第一篇:火電廠大型發(fā)電機組煙氣脫硫技術(shù)介紹
OI2-WFGD火電廠大型發(fā)電機組煙氣脫硫技術(shù)介紹
摘要:本文系統(tǒng)介紹了我國目前二氧化硫的污染現(xiàn)狀以及濕法煙氣脫硫技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢,著重介紹了江蘇蘇源環(huán)保工程股份有限公司的OI2-WFGD火電廠大型發(fā)電機組煙氣脫硫技術(shù)的研究內(nèi)容、依托工程、技術(shù)創(chuàng)新點,初步預(yù)測了推廣使用核心技術(shù)所帶來的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞:OI2--WFGD、煙氣脫硫、研發(fā)平臺
1、FGD煙氣脫硫技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
FGD在發(fā)達國家經(jīng)過數(shù)十年的開發(fā)運用,積累了豐富的經(jīng)驗,技術(shù)上也趨于成熟[3~4]。國內(nèi)20世紀70年代就開始了煙氣脫硫技術(shù)研究,但起點不高,僅進行了一些小型工業(yè)性試驗,自行研制的脫硫設(shè)備主要應(yīng)用于中小型鍋爐,煙氣脫硫裝置也基本上是從除塵設(shè)備稍加改進演變而來。后通過引進國外技術(shù)和裝備搞了幾個示范工程,但我國火電廠在煙氣脫硫項目引進過程中大多重硬件、輕軟件,忽視技術(shù)的吸收和創(chuàng)新,導(dǎo)致我國至今仍無自主知識產(chǎn)權(quán)的大型火電廠FGD核心技術(shù)[5~6]。主要原因有:
(1)脫硫產(chǎn)業(yè)的市場需求量直到近幾年才形成規(guī)模,研究開發(fā)起步晚、投入少;
(2)FGD變化因素多(工藝種類、煙氣條件、環(huán)保要求、吸收劑供應(yīng)、主機條件、排煙條件、現(xiàn)場條件、副產(chǎn)品及其利用等),需要量身定制,多參量大范圍的優(yōu)化,傳統(tǒng)的粗放分散設(shè)計研究手段不能滿足要求;
(3)FGD系統(tǒng)投資和運行消耗都很大,經(jīng)濟性很敏感,要求最大限度降低總費用,傳統(tǒng)開發(fā)模式下的技術(shù)、經(jīng)濟的綜合研究方法落后、能力不足;
(4)FGD工藝重點防腐、防堵、傳質(zhì)等的跨行業(yè)技術(shù)整合要求高,傳統(tǒng)的部門條塊分割、技術(shù)與經(jīng)濟分離等積弊妨礙了技術(shù)資源的整合。國內(nèi)大型火電廠基本采用進口全套FGD設(shè)備或進口全套技術(shù)和FGD關(guān)鍵設(shè)備的方法。這些裝置建成投產(chǎn)后運行效果良好,但同時也存
在建設(shè)投資大、運行費用高、不適應(yīng)國情、缺乏繼續(xù)改進發(fā)展的條件等問題,難于有效推廣。此外,采用技術(shù)引進/支持的方法也需要支付高額的技術(shù)使用費,在工期、關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化等方面也受制于人。缺乏自己大型火電機組煙氣脫硫的核心技術(shù),沒有成熟的自主FGD工藝包成為我國大面積實施煙氣脫硫的心腹之痛。掌握煙氣脫硫系統(tǒng)的核心技術(shù),向用戶提供整套煙氣脫硫解決方案,實現(xiàn)技術(shù)自主、低投資、低消耗的煙氣脫硫技術(shù)意義重大。
2、OI2-WFGD核心技術(shù)研究內(nèi)容
蘇源環(huán)保OI2--WFGD核心技術(shù)是我公司按引進技術(shù)與自主研發(fā)互補、工程實踐積累與高科技研發(fā)互動的技術(shù)能力構(gòu)造戰(zhàn)略,以精準優(yōu)化(Optimization)、個性化(Individuation)、集成化(Integration)為特點,利用當(dāng)今計算技術(shù)飛速發(fā)展的契機,將其引入FGD技術(shù)的研發(fā),走了一條以計算技術(shù)促進工藝技術(shù)創(chuàng)新的路,其研究過程、主要內(nèi)容如下:
(1)建立基于現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的CAE/CAD/CFD、FGD仿真、工程數(shù)據(jù)采集及處理、關(guān)鍵點實驗、項目管理等研發(fā)平臺。
在項目執(zhí)行時實施逆向工程、對實際FGD工程實施數(shù)模化,然后再以實際工程采集的大量工程數(shù)據(jù)、國情、行業(yè)特點和最新的技術(shù)發(fā)展對其進行模擬仿真、分析、優(yōu)化。如系統(tǒng)配置、關(guān)鍵參數(shù)、核心理化過程、輔之以關(guān)鍵點實驗,應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)中的優(yōu)化設(shè)計、可靠性工程、CAE/CFD、價值工程等技術(shù)建立WFGD工藝包。
(2)通過工程實證、細化、深化、發(fā)現(xiàn)問題、并行建立完善工程設(shè)計、EPC項目管理平臺、完成構(gòu)建FGD技術(shù)解決方案。建立一套完整的與國際先進的FGD技術(shù)同等的能反映中國特點和時代科技進步的FGD企業(yè)標準、準則和規(guī)范。
(3)以O(shè)I2-WFGD的工藝包為基礎(chǔ),根據(jù)多年積累的工程經(jīng)驗和系統(tǒng)認識,整合國內(nèi)相關(guān)行業(yè)企業(yè)技術(shù)和能力資源,同時積極吸收世界技術(shù)的最新發(fā)展的成果,如計算技術(shù)、新材料、新工藝、新方法,以及研發(fā)人員的知識創(chuàng)新,實現(xiàn)新產(chǎn)品對現(xiàn)有產(chǎn)品的超越,同時形成一批專利,為吸收塔、攪拌器、除霧器、漿液噴嘴、石膏漿旋流器、廢水旋流
器、石膏脫水機、特種漿液閥門以及大型管式GGH、吸收塔等核心設(shè)備的創(chuàng)新開發(fā)和替代進口奠定了基礎(chǔ)。
(4)根據(jù)我國火電廠在地域分布、建設(shè)時間、可用吸收劑資源及其特性、燃煤煤質(zhì)、煙氣特性、脫硫副產(chǎn)品處理等方面的差異,以實際工程數(shù)據(jù)為軟件包的標準數(shù)據(jù),分析歸納典型火電廠特別是已建老廠的特點,建立FGD可利用資源(設(shè)備、材料、服務(wù))數(shù)據(jù)庫和組織管理優(yōu)化平臺,為OI2-WFGD核心技術(shù)在全國的推廣運用創(chuàng)造條件。
3、OI2-WFGD核心技術(shù)的應(yīng)用
蘇源環(huán)保公司于2003年8月20日與太倉港環(huán)保發(fā)電有限公司簽訂了一、二期脫硫工程的總承包合同,承建2×135+2×300MW發(fā)電供熱機組的煙氣脫硫工程。工程采用公司自主研發(fā)的OI2-WFGD煙氣脫硫技術(shù),設(shè)計脫硫效率97%,保證脫硫效率95%。蘇源環(huán)保公司負責(zé)煙氣脫硫島完整范圍內(nèi)的設(shè)計、設(shè)備采購、制造及現(xiàn)場制作、施工安裝、調(diào)試、人員培訓(xùn)、現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)、指導(dǎo)監(jiān)督及整套系統(tǒng)的性能保證和售后服務(wù)等。
本工程脫硫裝置包括:石灰石粉制備、儲存和制漿系統(tǒng)、吸收劑儲存和制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及照明、熱控及I&C系統(tǒng)、土建建筑、采暖通風(fēng)及空調(diào)、供排水系統(tǒng)、通訊工程、消防及火災(zāi)報警等。在核心技術(shù)研發(fā)過程中,以該項工程為依托,擴大對國內(nèi)、外FGD工程經(jīng)驗的采集范圍,利用現(xiàn)代化統(tǒng)計、分析方法,爭取以較小工程經(jīng)驗積累,制定出具有現(xiàn)代技術(shù)水平、科學(xué)、合理、具有廣泛實用性的FGD標準、體系,建立科學(xué)工程實踐經(jīng)驗收集反饋體制,進一步完善OI2-WFGD技術(shù),以不斷滿足國家日趨嚴格的環(huán)保政策要求為著眼點,跟蹤科技進步、緊扣電力發(fā)展的需求,發(fā)展性價比更高的煙氣脫硫整體解決方案。
4、OI2-WFGD核心技術(shù)的特點
4.1 有較多的創(chuàng)新點
(1)利用數(shù)值分析、模擬、仿真技術(shù),配合揚州電廠的工程試驗數(shù)據(jù)的校正,輔以必要試驗在計算分析結(jié)果的指導(dǎo)下較快的實現(xiàn)目標回
歸,利用數(shù)模加工程數(shù)據(jù)校正快速回歸加快積累并代替大型試驗,解決了我國FGD研發(fā)中因缺乏經(jīng)驗積累和因財力所限無力建設(shè)大型試驗臺進行必要地研究,無法實現(xiàn)精確定量的精準設(shè)計達不到FGD系統(tǒng)要求的高度集約化的問題。
(2)開發(fā)核心工藝包,同時集成開發(fā)相應(yīng)的計算機輔助設(shè)計、項目管理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同等技術(shù),在此基礎(chǔ)上,整合電力、環(huán)保、化工、材料等行業(yè)的相關(guān)技術(shù)資源和FGD工程實施經(jīng)驗,將工藝包、工程設(shè)計、項目管理技術(shù)集成并行開發(fā),增加針對性、實用性加快產(chǎn)業(yè)化速度。
(3)針對項目龐大、復(fù)雜、周期長、新技術(shù)運用多的特點從項目開始就利用現(xiàn)代項目管理技術(shù)對項目進行管理,引入科技研發(fā)項目的WBS制定、非關(guān)鍵路線上的風(fēng)險預(yù)測等新概念。
4.2 技術(shù)水平先進
(1)起點標準高。課題高起點起步、高層面規(guī)劃、高技術(shù)實施,其結(jié)果是技術(shù)成果在國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)化能力更強、配置可靠性更高、裝置造價更低、適應(yīng)性更強、建設(shè)工期更短、更適應(yīng)國情、更適應(yīng)電力行業(yè)、與主體發(fā)電機匹配性更好,關(guān)鍵過程更精確。
(2)精度高,性能優(yōu)異。本項新技術(shù)的研究深度、集成度、性能指標和適應(yīng)性都達到了國內(nèi)先進水平其中性能指標達到國際先進水平,適用性超過引進技術(shù)。
(3)功能強,實用性好。運用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)開發(fā)的以數(shù)字化設(shè)計為特征OI2-WFGD具有整套高度集成的系統(tǒng)優(yōu)化能力,優(yōu)、準、精是其特色,每個項目的實施方案均貫穿著精確定量優(yōu)化,從而保證項目總性價比最優(yōu);高級CAD/CAE技術(shù)運用使OI2-WFGD可完全按用戶實際要求,以量體裁衣的方式提供最適合其需求的FGD,特別適合老廠改造項目場地狹小條件多變情況;OI2-WFGD是針對火電廠脫硫的技術(shù),融入了豐富的火電和對主機系統(tǒng)特點的深入研究,在OI2-WFGD開發(fā)時力求從底層將FGD系統(tǒng)與主機系統(tǒng)有機嵌合實現(xiàn)無縫連接高度集成,充分整合得用電廠主機系統(tǒng)資源、簡化運行維護使之成為最適合電廠、最易于運行的FGD;以向用戶提供以工程EPC(設(shè)計、采購、建設(shè)、調(diào)試)總承包為主要方式的整套煙氣脫硫解決方案為目標,建立依據(jù)現(xiàn)代項目管理理論運用主流項目管理軟件集成的項目管理和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作平臺,能很
好地適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)設(shè)計的動態(tài)、并行工作的特點和EPC工程集約化管理的要求,可提供工程服務(wù)的質(zhì)量。
5、經(jīng)濟效益
目前,我國的FGD項目建設(shè)普遍采用的是使用國外FGD技術(shù)。具體做法有兩種:一種方法是引進甚至在一定的時間、范圍內(nèi)買斷技術(shù)使用權(quán),采用此方法一般先期要付出較高的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費加以后在一定數(shù)量的實施項目中按項目合同額的約3%支付的技術(shù)使用費等,其中技術(shù)轉(zhuǎn)讓費的數(shù)額在數(shù)千萬至數(shù)億人民幣之間不等。另一種方法是項目合作,即在具體項目上由國內(nèi)工程公司與國外著名的FGD公司進行合作,一般是由外商提供技術(shù)支持和FGD裝置性能保證,費用可達項目總費用的10%或更高,可見無論是用哪種方法使用國外FGD核心技術(shù)的費用是高昂的。具有自主知識產(chǎn)權(quán)的OI2-WFGD煙氣脫硫核心技術(shù)作為國外FGD技術(shù)的替代,推廣使用可以降低約10%的總投資。
目前,F(xiàn)GD裝置的設(shè)備大部分已實現(xiàn)國產(chǎn)化,但仍有部分設(shè)備需要進口且大部分集中在以吸收塔為中心的核心區(qū)域,一般占系統(tǒng)總投資的20%到30%,如2×135MW機組煙氣脫硫裝置的進口部分費用高達4千多萬元(合同總價1.24億元),可見其費用之高昂。經(jīng)測算,若實現(xiàn)國產(chǎn)后可節(jié)約費用50%以上,根據(jù)分析我們認為這部分設(shè)備難以國產(chǎn)化雖有多方面的原因,但主要原因是外商把持著被俗稱為工藝包的工藝設(shè)計技術(shù),國產(chǎn)設(shè)備很難進入其設(shè)計軟件的數(shù)據(jù)庫。擁有自主開發(fā)的工藝包以后可以從根本上解決這個問題,另一方面OI2-WFGD技術(shù)的研發(fā)平臺CAD/CAE/CFD功能強大,是FGD裝置關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化開發(fā)的利器,推廣使用本技術(shù)后因?qū)崿F(xiàn)了核心部件國產(chǎn)化,投資費用可降低10%至15%。
6、結(jié)論
煙氣脫硫技術(shù)開發(fā)研究是一個大課題,涉及范圍廣、影響因素多、研發(fā)周期長,長期處于國外壟斷狀態(tài)。隨著我國燃煤電廠煙氣脫硫市場的急劇擴張和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硫核心技術(shù)不僅可行,而且十分必要??梢灶A(yù)見,蘇源環(huán)保公司
OI2-WFGD核心技術(shù)的開發(fā)成功將徹底地打破國外在成套技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備方面的壟斷狀態(tài),同時也將推動我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的順利實施。參考文獻:
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第二篇:常用的煙氣脫硫技術(shù)
常用的煙氣脫硫技術(shù)
一、濕法煙氣脫硫技術(shù)(WFGD)
吸收劑在液態(tài)下與SO2反應(yīng),脫硫產(chǎn)物也為液態(tài)。該法脫硫效率高、運行穩(wěn)定,但投資和運行維護費用高、系統(tǒng)復(fù)雜、脫硫后產(chǎn)物較難處理、易造成二次污染。
濕法煙氣脫硫技術(shù)優(yōu)點: 濕法煙氣脫硫技術(shù)為氣液反應(yīng),反應(yīng)速度快、脫硫效率高,一般均高于90%,技術(shù)成熟、適用面廣。濕法脫硫技術(shù)比較成熟,生產(chǎn)運行安全可靠,在眾多的脫硫技術(shù)中,始終占據(jù)主導(dǎo)地位,占脫硫總裝機容量的 80% 以上。
缺點:生成物是液體或淤渣,較難處理,設(shè)備腐蝕性嚴重,洗滌后煙氣需再熱,能耗高,占地面積大,投資和運行費用高、系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備龐大、耗水量大、一次性投資高,一般適用于大型電廠。分類: 常用的濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。
1、石灰石/石灰-石膏法
是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的 SO2,生成亞硫酸鈣,經(jīng)分離的亞硫酸鈣(CaO3S)可以拋棄,也可以氧化為硫酸鈣(CaSO4),以石膏形式回收。這是目前世界上技術(shù)最成熟、運行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝,脫硫效率達到 90% 以上。
2、間接石灰石-石膏法
常見的間接石灰石-石膏法有: 鈉堿雙堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理: 鈉堿、堿性氧化鋁(Al2O3˙nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收 SO2,生成的吸收液與石灰石反應(yīng)而得以再生,并生成石膏。該法操作簡單,二次污染少,無結(jié)垢和堵塞問題,脫硫效率高,但是生成的石膏產(chǎn)品質(zhì)量較差。
3、檸檬吸收法
原理:檸檬酸(H3C6H5O7˙H2O)溶液具有較好的緩沖性能,當(dāng) SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時,煙氣中的 SO2與水中 H+發(fā)生反應(yīng)生成 H2SO3絡(luò)合物,SO2吸收率在 99% 以上。這種方法僅適于低濃度 SO2煙氣,而不適于高濃度 SO2氣體吸收,應(yīng)用范圍比較窄。另外,還有海水脫硫法、磷銨復(fù)肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術(shù)。
二、干法煙氣脫硫技術(shù)(DFGD)
脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進行。該法系統(tǒng)簡單、無污水和廢酸排出、設(shè)備腐蝕小、運行費用低,但脫硫效率較低。
干法煙氣脫硫技術(shù)優(yōu)點:干法煙氣脫硫技術(shù)為氣同反應(yīng),相對于濕法脫硫系統(tǒng)來說,具有設(shè)備簡單、占地面積小、投資和運行費用較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無污水處理系統(tǒng)等優(yōu)點。缺點: 反應(yīng)速度慢,脫硫率低,先進的可達60~80%。但目前此種方法脫硫效率較低,吸收劑利用率低,磨損、結(jié)垢現(xiàn)象比較嚴重,在設(shè)備維護方面難度較大,設(shè)備運行的穩(wěn)定性、可靠性不高,且壽命較短,限制了此種方法的應(yīng)用。
分類: 常用的干法煙氣脫硫技術(shù)有活性炭吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。典型的干法脫硫系統(tǒng)是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。以石灰石為例,在高溫下煅燒時,脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒,它和煙氣中的 SO2反應(yīng)生成硫酸鈣,達到脫硫的目的。
1、活性炭吸附法
原理:SO2被活性炭吸附并被催化氧化為三氧化硫(SO3),再與水反應(yīng)生成 H2SO4,飽和后的活性炭可通過水洗或加熱再生,同時生成稀H2SO4或高濃度SO2。可獲得副產(chǎn)品H2SO4,液態(tài)SO2和單質(zhì)S,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫資源。該技術(shù)經(jīng)西安交通大學(xué)對活性炭進行了改進,開發(fā)出成本低、選擇吸附性能強的ZL30,ZIA0,進一步完善了活性炭的工藝,使煙氣中SO2吸附率達到 95.8%,達到國家排放標準。
2、電子束輻射法
原理:用高能電子束照射煙氣,生成大量的活性物質(zhì),將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為 SO3和二氧化氮(NO2),進一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收。
3、荷電干式吸收劑噴射脫硫法
原理:吸收劑以高速流過噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū),使吸收劑帶有靜電荷,當(dāng)吸收劑被噴射到煙氣流中,吸收劑因帶同種電荷而互相排斥,表面充分暴露,使脫硫效率大幅度提高。此方法為干法處理,無設(shè)備污染及結(jié)垢現(xiàn)象,不產(chǎn)生廢工業(yè)煙氣脫硫技術(shù)研究進展水廢渣,副產(chǎn)品還可以作為肥料使用,無二次污染物產(chǎn)生,脫硫率大于90%,而且設(shè)備簡單,適應(yīng)性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產(chǎn)生高能電子;對于一般的大型企業(yè)來說,需大功率的電子槍,對人體有害,故還需要防輻射屏蔽,所以運行和維護要求高。四川成都熱電廠建成一套電子脫硫裝置,煙氣中SO2的脫硫達到國家排放標準。
4、金屬氧化物脫硫法
原理:根據(jù) SO2是一種比較活潑的氣體的特性,氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的吸附性,在常溫或低溫下,金屬氧化物對 SO2起吸附作用,高溫情況下,金屬氧化物與 SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成金屬鹽。
然后對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法,雖然沒有污水、廢酸,不造成污染,但是此方法也沒有得到推廣,主要是因為脫硫效率比較低,設(shè)備龐大,投資比較大,操作要求較高,成本高。該技術(shù)的關(guān)鍵是開發(fā)新的吸附劑。以上幾種 SO2煙氣治理技術(shù)目前應(yīng)用比較廣泛,雖然脫硫率比較高,但是工藝復(fù)雜,運行費用高,防污不徹底,造成二次污染等不足,與我國實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境和諧發(fā)展的大方針不相適應(yīng),故有必要對新的脫硫技術(shù)進行探索和研究。
三、半干法煙氣脫硫技術(shù)(SDFGD)
半干法煙氣脫硫技術(shù)(SDFGD)半干法吸取了濕法和干法的優(yōu)點,脫硫劑在濕態(tài)下脫硫,脫硫產(chǎn)物以干態(tài)排出。該法既具有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點,又具有干法無污水和廢酸排出、硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)點。
半干法煙氣脫硫技術(shù)半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末-顆粒噴動床脫硫、煙道噴射脫硫等。
1、噴霧干燥脫硫法
是利用機械或氣流的力量將吸收劑分散成極細小的霧狀液滴,霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積,在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的脫硫方法。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等,目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下,此種方法的脫硫率 65%~85%。
其優(yōu)點:脫硫是在氣、液、固三相狀態(tài)下進行,工藝設(shè)備簡單,生成物為干態(tài)的CaSO4、CaSO4,易處理,沒有嚴重的設(shè)備腐蝕和堵塞情況,耗水也比較少。
缺點:自動化要求比較高,吸收劑的用量難以控制,吸收效率不是很高。所以,選擇開發(fā)合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。
2、半干半濕法
半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法,其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間,該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。這種技術(shù)的特點是: 投資少、運行費用低,脫硫率雖低于濕法脫硫技術(shù),但仍可達到70%tn,并且腐蝕性小、占地面積少,工藝可靠。
工業(yè)中常用的半干半濕法脫硫系統(tǒng)與濕法脫硫系統(tǒng)相比,省去了制漿系統(tǒng),將濕法脫硫系統(tǒng)中的噴入 Ca(OH)2:水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)2 粉末和水霧。與干法脫硫系統(tǒng)相比,克服了爐內(nèi)噴鈣法SO2和CaO反應(yīng)效率低、反應(yīng)時間長的缺點,提高了脫硫劑的利用率,且工藝簡單,有很好的發(fā)展前景。
3、粉末-顆粒噴動床脫硫法
技術(shù)原理:含SO2的煙氣經(jīng)過預(yù)熱器進入粉粒噴動床,脫硫劑制成粉末狀預(yù)先與水混合,以漿料形式從噴動床的頂部連續(xù)噴入床內(nèi),與噴動粒子充分混合,借助于和熱煙氣的接觸,脫硫與干燥同時進行。脫硫反應(yīng)后的產(chǎn)物以干態(tài)粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術(shù)應(yīng)用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率,而且對環(huán)境的影響很小。但進氣溫度、床內(nèi)相對濕度、反應(yīng)溫度之間有嚴格的要求,在漿料的含濕量和反應(yīng)溫度控制不當(dāng)時,會有脫硫劑粘壁現(xiàn)象發(fā)生。
4、煙道噴射半干法
煙氣脫硫該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應(yīng)器進行脫硫,不需要另外加吸收容器,使工藝投資大大降低,操作簡單,需場地較小,適合于在我國開發(fā)應(yīng)用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液,漿滴邊蒸發(fā)邊反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。
四、新脫硫技術(shù)
脫硫新技術(shù)最近幾年,科技突飛猛進,環(huán)境問題已提升到法律高度。我國的科技工作者研制出了一些新的脫硫技術(shù),但大多還處于試驗階段,有待于進一步的工業(yè)應(yīng)用驗證。
1、硫化堿脫硫法
由 Outokumpu公司開發(fā)研制的硫化堿脫硫法主要利用工業(yè)級硫化納作為原料來吸收SO2工業(yè)煙氣,產(chǎn)品以生成硫磺為目的。反應(yīng)過程相當(dāng)復(fù)雜,有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物質(zhì)生成,由生成物可以看出過程耗能較高,而且副產(chǎn)品價值低,華南理工大學(xué)的石林經(jīng)過研究表明過程中的各種硫的化合物含量隨反應(yīng)條件的改變而改變,將溶液pH值控制在5.5~6.5 之間,加入少量起氧化作用的添加劑 TFS,則產(chǎn)品主要生成Na2S203,過濾、蒸發(fā)可得到附加值高的5H20˙Na2S203,而且脫硫率高達97%,反應(yīng)過程為: SO2+Na2S=Na2S203+S。此種脫硫新技術(shù)已通過中試,正在推廣應(yīng)用。
2、膜吸收法
以有機高分子膜為代表的膜分離技術(shù)是近幾年研究出的一種氣體分離新技術(shù),已得到廣泛的應(yīng)用,尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的金美等研究員創(chuàng)造性地利用膜來吸收脫出 SO2氣體,效果比較顯著,脫硫率達90%。過程是:他們利用聚丙烯中空纖維膜吸收器,以 NaOH 溶液為吸收液,脫除 SO2氣體,其特點是利用多孔膜將氣體SO2氣體和 NaOH吸收液分開,SO2氣體通過多孔膜中的孔道到達氣液相界面處,SO2與 NaOH 迅速反應(yīng),達到脫硫的目的。此法是膜分離技術(shù)與吸收技術(shù)相結(jié)合的一種新技術(shù),能耗低,操作簡單,投資少。
3、微生物脫硫技術(shù)
根據(jù)微生物參與硫循環(huán)的各個過程,并獲得能量這一特點,利用微生物進行煙氣脫硫,其機理為: 在有氧條件下,通過脫硫細菌的間接氧化作用,將煙氣中的SO2氧化成硫酸,細菌從中獲取能量。生物法脫硫與傳統(tǒng)的化學(xué)和物理脫硫相比,基本沒有高溫、高壓、催化劑等外在條件,均為常溫常壓下操作,而且工藝流程簡單,無二次污染。
國外曾以地?zé)岚l(fā)電站每天脫除5t 量的H2S為基礎(chǔ);計算微生物脫硫的總費用是常規(guī)濕法50%。無論對于有機硫還是無機硫,一經(jīng)燃燒均可生成被微生物間接利用的無機硫SO2,因此,發(fā)展微生物煙氣脫硫技術(shù),很具有潛力。四川大學(xué)的王安等人在實驗室條件下,選用氧化亞鐵桿菌進行脫硫研究,在較低的液氣比下,脫硫率達 98%
第三篇:TS型火電廠煙氣脫硫、脫氮 除塵凈化三位一體技術(shù)
TS型火電廠煙氣脫硫、脫氮 除塵凈化三位一體技術(shù)
一.概述
21世紀是可持續(xù)發(fā)展的世紀。作為可持續(xù)發(fā)展重要內(nèi)容的環(huán)保工作,更成為新世紀人們關(guān)注的焦點。環(huán)保不僅關(guān)系人們生活質(zhì)量,更關(guān)系人類的生存和發(fā)展。
煤炭是我國的主要能源,與之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染問題將更加突出。一個相當(dāng)有效的控制方法是電廠煙氣脫硫。我國政府對此已給予足夠重視,開展了多項自主技術(shù)攻關(guān),引進10套發(fā)達國家的煙氣脫硫裝置,與發(fā)達國家開展多項技術(shù)合作研究。但是,現(xiàn)有技術(shù)投資大,成本高,電力脫硫很難有恰當(dāng)?shù)倪x擇,我國能源與環(huán)境的矛盾亟待妥善解決。
那么,如何解決能源與環(huán)境的矛盾呢,很顯然,與追求經(jīng)濟效益的領(lǐng)域不同,在追求環(huán)境和社會效益的能源環(huán)保領(lǐng)域,我國不能走發(fā)達國家已走過的先污染后治理的老路,中國必須尋找適合國情的能源環(huán)保技術(shù)。我國在煙氣脫硫領(lǐng)域開展了長期的工作,提出了適合國情的專利技術(shù),脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)被國家列為重點科技攻關(guān)項目。它以我國龐大的化肥工業(yè)為基礎(chǔ),將火電廠清潔煙氣中的SO2回收,生產(chǎn)高效化肥,化害為利,變廢為寶,一舉多得,同時促進我國煤炭,電力和化肥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
二.國情決定技術(shù)戰(zhàn)略
“環(huán)境與發(fā)展”的關(guān)系是由一個國家的經(jīng)濟實力和發(fā)展階段決定的,“要錢不要命”通常是落后地區(qū)的做法,“要命不要錢”通常是發(fā)達地區(qū)的行為。因此,理性的,當(dāng)然也是發(fā)展中國家的原則應(yīng)該是,既要“發(fā)展”,又要“環(huán)境”,即可持續(xù)發(fā)展,又對我國的能源環(huán)保工作有指導(dǎo)意義。煙氣脫硫的原理是堿性物質(zhì)吸收并固定酸性的二氧化硫,主要有兩種,一是石灰石(碳酸鈣),即鈣法,二是氨,即氨法:盡管鈣法投資大,運行成本高,在美國,德國,日本等發(fā)達國家中,它占據(jù)90%以上的市場。這是由其國情決定的,這些國家煤在其能源結(jié)構(gòu)中所占的比重不大。在美國和德國,煤在一次能源中約占20%:而在日本,煤在其能源結(jié)構(gòu)中只占15%。日本是一個島國,石灰石資源豐富,但缺乏天然石膏資源。鈣法雖然投資大,成本高,但脫硫產(chǎn)品為石膏,正好彌補其緊缺的石膏資源。長期以來,我國燃煤火力發(fā)電在電力中所占比重保持在75-80%之間,煙氣脫硫的任務(wù)將異艱巨和沉重。如果選擇鈣法勢必帶來巨大的投資和運行負擔(dān),將致使財力難支。我國不僅具有豐富的石灰石資源,天然石膏資源也是世界第一,品質(zhì)又高。我國龐大的化肥工業(yè)每年副產(chǎn)石膏將超過4000萬噸,而我國年用量僅為1200萬噸。致使脫硫石膏難以利用。選擇鈣法,勢必造成大量廢渣并副產(chǎn)溫室廢氣二氧化碳,帶來二次污染和新的生態(tài)破壞。
因此,我們必須理性地思考現(xiàn)實問題,對煙氣脫硫以石灰石鈣法為主的作法,該作必要的調(diào)整時應(yīng)當(dāng)機立斷。我國是人口、糧食和化肥大國,合成氨生產(chǎn)能力和需求量非常巨大,年用量超過3000萬噸,為我國煙氣脫硫事業(yè)大力發(fā)展氨法提供了強有力的資源保障。如果我國火電廠全部采用氨法,每年所需合成氨約600萬噸,不到總量的20%。氨源供應(yīng)相當(dāng)方便:我國中小型合成氨廠很多,幾乎遍布縣市,在幾乎所有的電廠周圍,都容易找到配套的合成氨廠。而且,氨運輸技術(shù)成熟可靠。氨法的原料來自化肥,脫硫產(chǎn)品為硫氨、磷氨和硫酸,又回到化肥,不消耗額外的自然資源,也不產(chǎn)生二次污染和新的生態(tài)環(huán)境問題。燃煤煙氣可提供巨大的硫資源?;噬a(chǎn)需要大量硫酸。近年來,我國每年進口硫磺200-300萬噸,等于進口二氧化硫400-600萬噸,我國火電行業(yè)的SO2排放量近2000萬噸,因此,氨法適合我國國情。
三.專業(yè)的煙氣脫硫技術(shù)
電力、物理、環(huán)境、化學(xué),代表四個不同的學(xué)科領(lǐng)域,即代表四個不同學(xué)派。不同學(xué)派必然生出不同的技術(shù),不同的技術(shù)勢必有不同之技術(shù)經(jīng)濟指標:投資和運行成本。哪個學(xué)派更接近本質(zhì)或真理呢,咋看,答案似乎很難,但是,普遍接受的是,煙氣脫硫是一個典型的化工過程。因此,化學(xué)界能夠看到SO2的本質(zhì)。電力界只看熱能和發(fā)電效率,漠視 SO2之存在。
環(huán)境界中,SO2是有害的污染源,是造成酸雨的禍首。
化學(xué)界中 SO2是物質(zhì),用則有利,棄則有害。
物理界中,SO2是一個頑固不化的“敵人”,只有通過“導(dǎo)彈”才能予以徹底摧毀。
至于物理,原本與煙氣脫硫無關(guān)。它源于日本荏原公司對高能電子加速器用于煙氣脫硫的研究。
化學(xué)處理SO2方法很多,無需“導(dǎo)彈”。脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)結(jié)合了化工領(lǐng)域的最新技術(shù)成果,也就是將一個中型的化工廠搬到電廠來,確保了技術(shù)的高度可靠性,以及很低的建設(shè)投資和很低的運行成本。
根據(jù)化學(xué)化工原理的脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)與其他學(xué)派的技術(shù)相比,具有突出的優(yōu)越性,投資僅為1/4-1/5,運行成本僅為1/3-1/4。
四.電力與煤炭和化肥工業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展
在我國,由東向西,由北向南,煤炭含硫量逐漸增加,四川和貴州煤含硫3%-5%,廣西煤高達5%-7%。然而,為降低電廠SO2排放量,當(dāng)?shù)鼗痣姀S燃用北方煤,比如山西煤,增加的運輸成本每噸近100元,占原料成本的40%,對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟無疑是巨大的額外負擔(dān)。采用脫硫脫氮除塵三位一體
技術(shù),火電廠燃煤含硫量不受任何限制,甚至含硫量越高,SO2回收價值越大。因此,脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)不僅能夠促進當(dāng)?shù)孛禾抗I(yè)的發(fā)展,也使當(dāng)?shù)仉娏I(yè)輕裝上陣,還能促進當(dāng)?shù)睾铣砂奔盎使I(yè)的發(fā)展。
某電廠是坑口電站,燃用當(dāng)?shù)孛?,總機組容量為430MW,年排放SO2超過20萬噸,折合硫酸30萬噸,價值1.5億元。如果該廠的技術(shù)治理方案是改用山西煤,并采用石灰石鈣法,既限制了當(dāng)?shù)孛旱V的發(fā)展,又浪費了寶貴的硫資源,還增加了發(fā)電成本。事實上,成本增加等同于能耗增加和污染增加。若采用脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù),可形成一個年產(chǎn)40萬噸的化肥裝置,年產(chǎn)值超過2.5億元,年利潤可超過4000萬元。它具有一舉多得的優(yōu)勢:
(1)可促進當(dāng)?shù)孛禾抗I(yè)的發(fā)展,燃用當(dāng)?shù)孛旱V的煤炭,可以解決礦務(wù)局2萬多人的就業(yè)和發(fā)展問題,促進了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。
(2)電廠采用當(dāng)?shù)孛?,原料成本降低,?30MW機組,年耗煤以120萬噸計,每噸運費按50元計,每年可節(jié)約發(fā)電成本6000余萬元,這個效益是非常明顯的。
(3)廣西硫資源較缺,當(dāng)?shù)鼗蕪S年需硫酸40萬噸,原料由廣東提供。而且,廣西、廣東、海南和福建等南方省份的土壤缺硫,需要硫氨化肥。因此,充分利用自身的高硫煤,可以促進當(dāng)?shù)鼗使I(yè)的發(fā)展。與廣西情況相似的省份還有云南、重慶、四川和貴州。重慶的華能珞磺電廠和重慶電廠,分別具有4臺360MW和3臺200MW機組,燃用重慶松藻煤,年總排放SO2為20-30萬噸,相當(dāng)于硫酸30-45萬噸,價值1.5-2.25億元。遺憾的是,這些電廠都花巨資引進國外的石灰石鈣法,不僅浪費了寶貴的資源,產(chǎn)生二次污染,還使發(fā)電成本增加,在貴州省實施火電廠煙氣脫硫,采用脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)具有不可估量的意義,國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略,西電東送,在貴州省則是黔電送粵。貴州省是SO2和酸雨控制區(qū),特別是省會貴陽市。在貴陽市有兩個嚴重的污染源,一是市區(qū)的貴陽發(fā)電廠,二是距市區(qū)25公里的清鎮(zhèn)發(fā)電廠,年排放SO2:25萬余噸。在兩個電廠間,貴州化肥廠生產(chǎn)合成氨16萬噸,因此,采用脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)具有很好的條件。采用脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù),兩個電廠的總投資2億元,可年產(chǎn)化肥50萬噸,產(chǎn)值3-4億元,年效益近1億元。在貴州省實施這個技術(shù),可以形成年產(chǎn)150-200萬噸的火電廠化肥規(guī)模,年產(chǎn)值超過10億元。而如果貴陽發(fā)電廠的煙氣脫硫采用電子束技術(shù),2臺200MW機組的投資近4億元。
由此可見,將我國化肥工業(yè)與電力工業(yè)相結(jié)合,形成一個具有綜合優(yōu)勢的火電廠化肥產(chǎn)業(yè),其意義十分顯著。它為我國煤炭、電力和化肥工業(yè)的可持續(xù)和協(xié)同發(fā)展提供了強有力的支撐,國家從戰(zhàn)略的高度發(fā)展并扶植這個產(chǎn)業(yè)是十分必要的。
五.脫硫需要政府大力支持
火電廠煙氣脫硫是我國實施清潔能源計劃的關(guān)鍵技術(shù),受到各級政府部門的高度重視,多次被列入國家重大和重點科技計劃,以及與發(fā)達國家政府間的首腦級科技合作計劃。因此,我國的這項工作具有較強的政府行為。這就更需要我們做深入細致的調(diào)查,多比較相關(guān)技術(shù)的技術(shù)性能,經(jīng)濟指標,多結(jié)合國情考慮問題。
某發(fā)電廠2臺200MW機組,燃用含硫為0.8%的山西煤,建設(shè)煙氣脫硫裝置。對幾乎所有的煙氣脫硫技術(shù)進行了調(diào)研。采用國外技術(shù)的投資為4-5.5億元,發(fā)電成本每度將增加5分錢,勢必成為該廠的一個沉重的經(jīng)濟負擔(dān)。一旦決策失誤,企業(yè)將陷入困境,甚至由于無法竟價上網(wǎng)而關(guān)閉。脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)通過國家科技部門組織的鑒定驗收,被評價為國際領(lǐng)先水平,在電力界引起了較大反響。與國外技術(shù)相比,脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)具有相當(dāng)明顯的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢,總投資減少70-80%,運行成本減少70%以上,電耗減少40-60%。這樣,該廠決定采用脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)。并列入國家重點科技項目.目前,讓煙氣脫硫界注目的另一項目在中石化集團公司某自備熱電廠6臺100MW(410蒸噸/h)鍋爐。令人興奮的是、參與競爭的技術(shù)高達10余家之多,大家希望得到公平競爭機會。該公司原來燃用當(dāng)?shù)孛?,為降低SO2排放量,改用山西煤,年耗煤將超過200萬噸,運費按每噸30元計,增加成本6000萬元,該公司具有年產(chǎn)30萬噸的合成氨裝置,而且脫硫產(chǎn)品具有很好的市場,因此脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)符合石化公司的具體情況。根據(jù)可行性研究報告,石化公司6臺鍋爐年排放SO2可達8萬噸,生產(chǎn)化肥17萬噸,產(chǎn)值1億元,具有明顯的經(jīng)濟效益。在競爭的方法中,脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)的投資和成本都是最低的,而且還有利可圖,得到了該公司的充分肯定。
現(xiàn)在,電力工業(yè)的煙氣脫硫工作是“誰污染誰治理”,治理需要投資。經(jīng)濟效益差而污染大的企業(yè)沒錢投資,只接受象征性罰款,受損害的是大氣。按目前的石灰石鈣法建設(shè)煙氣脫硫裝置,發(fā)電成本每度將增加2-3分錢,以一臺300MW機組年運行5000小時計,脫硫成本每年3000-4500萬元。燃用低硫煤,年排放SO2:為1.5萬噸,相當(dāng)于每噸SO2為2000-3000元,燃用高硫煤,SO2排放量每年為4.5萬噸,相當(dāng)于每噸SO2為1000元左右。但是,酸雨和SO2污染造成的損失每噸SO2超過5000元。因此,煙氣脫硫?qū)τ诖龠M國家的利益是非常明顯的。為促進企業(yè)治理SO2污染,國家環(huán)??偩种贫诵碌臒煔釹O2排污收費標準,對于高硫煤地區(qū)每噸SO2為600元,低硫煤地區(qū)每噸1000元,北京市為每噸1200元,基本上為脫硫成本的一半。這個費用目前是上交地方環(huán)保局的,并有較大比例的返回,以便企業(yè)用于建設(shè)脫硫裝置,脫硫電廠和單位將具有兩個主要和可靠的收入來源:
1、電力企業(yè)的環(huán)保服務(wù)費(等于原來的排污上交費);
2、脫硫裝置產(chǎn)生的化肥利潤。脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)的效益非常好。
首先其建設(shè)投資比其他方法低,而且能耗低,產(chǎn)品具有很大的市場,還可以出口創(chuàng)匯。
六.TS型煙氣脫硫、脫氮除塵技術(shù)
該技術(shù)于一九九三年十月通過了國家部級鑒定,其中結(jié)論一綜合技術(shù)經(jīng)濟性能處于國內(nèi)外領(lǐng)先水平,具有廣闊的推廣應(yīng)用價值。并于同年獲得兩項專利。該技術(shù)運用LS噴霧吸收法,以氨水、堿液、廢氨水為吸收劑,經(jīng)加藥裝置加壓,把吸收劑經(jīng)噴嘴霧化后的氨水產(chǎn)生氣-汽的瞬時化學(xué)反應(yīng),生成硫銨排出。
該技術(shù)具有以下特點:
1.先進的反應(yīng)原理,使設(shè)備小巧、鋼耗低、占地面積小;
2.該系統(tǒng)適應(yīng)煤的含硫量1%-7%;
3.具有多種功能,脫硫、脫氮、除塵,甚至可以處理污水;
4.吸收劑來源豐富,價格便宜;
5.一次投入只有國外設(shè)備價格的1/10-1/20;
6.選用廢氨水、廢堿液作脫硫劑,可使運行費用降到最低;
7.采用噴霧干燥方式;
8.該系統(tǒng)加裝了先進的氣水分離裝置風(fēng)機不帶水;
9.煙氣不需加裝換熱設(shè)備;
10.該設(shè)備及系統(tǒng)內(nèi)部均涂以耐高溫特種防腐涂料,設(shè)備不腐蝕,不 磨損、不堵塞;
11.系統(tǒng)設(shè)備阻力小,可以不用更換引風(fēng)機;
12.可以提高系統(tǒng)的除塵效率4%-12%;
13.脫硫效率95%以上;
14.脫氮率50%,加“觸媒劑”系統(tǒng)80%以上。
該技術(shù)的研究始于80年代,在收集、考察國內(nèi)外同類技術(shù)文獻資料的基礎(chǔ)上,進行了大量的技術(shù)、經(jīng)濟方案的分析對比工作。從中發(fā)現(xiàn)普遍感到困擾的不僅僅是技術(shù)上的問題,而更嚴重阻撓的是經(jīng)濟問題,一次投入大,運行費用高。即是該技術(shù)目前居于領(lǐng)先地位的國、日本也不例外;他們在成為世界控制SO2排放最有效的國家的同時,也為此付出了巨大的經(jīng)濟代價。各國企業(yè)界面對煙氣脫硫裝置的巨大投資及運行費用,無不咋舌。因為脫硫裝置投資占電廠總投資的比例很大。巨額的投入對我國企業(yè)界是望而生畏。環(huán)保設(shè)備的投入企業(yè)界認為:“這種資金只有投入,沒有產(chǎn)出,是一種負擔(dān)”。
因此研究者必須首先考慮的是一次投資運行費用,使企業(yè)能夠接受的產(chǎn)品,占地面積小,專用設(shè)備少,工藝簡單,操作、管理、控制、維修方便,各項技術(shù)參數(shù)領(lǐng)先的脫硫技術(shù),因此必須結(jié)合我國國情,走國產(chǎn)化的道路。
國外研究過的脫硫技術(shù)已逾近百種,真正在工業(yè)上運用過的30多種,但具有商業(yè)價值的不過十來種,無論采用那種方法,都必須考慮以下基本條件:
1.具有較高的吸收性能的吸收劑和吸收方法;
2.裝置有較高的可靠性,能保證長期穩(wěn)定運行;
3.易操作和維修;
4.無二次污染,抗腐蝕;
5.建設(shè)費用及運行費用便宜,能耗小,裝置占地面積??;
6.吸收劑來源廣泛,價格便宜,易貯運;
針對上述要求,列出了攻關(guān)課題:
1.通過試驗室試驗,尋找出先進的反應(yīng)速率高的原理;
2.結(jié)合我國情況選出來源廣泛價格便宜的反應(yīng)劑;
3.使用什么樣的抗腐蝕材料;
4.終止物的綜合利用,防止二次污染;
以上課題通過有關(guān)專家的論證審定工作,確定運用LS噴霧吸收法,隨即開展了小試、中試及工業(yè)性應(yīng)用試驗,經(jīng)過近百次的試驗,獲得了大量的數(shù)據(jù),通過對試驗點的監(jiān)測和運行考驗,均取得了滿意的結(jié)果。
(一)脫硫原理:
近半個世紀以來,國外脫硫技術(shù)迅速發(fā)展,但真正在工業(yè)應(yīng)用上發(fā)揮作用的不外十來種。其中包括石灰法、石灰石法、石灰石膏法、噴霧干燥法、氧化鎂法,以上我們把它歸類于氣-固反應(yīng)。WL法、雙堿法、碳酸鈉法、氫氧化鈉法,此類我們稱之為氣-液反應(yīng)。LS噴霧吸收法是氣-汽反應(yīng)是反應(yīng)率最高,屬于瞬時反應(yīng)。
氨的性質(zhì)決定氨極容易溶于水,是由水分子和氨分子通過氫鍵互相結(jié)合形成氨的水化物的緣故。
氨在水中的溶解度大于其它氣體,在0℃時,1體積水吸收1200體積的氨;在20℃時約吸收700體積。過去認為氨溶于水生成OH-的過程是分兩部分進行的。首先是大部分氨和水結(jié)合生成所謂氫氧化銨(NH4OH)然后氫氧化銨在溶液中電離成銨離子(NH4+)和氫氧根離子(OH-)?,F(xiàn)在已經(jīng)確認:氫氧化銨中的銨離子,無論從它的半徑大小或者從它的化合物性質(zhì)來看,它都和K+離子非常相似,它在水中應(yīng)當(dāng)全部電離,不可能有NH4OH分子存在,已確知,氨水溶液中并不含有NH4OH而是有氨的水分子NH3·H2O。NH3·H2O和NH4OH不同,NH3·H2O是氨分子通過氫鍵的結(jié)合,而NH4OH則為離子化合物。由(NH4+)和(OH-)新組成。氣態(tài)氨和酸(揮發(fā)性)的蒸汽作用生成銨鹽。
2NH3(氣)+H2O(蒸汽)+SO2(氣)=(NH4)2SO3 由此看來,煙氣中加入吸收劑NH3·H2O與SO2等酸性氣體可進行氣-汽反應(yīng)。即氨和酸性氣體可以直接生成鹽類。這種化合物作用通常伴隨著大量的熱放出,通過試驗發(fā)現(xiàn)在無水的情況下,這種反應(yīng)并不進行,即使微量的水的條件下也能反應(yīng)出這種特性,因此這就是和其它吸收劑不同之處的主要原因。另外氨還和煙氣中的氮起反應(yīng):煙氣中的氮氧化物通常用NOX表示NO在空氣中可氧化成NO2易溶于水,生成亞硝酸和硝酸。
2NO+O2=2NO2
2NO2+H2O=HNO3+HNO2
當(dāng)氨與HNO3或HNO2產(chǎn)生以下反應(yīng)
NH3·H2O+ HNO3=NH4NO3+H2O NH3·H2O+ HNO2=NH4NO2+H2O
此反應(yīng)在氣-汽反應(yīng)中產(chǎn)量很少,因硝酸銨與亞硝酸銨在一定溫度下易于分解,而在液相中
(NH4)SO3和NH4HSO3為還原劑,NOX被還原為N2,其反應(yīng)為:
2NO2+4(NH4)2SO3=4(NH4)2SO4+N2↑(NH4)2SO3+NO2=(NH4)2SO4+NO↑ 2(NH4)2SO3+2NO=2(NH4)2SO4+N2↑
為此使用氨-亞硫酸氨的氮方法,能除去一定量的NOX
(二)脫氮原理
煙氣中往往同時含有NOx與SO2,如果用一種方法同時除去這兩種有害氣體,豈不是一件非常有前途的事。前面脫硫的論述中,脫硫后的終止物就是(NH4)2SO3和(NH4)2SO4(少量)和一部分(NH4)HSO3溶液。這些物質(zhì)又是吸收NOX的吸收劑。在生產(chǎn)硫酸同時又生產(chǎn)硝酸的行業(yè)中,多數(shù)都是利用處理硫氧化物而得到的(NH4)2SO3和(NH4)HSO3溶液來吸收硝酸生產(chǎn)中的NOX。其原理是利用亞硝酸銨溶液作為吸收劑和NOx反應(yīng),使NOx還原為N2:
4(NH4)2SO3+2NO2→4(NH4)2SO4+N2 ↑
4(NH4)HSO3+2NO2→4(NH4)HSO4+N2↑
4(NH4)HSO3+2NO2→4(NH4)HSO4+N2↑
4(NH4)2SO3+NO+NO2+3H2O→2N(OH)(NH4SO3)2+4NH4OH
4(NH4)HSO3+NO+NO2→2N(OH)(NH4SO3)2+ H2O
2(NH4)OH+NO+ NO2→2NH4NO2+H2O
按照排放濃度達標要求,脫氮效率達到72%就可以了,所以只要控制住吸收液的濃度,一般在180-200g/L,最后得到的溶液一部分重復(fù)循環(huán)使用,多余的部分進行下道工序,處理后溶液還可以再生,以節(jié)省大量的運行費用。煙氣中NO含量占90%以上,因此脫除的主要是NO。如果煤的含硫量比較低和氨反應(yīng)產(chǎn)生的亞硫酸銨不足以滿足脫氮氧化物的需要,或者因為爐膛燃燒溫度高,產(chǎn)生的氮氧化物量較大。此時可以采取連續(xù)加入氨與NOX繼續(xù)反應(yīng),但這種反應(yīng)應(yīng)在催化劑(或稱觸媒劑)的作用下才可完成,使脫氮效率大大提高,這種方法稱之為“氨的選擇性催化還原法”。
4NH3+4NO+O2+4N2↑+6H2O
8NH3+6NO2+7N2+12H2O
把氮還給大自然,水回收再循環(huán)使用。
以上各式反應(yīng)都是在同一個介質(zhì)---氨,共一套設(shè)備,同時氨與SOx、NOx瞬時交叉進行的,這就是脫硫、脫氮一體化工藝。
(三)除塵原理
煙塵進入文氏管反應(yīng)器,會產(chǎn)生多種效應(yīng),除了氨與SOx、NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以外,粉塵經(jīng)過文氏管的漸縮段濃縮,產(chǎn)生碰撞、凝聚、增大,使塵的表面由原來的氣包圍界面,被經(jīng)噴霧所產(chǎn)生的液-固界面所代替,粉塵表面的水膜代替氣膜產(chǎn)生吸附、凝聚,并使離子間形成液橋,使塵粒增大。塵粒通過高速撞擊霧滴而粘附其上。
由于微粒的擴散作用易于霧滴接觸。由于微粒的煙氣增濕,使塵粒增大了浸潤性,塵粒間互相產(chǎn)生凝聚。因蒸汽以塵粒為核心的凝結(jié)而形成水滴。
因此本技術(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用如下措施:
1.煙氣攜帶的粉塵,高速通過文氏管霧區(qū),沖向液膜;
2.然后氣體切向運動而產(chǎn)生離心力,改變增大后的粉塵運動方向;
3.噴出的霧滴作旋轉(zhuǎn)運動,驅(qū)使粉塵靠內(nèi)外壁貼向水膜;
4.增加水霧封鎖線,使逃逸的亞微米粉塵及亞微米硫銨晶體捕集下來;
采用高強磁化器,把循環(huán)水磁化,非但提高了脫硫效率,尤其對增水性的亞微米細粉塵,提高除塵效率更為明顯。
(四)使用范圍:
TS型系列脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)裝置,為工業(yè)鍋爐及電站鍋爐配套排煙脫硫工程應(yīng)用而設(shè)計的系列產(chǎn)品。并可擴大應(yīng)用在處理冶金焦化剩余氨水,造紙廠的廢堿液及紡織印染堿性廢水以及鍋爐排污水、爐渣水等。該設(shè)備即是脫硫器,又可作為污水處理器。
一套裝置適應(yīng)多種類型的脫硫劑,又是這一裝置的一大特點,為適應(yīng)我國的特定條件,用戶就近弄到什么脫硫劑就用什么脫硫劑以降低運行費用,以廢治廢。
(五)系統(tǒng)設(shè)備組成的特點:
系統(tǒng)設(shè)備組成,有文丘里噴霧反應(yīng)器,自動加藥及動力泵、貯液、調(diào)液箱所組成。以及自動控制自動監(jiān)測系統(tǒng)。文丘里噴霧反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計,顯示出其獨到之處,通常人們稱之謂文丘里效應(yīng),但它具有什么效應(yīng),應(yīng)該說它有多種效應(yīng)。一是很好的反應(yīng)作用:使兩種以上的介質(zhì),在反應(yīng)段進行充分的混合、接觸、攪動,促使在較短的時間里進行瞬時反應(yīng)。二是很好的除塵作用:帶粉塵的氣體通過漸縮段,細小的粉塵在碰撞、凝聚、粘結(jié)、增大,把粉塵撲集下來。三是很好的熱交換作用:利用
煙氣的余熱,把噴成霧狀的液體迅速干燥、蒸發(fā)、固液分離,起到污水處理的作用。由于設(shè)計獨特,此套裝置的阻力僅有300-400Pa,對于原有的鍋爐房設(shè)備改造,可以不用更換引風(fēng)機。重力與旋流雙級脫水除霧,其結(jié)構(gòu)的設(shè)計不會產(chǎn)生堵塞和腐蝕現(xiàn)象,而且一器兩種用途,它不但有效的脫除水霧而且使煙氣流呈旋轉(zhuǎn)上升,延長了反應(yīng)時間和流程,提高了反應(yīng)效率。
(六)變廢為寶,綜合利用:
當(dāng)前國內(nèi)外所采用的各種脫硫技術(shù),多數(shù)都存在著二次污染,物質(zhì)雖然經(jīng)過轉(zhuǎn)化,但加進的物料與經(jīng)過處理后的終止物終究是平衡的。對于如何處理這些終止物,怎樣綜合利用,這個總是普遍感到頭痛的較大難題。
TS型脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)如果在大的火電廠大量推廣應(yīng)用后,所產(chǎn)生的硫銨,可以制成與傳統(tǒng)化肥完全不同的新型高效肥料,這種高科技產(chǎn)品是具有磁性效應(yīng)的磁性化肥,利用火電廠排出粉煤灰(約占30%~40%),根據(jù)不同土壤和農(nóng)作物加入適量的鉀、磷,經(jīng)過強磁場磁化后制成的,這種原料將隨著TS型脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)的推廣而取之不盡。
磁化肥使用在十二種農(nóng)作物如紅薯、蔬菜、煙葉、玉米、棉花、水稻、小麥、水果等,均收到了廣泛的社會效益和可觀的經(jīng)濟效益,使得TS型脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)在電廠應(yīng)用中形成一套工業(yè)鏈,廢“制”肥,變廢為寶,化害為利,適應(yīng)我國國情的環(huán)保與綜合利用一大長。防止二次污染。
(七)保障該設(shè)備安全穩(wěn)定正常行動措施:
在腐蝕及磨損嚴重的部位,采取襯貼鑄石板的措施。如果用戶在經(jīng)濟條件許可情況下,采取
鋼板噴涂陶瓷的復(fù)合材料。僅是有腐蝕的部位采用2520不銹鋼材料。腐蝕不太嚴重的部位,采取滾刷耐溫、防腐特種涂料。關(guān)鍵外協(xié)件、外購件、其中有些附件,如噴嘴、過濾器,采用美國制造,供液系統(tǒng)選用丹麥生產(chǎn)的,自動控制和監(jiān)測儀器選用日本或其他國家的。
先進的工藝,先進的設(shè)備,先進的材料,再加上低的建設(shè)投資及運行費用,構(gòu)成了該技術(shù)的高和新。
(八)670t/h鍋爐脫硫、脫氮、除塵及綜合利用方案經(jīng)濟分析。
1.運行費用
⑴ 已知數(shù)據(jù)
鍋爐蒸發(fā)量: 670t/h
鍋爐煙氣排量: 120萬m3/h 鍋爐燃煤量: 150t/h
鍋爐運行時間: 312.5天/年(7500h/年)
燃煤含硫量: 1%
⑵ SO2產(chǎn)生量
燃煤含硫量: 150t/h×1%=1.5t/h 燃煤中的硫與氧的反應(yīng):S+O2=SO2 SO2產(chǎn)生量:1.5t/h×80%×64/32 =2.4t/h 式中:32為S的分子量。
64為SO2的分子量。
80%為煤燃燒時硫的轉(zhuǎn)化率。經(jīng)實測統(tǒng)計為80%~85%,本處取80%。
⑶ 需氨量
一般脫硫效率達95%,煙氣即可達標排放。從(NH4)2SO4分子式中看出:NH3與SO2化合比
例 為2:1,故需氨量為:2.4t/h×95%×17×2/64=1.2t/h 式中:17為NH3的分子量。
64為SO2的分子量。
年需氨量為:1.2t/h×7500h/年=9000t/年
⑷ 運行費用
用氨水做吸收劑的回收方案,整個裝置的運行費用主要為消耗氨水的費用(此項費用占總運行費用的95%以上)。根據(jù)上述計算結(jié)果,年需要氨量9000噸,按純氨水售價1700元/噸計,則全年運行費用為:9000t/年×1700元/t=1530萬元/年
2.生成物的綜合利用及經(jīng)濟效益
根據(jù)計算結(jié)果,670t/h燃煤鍋爐每年脫硫設(shè)備的運行費用為1530萬元,這是用戶難以接受的。顯而易見,這種方法必須立足于生成物綜合利用的基礎(chǔ)上,否則就不能成立。也就是說,只有用生成物綜合利用產(chǎn)生的經(jīng)濟效益去抵消脫硫設(shè)備的運行費用,才是這種方法生命力所在。
⑴ 硫銨產(chǎn)生量
從(NH4)2SO4分子式可看出,硫銨產(chǎn)出量為:9000t/年×132/17×2=34941t/年
式中:17為NH3分子量
132為(NH4)2SO4的分子量。
⑵ 硫銨的綜合利用及經(jīng)濟效益
硫銨是硫酸銨的簡稱,分子式為(NH4)2SO4,含氮量20.6%,為白色或微帶顏色的結(jié)晶,易溶于水,是最早生產(chǎn)的氮肥品種。隨著化肥工業(yè)的發(fā)展,新的氮肥品種的出現(xiàn),使硫銨與碳銨一樣漸成被淘汰的氮肥品種。這是由于除養(yǎng)分低外,其最大缺點是長期施用硫銨會造成土壤板結(jié),故不宜直接施用。要對其進行改性,其方法是加入部分粉煤灰制成的復(fù)合肥并磁化。粉煤灰可疏松土壤,磁性的引入亦可疏松土壤,促進土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成,這已是業(yè)內(nèi)人士的共識。我們通過大量的工業(yè)試驗,找出了利用硫銨生產(chǎn)磁性復(fù)合肥的最佳工藝配方及工藝條件,產(chǎn)品經(jīng)過有關(guān)部門的檢測,完全合格。其主要配比為:硫銨60%左右,其他輔料(粉煤灰、磷肥、鉀肥等)40%左右。根據(jù)硫銨年產(chǎn)34941噸的實際情況,可上一套年產(chǎn)6萬噸左右的綜合利用設(shè)備(磁化復(fù)合肥生產(chǎn)線)。按現(xiàn)行市場原料價、產(chǎn)品銷售價及有關(guān)費用支出估算:
原材料成本:250元/噸
綜合成本: 350元/噸(包括一切費用在內(nèi))
銷售價: 650元/噸
利 潤: 300元/噸
按年產(chǎn)6萬噸磁性復(fù)合肥計,綜合利用設(shè)備每年可創(chuàng)利潤1800萬元,減去脫硫設(shè)備每年運行費用1530萬元,則采用此方法,除可抵消脫硫設(shè)備的運行費用(使運行費用為0)外,每年還可以為企業(yè)創(chuàng)造200多萬元的利潤。
目前該技術(shù)設(shè)計除工業(yè)鍋爐八個規(guī)格系列配套外,現(xiàn)已擴大到電站系列配35T、75T、130T、220T、420T、530T、670T、1000T/h、2000T/h。當(dāng)前國際及國內(nèi)有些研究單位正在試用的電子束氨法和等離子氨法,均向以氨為脫硫劑探索,顯然氣-汽反應(yīng)脫硫脫氮除塵三位一體技術(shù)當(dāng)前處于領(lǐng)先地位。一種結(jié)構(gòu)形式,具有多種用途:
(1)它既是一個很好的反應(yīng)器,能夠進行充分的化合接觸攪動。促使在很短的時間里進行充分的化學(xué)反應(yīng);
(2)它又是一個很好的二次除塵器、前置的麻石除塵器或靜電除塵器,除不掉的細微粉塵在碰撞、凝聚、粘結(jié)、增大、把粉塵捕集下來。
(3)它又是一個很好的熱交換器,利用煙氣的余熱,把噴霧狀的液體迅速干燥蒸發(fā)、反應(yīng)時間、反應(yīng)速度、反應(yīng)物質(zhì)、接觸面積,反應(yīng)效率是最高的,屬于瞬時反應(yīng),煙氣不會降溫。
(4)它又是一個工業(yè)廢水零排放的污水處理器裝置,能將各種工業(yè)有毒廢水,污水成千上萬噸迅速干燥,蒸發(fā),達到污水處理的作用。
該技術(shù)脫硫效率高,并具有較高的脫氮功能50%,加“觸媒劑”系統(tǒng)80%以上。今后一旦國家環(huán)保標準要求脫氮同樣一套設(shè)備可以既能脫硫、又可脫氮。還能提高除塵效率。該技術(shù)對已建電廠為了滿足除塵的需要改造電除塵,將鍋爐尾部煙道位置都幾乎占滿、有些脫硫工藝的反應(yīng)塔和再加熱熱交換器等無法擺下,場地面積小等,是用戶特別適用和首選的選擇。
以氨做吸收劑的回收法方案,具有脫硫、脫氮、除塵效率高,并可達到三個“零排放”、無廢渣排放,無廢水排放、無廢氣排放、而且由于生成物的綜合利用,不僅使其運行成本費用為零,還可為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益,氨源供應(yīng)方便。我國中小型合成氨廠很多,幾乎遍布縣市、若在有廢氨水的地方、廢堿液、造紙廢水、印刷廢水、洗毛廢水、焦化廠廢水、海水、更可大大節(jié)省脫硫劑費用,經(jīng)濟效益將更加可觀。
第四篇:煙氣海水脫硫技術(shù)原理
煙氣海水脫硫技術(shù)原理
海水煙氣脫硫是利用海水的天然堿性吸收煙氣中SO2的一種脫硫工藝。由于雨水將陸地上巖層的堿性物質(zhì)(碳酸鹽)帶到海中,天然海水通常呈堿性,PH值一般大于7,其主要成分是氯化物、硫酸鹽和一部分可溶性碳酸鹽,以重碳酸鹽(HCO3)計,自然堿度約為1.2~2.5mmol/L,這使得海水具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力。海水脫硫的一個基本理論依據(jù)就是自然界的硫大部分存在于海洋中,硫酸鹽是海水的主要成份之一,環(huán)境中的二氧化硫絕大部分最終以硫酸鹽的形式排入大海。
煙氣中SO2與海水接觸發(fā)生以下主要反應(yīng): SO2(氣態(tài))+ H2O → H2SO3 → H+ + HSO3-HSO3-→ H+ + SO32-SO32-+ 1/2O2 → SO42-
上述反應(yīng)為吸收和氧化過程,海水吸收煙氣中氣態(tài)的SO2生成H2SO3,H2SO3不穩(wěn)定將分解成H與HSO3,HSO3不穩(wěn)定將繼續(xù)分解成H 與 SO3。SO3與水中的溶解氧結(jié)合可氧化成SO4。但是水中的溶解氧非常少,一般在7~8mg/l左右,遠遠不能將由于吸收SO2產(chǎn)生的SO32-氧化成SO42-。
吸收SO2后的海水中H+濃度增加,使得海水酸性增強,PH值一般在3左右,呈強酸性,需要新鮮的堿性海水與之中和提高PH值,脫硫后海水中的H+與新鮮海水中的碳酸鹽發(fā)生以下反應(yīng):
HCO3-+ H+ → H2CO3 → CO2↑ + H2O 在進行上述中和反應(yīng)的同時,要在海水中鼓入大量空氣進行曝氣,其作用主要有:(1)將SO32-氧化成為SO42-;(2)利用其機械力將中和反應(yīng)中產(chǎn)生的大量CO2趕出水面;(3)提高脫硫海水的溶解氧,達標排放。
從上述反應(yīng)中可以看出,海水脫硫除海水和空氣外不添加任何化學(xué)脫硫劑,海水經(jīng)恢復(fù)后主要增加了SO42-,但海水鹽分的主要成分是氯化鈉和硫酸鹽,天然海水中硫酸鹽含量一般為2700mg/l,脫硫增加的硫酸鹽約70-80 mg/l,屬于天然海水的正常波動范圍。硫酸鹽不僅是海水的天然成分,還是海洋生物不可缺少的成分,因此海水脫硫不破壞海水的天然組分,也沒有副產(chǎn)品需要處理。2-+--+
2-2--從自然界元素循環(huán)的角度來分析海水脫硫,硫元素循環(huán)路徑下圖所示??梢?,海水脫硫工藝實質(zhì)上截斷工業(yè)排放的硫進入大氣造成污染和破壞的渠道,同時將硫以硫酸鹽的形式排入大海,使硫經(jīng)過循環(huán)后又回到了它的原始形態(tài)。
硫的循環(huán)路徑
煙氣海水脫硫工藝系統(tǒng)流程圖
更新時間:08-5-29 17:16
煙氣系統(tǒng)與石灰石濕法類似,設(shè)置增壓風(fēng)機以克服脫硫系統(tǒng)的阻力,并通過煙氣換熱器(GGH)加熱脫硫后的凈煙氣。原煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機升壓、煙氣換熱器冷卻后送入吸收塔。吸收塔是海水脫硫系統(tǒng)的重要組成部分,SO2的吸收以及部分亞硫酸根的氧化都是在此完成的。自下部進入的煙氣與從吸收塔上部淋下的海水接觸混合,煙氣中的SO2與海水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成SO32-和H+,海水pH值下降成為酸性海水;脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴、煙氣換熱器加熱升溫后由煙囪排放。海水脫硫與石灰石法脫硫相比,吸收劑溫度更低,尤其冬天,北方海水溫度較低,致使經(jīng)海水洗滌后的煙氣溫度只有30多度。為避免腐蝕,增壓風(fēng)機一般設(shè)計在原煙氣側(cè),對GGH則要求其換熱元件表面涂搪瓷。關(guān)于吸收塔的設(shè)計,一種為填料塔,應(yīng)用業(yè)績較多,塔內(nèi)設(shè)多層填料,通過不斷改變水流方向延長海水滯留時間并促進煙氣與海水的充分結(jié)合;還有一種吸收塔為噴淋空塔,將海水通過增壓泵引至吸收塔上部的若干層噴嘴,霧狀下行的海水與逆流煙氣混合,空塔設(shè)計中有時在吸收塔下部還設(shè)計氧化空氣以增加亞硫酸根的氧化。
煙氣海水脫硫工藝流程圖
供排海水系統(tǒng)的任務(wù)是將從凝汽器排出的海水抽取一部分到吸收塔,該部分海水占全部海水的1/5左右,吸收SO2后的酸性海水通過玻璃鋼管道流到海水恢復(fù)系統(tǒng)(簡稱曝氣池)。從凝汽器排出的剩余海水自流到曝氣池,與酸性海水中和并進行曝氣處理。
為控制海水在曝氣池內(nèi)的停留時間和流速均勻,曝氣池一般設(shè)計4-5個流道,在功能上分為旁路通道、曝氣通道、混合通道,池內(nèi)反應(yīng)分為中和、曝氣、再中和,以便使海水達標排放。曝氣反應(yīng)需要通過曝氣風(fēng)機鼓入大量的空氣。曝氣管道和曝氣噴嘴均勻布置于曝氣池底部,以便對海水實施深層曝氣。進入海水的氧氣可使不穩(wěn)定的SO32-與O2反應(yīng)生成穩(wěn)定的SO42-,減少海水的化學(xué)需氧量COD,增加海水中溶解氧DO,恢復(fù)海水的特有成分。在曝氣池中鼓入的大量空氣還加速了CO2的生成釋出,并使海水的pH值恢復(fù)到允許排放的正常水平。
煙氣海水脫硫工藝排放的關(guān)鍵控制指標
更新時間:08-5-29 11:57
海水脫硫的關(guān)鍵在于不僅要將煙氣中SO2脫除,脫硫效率要達到90%以上,還要將脫硫后的海水恢復(fù)到能夠達標排放的程度,整個脫硫過程中除海水和空氣外,不添加任何別的物質(zhì),不改變海水的天然成分。因此,海水脫硫系統(tǒng)設(shè)計時對排放的海水要重點考慮如下幾個指標:(1)保持SO4增加值在天然海水SO4濃度的正常波動范圍。漲、落潮時海水中SO42-2-2-濃度差值為40~150mg/L,顯然,海水脫硫工藝排水中SO42-濃度60~90 mg/L增量,大約是海水本底總量的3%左右,其影響將被海水的自然變幅完全掩蔽;
(2)pH值要符合當(dāng)?shù)嘏欧趴诘乃|(zhì)要求。PH值是海水排放的重要指標,一類、二類海水水質(zhì)要求pH達到7.8-8.5,三類、四類海水水質(zhì)要求pH達到6.8-8.8。因此,對于海水脫硫系統(tǒng),其排放的海水一般都要求pH大于等于6.8。
(3)溶解氧DO要適于海洋生物。氧氣是把脫硫過程中產(chǎn)生的SO32-進行還原的重要成分,脫硫后的海水DO含量非常低。氧氣是所有海洋生物生存不可缺少的物質(zhì),缺氧會對海洋生物的活動產(chǎn)生嚴重影響。脫硫海水的曝氣可以減少COD,增加DO。
(4)SO3氧化率要保持較高水平,對海洋生物無害。脫硫海水COD的增加量可以反映脫硫過程中還原性物質(zhì)(以SO32-為主)的增加情況,COD增加越多說明SO32-氧化率越低。
另外,脫硫后排放的海水也要考慮海水溫升以及重金屬含量增加對海洋的危害。脫硫海水溫升在1-2℃左右,對海洋生物的影響微乎其微。目前大型火電廠靜電除塵器效率普遍較高,99%以上且投運正常,因此在海水脫硫工藝中,除塵器后煙氣中殘存的飛灰將溶于海水,但這些煙塵中攜帶增加的懸浮物或重金屬與海洋本底值比較十分微小,不會對海洋生物造成危害。2-
第五篇:氯堿硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)
氯堿/ 硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)
摘要:深圳柯雷恩環(huán)境科技有限公司開發(fā)的氯堿硫酸鈉法煙氣脫硫?qū)@夹g(shù),是一種用于治理火電廠煙氣脫硫的先進技術(shù)。它由三個工業(yè)上成熟的工藝即氫氧化鈉制備、脫硫洗滌、副產(chǎn)品處理等模塊優(yōu)化組合而成。該技術(shù)克服了以往脫硫技術(shù)中存在的投資巨大、運行成本高昂的問題,達到了技術(shù)成熟可靠、投資低、運行費用低并有運行利潤、脫硫效率高、無二次污染等積極效果,使火電廠煙氣脫硫裝置由企業(yè)的沉重負擔(dān)變?yōu)槠髽I(yè)新的利潤增長點。還可根據(jù)火電廠的周邊環(huán)境調(diào)整生產(chǎn)不同種類的副產(chǎn)品(全部為大宗化工原料),適應(yīng)性強,是火電廠脫硫工程的最佳實用技術(shù),目前該技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。投資1.85億元的30萬千瓦機組示范工程項目正在國家經(jīng)貿(mào)委立項,項目實施投產(chǎn)后,副產(chǎn)品的銷售、燃料費用的節(jié)省及國家有關(guān)政策的稅費支持,可以使該項目當(dāng)年收回投資。
一、前言
各位領(lǐng)導(dǎo)、來賓,你們好!
很榮幸今天能有機會在這里向大家介紹深圳柯雷恩環(huán)境科技有限公司專門為火電廠煙氣脫硫而開發(fā)的氯堿法系列煙氣脫硫技術(shù)。
首先,我將簡要介紹一下開發(fā)這一煙氣脫硫技術(shù)的背景。
隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,占一次能源消費總量75%的煤炭消費不斷增長,燃煤排放的二氧化硫也不斷增加,連續(xù)多年超過2000萬噸,導(dǎo)致我國酸雨和二氧化硫污染日趨嚴重。酸雨影響的面積已占國土面積的30%,華中地區(qū)酸性降水頻率超過90%。二氧化硫?qū)ξ覈鴩窠?jīng)濟造成的直接經(jīng)濟損失已占GDP的2%,GNP的3%,嚴重地阻礙了我國經(jīng)濟的向前發(fā)展。為了使我國國民經(jīng)濟能夠健康而有力地向前發(fā)展,黨中央國務(wù)院提出了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標。其中首當(dāng)其沖的就是大氣污染防治工作。大氣污染防治法的最后修訂,為治理大氣污染的治理提供了有力的支持。而治理二氧化硫和控制酸雨又是大氣污染防治工作的重中之重。但火電廠二氧化硫的治理一直是世界性難題。因其一次性投資巨大(約是電廠總投資的1/3-1/4),運行成本高昂,容易造成二次污染。就像美國那樣的發(fā)達國家,其火電廠加裝脫硫裝置的也不過才30%。由此可見,火電廠脫硫的難度,主要還是集中在造價和運營成本上。采用高科技手段,降低造價和減少運營成本成為最為關(guān)鍵的問題。對此,全世界這方面的科學(xué)家和有關(guān)機構(gòu)一直在不斷地探索和研究。我公司開發(fā)的氯堿法系列脫硫技術(shù),從根本上解決了這些的問題,使火電廠的脫硫在真正意義上進入了一個嶄新的時代。
二、常用脫硫方法簡介
(關(guān)于國內(nèi)外常用的脫硫方法和這些方法所存在的問題,在我公司提交的會議論文上已經(jīng)有了敘述,而且在座的各位都是這方面的專家,所以我在這里就不重復(fù)論述了,下面將重點介紹一下我公司開發(fā)的氯堿法系列脫硫技術(shù))
國內(nèi)外目前普遍采用的脫硫方法可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫三大類。燃燒前脫硫,是采用洗煤等技術(shù)對煤進行洗選,將煤中大部分的可燃無機硫洗去,降低燃煤的含硫量,從而達到減少污染的目的。
燃燒中脫硫(即爐內(nèi)脫硫),是在煤粉燃燒的過程中同時投入一定量的脫硫劑,在燃燒時脫硫劑將二氧化硫脫除。典型的技術(shù)是循環(huán)流化床技術(shù)。
燃燒后脫硫(即煙道氣體脫硫),是在煙道處加裝脫硫設(shè)備,對煙氣進行脫硫的方法,典型的技術(shù)有石灰石-石膏法,噴霧干燥法,電子束法,氨法等。
煙道氣體脫硫是目前世界唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式,90%以上的國內(nèi)外火電廠脫硫技術(shù)均采用石灰石-石膏法。
三、常用脫硫方法存在的問題
常用的濕式石灰石-石膏的煙道氣體脫硫方法,投資成本高、系統(tǒng)維護量大,多數(shù)情況下副產(chǎn)物石膏的純度、含水率滿足不了商品石膏的要求,只能拋棄,形成二次污染,增加運行成本。其他的脫硫方法,或脫硫效率不高、或一次性投資過大、或運行成本過高、或有二次污染,種種原因制約了這些方法的推廣使用。
以引進設(shè)備為主的SO2控制技術(shù),對我國這樣的發(fā)展中國家和世界上絕大多數(shù)的國家,都存在“建不起”也“運行不起”的嚴重障礙。不少用戶存在應(yīng)付環(huán)保檢查的心理,脫硫裝置僅在有關(guān)部門進行監(jiān)督檢查時才使用,平時僅當(dāng)擺設(shè)。但隨著我國環(huán)保執(zhí)法力度的加大,這一現(xiàn)象會得到遏制。
四、氯堿/硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)
4-1:氯堿/硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)簡介:
開發(fā)出一種低投資,低運行費,高效益、適合國情的實用技術(shù),是脫硫行業(yè)未來的發(fā)展方向。氯堿法脫硫技術(shù),是深圳柯雷恩環(huán)境科技有限公司針對目前脫硫工藝中存在的諸多問題而開發(fā)出的脫硫及脫硫后產(chǎn)物處理的符合中國國情的專利技術(shù),它是由十多項發(fā)明專利技術(shù)組合而成的系列煙氣脫硫技術(shù),計有四種工藝路線,即氯堿/硫酸鈉法、氯堿再生法、隔膜再生法、雙膜再生法等。該系列技術(shù)適于濕法煙氣脫硫,尤其是用電成本低廉的場合,如大型電站鍋爐的煙氣脫硫。
整個系列脫硫技術(shù)的副產(chǎn)物為高品質(zhì)的大宗化工原料,即氯氣、氫氣、硫酸鈉(元明粉、芒硝)、液體二氧化硫,均具有很高商業(yè)價值。另外,本脫硫系統(tǒng)還可以根據(jù)火電廠的周邊營銷環(huán)境調(diào)整副產(chǎn)品的產(chǎn)出物,如產(chǎn)出鹽酸、發(fā)煙硫酸、過氧化氫(雙氧水)等多種標的產(chǎn)品,以適應(yīng)不同的客戶需求。
今天我著重介紹一下為我們的示范工程江西豐城發(fā)電廠(4臺30萬千瓦的機組)的#4機組量身定制的氯堿-硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)。豐城發(fā)電廠位于贛江邊上,地處江西煤礦基地豐城礦務(wù)局所在地,離全國著名的年產(chǎn)30萬噸精制鹽的江西鹽礦僅30公里,近在咫尺,鐵路、公路等交通發(fā)達。這給我們的氯堿硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用,提供了得天獨厚的條件。
氯堿/硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)由氫氧化鈉制備、脫硫洗滌、副產(chǎn)物的處理等三個模塊組成。
在氫氧化鈉制備模塊中,采用化工上典型的傳統(tǒng)工藝,以食鹽作為原料,利用離子膜制堿的方法制取脫硫劑氫氧化鈉溶液。
在脫硫洗滌模塊中,采用傳統(tǒng)的濕式鈉法煙氣脫硫洗滌技術(shù)。以NaOH溶液為脫硫劑對含有二氧化硫的氣體進行脫硫洗滌。
在副產(chǎn)物處理模塊中,脫硫廢水經(jīng)預(yù)處理后,采用酸解的方法析出高濃度高純度的二氧化硫,以保證副產(chǎn)品的工業(yè)價值。酸解后生成的硫酸鈉經(jīng)過處理后加工成工業(yè)元明粉。脫硫整體工藝流程詳見我公司提交的會議論文中的附圖。
4-2:氯堿/硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)有以下優(yōu)點:
1:脫硫效率高。由于本技術(shù)所采用的脫硫劑是強堿性的NaOH溶液,它是一種眾所周知的脫硫效果最佳的脫硫劑。在脫硫設(shè)備和脫硫工況等條件相同的情況下,其脫硫效率比其他脫硫劑如石灰石等顯著為高。國外用NaOH溶液對脫硫設(shè)備進行脫硫效率的實際測試結(jié)果中表明,單級脫硫效率超過99%。
2:投資低。在30萬千瓦的機組燃用3%的高硫煤情況下,包括脫硫劑制備、脫硫洗滌、副產(chǎn)物處理等所有項目在內(nèi),其總投資約1.85億元,單位投資指標約為617元/KW。
3:運行成本低。常規(guī)鈉法脫硫的最大缺點是運行成本高。在我公司開發(fā)的氯堿/硫酸鈉法技術(shù)中,由于采用了電廠的廉價電力作為脫硫劑氫氧化鈉制備的能源,同時減少了NaOH的蒸發(fā)固堿工序,減少了包裝運輸?shù)馁M用,從而大大減低了NaOH的獲取成本,使常用鈉法脫硫洗滌技術(shù)運行費用大大降低而得以推廣應(yīng)用。綜合計算副產(chǎn)品的銷售收入后,整個脫硫系統(tǒng)將會有很大運行利潤。
4:系統(tǒng)故障低。由于采用鈉法脫硫洗滌,脫硫洗滌流程中生成的均是可溶性物質(zhì)而非不溶性的硫酸鈣,避免了石灰石/石膏法中常遇到的堵塞、結(jié)垢等問題,同時還可以簡化洗滌塔的構(gòu)造。國外鈉法洗滌脫硫系統(tǒng)的運行結(jié)果表明,其故障率明顯比石灰石/石膏法為低。
5:不形成二次污染。氯堿/硫酸鈉法所形成副產(chǎn)物的純度和品位均達到商品化的要求,而且均為高品質(zhì)的大宗工業(yè)原料,銷售容易。整個過程不形成對環(huán)境造成二次污染的廢棄物,避免了石灰石/石膏法中石膏(多數(shù)石膏無法商品化)的堆放拋棄問題。
6:氯堿/硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)的三個模塊中,各個模塊的設(shè)備和技術(shù)都是成熟和常用的。4-3:成熟的工藝
深圳柯雷恩環(huán)境科技有限公司在進行煙氣脫硫技術(shù)的開發(fā)中,采取了獨特的研發(fā)思路,即避免采用不成熟技術(shù),盡可能采用現(xiàn)有的已成熟技術(shù)進行優(yōu)化組合,從而縮短開發(fā)到實際推廣應(yīng)用的時間。氯堿/硫酸鈉法是一種非常成熟的技術(shù),其特征在于并不追求某個單體模塊技術(shù)的突破,而將各個成熟的技術(shù)在獨特的工藝下有機組合而成。它的三個模塊在各自的行業(yè)中均有相當(dāng)規(guī)模的工業(yè)運行業(yè)績。
A:氫氧化鈉制備模塊。該部分完全套用現(xiàn)有的氯堿行業(yè)電解制堿的工藝及設(shè)備。30萬千瓦機組燃用3%高硫煤時,需要的氫氧化鈉的產(chǎn)量為4萬噸/年,而國內(nèi)化工制堿的相應(yīng)規(guī)模已經(jīng)達到年產(chǎn)六十萬噸的級別,如上海氯堿總廠等。因此,氫氧化鈉制備的工藝模塊在工業(yè)應(yīng)用中是成熟的和可靠的。
B:脫硫洗滌模塊。該模塊可以套用現(xiàn)有的濕式鈉法脫硫洗滌塔的工藝和設(shè)備,在國外,鈉法洗滌脫硫工藝已經(jīng)達到配套70萬千瓦機組處理氣量的工業(yè)應(yīng)用業(yè)績。世界上一共有25座鈉法脫硫裝置,1個在日本,2個在德國,22個在美國,如JIM BRIDGE PLANT 等。所以,脫硫洗滌模塊可以引進,其工業(yè)成熟性不容置疑。我公司在與國內(nèi)外數(shù)十家脫硫設(shè)備供應(yīng)商進行洽商后,得到了多家著名脫硫公司的大力支持,經(jīng)我公司的遴選(遴選的前提是在示范工程后必須實現(xiàn)脫硫塔的國產(chǎn)化),在滿足我方技術(shù)要求的前提下,初步選定了四家。在此我謹向?qū)o我公司提供了工藝設(shè)計方案的加拿大TURBOSONIC公司的艾爾博先生、石川島的田丸忠義先生、美國盛艾爾浦公司的熊天渝博士、美國孟山都公司的亞太區(qū)總監(jiān)金偉先生和孟山都中國的陶啟潛先生等人表示感謝。
C:副產(chǎn)物后處理模塊。硫酸鈉(又稱元明粉或芒硝)制備工藝是廣泛應(yīng)用的化工工藝,30萬千瓦電廠機組燃用3%高硫煤時,配套硫酸鈉裝置的規(guī)模約為年產(chǎn)10萬噸,產(chǎn)品為工業(yè)A級。而國內(nèi)超過此規(guī)模的廠家就有很多,如四川眉山芒硝廠已經(jīng)達到50萬噸/年的規(guī)模。所
以,該模塊的工業(yè)成熟性是不容置疑的。
由上述可見,氯堿/硫酸鈉法脫硫工藝的三個模塊在其各自的領(lǐng)域內(nèi)均有相當(dāng)規(guī)模的工業(yè)業(yè)績,而且三個模塊的連接工藝參數(shù)也是前后銜接吻合,因此可以認定本技術(shù)在工業(yè)實際操作中是成熟的。循照本脫硫技術(shù)的工藝路線,其成熟可靠性完全可以擺脫小試-中試-示范工程的開發(fā)過程,直接應(yīng)用于示范工程中,其工業(yè)設(shè)計可行性已經(jīng)得到了國內(nèi)多家部委級工業(yè)設(shè)計院的認可。目前,中國成達化學(xué)工程公司(原化工部八院)正在就此項目編制項目建議書(預(yù)可研),將上報國家經(jīng)貿(mào)委立項。
五、氯堿/硫酸鈉法經(jīng)濟技術(shù)指標
氯堿/硫酸鈉法煙氣脫硫技術(shù)的工藝原理和技術(shù)可行性滿足了工業(yè)的要求,其經(jīng)濟指標將成為本技術(shù)能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素。下面就本技術(shù)的投資和運行成本進行估算,所有數(shù)據(jù)均采自三個模塊的工業(yè)實際數(shù)據(jù)。下面以豐城發(fā)電廠#4機組的為例進行估算。
5-1:以30萬千瓦電站機組燃用含硫量3%的煤時投資脫硫系統(tǒng)為例,估算投資成本及工程報價(公用工程依托原有電廠)
1、氫氧化鈉制備模塊:采用離子膜電解槽工藝,產(chǎn)量為5.52 T/H(折合約年產(chǎn)3.6萬噸100%的NaOH)。投資約6000萬元。
2、脫硫洗滌模塊:處理煙氣量為120萬Nm3/H,投資約6000萬元(國外引進)。脫硫洗滌塔的設(shè)計和選型應(yīng)避免更換或增加引風(fēng)機,否則投資成本會相應(yīng)增加。
3、硫酸鈉處理模塊:年產(chǎn)10萬噸元明粉制取裝置,總投資約4500萬元。
4、其他及不可預(yù)見費用:約2000萬元。
5、成本總額約為:18500萬元
5-2:以30萬千瓦電站機組燃用含硫量3%的煤時脫硫系統(tǒng)為例進行運行成本估算:(機組設(shè)計年利用小時為6500小時)
A:運行費用
1:氫氧化鈉制備的運行費用:按886.66元/噸的單位工業(yè)指標計算,其年運行成本約為3182萬元。
2:脫硫洗滌的運行費用:按發(fā)電的燃料成本0.10元/度進行計算,其年運行費用約為362萬元。
3:副產(chǎn)品如硫酸鈉等處理的運行費用:1690萬元/年
總運行費用:5234萬元
B:副產(chǎn)品的銷售收入
1:氯氣(31250噸/年):目前,國內(nèi)氯氣市場情況良好。氯堿化工行業(yè)的基本經(jīng)營情況是靠銷售氯氣以維持利潤,而氫氧化鈉則降價銷售,能保本或有少許虧損都在所不計。所以,氯氣的市場不成問題。按市場價1900元/噸計,年凈收入達5937萬元,即使按市價70%即1,350元/噸計, 年銷售收入也有4219萬元。
2:氫氣(948噸/年):考慮到目前氫氣銷售前景不明朗以及初投資的因素,暫不將氫氣計入銷售收入范圍。但該部分的市場潛力是非常廣闊的,按現(xiàn)在氣站的銷售價格10萬元/噸計算,就約有9480萬元的潛在效益。就算在氣站銷售困難,可以再追加投資7000萬元,用氫氣去生產(chǎn)濃度為35%的雙氧水,產(chǎn)量約4萬噸/年,按目前雙氧水的市場價格1900元/噸計算,銷售收入為7600萬元/年,年凈收益約5000萬元。我們擬在其后的#1機組改造時,將2臺裝置產(chǎn)生的氫氣并用,投資1億元左右,即可形成年產(chǎn)8萬噸的雙氧水的生產(chǎn)能力,形
成規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢,屆時可實現(xiàn)年利潤1億元左右,當(dāng)年收回投資。雙氧水主要應(yīng)用于紡織造紙行業(yè)的環(huán)保型漂白劑,國內(nèi)造紙廠采用雙氧水漂白工藝的不足2%,而歐美發(fā)達國家由于漂白質(zhì)量和環(huán)保的要求,采用雙氧水漂白工藝的已經(jīng)達到75%以上,這是一個非常大的雙氧水潛在市場,上海年初剛投產(chǎn)了一個年產(chǎn)10萬噸的雙氧水裝置。隨著中國加入WTO,質(zhì)量的要求和環(huán)保的要求將是越來越多的廠家采用雙氧水漂白工藝,其銷售前景將非常樂觀。另外,如果電廠周邊有石化企業(yè),石油裂解和加氫需要的大量氫原料,氫氣可以就近銷售,那會有很大的收益。
3:液體二氧化硫(14976噸/年),目前國內(nèi)市場容量約為22萬噸。按市場價1200元/噸計算,年凈收入為1800萬元。即使按市價70%即800元/噸計,年銷售收入也高達1198萬元 4:元明粉(99840噸/年):目前國內(nèi)稍具規(guī)模的元明粉廠家,銷售及出口的形勢非常樂觀,年產(chǎn)50萬噸四川眉山芒硝廠,產(chǎn)品供不應(yīng)求,生產(chǎn)定單今年8月時就已經(jīng)排到年底。元明粉的出口FOB價約每噸65美元,加上退稅約690元人民幣/噸,(在這里我們按600元/噸計算),年凈收入可高達6000萬元。即使按市價70%即420元/噸計,年銷售收入也有4200萬元。
以上三項相加,年總的凈銷售收入13737萬元。
C:運行費用平衡
脫硫系統(tǒng)運行的經(jīng)濟收益:收入-支出=13737-5243=8503萬元(即使按市場價的70%計算,也有4374萬元的銷售收入)
現(xiàn)電廠目前燃用的是晉北低硫煤(熱值約5500大卡),每噸260元,投入本脫硫系統(tǒng)后改燒當(dāng)?shù)睾蛄考s3%的高硫煤(熱值5600~6000大卡),價格150元/噸??紤]到電廠的購煤差價(高硫煤和低硫煤的差價),按每噸110元差價計算,按現(xiàn)在每臺機組年耗煤量86萬噸計算,年減支出將高達9570萬元。此時的經(jīng)濟效益更為可觀。
火電廠燃料成本占每度電的52%,這對今后電廠廠網(wǎng)分開后的競價上網(wǎng)產(chǎn)生極大的競爭優(yōu)勢。對于豐城電廠#4機組300MW的電站鍋爐,采用氯堿/硫酸鈉法脫硫技術(shù),每年有約18073萬元的實際純收益。根據(jù)國家有關(guān)文件的精神,我國將向歐美等發(fā)達國家學(xué)習(xí),由政府補貼使用高硫煤的價格補貼,人為拉大高硫煤和低硫煤的差價,以鼓勵電廠增設(shè)脫硫裝置并燃用高硫煤。因此,高、低硫煤的差價將會更大,電廠收益會更高,這也符合集中整治的環(huán)保政策。
而且,國家目前對電廠投資脫硫設(shè)備予以政策傾斜,其中有示范工程進口設(shè)備免稅、設(shè)備投資的40%金額可以從所得稅中返還,即獲得國家退稅補貼5600萬元(設(shè)備投資1.4億元的40%),相當(dāng)于電廠獲得年總收益2.3673億元,不到1年即可收回全部投資并有贏余。按設(shè)計壽命20年計,將會使豐城電廠#4機組成為新的利潤增長點,將超過機組本身的發(fā)電收益。另外,還有允許電廠多發(fā)電上網(wǎng)、從排污費中返還補貼、以及貼息等等政策優(yōu)惠,電廠實際收益將更大。即使不是示范工程而作為商業(yè)裝置,而且副產(chǎn)品按市場價格的70%來計算,也能在20月內(nèi)收回全部投資。所以,豐城電廠#4機組增設(shè)氯堿/硫酸鈉法煙氣脫硫裝置,無論從社會效益還是企業(yè)經(jīng)濟效益來說,都是一件利國利民的事情,它使火電廠煙氣脫硫從企業(yè)的沉重負擔(dān)轉(zhuǎn)化為新的利潤增長點,擺脫以往電廠不愿使用脫硫裝置的被動局面,進入一個嶄新的階段。
5-3:不同脫硫方法的經(jīng)濟技術(shù)指標的比較
在我公司提交的會議論文中有一個關(guān)于不同脫硫方法的經(jīng)濟技術(shù)比較的表格,即表1,在這里我也不重復(fù)敘述了。
我還想在這里強調(diào)一點,我今天演講中所引用的部分數(shù)據(jù)和論文中的數(shù)據(jù)有一些差異,這是因為我們在論文中采用了較為保守的計算數(shù)據(jù)所致,比如副產(chǎn)品的價格僅按實際市場價格的70%計算、煤的差價僅按50元/噸計算等,而今天演講中所引用的數(shù)據(jù)則是針對豐城電廠#4機組,并按照實際化工市場價格數(shù)據(jù)和實際燃煤真實成本來計算等,因此有些差異。
六、深圳柯雷恩環(huán)境科技有限公司其他脫硫技術(shù)
深圳柯雷恩環(huán)境科技有限公司開發(fā)的氯堿法系列技術(shù)還有氯堿再生法、隔膜再生法、雙膜再生法等多個專利技術(shù),作為公司未來發(fā)展的儲備技術(shù)。這些技術(shù)在氯堿/硫酸鈉法的基礎(chǔ)上,對個別單體模塊進行適當(dāng)?shù)闹性嚭蠹纯赏茝V應(yīng)用,其經(jīng)濟效益還能顯著提高。
氯堿再生法是將脫硫洗滌后的副產(chǎn)物亞硫酸鈉/亞硫酸氫鈉去循環(huán)再生脫硫劑氫氧化鈉,減少了原鹽的消耗;隔膜再生法是利用隔膜制堿的方法再生脫硫劑以降低投資成本;雙膜再生法則是利用我公司開發(fā)的特殊槽型,一次性處理脫硫廢水,大大簡化了工藝流程,降低投資成本和運行成本。
論文中的表2就是這些不同技術(shù)的簡要經(jīng)濟指標。
七、氯堿/硫酸鈉法的發(fā)展前景和市場需求
環(huán)保產(chǎn)業(yè)是世紀朝陽行業(yè),在世界范圍內(nèi)已經(jīng)形成一個巨大的市場。據(jù)統(tǒng)計,1992年,全球環(huán)保市場規(guī)模為2500億美元,1994年上升為4080億美元?;旧舷喈?dāng)于化工產(chǎn)品的市場規(guī)模。據(jù)聯(lián)合國國際開發(fā)署1998年預(yù)測,到2000年,全球?qū)⑼顿Y5000億美元來改善環(huán)境設(shè)施,完善有關(guān)服務(wù)。環(huán)保產(chǎn)業(yè)將達到6000億美元。這是一個充滿商機、極富誘惑力的巨大市場。
大氣污染防治是環(huán)保產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,國內(nèi)90%以上的火力發(fā)電廠未安裝脫硫設(shè)備,二氧化硫直排大氣。為了治理酸雨和二氧化硫,國家有關(guān)部門加大治理力度,根據(jù)國家對“兩控區(qū)”行動方案的要求,175個地區(qū)到2010年總削減二氧化硫排放量1400萬噸,總投資1970億元;另外,根據(jù)國務(wù)院國家計劃發(fā)展委員會和國家經(jīng)貿(mào)委的聯(lián)合發(fā)文精神,新建火電廠燃用含硫量超過1%的煤種時必須有脫硫裝置,否則不予立項,而按照國家有關(guān)規(guī)劃,未來十年內(nèi)全國將新增1.5億千瓦的火電機組,按每萬千瓦需脫硫投資為700萬元計,即使只有30%的新建機組安裝脫硫裝置,也需350億的投資。從上述數(shù)據(jù)可推斷,每年即使只有5%的火電廠進行脫硫治理工程,就可形成60億元的產(chǎn)業(yè)需求。
氯堿/硫酸鈉法脫硫等系列脫硫技術(shù),具有技術(shù)成熟、低投資,有運行利潤(約1~2年收回投資),運行可靠,脫硫效率高,無二次污染,無固體廢棄物等優(yōu)點,是大型電站鍋爐脫硫的最佳選擇。從技術(shù)和市場的角度來看,氯堿法系列技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景。而我們柯雷恩人有決心、勇氣、智慧,充分利用我們自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)優(yōu)勢,來改變外國技術(shù)裝置一統(tǒng)中國脫硫市場的不利局面,作到真正意義上的國產(chǎn)化,為我國的火電廠脫硫事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻。
謝謝大家。