燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及经济性分析

燃煤工业锅炉含硫烟气排放是大气污染的主要来源之一,随着国家对锅炉烟气中不同污染物排放要求日益严格,国家实行了烟气超低排放标准,要求SO2低于35 mg/m3,锅炉烟气中SO2控制迫在眉睫。笔者分析了目前常用的湿法、半干法脱硫技术的特点,对比了不同湿法脱硫技术的差异性及优缺点,详细阐述了石灰石-石膏法和高倍率灰钙循环脱硫除尘一体化技术(no gap desulphurization,NGD)及脱硫机理,并分析对比了2种脱硫技术的可行性及经济性。目前石灰石-石膏法的脱硫效率在95%,应用最广泛的是石灰石强制氧化系统,结垢、堵塞、腐蚀、产生废水是该技术的主要问题。NGD脱硫技术将粉煤灰作为脱硫剂,由于神东地区煤种特殊性,粉煤灰中活性物质含量较多,在有水条件下粉煤灰中Si与Al溶解出来与熟石灰发生水合反应,生成的高水合物质使脱硫效率大幅度提升,脱硫效率在80%～90%。由于NGD脱硫技术的经济性优于石灰石-石膏法,加之燃煤工业锅炉不同于电站锅炉的特点,对于中小型燃煤锅炉而言,NGD脱硫技术有很好的适应性和发展前景。     

循环流化床锅炉脱硫工艺经济性分析

循环流化床锅炉炉内脱硫无法满足排放要求时,需要对排烟进行进一步净化。烟气净化工艺主要有石灰石-石膏湿法烟气脱硫和循环流化床半干法烟气脱硫。为了比较2种工艺的经济性,建立了技术经济分析模型,对比分析了满负荷时炉内脱硫效率70%条件下的经济技术指标。分析结果表明,循环流化床半干法烟气脱硫的运行成本和总成本相对较低时,要求硫含量分别低于1.1%和2.1%;循环流化床半干法烟气脱硫的脱硫剂成本占比较大,而石灰石-石膏湿法烟气脱硫的电费占比相对略大;石灰石价格、上网电价和年运行时间是影响脱硫成本的主要因素,石灰石对脱硫成本的敏感度大于上网电价;石灰石价格低于112元/t时,石灰石-石膏湿法烟气脱硫的运行成本更高;上网电价低于0.43元/kWh时,石灰石-石膏湿法烟气脱硫的运行成本相较更低;循环流化床半干法烟气脱硫总成本在石灰石价格、电价、年运行时间的研究波动范围内相对较小;相较于常规炉内脱硫技术,超细石灰石炉内脱硫技术的炉内脱硫成本较低,与循环流化床半干法烟气脱硫工艺相结合的综合优势更显著。     

循环流化床在烟气脱硫中的应用分析

燃煤电厂锅炉烟气脱硫技术包括湿法脱硫、干法脱硫及半干法脱硫,湿法烟气脱硫工艺以石灰/石灰石-石膏法为代表,干法、半干法烟气脱硫工艺以流化床烟气脱硫技术为代表。20世纪80年代流化态技术首次应用于烟气脱硫,循环流化床烟气脱硫具有工艺成熟、流程简单、可靠性高、基建投资及运行成本低、脱硫效率高等优势,故在煤化工生产中的应用越来越广泛。结合某煤化公司的实际情况,介绍了循环流化床在烟气脱硫中的应用。     

烟气脱硫技术的研究与开发

综述了脱除烟气中SO2的一些主要技术，包括湿法、干法、半干法以及它们的优缺点．同时对我国湿法、半干法、干法中的几种脱硫技术进行了比较．认为湿法烟气脱硫的脱硫效率最高．因而应用最为广泛。     

2×600MW超临界燃煤机组烟气脱硫工程

介绍了电厂2×600MW机组脱硫工程,采用石灰石—石膏湿法全烟气脱硫工艺,以石灰石为原料,脱除燃煤烟气中的SO2。工程的设计脱硫效率为95%,副产品为二水石膏。     

湿法脱硫协同去除细颗粒物的研究进展

石灰石-石膏湿法烟气脱硫（wet flue gas desulfurization,WFGD）工艺具有吸收剂来源广、成本低、脱硫效率高等优点,成为应用最广泛的烟气脱硫工艺。湿法脱硫过程中,燃煤烟气在喷淋浆液的洗涤作用下不仅能高效脱除SO₂而且可以协同去除细颗粒物,但同时存在石灰浆液夹带导致出口颗粒物浓度增加的问题。本文首先综述了湿法脱硫的应用现状,对比了湿法脱硫系统前后细颗粒物物性变化,然后概述了应用于湿法脱硫协同去除细颗粒物的新方法,包括脱硫塔内部结构调整以及促进细颗粒物凝聚长大,同时分析了湿法脱硫工艺中采用荷电细水雾吸附细颗粒物并增益脱除SO₂的可行性,以期为燃煤电厂细颗粒物排放控制提供借鉴。最后指出未来湿法脱硫技术不仅要实现高脱硫效率,而且能有效脱除未被静电除尘器脱除的细颗粒物,湿法脱硫技术的发展趋势是多种技术耦合实现多污染物的协同脱除。     

600MW燃煤机组超净排放特性及烟尘组分特征分析

针对环境污染问题对现役燃煤机组实施超净排放改造,以某600 MW燃煤机组为例,探讨了燃煤电站的超净排放标准和技术方法,对湿法烟气脱硫系统(WFDG)进、出口烟气中的烟尘颗粒物进行采样,分析其排放特性及组分特征。结果表明:WFGD系统对烟尘中的大颗粒物具有较强的脱除效果,出口烟气中的PM_(2.5)及以下粒径的细颗粒物含量上升;经过脱硫后的烟气颗粒物形态由链状结构变化为团簇结构,且体积更小,主要元素成分没有发生改变,Ca、Mg、S含量有所增加,Si、Al含量略有下降,脱硫后颗粒物增加了由WFGD系统携带出来的石灰石和石膏成分。     

磷矿石代替石灰石作为钙法烟气脱硫剂的研究

结合国内钙法烟气脱硫技术的特点,阐述2种脱硫剂的来源和反应机理,并从脱硫剂的共性、脱硫产品的多样性及经济性、节约硫资源和脱磷石膏的环保性等5方面,分析使用磷矿石代替石灰石作为钙法烟气脱硫剂以脱除烟气中SO2气体,并生产湿法磷酸的可行性。     

石灰石-石膏法烟气脱硫过程中细颗粒物形成特性

利用石灰石-石膏湿法烟气脱硫模拟试验装置分析探讨脱硫净烟气中细颗粒物物性与脱硫浆液中晶体粒度分布、浓度、形貌及元素组成间的关系,并试验考察了烟气组分及脱硫工艺条件对脱硫净烟气中细颗粒物排放的影响。结果发现:石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中可生成大量亚微米级细颗粒,生成的细颗粒物性与脱硫浆液中晶体物性存在密切关系,脱硫操作参数如空塔气速、液气比等对脱硫浆液液滴夹带量存在显著影响;脱硫浆液蒸发夹带是石灰石-石膏法脱硫过程中生成细颗粒物的主要来源,通过抑制细小石膏晶粒的形成及优化脱硫工艺参数可减少石灰石-石膏湿法脱硫过程中细颗粒的形成。     

半干法烟气脱硫技术的工程应用

烟气脱硫工艺分为湿法脱硫、干法脱硫、半干法脱硫三大类。半干法烟气脱硫技术具有系统简单、投资运行成本低、脱硫产物易处理等优点,近年来逐步发展应用。本文从半干法脱硫发展历史着手,对半干法脱硫的技术原理、工艺流程及重要设备进行说明,对比分析半干法脱硫与石灰石—石膏法脱硫优缺点,列举工程应用实例,分析大型化发展的制约因素,展望技术应用发展前景。     

燃煤锅炉镁法烟气脱硫工业试验

采用陶瓷多管旋风除尘器除尘-喷淋塔烟气脱硫工艺处理20t/h燃煤锅炉烟气,分别以轻烧氧化镁、锅炉冲灰渣水和添加适量轻烧氧化镁的冲灰渣水为脱硫剂,在液气比（L／G）1．8～2．7L／m^2,脱硫塔入口烟气中SO2质量浓度508．2～754．1mg／m^3条件下,出口SO2质量浓度降至82．6-107．3mg／m^3,SO2去除率达到81％-89％,净化烟气符合国家排放标准。     

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的数值模拟

石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前应用最广泛的脱硫工艺。为了对脱硫工艺进行优化,本文基于双膜理论,以某电厂2×135MW机组燃煤锅炉的脱硫系统为研究对象,建立了石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的数学模型,详细描述了脱硫工艺中的气液传质、化学反应的过程和机理。通过将模型求解结果与工业运行数据进行比较,发现计算结果与工业数据的吻合程度较高,并考察了几个关键工艺参数对脱硫效率的影响。计算结果显示,提高液气比或浆液pH值,脱硫率随之提高;增大入口SO_2分压或烟气流量,会导致脱硫率下降;循环浆液中的Cl-离子浓度不宜超过21 300 mg/L。本研究所建立的模型及研究结果,可以为石灰石-石膏法脱硫系统的设计和优化提供参考。     

基于湿法脱硫技术的钢渣脱硫剂性能研究

开发了以钢渣作为一种新型的脱硫剂,利用旋流板塔作为吸收器的湿法脱硫技术。实验研究了钢渣中的主要成分对脱硫效果的作用;讨论了液气体积比、吸收浆液的pH值、气体中SO2的进口体积分数等主要操作参数对脱硫效率的影响。实验结果表明,钢渣浆液质量分数为2%,进口气体温度为20℃,液气体积比大于4.85的条件下,脱硫率可达到85%以上,钢渣中的MgO,Fe2O3对于脱硫效果具有促进作用。因此,钢渣在旋流板塔湿法脱硫过程中,是一种有效的脱硫剂。     

燃煤电厂协同脱汞研究进展及强化措施

燃煤电厂是大气汞排放的重要源头,但是我国目前尚无完善的烟气汞控制方案。本文简要综述了国内外烟气脱汞技术研究现状,统计了国内污控设备（包括脱硝设备、除尘设备和脱硫设备）的装机容量。指出污控设备对烟气汞具有一定的协同脱除作用,但是受到我国煤质及运行条件等因素的制约,效果并不理想。本文结合国内某燃煤电厂的实测情况,提出了以下强化措施：①通过添加溴盐溶液,提高选择性催化还原（SCR）对烟气汞的氧化效率;②通过粉末活性炭与溴盐联合使用,强化静电除尘器（ESP）对烟气汞的协同脱除效率,脱汞效率可达90%以上;③通过精确控制脱硫浆液的pH值以及定期外排脱硫浆液,以降低其中汞的再释放率,维持湿法脱硫工艺（WFGD）稳定的烟气汞协同脱除效率;④通过优化和调整锅炉运行条件,提高现有污控设备体系的协同脱汞能力。     

循环流化床锅炉SO_2超低排放技术研究

针对循环流化床锅炉污染物生成量较低的特点,分析了锅炉SO_2生成量的影响因素,不同脱硫工艺的优缺点,结合试验研究结果和工程应用实例提出了循环流化床锅炉实现SO_2超低排放的技术。结果表明:循环流化床锅炉SO_2生成量取决于煤的硫分中可燃硫所占比例、煤灰中CaO等碱金属氧化物含量和锅炉运行参数,运行参数中床温影响最大;通过优化锅炉运行参数降低SO_2生成量,炉内干法高效脱硫和烟气脱硫相结合的深度脱硫技术可以实现SO_2超低排放的目标,并具有更高的调节灵活性和运行可靠性;烟气脱硫工艺的选取上,CFB-FGD半干法脱硫工艺相对于石灰石-石膏湿法脱硫工艺更具有经济优势。     

基于Aspen Plus的燃煤电厂烟气污染控制单元模拟

采用Aspen Plus软件对烟气污染控制单元进行模拟,以电厂实际运行数据验证模型的正确性,建模过程中考虑SO3转化和烟气中烟尘浓度的变化,并通过影响因素分析考察操作参数对污染物脱除效果的影响。结果表明,在选择性催化还原(SCR)脱硝过程中,部分SO2转化为SO3,除尘过程中飞灰对SO3有吸附作用,脱硫塔与除尘器对SO3和灰分脱除具有协同作用;SCR脱硝过程的最佳氨氮摩尔比范围为0.8~1.0,氨氮比低于0.6、反应温度低于400℃时,SO3浓度呈上升趋势;湿法脱硫过程中,入口烟气温度上升会阻碍SO2吸收和SO3去除;湿式除尘过程中,除尘效率随温度升高而降低,随气体流速增加先升高后降低,最佳流速为0.8~1.2 m/s。     

钢铁行业烟气多污染物协同控制技术应用实践

本研究分析了钢铁企业焦化和烧结两个重点工序中烟气污染物排放现状和钢铁行业当前的环保政策。对焦化及烧结烟气污染物的排放特征进行了分析，并通过对比燃煤电厂烟气特点，提出可以综合电厂烟气治理模式和自身特点改进的技术路线。结合某大型国有钢铁企业的脱硫脱硝装备对其环保现状进行了分析。针对焦化和烧结工序的典型污染物硫、硝、尘现有的源头减排、过程控制及末端处理技术，分析其优缺点。进而提出了3条可实现烟气污染物超低排放的技术路线，即半干法脱硫耦合选择性催化还原脱硝、半干法/湿法耦合臭氧氧化脱硝、活性焦脱硫脱硝一体化技术，重点介绍了这些技术在某大型钢铁企业的应用实践及应用效果。并基于全过程耦合技术，分别在焦化和烧结工序中提出了多污染物协同去除技术及应用，即焦炉低氮燃烧技术耦合末端活性焦多污染物协同控制技术、烧结烟气循环技术耦合末端活性焦多污染物协同控制技术。最后结合几种技术路线的应用实践，对未来钢铁产业的烧结及焦化工序超低排放技术的选择提出合理化建议。     

20t～30t燃煤锅炉烟气除尘脱硫工艺研究

燃煤锅炉燃烧过程中会产生大量的烟尘及 SO2 等气体 ,是大气污染防治的重点。本文以 2 0 t～ 30 t燃煤锅炉为对象 ,论述燃煤锅炉产生烟气的除尘脱硫工艺及其在实际运用中达到的预期效果。     

Experimental study on SO2 recovery using a sodium-zinc sorbent based flue gas desulfurization technology

A sodium–zinc sorbent based flue gas desulfurization technology (Na–Zn-FGD) was proposed based on the experiments and analyses of the thermal decomposition characteristics of CaSO3 and ZnSO3·2.5H2O, the waste products of calcium-based semi-dry and zinc-based flue gas desulfurization (Ca–SD-FGD and Zn–SD-FGD) tech-nologies, respectively. It was found that ZnSO3·2.5H2O first lost crystal H2O at 100 °C and then decomposed into SO2 and solid ZnO at 260 °C in the air, while CaSO3 is oxidized at 450 °C before it decomposed in the air. The ex-perimental results confirm that Zn–SD-FGD technology is good for SO2 removal and recycling, but with problem in clogging and high operational cost. The proposed Na–Zn-FGD is clogging proof, and more cost-effective. In the new process, Na2CO3 is used to generate Na2SO3 for SO2 absorption, and the intermediate product NaHSO3 reacts with ZnO powders, producing ZnSO3·2.5H2O precipitate and Na2SO3 solution. The Na2SO3 solution is clogging proof, which is re-used for SO2 absorption. By thermal decomposition of ZnSO3·2.5H2O, ZnO is re-generated and SO2 with high purity is co-produced as well. The cycle consumes some amount of raw material Na2CO3 and a small amount of ZnO only. The newly proposed FGD technology could be a substitute of the traditional semi-dry FGD technologies.