燃烧中脱硫，又称炉内脱硫

　　炉内脱硫是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。其基本原理是：
　　CaCO3→CaO＋CO2↑
　　CaO＋SO2→CaSO3
　　CaSO3＋1／2×O2→CaSO4
　　（1）　LIMB炉内喷钙技术
　　早在本世纪60年代末70年代初，炉内喷固硫剂脱硫技术的研究工作已开展，但由于脱硫效率低于10%～30％，既不能与湿法FGD相比，也难以满足高达90%的脱除率要求。一度被冷落。但在1981年美国国家环保局EPA研究了炉内喷钙多段燃烧降低氮氧化物的脱硫技术，简称LIMB，并取得了一些经验。Ca／S在2以上时，用石灰石或消石灰作吸收剂，脱硫率分别可达40%和60%。对燃用中、低含硫量的煤的脱硫来说，只要能满足环保要求，不一定非要求用投资费用很高的烟气脱硫技术。炉内喷钙脱硫工艺简单，投资费用低，特别适用于老厂的改造。
　　（2）　LIFAC烟气脱硫工艺
　　LIFAC工艺即在燃煤锅炉内适当温度区喷射石灰石粉，并在锅炉空气预热器后增设活化反应器，用以脱除烟气中的SO2。芬兰Tampella和IVO公司开发的这种脱硫工艺，于1986年首先投入商业运行。LIFAC工艺的脱硫效率一般为60%～85％。
　　加拿大最先进的燃煤电厂Shand电站采用LIFAC烟气脱硫工艺，8个月的运行结果表明，其脱硫工艺性能良好，脱硫率和设备可用率都达到了一些成熟的SO2控制技术相当的水平。我国下关电厂引进LIFAC脱硫工艺，其工艺投资少、占地面积小、没有废水排放，有利于老电厂改造。

1．3　燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（Flue gas desulfurization，简称FGD）

　　燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时期内，FGD将是控制SO2排放的主要方法。目前国内外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势为：脱硫效率高、装机容量大、技术水平先进、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠性好等。
1．3．1干式烟气脱硫工艺
　　该工艺用于电厂烟气脱硫始于80年代初，与常规的湿式洗涤工艺相比有以下优点：投资费用较低；脱硫产物呈干态，并和飞灰相混；无需装设除雾器及再热器；设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。其缺点是：吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；用于高硫煤时经济性差；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；对干燥过程控制要求很高。
　　（1）　喷雾干式烟气脱硫工艺：喷雾干式烟气脱硫(简称干法FGD)，最先由美国JOY公司和丹麦Niro Atomier公司共同开发的脱硫工艺，70年代中期得到发展，并在电力工业迅速推广应用。该工艺用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气接触，石灰浆液与SO2反应后生成一种干燥的固体反应物，最后连同飞灰一起被除尘器收集。我国曾在四川省白马电厂进行了旋转喷雾干法烟气脱硫的中间试验，取得了一些经验，为在200～300MW机组上采用旋转喷雾干法烟气脱硫优化参数的设计提供了依据。
　　（2）　粉煤灰干式烟气脱硫技术：日本从1985年起，研究利用粉煤灰作为脱硫剂的干式烟气脱硫技术，到1988年底完成工业实用化试验，1991年初投运了首台粉煤灰干式脱硫设备，处理烟气量644000Nm3／h。其特点：脱硫率高达60%以上，性能稳定，达到了一般湿式法脱硫性能水平；脱硫剂成本低；用水量少，无需排水处理和排烟再加热，设备总费用比湿式法脱硫低1／4；煤灰脱硫剂可以复用；没有浆料，维护容易，设备系统简单可靠。
1．3．2　湿法FGD工艺
　　世界各国的湿法烟气脱硫工艺流程、形式和机理大同小异，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸钠(Na2CO3)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的SO2。这种工艺已有50年的历史，经过不断地改进和完善后，技术比较成熟，而且具有脱硫效率高(90%～98％)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低和副产品易回收等优点。据美国环保局(EPA)的统计资料，全美火电厂采用湿式脱硫装置中，湿式石灰法占39.6％，石灰石法占47.4％，两法共占87%；双碱法占4.1％，碳酸钠法占3.1％。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／石灰石-石膏法烟气脱硫工艺流程。
　　石灰或石灰石法主要的化学反应机理为：
　　石灰法：SO2＋CaO＋1／2H2O→CaSO3·1／2H2O
　　石灰石法：SO2＋CaCO3＋1／2H2O→CaSO3•1／2H2O＋CO2
　　其主要优点是能广泛地进行商品化开发，且其吸收剂的资源丰富，成本低廉，废渣既可抛弃，也可作为商品石膏回收。目前，石灰／石灰石法是世界上应用最多的一种FGD工艺，对高硫煤，脱硫率可在90%以上，对低硫煤，脱硫率可在95%以上。
　　传统的石灰／石灰石工艺有其潜在的缺陷，主要表现为设备的积垢、堵塞、腐蚀与磨损。为了解决这些问题，各设备制造厂商采用了各种不同的方法，开发出第二代、第三代石灰／石灰石脱硫工艺系统。
　　湿法FGD工艺较为成熟的还有：氢氧化镁法；氢氧化钠法；美国Davy Mckee公司Wellman-Lord FGD工艺；氨法等。
　　在湿法工艺中，烟气的再热问题直接影响整个FGD工艺的投资。因为经过湿法工艺脱硫后的烟气一般温度较低(45℃），大都在露点以下，若不经过再加热而直接排入烟囱，则容易形成酸雾，腐蚀烟囱，也不利于烟气的扩散。所以湿法FGD装置一般都配有烟气再热系统。目前，应用较多的是技术上成熟的再生(回转)式烟气热交换器(GGH)。GGH价格较贵，占整个FGD工艺投资的比例较高。近年来，日本三菱公司开发出一种可省去无泄漏型的GGH，较好地解决了烟气泄漏问题，但价格仍然较高。前德国SHU公司开发出一种可省去GGH和烟囱的新工艺，它将整个FGD装置安装在电厂的冷却塔内，利用电厂循环水余热来加热烟气，运行情况良好，是一种十分有前途的方法。

1．4　等离子体烟气脱硫技术

　　等离子体烟气脱硫技术研究始于70年代，目前世界上已较大规模开展研究的方法有2类：
　　（1）　电子束辐照法(EB)
　　电子束辐照含有水蒸气的烟气时，会使烟气中的分子如O2、H2O等处于激发态、离子或裂解，产生强氧化性的自由基O、OH、HO2和O3等。这些自由基对烟气中的SO2和NO进行氧化，分别变成SO3和NO2或相应的酸。在有氨存在的情况下，生成较稳定的硫铵和硫硝铵固体，它们被除尘器捕集下来而达到脱硫脱硝的目的。
　　（2）　脉冲电晕法(PPCP)
　　脉冲电晕放电脱硫脱硝的基本原理和电子束辐照脱硫脱硝的基本原理基本一致，世界上许多国家进行了大量的实验研究，并且进行了较大规模的中间试验，但仍然有许多问题有待研究解决。

1．5　海水脱硫

　　海水通常呈碱性，自然碱度大约为1．2～2．5mmol/L，这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。国外一些脱硫公司利用海水的这种特性，开发并成功地应用海水洗涤烟气中的SO2，达到烟气净化的目的。
　　海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统等组成

概 述

2×600MW亚临界燃煤机组烟气脱硫工程是共同设计完成。整个烟气脱硫工程采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺（以下简称FGD），一炉采用一套脱硫装置，设置一台吸收塔。副产物为二水石膏，全部烟气参加脱硫，在设计条件下，全烟气脱硫效率不小于95%。按2台机组统一规划，脱硫烟气先经过静电除尘器除尘，脱硫场地位于烟囱后部。两台炉共用一个脱硫控制室。

2.1.2 吸收原理

吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3及HCl 、HF被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。

为了维持吸收液恒定的pH值并减少石灰石耗量，石灰石被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰石在浆液中的均布和溶解。

中和反应

吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下：

Ca2＋＋CO32－＋2H＋＋SO42－＋H2O→CaSO4·2H2O＋CO2↑

2H＋＋CO32－→H2O＋CO2↑

（4）其他污染物

烟气中的其他污染物如SO3、Cl－、F－和尘都被循环浆液吸收和捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液中的石灰石按以下反应式发生反应：

SO3＋H2O→2H＋＋SO42－

CaCO3 +2 HClCaCl2 +CO2 ­+H2O

CaCO3 +2 HF CaF2 +CO2 ­+H2O

 防腐

塔衬里及耐蚀合金内件满足防腐要求。衬里施工前经表面预处理，喷砂除锈，严格控制施工程序、保证质量。

2.2.1  FGD系统构成

烟气脱硫（FGD）装置采用公司高效的石灰石/石膏湿法工艺，处理2×600MW亚临界凝汽式汽轮发电机组脱硫工程100％的烟气量，公用系统配置：石灰石浆液制备系统按本期2×600MW容量要求配置，并预留二期2×600MW容量配置安装场地；石膏真空脱水系统按两期4×600MW容量统一考虑，本期预留二期扩建设备安装空间；废水处理系统、供电系统和DCS控制系统等按两期4×600MW要求容量统一考虑，废水系统和石膏真空脱水系统共用单独建筑物，土建部分一次建成，设备安装满足本期两套FGD装置的要求。FGD装置采用室内和露天结合的方式，吸收塔、GGH、事故浆罐、石灰石粉仓等露天布置，GGH辅助设备集中布置于GGH支架0m层的GGH辅助设备间内。本期不设置烟气辅助蒸汽加热系统。脱硫装置单独设置FGD电控楼，FGD电控楼为#1炉和#2炉脱硫装置公用。

整套系统由以下子系统组成：

（1）石灰石浆液制备系统

（2）烟气系统

（3）SO2吸收系统

（4）石膏排空和脱水系统

（5）工艺水及废水处理系统

（6）杂用气和仪用压缩空气系统

2.2.2 石灰石浆液制备系统

石灰石浆液制备系统为全厂2台机组公用，由下列子系统组成：

（1）石灰石接收存储系统

石灰石接收存储系统由下列设备组成：

·干料棚

·桥式抓斗起重机

·地下料斗

·石灰石卸料振动给料机

·石灰石输送皮带

·金属分离器

·卸料间除尘器

·石灰石斗式提升机

·石灰石仓(混凝土结构)

·石灰石仓布袋除尘器

·石灰石称重式皮带给料机

·1个石灰石干料棚，用于储存并风干送至厂内的石灰石。（按4×600MW机组7天容量考虑）

·1个地下卸料斗，用桥式抓斗起重机或推土机等装倒石灰石块（粒径不大于25mm），包括：内衬、出料装置、振动给料设备等。

·1套完整的卸料和转移输送机。将石灰石从卸料斗输送到石灰石贮仓。

·用于分离大块石灰石和金属、杂物的分离系统。全套包括：被分离物的排出通道、排出物的处置及指示器、磁铁、所有需要的仪表、就地控制设备等。

·1个石灰石贮仓（按2×600MW机组燃用校核煤种时，在BMCR工况运行3天（每天按24小时计）容量考虑）。包括：所有必要的装置（如：料位指示器，，出料设备），出口配有胶带称重给料机，仓顶配有带风机的除尘器，除尘器带压差控制和吹扫程序等。石灰石贮仓的出料口有防堵装置（防堵疏通装置）和关断装置。石灰石贮仓底部成“锥形”，顶部有3°的坡面，在贮仓的顶部有密封的检查/人孔门。门应能用铰链和把手迅速打开。贮仓布袋过滤器配有气动或机械清灰振打装置，排至室外的洁净气中最大含尘量不超过30mg/Nm3，为到达顶部检修布袋除尘器和料位计，应安装有楼梯，并且在适当高度提供有一定数量的楼梯平台。贮仓配有料位计，储仓的出料口处设有胶带称重给料机，用于计量石灰石的用量，同时也能用于远方指示。给料机能连续运行。给料机在满斗负荷和空斗负荷下运行时行程和给料量必须没有显著差异。给料机在满斗负荷下也能启动。给料机有调节给料量的控制器，每个出口给料量能在0～100%间调节。

·所有其他输送设备（包括内衬斜槽、驱动装置、防尘罩、检查门、法兰、配件等）、管道、配件等。