§5低浓度SO2烟气脱硫

一、烟气脱硫概述

燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-4～10-3数量级

由于SO2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵

分类

脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法

脱硫产物状态：湿法和干法

烟气脱硫(FGD)技术：

从生成物的状态划分

干法脱硫

湿法脱硫

从生成物的利用与否划分

抛弃法

回收法

美国环保局和联邦动力委员会通过三年的研究，得出的结论

“FGD是目前世界上最有效的、最可行、最佳SO2 排放控制技术”

二、主要烟气脱硫工艺

湿法烟气脱硫工艺

使用石灰石、石灰或碳酸钠等浆液作为洗涤剂，在吸收塔内对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2

湿法烟气脱硫的优点为：

(1)脱硫效率高，有的装置在Ca/S约等于1 时，脱硫效率大于90%;

(2)吸收剂利用率高，可超过90%;

(3)煤种适应性强，副产品易于回收;

(4)设备运转率高，已达90% 以上

缺点：

(1)但是该工艺装置的基建投资大 (约占电厂投资的11~18%)

(2)运行费用高(约占电厂总运行费用的8~18%)

(二)改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫

加入己二酸的石灰石法

己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相传质

己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力

降低钙硫比

添加硫酸镁

SO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题

双碱流程

用碱金属或碱类水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生

解决结垢问题和提高SO2的利用率

(三)喷雾干燥法烟气脱硫

一种湿-干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法

脱硫过程

SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收

温度较高的的烟气干燥液滴形成干固体废物

干废物由袋式或电除尘器捕集

设备和操作简单，废物量小，能耗低(湿法的1/2~1/3)

主要系统

(1)石灰浆制备系统

将生石灰制成粒度为50mm 、具有较高活性的石灰乳浆

(2)脱硫系统

石灰乳浆在吸收塔内被雾化成<100mm 的雾粒，与烟气接触混合，完成烟气脱硫的化学反应

该工艺化学物理原理为：

CaO+H2O→Ca(OH)2

SO2+H2O→H2SO3

Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+H2O

CaSO3(液)+1/2O2→CaSO4(液)

CaSO3(液)→CaSO3(固)

CaSO4(液)→CaSO4(固)

该工艺的主要优点

投资和占地面积相对较小

无废水排放

技术较为成熟

缺点

对吸收剂的质量要求较高

脱硫副产品大部分是CaSO3, 难于进行综合利用。

吸收塔的温度

要求足够地低，以满足脱硫化学反应的要求;

要求保证高于露点，以防止设备和烟道的腐蚀。

在钙硫比不变的情况下，通过水量的变化来控制吸收塔的出口温度。

影响喷雾干燥干法烟气脱硫效率的主要因素：

(1)钙硫比

随着钙硫比的增加，脱硫率也增大，但其增大的幅度由大到小，最后趋于平稳。

(2)吸收塔出口烟温

温度越低，脱硫率越高。

SO2脱除反应的基本条件是吸收剂雾滴必须含有水分。

(3)灰渣再利用

提高钙的利用率，改善传热传质条件，改善吸收塔塔壁结垢的趋势。

(四)其他湿法脱硫工艺

1.海水脱硫法基本原理

—— 自然界海水呈碱性， pH值 8.0-8.3

—— SO2为海水吸收后，生成可溶性硫酸盐

—— 恢复硫自然循环

F-FGD工艺过程的特点

—— 工艺简单，系统可靠;

—— 脱硫效率及其保证率高，脱硫效率可达90%以上;

—— 不产生任何固态或液态废弃物;

—— 投资省，运行费用低，占电厂总投资的(7-8)%;

—— 直接运行费用表现为系统电耗(占机组发电量的(1-1.5)%

氨法烟气脱硫

(1)吸收过程：烟气依次经过三个吸收塔，其中的SO3 被吸收液吸收，并生成亚硫酸氨和硫酸氢氨;

(2)中和结晶：由吸收反应产生的高浓度亚硫酸氨与硫酸氢氨吸收液，先经过灰渣过滤器除去烟尘，再在结晶反应器内与氨起中和反应，同时用水间接冷却，使亚硫酸氨结晶析出;

(3)结晶分离：由结晶分离器底部出来的含亚硫酸氨结晶悬浮物进入离心机，分离出固体结晶体作为副产品，剩下的滤液再回到吸收塔内重复使用。