火电厂脱硫系统及脱硝技术介绍.ppt
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1、脱脱脱脱硫硫硫硫的的的的必必必必要要要要性性性性 我国目前的能源主要是煤炭,每年排入大气的二氧化硫我国目前的能源主要是煤炭,每年排入大气的二氧化硫高达三千万吨,大气中的二氧化硫和氮氧化物与降水溶高达三千万吨,大气中的二氧化硫和氮氧化物与降水溶合成酸雨,全国酸雨面积已占国土资源的合成酸雨,全国酸雨面积已占国土资源的30%,每年因,每年因酸雨和二氧化硫污染造成的损失高达酸雨和二氧化硫污染造成的损失高达1000多亿元,现在多亿元,现在中国是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。中国是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。大气污染严重破坏生态环境和严重危害人体呼吸系统,大气污染严重破坏生态环境和严重危害人体呼吸系
2、统,危害心血管健康,加大癌症发病率,甚至影响人类基因危害心血管健康,加大癌症发病率,甚至影响人类基因造成遗传疾病。造成遗传疾病。1998年年1月,国务院正式批准月,国务院正式批准酸雨控制区和二氧化硫酸雨控制区和二氧化硫控制区划分方案控制区划分方案,具体规定:新建燃煤电厂,必须同步,具体规定:新建燃煤电厂,必须同步建设脱硫设施。建设脱硫设施。脱脱脱脱硫硫硫硫的的的的基基基基本本本本方方方方法法法法与与与与种种种种类类类类采用洗煤等技术对采用洗煤等技术对煤进行洗选,将煤进行洗选,将煤中大部分的可煤中大部分的可燃无机硫洗去,燃无机硫洗去,降低燃煤的含硫降低燃煤的含硫量,从而达到减量,从而达到减少污染
3、的目的。少污染的目的。燃烧前脱硫燃烧中脱硫燃烧后脱硫在煤粉燃烧的过程在煤粉燃烧的过程中同时投入一定中同时投入一定量的脱硫剂,在量的脱硫剂,在燃烧时脱硫剂将燃烧时脱硫剂将二氧化硫脱除。二氧化硫脱除。典型的技术是循典型的技术是循环流化床技术。环流化床技术。在烟道处加装脱硫在烟道处加装脱硫设备,对烟气进设备,对烟气进行脱硫的方法。行脱硫的方法。典型的技术有石典型的技术有石灰石灰石-石膏法,喷石膏法,喷雾干燥法,电子雾干燥法,电子束法,氨法等。束法,氨法等。目前常见的目前常见的湿法烟气脱硫有:石湿法烟气脱硫有:石灰石灰石/石灰石灰石膏法、石膏法、钠洗法、及氧化镁钠洗法、及氧化镁法等。法等。湿式脱硫系统
4、简介从锅炉出来的原烟气流经烟气换热器(降温),进入FGD(即Flue Gas Desulfuration烟气脱硫装置)吸收塔,在吸收塔里面与磨细的石灰石常溶液接触进行复杂的物理化学过程将SO2的脱除,生成以石膏为主的产物,净化的烟气再经烟气换热器(升温)后排大气。石灰石浆液持续送入吸收塔,经反应后的浆液达到一定的密度后经脱水系统持续排出石膏晶体。脱水处理后的低浓度浆液进行回收利用。脱硫工艺流程图烟气系统烟气系统吸收系统吸收系统石灰石浆液制备系统石灰石浆液制备系统电气与监测控制系统电气与监测控制系统事故浆液及排放系统事故浆液及排放系统废水处理系统废水处理系统石膏脱水及储存系统石膏脱水及储存系统公
5、用系统公用系统脱硫系统构成石灰石浆液制备系统石灰石浆液制备系统l制备并为吸收塔提供满足要求的石灰石浆液。石灰石浆液制备系统的主要设备包括石灰石储仓、球磨机、石灰石浆液罐、浆液泵等。返回烟气系统烟气系统l为脱硫运行提供烟气通道,进行烟气脱硫装置的投入和切除,降低吸收塔人口的烟温和提升净化烟气的排烟温度。烟气系统的主要设备包括烟道挡板、烟气换热器、脱硫(增压)风机等。返回SO2吸收系统吸收系统l通过石灰石浆液吸收烟气中的SO2,生成亚硫酸产物,氧化空气将其氧化,并以石膏的形式结晶析出。同时,由除雾器将烟气中的液滴除去。SO2吸收系统的主要设备包括吸收塔、石灰石浆液循环泵、氧化风机、除雾器等。l反应
6、总方程式:CaCO3+SO2+1/2O2+2H2O CaSO42H2O+CO2返回吸收塔结构图石膏脱水及储存系统石膏脱水及储存系统l将来自吸收塔的石膏浆液浓缩、脱水,生产副产品石膏,储存和外运。石膏脱水及储存系统的主要设备包括石膏浆液排出泵、石膏浆液箱、石膏浆液泵、水力旋流器、真空皮带脱水机、石膏储仓等。返回废水处理系统废水处理系统l处理脱硫系统产生的废水(正常情况下主要是石膏脱水系统产生的废水),以满足排放要求。系统的主要设备包括氢氧化钙制备和加药设备、澄清池、絮凝剂加药设备、过滤水箱、废水中和箱、絮凝箱、沉降箱、澄清器等。返回公用系统公用系统l为脱硫系统提供各类用水和控制用气。公用系统的主
7、要设备包括工艺水箱、工艺水泵、压缩空气系统等。返回事故浆液排放系统事故浆液排放系统l包括事故储罐系统和地坑系统,用于储存FGD装置大修或发生故障时由FGD装置排出的浆液。事故浆液排放系统主要设备包括事故浆液储罐、地坑、搅拌器和浆液泵。返回电气与监测控制系统电气与监测控制系统l主要由电气系统、监控与调节系统和联锁环节等构成,其主要功能是为系统提供动力和控制用电;通过DCS系统控制全系统的启停、运行工况调整、联锁保护、异常情况报警和紧急事故处理;通过在线仪表监测和采集各项运行数据,还可以完成经济分析和生产报表。电气与监测系统的主要设备包括和各类电气设备、控制设备及在线仪表等。返回脱硫区域的设备布置
8、 设计原则说明n nFGDFGD工艺系统主要由石灰石浆液制备系统、烟气工艺系统主要由石灰石浆液制备系统、烟气系统、系统、SO2SO2吸收系统、排空及浆液抛弃系统、石吸收系统、排空及浆液抛弃系统、石膏脱水系统、石膏储存系统、工艺水系统、杂用膏脱水系统、石膏储存系统、工艺水系统、杂用压缩空气系统等组成。工艺系统设计原则包括压缩空气系统等组成。工艺系统设计原则包括:n n(1 1)脱硫工艺采用湿式石灰石)脱硫工艺采用湿式石灰石石膏湿法。石膏湿法。n n(2 2)脱硫装置采用一炉一塔,)脱硫装置采用一炉一塔,每套脱硫装置的每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉烟气处理能力为一台锅炉100%BMCR100
9、%BMCR工况时的烟工况时的烟气量,石灰石浆液制备和石膏脱水为两套脱硫装气量,石灰石浆液制备和石膏脱水为两套脱硫装置公用。脱硫效率按不小于置公用。脱硫效率按不小于96%96%设计。设计。n n(3 3)吸收剂制浆方式采用厂外来石灰石块,在电)吸收剂制浆方式采用厂外来石灰石块,在电厂脱硫岛内吸收剂制备车间采用湿式磨机制成浆厂脱硫岛内吸收剂制备车间采用湿式磨机制成浆液。液。n n(4)脱硫副产品石膏脱水后含湿量10%,为综合利用提供条件。当真空皮带脱水机故障或脱硫石膏综合利用有困难时,石膏浆液可部分或全部抛弃至灰场。n n(5)脱硫系统排放的烟气不会对烟囱造成腐蚀、积水等不利影响。n n(6)脱硫
10、设备年利用小时按5500小时考虑。n n(7)FGD装置可用率不小于95%。n n(8)FGD装置服务寿命为30年。吸收塔结构图吸收塔结构图返回思考题目思考题目n n1.说出脱硫系统的构成。n n2.写出石灰石及石膏的分子式。n n3.说出石灰石浆液制备系统的作用。烟气脱硝(氮)技术烟气脱硝(氮)技术烟气脱硝(氮)技术烟气脱硝(氮)技术n n1、干法烟气脱氮技术n n(1)选择性催化还原法(SCR法)n n(2)非选择性催化还原法(NSCR法)n n(3)选择性非催化还原法(SNCR法)n n2、湿法烟气脱氮技术n n烟气脱氮是用反应吸收剂与烟气接触,以除去或减少烟气脱氮是用反应吸收剂与烟气接
11、触,以除去或减少烟气中的烟气中的NOxNOx的工艺过程,亦称为烟气脱硝。的工艺过程,亦称为烟气脱硝。n n无论从技术的难度、系统的复杂程度,还是投资和运无论从技术的难度、系统的复杂程度,还是投资和运行维护费用等方面,烟气脱氮均远远高于烟气脱硫,行维护费用等方面,烟气脱氮均远远高于烟气脱硫,使烟气脱氮技术在燃煤电站锅护烟气净化上的应用和使烟气脱氮技术在燃煤电站锅护烟气净化上的应用和推广受到很大的影响和限制,加之世界各国对推广受到很大的影响和限制,加之世界各国对NOxNOx的排的排放限制尚不如对放限制尚不如对SOSO2 2的排放限制得那么严格,因此,目的排放限制得那么严格,因此,目前烟气脱氮装置在
12、火电厂的应用也少得多,技术和装前烟气脱氮装置在火电厂的应用也少得多,技术和装置也欠成熟,设备投资和运行费用居高不下。置也欠成熟,设备投资和运行费用居高不下。n n目前,已经研制和开发的烟气脱氮工艺有目前,已经研制和开发的烟气脱氮工艺有5050余种,大余种,大致可归纳为致可归纳为干法干法烟气脱氮和烟气脱氮和湿法湿法烟气脱氮两大类烟气脱氮两大类烟气脱硝(氮)技术烟气脱硝(氮)技术n n特征:用气态反应剂使烟气中的特征:用气态反应剂使烟气中的NOxNOx还原为还原为N N2 2和和H H2 2O O。n n主要有选择性催化还原法、非选择性催化还原法和选主要有选择性催化还原法、非选择性催化还原法和选择
13、性无催化还原法,其中选择性催化还原法被采用的择性无催化还原法,其中选择性催化还原法被采用的较多。其他干法脱氮技术还有氧化铜法、活性炭法等。较多。其他干法脱氮技术还有氧化铜法、活性炭法等。n n特点:反应物质是干态,多数工艺需要采用催化剂,特点:反应物质是干态,多数工艺需要采用催化剂,并要求在较高温度下进行。该类烟气处理工艺不会引并要求在较高温度下进行。该类烟气处理工艺不会引起烟气温度的显著下降,无须烟气再加热系统。起烟气温度的显著下降,无须烟气再加热系统。干法烟气脱氮技术(1 1)选择性催化还原法)选择性催化还原法(SCR(SCR法法)n n用氨用氨(NH(NH3 3)作为还原剂,在催化剂的存
14、在下将烟作为还原剂,在催化剂的存在下将烟气中的气中的NOxNOx还原成还原成N N2 2,脱氮率可达,脱氮率可达9090以上以上n n根据所采用的催化剂的不同,其适宜的反应温度根据所采用的催化剂的不同,其适宜的反应温度范围也不同,一般为范围也不同,一般为300340300340。由于所采用的还。由于所采用的还原剂原剂NHNH3 3只与烟气中的只与烟气中的NOxNOx发生反应,而一般不发生反应,而一般不与烟气中的氧发生反应,所以,将这类有选择性与烟气中的氧发生反应,所以,将这类有选择性的化学反应称为选择性催化还原法。的化学反应称为选择性催化还原法。基本原理又称喷氨法,向炉膛喷氨基还原剂(氨或尿素
15、等),在一定条件下将NOx转化为N2和H2O,降低NOx的排放。氨法尿素法n n用甲烷用甲烷CHCH4 4、COCO或或H H2 2等作为还原剂,在烟温等作为还原剂,在烟温550800550800范围内及催化剂的作用下,将范围内及催化剂的作用下,将NOxNOx还原成还原成N2N2。n n但是这类还原剂除了与烟气中的但是这类还原剂除了与烟气中的NOxNOx反应以外,还与烟气反应以外,还与烟气中的残余氧反应,生成水或二氧化碳,因此,还原剂的消中的残余氧反应,生成水或二氧化碳,因此,还原剂的消耗量比选样性催化还原法高出耗量比选样性催化还原法高出4545倍。另外,该反应要放倍。另外,该反应要放出热量使
16、烟气温度上升。出热量使烟气温度上升。n n这两种还原这两种还原NOxNOx的方法均以催化反应为主要特征,因此,的方法均以催化反应为主要特征,因此,都需要在烟道的合适位置设置催化反应器,系统比较复杂。都需要在烟道的合适位置设置催化反应器,系统比较复杂。(2 2)非选择性催化还原法)非选择性催化还原法(NSCR(NSCR法法)n n在不采用催化剂的条件下,将氨作为还原剂还原在不采用催化剂的条件下,将氨作为还原剂还原NOxNOx的反应只能在的反应只能在95011009501100这一温度范围内进行,因此,这一温度范围内进行,因此,需将氨气喷射注入炉膛出口区域相应温度范围内的烟需将氨气喷射注入炉膛出口
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