国内外燃煤电厂脱硫技术的综述.doc

2001年第16卷第3期 Vol.16No.32001电 力 学 报 总第56期 JOURNALOFELECTRICPOWER Sum.56 文章编号 1005-6548200103-0176-02 国内外燃煤电厂脱硫技术的综述 陶伟强1, 韩富春1 太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原 030024 Ξ ASummaryofDesulfurizationTechniquesinCoalBurning PowerPlantsAtHomeandAbroad TAOWei2qiang1, HANFu2chun1 CollegeofElectricalandPowerEngineering,TaiyuanTechnologyUniversity,Taiyuan 030024,China 摘 要 介绍了几种国内外燃煤电厂脱硫的先进技术,并作了脱硫效果、经济性能的比较,提出了适合我国燃煤电厂脱硫的解决方案。关键词 燃煤电厂;脱硫技术;综述中图分类号 X773 文献标识码 A Abstract Thedesulfurizationtechniquesappliedincoalburningpowerplantsathomeandabroadarein2troduced,theirdifferencesintheresultsofdesulfur2izationandeconomicindexarecomparedandasug2gestiontosolvethedesulfurationproblemwhichsuitsournationalsituationisprovided. KeyWords coalburningpowerplant;desulfuriza2tiontechnology;summary 出适合我国燃煤电厂脱硫的解决方案。 1 国外脱硫技术介绍 111 循环流化床技术[3] 流化床技术最早出现于20世纪60年代,循环流化床是它的第二代。它主要采用石灰石CaCO3和白云石CaCO3MgCO3作为脱硫剂,在燃烧过程中石灰石或白云石分解成氧化钙CaO,在氧化性气氛下和烟气中的SO2及氧气O2反应生成硫酸钙CaSO4。该方法的突出特点①能够在燃烧过程中有效的控制NOx和SO2的排放。②燃料适应性广,可用高灰分、高水分、低热值、低灰熔点的劣质燃料。③脱硫剂利用率高,脱硫效率可达93～97。 112 湿法烟气脱硫技术 引 言 我国发电以燃煤型火电厂为主,燃煤产生的大气污染物占总排放量很大的比重,尤其是SO2,年排放量超过2000万吨,形成的酸雨每年对国家造成大约1100亿元的巨大损失。本文在介绍国外一些先进的脱硫技术和国内该技术新突破的基础上,综 2] 合比较分析了各种方法[1、的特点及适用范围,提 湿法脱硫是在燃烧后对烟气进行的,它可采用石灰石或石灰洗涤法、双碱法W-L法及铵肥法。最常用的是石灰石/石灰法,它用石灰石或石灰的水浆液作为脱硫剂在吸收塔内对SO2进行吸收。根据其副产品又可细分为抛弃法和石膏法。其突出特点是①脱硫效率高,当Ca/S1时,脱硫效率大于90;②吸收剂利用率高,可大于90;③设 Ξ收稿日期 2001-06-05 作者简介 陶伟强1978-,男,山西曲沃人,硕士研究生,从事发电厂及电力系统专业研究。 韩富春1954-,男,河北鹿泉人,教授, 从事电力系统自动控制方面研究 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 第3期 陶伟强等国内外燃煤电厂脱硫技术的综述 177备运转率高。 113 喷雾干法烟气脱硫技术 211 干式循环流化床烟气脱硫技术 这是清华同方公司最新开发成功的,我国具有独立知识产权的脱硫技术。它以石灰浆作为脱硫剂,锅炉烟气从循环流化床底部进入反应塔,与石灰浆进行脱硫反应除去SO2。然后分离脱硫剂与烟气,最后经除尘后烟气排入大气,脱硫剂循环使用。其特点是①脱硫效率高当燃煤含硫量为2, C/S1.1,脱硫率可达85以上;②经济性能 它采用碱液Na2CO3或消石灰乳CaOH2作为脱硫剂;因它的脱硫剂是湿态,最终产物是干态,又称它为半干法脱硫技术。现多数国家采用旋转喷雾式脱硫,其特点是运行可靠,不会产生结垢和堵塞,生成的固态产物易于处理,而且适合原有电厂的改造,投资低于湿法脱硫工艺。114 炉内喷钙/加湿脱硫技术 好,脱硫剂可以循环使用。212 液柱烟气脱硫除尘系统 它以石灰石、白云石或消石灰为脱硫剂,利用它们分解的氧化钙CaO吸收SO2。现有美国Alanco公司的荷电干式吸收剂喷射CDSI除尘脱 这一技术也是清华同方开发,它由脱硫反应塔、脱硫剂制备系统、脱硫剂产物处理系统、控制系统和烟道系统组成。烟气从脱硫反应塔下部进入,在上升过程中与脱硫剂接触,将SO2除去。而脱硫剂也由反应塔下部向上喷射,在上部散开,充分与烟气接触反应。其特点是①系统在C/S1时,脱硫率大于90,脱硫剂的利用率在90以上,运行成本低。②副产品CaSO4可用于建筑材料和盐碱地的改造。 硫系统装置[6],它主要是让吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有强大的静电荷。吸收剂进入烟气后,彼此所带电荷排斥,形成均匀分布的悬浮状态,使SO2充分与吸收剂反应。它的投资小,占地少,适于旧厂改造。但其技术要求高,维护复杂。 5、6]115 电子束烟气脱硫技术[4、 该技术主要在烟气中加入氨气,再用电子束对烟气照射,使烟气中SOx、NOx分别与氨NH3反应生成硫酸铵NH42SO4和硝酸铵NH4NO3,是目前极具竞争力的脱硫技术。它的主要特点是①工艺简单,可以同时高效脱硫和脱氮;②整个脱硫过程不需要对废水处理;③反应副产品为硫酸铵和销酸铵是生产复合化肥的原料;④占地面积小,适用于老厂改造或新建机组;⑤处理后烟气可直接排放;⑥投资和运行费用相对低。116 海水烟气脱硫技术[8] 3 国内外脱硫方法综合比较 国内外脱硫方法综合比较见表1。 表1 脱硫方法综合比较表 脱 硫类型 脱硫效率 / Ca/S 脱硫成本/元・t-1 100013371120 初 始投资运行费用较低 应用情况投产 循环流化床 ～901.1～1.5 技 术湿法石灰石/石灰烟气脱硫喷雾干法烟气脱硫 9090908590 1.11.0 1200 较较中试且 低低示范中低低 已投产或在建 520400～900 较较 调试中 低低较较低低 中试阶段 2 国内脱硫新技术介绍 由表1可知现阶段比较成熟的技下转第182页 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 2001 年电 力 学 报 182 图1 基础设计施工图 [责任编辑巩天真] 上接第177页 脱硫技术和电子束脱硫技术,有条件的还可以采用海水脱硫技术; e对老厂则要选取易于改造且投资少、运行费 术,如湿法石灰石/石灰烟气脱硫技术、循环流化床技术,的投资和运行费用相对较高。而新兴的脱硫技术基本上都具有投资少,运行费用低的特点,很有发展前景。尤其是我国自主研发的干式循环流化床和液柱烟气脱硫技术,在经济指标上更具有优势。因此,我们必须在应用比较成熟的脱硫技术的基础上,积极引进拓展新兴的脱硫技术,大力发展我国的脱硫技术。 用低的方案,如炉内喷钙/加湿脱硫技术和喷雾干法烟气脱硫技术。 我国有近4000台电站锅炉,脱硫技术有巨大的市场需求,所以进一步加强我国燃煤电厂烟气排放的管理,积极推广脱硫技术的应用是造福子孙后代,实现可持续发展战略的大事。 参考文献 [1] 毛健雄,毛健全,赵树民1煤的清洁燃烧1北京科学 4 结束语 目前,世界各国日益重视由燃煤电厂所造成的环境危害,一些发达国家已制定了严格的法律法规和技术措施严格控制燃煤电厂排放量,而我国二氧化硫的排放已居世界首位,对环境造成严重破坏。因此我们必须加强对燃煤电厂烟气排放的控制,尤其是二氧化硫的排放。因此,我们建议应采取如下措施 a有选择的引进国外的先进技术、设备,如循 出版社,19981 [2] 张基伟1国外燃煤电厂烟气脱硫技术综述1中国电力 11999761～651 [3] FluiedBedCombusionTechnology2ThePast,Presentand Future,ModemPowerSystem,19991121～261[4] 邰德荣1电子束烟气脱硫技术与中国的液氨及硫铵市 场1中国电力12000256～601 [5] 邰德荣1电子束烟气脱硫技术再评价1中国电力 环流化床技术、电子束烟气脱硫技术等; b国家加大对脱硫技术研究的投入,积极扶持 12000168～731 [6] 李立清,曾光明1锅炉烟气脱硫除尘一体化装置的开 行业内的龙头企业,加快设备国产化的步伐; c积极采用国内先进技术,如清华同方的干式 发与应用1环境治理技术与设备12000439～431 [7] 晏玉清,范安祥1烟气脱硫技术及方案选择原则1四 循环流化床、液柱式烟气脱硫技术,华东理工的海水脱硫技术等; d对于新建电厂主要选用脱硫率高的脱硫设 川电力技术120003～61 [8] 董学德,彭斯干等1烟气海水脱硫技术及其应用1中 国电力119961052～571 [责任编辑邢德山] 备,可采用循环流化床技术、湿法石灰石/石灰烟气 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.