FGD 脫硫技術(shù)

1、主講人：主講人： 概述概述 氨肥法氨肥法發(fā)展、業(yè)績與應(yīng)用發(fā)展、業(yè)績與應(yīng)用結(jié)論結(jié)論目錄3火電廠鍋爐煙氣特點火電廠鍋爐煙氣特點SO25004000 ppm，NOx1001000 ppm,SO31050 ppm，HCl120 ppm，HF120 ppm，Hg 等。等。煙氣量煙氣量200MW80萬萬Nm3/h300MW120萬萬Nm3/h單廠排單廠排SO2220萬噸萬噸/年。年。SO2NOx一一 概述概述 4我國的我國的SOSO2 2問題問題 SOSO2 2排放和酸雨大國排放和酸雨大國 SO SO2 2排放量：排放量：20002000萬噸萬噸/ /年年 酸雨損失：酸雨損失：10001000億元億元/

2、/年年 硫酸和化肥大國硫酸和化肥大國 SO SO2 2需求：需求： 20002000萬噸萬噸/ /年年 硫資源缺乏大國硫資源缺乏大國 進(jìn)口進(jìn)口S S300 SO300 SO2 2600600萬噸萬噸/ /年年回收煙氣回收煙氣SOSO2 2 變廢為寶、化害為利！變廢為寶、化害為利！目標(biāo)：可資源化的目標(biāo)：可資源化的FGDFGD技術(shù)！技術(shù)！5原理：原理： ( (氣體氣體)SO)SO2 2堿性吸收劑堿性吸收劑亞硫酸鹽：亞硫酸鹽：吸收吸收 亞硫酸鹽亞硫酸鹽0.5O0.5O2 2硫酸鹽硫酸鹽( (固體固體) )：氧化氧化按脫按脫硫劑的種類劃分：硫劑的種類劃分：(1)(1)、以、以CaCOCaCO3 3(

3、(石灰石石灰石) )為基礎(chǔ)的鈣法；為基礎(chǔ)的鈣法；(2)(2)、以、以NHNH3 3為基礎(chǔ)的氨法；為基礎(chǔ)的氨法；(3)(3)、以、以MgOMgO為基礎(chǔ)的鎂法；為基礎(chǔ)的鎂法；(4)(4)、以、以NaCONaCO3 3為基礎(chǔ)的鈉法；為基礎(chǔ)的鈉法；(5)(5)、以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。、以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。 因此：煙氣脫硫是一個化學(xué)化工過程。因此：煙氣脫硫是一個化學(xué)化工過程。煙氣脫硫方法煙氣脫硫方法6物理物理熱熱能能環(huán)環(huán)境境化學(xué)化學(xué)S OS O2 2不同學(xué)派生出不同技術(shù)，不同學(xué)派生出不同技術(shù)，不同技術(shù)必有不同：不同技術(shù)必有不同： 投資、能耗和成本。投資、能耗和成本。哪派技術(shù)最適合？哪派技術(shù)最適

4、合？ FGDFGD屬于化工過程。屬于化工過程。國華荏原國華荏原清華同方清華同方武漢凱迪武漢凱迪國電龍源國電龍源重慶遠(yuǎn)達(dá)重慶遠(yuǎn)達(dá)山東三融山東三融上海石川島上海石川島福建龍凈福建龍凈清華紫光清華紫光北京通用北京通用浙江菲達(dá)浙江菲達(dá)長沙燦通長沙燦通國華荏原國華荏原清華核能清華核能四川核九四川核九華東理工華東理工上海益科上海益科四只眼睛看四只眼睛看SO2四種學(xué)派四種學(xué)派四種技術(shù)四種技術(shù)7 鈣鈣法法 鎂鎂法法 鈉鈉法法 氨氨法法 脫脫硫硫效效率率, % 95 95 95 95 原原料料 石石灰灰石石 氧氧化化鎂鎂 碳碳酸酸鈉鈉(純純堿堿) 氫氫氧氧化化鈉鈉(燒燒堿堿) 氨氨(液液氨氨、氨氨水水 、碳碳銨

5、銨) 來來源源情情況況 天天然然礦礦，豐豐富富 菱菱鎂鎂礦礦，有有限限 合合成成，有有限限 合合成成，豐豐富富 價價格格(估估計計)，元元/噸噸 約約 100, (325 目目) 350 1200，(純純堿堿) 400, (碳碳銨銨) 原原料料消消耗耗， 噸噸/噸噸 SO2 1.81.9 0.70.8 1.66 2.52.6 副副產(chǎn)產(chǎn)品品 CaSO4.2H2O, 石石膏膏 MgSO4.7H2O Na2SO4 (NH4)2SO4, 化化肥肥 副副產(chǎn)產(chǎn)品品用用途途 可可作作建建材材原原料料， 但但基基本本拋拋棄棄， 二二次次渣渣污污染染 可可作作化化肥肥添添加加劑劑， 但但基基本本拋拋棄棄 二二次

6、次渣渣或或水水污污染染 可可作作玻玻璃璃生生產(chǎn)產(chǎn)原原料料，但但因因質(zhì)質(zhì)量量差差，基基本本拋拋棄棄 高高效效農(nóng)農(nóng)用用化化肥肥， 市市場場良良好好， 600 元元/噸噸 無無廢廢渣渣和和水水污污染染 副副產(chǎn)產(chǎn)品品量量， 噸噸/噸噸 SO2 2.62.7 3.83.9 2.22 2.1 產(chǎn)產(chǎn)品品原原料料差差價價， 元元/噸噸 SO2 185 280 1992 260 FGD方法基本比較，方法基本比較，中國價格體系中國價格體系中國發(fā)展氨法的理由8 鈣法鈣法 鎂法鎂法 鈉法鈉法 氨法氨法 脫硫效率脫硫效率, % 95 95 95 95 原料原料 石灰石石灰石 氧化鎂氧化鎂 氫氧化鈉氫氧化鈉(燒堿燒堿)

7、液氨液氨 價格價格(估計估計)， 日元日元/噸噸(人民幣人民幣) 70009000 (500) 5000060000 (3750) 100000120000 (7500) 150000180000 (10000) 原料消耗，原料消耗， 噸噸/噸噸 SO2 1.85 0.758 1.66 0.532 副產(chǎn)品副產(chǎn)品 CaSO4.2H2O, 石膏石膏 MgSO4.7H2O Na2SO4 (NH4)2SO4, 化肥化肥 原料成本，原料成本， 日元日元/噸噸 SO2 12500 (781) 50140 (3134) 137500 (8594) 87656 (5478) 副產(chǎn)品量，副產(chǎn)品量， 噸噸/噸噸

8、SO2 2.62.7 3.83.9 2.22 2.1 副產(chǎn)品價格副產(chǎn)品價格 日元日元/噸噸(人民幣人民幣) 3500 (218) 0 0 23750 (1484) 產(chǎn)品原料差價，產(chǎn)品原料差價， 元元/噸噸 SO2 3094 (193) 50140 (3134) 137500 (8594) 38672 (2417) FGD方法基本比較，方法基本比較，日本價格體系日本價格體系日本發(fā)展鈣法的理由9可見，國情決定技術(shù)路線可見，國情決定技術(shù)路線兩個因素兩個因素 最低的原料成本最低的原料成本 最豐富的原料來源最豐富的原料來源因此，因此， 日本日本( (歐洲、美國歐洲、美國) )發(fā)展了：發(fā)展了：鈣法鈣法 中

9、國應(yīng)該發(fā)展：中國應(yīng)該發(fā)展： 氨法氨法 中國中國FGDFGD剛起步，沒有自己的剛起步，沒有自己的FGDFGD技術(shù)，走引進(jìn)技術(shù)，走引進(jìn)的道路，只能引進(jìn)鈣法。但是，中國人應(yīng)該自的道路，只能引進(jìn)鈣法。但是，中國人應(yīng)該自己發(fā)展氨法。己發(fā)展氨法。10 鈣法：鈣法：非綠色技術(shù)非綠色技術(shù) CaCO CaCO3 3+SO+SO2 2+2H+2H2 2O+1/2OO+1/2O2 2 CaSOCaSO4 4.2H.2H2 2O+COO+CO2 2 消耗新資源；石膏廢渣；廢氣消耗新資源；石膏廢渣；廢氣COCO2 2。 二次污染突出二次污染突出 氨法：氨法：綠色技術(shù)綠色技術(shù) 2NH 2NH3 3SOSO2 2H H2

10、2O O1/2O1/2O2 2 (NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4 氨來自化肥，產(chǎn)品是化肥，部消耗新資源，資氨來自化肥，產(chǎn)品是化肥，部消耗新資源，資源回收，變廢為寶，無二次污染。源回收，變廢為寶，無二次污染。 FGDFGD技術(shù)選擇：技術(shù)選擇： 綠色技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、生態(tài)技術(shù)的指導(dǎo)原則綠色技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、生態(tài)技術(shù)的指導(dǎo)原則 11NHNH3 3煙氣煙氣SOSO2 2化肥化肥NADS NADS 氨肥法氨肥法 ? ?發(fā)明專利號：發(fā)明專利號：99113403.6 01113415.1 99113403.6 01113415.1 02136906.2 02136906.2 02266994

11、.9 02266994.9 新的新的FGDFGD技術(shù)技術(shù)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)二12氨氨-肥法之反應(yīng)原理肥法之反應(yīng)原理氨氨吸收吸收SO2 SO2xNH3H2O (NH4)xH2-xSO3 亞硫銨亞硫銨 (鈣法：鈣法：SO2+CaCO3+2H2O=CaSO3.2H2O+CO2)生產(chǎn)化生產(chǎn)化肥肥： (NH4)xH2-xSO3NH3O2 (NH4)2SO4 硫銨硫銨 (CaSO3.2H2O+O2=CaSO4.2H2O) 吸收吸收氧化氧化亞硫酸鈣石膏碳銨碳銨NH4HCO313氨肥法氨肥法工藝流程工藝流程SO2吸收吸收+亞硫銨氧化亞硫銨氧化裝置裝置脫硫尾氣脫硫尾氣硫銨化肥硫銨化肥NH3

12、硫銨硫銨裝置裝置H2O含硫煙氣含硫煙氣空氣空氣14石灰石石膏法石灰石石膏法工藝流程工藝流程SO2吸收吸收+亞硫酸鈣氧化亞硫酸鈣氧化裝置裝置脫硫尾氣脫硫尾氣石膏石膏石灰石石灰石石膏石膏裝置裝置H2O含硫煙氣含硫煙氣空氣空氣15先進(jìn)的先進(jìn)的SOSO2 2多功能吸收塔多功能吸收塔 確保：確保： 脫硫率：脫硫率：95959999 除塵率：除塵率：70709090 硫銨濃度：硫銨濃度：40404545AONBC氨肥法比其他氨肥法比其他氨法之先進(jìn)處氨法之先進(jìn)處16氨肥法特點氨肥法特點(1)(1)：原料豐富原料豐富 我國需求量超過我國需求量超過34003400萬噸，大型的氨生產(chǎn)裝置達(dá)到萬噸，大型的氨生產(chǎn)裝置

13、達(dá)到30305050萬噸萬噸/ /年。即使全國火電廠和工業(yè)鍋爐都采年。即使全國火電廠和工業(yè)鍋爐都采用氨肥法，需要氨用氨肥法，需要氨800800萬噸萬噸/ /年。年。 液氨、氨水和碳銨是等效的，是氨的不同載體。液氨、氨水和碳銨是等效的，是氨的不同載體。 我國碳銨年產(chǎn)量我國碳銨年產(chǎn)量50005000萬噸，尿素產(chǎn)量萬噸，尿素產(chǎn)量40004000萬噸。萬噸。 氨還用于生產(chǎn)磷銨、氯化銨、硫銨和硝銨等氮肥。氨還用于生產(chǎn)磷銨、氯化銨、硫銨和硝銨等氮肥。 因此，氨作為脫硫原料，其供應(yīng)是完全有保證的。因此，氨作為脫硫原料，其供應(yīng)是完全有保證的。17氨肥法特點氨肥法特點(2)(2)：原料靈活原料靈活 液液氨氨 氨

14、氨水水 碳碳銨銨 分分子子式式 NH3 NH3和和 H2O 混混合合物物 NH4HCO3 NH3含含量量,% 99.5 20-25 21.5 N 含含量量 82 16.520.5(18) 17.017.7(17.5) 原原料料單單價價，元元/噸噸 1800 350 400 單單位位 N 價價格格，元元/N 22.6 19.8 22.8 運(yùn)運(yùn)輸輸及及儲儲運(yùn)運(yùn) 加加壓壓罐罐車車運(yùn)運(yùn)輸輸 加加壓壓儲儲罐罐儲儲存存 普普通通罐罐車車運(yùn)運(yùn)輸輸 普普通通儲儲罐罐儲儲存存 普普通通汽汽(火火)車車運(yùn)運(yùn)輸輸 倉倉庫庫儲儲存存 三種氨源可靈活選擇，對北方地區(qū)，其比較為：三種氨源可靈活選擇，對北方地區(qū)，其比較為：

15、郊區(qū)市區(qū)182NH2NH4 4HCOHCO3 3SOSO2 21/2O1/2O2 2(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 41.1971.197噸碳銨噸碳銨1 1噸硫銨噸硫銨農(nóng)資公司化肥售價情況：農(nóng)資公司化肥售價情況： 碳銨售價：碳銨售價：350350420420 硫銨售價：硫銨售價：500500650 650 硫銨以碳銨為原料的成本：硫銨以碳銨為原料的成本：419419503503可見：硫銨的產(chǎn)品價值原料成本可見：硫銨的產(chǎn)品價值原料成本100100 這是其它方法這是其它方法( (鈣法、鎂法鈣法、鎂法) )不能比的。不能比的。氨肥法特點氨肥法特點(3)(3)：產(chǎn)品價值大產(chǎn)品價值大(脫硫裝置

16、的脫硫裝置的硫硫不計原料成本不計原料成本)19在中國，由于三方面的原因，硫銨將受到青睞：在中國，由于三方面的原因，硫銨將受到青睞： 中國國土缺硫面積達(dá)中國國土缺硫面積達(dá)3030，特別是南方多雨省，特別是南方多雨省份，對含硫肥料提出了要求；份，對含硫肥料提出了要求； 中國北方中國北方( (天津天津) )的鹽堿地面積也很大，需要具的鹽堿地面積也很大，需要具有酸性的硫銨氮肥；有酸性的硫銨氮肥； 中國將大力推進(jìn)多元、高濃度復(fù)合肥，硫銨是中國將大力推進(jìn)多元、高濃度復(fù)合肥，硫銨是一個效果很好的配合肥料，尤其它具有很好的一個效果很好的配合肥料，尤其它具有很好的粘結(jié)性，成粒率高，更受復(fù)合肥廠青睞。粘結(jié)性，成粒

17、率高，更受復(fù)合肥廠青睞。氨肥法特點氨肥法特點(4)(4)：產(chǎn)品市場大產(chǎn)品市場大20 中國中國化肥工業(yè)協(xié)會化肥工業(yè)協(xié)會的一個估計是，即使僅的一個估計是，即使僅僅考慮結(jié)合復(fù)合肥，我國的硫銨需求量可僅考慮結(jié)合復(fù)合肥，我國的硫銨需求量可以超過以超過500500萬噸萬噸/ /年。而我國目前的硫銨產(chǎn)年。而我國目前的硫銨產(chǎn)量只有約量只有約5050萬噸萬噸/ /年。年。 出口量還很大，僅在亞洲，硫銨貿(mào)易量就出口量還很大，僅在亞洲，硫銨貿(mào)易量就超過超過200200萬噸萬噸/ /年。年。 因此，硫銨作為肥料的市場及其前景是完因此，硫銨作為肥料的市場及其前景是完全樂觀的。全樂觀的。21無二次環(huán)境污染問題，無二次環(huán)境

18、污染問題，氨肥法特點氨肥法特點( (5 5) )：此外，此外，22 國家計委，國家科技部和國家教育部資助的國家計委，國家科技部和國家教育部資助的“九五九五”重點科技攻關(guān)成果。重點科技攻關(guān)成果。 1998-1999在四川內(nèi)江發(fā)電廠的在四川內(nèi)江發(fā)電廠的25MW機(jī)組實施，機(jī)組實施，并結(jié)合銀山化工股份公司，生產(chǎn)高質(zhì)量的磷銨化并結(jié)合銀山化工股份公司，生產(chǎn)高質(zhì)量的磷銨化肥和肥和98硫酸。硫酸。 1999年年9月通過國家驗收鑒定，為月通過國家驗收鑒定，為國際領(lǐng)先水平。國際領(lǐng)先水平。 中國發(fā)明專利中國發(fā)明專利: 99113403.6, 99113450.8, 01113415.1 建立了大型冷態(tài)裝置，相當(dāng)于直

19、徑建立了大型冷態(tài)裝置，相當(dāng)于直徑14.4m吸收塔。吸收塔。 建立了吸收塔的計算機(jī)仿真軟件，用于優(yōu)化設(shè)計、建立了吸收塔的計算機(jī)仿真軟件，用于優(yōu)化設(shè)計、控制和操作培訓(xùn)。控制和操作培訓(xùn)。三三 發(fā)展及業(yè)績發(fā)展及業(yè)績23內(nèi)江電廠內(nèi)江電廠 25MW, 吸收塔吸收塔 3.618.5m24亞硫銨亞硫銨化肥化肥業(yè)績：四川內(nèi)江電廠業(yè)績：四川內(nèi)江電廠 25MW, 副產(chǎn)品副產(chǎn)品25冷態(tài)測試裝置冷態(tài)測試裝置7.2m7.2m1.5m1.5m實現(xiàn)實現(xiàn)1414mm直徑直徑SOSO2 2吸收塔的吸收塔的流體均勻分布流體均勻分布放大可靠性放大可靠性適合于：適合于： 500MW500MW機(jī)組機(jī)組建于四川內(nèi)江發(fā)電廠建于四川內(nèi)江發(fā)電廠

20、20002000年年1111月月26脫硫塔脫硫塔再熱器再熱器煙囪煙囪風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)控制室控制室硫銨加工硫銨加工27 美國：美國：GEGE、MarsulexMarsulex、PirconPircon、Babcock & WilcoxBabcock & Wilcox 德國：德國：Lentjes BischoffLentjes Bischoff、Krupp KoppersKrupp Koppers 日本：日本：NKKNKK、IHIIHI、千代田、住友、三菱、荏原、千代田、住友、三菱、荏原 皆在九十年代大力發(fā)展氨法。皆在九十年代大力發(fā)展氨法。 美國和德國的脫硫石膏已成為一個突出的環(huán)境問題，美

21、國和德國的脫硫石膏已成為一個突出的環(huán)境問題，正著力研究轉(zhuǎn)化為硫銨的技術(shù)：正著力研究轉(zhuǎn)化為硫銨的技術(shù)： CaSOCaSO4 4+2NH+2NH4 4HCOHCO3 3CaCOCaCO3 3+(NH+(NH4 4) )2 2SOSO4 4+CO+CO2 2+H+H2 2O O 重慶珞璜電廠目前也開展這項研究。重慶珞璜電廠目前也開展這項研究。 氨肥法符合世界氨肥法符合世界FGD技術(shù)發(fā)展趨勢技術(shù)發(fā)展趨勢28 裝裝置置國國別別或或地地點點 技技術(shù)術(shù)商商 處處理理規(guī)規(guī)模模 運(yùn)運(yùn)行行情情況況 1 日日本本 NKK 福福山山制制鐵鐵所所 日日本本 NKK 760000 (Nm3/h) 燒燒結(jié)結(jié)機(jī)機(jī)煙煙氣氣，S

22、O2濃濃度度 1000ppm 左左右右， 1976 年年 3 月月建建成成，現(xiàn)現(xiàn)停停運(yùn)運(yùn)。 以以鋼鋼鐵鐵廠廠的的廢廢氨氨水水為為原原料料， 生生成成農(nóng)農(nóng)用用硫硫銨銨化化肥肥。 2 日日本本 NKK 京京濱濱制制鐵鐵所所 日日本本 NKK 1230000 (Nm3/h) 燒燒結(jié)結(jié)機(jī)機(jī)煙煙氣氣，SO2濃濃度度 1000ppm 左左右右， 1976 年年 10 月月建建成成，至至今今運(yùn)運(yùn)行行良良好好， 已已累累積積運(yùn)運(yùn)行行 26 年年。 以以鋼鋼鐵鐵廠廠廢廢氨氨水水為為原原料料，生生成成硫硫銨銨化化肥肥。 3 美美國國北北達(dá)達(dá)科科大大州州 美美國國 G E 環(huán)環(huán)境境公公司司 50MW 以以液液氨氨為

23、為原原料料，SO2含含量量為為 20003000ppm，1990 年年建建成成。 4 德德國國卡卡咨咨諾諾爾爾 德德國國克克虜虜伯伯 鋼鋼鐵鐵公公司司 65MW (250T/h) 以以氨氨水水為為原原料料，SO2含含量量 1500ppm。 1989 年年建建成成。 5 四四川川內(nèi)內(nèi)江江發(fā)發(fā)電電總總廠廠 華華東東理理工工大大學(xué)學(xué) 100000 Nm3/h 以以液液氨氨為為原原料料，SO28001400ppmv。 中中國國第第一一臺臺鍋鍋爐爐氨氨法法脫脫硫硫裝裝置置。 生生產(chǎn)產(chǎn)亞亞硫硫酸酸銨銨和和磷磷銨銨化化肥肥，1998 年年建建成成， 1999 年年因因鍋鍋爐爐停停運(yùn)運(yùn)而而停停運(yùn)運(yùn)。 氨氨-肥

24、肥法在國外電廠的應(yīng)用法在國外電廠的應(yīng)用29 裝置國別或地點裝置國別或地點 技術(shù)商技術(shù)商 處理規(guī)模處理規(guī)模 運(yùn)行情況運(yùn)行情況 6 四川化工集團(tuán)公司四川化工集團(tuán)公司 國內(nèi)技術(shù)國內(nèi)技術(shù) 50000 Nm3/h 以氨水和碳銨為原料，以氨水和碳銨為原料，SO25000ppmv， 生產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，生產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，1980 年建成，年建成， 至今運(yùn)行良好。產(chǎn)品供不應(yīng)求。至今運(yùn)行良好。產(chǎn)品供不應(yīng)求。 7 河南開封化肥集團(tuán)公司河南開封化肥集團(tuán)公司 國內(nèi)技術(shù)國內(nèi)技術(shù) 50000 Nm3/h 以氨水和碳銨為原料，以氨水和碳銨為原料，SO25000ppmv， 生產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，生產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，1

25、980 年建成，年建成， 至今運(yùn)行良好。產(chǎn)品供不應(yīng)求。至今運(yùn)行良好。產(chǎn)品供不應(yīng)求。 8 湖南株州化工集團(tuán)湖南株州化工集團(tuán) 國內(nèi)技術(shù)國內(nèi)技術(shù) 100000 Nm3/h 以氨水和碳銨為原料，以氨水和碳銨為原料，SO24000ppmv， 生生產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，1982 年建成，年建成， 至今運(yùn)行良好。至今運(yùn)行良好。 9 浙江巨化股份有限公司浙江巨化股份有限公司 國內(nèi)技術(shù)國內(nèi)技術(shù) 50000 Nm3/h 以氨水和碳銨為原料，以氨水和碳銨為原料，SO24000ppmv， 生產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，生產(chǎn)亞硫酸銨和硫酸銨，1981 年建成，年建成， 至今運(yùn)行良好。產(chǎn)品供不應(yīng)求。至今運(yùn)行良好。產(chǎn)品供不應(yīng)求。 10 大連化工集團(tuán)公司大連化工集團(tuán)公司 國內(nèi)技術(shù)