單塔雙區(qū)高效脫硫技術(shù)課件

1、單塔濕法高效脫硫技術(shù)的新標(biāo)桿 大唐馬頭電廠脫硫增效改造設(shè)計與研究福建龍凈環(huán)保股份有限公司上海龍凈環(huán)?？萍脊こ逃邢薰竞斡绖俚?頁，共31頁。一、前言第2頁，共31頁。一、前言2014年9月12日，國家發(fā)改委、環(huán)保部和能源局聯(lián)合印發(fā)了煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（20142020年），明確要求東部十一省市煤電在役機(jī)組脫硫?qū)?zhí)行35 mg/Nm3 標(biāo)準(zhǔn)，脫硫效率高于99%甚至99.5%。面對高效率的要求，目前業(yè)內(nèi)通常認(rèn)為必須采用串聯(lián)塔或者“塔+罐”的準(zhǔn)串聯(lián)塔等技術(shù)路線，但該路線較復(fù)雜、占地大、投資高，增加運(yùn)行費(fèi)用和能耗。 第3頁，共31頁。一、前言近一年多來，龍凈環(huán)保推出了以“單塔雙區(qū)”為核心技

2、術(shù)的高效脫硫除塵系統(tǒng)技術(shù)路線，即僅采用一個吸收塔實(shí)現(xiàn)大于99.3%，甚至高于99.5%的脫硫效率。該技術(shù)路線具有系統(tǒng)簡單、投資低、占地少、能耗低等明顯技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能減排”而非“耗能減排”的環(huán)保理念。以“單塔雙區(qū)”為核心技術(shù)的高效脫硫除塵系統(tǒng)，已經(jīng)過大量工程實(shí)踐驗(yàn)證?，F(xiàn)以大唐河北馬頭熱電9# 300MW脫硫增效改造項目為案例，闡述設(shè)計技術(shù)方案。第4頁，共31頁。二、馬頭電廠項目情況與存在的問題分析第5頁，共31頁。二、項目情況與存在的問題分析2.1 項目概況 大唐馬頭熱電公司9# 300MW亞臨界供熱機(jī)組于2010年建設(shè)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，采用典型空塔噴淋技術(shù)。原脫硫煙氣系統(tǒng)采

3、用增引合一方式，無GGH。 SO2吸收系統(tǒng)采用變徑噴淋空塔，D11.5/13.5mH32.8m，漿池容積1611m3，設(shè)置4臺側(cè)進(jìn)式攪拌器、2臺羅茨式氧化風(fēng)機(jī)（流量9815Nm3/h，壓力90kPa）、設(shè)置4層噴淋層及4臺循環(huán)泵（流量5520m3/h）、兩級屋脊式除霧器（菱形布置）。此外與10#機(jī)組脫硫裝置共用制漿、脫水及工藝水等系統(tǒng)。 由于原設(shè)計的出口SO2濃度為不超過200mg/Nm3，無法滿足現(xiàn)有環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此馬頭電廠決定對原有的脫硫系統(tǒng)進(jìn)行增容提效改造。 設(shè)計保證值：采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，設(shè)計燃煤硫分按2.0%考慮，對應(yīng)脫硫入口SO2濃度4925mg/Nm3（標(biāo)干，6

4、%O2），要求脫硫效率99%。第6頁，共31頁。二、項目情況與存在的問題分析2.2 原系統(tǒng)存在的主要問題（1）原系統(tǒng)塔內(nèi)漿液無分區(qū)效果；（2）漿液循環(huán)總量不足，不滿足高效脫硫要求；（3）噴淋層與噴嘴選型配置不當(dāng)；（4）無措施防止煙氣“短路”；（5）塔內(nèi)流場不佳。第7頁，共31頁。三、項目增效改造技術(shù)方案第8頁，共31頁。三、項目增效改造技術(shù)方案 按照新標(biāo)準(zhǔn)、新目標(biāo)要求，在充分分析、計算與研究本項目存在問題基礎(chǔ)上，業(yè)主方?jīng)Q定采用龍凈環(huán)保專有的以“單塔雙區(qū)”為核心技術(shù)的高效脫硫除塵系統(tǒng)對本工程進(jìn)行脫硫增效改造，以保證高脫硫效率。主要改造方案如下：3.1 系統(tǒng)主要設(shè)計參數(shù)（1）脫硫入口煙氣量1134

5、640 Nm3/h（標(biāo)況，濕基，實(shí)際氧量）；（2）脫硫入口煙氣溫度133；（3）脫硫入口SO2濃度4925mg/Nm3（標(biāo)干，6%O2）；（4）脫硫效率99%；（5）吸收區(qū)直徑11.5m，空塔流速為3.86m/s；（6）吸收塔漿池容積為2389m3，漿池直徑為13.5m，漿池正常液位高度為16.7m；第9頁，共31頁。三、項目增效改造技術(shù)方案（7）每塔設(shè)置5層噴淋層，共5臺循環(huán)泵，每臺循環(huán)泵流量為6850m3/h；（8）每塔設(shè)置2臺氧化風(fēng)機(jī)，一運(yùn)一備，每臺氧化風(fēng)機(jī)流量為11550m3/h，壓頭87kPa;（9）機(jī)械除霧器采用兩級屋脊式除霧器+管式除霧器，保證出口液滴含量不大于50mg/Nm3（

6、干基）。 3.2 漿池設(shè)置分區(qū)調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)單塔雙區(qū)結(jié)構(gòu)吸收強(qiáng)酸性，氧化結(jié)晶弱酸性，吸收輸送第10頁，共31頁。高效塔雙區(qū)工作原理吸收劑消耗+SO2溶解pH：7-84.9-5.5低值區(qū)pH=4.9-5.5石膏排放射流漿液抽取高值區(qū)pH=5.1-6.3氧化空氣射流漿液注入吸收劑（pH=7-8）循環(huán)漿液抽取分區(qū)關(guān)鍵防止下部漿液向上返混三、項目增效改造技術(shù)方案第11頁，共31頁。pH差值漿液酸堿性相差倍數(shù)pH差值漿液酸堿性相差倍數(shù)0.320.640.42.50.750.53.20.86.3根據(jù)pH值計算原理可知，較小的差值也代表漿液的酸堿性有明顯差別，如下表所示：三、項目增效改造技術(shù)方案第12頁，共3

7、1頁。龍凈“單塔雙區(qū)”高效脫硫技術(shù)特點(diǎn)適合高含硫或高效率場合，效率可達(dá)99.3%以上漿池pH值分區(qū)，實(shí)現(xiàn)“單塔雙區(qū)” 氧化區(qū)4.95.5-生成高純石膏 吸收區(qū)5.16.3高效脫除SO2漿池小，停留時間可為3min無任何塔外循環(huán)吸收裝置配套專有射流攪拌系統(tǒng)，塔內(nèi)無轉(zhuǎn)動攪拌設(shè)施吸收劑的利用率高、石膏純度最高脫硫系統(tǒng)運(yùn)行阻力低，比塔+罐或串聯(lián)塔低150Pa600Pa三、項目增效改造技術(shù)方案第13頁，共31頁。龍凈“單塔雙區(qū)”高效脫硫技術(shù)特點(diǎn)優(yōu)于單塔串聯(lián)塔或“塔+罐”系統(tǒng) 全煙氣均采用高pH值漿液進(jìn)行脫硫吸收 所有石膏結(jié)晶均在同一塔低pH值區(qū)進(jìn)行 無需設(shè)置塔外罐（塔）及其配套設(shè)施，可節(jié)省電耗約230K

8、Wh/h（1x300MW機(jī)組）； 無需設(shè)置塔外罐（塔），節(jié)約占地面積 1x300MW機(jī)組，可節(jié)約占地面積500m2以上； 系統(tǒng)簡單，檢修方便，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低三、項目增效改造技術(shù)方案第14頁，共31頁。四、高效脫硫其他六大保證措施第15頁，共31頁。四、高效脫硫其他六大保證措施1. 漿液循環(huán)總量吸收塔內(nèi)SO2的去除率主要是由吸收塔內(nèi)循環(huán)漿液量（L）同煙氣流量（G）的比值、漿液的pH值和原煙氣中SO2的濃度決定的。hSO2 = (1-r-K).100 (%) K = V * f1 *.Lf2 * Gact-f3.*pHf4. * CSO2-f5式中可以看出，由于正常運(yùn)行中V、G、pH和CSO2均為

9、常量，因此漿液循環(huán)量是影響脫硫效率的最重要參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)高脫硫效率的基礎(chǔ)。 本工程需達(dá)到99%的高效脫硫，經(jīng)循環(huán)量計算后，共需設(shè)置5層噴淋層，循環(huán)總量達(dá)到34250m3/h，系統(tǒng)安全余量在60%左右，明顯高于常規(guī)40%的水平，這是高脫硫效率的直接保證與前提。第16頁，共31頁。2. 漿液噴淋層區(qū)強(qiáng)化措施（1）噴淋層層數(shù)采用5層，每層噴淋覆蓋率250%，通過多層覆蓋效果，保證煙氣在塔內(nèi)橫截面上得到充分的洗滌。四、高效脫硫其他六大保證措施第17頁，共31頁。（2）降低噴嘴流量，增加噴嘴密度，提高覆蓋率（3）提高噴嘴背壓，降低漿液噴淋粒徑（4）噴嘴布置疏密有致（5）噴嘴型式的選取流量：75m3/h降至

10、67.15m3/h覆蓋率提升11.7%空心錐實(shí)心錐四、高效脫硫其他六大保證措施第18頁，共31頁。3.提效環(huán)為防止煙氣在塔壁處“短路”而降低脫硫效率，噴淋層之間設(shè)置提效環(huán)，在塔壁處阻擋短路煙氣，使其向中心區(qū)域流動?？捎行Х乐姑摿蛐薀o謂降低。提效環(huán)四、高效脫硫其他六大保證措施提效環(huán)立面布置噴淋層上方提效環(huán)噴淋層下方提效環(huán)第19頁，共31頁。四、高效脫硫其他六大保證措施4. 煙氣空塔流速 在吸收塔的設(shè)計中，吸收塔直徑是一個較為重要的參數(shù)，將直接影響煙氣在吸收塔內(nèi)的流速，即空塔流速。在其他條件如煙氣量、煙氣溫度、和煙氣成分和吸收塔內(nèi)噴淋層布置均不變的條件下，煙氣中的SO2吸收時間與空塔流速成反比，

11、即吸收塔直徑越大，空塔流速越低，SO2吸收時間越長，脫硫效果越好，但吸收塔直徑的增加會直接導(dǎo)致造價升高、占地加大，此外機(jī)械除霧器廠家要求的空塔流速也有一定范圍，不宜過低。 本工程是在原有吸收塔的基礎(chǔ)上，進(jìn)行利舊改造，經(jīng)計算空塔流速為3.86m/s，基本滿足高效脫硫的流速要求。第20頁，共31頁。四、高效脫硫其他六大保證措施5. 塔內(nèi)流場分布 塔內(nèi)流場均勻性指標(biāo)由速度離散偏差Cv值來表示，常規(guī)Cv值達(dá)到0.3即可接受，但高效脫硫時，應(yīng)使得塔內(nèi)流場Cv值為0.2。本工程流場均布采取如下措施：5.1 調(diào)整噴淋層數(shù)量，新增一層噴淋層，利用多層噴淋層覆蓋，保證流場均布；5.2 優(yōu)化噴淋層噴嘴布置，根據(jù)流

12、場分析情況，采用非像性均布來布置噴嘴；5.3 增加吸收區(qū)高度2m，提高漿液煙氣接觸時間；5.4 除霧器前增加1.5m直段長度，提高除霧器前流場均布性；5.5 設(shè)置防止煙氣短路的提效環(huán)。第21頁，共31頁。四、高效脫硫其他六大保證措施6 除霧器與氧化風(fēng)機(jī)的改造6.1原有兩級屋脊式除霧器拆除；6.2吸收塔抬高1.5m，重新安裝兩級屋脊式+一級管式除霧器，保證脫硫塔出口煙氣液滴含量不大于50 mg/Nm3。6.3原有氧化風(fēng)機(jī)無法滿足脫硫增效改造的需要，為提升能力并節(jié)能降噪，龍凈環(huán)保改用2臺大流量離心式氧化風(fēng)機(jī)。第22頁，共31頁。五、項目運(yùn)行后情況簡述第23頁，共31頁。五、項目運(yùn)行后情況簡述 本項

13、目是采用龍凈環(huán)保專有的以“單塔雙區(qū)”為核心技術(shù)的高效脫硫除塵系統(tǒng)的最新投運(yùn)的項目之一，改造前后吸收塔外形圖如圖所示。改造后的馬頭電廠脫硫裝置表現(xiàn)出優(yōu)異的脫硫性能，該項目投運(yùn)以來僅需投運(yùn)3臺循環(huán)泵，在接近設(shè)計值的條件下，脫硫效率就可穩(wěn)定達(dá)到99.3%以上至99.83%，在同類濕法脫硫項目中處于明顯的領(lǐng)先水平，成為單塔濕法高效脫硫的新標(biāo)桿和重大突破。 由于循環(huán)泵投運(yùn)數(shù)量的降低，因此馬頭項目不僅滿足排放要求，還明顯降低設(shè)計能耗，實(shí)現(xiàn)了真正意義的“節(jié)能環(huán)?！?！馬頭項目環(huán)保測試期間的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)截屏如下，由西安熱工研究院有限公司負(fù)責(zé)的系統(tǒng)性能測試及報告將在十二月中旬最終完成并提交。第24頁，共31頁。大

14、唐河北馬頭電廠9#機(jī)組脫硫改造項目業(yè)主：大唐馬頭熱電分公司機(jī)組：1300MW煙氣量：1134640Nm3/h（標(biāo)濕實(shí)際氧）入口SO2濃度：4925mg/Nm3（標(biāo)干6%O2 ）設(shè)計脫硫效率：99%出口SO2濃度：50mg/Nm3（標(biāo)干6%O2 ）五、項目運(yùn)行后情況簡述SO2入口 4556.4mg/Nm3 ，出口 10.46mg/Nm3，脫硫效率99.78%（三臺循環(huán)泵）單塔雙區(qū)技術(shù)最新應(yīng)用案例同類濕法脫硫項目中處于明顯的領(lǐng)先水平第25頁，共31頁。大唐河北馬頭電廠9#機(jī)組脫硫改造項目五、項目運(yùn)行后情況簡述SO2入口 5020mg/Nm3 ，出口 12.1mg/Nm3，脫硫效率99.76%（BM

15、CR工況）第26頁，共31頁。六、其他單塔雙區(qū)高效脫硫項目第27頁，共31頁。六、其他單塔雙區(qū)高效脫硫項目 序號項目名稱設(shè)計入口SO2濃度mg/Nm3設(shè)計脫硫效率%實(shí)際入口SO2濃度mg/Nm3實(shí)際出口SO2濃度mg/Nm3實(shí)際脫硫效率%備 注1張家港沙洲電廠（2x630MW）285098.324531699.3循環(huán)泵設(shè)計5臺，運(yùn)行4臺；2大唐清苑電廠（2x300MW）632698.4246282799.4循環(huán)泵設(shè)計5臺，運(yùn)行4臺； 3河北沙河電廠（2x600MW）5306953697.450.598.6循環(huán)泵設(shè)計5臺，運(yùn)行3臺4華電可門電廠一期（1x600MW）241598.627003298.82目前，該“單塔雙區(qū)”高效脫硫技術(shù)已在沙洲、清苑、可門等20多個項