1、南京工業大學環境學院 梁柱 火電廠煙氣脫硫工藝分析火電廠煙氣脫硫工藝分析一、二氧化硫危險評估二、火電廠煙氣脫硫必要性三、我國控制SO2排放的相關政策、法律法規和標準四、火電廠煙氣脫硫工藝技術概況五、石灰石-石膏法Part 1二氧化硫危險評估森林退化一、SO2 危險評估二氧化硫是照成大氣污染和酸雨加劇的主要原因二氧化硫是照成大氣污染和酸雨加劇的主要原因土壤酸化一、SO2 危險評估魚類死亡一、SO2 危險評估文物面目全非直接危害身體健康一、SO2 危險評估Part 2火電廠煙氣脫硫必要性二、火電廠煙氣脫硫的必要性進入21世紀以來，我國SO2排放總量不斷增長，火電廠SO2排放量占全國SO2排放總量比

2、例不斷增長 二、火電廠煙氣脫硫的必要性二、火電廠煙氣脫硫的必要性所以，加大火電廠S02 的控制力度就顯得非常緊迫和必要。目前煙氣脫硫被認為是控制S02 最行之有效的途徑。Part 3我國控制SO2排放的相關政策、法律法規和標準三、我國控制SO2排放的相關政策、法律法規和標準相關政策相關政策火電廠煙氣脫硫特許經營試點工作方案酸雨控制區和二氧化硫酸雨控制區和二氧化硫污染控制區劃分方案污染控制區劃分方案 燃煤二氧化硫排放污染防治技術政策（環發200226號）關于加快火電廠煙氣脫硫產業化發展的若干意見法律法規法律法規三、我國控制SO2排放的相關政策、法律法規和標準單擊添加單擊添加中華人民共和國中華人民

3、共和國大氣污染防治法大氣污染防治法單擊添加單擊添加擊添加擊添加排污費征收使排污費征收使用管理條例用管理條例清潔生產促進法清潔生產促進法相關標準相關標準火電廠大氣污染火電廠大氣污染物排放標準物排放標準（GB13223-2011代代替替GB13223-2003)火電廠煙氣脫硫火電廠煙氣脫硫工程技術規范石灰工程技術規范石灰石石/石灰石灰石膏法石膏法（HJ/T 179-2005）火電廠煙氣脫硫火電廠煙氣脫硫工程技術規范煙氣工程技術規范煙氣循環流化床法循環流化床法(HJT 1782005)三、我國控制SO2排放的相關政策、法律法規和標準三、我國控制SO2排放的相關政策、法律法規和標準 火電廠大氣污染物排

4、放標準里的相關要求：Part 4火電廠煙氣脫硫工藝技術概況四、我國火電廠煙氣脫硫工藝技術概況1.分類 濕法脫硫工藝 脫硫工藝 干法脫硫工藝 半干法脫硫工藝濕法脫硫工藝爐內噴鈣脫硫法荷電干法吸收劑噴射脫硫法電子束照射法吸附法干法脫硫工藝01噴霧干燥法02循環流化床法03增濕灰循環法04煙道噴射法煙道噴射法半干法脫硫工藝煙氣脫硫效率對吸收劑的利用率對周圍生態環境的影響對火電廠機組運行的影響脫硫工藝流程的成熟程度2.煙氣脫硫工藝選擇指標脫硫設備所占的面積脫硫工藝的復雜度等脫硫后的副產品的處置0104石灰石/石灰石膏脫硫旋轉噴霧干燥法氨法氧化鎂法煙氣循環流化床爐內噴鈣-尾部增濕法3.我國火電廠主要脫硫

5、工藝4.幾種工藝流程對比 序號工藝名稱工藝原理工藝特點應用情況1石灰石/石灰石膏濕法利用石灰石粉料漿洗滌煙氣，使石灰石與煙氣中的 SO2反應生成亞硫酸鈣，脫去煙氣中的 SO2，再將亞硫酸鈣氧化反應生成石膏。優點：脫硫率高：95%、工藝成熟、適合所有煤種、操作穩定、操作彈性好、 脫硫劑易得、 運行成本低、 副產物石膏可以綜合利用，不會形成二次污染；缺點：工藝流程較長，投資較高；國外應用廣泛，使用比例占80-90%。國內有應用實例。2氨法氨或硫酸銨在吸收塔內吸收煙氣中的二氧化硫、 三氧化硫， 生成亞硫酸銨或硫酸銨，其中亞硫酸銨經氧化生成硫酸銨，經過脫水、干燥后就得到固體硫酸銨。優點：脫硫工藝簡單、

6、 脫硫效率高、煤種適應性強、 燃料含硫越高，副產物經濟效益越好缺點：電化學腐蝕非常嚴重、脫硫劑價格貴國內外都有廣泛的應用案例3氧化鎂法回收法： 氧化鎂經過熟化反應生成氫氧化鎂， 制成一定濃度的氫氧化鎂漿液， 在吸收塔內氫氧化鎂和二氧化硫反應生成亞硫酸鎂， 亞硫酸鎂經強制氧化生成硫酸鎂。再生法： 氫氧化鎂在吸收塔內和二氧化硫反應生成亞硫酸鎂后， 抑制亞硫酸鎂生成硫酸鎂，將其分離、干燥、焙燒后， 產生氧化鎂和二氧化硫富氣，氧化鎂循環再用，二氧化硫富氣用于制造硫酸。優點：技術成熟、原料來源充足、脫硫效率高、運行成本較低缺點：設備投資大、脫硫劑價格較高在日本已經應用了 100 多個項目，臺灣的電站 9

7、5%是用氧化鎂法，另外在美國、德國等地都已經應用，并且目前在我國部分地區已經有了應用的業績。4旋轉噴霧干燥法將生石灰制成石灰漿，將石灰漿噴入煙氣中，使氫氧化鈣與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸鈣。優點：工藝流程簡單，投資也較小。缺點：脫硫率較低：約 70-80%、操作彈性較小、鈣硫比高，運行成本高、副產物無法利用且易發生二次污染（亞硫酸鈣分解） 。國內外均有少數成功應用實例（黃島電廠）5爐內噴鈣-尾部增濕法直接向鍋爐爐膛內噴入石灰石粉，石灰石粉在高溫下分解為氧化鈣， 氧化鈣與煙氣中的 SO2反應生成亞硫酸鈣。為了提高脫硫率，在尾部噴入水霧，增加氧化鈣與煙氣中的 SO2反應活性。優點：工藝流程比石灰

8、石-石膏法簡單，投資也較小。缺點：脫硫率較低：約 70%、操作彈性較小、鈣硫比高，運行成本高、副產物無法利用且易發生二次污染（亞硫酸鈣分解） 。國內外均有少數成功應用實例（撫順電廠）6煙氣循環流化床在流化床中將石灰粉按一定的比例加入煙氣中， 使石灰粉在煙氣當中處于流化狀態反復反應生成亞硫酸鈣。優點：鈣利用率高、無運動部件、投資省。缺點：脫硫率較低：80%、對石灰純度要求較高，國內石灰不易保證質量、煙氣壓頭損失大、由于加料不均勻會影響鍋爐運行。國內外均有少數成功應用實例Part 5石灰石-石膏法五、石灰石/石灰石膏法1.工藝簡介 石灰石石灰一石膏法是技術最成熟、應用最多、運行狀況最穩定的方法，其

9、脫硫效率在95 以上。世界各國(如德國、日本等)在大型火電廠中，90 以上采用濕式石灰石石灰一石膏法煙氣脫硫工藝。在我國近幾年新建的火電廠煙氣脫硫工藝技術中，石灰石石灰一石膏濕法占了近90 。五、石灰石/石灰石膏法2.反應原理用石灰石或者石灰漿液吸收煙氣中的SO2，首先生成亞硫酸鈣：石灰石：CaCO3+ SO2+0.5H2OCaSO30.5H2O+CO2石灰：CaO+ SO2+0.5H2OCaSO30.5H2O然后亞硫酸鈣再被氧化為硫酸鈣五、石灰石/石灰石膏法3.石灰石系統和石灰系統的主要區別 石灰石系統中最關鍵的反應是Ca2+的形成，因為SO2，正是通過Ca2+與HSO3-反應而得以從溶液中

10、出去的。 這一關鍵步驟也突出了石灰石系統和石灰系統的一個極為重要的區別：石灰石系統中， Ca2+的產生與H+濃度和CaCO3的存在有關；而在石灰系統中， Ca2+的產生僅與氧化鈣的存在有關。因此，為了保證液相有足夠的Ca2+濃度，石灰石系統在運行時，其pH較石灰系統的低，石灰石系統的最佳操作pH為5.86.2,石灰系統約為8。脫硫產物處置吸收塔煙風道電氣自動控制4.工藝流程及設備石灰石漿液制備和供應4.工藝流程及設備 5.吸收塔 SO2吸收系統是煙氣脫硫系統核心，只要包括吸收塔、除霧器、循環漿泵和氧化風機的那個設備。 在吸收塔內，煙氣中的SO2被吸收漿液洗滌并與漿液中的CaCO3發生反應，反應

11、生成的亞硫酸鈣在吸收塔底部的循環漿池內被氧化風機鼓入的空氣強制氧化，最終生成石膏，石膏由石膏漿排出泵排出，送入石膏處理系統脫水，煙氣從吸收塔出來后流向除霧器。5.吸收塔 0 0 1 1設備腐蝕0 0 2 2結垢和堵塞0 0 3 3除霧器堵塞0 0 4 4脫硫劑的利用率0 0 5 5脫硫產物及綜合利用6.影響因素在吸收塔內，SO2的吸收可用雙膜理論描述，吸收反應經歷以下3 個過程： SO2在液膜表面溶解SO2從氣液界面透過液膜向液相傳遞并隨即與鈣基吸收劑發生化學反應7.工藝參數SO2從氣相透過氣膜向氣液界面傳遞、擴散7.工藝參數吸收塔內的傳質過程可用以下雙膜模型公式表示： NTU = K(L/G

12、)(K1V+K2)(K3Ct+K4) NTU = （y1-y2）/(y1-y-y2)ln(y1-y)/y2) （%）= （y1-y2）/y1100 其中：N T U 傳質單元數；傳質單元數越大，吸收塔的脫硫效率越高。 K1, K2, K3, K4常量； K 噴淋層布置相關系數； (L/G)液氣比（L/m3），與流經吸收塔單位體積煙氣量相對應的漿液噴淋量； V 煙氣流速（m / s），煙氣在吸收塔內的流速； Ct吸收劑濃度（k g / m3 ）； 、常數，1 0； y1、y2吸收塔入口、出口處SO2濃度（mg/L）； y吸收塔內SO2平衡濃度（m g / L）； 吸收塔脫硫效率（% ）。影響傳質單元數的主要因素為：液氣比、煙氣流速、鈣硫比（吸收劑濃度）、吸收塔的結構等。脫硫效率高脫硫效率高1一般可達95%以上鈣的利用率高鈣的利用率高單機處理煙氣量大單機處理煙