1、电石渣在电厂烟气脱硫工艺中的应用电石渣在电厂烟气脱硫工艺中的应用论文答辩日期:2006年6月8日The desulfurization process with carbide slag in CFB boilerbyZhu QingqingB.E.(Lanzhou University of Technology)2002A thesis submitted in partial satisfaction of theRequirements for the degree ofMaster of ScienceinEnvironmental Engineeringin theGraduate
2、 SchoolofLanzhou University of TechnologyS upervisorProfessor Liu Zhenquan Professor Kong XiuqmMay,2006iii兰州理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使
3、用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密口，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密贰 (请在以上相应方框内打“J )作者签名:导师签名:*4-1k那研日期:加奔月矛日日期:为诺年了月于日目录摘要.。二，.ABSTRACT.。，.，.，.11目录，.，.二，.，.，二，. III第一章绪论. 11.1大气so,污染的危害.。二，.1 1. 1. 1对人体健康的危害.，.，.。.，.
4、，。，.，.，.，1 1.1.2对植物的危害.，.，.，.，.1 1.1.3对生态的影响.，.，.，.21.2大气soz污染的原因。，.，.，.21.3国内外烟气脱硫技术研究和应用现状，.，.，.3 1.3.1国外烟气技术的应用情况.，.，.3 1.3.2国内烟气技术的应用情况.，.。.，.4 1.3.3国内外技术差距.，.，。，.，.，.4 1.3.4排放标准.，.，.，.，二41.4课题的来源，.，.。.，.，.51.5研究内容和要求，.，.，.5 1.5.1研究内容，.，.，.，.，。.， .，.5 1.5.2要求.，.，.，.，.6第2章燃煤脱硫技术，.，.。.，二，二72. 1燃烧前
5、脱硫技术，。，.，。，.，。，.，二，二，二，7 2.1.1煤炭物理脱硫技术，.，.，.，.7 2. 1.2煤炭化学脱硫技术.。，.。.7 2. 1.3煤炭生物脱硫技术.，二，.，.，.，。.，.82.2燃烧中脱硫技术，.，.，.9 2.2. 1石灰石直接喷射法，二，.，.，.，9 2.2.2炉内注入石灰并活化CaO法.。. .，二10 2.2.3炉内喷钙和CaO活化法(L工FAC). 11 2.2.4型煤固硫法，.，.，。.，二，.，.11 2.2.4. 1工业固硫型煤.，.，.，.11 2.2.4.2自成型型煤二，.，.，二，.14 2.2.5循环流化床燃烧脱硫技术，. .162.3燃烧后
6、脱硫技术，.，。.，.17 2.3. 1湿法烟气脱硫技术.，.。，.，二，.，20 2.3.2半干法烟气脱硫技术.，.21 2.3.3干法烟气脱硫技术.，.，.212.4煤转化中脱硫技术二，.，.22 2.4. 1煤气化技术.，二，.，221/123 23 25 25 27 27 28 34 39 39 40 45 46 49 48 49 49 49 50 50 51 51 51 52 53 53 53 53 54 54 56 58 5963 .-.，: .-.，-，.- .-.，:，. .-. .-. .-.-. .-.， . .-.，. .，.， 2.4.2煤液化技术，.，.，二， 2.4
7、.3水煤浆技术二，.，.。，.第3章山东恒通化工股份有限公司电石渣脱硫工业试验.3. 1山东恒通化工股份有限公司循环流化床(CFB )锅炉特点.3. 2 SOx的生成机理，.，.，3.3脱硫剂及脱硫工艺的选择.，.。. .3.3. 1石灰石掺烧炉内脱硫.。，.，.，.3. 3. 2 CFB电石渣炉内脱硫.，.，.，.，二3.4电石渣脱硫方案，.，.3.4. 1方案一:炉内掺烧.，.，3.4.2方案二:脱硫塔脱硫.，.，.，.，.3.5方案实施.，.，.，.3.6试验结果，.，.，.，3.7影响CFB燃烧过程中脱硫的其它因素讨论，.，3.7. 1流化速度和床层高度的影响.，.，.，3.7.2床温
8、对脱硫率的影响二，.，.，二。.3.7.3煤种含硫量的影响.，. .。.3.7.4分段燃烧对脱硫率的影响.，.3.8脱硫对正常锅炉燃烧的影响.，.，.，.3.8. 1脱硫剂锻烧损失.，.，.，3.8.2硫酸盐化过程热量增益.，.，.3.8.3石灰石中水分引起的热损失.，.，.，.，3. 8. 4 CO,使干烟气损失增加.，.，.，.3.8.5其他损失或增益，。，.，.，二，。，.，二，.第4章技术经济分析.，.，.4.1脱硫成本分析.，.。二，二4.1.1不脱硫时费用.，.，.，.。，.，.4. 1.2采用生石灰脱硫费用，.，.，.。.4. 1.3采用石灰石脱硫费用.，.，.，.4. 1.4采
9、用电石渣脱硫的费用二。.，.4.2与其他脱硫工艺的费用比较与分析.。.，.第5章全文总结.，.，参考文献.，.，.，.，.致谢.，.。.摘要 国内外电厂脱硫成熟技术很多，但对国内电厂而言，都存在着投资大、运行成本高等问题。因此需要有一种能适合企业自身特点、投资最省、运行成本低，而脱硫效率相对较高的脱硫技术为企业来解决难题。实践证明，改用电石渣作脱硫剂，对有稳定的电石渣来源的电厂是非常适合的烟气脱硫途径，同时也是资源性环保的成功尝试。 电石废渣脱硫具有良好的前景。本文探索了研制与开发高效的电石废渣脱硫工艺。希望在山东恒通化工集团自配电厂循环流化床锅炉实施后，达到预定目标。设计一套配套15 # C
10、FB锅炉脱硫系统的工艺的同时，对该锅炉进行炉内加电石渣的脱硫工业试验，得出需要达到最佳脱硫率所需的Ca/S比为2.1，脱硫效率74%以及对锅炉效率的影响。在对实验结果进行分析的基础上，提出燃用高硫煤的CFB锅炉实际应用炉内脱硫适用的Ca/S比，用于指导锅炉的运行。 在文中，首先介绍了当前SOZ污染带来的种种危害，以及在不同工业区与中产生so,的主要过程和造成的恶劣影响，经过对比国内外脱除SO。的技术差距，以及吸取各种不同技术的经验，根据实际工况，有针对性地制订多种方案。 其次，具体查询了各种脱硫技术的脱硫原理，脱硫过程以及运行状况。从燃烧前脱硫到燃烧中脱硫再到燃烧后脱硫技术，总结了有14种常用
11、相关脱硫技术，并分别予以详细介绍。同时应山东恒通化工集团自配电厂的要求，也着重介绍了循环流化床锅炉的脱硫状况的利与弊。 最后，因为在探讨并实施了制定方案一后，即达到环保标准，故而未在继续往下实施方案二。得出结论为确保达到国家环保要求，所需要的适当Ca/S比。针对山东恒通化工集团自配电厂的实际工况而提出的脱硫工艺，遵照原则是投资小、工艺简单、脱硫率高。效果令人满意。关键词:脱硫技术脱硫剂电石渣循环流化床锅炉声与了Abstract There are so many mature technology of desulphuration. However, forsome elecric powe
12、r plant, it costs them a lot of money to support andoperate the technique. So it needs an available technique which costs lessinvestment and production cost to fit corporations which have theirprivate characteristic. And its efficiency of desulphurisation is betterthan the other technic. The result
13、certify something that we use carbideslag as desulfurizing agent. It fits for some factories which have steadymaterial. Of course, the technological process is very suitable. And thisis a success of environmental protection. The carbide slag has its good future. The article seek after betterefficien
14、cy craftwork of carbide slag. We hope we can get the scheduledgoal in the CFB boiler. We have necessary technological design of CFBboiler. After we throw carbide slag into the boiler, we get the appropriateCa/S ratio and its influence for efficiency of boiler. Analyzing theoutcome, we put forward th
15、e good Ca/S ratio is 2. 1 for high sulphur coal.At the same time, the data direct how to control the boiler. The essay, at first, introduces different harm about pollution fromSO2, as well as, the process and the influence are both recommended. Inthe light of vary desulphuration, we work out schemes
16、 for the reality. At second, the paper shows diversified desulphuration theories,process and action. From desulphurisation in coal to boiling and FGD, wesum up 14 desulphuration technique in common use. And we recommend themparticularly. In the mean time, as emphases, we illuminate advantage anddisa
17、dvantage in CFB boiler. At last, since we bring into effect the first project, the endingobtain goal. So we do not continue the next way. Furthermore we know theright Ca/S ratio. We conform to these capitals which contains fewer money,easier technics and superior desulphuration efficiency. The enter
18、priseis very satisfied with the effect.Keywords:desulphuration CFB boilerdesulfurizing agentcarbide slagVIII插图索引1200添加剂对燃煤硫析出率的影响.。，.371200添加剂对燃煤硫析出速率的影响.，二381300下添加剂对燃煤硫析出率的影响.，.，391300下添加剂对燃煤硫析出速率影响.，.，二，二39除尘脱硫一体化装置，.，.，42不同Ca/S比下的脱硫率.，.，.，.46循环比和脱硫率的关系.，.，.。.47温度对脱硫效果的影响，.，.，.，.48Fe203含量与脱硫率的关系，
19、.，.，.，.4912气j 4 工工J石U 7.一城9内J气J气j气j今J气J气j伪J气j图图图图图图图图图 犷、 扩 了 气 一.-目.附表索引表1.1国外应用FGD技术应用状况.。，.，.，二，.3表1.2一些国家和地区的燃煤锅炉污染物排放标准. .5表1.3锅炉二氧化硫最高允许排放浓度.，.。.，.，.，.5表2.1工业固硫型煤常用粘结剂.。.。.，.12表2.2工业固硫型煤常用固硫剂. .12表2.3型煤与原煤燃烧性能的比较二，.。.，.，二13表2.4我国工业固硫型煤的形状、规格及用途.，.。14表2.5脱硫方式的种类和概要.，.，.，.，.17表3. 1气固燃烧过程的主要特性比较.
20、，二，二。. .26表3. 2 CFB锅炉与其它型式锅炉炉内脱硫效率的比较.。.，二31表3.3合山电厂(1台410t/h炉)几种脱硫技术经济比较.33表3.4生石灰或电石渣做固硫剂时在不同温度下的固硫变化二，.36表3.5电石渣与钙基脱硫效果比较.，.，.。.。49表4.1初投资费用概算表.，.，.，.，二。.，二55表4.2原材料费用计算表.，.，二，二，.，.，二56表4.3脱硫工艺费用比较.。.，二，.，。.。57._.。一一一一-一-一.硕士学位论文电石渣在电厂烟气脱硫工艺中的应用一山东恒通化工股份有限公司电石渣脱硫工业试验第1章绪论 在对大气质量造成影响的各种气态污染物中，二氧化硫
21、烟气的数量最大，且影响也最广。因此，二氧化硫成为影响大气质量的最主要的气态污染物。很多国家和地区，往往也把二氧化硫作为衡量本国、本地区大气质量状况的主要指标之1.1大气SO:污染的危害1.1.1对人体健康的危害 SO:是具有强烈刺激性的无色气体，它容易溶解于人体的血液和其它粘液中。大气SO:污染对人体健康的影响，具有广泛、长期、慢性作用等特点。流行病学研究发现，大气SO:污染可导致多种疾病，如上呼吸道炎症、慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等。大气SO:污染对青少年的生长发育有不良的影响，降低青少年机体的免疫功能，使抗病能力下降。大气中的SO:对眼结膜也有强烈的刺激作用(11 SO:往往被飘尘吸
22、收，SO:和飘尘的协同效应，使其对人体的危害更大。吸附SO:的飘尘可将SO:带入人的肺部，使得SO:毒性增加3-4倍。飘尘中的Fe203等物质可将SO:催化转化成S03，遇水可形成硫酸雾并被飘尘吸附。此飘尘经呼吸道吸入肺部，滞留在肺壁上，可引起肺纤维性病变和肺气肿，硫酸雾的刺激作用比SO:强10倍。1.1.2对植物的危害 研究表明，在高浓度SO:的影响下，会使得植物产生急性危害，植物叶片表面产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落;在低浓度SO:的影响下，植物生理电石渣在电厂烟气脱硫工艺中的应用机能受到影响，造成产量下降，品质变坏;在低浓度S03的长期影响下，产生慢性危害，植物叶片退绿。此外，SO
23、:还会对植物产生间接影响，主要表现为植物生长减弱，降低对病虫害的抵抗能力。1.1.3对生态的影晌 酸雨对生态系统的影响及破坏主要表现是土壤酸化和贫痔化，农作物及森林生长减缓，湖水酸化，鱼类生长受到抑制，对建筑物和材料有腐蚀作用，加速风化过程等。1.2大气SO:污染的原因 能源构成以煤炭为主，煤炭燃烧是我国大气so:污染的根本原因。 我国85%以上的煤炭未经洗选、筛选及加工，而以原散煤直接燃烧。我国燃煤工业锅炉、工业窑炉、铁路机车以及生活及民用煤炉灶，燃烧技术落后，热效率低，分散广泛，烟囱低矮，烟气低空排放。这不仅造成煤炭的巨大浪费，而且加重了大气so:的污染f21 通过燃料燃烧和工业生产过程所
24、排放的二氧化硫废气，有的浓度较高，如有色冶炼厂的排气，一般将其称为高浓度SO:废气;有的废气浓度较低，主要来自燃料燃烧过程，如火电厂的锅炉烟气，SO:浓度大多为0.02%-0.5%，最多也不超过2%，属低浓度SOZ废气。以含s量为例，通常it煤中约含有5-50kg硫。煤的品种不同，含硫量也不同，我国煤中含硫量高者可达10%，而低硫煤含硫量只有0.3%,平均约为1.72%。对高浓度SOZ废气，目前采用接触氧化法制取硫酸，工艺成熟。对低浓度SO:废气来说，大多废气排放量很大，加之SO:浓度很低，工业回收不经济。但它对大气质量影响却很大，因此必须给予治理。 城市规划和工业布局不合理，功能分区不明显，经济结构和产品结构不合理，人口密度和经济密度的疏密等，在不同程度上造成大气严重污染，不利于大气扩散的地理及气象条件，也是导致大气SO:污染的重要原因。概括地说，我国的大气污染是以尘和so:为主要污染物煤烟型污染。北方城市的污染水平高于南方城市 (尤以冬季为甚)，冬季高于夏季，早晚高于中午。北方城市的突出问题是冬季(采暖期)的颗粒物污染和so:污染(虽然非采暖期大气中颗粒物浓度也较高，但主要来自风沙和扬尘)，南方城市则so:是造成的酸雨和高煤地区的so:污染。 我国大气污染的特点是由于我国能源以煤炭为主，且大部分直接燃烧，能源利用方式落后、利用率低、能耗高、低空排放、以及城
