火电烟气脱硫塔

火电厂脱硫浅析
一、火电厂脱硫概述
纵观现阶的火电厂SO2污染控制，火电厂为实现减排SO2而采取的措施主要有：燃用硫煤、煤炭洗选、洁净煤燃烧和烟气脱硫。
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(FGD)。目前，烟气脱硫被认为是控制SO2量zui行之有效的途径。脱硫的选择考虑脱硫效率、性、可靠性等因素，选择的基本原则是：
1.脱硫效率，但不要盲目追求率，因为提脱硫效率将增加设备。有资料统计，脱硫效率为60的脱硫设备，若效率提到70～80，则单位设备将会增加0.9～1.2倍，脱硫率提到85时要1.64倍。因此只要SO2浓度和脱硫效率能满足，应尽量选用初始的脱硫工艺；
2.少，脱硫装置不过电厂总的15；
3.成熟，运行可靠，工艺流程简单；
4.运行费用，脱硫剂质价廉，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.脱硫副均能得到处置和利用，对不造成二次污染。
脱硫工程中zui主要的物料就是石灰石粉（一般要求细度为325目90通过或250目95通过）。
二、现有火电厂脱硫
衡量和考察一种脱硫工艺主要应从以下几个方面来分析和比较，即脱硫效率、运行的稳定程度、运行费用、、系统的可扩充和可升级性能。与前所指出的，湿法、炉内喷钙尾部增湿、干法或半干法是在我各种不同容量的机组上主要采用的几种脱硫工艺。湿法脱硫工艺的效率比较，一般都可稳定运行在95以上。而其它简易脱硫工艺的效率大多在80以下，如果进一步提脱硫效率，脱硫剂的耗量和飞灰的再循量都要增加，运行费用大幅度上升。现对各主要脱硫工艺分别进行阐述。
1.湿法石灰石－石膏烟气脱硫法（zui为常用的方法）
该法具有脱硫效率、运行稳定、运行费用、无二次污染等特点。所以，湿法脱硫工艺应用。脱硫剂以CaCO3zui为普及。湿法脱硫系统的效率都，正常情况下都在95以上。湿法(石灰石－石膏法)脱硫系统，它包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫剂浆液制备系统、石膏脱水系统和废水处理系统。湿法脱硫系统可加装于锅炉的尾部，对现有的锅炉系统包括除尘系统没有影响。
a.烟气换热系统：
用原烟气的热量加热脱硫后的干净烟气，不仅可以增加烟气的温度，同时也减少了脱硫装置尾部的腐蚀，并且提了保效益。脱硫负荷可以通过启停循泵的数目来调节；
b.脱硫系统：
一般还装有除雾器，以除掉脱硫后烟气中的液滴，进一步减轻尾部的腐蚀；
c.石膏脱水系统：
一般分为离心式和真空式两种，离心式的脱水率可达95，而真空式的脱水率一般在90左右。为了平衡整个脱硫系统的Cl`离子浓度，要有一部分石膏浆液逸出脱硫系统废水处理系统，进行处理；
d.废水处理的工艺：
包括中和反应和絮凝沉淀，该工艺可降外排废水的pH值和悬浮物的含量。化学表达式如下：
反应(1)：SO2 H2O→H2SO3
反应(2)：CaCO3 2H2SO3→Ca (HSO3)2 CO2 H2O
反应(3)：Ca (HSO3)2 O2 2H2O→CaSO4·2H2O H2SO4
反应(4)：CaCO3 2H2SO4 H2O→CaSO4·7H2O  CO2
反应(1)、(2)发生在吸收塔上部，即SO2溶入喷入的吸收液中，然后与其中的CaCO3反应；反应(3)、(4)发生在吸收塔下部的循氧化槽中，即亚硫酸钙被鼓入的空气强制氧化为硫酸钙，并随即生成二水石膏析出。
2.干式循流化床烟气脱硫
以石灰浆作为脱硫剂，锅炉烟气从循流化床底部进入反应塔，与石灰浆进行脱硫反应去除SO2。然后将脱硫剂与烟气相分离，zui后经除尘后将烟气排入。该法的特点是：
a.脱硫效率（当燃煤含硫量为2 ，C/S =1.1时，脱硫率可达85以上）；
b.性能好，脱硫剂可以循使用；
3.液柱烟气脱硫除尘系统    
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。该法的特点是：
a.系统在C /S = 1时，脱硫率大于90，脱硫剂的利用率在90以上，运行；
b.副CaSO4可用于建筑材料和盐碱地的改造。
4.喷雾半干法
喷雾干燥法的工作原理为将熟化的30石灰浆液在速旋转的离心喷雾机作用下，以雾状喷入到脱硫反应塔内，吸收剂雾滴吸收烟气中二氧化硫。反应式如下：
Ca (O H) 2 SO2＋1/2O2 3/2 H2O →CaSO4·2H2O
该法的运行费用约为石灰石法的80。喷雾干燥法只适用于中硫煤种的烟气脱硫。喷雾干燥法由于脱硫效率较（70），不宜在大中型机组上。
5.炉内喷钙尾部增湿活化法
炉内喷钙尾部增湿活化法是将石灰石于锅炉的1000℃左右喷入，石灰石迅速分解成氧化钙并和煤气中的硫反应，未反应的氧化钙进入尾部的活化器中，增湿活化成氢氧化钙，进一步和二氧化硫反应。反应方程式如下：
2SO2＋2CaO O2 →2CaSO4
2CaO   2 H2O   2SO2 O2 →2CaSO4 2 H2O
该工艺需对锅炉进行一定的改造，否则会造成锅炉热效率下降，所以不适用于机组脱硫；对脱硫效率要求不，而又没有脱硫场地的中小机组比较适用。该法是燃煤含硫量不的中小型锅炉(新建或改造)的*脱硫工艺。
6.电子束照射法
电子束照射法是利用能量电子产生的活性氧化基团将烟气中的SO2和NOx 氧化成中间产物H2SO4和HNO3，这些中间产物和注入的氨吸收剂反应，生成硫酸铵和。反应式如下：
SO2  O2  H2O 2NH3→(NH4)2SO4
NOx  O2 H2O NH3→NH4NO3
到目前为止，电子束照射法仅在、美进行过一些小型工业，尚没有在机组应用的实例。根据成都热电厂运行情况，副硫铵和硝铵物料在电除尘板上粘结和腐蚀问题较大，而且存在液氨泄露的危险，建议是等该工艺有一定业绩和运行后予以考虑。
7.海水脱硫法
海水脱硫是利用海水中碳酸氢钙和碳酸氢镁等碱性物质来吸收烟气中的二氧化硫，经空气氧化，使其成为稳定的SO42-，然后排入大海。反应式如下：
2SO2   4HCO3- O2→2H2O 4CO2↑ 2SO42-
该工艺只适用于燃中硫煤的海边电厂，电厂的燃煤含硫量不宜过，约1为宜，除尘效率要求较，否则会对海洋造成污染。
8.荷电干式喷射法
荷电干式喷射脱硫工艺是将带电的微细吸收剂喷入烟道，与烟气中的二氧化硫发生反应，达到脱硫目的。反应式如下：
2CaO   2SO2＋O2→2CaSO4
该法脱硫效率，是对于硫燃料，脱硫效率差。
9.循流化床烟气脱硫法
循流化床烟气脱硫工艺是用石灰作为吸收剂，将锅炉尾部出来的烟气引入循流化床反应塔中，增湿的石灰和烟气中的二氧化硫反应，生成亚硫酸钙，未反应的吸收剂颗粒经除尘器收集再回到循硫化床循利用。主要反应如下：
Ca (OH) 2 SO2 1/2O2→CaSO4·H2O
该法是较晚较快的脱硫工艺，约占FGD容量的0.5。其主要点是费用和运行费用比石灰石－石膏法30。
10.旋转喷雾法
该法的应用原理为：将吸收浆雾化，在吸收塔内与烟气混合接触，一方面烟气被热冷却，吸收剂中的水份被蒸发干燥；另一方面，吸收剂与烟气中SO2反应生成亚硫酸钙来达到脱硫的目的。该装置运行可靠，但腐蚀较严重，副一般不用。
11.磷氨复合肥法（PAR法）
该法的应用原理为：活性炭吸附一级脱硫，解吸得30 H2SO4 。稀H2SO4分解为磷矿石，生成10以上的磷酸液与氨的中和液进行二次脱硫，再将浆料浓缩干燥得磷氨复合肥。该法的点是副可做化肥使用；缺点是工艺比较复杂，一次性较，运行维护工作量大。
12.氨-硫氨法(NADS).
氨-硫氨法是由NKK公司的工艺，1976年建立了两套装置，分别处理76万M/h和123万M/h的烟气。他的副是化肥，该法的额相对较大，工艺复杂。
13.石灰石湿法简易脱硫除尘法(PXJ－D)
本法在石灰石湿法基础上以牺牲利用副和降脱硫率来实现工艺简化和降，是产中*有420 t锅炉业绩的，比较适合情，是适合老厂上脱硫除尘装置或把原有除尘设备改造成脱硫除尘装置。初为的之一左右，运行费为三分之一左右，除尘率大于99，脱硫率为70～80。采用无喷嘴喷淋系统，了堵塞问题，采用防腐措施了腐蚀问题；无废水，工艺简单，占用场地小。
表1是几种常见脱硫工艺主要参数比较：

表2是几种常见的烟气脱硫装置的比较：

表2 烟气脱硫装置的比较

三、脱硫后的废水处理
脱硫废水主要是石膏浆液经脱水后排出的滤液，量约7t/h。脱硫废水中主要污染因子为氯离子、SS、铜、铅、镍、钙、镁、铝、铁以及氟离子、硫酸根、碳酸根等，水体的pH值较。脱硫废水中的杂质主要来自烟气、脱硫剂（目前湿法脱硫的脱硫剂大多用石灰石）和工艺水。其中，污染成分主要来自烟气，而烟气中的杂质又来源于煤的燃烧。煤中含有包括重金属在内的多种元素，这些元素在燃烧后生成多种化合物，其中气体化合物会随烟气进入脱硫系统，溶解于吸收浆液中。脱硫废水中的杂质主要包括悬浮物、浓度的亚硫酸盐、硫酸盐、氟化物以及重金属。
脱硫后的废水处理系统包括：水处理系统和污泥处理系统, 其中水处理系统又分为中和、沉降、絮凝、浓缩澄清几个工序。