实现350MW燃煤机组超低排放改造的氧化镁脱硫工艺

《装备维修技术》2020年第18期—27—燃煤电厂除灰--脱硫一体化工艺分析范德春（华电国际电力股份有限公司奉节发电厂, 重庆 奉节 404600）引言：近些年，大气污染问题十分严重，已经成为我国经济发展的制约因素，如何治理大气污染，受到了政府部门的高度关注。

在查阅文献资料后得知，导致我国大气环境污染问题的主要原因是二氧化硫排放量增加，尤其是燃煤发电厂排放的二氧化硫，在污染物总排放量中的占比较高。

因此，采用合适的处理工艺，减少燃煤电厂二氧化硫排放量，具有十分重要的意义。

一、燃煤电厂除灰--脱硫一体化工艺的原理燃煤电厂在发电过程中会消耗大量的煤炭资源，而煤炭的燃烧会导致大量煤灰和二氧化硫产生，虽然燃煤电厂普遍应用了除灰系统，但碱性结垢会大量出现，如果未经处理直接排放到冲灰水中，会对环境造成严重的破坏，因此，需要将污染物质产生的原理作为依据，采取有针对性的措施解决问题。

除灰--脱硫一体化工艺通过对酸碱性中和反应原理的应用，使除灰系统和脱硫系统有机结合，之后，脱硫系统中的脱硫剂会与黏性物质发生中和反应，最终使结垢问题和冲灰水PH 超标问题得到有效解决。

在两个系统联合运行的阶段，可以将吸收液作为吹灰水，实现废物利用的目的，究其原因，主要是吸收液中含有一定含量的氢氧硫酸和亚硫酸，这些化学物质能够与酸碱产生中和反应，二氧化硫也会在中和反应的驱动下被脱硫塔二次处理，除灰脱硫效率会随之提升。

为确保除灰脱硫的效果，建议燃煤电厂在应用上述原理治理二氧化硫和结垢问题时，分析除灰系统中的污染物含量，在此基础上，增加脱硫剂和碱性物质的用量，实现预期的治理的目的[1]。

二、燃煤电厂除灰--脱硫一体化工艺的应用优势（一）可以实现双系统同时运行的目标 在除灰--脱硫一体化应用之前，燃煤电厂除灰系统和脱硫系统的运行方式为独立运行，运行效率极为低下，在实际作业过程中，除灰系统的结垢量较多，其中的碱性物质较多，导致排污水PH 值的超标情况极为严重，无法达成预期的除灰脱硫效果。

氧化镁脱硫原理1.氧化镁烟气脱硫的原理及方法1.1.工艺水系统烧玻璃熔窑烟气脱硫装置内工艺水的损耗主要是吸收塔内的蒸发水和外排废水。

这些损耗需要通过输入新鲜的工艺水来补足。

工艺水在本脱硫装置内还有一个非常重要的作用，就是通过预冷器喷嘴使一部分工艺水雾化喷入原烟气中，以此来冷却由原烟道送来的高温烟气，使进入吸收塔的烟气温度降至100℃左右，以防止脱硫吸收塔内的非金属衬里(鳞片树脂)受到高温而损坏。

新鲜的工艺水还用来清洗吸收塔除雾器，以防止除雾器堵塞。

同时也用作清洗所有输送浆液管道的冲洗水和部分浆液泵的冷却水和轴封水。

1.2.氢氧化镁制备系统二套脱硫装置配置1套氢氧化镁浆液制备系统。

脱硫使用的氧化镁粉规格为纯度≥85%，粒度为95%通过250目(63μ)。

人工将氧化镁粉加入氧化镁熟化池内，按一定比例向池内添加具有一定温度的工艺水或系统的回用水，在强烈的搅拌作用下氧化镁粉被消化制成氢氧化镁浆液。

达到一定浓度要求的氢氧化镁浆液自流进入氢氧化镁储槽。

使用时用氢氧化镁给料泵送往脱硫吸收塔。

1.3.烟道及插板门系统当玻璃熔窑系统正常运行时，脱硫装置的烟气系统都能正常运行，并留有一定的裕量(110%的正常负荷)。

当烟气温度超过限定值时，吸收塔进口处的烟气预冷喷嘴将加大喷水量，降低烟气温度，从而确保吸收塔内的脱硫反应时刻处在最佳状态中并保护吸收塔的防腐内衬不被高温损伤。

在原烟道、旁路烟道上分别设置原烟气插板门、旁路烟道插板门，以方便脱硫系统与玻璃熔窑系统之间的联接、解脱、切换。

1.3.1.2烟气系统简介从玻璃熔窑引风机后出来的~160℃的原烟气，经过烟气预冷喷嘴喷出的工艺水冷却，使原烟气的温度降低到约100℃，然后进入吸收塔进行脱硫净化。

在吸收塔内含有SO2的原烟气与循环浆液充分接触，其中的SO2同循环洗涤液中的Mg OH 2反应被中和吸收，其它杂质也大部分被洗涤脱除，同时原烟气温度将进一步降低。

脱硫后的净烟气经除雾器、塔顶烟囱排放到大气中。

镁法脱硫技术方案镁法脱硫（MgO法脱硫）是一种高效的燃煤电厂脱硫技术，它通过利用镁原料与SO2反应生成MgSO3/MgSO4及相应的MgO等反应产物，将燃煤电厂的SO2排放量降低到国家标准以下。

下面将给出镁法脱硫技术方案。

一、工艺流程镁法脱硫的工艺流程主要包括石灰石粉碎、煤粉预处理、喷吹预处理剂、燃烧脱硝、湿法脱硫等。

具体流程如下：1.石灰石粉碎：将所使用的石灰石经过粉碎处理，得到细小的石灰石粉末。

2.煤粉预处理：对烟煤进行预处理，如振动筛等，去除其中粉尘、杂质等。

3.喷吹预处理剂：在燃烧炉的上部喷吹预处理剂，作用是在燃烧过程中将SO2转化为SO3，利于后续脱硫。

4.燃烧脱硝：燃烧过程中产生的NOx会通过脱硝设备进行处理，降低NOx的排放浓度。

5.湿法脱硫：利用镁石粉、石灰石、水等混合成脱硫液，在脱硫装置内与烟气反应，将SO2转化为MgSO3/MgSO4等产物，达到脱硫的效果。

二、反应原理在燃煤电厂中，SO2是主要的污染物之一。

利用镁法脱硫技术，通过以下的反应原理将SO2转化为硫酸镁等无害物质。

首先，在喷吹预处理剂的作用下，SO2被氧化为SO3，如下所示：SO2 + 1/2O2 → SO3然后，SO3与镁原料反应，生成MgSO4，如下所示：MgO + SO3 → MgSO4最后，MgSO4与石灰反应，生成硫酸镁和CaSO4，如下所示：MgSO4 + CaO → MgO + CaSO4反应结束后，CaSO4可被制成石膏板等建筑材料，实现资源循环利用。

三、技术优势镁法脱硫技术相较于其他脱硫技术，有如下优势：1. 高效：镁法脱硫吸收塔内通过喷淋镁石浆料获得10～15s的接触时间，比其他脱硫技术的接触时间更长，故脱硫效率高。

2.适用性强：镁法脱硫技术适用于高温、高湿、高硫、高脱硝等复杂工况下，且可以灵活调节反应参数，适应不同的燃煤电厂要求。

3.反应产物无污染：镁法脱硫技术所产生的硫酸镁等有用产物可以回收利用，不会造成排放物的二次污染。

燃煤电厂各种干法、半干法、湿法脱硫技术及优缺点汇总目前，湿法烟气脱硫技术最为成熟，已得到大规模工业化应用，但由于投资成本高还需对工艺和设备开展优化；干法烟气脱硫技术不存在腐蚀和结露等问题，但脱硫率远低于湿法脱硫技术，一般单想电厂都不会选用，须进一步开发基于新脱硫原理的干法脱硫工艺；半干法脱硫技术脱硫率高，但不适合大容量燃烧设备。

不同的工况选择最符合的脱硫方法才会得到最大的经济效益，接下来根据电厂脱硫技术的选择原则来分析各种工艺的优缺点、适用条件。

电厂脱硫技术的选择原则：1、脱硫技术相对成熟，脱硫效率高，能到达环保控制要求，已经得到推广与应用。

2、脱硫成本比较经济合理，包括前期投资和后期运营。

3、脱硫所产生的副产品是否好处理，最好不造成二次污染，或者具有可回收利用价值。

4、对发电燃煤煤质不受影响，及对硫含量适用范围广。

5、脱硫剂的能够长期的供给，且价格要低廉一、干法脱硫干法脱硫工艺工艺用于电厂烟气脱硫始于20世纪80年代初。

传统的干法脱硫工艺主要有干法喷钙脱硫工艺、荷电干法吸收剂喷射脱硫法、电子束照射法、吸附法等。

传统的干法脱硫技术有工艺简单投资少，设备简占地面积小且不存在腐蚀和结露，副产品是固态无二次污染等优点，在缺水地区优势明显。

但是脱硫效率很低，一般脱硫效率只能到达70%左右，难以满足排放要求。

干法喷钙脱硫工艺工艺介绍磨细的石灰石粉通过气力方式喷人锅炉炉膛中温度为900~125(TC的区域在炉内发生的化学反应包括石灰石的分解和煨烧，S02和S03与生成的Cao之间的反应。

颗粒状的反应产物与飞灰的混合物被烟气流带人活化塔中；剩余的CaO与水反应，在活化塔内生成Ca(OH)2,而Ca(OH)2很快与S02反应生成CaSo3,其中部分CaSO3被氧化成CaSo4；脱硫产物呈干粉状，大部分与飞灰一起被电除尘器收集下来，其余的从活化塔底部分离出来从电除尘器和活化塔底部收集到的部分飞灰通过再循环返回活化塔中。

氧化镁湿法脱硫废水处理工艺流程探讨首先，酸性废水中的二氧化硫氧化。

这一步骤是通过将酸性废水喷洒
或者雾化至一个碱性环境中，将二氧化硫氧化为硫酸镁。

这里的碱性环境
可以通过加入氢氧化钙或者氢氧化钠等碱性物质来实现。

在此过程中，通
过控制喷洒浓度和温度等参数，可以使废水中的二氧化硫得到充分氧化。

其次，硫酸镁的沉淀。

在氧化反应结束后，废水中的硫酸镁会形成固
体沉淀。

这一步骤的关键是控制碱性物质的投加量，使其超过硫酸镁的溶
解度，以促进硫酸镁的沉淀。

硫酸镁的沉淀是一种放热反应，因此需要适
当降低反应温度，防止温度过高造成放热过程不可控。

最后，废水后续处理。

经过上述两个步骤处理后的脱硫废水，仍然含
有一定量的固体颗粒物质和硫酸残余。

为了达到排放标准，需要对废水进
行进一步处理。

常见的处理方法包括沉淀处理、过滤处理和吸附处理等。

沉淀处理是通过加入适当的沉淀剂，使废水中的固体颗粒物质沉淀并分离
出来；过滤处理是通过将废水通过滤料进行过滤，去除固体颗粒物质；吸
附处理是通过添加适当的吸附剂，吸附废水中的硫酸镁和其他残余物质。

综上所述，氧化镁湿法脱硫废水处理工艺流程包括二氧化硫氧化、硫
酸镁沉淀和废水后续处理三个步骤。

通过合理控制各个步骤中的操作参数，可以有效处理脱硫废水，达到排放标准。

值得注意的是，在实践应用中，
还需要根据具体情况来选择化学药剂和处理设备，并结合其他工艺优化措施，以实现更高效的废水处理。

摘要：本文首先介绍了氧化镁法脱硫工艺的技术特点，并分析了国内氧化镁法脱硫市场的技术来源，详细叙述了氧化镁法烟气脱硫技术在各国以及国内的主要业绩，最后简要的总结了氧化镁法脱硫工艺目前存在的问题。

关键词：氧化镁法；烟气脱硫；应用业绩中图分类号：X701．3 文献标识码：A 文章编号：氧化镁法（以下简称镁法）烟气脱硫技术是采用廉价、低品位的工业轻烧氧化镁（含85％MgO）作为脱硫剂的湿法脱硫技术，按照副产物的处理方法不同可分为再生法、抛弃法与回收法三种工艺。

镁法烟气脱硫早在上世纪80年代即已有商业运行。

继美国、日本、韩国、波兰以及中国台湾等地区之后，我国大陆近年来也有大量的工业应用。

一．氧化镁脱硫工艺的技术特点1、技术成熟。

镁法脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的脱硫工艺，镁法脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩，其中在日本已经应用了100多个项目，台湾的电站95%是用镁法，另外在美国、韩国等地都有应用。

近几年，在我国部分地区已经有了大量的业绩。

2、原料来源充足。

在我国菱镁矿的储量十分可观，目前已探明的菱镁矿储藏量约为160亿吨,占全世界的80%左右。

其资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%，其次是山东莱州，占总量的10%，其它主要是在河北邢台大河，四川干洛岩岱、汉源，甘肃肃北、别盖等地。

3、脱硫效率高。

在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小，因此相同的条件下氧化镁的脱硫效率要高于钙法。

一般镁法的脱硫效率可达到95~ 98%以上，而钙法的脱硫效率仅达到90~95%左右。

4、投资费用少。

由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性，因此在吸收塔的结构设计、循环浆液量的大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小，这样一来，整个脱硫系统的投资费用可以降低20%以上。

5、运行费用低。

决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂的消耗费用和水电汽的消耗费用。

高新热电2×35t/h锅炉除尘、脱硫、脱硝系统工程操作规程省环能2015年11月目录1、围 (3)2、规性引用文件 (3)3、脱硫装置概述及脱硫原理 (3)4、设备技术规 (4)5、脱硫装置的启动 (4)6、脱硫装置的停运 (11)7、脱硫装置的运行维护 (13)8、事故处理 (18)9、脱硫工艺系统顺控、保护及联锁 (22)1、围本规程是根据高新热电2×35t/h锅炉除尘、脱硫、脱硝系统工程脱硫装置设备、工艺系统及相关资料编制而成。

适用于高新热电氧化镁湿法烟气脱硫系统。

2、规性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2003）《国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》《污水综合排放标准》（GB8978-1996）脱硫装置各设备图纸、说明书等资料。

3、脱硫装置概述及脱硫原理本工程烟气脱硫采用氧化镁湿法脱硫工艺，烟气脱硫效率设计值98%。

脱硫剂为氧化镁粉与水混合制成的悬浮浆液，与烟气中SO2反应后生成亚硫酸镁,并就地强制氧化为硫酸镁（MgSO4·7H2O），经脱水处理脱硫渣装车外运，硫酸镁溶液排往厂区下水道系统。

本工程采用两炉一塔方案，即从锅炉排出的原烟气，分别进入吸收塔，烟气自下向上流动，在吸收塔洗涤区（吸收区），烟气中的SO2被由上而下喷出的吸收剂吸收生成亚硫酸镁,并在吸收塔外循环池中被鼓入的空气氧化而生成硫酸镁（MgSO4·7H2O）。

脱硫后的净烟气在除雾器除去烟气中携带的浆雾后（液滴含量＜75mg/m3）通过烟囱排至大气。

工程主体脱硫塔为圆柱形塔体，浆液循环为塔循环，不另设浆液循环池，塔布置三层喷淋装置，二层除雾装置，三层除雾器清洗装置及事故降温喷淋装置，每层浆液喷淋层对应一台浆液循环泵。

球团竖炉脱硫技术方案2014年4月目录1 概述 (1)2 设计标准和依据 (1)3 工程设计参数 (2)4 技术要求 (3)5 脱硫方案比较与选择 (5)6 脱硫工艺流程 (7)7土建部分 (17)8 电气系统 (17)9 仪表控制部分 (22)10 施工组织安排 (27)11 施工、安装和调试 (28)12 检验、试验与验收 (29)竖炉脱硫技术方案(氧化镁法)1 概述为了达到环保要求,现决定对贵公司竖炉进行烟气脱硫处理。

经与脱硫除尘生产厂家咨询论证，结合本公司的资源优势，拟采用“氧化镁湿法烟气脱硫"工艺进行烟气脱硫治理.2 设计标准和依据2。

1 设计标准脱硫除尘系统的设计、制造、安装、调试、试验检查、试运行、考核的规范和标准如下:GB13271-2001 大气污物排放标准GB/T5468 烟尘测试方法HJ462—2009 工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范GB18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准GB50040 动力机器基础设计规范GB50191 构筑物抗震设计规范GB50260 电力设施抗震设计规范GBJ87 工业企业噪声控制设计规范GBZ 1 工业企业设计卫生标准DL/T621 交流电气装置的接地HJ/T76 固定污染源排放烟气连续检测系统技术要求及检测方法《建设项目（工程)竣工验收办法》( 国家计委 1990 年）《建设项目环境保护竣工验收管理办法》（国家环境保护总局2001年) 2.2设计依据(1）脱硫工艺采用成熟工艺。

脱硫系统的设计脱硫效率满足当前国家排放标准和地方环保局的要求，并考虑满足今后数年内不断趋于严格的SO2排放标准，设备要长期稳定运行；(2）充分考虑场地要求和现有设施，使整套脱硫系统结构紧凑，减少占地面积;（3）脱硫系统装置能适应竖炉工况的变化，当负荷发生一定量变化时，能满足脱硫除尘要求；(4）脱硫除尘系统的设计尽可能降低对竖炉的影响；（5）脱硫除尘系统设置烟气旁路系统，保证脱硫装置在任何情况下不影响竖炉的安全运行；（6）脱硫剂来源可靠，价格低廉；(7）脱硫系统控制采用PLC控制系统，脱硫剂添加、电动设备的启停、脱硫液pH控制等实现自动化控制，尽力减少人力运行；（8）脱硫除尘系统观察、监视、维护简单，保证人员和设备安全。

目录工业锅炉镁法烟气脱硫改造实施方案 (1)镁法脱硫技术简介 (3)镁法脱硫技术的特点 (3)镁法脱硫反应机理 (4)镁法脱硫工艺流程 (6)镁法脱硫废液和副产物处理系统 (8)氧化镁法脱硫废水处理系统设计 (9)湿式镁基与钙基脱硫的比较和应用 (11)常用湿式脱硫工艺的综合比较 (15)镁法脱硫技术在我国的使用情况和前景 (17)锅炉烟气镁法脱硫工程实施与研究 (18)工业锅炉镁法烟气脱硫改造实施方案摘要：本文详细阐述了工业锅炉镁法烟气脱硫原理和潍坊基地4吨锅炉脱硫系统改造的具体实施方案。

1 . 镁法烟气脱硫原理镁法烟气脱硫是与清华大学共同中标国家863计划“燃煤污染控制技术与设备”专题中的一个子课题。

其原理为：用氧化镁浆液洗涤SO2烟气时，可生成含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁（由氧化副反应生成）。

将生成物从吸收液中分离出来，进行干燥，除去结晶水，然后将氧化镁得以再生并制成浆液循环使用，释放出的浓缩的SO2高浓气体进一步回收。

整个脱硫过程不产生大量脱硫废渣，产物可得到有效回收，是一种清洁少废的闭环工艺。

国内外的研究应用表明，Mgo再生法脱硫工艺能达到95%以上的脱硫效率。

由于氧化镁的水解产物溶解度和反应活性都要优于氧化钙，因此在达到相同脱硫率的条件下，其脱硫剂与硫的摩尔比要低于石灰石或石灰。

同时，由于氧化镁的分子量低于石灰石或氧化钙，即使在相同的脱硫效率下，其脱硫剂用量也要少于钙脱硫剂，因此其运行费用较低。

2 . 项目介绍地4吨锅炉脱硫系统改造是镁法烟气脱硫中试试验的一部分，是为了进一步优化工艺参数和脱硫塔结构，完成亚硫酸镁热解再生的中试研究。

项目改造内容主要包括脱硫系统整体改造；设计、加装脱硫预洗涤装置；改装引风机增大其功率和引风量等。

3 . 主要工作量3.1 脱硫系统的整体改造（1）氧化曝气管制作。

（2）预洗涤器及配套水箱的制作、安装。

（3）预洗涤器用清水管道泵、供排水管道、阀门的安装。

（4）引风机出口至烟囱的烟道、热交换器与脱硫塔之间的烟道改造等。