高温
快速燃烧
煤
SO2NOx排放的危害——酸雨的形成
国家对火电厂污染物的治理要求
GB 13223-2011最新《火电厂大气污染物排放标准》
2012年1月1日之前的锅炉，在2014年 7月1日起 SO2 200mg/m3（2012年1月1日 锅炉：100mg/m3） NO2 100mg/m3（比美国现行标准 低35mg/m3，甚至只有欧洲现行标准的 一半 ）
脱硫系统的关键参数
•入口烟气参数 SO2浓度 脱硫效率
O2浓度
温度 飞灰量
石灰石品质、纯度、粒度的影响
CaCO3. MgCO3
石灰石也叫方解石。主要成分是CaCO3 ，同时混有白 云石，砂和粘土。
SiO2 氧化硅与氧化铝
石灰石的品质和纯度
杂质
品质 纯度 粒度
高于90%
46
运行因素的影响
浆液停留时间 （1）吸收塔停留时间 （2）固体物停留时间
石膏生成时间 液体与烟气的 接触时间
47
脱硫系统的关键参数
钙硫摩尔比
Ca/S= ————————————————
吸收塔入口的二氧化硫(S02)的摩尔数（摩尔/h ）
加入CaCO3的摩尔数（摩尔/h）
在液气比不变的情况下， Ca/S 增大， PH值上升，提高 SO2 吸收 量。 Ca/S一般控制在1.02-1,05
小节回顾
火电厂控制SO2排放的主要途径 烟气脱硫的几种方法及分类 石灰石石膏湿法烟气脱硫的工作原理及系统组成 石灰石-石膏湿法脱硫的化学机理
作业：2-2、3-2、3-5
石灰石——石膏湿法烟气脱硫主要系统
1.
制备合格的浆液并供 浆
为脱硫提供烟气通道， 降低入口烟温，提升 出口烟温 吸收烟气中的SO2.除 雾、石膏的生成
运行因素的影响--液气比
3）不同的脱硫技术液气比有较大的不同（吸收塔结构） 液气比越大，浆液循环量越大，吸收塔内气液摩擦越剧烈， 吸收塔阻力高，增压风机电耗大。 4）液气比越大，浆液循环量越大，浆液循环泵的电耗越大。 5）液气比越大，浆液循环量越大，吸收塔浆池液位越高， 氧化风机的电耗越大。 6）相同条件下：液气比小意味着ＦＧＤ系统的总电耗小
第二碱
双碱法FGD工艺
烟气脱硫的工艺特点
基本原理都是用碱性物质吸收SO2 主要脱除SO2，SO3通常不做考虑 烟气量大，装置庞大，运行费用高
有脱硫副产物，容易产生二次污染
治理原来 的污染又 产生新的 污染
石灰石-石膏湿法烟气脱硫
石灰石-石膏法是技术最成熟、应用最多、运行 状况最稳定的方法。 世界各国(如德国、日本等)在大型火电厂中， 90%以上采用湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺。 目前，石灰石/石灰法对高硫煤，脱硫率可在 90%以上，对低硫煤，脱硫率可在95%以上。
SO2吸收系统
洁净湿烟气 除雾器
吸收反应区域
热烟气
吸收塔 搅拌器
中和反应、石 灰石的消溶、 石膏的结晶区 域
氧化风机 浆液循环泵
影响湿法石灰石烟气脱硫效率的主要因素
吸收塔入口烟气参数 • 温度、SO2浓度、O2浓度、含尘度 石灰石粉的品质、纯度和粒度 运行因素 • 液气比(L/G) • 吸收塔浆液PH值 • 钙硫比Ca/S • 石膏浆液密度 • 浆液停留时间
锅 炉
到磨机 循环 泵
石膏排出 泵
石灰石 仓
旋流 器
旋流 器 废水处理 石 膏
氧化风 机
磨机
石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统组成
1. 2. 3. 4.
5.
石灰石浆液制备系统 包括：石灰石储仓、球磨机、石灰石浆液罐、浆 液泵、分离器组等设备
旋流分离器组
石灰石 储仓
吸收剂浆液罐 给料机
工艺水
球磨机 球磨机浆液罐
按脱硫剂的种类划分： 1、以CaCO3(石灰石)为基础的钙法； 2、以NH3H2O为基础的氨法； 3、以MgO为基础的镁法； 4、以NaOH、NaCO3为基础的钠法； 5、以有机碱为基础的有机碱法。
双碱法FGD工艺
NaOH
有SO2的烟气
脱硫吸收塔
净烟气
NaSO3 Ca（OH）2
NaOH
再生氧化系统
H＋ ＋ Cl－ HF → H＋ ＋ F－ （反应的进行需要不断去除H+） Cl－是造成吸收塔 腐蚀的主要原因 石灰石消融：CaCO3 (s) + H2O CaCO3 (aq) + H2O
氧化反应： HSO3 结晶析出
+
1/202
SO42- +
H+
Ca2+ + SO42-+ 2H2O CaSO4·2H2O
F-和Al形成F-A 包膜，Mg的存 在促进包膜 参与化学反应的速度
消融性能
325目筛（44um)的过筛率高于95%
41
运行因素的影响
1、PH值
定义:
胃酸 亚硫酸
酸 = pH < 7
典型洗涤塔 石灰石
碱 = pH > 7
pH 1
可口可乐 二元酸 硫酸
7
Draino 碱液 血
石灰
醋
水
14
运行因素的影响-PH值
炉内喷钙，尾部增湿脱硫工艺（LIFCA）
CaO O2 SO2 CaSO3 CaSO4 CaO H2O 热空气
空气预热器
25%
活化反应 器
75% Ca(OH)2 CaSO3 Ca(OH)2 CaSO4
CaO
CaSO3 CaSO4
CaO
干灰再循环
烟气脱硫 ——按有无液相介入分类 适用于高硫
煤和大机组
FGD系统通过PH值来控制CaCO3浆液的加入量
43
运行因素的影响
液气比
再循环泵浆液流量（L/min） 液气比= —————————————（L/m3） 吸收塔出口烟气量(m3/min)
控制在15L/m3
运行因素的影响--液气比
1）液气比是影响脱硫效率的重要参数。 烟气SO2浓度 脱硫剂 脱硫塔型式 2）在相同的条件下，液气比越大，脱硫效率越 高，但随之，烟气出口的温度就越低。
燃烧前 脱硫
煤 空气
燃烧中脱硫
燃烧后 脱硫
1.1燃烧前脱硫
煤的洗选
洗煤 选煤
去除泥土、页 岩和黄铁矿硫
煤气化
煤和O2、H2O、H2高温下转换CO、H2、CH4等可燃气体和CO2 、N2等非可燃气体。
水煤浆
65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种 低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料。
来浆 管道
在吸收塔检修后起 机时，可以将浆液 事故泵 注入塔中，为化学 结晶提供晶核。
M
事故浆液 槽（罐）
返塔管道
脱除SO2的化学反应机理
在气液固三相中进行
亨利定律
气
发生化学反 应而降低气 体的分压
液
物理吸收和化学吸收
薄膜理论
(1) 增大烟气流速以减小相界面气膜的膜 层厚度δL 来提高传质速率； (2) 通过良好的雾化，产生非常小的液滴， 使其具有更大的比表面积以加大气液接触 面
36
四个步骤：
吸收反应： SO2 (g) SO2 (aq) SO2 (aq) + H2O HSO3- + H+ HCl → HSO3- SO32- + H+ CaCO3 (aq)+ H+ Ca2+ + HCO3HCO3 OH- + CO2
（石灰石的消融需要H+） 一般来说吸收区大 部分是HSO3－
湿法 脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高 腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染 半干法 适用于旧机 介于两者之间，适用于 200MW以下发电机组 组改造 干法 投资费用较低；设备简单，不易腐蚀，不易发生 结垢及堵塞。 吸收剂的利用率低，对干燥过程控制要求很高
燃烧后脱硫——烟气脱硫
2、石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺流程及 原理
3、石灰石-石膏湿法烟气脱硫各子系统及 主要设备

4、运行中检测的主要参数
一、火电厂脱硫技术概述
燃煤烟气中SO2主要来源： 煤中的可燃硫
环保部门一般 把2%的煤称 为高硫煤
低硫煤（0.51%-1%） 煤中硫含量1-8% 中硫煤
高硫煤（含硫量大于3%的煤）
超洁净（低）排放技术 2015年12月2日，国务院总理李克强召开国务
院常务会议，决定全面实施燃煤电厂超低排放和 节能改造，大幅降低发电煤耗和污染排放。
氮氧化物小于50 mg/m3 二氧化硫小于35mg/m3
环保部门对电厂排放污染物的监测
第一部分
火电厂烟气脱硫装置
1、火电厂烟气脱硫概述
影响脱硫效率、脱硫产物成分的关键参数。不同 的脱硫剂，可以选择不同的pH值。 对于石灰石－石膏湿法而言，PH值控制在5-6之 间。 PH值越高碱性越强，有利于SO2的吸 pH值越低酸性越强，有利于石 pH计一般设置在石膏排出泵的出口。
收，不利于石灰石的溶解，当PH 值高 灰石的溶解，不利于 SO2的吸收， 于5.8时容易造成系统结垢 pH值低于4时系统几乎不能吸收 （CaSO3°1/2H2O) SO2
煤中硫含量Sar=1.35%，BMCR工况条件下，脱硫入口烟气量 1123175Nm3/h（干基，标态，6%O2）, SO2浓度按照3395mg/Nm3， （干基，标态，6%O2）,脱硫装置的脱硫效率不低于99.2%，出口排放SO2 含量小于28mg/Nm3（干基，标态，6%O2），
如何控制SO2的排放
51
由于干磨的投资比湿磨系统大 30%左右，磨制电耗比湿磨系统大 10%~20%，所以大部分脱硫系统 采用湿式球磨机。