湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析_武春锦
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影响湿法烟气脱硫效率的因素及运行控制措施三、影响石灰石一石膏烟气湿法脱硫效率的主要因素分析脱硫效率是指,脱硫系统脱除的二氧化硫含量与原烟气中二氧化硫含量的比值。
影响脱硫效率的主要因素有:1、通过脱硫系统的烟气量及原烟气中S02的含量。
在脱硫系统设备运行方式一定,运行工况稳定,无其它影响因素时,当处理烟气量及原烟气中S02的含量升高时, 脱硫效率将下降。
因为人口S02的增加,能很快的消耗循环浆液中可提供的碱量,造成浆液液滴吸收S02的能力减弱。
2、通过脱硫系统烟气的性质。
1)烟气中所含的灰尘。
因灰尘中带入的A13+与烟气气体中带入的F-形成的络化物到达一定浓度时,会吸附在CaC03 固体颗粒的表面,“封闭”了CaC03的活性,严重减缓了CaC03 的溶解速度,造成脱硫效率的降低。
2)烟气中的HC1。
当烟气通过脱硫吸收塔时,烟气中的HC1几乎全部溶于吸收浆液中,因C1-比S042-的活性高(盐酸比硫酸酸性更强),更易与CaC03发生反应,生成溶于水的CaC12,从而使浆液中Ca2+的浓度增大,由于同离子效应,其将抑制CaC03的溶解速度,会造成脱硫效率的降低。
同时,由于离子强度和溶液黏度的增大,浆液中离子的扩散速度变慢,致使浆液液滴中有较高的S032-,从而降低了S02向循环浆液中的传质速度,也会造成脱硫效率的降低。
3、循环浆液的pH值。
脱硫系统中,循环浆液的pH值是运行人员控制的主要参数之一,浆液的P H值对脱硫效率的影响最明显。
提高浆液的pH 值就是增加循环浆液中未溶解的石灰石的总量,当循环浆液液滴在吸收塔内下落过程中吸收S02碱度降低后, 液滴中有较多的吸收剂可供溶解,保证循环浆液能够随时具有吸收S02的能力。
同时,提高浆液的pH值就意味着增加了可溶性碱物质的浓度,提高了浆液中和吸收S02的后产生的H+的作用。
因此,提高pH值就可直接提高脱硫系统的脱硫效率。
但是,浆液的pH值也不是越高越好,虽然脱硫效率随pH 值的升高而升高,但当pH值到达一定数值后,再提高pH 值对脱硫效率的影响并不大,因为过高的pH值会使浆液中石灰石的溶解速率急剧下降,同时过高的pH值会造成石灰石量的浪费,并且使石膏含CaC03的量增大,严重降低了石膏的品质。
湿法脱硫后烟气和浆液余热回收技术研究进展摘要:随着环境保护需求的增加,湿法脱硫作为一种有效的烟气净化技术备受关注。
然而,湿法脱硫过程中产生的烟气和浆液余热的回收利用仍然存在挑战。
本文对湿法脱硫后烟气和浆液余热回收技术的研究进展进行了综述。
研究表明,通过采用烟气余热锅炉、换热器和热泵等设备,可以有效地回收和利用烟气和浆液余热能,实现能源的高效利用。
此外,优化系统设计、提高换热效率以及集成多能联供等技术也是推动余热回收的重要途径。
然而,目前仍存在经济性、技术难度和操作稳定性等方面的问题,需要进一步研究和改进。
关键词:湿法;脱硫;浆液余热引言湿法脱硫作为一种环境保护的关键技术,在大气污染治理中发挥了重要作用。
然而,湿法脱硫过程中产生的烟气和浆液余热的回收利用仍然面临挑战。
本文旨在综述湿法脱硫后烟气和浆液余热回收技术的最新研究进展。
通过对烟气余热锅炉、换热器、热泵等设备的应用,以及优化系统设计、提高换热效率和多能联供集成等方法的探索,期望能够促进烟气和浆液余热的高效回收利用,实现能源的可持续利用和环境的进一步改善。
1.湿法脱硫后烟气和浆液余热回收技术概述1.1烟气余热回收技术烟气是湿法脱硫过程中产生的一种热能资源,在传统情况下常被浪费。
然而,通过烟气余热回收技术,可以将这部分热能有效地回收利用,提高能源的利用效率。
烟气余热回收技术主要包括烟气余热锅炉和换热器的应用。
烟气余热锅炉是一种利用烟气中的热能进行水蒸汽或热水加热的设备。
它将烟气的热能转化为高温热水或蒸汽,提供给工业过程中的热源需求,从而实现能源的再利用。
换热器则是另一种常见的烟气余热回收装置,通过将烟气与其它流体进行换热,将烟气中的热能传递给其他介质,如水或空气。
其中常用的换热器类型包括壳管式换热器、板式换热器等。
通过这些烟气余热回收技术,可以将烟气中的热能转化为有用的能源,提高能源利用效率,减少能源消耗和环境负荷。
然而,在应用过程中仍需解决一些技术难题,如提高换热效率、防止结垢和腐蚀等,以进一步推动烟气余热回收技术的发展和应用。
石灰石湿法烟气脱硫效率与节能运行的分析摘要:随着社会的发展和人民生活水平的提升,供热量和供热面积已经供过于求,但随之而来的环境问题逐渐凸显出来,如何贯彻落实节能减排、做好环境保护工作已成为我们面临的首要问题。
石灰石湿法烟气脱硫(FGD)是一种比较成熟、应用较普遍的脱硫技术。
文章分析了脱硫效率与节能运行之间的影响关系,讨论了提高脱硫效率和降低成本的几个主要途径。
关键词湿法烟气脱硫,效率,经济运行二氧化硫是我国环境污染的主要来源,其中火电二氧化硫排放量占我国二氧化硫排放总量的50%以上,据相关数据统计,2010年底我国电力总装机容量为9.5亿KW,火电就占了7亿KW,而瞻观我国能源结构现状和特点,火力发电仍然是未来供热、供电的主要来源。
换言之,我国二氧化硫排放量仍会呈现增长趋势。
由此可见,我国面临着严峻的环境问题,而节能减排、环境保护的落实工作难度也将会增加。
石灰石-石膏法脱硫是我国目前使用最广泛的烟气脱硫措施,随着污染物排放标准的不断提升,该方法也逐渐的优化改进。
1脱硫效率与节能运行相互影响1.1 pH值对脱硫效率的影响根据化学反应平衡计算脱硫反应方向很大程度上取决于吸收浆液的pH值,pH值越大,S02的溶解度越大,越有利于传质。
然而,Ca2+浓度随pH值的增大而减小,因此pH值的增大不利于石灰石的溶解。
实践表明,对于较高质量石膏的产生,保持浆液的pH值在4.5~5左右应该是比较理想的。
在实际生产中,为了提高石灰石的溶解度并防止吸收塔内结垢,一般将浆液pH值控制在5~6之间,在此条件下,保证了石灰石的溶解度,又可保证脱硫效率,降低成本。
1.2钙硫比(Ca/S)对脱硫效率的影响烟气脱硫的钙硫比(Ca/S)是反映经济性的重要指标。
钙硫摩尔比是指每脱除1molSO2所需加入系统的CaCO3 摩尔数,它反应单位时间内吸收剂原料的供给量,通常以浆液中吸收剂浓度作为衡量度量,从理论上讲,钙硫摩尔比为1。
在保持浆液量不变的情况下,钙硫比增大,注入吸收塔内吸收剂的量相应增大,引起浆液pH 值上升,可增大中和反应的速率,增加反应的表面积,使SO2吸收量增加,提高脱硫效率。
石灰石—石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺研摘要:本文主要讲述了工业石灰石—石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺,认真分析了该工艺的工艺路线(基本原理)、工艺系统、以及影响该工艺的具体因素和脱硫石膏的运用与发展。
关键词:石灰石湿法二氧化硫烟气脱硫一|本课题研究的意义与目的环境问题是关系到经济可持续发展的大问题,保持人类耐以生存的自然和生态环境已经引起世界各国的广泛关注。
我国是一个燃煤大国,大量含硫煤炭的燃烧导致很多地区的大气中含有相当浓度的SO2。
二氧化硫是主要大气污染物之一,严重影响环境,威胁人们的生活健康。
削减二氧化硫的排放量,保护大气环境质量,是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。
1988年世界卫生组织和联合国环境规划署公布的调查报告中指出:根据15年来60多个国家监测获得的统计资料显示,由人类制造排放的SO2每年达180Mt,比烟尘等悬浮粒子100Mt还多,已成为大气环境的第一大污染物。
SO2和酸雨污染的主要来源是金属冶炼工业(包括铁及有色金属铜、锌和铅等)和能源工业(包括煤、石油和天然气),尤其是燃煤火力发电厂和工业锅炉。
在我国,燃煤SO2排放量占总SO2排放量的85%以上。
我国是世界上唯一以煤为主要能源的国家,煤在一次能源中占75%,约相当于年耗煤1Gt,其中84%以上是通过燃烧方法利用的,煤燃烧产生的SO2的废气,成为大气污染最主要的根源。
因此,我国城市的污染主要为煤烟型污染。
根据环境保护部门测定,1995年全国煤炭消耗量1.28Gt,SO2排放量达23.7Mt,超过美国目前的21Mt,成为世界SO2排放的第一大国。
1998年,由于电力行业增长减缓,国家环境监测总站公布的SO2排放量降为20.91Mt,酸雨造成的各项损失超过1100亿元,相当于1t SO2的污染损失超过5000亿元。
二、本课题研究的内容本文主要讲述了工业石灰石—石膏湿法低浓度二氧化硫烟气脱硫工艺,认真分析了该工艺的工艺路线(基本原理)、工艺系统、以及影响该工艺的具体因素和脱硫石膏的运用与发展。
烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘与环保策略分析随着工业化进程的不断加快,大量的工业排放使得大气污染成为了我们日常生活中的一个严重问题。
烟气是工业排放中的重要组成部分,其中包含大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质。
如何对烟气进行有效的脱硫、脱硝和除尘,成为了当前环保工作中的一项重要任务。
本文将对烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘与环保策略进行分析。
一、烟气脱硫技术1.湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫是目前应用比较广泛的脱硫技术之一。
其工作原理是将烟气通过喷淋装置,在喷雾液的作用下,二氧化硫被吸收到液体中,进而形成含有二氧化硫的石膏或者硫酸盐溶液。
这种技术具有脱硫效率高、处理效果稳定等特点。
2.干法烟气脱硫技术与湿法烟气脱硫相比,干法烟气脱硫技术需要将干燥的吸收剂喷洒到烟道气中,吸收剂和二氧化硫在干燥过程中进行反应。
这种技术相对于湿法脱硫技术来说,需要的设备复杂度较低,且对烟气温度和湿度要求不高,适用范围更广。
3.生物脱硫技术生物脱硫技术是利用生物法对烟气中的二氧化硫进行吸收和转化,主要是通过一种具有脱硫能力的微生物将二氧化硫转化为元素硫的一种脱硫技术。
生物脱硫技术相对于传统的脱硫技术来说,不仅仅可以减少能耗和化学品的使用,同时生物法所产生的废弃物更易于处理和资源化利用。
二、脱硫脱硝除尘与环保策略1.多措并举,全面减排针对工业企业的烟气排放,需要采取多种技术手段,包括脱硫、脱硝和除尘等。
通过同时进行多种技术手段的处理,可以实现对烟气中有害物质的综合控制,从而达到环境保护的效果。
2.加强监管,严格执法政府部门需要加强对工业企业排放的监管力度,建立健全的排放监测体系和责任追溯机制。
对于违法违规排放的企业要坚决予以严厉处罚,以震慑不法行为,推动企业加大环保投入,提高环保治理水平。
3.倡导清洁生产,提倡绿色发展通过倡导企业采用清洁生产技术,提倡绿色发展理念,引导企业加大对污染防治的投入,推动企业实现高效、清洁、循环利用的生产模式,从根本上减少对环境的影响。
建筑设计238产 城脱硫脱硝装置的运行状态分析及问题优化孙文行摘要:随着我国经济快速发展,工业生产中排放的SO2、NOx成为大气污染物的主要来源。
SO2、NOx和颗粒物大量存在于燃烧反应生成的烟气中,这部分烟气已成为大气污染的核心来源。
由于含硫原料的使用越来越广泛以及国家对于环境保护的考量,各类燃烧装置产生的烟气排放面临着越来越严格的限制和约束,如何消除烟气中SO2、NOx和颗粒物已成为生产企业关心的重点。
近年来烟气脱硝除尘脱硫装置得到长足发展,在烟气净化问题中发挥了重要的作用。
但受限于当前的装置设计和制造水力,脱硝脱硫装置在使用过程中仍然存在诸多问题,需要提出并进行改进探究,提高装置对原料硫含量适应性,以确保设备投入运行后排放的污染物浓度达到国家排放标准。
关键词:脱硫脱硝装置;问题分析;改进探究1 概述二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要前体物质,我国二氧化硫和氮氧化物排放量巨大,对环境保护造成极大的负面影响。
选择二氧化硫和氮氧化物排放的控制技术,是一项系统工程,必须按照国家及地方的政策、法规、标准并结合各地自身特点,系统考虑各项措施的技术、经济性能。
脱硫和脱硝技术在工厂环保设施中非常关键。
随着科学技术的发展和化工工艺的不断探索,烟气脱硫和脱硝技术在大量生产企业使用方面成效显著。
本文对其中的技术应用进行分析,找出其中出现的问题并提出对应的措施。
2 工艺介绍2.1 反应机理脱硫反应,EDV@湿法烟气脱硫的原理是:烟气中的SO2与NaOH溶液逆向充分接触反应,除去烟气中的S02,并洗涤烟尘净化烟气,实现达标排放,在洗涤塔内的主要反应为:SO2+H20→H2S03(1)H2S03+2NaOH→Na2S03+2H20(2)Na2S03+H2S03→2NaHS03(3)NaHS03+NaOH→Na2S03+H20(4)在洗涤塔及PTU氧化罐内的主要反应为:Na2S03+1/202→Na2S04(5)2.2 脱硝反应臭氧法脱硝反应机理为:烟气中的NO和NO2首先与臭氧发生氧化反应生成N2O5,N2O5与水反应生成硝酸,然后硝酸再与NaOH反应生成硝酸钠,主要反应如下:NO+03→N02+202(6)2N02+03→N205+02(7)N205+H20→2HN03(8)HN03+NaOH→NaN03+H20(9)SCR法脱硝反应机理为:在SCR反应器内氨与烟气中的NOx在催化剂的作用下发生反应,NOx最终以N2的形式排放。
湿式氨法烟气脱硫技术国内适用性探讨摘要:分析了湿式氨法脱硫技术在我国烟气治理方面的适用性,通过与目前占主导地位的石灰石-石膏法进行综合性比较,发现湿式氨法脱硫技术工艺虽不够成熟,但其在经济和环境特性方面优势明显,非常适合我国国情,应大力发展并推广应用。
关键词:烟气脱硫;湿式氨法;石灰石—石膏法1 引言我国过度依赖煤炭,造成so2大量排放,so2形成的酸雨严重污染环境,危害农作物生长和土壤环境。
烟气脱硫(fgd)是目前国际上普遍采用的一种有效消减so2排放量的技术。
世界各国已开发比较成熟的脱硫技术达上百种,但真正进行工业应用的仅为有限的十几种,其中湿法脱硫工艺应用最广,占世界脱硫总装机容量的8%左右[1]。
常见的湿法烟气脱硫技术有石灰石—石膏法、双碱法、碳酸钠法、氨法、氧化镁法等[2]。
湿式氨法脱硫尽管目前市场占有份额不多,但由于其是真正可实现循环经济的绿色脱硫工艺,正越来越受到重视[3]。
2 工艺介绍湿式氨法脱硫工艺最早是由德国克卢伯(krupp koppers)公司于20世纪70年代开发的walther工艺,80年代初得到一定的应用,其中一套装置处理烟气量为70 000m3/h。
氨法脱硫工艺起初主要应用于化工行业,并没在电力行业得到广泛应用。
随着合成氨工业的不断发展以及经各国多年研究使得原有气溶胶问题得到改进,进入20世纪90年代后氨法脱硫逐步得到工业推广使用。
我国从20世纪0年代起,开始了硫酸行业氨法脱硫技术的研究。
196年我国建立第一套氨法回收硫酸厂尾气中so2的工业规模装置,用氨吸收so2后形成亚硫酸铵-亚硫酸氢铵溶液[4]。
随后,我国上海硫酸厂、上海吴泾化工厂等近百套硫铁矿制酸装置都采用氨法脱除尾气中so2,至今仍然采用此法进行尾气处理。
氨法脱硫原理是溶解于水中的氨和烟气接触时,与其中的so2发生反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵进一步与烟气中的so2反应生成亚硫酸氢铵,亚硫酸氢铵再与氨水反应生成亚硫酸铵,通过亚硫酸氢铵与亚硫酸铵不断的循环,以及连续补充的氨水,不断脱除烟气中的so2,化学反应式如下:2nh3+ho2o+so2=(nh4)2so3,(nh4)2so3+ho2o+so2=2(nh4)hso3,(nh4)hso3+nh4oh=(nh4)2so3+ho2o。
湿法烟气脱硫装置运行普遍存在的问题及对策湿法烟气脱硫装置运行普遍存在的问题及对策石灰石-石膏湿法工艺是我国目前烟气脱硫装置的主流工艺。
根据统计分析结果,截止2007年底,投运或已签订合同的烟气脱硫工程,其工艺技术仍以石灰石-石膏湿法为主,占90%以上。
如不作特别说明,本文中提到的湿法烟气脱硫装置均指石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置。
由于某些原因,我国湿法烟气脱硫装置的投运率一直偏低。
2008年第一季度投入运行的脱硫装置容量约1亿千瓦,占烟气脱硫设施装机总容量的37%。
而在投运的装置中,又由于各种因素导致装置运行中出现较多问题,部分问题甚至影响到系统的安全、稳定运行,导致系统退出或间断运行,不能实现真正意义上的投运。
在当前日益严峻的环保形势下,国家加强了环保执法力度,加大烟气脱硫设施运行在线监管和就地检测,脱硫装置的运行问题与环保监管之间的矛盾将显得更加突出,如何保证脱硫装置的安全稳定运行是脱硫行业目前亟待解决的重要课题。
1系统设计目前国内烟气脱硫工程的建设一般采取由脱硫公司进行EPC总承包的形式,设计是整个工程的源头,也是保证装置能安全、稳定运行最重要的环节。
任何设计失误、考虑不周或系统参数选择不当都将影响系统的安全可靠运行。
1.1氧化系统目前有石膏脱水系统的脱硫装置普遍采用强制氧化的方式,将石膏浆液内的亚硫酸钙氧化成硫酸钙,亚硫酸盐氧化程度是湿法脱硫装置强制氧化工艺重要的控制参数。
一个设计良好的脱硫系统,强制氧化程度应接近100%部分脱硫装置氧化装置设计不合理,氧化空气分布不均匀,或由于过于侧重降低投资成本而将氧化风机容量和氧化区的体积设计得偏小,导致装置内会发生大量结垢、垢块堵塞喷嘴、卡住蝶阀、堵塞小口径管道或结垢使流道面积减小的现象。
这些将引起故障频发、事故停机或降低出力。
此外,亚硫酸钙氧化不充分还将影响脱硫效率、石灰石利用率和石膏品质等系统性能,会导致石膏品质下降、脱水机不能正常工作等一系列问题,影响系统的安全稳定运行。
湿法烟气脱硫技术研究现状及进展【摘要】文章主要对湿法脱硫技术的最新进展进行了阐述,提出了其中存在的问题以及相应的解决对策,并对我国烟气脱硫的未来发展趋势进行了预测,且建设在吸收与消化的前提下,不断的寻求科学合理的脱硫方式,从而使湿法烟气脱硫技术可以有效的应用在脱硫的过程中,进而使脱硫技术更加的国产化,并使其可以有效的获得自主知识产权。
【关键词】湿法脱硫;烟气脱硫;研究现状烟气中含有的二氧化硫会对大气环境产生非常严重的污染,严重的破坏了生态平衡,并对动植物以及人类的健康产生了极大的危害,还会在很大程度上出现酸雨,对建筑物进行腐蚀与破坏,严重的影响着生态环境与生存环境。
所以,为了有效的降低二氧化硫产生的危害,相关部门不断的对相关的治理技术进行研发。
现阶段,对二氧化硫污染进行治理的技术手段主要为烟气脱硫,而在工业中,主要为湿法脱硫技术。
其中湿法脱硫技术具备着脱硫效率高以及反应速度快等优点,因此被广泛的应用在脱硫领域。
一、湿法烟气脱硫的研究现状湿法烟气脱硫主要指的是浆状吸收剂以及液体吸收剂等在湿状态下进行的脱硫处理以及脱硫产物处理。
此脱硫方法具备着脱硫效率高以及反应速度快等优势,但是在发展的过程中,应该及时的对烟气温降以及结垢等问题进行解决。
比较成熟的湿法脱硫技术主要为海水脱硫、双碱法脱硫、钙基脱硫、氨法脱硫以及镁基脱硫等。
(一)镁基脱硫镁基脱硫技术一般选择具备丰富来源以及良好化学活性的氧化镁当作原料,把其制作成浆液,再通过氢氧化镁浆液对烟气中的二氧化硫进行吸收。
相关的专家学者在实验室内,通过碱性铁矿渣制成了镁基脱硫剂,并且利用模拟试验装置对其烟气脱硫的具体效果进行了研究。
此模拟试验的研究结果显示:在氢氧化镁乳浊液的气液体积为每立方米5升、质量浓度为每升20.8克到42.6克、而烟气停留时间大致为30秒的情况下,可以有效的降低烟气中二氧化硫的质量浓度,且脱硫效率已经超过了88%。
镁法脱硫技术具备着费用高与工艺复杂等弊端,但是其不存在结垢问题,其终产物选择了再生方式,不仅有效的节省了吸收剂,还略去了废物处理的问题。
生物质锅炉烟气脱硫技术经济分析摘要:分析了生物质锅炉烟气的特点,提出两种适用的脱硫技术方案,并对两种技术方案进行经济比较,结果表明:生物质锅炉烟气脱硫采用炉内干法脱硫方案具有投资省、运行期内的总费用低的优势。
随着国家对大气污染物排放要求的提高[1-2],生物质锅炉的排烟已经不适应新的环保要求,需对烟气进行处理。
经对生物质锅炉烟气调研[3],生物质锅炉烟气有如下特点:(1)炉膛温度差别大,生物质锅炉主要有炉排炉和循环流化床炉,每种炉型又分为中温中压炉、次高温次高压炉、高温高压炉,炉膛温度分别为700℃~760℃、880℃~950℃、850℃~1100℃;(2)烟气含湿量高,生物质中氢元素含量较高,烟气中含水量也高,可达到15%~30%左右;而燃煤锅炉烟气含水量不会超过10%;(3)烟尘碱金属含量高,可达8%以上;(4)二氧化硫、氮氧化物浓度低、波动大,燃烧纯生物质时二氧化硫、氮氧化物平均浓度在100~250mg/Nm3之间波动,如燃料中掺杂模板、木材、树皮,烟气中二氧化硫、氮氧化物平均浓度在250~600mg/Nm3之间波动,瞬时可达1000mg/Nm3以上[4]。
1脱硫技术方案[5-6]生物质锅炉烟气属于低SO2浓度烟气,常用的炉内喷钙、炉外循环流化床喷钙(CFB半干法脱硫)、炉外湿法等脱硫技术,各种方案都能实现排放指标要求,但运行周期内总的投资成本控制是关键。
对炉内喷钙技术,设备投资较低,且根据我们在淮阴生物质电厂炉内喷钙脱硫试验数据,在高钙硫条件下,尾气二氧化硫排放指标可以满足环保要求,可以作为适合低SO2浓度烟气的处理方案。
对CFB半干法脱硫,设备投资较高,且已经有很多成功的业绩,在较高的钙硫条件下,尾气二氧化硫排放指标可以满足环保要求,也可以作为适合低SO2浓度烟气的处理方案。
湿法脱硫中的钙法、氨法、双碱法、镁法等技术处理低SO2浓度烟气没问题,且氨法、双碱法、镁法处理运行成本都比较低,其中氨法直接产生硫铵化肥。
燃煤电厂烟气脱硫技术和经济性分析摘要对烟气脱硫技术的全面深入了解是燃煤电厂脱硫技术选型的主要依据。
本文详细分析了4种典型脱硫技术的技术性能和经济性能以及相关机理和影响脱硫效率的重要因素,并且总结出其优缺点,对选择适合自身条件的脱硫技术具有重要意义。
关键词烟气脱硫技术燃煤电厂脱硫效率我国是一个能源生产和消费大国,特别是对电力需求增长更快,巨大的电力需求带来大量动力煤的消耗,燃煤发电厂大量废气排入大气,形成酸雨等有害物质,对环境产生严重影响,成为制约社会、经济进一步发展的重大问题,脱除烟气中的有害物质,特别是SO成为当务之急。
脱硫技术种类繁多,国内外工业应用较为广泛的只有十几种,对脱硫2技术的全面了解是选择脱硫技术的关键所在。
本文挑选4种典型的、具有代表性的烟气脱硫技术,对其做比较深入的分析,对选择适合自己条件的脱硫技术做出参考。
1、典型脱硫技术分析1.1 石灰石/石灰—石膏湿法石灰石/石灰—石膏湿法是当今世界最成熟,使用最为广泛的烟气脱硫技术。
图1所示为其工艺流程图。
除尘后的锅炉烟气经增压风机增压,通过气-气热交换器交换热量降温后从底部进入。
净化后的烟气经除雾器除去烟气中脱硫塔,与石灰石浆液发生反应,除去烟气中的SO2进入脱硫塔底部的浆液池,携带的液滴,通过GGH升温后从烟囱排出。
反应生成物CaSO3,继而生成石膏及其附属物。
为了使生被通过增氧风机鼓入的空气强制氧化,生成CaSO4成的石膏不断排出,新鲜的石灰石/石灰浆液需连续补充,才能得到纯度较高的石膏及其附属物。
石灰石/石灰—石膏湿法脱硫系统包括烟气系统、脱硫塔脱硫系统、脱硫剂浆液制备系统、石膏脱水系统和废水处理系统。
影响脱硫效率的主要因素有制浆浓度、脱硫塔进口烟气温度、石灰石/石灰粒度、浆液池中石膏的过饱和度、液气比、烟气在塔内停留时间及浆液池的pH等。
脱硫塔进口烟气温度控制在95 ℃左右为宜;脱硫剂颗粒的粒径在200~325目;浆液池中的过饱和度控制在 1.05~1.50;液气比与煤的含硫量关系较大并对脱硫效率有很大影响,一般控制在8~25 L/m3;脱硫塔内烟气流速一般在3 m/s左右,接触反应时间2~5 s;塔底浆液池的pH控制在5~6为宜。
湿法烟气脱硝技术现状及发展NOx是导致酸雨、形成以及造成温室效应的主要污染物之一,减少NOx排放是绿色发展的必然要求。
本文综述了湿法脱硝技术现状,介绍了碱液吸收法、酸吸收法、络合吸收法、液相吸收还原法、微生物法、氧化吸收法的脱硝原理,详细阐述了NaC102、NaClO.H202、03、黄磷乳浊液氧化法、光催化、电环境技术、磷矿浆泥磷一体化脱硫脱硝法的氧化吸收脱硝技术原理和技术特点。
分析了脱硝新技术的一些进展,光催化、电环境技术发展迅速,有许多优点,是湿法脱硝技术耦合的重要方向,磷矿浆泥磷一体化脱硫脱硝法通过磷化工与湿法脱硝技术的耦合,充分利用磷化工生产的各个环节,实现原料产品内部循环一体化,在磷化工行业拥有良好的应用前景。
指出未来脱硝技术总体要求是低成本、高效、绿色,技术总体发展趋势是多种技术耦合实现多种污染物协同脱除;不同区域、不同行业适用于不同的脱硝技术,应根据资源状况、产品用途合理选择技术方法,降低NOx排放,降低处理回收成本,提高经济性。
氮氧化物(NOx)主要包括NO和N02,是导致酸雨、破坏臭氧层、形成光化学烟雾、造成温室效应的主要污染物之一,严重威胁人类的生活环境口-2]。
目前,世界各国对NOx的排放限制越来越严格,我国2012年出台的《火电厂大气污染物排放标准》规定新建厂区NOx排放限值为100mg/m3;我国《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》提出新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,NOx排放浓度分别W50mg/m3)。
因此,开发高效率、低能耗、二次污染小、投资少的脱硝方法具有重要的现实意义。
NOx主要来源于煤的燃烧,燃煤烟气排放的NOx约占全国NOx总排放量的90%o我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,且超过80%的煤炭用于燃烧,拥有较大的NOx排放基量,预计到2020年,NOx排放总量将超过2900万吨[3]。
燃煤电厂烟气脱硫系统运行优化与经济性分析发表时间:2020-06-10T03:40:13.809Z 来源:《中国电业》(发电)》2020年第4期作者:唐承军[导读] 燃煤电厂对煤炭的燃耗量,在目前节能减排的发展背景下,仍呈现出递增趋势。
贵州黔西中水发电有限公司贵州省毕节市黔西县 551500摘要:新时期经济发展下燃煤电厂生产运行水平不断提高,为保证电厂节能环保效益采用正确的烟气脱硫系统具有很好的作用。
文章通过对电厂烟气脱硫系统技术类型进行分析,探讨相应的运行优化策略。
关键词:电厂脱硫;烟气脱硫;脱硫系统;系统优化引言燃煤电厂对煤炭的燃耗量,在目前节能减排的发展背景下,仍呈现出递增趋势。
这种情况下,燃煤电厂大量排放的污染物就会对周边的生态环境建设造成严重的影响,甚至会形成酸雨。
虽然处于运行状态的燃煤机组的脱硫设备安装基本完成,但是,其脱硝以及除尘设备的应用,仍有很大的提升改造空间。
因此,相关建设人员应该在明确脱硫脱硝及烟气除尘技术应用现状的情况下,找出优化控制的方法策略,这是实现工业发展可持续目标的重要课题内容。
1燃煤电厂废气的基本组成与危害性分析所谓燃煤电厂,通常是指以社会输送电能为职责,借助煤炭来推动汽轮机转动的发电厂。
作为燃煤电厂的主要组成部分,煤炭是自然资源中较为珍贵的不可再生资源,其中包含许多氧、碳、硫、氮等元素,正是由于该元素的存在才会导致在燃烧之后向环境中排放一些烟尘。
值得一提的是,煤炭的烟尘中通常含有氮氧化物、硫氧化物以及一氧化碳等有害气体,这些气体会给我们日常生活带来许多不便。
当这些有害气体与环境中已经存在的固态颗粒一起流通到大气中以后,就会导致整个大气的质量下降,进而形成雾霾等极端天气。
随着近年来国内雾霾天气发生频率的日益提高,使得大众对于该类天气的了解越来越深,雾霾会无视粘膜以及纤毛的保护作用,会较为直接地作用于我们的呼吸系统,使人们更容易暴露在呼吸疾病的危害下。
更为可怕的是,这些有害气体也可能导致酸雨天气,酸雨不但会给工业生产以及农业生产造成巨大损失,还会对城市建筑产生一定的腐蚀,从而对人们的正常生活产生负面影响。
湿式氨法烟气脱硫技术介绍及技术经济性分析摘要:首先分别介绍了湿式氨法烟气脱硫法和石灰石-石膏法。
然后从技术性和经济性这两个方面对这两个方法进行比较和分析。
分析结果显示,湿式氨法脱硫技术优势明显,更加符合我国国情以及更加严格的SO2排放标准的要求,该法有着更加广阔的应用前景。
1 背景介绍目前,我国是煤炭型能源国家,随着经济的增长,煤炭的消耗量呈逐年递增的形式。
燃煤排放的二氧化硫是二氧化硫的主要来源,二氧化硫是大气中分布很广、影响较大的污染物质之一,易对人及其它动植物造成危害,如:刺激人和动物的呼吸器官和眼睛粘膜;与大气中的飘尘结合,进入人和其它动物肺部;在高空中与水蒸汽结合成酸雨,造成土壤、水体环境的酸化;在成为酸雨降落前扩散数千里,成为全球性环境问题。
人为排放的二氧化硫主要来源于含硫的矿物燃料的燃烧或含硫金属矿的冶炼排放废气。
在我国电力行业是煤炭消耗的大户,每年的燃煤量约占总量的60%左右,排放的二氧化硫约占总排放量的50%。
因此,治理我国的二氧化硫排放问题,尤其是利用脱硫技术解决火电厂的排放就显得尤为重要。
目前世界各国已开发比较成熟的脱硫技术达上百种,但真正进行工业应用的仅为有限的十几种,其中湿法脱硫工艺应用最广,占世界脱硫总装机容量的85%左右。
常见的湿法烟气脱硫技术有石灰石—石膏法、双碱法、碳酸钠法、氨法、氧化镁法等。
湿式氨法脱硫尽管目前市场占有份额不多,但由于其是真正可实现循环经济的绿色脱硫工艺,正越来越受到重视。
2 湿式氨法脱硫技术介绍2.1湿式氨法脱硫技术发展及应用湿式氨法脱硫工艺源于德国克卢伯公司20世纪70年代开发的Walther工艺,并于20世纪80年代初得到一定的应用,当时一套装置处理烟气量为750000m3/h。
后经世界各国多年研究,原有湿式氨法脱硫气溶胶等问题得到改进,使之进入工业推广使用阶段。
目前世界上典型的氨法脱硫工艺主要有Walther工艺、AMASOX工艺、GE(Marsulex)工艺和NKK工艺等,它们的主要区别在于吸收方式(吸收塔)和氧化方式(吸收塔内氧化或吸收塔处氧化)不同。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第12期·4368·化工进展湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析武春锦,吕武华,梅毅,俞宝根(昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500)摘要:随着我国经济快速发展,煤炭、石油等化石燃料消耗持续增长,雾霾天气频繁出现,酸雨区域面积不断扩大。
针对二氧化硫排放对环境生态的压力徒增的现状,本文简要介绍了干法、半干法和湿法烟气脱硫技术工艺及其优缺点,讨论了石灰石-石膏法、钠碱法、氨法、镁法、有机胺法、海水法、磷矿浆法等湿法烟气脱硫技术的优缺点,重点阐述了新型磷矿浆脱硫法及其脱硫机理,比较了不同湿法脱硫技术的特点和应用范围,进行了磷矿浆与钠法、石灰石-石膏法与镁法湿法烟气脱硫技术经济性分析。
分析表明,磷矿浆湿法烟气脱硫运行成本最低,其回收的二氧化硫催化氧化为硫酸后进入磷化工产业链,替代了部分硫酸原料,无副产物,没有二次污染,适用于具有磷矿生产的企业和园区。
该技术原理可以推广到湿法冶金企业。
关键词:烟气脱硫;磷矿浆;二氧化硫;技术经济中图分类号:X 701.3 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2015)12–4368–07DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.12.039Application and running economic analysis of wet flue gas desulfurizationtechnologyWU Chunjin,LÜWuhua,MEI Yi,YU Baogen(Institute of Chemical Engineering,Kunming University of Science & Technology,Kunming 650500,Yunnan,China)Abstract:With the rapid development of Chinese economy,the fossil fuel consumption,such as coal,petroleum,etc.,is increasing continually so that the haze appears frequently and the areas of acid rain continue to expand. A large amount of sulfur dioxide emissions have led to the current situation that the pressure on the environment has intensified. This paper briefly introduces the technologies of dry,semi dry and wet flue gas desulfurization and their advantages and disadvantages. Advantages and disadvantages of different wet flue gas desulfurization methods,such as limestone-gypsum method,sodium alkali method,ammonia method,magnesium method,organic amine method,sea water method,phosphate rock slurry method were discussed. The main aim of this paper is to elaborate the new phosphate rock slurry method and its desulfurization mechanism as well as comparing the characteristics and application range of different wet desulphurization technologies. Through economic analysis of phosphate rock slurry and sodium alkali method,limestone-gypsum and magnesium method wet flue gas desulfurization technology,the running cost of phosphate rock slurry wet flue gas desulfurization technology is the lowest among those technologies. The recovery of sulfur dioxide becomes sulfuric acid by catalytic oxidation,getting into phosphorus chemical industry chain and replacing some of the sulfuric acid. The method has no by-products and no secondary pollution and is suitable for enterprises and parks with phosphate rock production. The principle of phosphate rock收稿日期:2015-05-29;修改稿日期:2015-07-07。
第一作者:武春锦(1990—),男,硕士研究生,主要从事磷矿浆脱除尾气中二氧化硫及动力学研究。
联系人:梅毅,教授,长期从事磷化工研究与技术开发工作。
E-mail meiyi_412@。
第12期武春锦等:湿法烟气脱硫技术及运行经济性分析·4369·slurry wet flue gas desulfurization technology can be extended to the wet metallurgical enterprises.Key words:flue gas desulfurization;phosphate rock slurry;sulfur dioxide;technical economy2003—2013年每年煤炭、石油消耗总量占我国能源消耗总量的87%~91%,其中煤炭消耗量占能源消耗总量的70%左右,标准煤产量从2003年的16.92亿吨上升为2013年的36.1亿吨,十年时间标准煤产量翻了2.13倍[1]。
随着我国经济的快速发展,工业化和城市化的步伐不断加快,能源消耗仍将持续攀升,煤炭和石油等一次性能源消耗占主导地位的现状不会改变,我国环境面临更加严峻的挑战。
目前频繁出现大区域雾霾天气,如2013年1月,北京空气中PM2.5高达500~800μg/m3,能见度低于100m,发病率和死亡率剧增[2],环境污染治理刻不容缓。
SO2是大气主要污染物,与雾霾的形成有直接关系,20世纪八大公害事件中的马斯河谷事件、多诺拉事件、伦敦酸雾事件、四日市哮喘事件均与SO2相关。
周丽等[3]应用北京白石桥小区的污染物观测资料和北京地区的气象常规资料,得出污染物中对PM2.5影响最显著的是SO2,PM2.5与SO2呈正相关,相关系数为0.72。
魏欣[4]对天津市霾日不同能见度区间颗粒物污染特征进行了研究,灰霾日颗粒物中的离子总量远高于非灰霾日,灰霾日PM10、PM2.5中SO42−含量分别为16.46%、20.05%。
吴兑等[5]研究了广州番禺大气成分站和深州竹子林站的气体观测数据,显示出现灰霾时,PM2.5和PM10的浓度迅速增大,在形成灰霾的细粒子气溶胶中SO2贡献最大,广州气体中SO2占57.97%,深圳气体中SO2占34%。
魏玉香等[6]对南京市雾霾天气水溶性离子的研究发现,SO2在雾霾天气转化率高,更容易转化为二次粒子。
与此同时,SO2易形成硫酸型酸雨,造成土壤酸化,使农作物减产、侵蚀建筑物和文物、诱发各种疾病等。
2011年全国酸雨城市比例达到城市总数的48.5%[7],且正向硫酸-硝酸混合型转变[8],危害更大,因此,降低大气中SO2含量是减少雾霾、减少酸雨危害的关键措施。
1 国内外烟气脱硫现状我国SO2排放量从2003年的2158万吨上升至2010年的2267.8万吨,工业SO2排放量占SO2排放总量的85%以上[9],环境总体恶化趋势未根本遏制。
《国家环境保护“十二五”规划》规定,到2015年主要污染物排放总量显著减少,其中SO2排放总量由2010年的2267.8万吨降低至2015年的2086.4万吨,SO2排放量削减8%;为了实现这一目标,《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)规定:自2012年1月1日起,现有燃煤锅炉二氧化硫排放限值为200mg/m3或400mg/m3(广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省等地),自2014年7月1日起,新建燃煤锅炉二氧化硫排放限值为100mg/m3或200mg/m3(广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省等地);我国《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》提出了更高要求,东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3),中部地区新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值,鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值,以改善大气环境质量,促进社会经济可持续发展。
目前世界各国研究开发的烟气脱硫技术已达200多种,技术成熟和经济可行的大约十几种。
按燃烧阶段划分,脱硫技术可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三类,其中燃烧后脱硫(即烟气脱硫)是当今世界商业化应用较为广泛的脱硫技术。
根据脱硫生成物的处理方式,烟气脱硫可分为回收法和抛弃法。
前者是将SO2作为产品回收并加以利用,如制备液态SO2、硫酸、硫黄等产品,变废为宝,提高经济效益;后者是将固态脱硫产物处理后填埋。
根据脱硫剂的干湿状态,烟气脱硫方法又分为干法、半干法、湿法。
干法烟气脱硫的吸收和产物处理都处于干物料状态,工艺副产物是干态混合物,主要包含飞灰、脱硫产生的各种钙基化合物,由于其粒径比粉煤灰更细,含水量低(一般在2%以内),常用于筑路、土壤改良、建筑材料和一般填充物、水泥、固化剂生产等;主要包括活性炭吸附、电子束照射、荷电干式吸收剂喷射、脉冲电晕等离子体等,干法脱硫工艺简单,设备腐蚀较小,无废水、废酸,但效率低,设备占地面积大,反应速率慢,操作技术要求高,难以大规模发展。