循环流化床烟气脱硫新的技术

1、CFB-FGD烟气脱硫新技术,1.国内外研究概况 2.烟气脱硫技术 3.广州市烟气脱硫,国内外研究概况,欧美发达国家烟气脱硫技术现状,烟气脱硫（Flue Gas Desulfurization，简称FGD）技术，已有几十年以上发展历史：现在FGD已得到越来越广泛的应用，至1998年底，全球使用的FGD装置约760套，其中各类湿式装置约占80%，喷雾干燥装置约占10%，其他种类工艺占10%。安装FGD系统的国家主要为工业发达国家。 FGD技术在不少发展中国家也开始得到重视。据有关资料报道，巴基斯坦、印度、越南、泰国、 印尼等国家在最近几年中在其燃煤电厂上安装了FGD系统。,国内烟气脱硫工程发展现状,国内早在20世纪70年代就开始了工业锅炉和电厂锅炉FGD技术的研究工作，先后有60多个高校、科研和生产单位，对多种脱硫工艺进行了试验研究，与发达国家相比，我国的研究虽然起步较早，但进展缓慢。 我国对脱硫技术进入90年代后，已先后从国外引进了各种类型的脱硫技术，到1999年底全国已投入运行的脱硫装置已有18套，国内自行研究的湿式组合冲击脱硫除尘、氨法脱硫以及综合利用固废的掺烧剂方法等技术。同时，

2、国家经贸会已制定了脱硫技术国产化的规划和鼓励采用脱硫技术的一系列积极的财政政策。, -技术,20世纪80年代中后期，德国Lurgi公司研究的循环流化床烟气脱硫工艺（干法），以循环流化床原理为基础，通过脱硫剂的多次再循环，使脱硫剂与烟气接触时间增加，一般可达30min以上，从而提高了脱硫效率和脱硫剂的利用率。 它不但具有干法脱硫工艺的优点，如流程简单、占地少、投资小及副产品可综合利用等，而且还能在很低的钙硫比(Ca/S)=1.21.5条件下，达到湿法工艺的脱硫效率(93%97%)。 循环流化床烟气脱硫是一种适合我国国情的脱硫技术，它不仅适合大型，而且对中小型工业锅炉的2污染治理也是一种理想的方法。,C-技术国内外研究现状,目前已达到工业化应用的有4种流程 德国LLB公司开发的烟气循环流化床脱硫工艺（CFB） 德国Wulff公司的回流式烟气循环流化床脱硫工艺（RCFB） 丹麦F.L.Smith公司研究开发的气体悬浮吸收烟气脱硫工艺（GSA） 挪威ABB公司的NID技术,德国LLB公司开发的烟气循环流化床脱硫工艺（CFB）,德国Wulff公司的回流式烟气循环流化床脱硫工艺（RCFB）,丹麦F

3、.L.Smith公司研究开发的气体悬浮吸收烟气脱硫工艺（GSA）,挪威ABB公司的NID技术,应用情况,据统计:到2000年底，已建成投用的有50多套，其中LLB公司的CFB共24套、Wulff公司的RCFB共16套、FLS公司的GSA共10多套。在50MW至300MW燃煤或燃油机组中，采用此种工艺的约有21套。 应用于烟气量大于30万Nm3/h最多的是LLB公司共15套，其次是Wulff公司共2套，FLS计1套。应用机组容量最大的是Wulff公司，即2000年初投入试运行的300MW燃油机组，其单塔最大处理烟气量为95万Nm3/h。,技术特点,(1)脱硫效率高:在钙硫比为1.11.5时，脱硫效率可达90%以上，是目前各种干法、半干法烟气脱硫工艺中最高的，可与湿法工艺相媲美； (2)工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工艺的50%70%。 (3)工艺流程简单，系统设备少，为湿法工艺的40%50%，且转动部件少，降低了维护和检修费用； (4)占地面积小，为湿法工艺的30%40%，且系统布置灵活，非常适合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组。 (5)能源消耗低，如电耗、水耗等，为湿法

4、工艺的30%50%。,(6)能有效脱除SO3、氯化物和氟化物等有害气体，其脱除效率远高于湿法工艺，达90%99%，腐蚀性较小，可不采用烟气再热器，直接使用干烟囱排放脱硫烟气。 (7)对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便，可在30%负荷时投用，对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性。 (8)对燃煤硫分的适应性强，可用于0.3%6.5%的燃煤硫分。且应用于中低硫煤时(2%)，其经济性优于湿法工艺。 (9)无脱硫废水排放，且脱硫副产品呈干态，不会造成二次污染，对综合利用和处置堆放有利。,技术经济分析,在我国的应用前景,我国云南小龙潭发电厂引进FLS公司的GSA工艺已在1台100燃煤机组上投入运行 Wulff公司的RCFB工艺也在广州恒运集团公司的1台210MW机组上投入运行 LLB公司正与有关公司商谈，拟在1台300MW的燃煤机组上建设CFB脱硫工艺。,烟气脱硫技术,FLUEGAS CLEAN TECHNOLOGY OF SEECO,RFB-FGD 循环流化床烟气脱硫技术,RFB-FGD烟气脱硫,脱硫剂 ： 干消化消石灰粉末 反应塔 ： 流化床 反应原理 ：喷水增湿活化脱硫剂并使

5、 之多次循环使用 反应产物 ：CaSO3，少量CaSO4， 未反应的脱硫剂，飞灰,RFB-FGD原理,RFB-FGD原理为Ca(OH)2粉末和烟气中的SO2和几乎全部的SO3、HCl、HF等在有水分存在的情况下，在Ca(OH)2粒子的液相表面发生反应从而除去SO2等。 锅炉的尾气自流化床底部进入流化床，与脱硫剂粉末互相混合反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙。脱硫后带有大量固体颗粒烟气中的大颗粒固体在流化床顶部下落，细小颗粒随烟气进入除尘器。分离出来的颗粒经过一个中间仓返回到流化床。 RFB-FGD工艺用干态消石灰作为脱硫剂。在特殊情况下也可以采用其他对二氧化硫气体有反应能力的干粉或浆液作为脱硫剂。脱硫剂由中绿公司供应，现场不制备，只设加料斗即可，这样既节省了投资费用，也减少了能源消耗。而且大大简化了工艺流程。,循环流化床脱硫技术工艺示意图,流化床内的反应,Ca(OH)2+ SO2 CaSO31/2H2O+1/2H2O Ca(OH)2+SO3 CaSO41/2H2O+1/2H2O Ca(OH)2+SO2+1/2O2 CaSO4+ H2O Ca(OH)2+2HCl CaCl2+2H2O Ca(OH

6、)2+2HF CaF2+2H2O,流化床内的形态,快速床的特性：,颗粒团聚物的形成和离析 气固之间的高滑移速度 良好的混合 断面风速高,循环流化床用于脱硫的优点,气固传质速率快，反应充分； 对脱硫剂的粒度要求较宽； 只要一个给料点； 负荷调节比例大、负荷调节快； 脱硫剂循环多次，利用率高； 断面风速高，床体瘦长，占地很小。,RFB-FGD系统的构成,脱硫剂制备系统 循环流化床吸收塔 喷水增湿系统 灰渣输送系统 自控系统,脱硫剂制备示意图 -以干消化系统为例,反应塔系统示意图,回料斜槽,螺旋加料器,塔体,气流分布板,水喷嘴,烟气入口,RFB-FGD示范工程,建设单位：无锡化工集团有限公司 项目名称：新建65t/h锅炉烟气净化工程 设计参数： 气量：150000Nm3/h,工程概况,工艺流程：RFB-FGD 工程投资：350万元 占地面积：400m2 建设周期：120天,运行报告,2000年3月投运，目前已正常运行44个月 2000年10月通过江苏省环保厅组织的验收,测试数据,脱硫效率： Ca:S=1:1.2 脱硫效率90% 除尘效率:99.99% 运行保证率：100% 塔体腐蚀：0.01

7、mm 系统压降:180mmH2O,Ca/S比,工程特点,Ca/S比为1.11.2的情况下，脱硫率大于90% 投资省、运行费用低 能耗低、可以在100%30%的锅炉负荷下运行 可以将任意高的SO2浓度降到环保要求 工艺简单、运行简单可靠、可用率高、维护少 结构紧凑、占地面积小 加料出料均为干态，无二次污染 以废治废、增湿水可以用废水，喷水量与消石灰的用量无关 可去除HCL、HF等酸性气体、增加活性炭设备后可去除二恶英,常用脱硫方法投资运行费用比较,以200MW为例,应用领域,电厂锅炉 热电站锅炉 工业窑炉 燃油发电机组 垃圾焚化炉 新建/改扩建工程,3*220t/h锅炉CFB脱硫系统示意图,表1 脱硫工艺的技术经济分析,表2 国内部分电厂烟气脱硫投资及运行费用,广州市烟气脱硫,工业重点大气污染源SO2排放现状,2001年十大重点工业企业SO2排放情况,广州市SO2排放与酸雨污染现状,广州市重点调查工业企业的SO2排放,烟气脱硫工程实施现状与问题,1）国家环境保护“十五”计划，“两控区” 2005年二氧化硫排放量控制在1053万吨以内，酸雨污染有所减轻，80%以上城市的二氧化硫浓度达到国家

8、空气环境质量二级标准。 2）电力工业“十五”规划：“十五”期间，电力行业要以削减二氧化硫排放量为重点，到2005年，全行业二氧化硫排放量要比2000年削减1020。 3）广东省政府公布的“蓝天计划”提出实现空气污染控制目标的时间表为：电力系统SO2排放的总量控制到2000年削减至55万吨，2005年削减至48万吨，2010年削减至45万吨；其他行业SO2排放量控制在1995年水平，2010年排放量需比2000年减少10%。在酸雨控制区内，煤的含硫量控制低于0.8%，燃油含硫量控制低于1%；发电厂使用高于1%含硫量的煤必须安装除硫装置。 4）广州市“十五”计划中明确提出，“十五”期间，工业废气中主,污染物排放总量不突破“九五”期间的总量控制水平，部分指标比 “九五”减少10%。2005年二氧化硫的排放总量控制指标为16.6万吨。 5）广州火电厂脱硫工作起步较早，但由于经济、技术多方面的原因，进展缓慢，已投入运行的脱硫工程容量仅占火电厂装机容量的2%。存在问题及原因分析：火电厂的脱硫投资和运行费用高昂，国内脱硫产业刚刚起步、尚不具备大型脱硫装置建造能力，脱硫经济政策不配套。 6）意见及建议

9、：脱硫治污也不再是企业愿不愿意的事，而是贯彻执行国家法律和政策的行动。为维护国家法律和政策的权威，该治理的就必须治理，特别是要贯彻落实国家的产业政策，淘汰污染严重的小火电机组，严格新、扩、改建排放二氧化硫项目审批，坚决反对低水平的重复建设。根据“谁污染，谁负责”的原则，企业应当负治污责任。火电厂的脱硫成本必须自我消化，二氧化硫排污费也要有偿使用。,SO2排放控制的基本策略,1）重点源削减是控制广州地区SO2排放、改善酸雨污染的关键所在：开展对二氧化硫排放量占全市总量85%的重点工业企业实施脱硫工程建设。广东粤华发电有限公司、广州珠江电厂是必须重点治理SO2排放的企业， 2）大力推进重点工业源烟气脱硫是SO2排放控制的重要手段 3）分两阶段控制，逐年实施削减：以2000年2005年和2006年2010年作为两阶段，实施重点工业源烟气脱硫工程建设，削减二氧化硫的排放，实现2005年和2010年二氧化硫控制目标。,重点工业源SO2排放控制目标,1）2005年重点工业源控制目标：到2005年4家重点工业企业的二氧化硫削减量为2.55万吨，根据发展规划预测，要实现2005年二氧化硫的控制目标16.6万吨，二氧化硫总排放减少量应为7.80万吨。 2）2010年重点工业源控制目标：根据政府计划，到2010年有1家重点工业进行烟气脱硫，可削减1.2万吨二氧化硫。根据发展规划预测，假设2010年二氧化硫的控制目标仍然为16.6万吨，二氧化硫总排放量至少应削减10.44万吨。,典型烟气脱硫工程案例分析,广州地区烟气脱硫成本水平评价,推动重点工业锅炉烟气脱硫工程建设 所需要的政策支持,1）允许脱硫费用计入成本 火电厂实行脱硫后，每度电的成本将增加2-3分钱，广州市政府应在电价、发电上网方面推一系列的优惠政策，如将脱硫成本计入电价，对开展脱硫工程建设的电厂以及其他行业，其所交纳的排污费应保证基本返还之外，还应考虑环保基金的倾斜，这样将有利脱硫工程的建设。 每生产1吨纸产品平均需增加脱硫成本64.56元，增加百分比大约1.3%。,2）提高排污收费标准，激励企业烟气脱硫,国务院最新颁布的排污费征收使用管理条例（国务院令字第369号）及“排污费征收标准管理办法”于2003

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