煙氣脫硫脫硝凈化工程技術(shù)與設(shè)備

第一篇煙氣脫硫

第一章大氣硫污染及其控制2

第一節(jié)概述2

第二節(jié)大氣硫污染5

一、大氣硫污染物的特性5

二、大氣硫污染物的產(chǎn)生7

三、大氣硫污染物的轉(zhuǎn)化和循環(huán)8

四、二氧化硫的危害9

第三節(jié)二氧化硫的減排控制11

一、二氧化硫減排技術(shù)的發(fā)展11

二、我國(guó)二氧化硫減排對(duì)策14

三、二氧化硫減排技術(shù)應(yīng)用選擇21



第二章首端控制——燃料潔凈加工24

第一節(jié)我國(guó)燃料概況24

一、液體燃料——石油27

二、氣體燃料——天然氣和煤氣28

三、固體燃料——煤炭31

第二節(jié)煤的基本性質(zhì)和硫分34

一、物理性質(zhì)34

二、化學(xué)特性35

三、硫分37

四、煤的脫硫可選性39

第三節(jié)煤的物理脫硫41

一、我國(guó)煤炭洗選狀況41

二、硫鐵礦硫的洗選脫除42

三、泡沫浮選脫硫44

四、油團(tuán)聚分選脫硫46

五、磁選脫硫46

第四節(jié)煤的化學(xué)脫硫48

一、熱堿液浸出法(BHC法)48

二、硫酸鐵溶液浸出法(Meyere法)49

三、液相氧化法(LOL)49

四、催化氧化法50

五、PETC法50

六、Ames法50

七、KVB法50

八、氯解法(JPL法)51

九、熔堿法(MCL法)52

十、溶劑抽提法52

第五節(jié)煤的生物脫硫及其他方法53

一、煤的生物脫硫53

二、其他脫硫方法56

第六節(jié)煤的轉(zhuǎn)化去硫58

一、煤的液化58

二、煤的氣化60

三、煤的地下氣化工藝65



第三章清潔燃燒——造渣固硫66

第一節(jié)型煤技術(shù)66

一、型煤的特點(diǎn)與分類66

二、添加劑68

三、型煤的應(yīng)用68

第二節(jié)水煤漿技術(shù)69

一、水煤漿的種類和用途69

二、煤的成漿性69

三、水煤漿制備71

四、水煤漿輸送74

五、水煤漿燃用74

六、水煤漿的工業(yè)應(yīng)用75

七、水煤漿技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展前景77

第三節(jié)循環(huán)流化床燃燒脫硫工藝78

一、概述78

二、流化床燃燒脫硫的基本原理81

三、循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)與特性84

四、循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析85

五、國(guó)內(nèi)外循環(huán)流化床鍋爐工程實(shí)例87

六、增壓流化床鍋爐94

第四節(jié)動(dòng)力配煤與粉煤燃燒95

一、動(dòng)力配煤95

二、煤粉燃燒97

第五節(jié)清潔燃燒方式98

一、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)98

二、燃料電池100



第四章末端控制——煙氣脫硫102

第一節(jié)國(guó)外煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用102

一、技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)102

二、煙氣脫硫裝置的工業(yè)應(yīng)用104

三、脫硫產(chǎn)業(yè)的興起108

第二節(jié)我國(guó)煙氣脫硫的進(jìn)展與前景109

一、二氧化硫排放態(tài)勢(shì)109

二、前驅(qū)性工作111

三、引進(jìn)技術(shù)、建設(shè)示范工程114

四、我國(guó)煙氣脫硫發(fā)展前景114

第三節(jié)煙氣脫硫技術(shù)120

一、工藝流程分類120

二、脫硫劑及其選用122



第五章煙氣脫硫基本原理125

第一節(jié)煙氣脫硫化學(xué)基礎(chǔ)125

一、硫氧化物的基本性質(zhì)125

二、脫硫工藝的化學(xué)基礎(chǔ)129

第二節(jié)鈣法130

一、石灰石干式直噴法130

二、石灰／石灰石濕式洗滌法135

第三節(jié)鈉法144

一、吸收144

二、再生147

第四節(jié)氨法148

一、循環(huán)吸收148

二、吸收液的處理151

第五節(jié)鎂法151

一、化學(xué)吸收152

二、熱解再生154

第六節(jié)其 他 方 法154

一、噴霧干燥——半干法154

二、吸附法157

三、電子束輻照法159

四、海水法163

五、循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)165



第六章國(guó)外煙氣脫硫典型工藝168

第一節(jié)常用的FGD技術(shù)168

一、三菱重工：石灰/石灰石?石膏法168

二、德國(guó)SHU:石灰石?石膏法170

三、日本石川島播磨重工（IHI）：石灰石?石膏法工藝172

四、美國(guó)阿爾蘭通：AFGD173

五、德國(guó)諾爾?克爾茨：優(yōu)化雙循環(huán)石灰石法(DLWS)174

六、美國(guó)GE:氨洗滌工藝176

七、菲達(dá)?尼羅(FLAKT?NIRO)：旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法178

八、美國(guó)Davy Mckee：W?L法179

九、日本川崎：CAL法180

十、芬蘭Tampella：LIFAC工藝182

十一、ABB：海水法184

第二節(jié)高新煙氣脫硫技術(shù)185

一、電子束輻照法(EBA)185

二、吸收劑荷電活化技術(shù)188

三、新型一體化工藝(NID)192

四、回流式煙氣循環(huán)流化床工藝(RCFB)194

五、氣體懸浮吸收技術(shù)(GSA)195

六、脈沖電暈等離子體技術(shù)(PPCP)196

七、SO2和NOx“雙脫”和協(xié)同減排技術(shù)198



第七章我國(guó)煙氣脫硫工程實(shí)踐204

第一節(jié)中小規(guī)模煙氣脫硫工程204

一、湖南三○○電廠：亞鈉循環(huán)法（W?L）204

二、松木坪電廠：活性炭法（AC）204

三、南京化學(xué)公司：氨酸法206

四、水口山礦務(wù)局：氧化鋅法207

五、南寧鋁廠：氧化錳法208

六、杭州鐵路分局：雙堿法209

七、黎明公司熱電廠：半干法211

八、內(nèi)江白馬電廠：石灰噴霧干燥法212

九、宜賓豆壩電廠：活性炭?磷銨復(fù)肥法215

十、綿陽(yáng)科學(xué)城熱電廠：等離子體雙脫工藝219

十一、無(wú)錫化工集團(tuán)公司熱電廠：循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝(CFB?FGD)220

十二、蘭州第二熱電廠：利用沖灰水噴霧吸收簡(jiǎn)易脫硫工藝222

第二節(jié)我國(guó)大型燃煤電廠煙氣脫硫示范工程223

一、重慶珞璜電廠：濕式石灰石?石膏工藝224

二、太原第一熱電廠：簡(jiǎn)易濕式石灰石?石膏工藝237

三、黃島電廠：旋轉(zhuǎn)噴霧干燥工藝239

四、南京下關(guān)電廠：爐內(nèi)噴鈣加煙氣增濕活化工藝242

五、深圳西部電廠：海水洗滌工藝246

六、成都熱電廠：電子束輻照脫硫工藝248

第三節(jié)其他煙氣脫硫工程251

一、重慶發(fā)電廠：石灰石?石膏法252

二、揚(yáng)州發(fā)電公司：簡(jiǎn)易石灰石?石膏法254

三、廣東連州電廠：石灰石?石膏拋棄法256

四、漳州后石電廠：海水法脫硫工藝259

五、浙江衢化熱電廠：NID煙氣脫硫工藝260

六、云南小龍?zhí)峨姀S：GSA煙氣脫硫262



第八章FGD技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析264

第一節(jié)概述264

一、經(jīng)濟(jì)分析方法264

二、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的意義266

三、影響經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的因素及說(shuō)明266

第二節(jié)國(guó)外評(píng)價(jià)簡(jiǎn)介268

一、美國(guó)EPA對(duì)5種FGD工藝的評(píng)價(jià)研究268

二、美國(guó)TVA對(duì)9種FGD工藝的評(píng)價(jià)分析270

三、其他評(píng)價(jià)工作272

第三節(jié)我國(guó)的評(píng)價(jià)嘗試279

一、技術(shù)經(jīng)濟(jì)一般分析279

二、對(duì)現(xiàn)有電廠加裝FGD的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)286

第四節(jié)綜合述評(píng)290

一、傳統(tǒng)濕法仍然是主流技術(shù)290

二、半干法和干法工藝值得重視291

三、循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)前景看好292

四、其他脫硫技術(shù)簡(jiǎn)議292



第九章FGD工程建設(shè)294

第一節(jié)設(shè)計(jì)前期工作295

一、工程立項(xiàng)295

二、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備296

三、工藝抉擇的原則301

第二節(jié)高階段設(shè)計(jì)與施工圖302

一、可行性研究302

二、初步設(shè)計(jì)304

三、施工圖設(shè)計(jì)304

第三節(jié)煙氣脫硫工程設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題305

一、工藝設(shè)計(jì)要不斷優(yōu)化305

二、注意防止結(jié)垢、堵塞305

三、防腐蝕與抗磨損306

四、煙氣預(yù)除塵和預(yù)冷卻307

五、吸收液處理307

六、除霧和氧化307

七、煙氣再加熱307

八、脫硫風(fēng)機(jī)布置方式308

九、脫硫副產(chǎn)品石膏的利用和處置309

十、關(guān)注傳統(tǒng)濕式工藝的發(fā)展趨向309

十一、推進(jìn)技術(shù)、裝備國(guó)產(chǎn)化311

十二、系統(tǒng)組成設(shè)備的投資比例314



第十章中小鍋爐(窯)煙氣脫硫凈化315

第一節(jié)中小型鍋爐315

一、概述315

二、鍋爐分類315

三、中小鍋爐煙氣的主要特點(diǎn)316

四、中小鍋爐的污染控制現(xiàn)狀316

第二節(jié)中小鍋爐煙氣脫硫的工藝選擇317

第三節(jié)中小鍋爐煙氣脫硫的適用技術(shù)318

一、石灰法318

二、鈉堿法319

三、雙堿法319

四、氧化鎂法321

五、氨法322

六、循環(huán)流化床(CFB?FGD)技術(shù)322

七、旋噴干燥(SDA)法323

八、爐內(nèi)噴鈣煙氣增濕活化工藝(LIFAC)323

九、懸浮吸收技術(shù)323

十、吸附脫硫工藝323

第四節(jié)中小鍋爐及工業(yè)爐窯的煙氣凈化324

一、走自己的路324

二、堅(jiān)持中小爐窯FGD工藝選擇原則325

三、幾點(diǎn)建議325

第五節(jié)冶金燒結(jié)機(jī)(爐)煙氣凈化326

一、概述326

二、燒結(jié)生產(chǎn)和燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)326

三、帶式燒結(jié)機(jī)(爐)的煙氣分割技術(shù)328

四、燒結(jié)煙氣脫硫凈化最適宜技術(shù)選擇329

第六節(jié)垃圾焚燒爐及其他煙氣凈化332

一、垃圾焚燒332

二、玻璃窯爐333

第七節(jié)水泥工業(yè)336

第八節(jié)特殊污染物337

一、二?英的產(chǎn)生與控制337

二、汞的排放與控制340

第二篇煙氣脫硝

第一章氮氧化物污染與危害342

第一節(jié)概述342

第二節(jié)氮氧化物污染源346

一、自然源347

二、人為源347

第三節(jié)氮氧化物的危害348

一、對(duì)人體的影響348

二、對(duì)生態(tài)的危害349



第二章氮氧化物的性質(zhì)350



第三章氮氧化物的產(chǎn)生354

第一節(jié)機(jī)動(dòng)車輛354

第二節(jié)工業(yè)生產(chǎn)355

第三節(jié)燃燒過(guò)程356

一、熱力型氮氧化物357

二、快速型氮氧化物359

三、燃料型氮氧化物360



第四章氮氧化物的減排控制364

第一節(jié)概述364

第二節(jié)汽車排氣控制365

一、排放標(biāo)準(zhǔn)365

二、汽車排氣污染控制辦法365

第三節(jié)工業(yè)廢氣治理371

一、水吸收法371

二、酸吸收法372

三、堿溶液吸收法373

四、氧化吸收法374

五、吸收還原法375

六、絡(luò)合吸收法375

七、液膜法377

八、微生物法377

第四節(jié)燃燒煙氣凈化378

一、低NOx燃燒技術(shù)378

二、低NOx燃燒器384

三、低NOx爐膛設(shè)計(jì)388



第五章燃燒煙氣脫硝技術(shù)389

第一節(jié)技術(shù)分類389

第二節(jié)選擇性催化還原法390

一、催化反應(yīng)理論基礎(chǔ)391

二、SCR化學(xué)原理396

第三節(jié)選擇性非催化還原法399

一、化學(xué)原理399

二、各種影響因素400

第四節(jié)非選擇性催化還原法404

第五節(jié)組合法405

第六節(jié)電子束輻照法406

一、輻照反應(yīng)原理406

二、反應(yīng)條件406

第七節(jié)其他干法脫硝技術(shù)407

一、分子篩法407

二、活性炭法409

三、碳熱還原法411

第八節(jié)煙氣“雙脫”技術(shù)413

一、吸附／再生法414

二、NOxSO雙脫法417

三、吸收劑直噴雙脫技術(shù)418

四、噴霧干燥雙脫法419

五、LILAC工藝419

六、非均相催化雙脫技術(shù)420

七、高能電子束輻照氧化法422

八、濕式雙脫技術(shù)423



第六章煙氣脫硝工程實(shí)例426

第一節(jié)概述426

第二節(jié)國(guó)外幾個(gè)典型煙氣脫硝裝置428

一、日本竹原火電廠3?機(jī)組428

二、日本仙臺(tái)火電廠2?、3?機(jī)組430

三、丹麥AvedΦve電站430

四、丹麥Ensted電站431

第三節(jié)我國(guó)初建的幾個(gè)煙氣脫硝工程431

一、漳州后石電廠432

二、廈門嵩嶼電廠435



第七章煙氣脫硝工程設(shè)計(jì)要領(lǐng)441

第一節(jié)設(shè)計(jì)步驟441

第二節(jié)工藝流程和系統(tǒng)組成442

一、供氨裝置442

二、SCR工藝系統(tǒng)443

第三節(jié)催化反應(yīng)器444

一、催化反應(yīng)器的類型445

二、催化劑446

三、催化劑的中毒防護(hù)447

四、催化劑的選用450

五、催化劑化學(xué)組成452

六、催化劑的再生453

七、還原劑453



第八章氮氧化物減排技術(shù)綜評(píng)與思考455

第一節(jié)NOx減排技術(shù)發(fā)展前景455

第二節(jié)減排控制技術(shù)綜合比較458

一、爐中低NOx燃燒技術(shù)458

二、終端煙氣處理技術(shù)459

三、煙氣脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較460

四、分析討論462

第三節(jié)綜評(píng)與思考464

一、綜合述評(píng)464

二、我國(guó)NOx減排控制的對(duì)策建議466



第三篇塔器設(shè)備

第一章綜論472

一、塔器設(shè)備的重要性472

二、塔器設(shè)備設(shè)計(jì)、選型的基本要求472

三、常用煙氣脫硫脫硝塔器分類473



第二章濕式FGD設(shè)備計(jì)算基礎(chǔ)474

第一節(jié)化學(xué)過(guò)程474

第二節(jié)物料衡算476

第三節(jié)相平衡478

第四節(jié)傳質(zhì)速率和塔器高度479

一、傳質(zhì)速率479

二、塔器高度481

第五節(jié)濕式過(guò)程的主要參數(shù)482

一、煙氣流量流速482

二、液氣比483

三、煙氣SO2濃度485

四、漿液pH值和鈣硫摩爾比486

五、循環(huán)漿液的含固量和固體物停留時(shí)間487

六、漿液的濃度487



第三章濕式FGD吸收塔489

第一節(jié)脫硫塔器的類型和性能489

一、脫硫塔器的類型489

二、濕式脫硫塔的性能492

第二節(jié)噴淋吸收塔495

一、概述495

二、噴淋塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)496

三、噴淋塔的主要設(shè)計(jì)參數(shù)503

四、反應(yīng)槽（罐）504

五、除霧器510

六、幾種典型噴淋(空)塔517

第三節(jié)填料塔523

第四節(jié)液柱塔524

第五節(jié)噴射鼓泡吸收器及其他527

一、噴射鼓泡吸收器527

二、板式吸收塔528

三、旋流板塔529

四、湍球塔530

五、文丘里洗滌器530

第六節(jié)濕式脫硫（硝）除塵一體化設(shè)備531

一、旋流板塔脫硫除塵器532

二、噴淋空塔脫硫除塵器533

三、泡沫塔脫硫除塵器534

四、自激式脫硫除塵器535

五、文丘里水膜脫硫除塵器536

六、麻石水膜脫硫除塵器536

七、旋風(fēng)水膜脫硫除塵器537

八、篩板塔脫硫除塵器537



第四章半干式(干式)反應(yīng)塔器540

第一節(jié)循環(huán)流化床(CFB)反應(yīng)器540

一、基本概念540

二、流化床的特性541

三、流化床的原理和基本參數(shù)542

四、流化床床型選擇544

五、流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)544

六、流態(tài)化技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用550

七、主要設(shè)計(jì)參數(shù)560

第二節(jié)旋轉(zhuǎn)噴霧干燥裝置561

一、SDA系統(tǒng)組成561

二、旋轉(zhuǎn)式霧化器562

三、氣流式霧化器565

四、噴霧干燥吸收塔567

五、噴霧干燥FGD的控制和裝備571

第三節(jié)其他半干(干)式FGD設(shè)備572

一、電子束輻照協(xié)同雙脫工藝(EBA)572

二、新型一體化裝置（NID）575

三、氣體懸浮吸收器（GSA）576

四、活性炭吸附（AC）577



第五章煙氣脫硝設(shè)備578

第一節(jié)SCR脫硝設(shè)備578

一、主要設(shè)計(jì)參數(shù)579

二、催化反應(yīng)器計(jì)算580

三、SCR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)584

四、SCR催化劑586

五、SNCR脫硝設(shè)備593

六、濕式脫硝設(shè)備593



第六章配套及輔助設(shè)備594

第一節(jié)風(fēng)機(jī)與泵594

一、風(fēng)機(jī)594

二、泵602

第二節(jié)脫水分離設(shè)備608

一、水力旋流器609

二、真空過(guò)濾機(jī)612

三、離心脫水機(jī)616

第三節(jié)除塵設(shè)備619

一、旋風(fēng)除塵器619

二、袋式除塵器620

三、靜電除塵器631

四、電袋復(fù)合除塵器633

第四節(jié)供氨系統(tǒng)主要設(shè)備635

一、氨貯罐635

二、氨壓機(jī)636

第五節(jié)攪拌機(jī)638

一、攪拌機(jī)的類型639

二、攪拌器的選用與安裝641

三、攪拌器材質(zhì)選擇644

第六節(jié)煙氣加熱器(GGH)644

一、GGH必要性討論644

二、煙氣加熱方式646

三、GGH布置方式650

第七節(jié)氣力輸送設(shè)備652

一、氣力輸送機(jī)652

二、空氣輸送槽663

第八節(jié)其他設(shè)備668

一、磨機(jī)668

二、空氣壓縮機(jī)669

三、真空泵672

四、輸送機(jī)類673

五、膨脹節(jié)677



參考文獻(xiàn)679



附錄

附錄一常用數(shù)據(jù)表684



附錄二相關(guān)國(guó)家與地方標(biāo)準(zhǔn)696



附錄三火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(DL/T 5196—2004)700



附錄四火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程(條文說(shuō)明)712



附錄五火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范——選擇性非催化還原法（環(huán)境保護(hù)部）714



附錄六火電廠煙氣脫硝系統(tǒng)運(yùn)行導(dǎo)則725



附錄七工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范（HJ 462—2009）732



附錄八鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB 31/387—2007）741



附錄九鍋爐污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(DB 11/139—2002)748



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