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各类脱硫方法的技术经济比较1各类脱硫方法的技术经济比较 各类脱硫方法的技术经济比较 美国阿兰柯环境技术(北京)有限公司 陈德放 A Techno-Economic Comparison Between Various Desulphurizing Processes Alanco Environmental Resource (Beijing) Company chen Defang 摘 要 本文叙述了锅炉各类脱硫方法的运行成本核算、脱硫原理、技术特点及适用范围等。目前,关于脱硫方法成本核算方面的文章较多,但相互之间缺乏可比性,究其原因,主要...

各类脱硫方法的技术经济比较1
各类脱硫方法的技术经济比较 各类脱硫方法的技术经济比较 美国阿兰柯环境技术(北京)有限公司 陈德放 A Techno-Economic Comparison Between Various Desulphurizing Processes Alanco Environmental Resource (Beijing) Company chen Defang 摘 要 本文叙述了锅炉各类脱硫方法的运行成本核算、脱硫原理、技术特点及适用范围等。目前,关于脱硫方法成本核算方面的文章较多,但相互之间缺乏可比性,究其原因,主要是由于计算时所包括的项目不尽相同所致。本文以中国计算运行成本(如:材料消耗、动力消耗、维修与管理、人工、折旧、大修、偿还投资贷款等。)的规定为计算基础,将中国正在运行的或即将投产的较大的脱硫工程进行了运行成本的计算与相互比较。除了比较运行成本外,还进行了技术、经济综合指标的分析,以及选择脱硫方法时的注意事项。 Abstract This paper relates the operating cost accounting, desulphurization principles, technical characteristics and applicable scopes of various desulphurizing processes of the glue gas after boilers. Up to now, there have been many articles on the cost accounting of desulphurizing processes. But their results have little comparability because they do not cover the same items. In this paper, operating costs of, such as, materials consumption, power consumption, maintenance, management, manpower, depreciation, overhaul, pay the loan, etc. the relatively large desulphurization projects in and to be put into service in China are calculated in accordance with the Chinese provisions for operating cost calculation and the results are compared. In addition to the comparision, the technical-economical indices of various processes are analyzed and matters requiring attention to be paid in selecting a desulphurizing process are discussed. 1. 概述 中国的能源结构以煤炭为主,是世界上最大的煤炭生产国和消费国。在五十年代,原煤占一次能源生产和消费总量的95%以上,由于石油、天然气等多种能源的开发利用,从八十年代初开始,基本稳定在75%左右(如图1所示)。但是,随着中国经济的快速增长,煤炭的消费量也在大幅度增加。据统计:1980年煤炭的消费量为6亿吨;1988年为9.2亿吨;1995年为12.8亿吨;预计2000年将达15.7亿吨。 表1 原煤在中国一次能源生产、消费中所占比例 Table 1 The proportion of the raw coal used to the primary energy production and consumption in China 1952年 1962年 1970年 1980年 1985年 1990年 1996年 2000年 消费结构(%) 96.7 89.2 80.9 72.2 75.8 76.2 75.0 72.1 生产结构(%) 96.74 92.41 81.56 69.50 72.83 74.23 74.80 74.00 图—1 中国的大气环境污染以煤烟型为主,这是由中国的能源生产、消费结构特点所决定的。煤烟型污染的主要污染物为二氧化硫(SO2)和烟尘。根据中国国家环保总局公布的历年(1989~1999年)来的环境状况公报(注:中国从1989年开始,每年由国家环保部门,通过中国环境报向全国发布环境状况公报。),中国的二氧化硫和烟尘的排放量如图—2所示: 表2 中国历年SO2和烟尘排放量 Table 2 The emission amounts of SO2 and dust over the years 1989年 1990年 1991年 1992年 1993年 1994年 1995年 1996年 1997年 1998年 1999年 SO2排放量(万吨) 1564 1495 1622 1685 1795 1825 1880 1881 2346 2090 1857 烟尘排放量(万吨) 1398 1324 1314 1414 1416 1414 1480 1339 1873 1452 1159 图—2 由图—2可见,在1997年前(包括1997年),中国的SO2和烟尘的排放量呈逐年上升的趋势,1997年后有所下降。 由于烟尘的治理技术在中国已经日趋成熟,应用也比较广泛,而SO2治理技术在中国才刚刚起步,目前尚处于实验室和中试阶段,因此,SO2治理工程在中国仅有十几项,且均为外国设备,绝大部分发电厂均未安装脱硫设备。SO2的大量排放使城市环境空气质量不断下降,目前,中国已有62.3%的城市环境空气SO2年平均浓度超过国家环境空气质量二级 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,日平均浓度超过三级标准,而且还有不断扩大和恶化的趋势。由于SO2的大量排放,使中国出现大面积的酸雨,并且面积仍在不断扩大。在80年代,中国的酸雨主要发生在西南地区的重庆、贵阳、柳州等地,酸雨面积约170万平方公里。到90年代中期,酸雨污染范围已扩展到华中、华南、华东以及华北、东北的部分地区,酸雨区面积扩大了100多万平方公里。以长沙、赣州、南昌、怀化为代表的华中酸雨区已成为全国酸雨污染最严重的地区,酸雨频率在90%以上;以南京、上海、杭州、福州和厦门为代表的华东沿海地区也成为中国的主要酸雨区,酸雨污染面积已占全国总面积的40%左右。酸雨和SO2污染破坏生态系统,腐蚀建筑材料及各种设施、危害人体健康,造成了巨大的经济损失,已经成为制约社会经济发展的重要因素之一。为了控制中国的酸雨和SO2污染,中国国务院于1998年2月批复了国家环保总局关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的划分 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,同时,加大了环保执法力度和增加了环境污染治理的资金投入。 2. 各类脱硫方法简介 2.1 湿法 2.1.1 石灰/石灰石法 利用石灰/石灰石浆液洗涤烟道气,使之与SO2发生反应,生成亚硫酸钙(CaSO3)。为了减轻SO2洗涤设备的负荷,先将烟道气中的大多数粉尘除去,然后再进入洗涤设备与吸收液发生反应。通常石灰/石灰石法由三个单元组成: (1)SO2吸收 这是脱硫的主要工序,烟道气中的SO2与石灰或石灰石发生的主要反应如下: CaO + H2O —→ Ca(OH)2 SO2 + Ca(OH)2 —→ CaSO3·1/2H2O + 1/2H2O SO2 + CaCO3 + 1/2H2O —→ CaSO3·1/2H2O+CO2 SO2 + CaSO3·1/2H2O + 1/2H2O —→ Ca(HSO3)2 由于烟道气中还含有少量的氧和水分,因此,还可能发生以下反应: 2CaSO3·1/2H2O + O2 + 3H2O —→ 2CaSO4·2H2O (2)固液分离 由于脱硫而产生大量的CaSO3和少量CaSO4,以及预除尘时尚未除尽的烟尘,因此,必须将其从液体中分离后加以处理。 (3)固体处理 分离出来的固体物质一般有两个去向: ①抛弃:美国由于土地资源丰富,人口密度低,因此,多采用此法。 ②回收:在处理过程中,通入空气强制氧化和加一些添加剂,可以使CaSO3生成CaSO4·2H2O(石膏)。日本与欧洲的土地较少,人口密度大,因此,一般采用此方法。 石灰/石灰石法技术比较成熟,吸收剂容易获得,运行可靠,应用最广,脱硫效率可达90%以上。但是,工艺流程较复杂,投资与运行费用高,占地面积大,适用于新建电厂,并且场地、资金均较充裕的项目。 2.1.2 双碱法 双碱法通常采用钠化合物(NaOH、Na2CO3、Na2SO3等)溶液吸收SO2,生成钠盐,其溶液再与石灰石(CaCO3)或石灰(Ca(OH)2)反应,生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀。再生后的钠化合物返回洗涤设备重新作为吸收剂使用。烟气中的SO2与钠化合物的反应如下: 2NaOH + SO2 —→ Na2SO3 Na2CO3+SO2 —→ Na2SO3 + CO2↑ Na2SO3 + SO2 + H2O —→ 2NaHSO3 由于烟气中含有少量氧,因此,会与洗涤液中部分Na2SO3发生反应,生成Na2SO4。 2Na2SO3 + O2 —→ 2Na2SO4 吸收液吸收了SO2后,与CaCO3或Ca(OH)2的反应如下: 2NaHSO3 + CaCO3 —→ Na2SO3 + CaSO3·1/2H2O↓+ CO2↑+ 1/2H2O 2NaHSO3 + Ca(OH)2 —→ Na2SO3 + CaSO3·1/2H2O↓+ 3/2H2O Na2SO3 + Ca(OH)2 + 1/2H2O —→ 2NaOH + CaSO3·1/2H2O↓ 此方法可避免钙盐结垢、堵塞的问题,脱硫效率可达90%以上。但是,其工艺流程较复杂,投资较大,运行费用高,而且在吸收过程中生成的Na2SO4不易去除,吸收液的再生也较困难。 2.1.3 亚硫酸钠循环吸收法 由于双碱法生成的石膏产品质量较差,而且往往滞销,因此,为了寻求副产品的出路,在双碱法的基础上,又开发出一种亚硫酸钠循环吸收法工艺。亚硫酸钠溶液循环吸收SO2,产生NaHSO3,NaHSO3的再生是通过热分解NaHSO3来实现的。在热分解过程中,释放出高浓度的SO2气体,可以将其制成液体SO2,也可制成硫酸或元素硫。亚硫酸钠循环吸收法的化学反应过程如下: SO2 + Na2SO3 + H2O —→ 2NaHSO3 Na2SO3 + 1/2O2 —→ Na2SO4 (烟气中少量的氧与Na2SO3反应) SO2 + 2Na2SO3 + H2O —→ 2NaHSO3 + Na2SO3 + Na2SO4 (此时产生的Na2SO4较少) SO3 + 2Na2SO3 + H2O —→ Na2SO4 + 2NaHSO3 2NaHSO3 —→ Na2SO3 + NaSO3 + H2O + SO2↑ 加热 (吸收液的再生) 该工艺应预先去除烟尘和氯化物。亚硫酸钠循环吸收法脱硫效率较高,一般在90%以上,并可回收副产品(液体SO2、硫酸、元素硫),吸收剂Na2SO3溶液可循环使用,占地面积较石灰/石灰石法小,适用于处理高硫煤。但是,由于其工艺流程较复杂,设备较多,因此,投资比石灰/石灰石法大,运行费用也较高。 2.1.4 稀硫酸吸收法 本方法的吸收原理是:SO2在铁离子催化剂的作用下,被催化氧化而吸收。其工艺过程:烟气经预除尘和降温后进入吸收塔,在50~80℃时被2~4%的稀硫酸吸收。由于在吸收剂中加入了Fe3+作为氧化催化剂,并同时向吸收塔内鼓入空气以促进氧化作用,因此,增强了吸收效果。氧化了的SO2生成硫酸,如加入CaCO3则生成石膏。其反应式如下: SO2 + Fe2(SO4)3 + 2H2O —→ 2FeSO4 + 2H2SO4 (1) 2FeSO4 + SO2 + O2 —→ Fe2(SO4)3 (2) (1)+(2) 2SO2 + O2 + 2H2O —→ 2H2SO4 结晶 H2SO4 + CaCO3 —→ CaSO4 + H2O + CO2↑ 该方法操作较简单,二次污染少,无结垢和堵塞问题,脱硫效率可达90%以上。但是,此方法的吸收塔和氧化塔的体积较为庞大,吸收剂用量大,耗电能较多,而且,稀硫酸或石膏的销路也有问题。 2.1.5 其他 除了以上几种方法外,还有:氨吸收法、氧化镁法、柠檬酸钠法等。 2.2 半干法 2.2.1 喷雾干燥法 其脱硫过程如下: 烟气沿切线方向进入喷雾干燥吸收塔,SO2气体通过烟气分配器与经雾化器喷射出来的石灰浆作用,利用烟气本身的温度(通常为120~150℃),吸收剂中的水分开始蒸发,最后生成干粉状的CaSO3与CaSO4。喷雾干燥吸收法属于半干法,其脱硫后产物为干燥固体,无废水排放及设备腐蚀。该方法的关键是喷进吸收塔中的吸收剂必须将自身含有的水分通过烟气来蒸发掉。如果烟气的温度和流速波动较大,或石灰浆中的水分含量较高时,未变为干粉的吸收剂将会粘附于吸收塔壁上结垢,以致越结越厚,从而使得干燥塔的直径逐渐缩小,烟气流速逐渐增高,导致吸收剂中的水分更难以蒸发,脱硫效率也会随之而降低。与湿法相比,该方法的投资约为湿法的80~90%,运行费用约为湿法的1/2~1/3,脱硫效率可达85%左右。但是,由于烟气在吸收塔内的反应时间一般为10~20秒,烟气流速为1米/秒左右,因此,塔体显得较为庞大。此外,由于其排烟温度较低(约65℃),需要使烟气升温后方可排放,因此,其换热器的体积也较庞大。 2.2.2 电子束辐射法 烟气先经过除尘器除尘,然后进入喷淋冷却塔使烟气大幅度降温(60℃左右),在降温后的烟气中喷入氨水,经电子束(大功率、大剂量X射线)照射后,发生SOx、NOx的氧化,再与氨水反应,生成硫酸铵、硝酸铵晶体,然后被回收用作化肥。该工艺可同时脱硫和脱硝,无废水排放,反应物可用作化肥。但是,由于该方法的吸收剂为氨水,而且耗电量较大,因此,运行费用较高。虽然其生成物可作化肥,但是,由于其中混入了少量粉煤灰,使得粉煤灰中的有毒物质(主要是重金属)通过化肥的施用而进入食物链,易引起蓄积中毒。此外,氨水为有毒、易爆物质,给贮存和运输带来一定的困难。 2.2.3 烟气循环流化床 其主要工艺是:将石灰浆喷入脱硫反应塔,与烟气中的SO2反应,生成CaSO3与CaSO4。在反应过程中,石灰浆中的水分被蒸发,未反应的石灰、脱硫生成物及较大颗粒的烟尘一起被旋风分离装置除下,其大部分被回流至反应塔中继续循环使用。烟气中的细颗粒粉尘被后部的除尘装置除去,净化后的烟气排空。该方法的脱硫效率可达85~90%,其脱硫后的产物是干燥粉末,无废水污染,而且吸收剂的利用率较高。此方法由于加入大量的水,虽然脱硫效率可因烟气温度降低而提高,但因为烟气温度下降至70℃左右,使得烟气的抬升高度大幅度下降。而且,由于烟气中的水分含量较高(约14%),可能会导致后部的引风机和烟道的腐蚀。 2.3 干法 2.3.1 荷电干式吸收剂喷射脱硫系统(CDSI脱硫系统) CDSI脱硫系统是通过在锅炉出口烟道内(除尘器前)的适当位置喷入干的吸收剂(通常用熟石灰,Ca(OH)2),使吸收剂与烟气中的SO2反应,生成CaSO3及CaSO4颗粒物质,然后被后部的除尘设备除去。 CDSI脱硫系统包括一个吸收剂喷射单元,一个吸收剂给料单元和一个计算机控制单元。吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有强大的静电荷(通常为负电荷),当吸收剂经喷射单元的喷管被喷至烟气流中时,由于吸收剂颗粒均带有同种电荷,因而相互排斥,迅速在烟气中扩散,形成均匀分布的悬浮状态,每个吸收剂颗粒的表面都充分暴露于烟气中,使其与SO2的反应机会大大增加,从而使脱硫效率大幅度提高。吸收剂颗粒表面的电晕还大大提高了吸收剂的活性,减少了同SO2反应所需的气固接触时间,一般在2秒钟以内即可完成亚硫酸盐化反应,从而有效地提高了SO2的去除率。此外,CDSI脱硫系统还有助于清除细颗粒(亚微米级PM10)粉尘。带静电荷的吸收剂粒子把细颗粒粉尘吸附在自己表面,形成较大的颗粒,使烟气中粉尘的平均粒径增大,提高了相应的除尘设备对亚微米级粉尘颗粒的去除效率。CDSI系统脱硫后的生成物为干燥的CaSO3及CaSO4,其化学性质较为稳定,难溶于水。可用作公路路基材料、墙体材料、填埋等。无二次污染问题。CDSI脱硫系统的脱硫效率在70~80%,其占地面积小(如:用于220t/h锅炉的CDSI脱硫系统占地面积≤100m2,而湿法与半干法脱硫需要约2,000~2,500m2)、耗能低、投资省(约为湿法脱硫系统的1/8~1/10,半干法脱硫系统的1/3)。ALANCO公司(美国)有成套设备。现已在中国的山东德州热电厂、杭州钢铁集团公司热电厂、广州造纸有限公司自备电厂、兰州化学工业公司热电厂、北京电子动力公司热电厂安装了CDSI脱硫系统。 2.3.2 炉内喷钙—炉后增湿活化脱硫法 该工艺分两个阶段: (1)将磨细至325目左右的CaCO3粉喷射到锅炉炉膛内温度约1000℃区域,CaCO3受热分解为CaO,然后与烟气中的SO2和SO3反应,生成CaSO3和CaSO4颗粒。这些生成物和烟气中未去除的SO2、未反应的CaO、CaCO3以及飞灰随烟气一起排放至烟道。 (2)烟气进入一个专门 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的活化器中喷水增湿,未反应的CaO在水的作用下生成Ca(OH)2 ,Ca(OH)2与烟气中剩余的SO2反应生成CaSO3和CaSO4颗粒。脱硫后的烟气经升温后排入烟囱。 通过上述工艺过程,可以将此脱硫工艺总结为:炉内喷钙—炉后增湿活化脱硫方法。此方法的主要脱硫过程在第二阶段。第一阶段的脱硫效率一般在20~30%,第二阶段的脱硫效率在60~70%,综合脱硫效率为75%左右。 炉内喷钙—炉后增湿活化脱硫方法的投资、占地面积均比湿法和半干法小,但仍比干法大。而且,由于要将CaCO3磨得很细,因此,脱硫剂的费用也较高。炉后增湿活化后,烟气温度较低(约为60℃),所以,需要将烟气加热升温至80℃左右后方可排放。烟气加热一般通过换热器来完成,此装置较为庞大,而且还要考虑磨损和腐蚀的问题。 3. 技术经济比较 根据脱硫所用的吸收剂、最终产物的干湿状态以及不同的脱硫段,脱硫方法通常可分为以下几大类:湿法(如石灰—石灰石法、双碱法、亚硫酸钠循环吸收法、稀硫酸吸收法、氨吸收法、氧化镁法、柠檬酸钠法等)、半干法(如喷雾干燥法、烟气循环流化床、电子束辐射法等)、干法(如CDSI喷射脱硫系统)、炉内喷钙—炉后增湿活化法。各种脱硫方法的技术经济性能如表—3~表—4和图—3~图—7所示。 CDSI系统与湿法、半干法脱硫装置相比较,湿法与半干法技术较成熟,运行可靠,脱硫效率较高,并在多年的使用过程中使其性能不断得到改进。但湿法与半干法的工艺流程一般较复杂,投资与运行成本较高,占地面积较大,适用于规模较大、场地和资金均较充裕的新建电厂。如对现有电厂进行技术改造,尤其是场地、资金均较拮据的项目,增加这两类脱硫装置均相当困难。 注:为了便于各种脱硫方法之间的比较,以下图、表中的干法脱硫举例,是根据实际电厂规模计算出来的。 各类脱硫方法的技术经济比较 表—3 序 项目名称 单 湿 法 脱 硫 半 干 法 脱 硫 干 法 脱 硫 号 位 深圳 妈湾电厂 北京 第一热电厂 四川 珞璜发电厂 北京第一热电厂(喷雾干燥法) 南京下关电厂(炉内喷钙) 山东黄岛电厂(喷雾干燥法) 南京下关电厂 (CDSI法) 山东黄岛电厂 (CDSI法) 1 锅炉容量×台数 t/h 1,025×2 410×2 1,250×2 410×2 420×1 670×1 420×1 670×1 2 烟气处理量 Nm3/h 全部 全部 全部 全部 全部 其中300,000 全部 其中300,000 3 燃料低位发热值 KJ/kg 22,441 22,872.5 21,604 22,872.5 20,500 18,850 20,500 18,850 4 燃料含硫量 % 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 5 脱硫效率 % 95 95 95 85 75 70 70 70 6 脱硫量 t/a 41,679 15,159 52,800 13,563 7,345 4,415 6,935 4,415 7 钙/硫比 1.1~1.2 1.1~1.2 1.1~1.2 1.4 2.5 1.4 1.5 1.5 8 占地面积 m2 7,000 5,220 12,300 10,320 3,000 200 200 9 建设周期 年 3 3 3 3 2 2 1 1 10 动态总投资 万元 61,153 44,877.75 ~65,000 38,544.94 6,000 7,980 1,266 1,285 11 静态总投资 万元 55,216 40,935.78 ~60,000 35,215 5,742 7,245 1,212 1,211.5 12 占电站总投资的比例 % 18.50 20.94 16.70 18.48 8.03 1.90 13 单位运行成本 元/t SO2 不包括偿还贷款 1,676.2 3,175.0 1,617.0 3,239.6 2,309.0 1,973.5 1,331.7 1,452.1 包括偿还贷款 3,051.7 5950.4 2,771.0 5,903.9 3,074.9 3,668.2 1,503.0 1,725.0 14 总运行成本 万元/a 不包括偿还贷款 6,986.2 4,812.9 8,537.0 4,393.9 1,696.0 871.3 923.5 641.1 包括偿还贷款 12,719.2 9,020.2 14,630.8 8,007.4 2,258.5 1,619.5 1,042.3 761.6 各类脱硫方法的技术经济比较 表—4 深圳妈湾电厂(湿法) 北京第一热电厂(湿法) 四川珞 璜电厂 (湿法) 北京第一 热电厂 (喷雾干燥法) 南京下关 电厂 (炉内喷钙) 黄岛电厂 (喷雾干燥法) 南京下关电厂 (CDSI法) 黄岛电厂 (CDSI法) 脱硫效率(%) 95 95 95 85 75 70 70 70 投资比例(%) 18.50 20.94 16.70 18.48 8.03 1.90 钙/硫 1.2 1.2 1.2 1.4 2.5 1.4 1.5 1.5 单位运行成本 (不包括还贷) (元/t·SO2) 1676.2 3175.0 1617.0 3239.6 2309.0 1973.5 1331.7 1452.1 单位运行成本 (包括还贷) (元/t·SO2) 3051.7 5950.4 2771.0 5903.9 3074.9 3668.2 1503.0 1725.0 占地面积 (m2/ t/h) 6.7 6.4 4.9 12.6 7.1 0.5 0.3 图—3 注:为了使图—3中的占地面积相互比较时便于观察,作图时将原始数据均乘以500。 图—4 图—5 图—6 图—7 图—8 3.1 由图—4可见,各种脱硫方法中,湿法的脱硫效率最高,可达95%以上;半干法的脱硫效率次之,可达80~85%;干法及炉内喷钙的脱硫效率通常为70%以上。 3.2 如图—5所示,各类脱硫方法中,炉内喷钙脱硫方法的钙/硫比(Ca/S)最高,可达2.5以上,这是由于炉内喷钙所用的吸收剂为碳酸钙(CaCO3),碳酸钙先在锅炉炉膛内被煅烧为氧化钙(CaO),然后与烟气中的硫氧化物(SOx)反应,生成亚硫酸钙(CaSO3)和硫酸钙(CaSO4)。这一系列的反应需要一定的时间,而且,CaO与SO2的反应速度及效率均不如Ca(OH)2,致使脱硫吸收剂的利用率低下,因此,该方法的Ca/S较高。炉内喷钙的炉内脱硫效率一般不会超过30%,通常为20%左右。主要的脱硫过程是在炉后增湿活化单元进行的,因为,在增湿的过程中,CaO溶解于水中,生成Ca(OH)2,与SO2反应比较充分,因此,脱硫效率可达60~70%。 喷雾干燥法和CDSI法的Ca/S较炉内喷钙脱硫方法低,这是由于它们所用的吸收剂均为Ca(OH)2,其反应速度和利用率均较CaO高。CDSI法的Ca/S比喷雾干燥法高是由于CDSI法为干法脱硫,整个脱硫过程没有水的参与。而喷雾干燥法则是用的石灰浆,吸收剂与SO2的反应比较完全。湿法的Ca/S最低。由于湿法脱硫时,吸收剂与SO2均溶解于水中,呈离子状态,因此,反应既迅速且完全。 3.3 通常湿法脱硫占地面积最大,半干法次之,炉内喷钙又次之,干法脱硫占地面积较小。由于各种脱硫方法在工程应用时的电站规模各不相同,占地面积之间缺乏可比性,因此,按各种脱硫方法在工程应用时,电站锅炉的占地面积与蒸发量之比来进行相互比较。从比较的结果来看(如图—6所示),北京第一热电厂的喷雾干燥法占地面积最大,这是由于其单位占地面积较大的缘故。CDSI脱硫方法工艺流程简明,结构紧凑,因此,占地面积最省,其占地面积仅为其它脱硫方法的1/40~1/15。 3.4 各类脱硫方法的投资占电站总投资的比例各不相同。如图—7所示,各类脱硫方法的投资占电站总投资的比例有较大差异,同一类脱硫方法在不同的工程应用中也有所差异。图中的喷雾干燥法投资比通常偏大,是由于该工程规模较小的缘故。如果在相同规模的工程中应用,一般湿法的投资比例最高,半干法次之,干法最低。 3.5 由图—8可见,当计算各种脱硫方法的单位运行成本时,如不包括偿还贷款,则湿法、半干法及干法脱硫的运行成本相差不是很大(除了北京第一热电厂外),这是由于该项计算主要考虑各种消耗:如吸收剂、电力、水、蒸汽消耗,人工、设备折旧、设备大修、设备维修及管理费等,未考虑投资大小这个因素。因此,当把偿还贷款计入运行成本时,湿法和半干法脱硫的单位运行成本比干法脱硫明显增高。 4. 综合评价 4.1 综上所述,选择脱硫方法应当根据锅炉的容量、煤的发热量、煤的含硫量、预留的脱硫场地的大小、使用单位的资金情况等来选择脱硫方法。 通常大容量的锅炉脱硫(300MW以上),新建项目)较适用于湿法与半干法。如图—8所示,大容量锅炉(如深圳妈湾电厂、重庆珞璜电厂)在应用湿法和半干法进行脱硫时,单位运行成本并不算很高。在不包括偿还贷款时,其单位运行成本与干法相差不多。当包括偿还贷款时,由于湿法与半干法的投资比干法大得多,因此,单位运行成本也高得多。但是,从图—8可见,在应用湿法和半干法时,大容量锅炉的运行成本比中、小容量锅炉小得多,如北京第一热电厂与深圳妈湾电厂及重庆珞璜电厂相比较,北京第一热电厂的单位运行成本要高得多。中、小容量的锅炉脱硫(200MW以下或已建项目的扩改)较适合应用干法,该类方法投资省,占地面积小,运行费用较低。 4.2 在进行各种脱硫方法的经济指标分析比较时,应当将工程投资考虑进去,并将偿还贷款计入运行成本。由于脱硫项目没有什么经济效益,因此,贷款偿还年限通常按二十年计算。在计算经济指标时,按中国惯例,计算脱硫成本时应包括以下项目: 4.2.1 消耗:吸收剂、电力、水、蒸汽等。 4.2.2 人工、设备折旧、设备大修、维修与管理费等。 4.2.3 偿还贷款。 参考文献: 1. 陈德放,一种适合我国国情的燃煤烟气脱硫技术——荷电干式吸收剂喷射系统,重庆环境科学,第三期,1997。 2. 陈德放,荷电干式吸收剂喷射脱硫系统,能源研究与信息,第一期,1999。 3. 中国国家环保总局,环境状况公报(1989~1999年),中国环境报。
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