第一篇:煙氣海水脫硫技術(shù)原理大全
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(yuǎn)遠(yuǎn)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(qiáng),PH值一般在3左右,呈強(qiáng)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(jìn)行上述中和反應(yīng)的同時,要在海水中鼓入大量空氣進(jìn)行曝氣,其作用主要有:(1)將SO32-氧化成為SO42-;(2)利用其機(jī)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(dá)標(biāo)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(dá)標(biāo)排放。曝氣反應(yīng)需要通過曝氣風(fēng)機(jī)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(jìn)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(biāo)
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(dá)到90%以上,還要將脫硫后的海水恢復(fù)到能夠達(dá)標(biāo)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(biāo):(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(biāo),一類、二類海水水質(zhì)要求pH達(dá)到7.8-8.5,三類、四類海水水質(zhì)要求pH達(dá)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(jìn)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(yán)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-
第二篇:常用煙氣脫硫技術(shù)原理與工藝
技術(shù)講課內(nèi)容:幻燈片內(nèi)容摘錄
2013.5.22 第一部分
概述
為什么要脫硫
脫硫的必要性
隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長,能源消耗急劇增加,由此而引起的環(huán)境污染日益嚴(yán)重。我國是一個煤儲量豐富的國家,煤炭占一次能源的75%,能源消費結(jié)構(gòu)對煤的過分依賴導(dǎo)致了環(huán)境污染的加劇,煤炭燃燒所排出SO2占排放總量的93.9%,我國1995年SO2排放達(dá)2370萬噸,己居世界第一位。
? 據(jù)《1998年中國環(huán)境狀況公報》數(shù)據(jù)顯示1998年,中國大氣環(huán)境主要污染物SO2的排放量達(dá)2090萬噸,由此導(dǎo)致酸雨的覆蓋面積約占國土面積的30%,造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1100億元。1998年,全國降水年均pH值范圍在4.13-7.79之間,降水年均pH值低于5.6的城市占統(tǒng)計城市數(shù)的52.8%,尤其在南方降水pH值低于5.6的城市約占73.03%。SO2的排放不僅對人體有害,還會引起酸雨。SO2目前己成為我國空氣最主要污染物之一。
? 酸雨控制和二氧化硫污染控制區(qū)簡稱兩控區(qū)
? 大氣中SO2可以導(dǎo)致多種呼吸器官疾病和更多誘發(fā)心血管疾病,而目SO2在環(huán)境中形成的酸沉降會引起江河湖泊的酸化,對植物和農(nóng)作物造成損害。
環(huán)境污染突出的“三廢” 處理的最基本的原則,就是找到一種合適的,將污染物轉(zhuǎn)化為一種長期穩(wěn)定、不對周邊環(huán)境造成二次污染的方式。
? “工業(yè)三廢”是指工業(yè)生產(chǎn)所排放的“廢水、廢氣、固體廢棄物
? “工業(yè)三廢”中含有多種有毒、有害物質(zhì),若不經(jīng)妥善處理,如未達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)而排放到環(huán)境(大氣、水域、土壤)中,超過環(huán)境自凈能力的容許量,就對環(huán)境產(chǎn)生了污染,破壞生態(tài)平衡和自然資源,影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民健康,污染物在環(huán)境中發(fā)生物理的和化學(xué)的變化后就又產(chǎn)生了新的物質(zhì)。好多都是對人的健康有危害的。這些物質(zhì)通過不同的途徑(呼吸道、消化道、皮膚)進(jìn)入人的體內(nèi),有的直接產(chǎn)生危害,有的還有蓄積作用,會更加嚴(yán)重的危害人的健康。不同物質(zhì)會有不同影響。
一、什么是“煙氣脫硫技術(shù)”?
用簡單、通俗的說法,就是:一種將煙氣中SOx進(jìn)行分離,轉(zhuǎn)化為一種長期穩(wěn)定、不對周邊環(huán)境造成二次污染的物質(zhì)的方法。這是我們最基本的需求。
這種終產(chǎn)物的綜合利用,也是我們選擇何種煙氣脫硫技術(shù)路線綜合考量因素之一。
? 第二部分
? 石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)
? FGD——(flue gas desulfurization)煙氣脫硫,即在煙道上加脫硫裝置,它目前是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法,是控制酸雨和SO2污染的最有效和主要的技術(shù)手段。
? 目前徐塘四臺機(jī)均采用此脫硫技術(shù)
? 脫硫術(shù)語
? 1脫硫島:
? 指脫硫裝置及為脫硫服務(wù)的建筑物。?
2、吸收劑: ? ? ? ? ? ? 指脫硫工藝中用于脫出二氧化硫等有害物質(zhì)的反應(yīng)劑。石灰石----石膏法脫硫工藝使用的吸收劑為石灰石(CaCO3)或石灰(CaO)? 3吸收塔:
? 脫硫工藝中脫除SO2等有害物質(zhì)的反應(yīng)裝置。? 4副產(chǎn)品:
? 在脫硫工藝中吸收劑與煙氣中的SO2等反應(yīng)后生成的物質(zhì)。? 5裝置可用率:
? 指脫硫裝置每年正常運行時間與發(fā)電機(jī)組每年總運行時間的百分比。
可用率=(A-B)/A ×100% ? 6脫硫效率:
? 脫硫裝置脫除的SO2量與未經(jīng)脫硫前煙氣中所含SO2量的百分比,按公式:∩=(C1-C2)/C1×100% ? 7增壓風(fēng)機(jī):
? 為克服脫硫裝置產(chǎn)生的煙氣阻力新增加的風(fēng)機(jī)。目前4、5號脫硫裝置的增壓風(fēng)機(jī)已拆除;
6、7號脫硫裝置的增壓風(fēng)機(jī)也即將拆除。? 8煙氣換熱器:GGH(6、7號)
? 為調(diào)節(jié)脫硫前后的煙氣溫度設(shè)置的換熱裝作(GGH)。一般進(jìn)130℃降至88℃出,至吸收塔出50℃,至GGH加熱到80℃以上排至煙囪。
(一)脫硫原理
石灰石—石膏濕法煙氣脫硫采用石灰石漿液做為反應(yīng)劑,與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣(CaSO3),亞硫酸鈣CaSO3與氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成硫酸鈣(CaSO4)。其脫硫效率和運行可靠性高,是應(yīng)用最廣的脫硫技術(shù)。
? 石灰石濕法脫硫系統(tǒng)的組成
? 煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、公用系統(tǒng)(工藝水系統(tǒng)、、壓縮空氣系統(tǒng)等)、廢水系統(tǒng)。
?
1、煙氣系統(tǒng)(煙道擋板、煙氣再熱器、增壓風(fēng)機(jī)等); ?
2、吸收系統(tǒng)(吸收塔、循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、除霧器等);吸收塔系統(tǒng)一般包括石灰石漿液再循環(huán)系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)、除霧器沖洗系統(tǒng)、石灰石漿液供給系統(tǒng)、吸收塔溢流密封系統(tǒng)、吸收塔排水坑及事故漿池系統(tǒng)。主要設(shè)備有吸收塔、再循環(huán)泵、除霧器、攪拌器、氧化風(fēng)機(jī)、吸收塔排水坑、事故漿液池、吸收塔排水坑、事故漿液池泵及相關(guān)的管路及閥門等。
?
3、吸收劑制備系統(tǒng)(石灰石粉倉、磨石機(jī)、石灰石漿罐、漿液泵等)?
4、石膏脫水及儲存系統(tǒng)(石膏漿液泵、水力旋流器、真空脫水機(jī)等)?
5、公用系統(tǒng)(工藝水、壓縮空氣、熱工及電氣等系統(tǒng))
? 工藝水系統(tǒng)作用:主要用來補(bǔ)充廢水系統(tǒng)帶走、在吸收塔內(nèi)蒸發(fā)、及石膏帶走的水分;冷卻氧化空氣、沖洗GGH、沖洗漿液管道、沖洗石膏濾餅濾布等。
? 更主要的作用是4、5號FGD漿液循環(huán)泵的機(jī)封冷卻水,今天上午就能看出工藝水的作用。機(jī)封水壓力一般在0.3mpa左右。
?
6、廢水廢渣處理系統(tǒng)
(二)典型工藝流程
煙氣系統(tǒng)DCS運行畫面
增壓風(fēng)機(jī)又稱脫硫風(fēng)機(jī),用以克服脫硫系統(tǒng)的阻力。脫硫風(fēng)機(jī)主要有三種:動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)、靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)以及離心風(fēng)機(jī)。
常用大型電站煙氣脫硫 增壓風(fēng)機(jī)外形圖
1.3 主要設(shè)備之三:煙氣換熱器(6、7號)
由鍋爐來的煙氣溫度130℃,進(jìn)入GGH放熱溫度降至88℃左右,進(jìn)入吸收塔,煙氣在吸收塔內(nèi)被循泵出口的漿液吸收、降溫從吸收塔排出,溫度大概50℃,再經(jīng)GGH加熱,溫度升高到80℃,進(jìn)入煙囪排入大氣。由吸收塔出來的煙氣,溫度已經(jīng)降至45~55℃,已低于酸露點,尾部煙道內(nèi)壁溫度較低,容易結(jié)露腐蝕,所以通常安裝了煙氣再熱器,其目的是降低吸收塔入口煙溫、提高吸收塔出口煙溫。煙氣再熱器有多種方式,一般分為蓄熱式和非蓄熱式。蓄熱式主要有:回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器(RGGH)、管式煙氣換熱(MGGH)器等。
大型電站煙氣脫硫 回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器(RGGH)外形圖
2、SO2吸收系統(tǒng)及主要設(shè)備
2.1 吸收塔
按照工作原理來分類,吸收塔主要有噴淋塔、液柱塔、填料塔、噴射鼓泡塔等。
(1)噴淋塔
噴淋塔是典型的空塔型吸收塔,循環(huán)漿液經(jīng)過多層噴淋層將漿液由吸收塔上部從上向下噴射,形成細(xì)小的液滴與從下向上逆流的煙氣接觸,完成SOx的吸收。煤的含硫量從小到大決定,對應(yīng)噴淋層的層數(shù)為3~5層不等,對于特高硫煤,噴淋塔有一定的局限性。
噴淋塔采用單元制漿液循環(huán)系統(tǒng),每臺循環(huán)泵對應(yīng)一層噴淋層,無在線備用。每臺泵流量相同,揚(yáng)程不同。每臺泵、電機(jī)互換性較差,不利于備品備件的準(zhǔn)備。噴淋塔一旦建成,煤的實際含硫量超過設(shè)計值需要改造的工程量較大。
噴淋塔其具有塔內(nèi)部件少,結(jié)垢可能性小,阻力低等優(yōu)點。適合國內(nèi)大部分地區(qū)的中低硫煤鍋爐的煙氣脫硫,是目前國內(nèi)使用最多的塔型。
? 1)吸收塔噴淋層
噴嘴是噴淋塔的關(guān)鍵設(shè)備之一,脫硫噴嘴的作用是將漿液噴射為細(xì)小的液滴,增加吸收塔內(nèi)漿液與煙氣的接觸面積。
目前常用的脫硫噴嘴有螺旋噴嘴和偏心噴嘴兩種,根據(jù)每個噴嘴流量選擇。
? 2)除霧器
除霧器是利用折流板改變通過的煙氣流道,使經(jīng)過噴漿脫出SO2后的煙氣夾帶的液滴和水霧分離下來, 以控制和防止亞硫酸鹽在除霧器后塔壁、煙道產(chǎn)生結(jié)垢。除霧器一般的設(shè)計要求是液滴含量不超過100mg/Nm3。
? 除霧器
3)攪拌器
為使?jié){液在漿池內(nèi)不致沉淀結(jié)垢, 保證漿液在漿池內(nèi)與空氣中氧充分氧化,吸收塔底部通常設(shè)置側(cè)進(jìn)式攪拌器。
? 吸收塔噴漿管和噴嘴
(3)噴射鼓泡塔(4)填料塔
填料的特點:
(1)填料塔具有生產(chǎn)能力大,脫硫效率高,漿液量小,傳質(zhì)效率高,操作彈性大等優(yōu)點。
(2)吸收塔造價高;當(dāng)漿液負(fù)荷較小時傳質(zhì)效率降低;
(3)一般不直接用于有懸浮物或容易聚合產(chǎn)生結(jié)垢的脫硫劑。主要適用于溶解性的脫硫劑的脫硫技術(shù)。(5)帶托盤的噴淋塔
根據(jù)石灰石的磨制方式是干磨或濕磨,可將石灰石漿液制備分為干式制漿系統(tǒng)和濕式制漿系統(tǒng)。
3.1 干式制漿系統(tǒng)
主要包括石灰石接收、輸送和貯存、石灰石粉制備和輸送、石灰石粉貯存。3.2 濕式制漿系統(tǒng)
主要包括石灰石貯存和輸送系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)。
主要由吸收塔排出泵系統(tǒng)、旋流器站(一級脫水系統(tǒng))、真空皮帶過濾機(jī)(二級脫水系統(tǒng))、廢水旋流站等組成。
旋流器站(一級脫水系統(tǒng))
? 石膏二級脫水系統(tǒng)圖 ? 石膏二級脫水布置圖 ? 1)工藝水系統(tǒng)
?
FGD裝置配置有工藝水泵和事故沖洗水泵。
? 2)壓縮空氣系統(tǒng) ? 3)事故漿液排放系統(tǒng) ?
事故漿液池、泵、坑 ? 4)廢水處理系統(tǒng)
? 采用中和、混凝、澄清、脫水處理。
? 設(shè)有反應(yīng)箱、澄清池、壓濾機(jī)、加藥設(shè)備等。? 處理出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
第三篇: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(hù)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(jī)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(yán)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(dá)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(jìn)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(jìn)的可達(dá)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(yán)重,在設(shè)備維護(hù)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(dá)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(jìn)行了改進(jìn),開發(fā)出成本低、選擇吸附性能強(qiáng)的ZL30,ZIA0,進(jìn)一步完善了活性炭的工藝,使煙氣中SO2吸附率達(dá)到 95.8%,達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
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(jìn)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(jìn)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(hù)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(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
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(qiáng)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(jì)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(jìn)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(jī)械或氣流的力量將吸收劑分散成極細(xì)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(jìn)行,工藝設(shè)備簡單,生成物為干態(tài)的CaSO4、CaSO4,易處理,沒有嚴(yán)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)氣溫度、床內(nèi)相對濕度、反應(yīng)溫度之間有嚴(yán)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(jìn)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(jìn),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(jìn)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(dá)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(jī)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(dá)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(dá)氣液相界面處,SO2與 NaOH 迅速反應(yīng),達(dá)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(jìn)行煙氣脫硫,其機(jī)理為: 在有氧條件下,通過脫硫細(xì)菌的間接氧化作用,將煙氣中的SO2氧化成硫酸,細(xì)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(jī)硫還是無機(jī)硫,一經(jīng)燃燒均可生成被微生物間接利用的無機(jī)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(jìn)行脫硫研究,在較低的液氣比下,脫硫率達(dá) 98%
第四篇: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(jìn)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(dá)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(fù)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(qiáng),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(jī)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(jī)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(jì)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(yán)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(jì)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失已占GDP的2%,GNP的3%,嚴(yán)重地阻礙了我國經(jīng)濟(jì)的向前發(fā)展。為了使我國國民經(jīng)濟(jì)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(biāo)。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(dá)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(jī)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(jìn)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(jìn)行洗選,將煤中大部分的可燃無機(jī)硫洗去,降低燃煤的含硫量,從而達(dá)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(jìn)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(hù)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(jìn)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(yán)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(jìn)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(biāo)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(jī)組)的#4機(jī)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(dá)。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(jìn)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(qiáng)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(jìn)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(jī)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(biāo)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(dá)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(dá)到配套70萬千瓦機(jī)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(jìn),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(jìn)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(jǐn)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(jī)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(dá)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(rèn)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(rèn)可。目前,中國成達(dá)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(jì)技術(shù)指標(biāo)
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(jì)指標(biāo)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(jìn)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(jī)組的為例進(jìn)行估算。
5-1:以30萬千瓦電站機(jī)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(jìn))。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(jī),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(jī)組燃用含硫量3%的煤時脫硫系統(tǒng)為例進(jìn)行運行成本估算:(機(jī)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(biāo)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(jìn)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(dá)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(jī)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(jì)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(jī)組年耗煤量86萬噸計算,年減支出將高達(dá)9570萬元。此時的經(jīng)濟(jì)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(jī)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(dá)國家學(xué)習(xí),由政府補(bǔ)貼使用高硫煤的價格補(bǔ)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(jìn)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(bǔ)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(jī)組成為新的利潤增長點,將超過機(jī)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(bǔ)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(jī)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(jì)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(fù)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(jìn)入一個嶄新的階段。
5-3:不同脫硫方法的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)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(jì)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(qiáng)調(diào)一點,我今天演講中所引用的部分?jǐn)?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(jī)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(jìn)行適當(dāng)?shù)闹性嚭蠹纯赏茝V應(yīng)用,其經(jīng)濟(jì)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(jì)指標(biāo)。
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(jì)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(dá)到6000億美元。這是一個充滿商機(jī)、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(jī)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(jī)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(jìn)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(xiàn)。
謝謝大家。
第五篇:2011年煙氣脫硫技術(shù)研討會邀請函
2011年煙氣脫硫技術(shù)研討會—————————————————
關(guān)于河北省環(huán)境科學(xué)學(xué)會與密封技術(shù)網(wǎng)召開 2011年煙氣脫硫技術(shù)研討會邀請函
各相關(guān)單位:
“十一五’’期間,河北省通過實施減排措施,大幅度推進(jìn)治污工程建設(shè),主要污染物化學(xué)需氧量和二氧化硫排放基本得到控 制,環(huán)境惡化趨勢得到一定程度緩解,但總體環(huán)境形勢依然嚴(yán)峻。酸雨污染未得到有效緩解,二氧化硫、氮氧化物等轉(zhuǎn)化形成的細(xì)顆粒物污染加重,光化學(xué)煙霧頻繁發(fā)生,許多城市和區(qū)域呈現(xiàn)復(fù)合型大氣污染的嚴(yán)峻態(tài)勢。河北省在“十二五"期間繼續(xù)強(qiáng)化污染減排,加大落后產(chǎn)能淘汰力度,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變,推動經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。為了做好重點行業(yè)的節(jié)能減排工作,加快現(xiàn)有企業(yè)脫硫設(shè)施.建設(shè),推動脫硫技術(shù)的發(fā)展,促進(jìn)減排目標(biāo)的實現(xiàn),由河北省環(huán)境科學(xué)學(xué)會、密封技術(shù)網(wǎng)()主辦的“2011年煙氣脫硫技術(shù)研討會” 將于2011年4月18-21日在廣西桂林市丹桂大酒店召開。
此次會議一舉多得,歡迎各電廠、鋼鐵廠、脫硫設(shè)備相關(guān)生產(chǎn)商銷售商、行業(yè)專家、教授、研究機(jī)構(gòu)等踴躍參加會議。
詳情請見:
?關(guān)于和密封技術(shù)網(wǎng)聯(lián)合召開煙氣脫硫技術(shù)研討會的通知 ?2011年煙氣脫硫技術(shù)研討會會議安排
?2011年煙氣脫硫技術(shù)研討會參會回執(zhí)表
大會設(shè)秘書組:由省環(huán)境科學(xué)學(xué)會、密封技術(shù)網(wǎng)聯(lián)合組成 秘書長:李云凱
電話:0311-87968101,***
副秘書長:靳瑞峰
電話:0311-80910011/22/33,***
大會組委會2010年12月6日