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1、2023年火电厂脱硫技术 文献综述 文献综述 一 火电厂脱硫技术的概述 纵观现阶段火电厂SO2污染控制技术，火电厂为实现减排SO2而采取的主要 措施有：燃用低硫煤、煤炭洗选、洁净煤燃烧技术和烟气脱硫。目前SO2的控制 途径有：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫，即烟气脱硫。目前，烟气脱硫被认为是控制SO2排放量最有效的途径。脱硫技术的选择必须综合考虑脱硫效率、 1经济性、可靠性等因素。 1.脱硫效率高，但不要盲目追求高效率，因为提高脱硫效率将增加设备投资。有资料统计，脱硫效率为60%的脱硫设备，若效率提高到70%80%，则单位设备投资将会增加0.91.2倍，脱硫率提高到85%时要提高1.64倍
2、。因此只要SO2排放浓度和脱硫效率能满足国家排放标准，应尽量选用初始投资低的脱硫工艺； 2.投资少，脱硫装置投资最好不超过电厂总投资的15%； 3.技术成熟，运行可靠，工艺流程简单； 4.运行费用低，脱硫剂质优价廉，有可靠稳定的来源； 5.对煤种及机组容量适应性强，并能够适应燃煤含硫量在一定范围内的变化； 6.脱硫副产品均能得到处置和利用，对环境不造成二次污染。脱硫工程中最主要的物料就是石灰石粉。 二火电厂脱硫技术的发展形势 目前，国内外应用脱硫技术途径有三种：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前，可以对燃料的含硫量进行控制，如选用低硫燃料、选煤、洗煤、对煤或油进行气化。在燃烧中的控制主
3、要是炉内喷钙，使硫在燃烧过程中生成亚硫酸钙或硫酸钙，与炉渣一起排掉，另外还有循环流化床锅炉技术。燃烧后主要是对烟气进行脱硫，使烟气达到排放标准。7 1 燃烧前脱硫技术 燃烧前脱硫的主要内容是采用物理、化学或生物方式对锅炉使用的原煤进行清洗，将煤中的硫部分除掉，使煤得以净化。其中煤的物理净化技术是目前世界上应用最广泛的燃烧前脱硫技术，该方法利用煤中有机质和黄铁矿的物理性质和密度、表面性质、电磁特性等的差异来实现硫的分离，工艺简单，投资少，操作成本低，但不能脱除煤中有机硫，对黄铁矿硫的脱除率也只有50%左右。化学法脱硫多数针对煤中有机硫，主要利用不同的化学反应，包括生物化学反应，将煤中的硫转变为不
4、同形态硫而使之分离，广义地讲液化、气化和热解等转化工艺， 达到便于分离的目的。这类方法一般具有脱硫效率高、能脱除煤中的有机硫等优点，但反应常需在高温高压下进行，投资和运行费用较高，还未取得商业化应用。生物脱硫技术虽然从本质上讲也是一种化学法，但由于其自身的特殊性，可把它单独归为一类。它是把煤粉悬浮在含细菌的气泡液中，细菌产生的酶能促进硫氧化成硫酸盐，从而达到脱硫目的。目前，微生物脱硫还仅停留在实验室阶段，但却是当前国际上脱硫研究开发的热点，我国在这方面也做了许多有益的工作。4 2 燃烧中脱硫技术 煤燃烧过程中进行脱硫处理，即在煤中掺烧固硫剂固硫，固硫物质随炉渣排出。也就是在煤中掺入或向炉内喷射
5、各种石灰石粉、白云石粉、生石灰、电石渣及富含金属氧化物的矿渣、炉渣等作为固硫剂，在燃烧中，由于固硫剂的作用， 煤燃烧产生的SO2还没有逸出就与煤中含钙的固硫剂(如石灰石)发生化学反应， 生成固相硫酸盐，随炉渣排出，从而减少SO2随烟气排入大气而污染环境。固硫 技术主要有型煤固硫技术和流化床燃烧固硫技术。型煤固硫技术指在煤中掺加脱硫剂，做成一定形状的煤制品。脱硫剂在燃烧过程中起到控制SO2的作用。2型 煤燃烧技术对于占工业锅炉总量70%以上层燃式锅炉及工业窑炉的有害物质排放能起到一定的治理作用，但这一技术不能用于悬浮燃烧的锅炉(如电站煤粉炉)， 由于炉温较高，脱硫率较低。循环流化床燃烧固硫技术是
6、把煤和吸收剂加入燃烧室内的床层中，从炉底鼓风使床层悬浮，进行燃烧流化形成湍流混合条件，从而将燃烧效率提高到97%99%，石灰石固硫效率可达70%90%，还可使NOx生成量大大减少。目前在工业发达国家成熟的、已经商业化运行的有：常压循环流化床、增压循环流化床燃烧等技术。国内锅炉燃烧中脱硫普遍采用循环流化床工艺，煤与脱硫剂在床层内充分混合，脱硫剂多次循环，烟气与脱硫剂充分接触， 15脱硫率可达90%以上。 3 燃烧后脱硫技术 煤燃烧后进行脱硫处理，即对尾部烟气进行脱硫处理，净化烟气，降低烟气中的SO2排放量。亦即烟气脱硫，是在烟道处加装脱硫设备对烟气进行脱硫的方 法。是目前世界上大规模商业化应用的
7、脱硫技术，是控制SO2最行之有效的途径。 烟气脱硫可分为湿法和干法两种。其中典型的技术有石灰石/石膏法，喷雾干燥法，电子束法、氨法等。 1）湿法脱硫工艺 湿法脱硫工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂，是目前使用最广泛的脱硫技术。 石灰石膏湿法烟气脱硫技术是将石灰石、熟石灰等的细粉制成浆液吸收SO2，副产品为石膏。该方法是目前应用最广的一种烟气脱硫方法，占湿法烟气 脱硫的70%。该工艺突出优点是：脱硫率大于90%；吸收剂利用率可超过90%；设备运转率高；可适合高、中、低硫煤。缺点是设备庞大，占地面积大，投资和运行费用高。海水烟气脱硫技术主要工艺是：冷却后的烟气进入吸收塔，与海水在塔板上逆向接
8、触去除SO2。清洁烟气经除雾后排放，吸收了SO2的海水进入曝 气池进行曝气处理, 待水质充分恢复后返回大海。此工艺的设备比较简单，主要有换热降温塔、吸收塔、曝气池、烟气升温装置等。海水脱硫工艺经验的基础上， 3,5可进一步对装置进行改进和提高。 氨法脱硫技术是以天然磷矿石和氨为原料，在烟气脱硫过程中回收副产品磷铵复合肥料的脱硫技术。工艺过程主要包括：活性炭一级脱硫并制稀硫酸；稀硫酸萃取磷矿石至稀磷酸溶液；磷酸和氨的中和液二级脱硫：料浆浓缩干燥制磷铵复合肥。目前国内已在豆坝电厂完成5000m3/h烟气处理量的中试。氧化镁法烟气脱硫工艺是将氧化镁熟化生成氢氧化镁并制成一定浓度的浆液，在吸收塔内，氢
9、氧化镁与烟气中的SO2反应生成亚硫酸镁，亚硫酸镁再经强制氧化生成硫酸镁， 分离干燥后形成固体硫酸镁。中国的镁资源储量居世界第二位，资源丰富，而脱硫副产品有广泛用途, 所以镁法脱硫还是有不错的发展前景的。比较适合于燃烧中低硫煤的沿海电厂，其工艺比较简单，投资及运行费用较低，不存在脱硫产生的废弃物处理问题，且脱硫效率较高。目前在充分吸取国外设计及国内外运行 2）半干法脱硫工艺 半干法的工艺特点是反应在气、液、固三相中进行，利用烟气的湿热蒸发吸收剂中的水分，使最终产物为干粉。典型工艺有喷雾干燥法和吸着剂喷射法。喷 雾干燥法是20世纪70年代中后期发展起来的脱硫新技术，其基本原理是利用快速离心喷雾机将
10、吸收剂喷射成极其细小且均匀分布的雾粒，雾粒与热烟气接触，一方面吸收剂吸收烟气中的SO2，另一方面水分迅速蒸发而形成含水量很低的固 体灰渣，从而达到净化烟气中SO2的目的。脱硫率可达75%90%。该方法具有设 备简单、投资小、运行维护方便及运行费用低等优点，从而得到较广泛的应用。吸着剂喷射法按所用吸着剂的不同可分为钙基和钠基工艺。吸着剂可以是干态、湿润态或浆液，喷入部位可以为炉膛、省煤器或烟道。该方法比较适合老电厂改造，因为在电厂排烟流程中不需增加任何设备就能达到脱硫的目的。12 3）干法脱硫工艺 干法脱硫工艺利用粉状或颗粒状吸收剂，通过吸附、催化反应或高能电子电解等作用除去烟气中的SO2。反应
11、在无液相介入的完全干燥状态下进行，反应物 亦为干粉状，不存在腐蚀和结垢等问题。相对于湿法脱硫技术，干法脱硫技术具有耗水量少、不造成二次污染、硫便于回收等优点，但由于气固反应速率较低，致使脱硫过程空速低、设备庞大，脱硫率不及湿法。9近年来，对干法脱硫技术的研究呈上升趋势，出现了不少新技术，其中研究较多的是20世纪70年代发展起来的用于同时脱硫、脱硝的电子束法。电子束脱硫技术采用电子加速器产生的电子束辐照烟气，利用产生的自由基等活性基团氧化烟气中SO 2、NOx等污染物， 然后同投加的氨反应，生成硫酸铵和硝酸铵，最终实现污染物脱除。该技术的工艺分为干法和半干法。一般皆采用烟气降温增湿、加氨、电子束
12、辐照和副产物收集的工艺流程。11 三 总结部分 世界上发达国家均十分重视火电厂SO2 排放的问题，目前日本的电厂已全部 安装了烟气脱硫装置，德国已有90%的机组安装了烟气脱硫设备，美国、芬兰等国亦正在火电厂中大力推广脱硫技术。 石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺因其高脱硫效率高、运行成本低和循环利用率高，成为火电厂锅炉烟气脱硫的主流工艺，目前在国内大、中型火电厂已被普遍采用和推广。按我国现行政策和规划，燃用含硫量 2% 煤的大容量机组( 200MW )的电厂锅炉建设烟气脱硫设施时，宜优先考虑采用湿式石灰石石膏法工艺；燃用含硫量 在脱硫问题向人们提出挑战的同时，也给经济发展带来了巨大的契机。烟气脱硫在环
13、境保护中上演越来越重的角色，今后应开展适合我国国情、不产生二次污染，副产品可资源化的脱硫技术研究、工业化试验、推广应用的工作。 四 参考文献 1郝海玲，张瑞生，李明举.我国燃煤电厂脱硫技术应用现状及展望.电力环境保护，2023. 2贾丽君，刘炳光.我国烟气脱硫技术综述.盐业与化工，2023. 3杨巧云，许绿丝.火电厂脱硫技术选型.湖北电力，2023. 4王立峰.FGD脱硫装置应用研究.山西电力，2023. 5王久亮，王久明.石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺.河北化工，2023. 6何希杰，劳学苏.燃煤电厂脱硫技术与脱硫泵.通用机械，2023. 7李海珠，郭永春.我国燃煤硫污染控制技术现状综述.能源环
14、境保护，2023. 8火电厂人气污染物排放标准(GB13223-2023).国家环境保护总局颁布. 9张冬晨.煤炭微生物脱硫技术的研究与发展.洁净煤技术，2023年第二期. 10杜鹃.典型脱硫工艺在火电厂的应用探讨.四川工业学院学报，2023. 11胡将军，王祖武.脱硫技术，武汉水利电力大学出版社，1997. 12阎维平，刘忠，王春波，纪立国.电站燃煤锅炉石灰石湿法烟气脱硫装置运行与控制M.第1版.北京：中国电力出版社，2023. 13阎维平，洁净煤发电技术M.北京：中国电力出版社，2023. 14李静波，樊石磊，火电厂脱硫技术浅析.2023. 15龚优军，郑利霞，张树礼，我国火电厂脱硫技术的发展及应用现状.2023. 火电厂脱硫技术 文献综述 火电厂脱硫技术综述刘吉祥 火电厂脱硫技术综述孙新龙 火电厂脱硫技术综述 李勇坤 2 火电厂脱硫石膏利用的效益分析 火电厂湿法脱硫系统冬季减灾措施 火电厂节能技术报告 火电厂实习报告火电厂实习报告 火电厂实习报告火电厂实习报告 火电厂燃料