煙氣脫硫工藝歷史
發(fā)布時(shí)間:2021/7/5
1927年英國(guó)為了保護(hù)倫敦高層建筑的需要，在泰吾士河岸的巴特富安和班支賽德兩電廠（共120MW），首先采用石灰石脫硫工藝。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1984年有SO2控制工藝189種，目前已超過(guò)200種。主要可分為四類：（1）燃燒前控制-原煤凈化（2）燃燒中控制-硫化床燃燒（CFB）和爐內(nèi)噴吸收劑（3）燃燒后控制-煙氣脫硫（4）新工藝（如煤氣化/聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)、液態(tài)排渣燃燒器）其中大多數(shù)國(guó)家采用燃燒后煙氣脫硫工藝。煙氣脫硫則以濕式石灰石/石膏法脫硫工藝作為主流。
自本世紀(jì)30年代起已經(jīng)進(jìn)行過(guò)大量的濕式石灰石/石膏法研究開(kāi)發(fā)，60年代末已有裝置投入商業(yè)運(yùn)行。ABB公司的第一套實(shí)用規(guī)模的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)于1968年在美國(guó)投入使用。1977年比曉夫公司制造了歐洲第一臺(tái)石灰/石灰石石膏法示范裝置。IHI（石川島播磨）的首臺(tái)大型脫硫裝置1976年在磯子火電廠1、2號(hào)機(jī)組應(yīng)用，采用文丘里管2塔的石灰石石膏法混合脫硫法。三菱重工于1964年完成第一套設(shè)備，根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)績(jī)，進(jìn)行煙氣脫硫裝置的開(kāi)發(fā)。
第一代FGD系統(tǒng)：美國(guó)和日本從70年代開(kāi)始安裝。早期的FGD系統(tǒng)包括以下一些流程：石灰基流質(zhì);鈉基溶液;石灰石基流質(zhì);堿性飛灰基流質(zhì);雙堿（石灰和鈉）;鎂基流質(zhì);Wellman-Lord流程。采用了廣泛的吸收類型，包括通風(fēng)型、垂直逆流噴射塔、水平噴射塔，并采用了一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)如托盤(pán)、填料、玻璃球等來(lái)增進(jìn)反應(yīng)。
第一代FGD的脫硫效率一般為70%~85%。
除少數(shù)外，副產(chǎn)品無(wú)任何商用價(jià)值只能作為廢料排放，只有鎂基法和Wellman-Lord法產(chǎn)出有商用價(jià)值的硫和硫酸。特征是初投資不高，但運(yùn)行維護(hù)費(fèi)高而系統(tǒng)可靠性低。結(jié)垢和材料失效是最大的問(wèn)題。隨著經(jīng)驗(yàn)的增長(zhǎng)，對(duì)流程做了改進(jìn)，降低了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，提高了可靠性。
第二代FGD系統(tǒng)
在80年代早期開(kāi)始安裝。為了克服第一代系統(tǒng)中的結(jié)垢和材料問(wèn)題，出現(xiàn)了干噴射吸收器，爐膛和煙道噴射石灰和石灰石也接近了商業(yè)運(yùn)行。然而占主流的FGD技術(shù)還是石灰基、石灰石基的濕清洗法，利用填料和玻璃球等的通風(fēng)清洗法消失了。改進(jìn)的噴射塔和淋盤(pán)塔是最常見(jiàn)的。流程不同其效率也不同。最初的干噴射FGD可達(dá)到70%~80%，在某些改進(jìn)情形下可達(dá)到90%，爐膛和煙道噴射法可達(dá)到30%~50%，但反應(yīng)劑消耗量大。隨著對(duì)流程的改進(jìn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的提高，可達(dá)到90%的效率。美國(guó)所有第二代FGD系統(tǒng)的副產(chǎn)物都作為廢物排走了。然而在日本和德國(guó)，在石灰石基濕清洗法中把固態(tài)副產(chǎn)品強(qiáng)制氧化，得到在某些工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有商業(yè)價(jià)值的石膏。第二代FGD系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和系統(tǒng)可靠性方面都有所進(jìn)步。
第三代FGD系統(tǒng)
爐膛和煙道噴射流程得到了改進(jìn)，而LIFAC和流化床技術(shù)也發(fā)展起來(lái)了。通過(guò)廣泛采用強(qiáng)制氧化和鈍化技術(shù)，影響石灰、石灰石基系統(tǒng)可靠性的結(jié)垢問(wèn)題基本解決了。隨著對(duì)化學(xué)過(guò)程的進(jìn)一步了解和使用二基酸（DBA）這樣的添加劑，這些系統(tǒng)的可靠性可以達(dá)到95%以上。鈍化技術(shù)和DBA都應(yīng)用于第二代FGD系統(tǒng)以解決存在的問(wèn)題。許多這些系統(tǒng)的脫硫效率達(dá)到了95%或更高。有些系統(tǒng)的固態(tài)副產(chǎn)品可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)。在德國(guó)和日本，生產(chǎn)石膏已是電廠的一個(gè)常規(guī)項(xiàng)目。隨著設(shè)備可靠性的提高，設(shè)置冗余設(shè)備的必要性減小了，單臺(tái)反應(yīng)器的煙氣處理量越來(lái)越大。在70年代因投資大、運(yùn)行費(fèi)用高和存在腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問(wèn)題，在火電廠中聲譽(yù)不佳。經(jīng)過(guò)15年實(shí)踐和改進(jìn)，工作性能與可靠性有很大提高，投資和運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低，使它的下列優(yōu)點(diǎn)較為突出：（1）有在火電廠長(zhǎng)期應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn);（2）脫硫效率和吸收利用率高（有的機(jī)組在Ca/S接近于1時(shí)，脫硫率超過(guò)90%）;（3）可用性好（最近安裝的機(jī)組，可用性已超過(guò)90%）。人們對(duì)濕法的觀念，從而發(fā)生轉(zhuǎn)變。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1984年有SO2控制工藝189種，目前已超過(guò)200種。主要可分為四類：（1）燃燒前控制-原煤凈化（2）燃燒中控制-硫化床燃燒（CFB）和爐內(nèi)噴吸收劑（3）燃燒后控制-煙氣脫硫（4）新工藝（如煤氣化/聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)、液態(tài)排渣燃燒器）其中大多數(shù)國(guó)家采用燃燒后煙氣脫硫工藝。煙氣脫硫則以濕式石灰石/石膏法脫硫工藝作為主流。
自本世紀(jì)30年代起已經(jīng)進(jìn)行過(guò)大量的濕式石灰石/石膏法研究開(kāi)發(fā)，60年代末已有裝置投入商業(yè)運(yùn)行。ABB公司的第一套實(shí)用規(guī)模的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)于1968年在美國(guó)投入使用。1977年比曉夫公司制造了歐洲第一臺(tái)石灰/石灰石石膏法示范裝置。IHI（石川島播磨）的首臺(tái)大型脫硫裝置1976年在磯子火電廠1、2號(hào)機(jī)組應(yīng)用，采用文丘里管2塔的石灰石石膏法混合脫硫法。三菱重工于1964年完成第一套設(shè)備，根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)績(jī)，進(jìn)行煙氣脫硫裝置的開(kāi)發(fā)。
第一代FGD系統(tǒng)：美國(guó)和日本從70年代開(kāi)始安裝。早期的FGD系統(tǒng)包括以下一些流程：石灰基流質(zhì);鈉基溶液;石灰石基流質(zhì);堿性飛灰基流質(zhì);雙堿（石灰和鈉）;鎂基流質(zhì);Wellman-Lord流程。采用了廣泛的吸收類型，包括通風(fēng)型、垂直逆流噴射塔、水平噴射塔，并采用了一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)如托盤(pán)、填料、玻璃球等來(lái)增進(jìn)反應(yīng)。
第一代FGD的脫硫效率一般為70%~85%。
除少數(shù)外，副產(chǎn)品無(wú)任何商用價(jià)值只能作為廢料排放，只有鎂基法和Wellman-Lord法產(chǎn)出有商用價(jià)值的硫和硫酸。特征是初投資不高，但運(yùn)行維護(hù)費(fèi)高而系統(tǒng)可靠性低。結(jié)垢和材料失效是最大的問(wèn)題。隨著經(jīng)驗(yàn)的增長(zhǎng)，對(duì)流程做了改進(jìn)，降低了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，提高了可靠性。
第二代FGD系統(tǒng)
在80年代早期開(kāi)始安裝。為了克服第一代系統(tǒng)中的結(jié)垢和材料問(wèn)題，出現(xiàn)了干噴射吸收器，爐膛和煙道噴射石灰和石灰石也接近了商業(yè)運(yùn)行。然而占主流的FGD技術(shù)還是石灰基、石灰石基的濕清洗法，利用填料和玻璃球等的通風(fēng)清洗法消失了。改進(jìn)的噴射塔和淋盤(pán)塔是最常見(jiàn)的。流程不同其效率也不同。最初的干噴射FGD可達(dá)到70%~80%，在某些改進(jìn)情形下可達(dá)到90%，爐膛和煙道噴射法可達(dá)到30%~50%，但反應(yīng)劑消耗量大。隨著對(duì)流程的改進(jìn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的提高，可達(dá)到90%的效率。美國(guó)所有第二代FGD系統(tǒng)的副產(chǎn)物都作為廢物排走了。然而在日本和德國(guó)，在石灰石基濕清洗法中把固態(tài)副產(chǎn)品強(qiáng)制氧化，得到在某些工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有商業(yè)價(jià)值的石膏。第二代FGD系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和系統(tǒng)可靠性方面都有所進(jìn)步。
第三代FGD系統(tǒng)
爐膛和煙道噴射流程得到了改進(jìn)，而LIFAC和流化床技術(shù)也發(fā)展起來(lái)了。通過(guò)廣泛采用強(qiáng)制氧化和鈍化技術(shù)，影響石灰、石灰石基系統(tǒng)可靠性的結(jié)垢問(wèn)題基本解決了。隨著對(duì)化學(xué)過(guò)程的進(jìn)一步了解和使用二基酸（DBA）這樣的添加劑，這些系統(tǒng)的可靠性可以達(dá)到95%以上。鈍化技術(shù)和DBA都應(yīng)用于第二代FGD系統(tǒng)以解決存在的問(wèn)題。許多這些系統(tǒng)的脫硫效率達(dá)到了95%或更高。有些系統(tǒng)的固態(tài)副產(chǎn)品可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)。在德國(guó)和日本，生產(chǎn)石膏已是電廠的一個(gè)常規(guī)項(xiàng)目。隨著設(shè)備可靠性的提高，設(shè)置冗余設(shè)備的必要性減小了，單臺(tái)反應(yīng)器的煙氣處理量越來(lái)越大。在70年代因投資大、運(yùn)行費(fèi)用高和存在腐蝕、結(jié)垢、堵塞等問(wèn)題，在火電廠中聲譽(yù)不佳。經(jīng)過(guò)15年實(shí)踐和改進(jìn)，工作性能與可靠性有很大提高，投資和運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低，使它的下列優(yōu)點(diǎn)較為突出：（1）有在火電廠長(zhǎng)期應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn);（2）脫硫效率和吸收利用率高（有的機(jī)組在Ca/S接近于1時(shí)，脫硫率超過(guò)90%）;（3）可用性好（最近安裝的機(jī)組，可用性已超過(guò)90%）。人們對(duì)濕法的觀念，從而發(fā)生轉(zhuǎn)變。
