各地对此工艺的投入及使用, 其在环保、成本、使用操作方面优势愈发明显:

(1) 高达95%的脱硫效率, 很好的解决了煤电企业经济发展与环境保护之间的矛盾。

(2) 吸收塔处理量高, 满足锅炉烟气的排放标准;

(3) 满足所有含硫煤煤种的烟气排放, 适用面广范;

(4) 吸收剂为石灰石, 成本低, 易获取;

(5) 技术较为成熟, 设备运行可靠性高;

(6) 脱硫形成的副产物石膏可以进行工业利用, 提高了经济效益。

4 石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺在我国的发展应用

近年来, 我国烟气脱硫技术发展很快, 湿法烟气脱硫比例达到85%, 已投运的烟气脱硫FGD装置多以进口为主, FGD技术国产化工作近几年进展较快, 其中一些脱硫工艺装置已进入工业化和商业化阶段。

上世纪九十年代初, 我国首次在重庆一电厂的发电机组上安装了由日本三菱公司研发的一套石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置, 每台脱硫装置设计处理烟量为108.7万立方米/小时, 燃煤含硫量为4.02%, 入口烟气二氧化硫浓度约为3500ppm, 脱硫率大于95%。脱硫吸收剂为石灰石粉, 并利用脱水机对脱硫石膏进行脱水处理。且该厂二期工程2台360MW机组仍采用石灰石-石膏湿法脱硫装置, 并于2000年建成投入运行。另外, 重庆发电厂、杭州半山电厂、北京第一热电厂, 广东瑞明电厂、贵州安顺电厂、北京石景山热电厂等均使用石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺, 并且, 随着我国科学技术的不断发展, 近年来我国工程技术人员在充分消化吸收国外先进脱硫技术的基础上, 通过自主知识产权的新型脱硫装置得到了快速的发展。

5 我国烟气脱硫技术的发展论述

我国是煤炭生产大国, 煤炭被广泛应用于电力、化工等领域, 其在我国电力系统的使用直接影响国家的经济发展, 而在日益已环境保护主题的今天, 电厂锅炉排放的二氧化硫成为当前环保工作的恶疾。因此如何平衡经济发展环境保护, 寻找双赢点是我国企业未来发展的方向。在烟气脱硫系统中, 具有较高脱硫效率和较低投入成本的石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺成为当前锅炉烟气脱硫的主流工艺。然而石灰石一石膏湿法烟气脱硫技术是切实可行的, 但鉴于我国的经济技术条件, 且在根治二氧化硫方面起步较晚, 投资大量的财力物力去发展改进此工艺, 仍有较多问题需要去克服, 如在吸收塔内, 由于反应物质及中间产物的腐蚀性, 设备的防腐需要较高的要求, 但当前国外的防腐材料较为昂贵, 通过技术条件提高国产防腐材料研究是当前国产脱硫技术需要解决的问题。当前, 国内的脱硫技术多为从国外引进, 如何将工艺技术吸收并大胆创新, 结合运行实践及国内的经济条件, 形成符合中国企业推广使用的脱硫工艺装置也将是我国未来脱硫产业发展的重心。同时, 加强政府部门的监管力度, 政府相关部门应该积极协调, 并制定切实有效的应对措施来处理脱硫产业爆炸式发展, 通过制定相关规范, 设定严格的准入门槛, 制定相关的法律法规, 依法对脱硫设施的运行进行监管, 才能真正开辟一条适合我国国情的环保之路。

摘要：当前, 企业的环保功能日益成为国家经济可持续发展的必备要素, 在电厂锅炉烟气排放中, 控制SO2的排放一直为各国在环保及经济领域的重要研究课题。石灰石-石膏湿法脱硫工艺是当前国际上应用最广泛的烟气脱硫工艺。本文介绍了石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的生产工艺、反应机理及其在我国的发展应用。

关键词：脱硫技术,烟气脱硫装置,二氧化硫,石灰石,吸收塔

参考文献

[1]曾庭华, 廖永进.连州电厂石灰石一石膏湿法烟气脱硫的工艺流程分析[J].电力环境保护, 2001, 17 (02) .

[2]格拉梅尔特.湿式烟气脱硫装置的设计和应用[Z].工学硕士.灌国巴高克成套装置有限公司

[3]高根树, 张国才.目前湿法烟气脱硫除尘技术开发应用中存在的问题[Z].洁净煤技术发展及应用.