電廠脫硫、脫硝

1、電廠脫硫、脫硝河南防腐、防水工程有限公司1引言自20世紀(jì)70年代初，日本、美國(guó)率先實(shí)施控制SO2排放戰(zhàn)略以來，許多 國(guó)家相繼制定了嚴(yán)格的SO2排放標(biāo)準(zhǔn)和中長(zhǎng)期控制策略，加速了控制SO2排放 的步伐大大促進(jìn)了 FGD技術(shù)的發(fā)展。在眾多的FGD工藝中，石灰石石膏濕法脫 硫工藝成為煙氣脫硫技術(shù)的主流，具有發(fā)展歷史長(zhǎng)、技術(shù)成熟、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富、 石灰石來源豐富、石膏可綜合利用商業(yè)化程度高、脫硫效率高、單塔處理煙氣量 大等優(yōu)點(diǎn)。濕法石灰石石膏煙氣脫硫技術(shù)在美國(guó)和全世界分別占了 67%和82%, 可見濕法石灰石石膏脫硫技術(shù)是一種普遍受迎的FGD技術(shù)。到目前為止，我國(guó) 已經(jīng)投運(yùn)和在建的火電廠煙氣脫硫裝置，尤其

2、是300MW上的火電機(jī)組配套安 裝的脫硫裝置大多采用石灰石濕法煙氣脫硫。本文將通過某電廠的脫硫系統(tǒng)，分 析脫硫系統(tǒng)。2濕法脫硫工藝特點(diǎn)石灰石石膏濕法脫硫工藝作為目前國(guó)內(nèi)比較成熟的技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：）技術(shù)成熟、可靠，國(guó)外應(yīng)用廣泛，國(guó)內(nèi)也有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。）脫硫效率高=95%，有利于地區(qū)和電廠實(shí)行總量控制。）適用于大容量機(jī)組。）吸收劑（石灰石）資源豐富，價(jià)廉易得。5）系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、煤種和機(jī)組負(fù)荷變化適應(yīng)性廣。6）脫硫副產(chǎn)品石膏可以綜合利用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。7）高速氣流設(shè)計(jì)增強(qiáng)了物質(zhì)傳遞能力，降低了系統(tǒng)的成本，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)煙氣流速達(dá)到4.0m/s8 ）最優(yōu)的塔體尺寸，系統(tǒng)采用最優(yōu)尺寸，平衡了 SO2去除與壓降

3、的關(guān)系， 使得資金投入和運(yùn)行成本最低。9）吸收塔液體再分配裝置，有效避免煙氣爬壁現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高經(jīng)濟(jì)性， 降低能耗。10）單塔處理煙氣量大，SO2脫除量大。11）設(shè)備布置緊湊減少了場(chǎng)地需求。石灰石石膏濕法脫硫工藝優(yōu)點(diǎn)明顯，但同樣也缺點(diǎn)突出：1）系統(tǒng)復(fù)雜、運(yùn)行維護(hù)工作量大。2）水消耗較大，存在廢水處理問題。3）系統(tǒng)投資較大、運(yùn)行維護(hù)賽用高、裝置占地面積也相對(duì)較大。3濕法脫硫反應(yīng)原理石灰石石膏濕法脫硫工藝的主要反應(yīng)是在吸收塔中進(jìn)行的，送入吸收塔的吸 收劑一石灰石（石灰）漿液與經(jīng)煙氣換熱器冷卻后進(jìn)入吸收塔的煙氣接觸混合，煙 氣中的二氧化硫（SO2）與吸收劑漿液中的碳酸鈣（CaCO3）以及鼓入的空氣中

4、的氧 氣(O2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成二水硫酸鈣(CaSO42H2O )即石膏；脫硫后的煙氣依 次經(jīng)過除霧器除去霧滴、煙氣再熱器加熱升溫后，經(jīng)煙囪排入大氣。該工藝的化 學(xué)反應(yīng)原理如下3S02(I) + H2OOH+HBO；0 2H+ + SO=_0100,4-2H + CCa + H2O+CO3 T-Ir +HSO, +-0 OSO； +H 2* I=SO； +-O3 C5SO； J 2Ca+SOl + 2HJO OCaSO -2H O某電廠采用的是日本川崎重工業(yè)株式會(huì)社的川崎石灰石-石膏脫硫技術(shù)，該技術(shù)的反應(yīng)原理如圖1- 1所示。在這個(gè)反應(yīng)過程中，pH值的控制對(duì)反應(yīng)很重 要，較高的pH值有利于吸

5、收反應(yīng)的發(fā)生，而較低的pH值有利于氧化和結(jié)晶反 應(yīng)的進(jìn)行。圖2-3-1川崎石灰石-石膏法反應(yīng)原理圖4濕法脫硫工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)介一套完整的濕法脫硫工藝系統(tǒng)通常包括：SO2吸收氧化系統(tǒng)即吸收塔系統(tǒng)、 煙氣系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)。各系統(tǒng)關(guān)系如下： 在整個(gè)脫硫系統(tǒng)中，吸收塔系統(tǒng)是核心，SO2的脫除，中間產(chǎn)物的氧化，以及 副產(chǎn)物石膏漿的結(jié)晶全部在吸收塔中完成，其它系統(tǒng)則是為吸收塔系統(tǒng)提供服 務(wù)，而且根據(jù)要求不同，其它系統(tǒng)或可以簡(jiǎn)化，或可以取消，如果取消石膏脫水 系統(tǒng)，則變?yōu)槭鄴仐壏ǎ@時(shí)廢水處理系統(tǒng)也相應(yīng)取消，煙氣系統(tǒng)的簡(jiǎn)化主要 在于煙氣再熱器的取舍，而吸收劑制備系統(tǒng)的簡(jiǎn)化則是取消

6、石灰石磨制設(shè)備（球 磨機(jī)），直接購(gòu)買石灰石粉進(jìn)行配制漿液。4.1煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)包括煙道、煙氣擋板、增壓風(fēng)機(jī)和氣-氣加熱器（GGH）等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大， 容易對(duì)煙道產(chǎn)生腐蝕，需進(jìn)行防腐處理。煙氣擋板是脫硫裝置進(jìn)入和退出運(yùn)行的 重要設(shè)備，分為FGD主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在FGD系統(tǒng)的 進(jìn)出口，它是由雙層煙氣擋板組成，當(dāng)關(guān)閉主煙道時(shí)，雙層煙氣擋板之間連接密 封空氣，以保證FGD系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞33。旁路擋板安裝在原鍋 爐煙道的進(jìn)出口。某單臺(tái)機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)流程如HhiFlHhiFl圖2-4-1煙風(fēng)系統(tǒng)流程圖經(jīng)濕法脫硫后的

7、煙氣從吸收塔出來一般在43-55C之間，含有飽和水汽、 殘余的SO2、SO3、HCl、HF、NOX ,其攜帶的SO42-、SO32-鹽等會(huì)結(jié)露， 如不經(jīng)過處理直接排放，易形成酸霧，且將影響煙氣的抬升高度和擴(kuò)散。為此電 廠FGD系統(tǒng)配有一套氣-氣換熱器（GGH ）煙氣再熱裝置。氣-氣換熱器是蓄 熱加熱工藝的一種，即常說的GGH。它用未脫硫的熱煙氣（一般130 150C） 去加熱已脫硫的煙氣，一般加熱到80C左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐 蝕煙道、煙囪內(nèi)壁并可提高煙氣抬升高度。從電除塵器出來的煙氣溫度高達(dá) 130 150C，因此進(jìn)入FGD前要經(jīng)過GGH降溫器降溫，避免煙氣溫度過高， 損壞吸收塔

8、的防腐材料和除霧器。4.2吸收塔系統(tǒng)MhlNIpli?iLElg.fidFlm GsaTrny RTiinitaLtK 就中 SHurry CDfifeiKt碰 out MdisturcSHHWPltXWJitAr Wasla MozilcalUFFT 缶 NozzlepPattnlnfl All哪aiEalor_ 呻:MaKHa SlurryTdMhlNIpli?iLElg.fidFlm GsaTrny RTiinitaLtK 就中 SHurry CDfifeiKt碰 out MdisturcSHHWPltXWJitAr Wasla MozilcalUFFT 缶 NozzlepPattnln

9、fl All哪aiEalor_ 呻:MaKHa SlurryTd PresentS4ltlipg Air Supply圖2-4-2吸收塔原理氧化空氣系統(tǒng)是吸收系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)重要部分，氧化空氣的功能是保證吸收塔 反應(yīng)池內(nèi)生成石膏。氧化空氣注入不充分將會(huì)引起石膏結(jié)晶的不完善，還可能導(dǎo)致吸收塔內(nèi)壁的結(jié)垢，因此，對(duì)該部分的優(yōu)化設(shè)置對(duì)提高系統(tǒng)的脫硫效率和石膏 的品質(zhì)顯得尤為重要。吸收系統(tǒng)還包括除霧器及其沖洗設(shè)備。除霧器安裝在吸收 塔的后面，用以去除吸收塔來的霧滴。吸收塔元件裝有水沖洗系統(tǒng)，將定期進(jìn)沖 洗，以防止霧滴中的石膏、灰塵和其它物質(zhì)堵塞元件。1.4.3漿液制備系統(tǒng)某電 廠石灰石漿液制備系統(tǒng)兩塔共用一

10、套，包括2臺(tái)濕式球磨機(jī)的給料機(jī)、2臺(tái)濕式 球磨機(jī)（每臺(tái)容量為兩臺(tái)鍋爐BMCR工況時(shí)石灰石用量的75%）、球磨機(jī)配套 的漿液再循環(huán)箱、1個(gè)石灰石漿液箱、4臺(tái)石灰石漿液給料泵（每套脫硫系統(tǒng)兩 臺(tái)）、4臺(tái)球磨機(jī)漿液再循環(huán)泵（每臺(tái)球磨機(jī)兩臺(tái)）、2個(gè)石灰石旋流器站等。由 皮帶秤給料裝置按需求量把石灰石（直徑小于20mm）從石灰石儲(chǔ)倉(cāng)送至濕式 球磨機(jī)進(jìn)行研磨。FGD補(bǔ)給水或?yàn)V液將按與送入石灰石成定比的量而加入濕式 球磨機(jī)的入口石灰石在濕式球磨機(jī)中被磨成粉末并自流至漿液再循環(huán)箱，然后再 由球磨機(jī)漿液再循環(huán)泵抽吸至旋流分離器。旋流分離器底流（它負(fù)責(zé)將超過尺寸 的材料送返）應(yīng)再循環(huán)至濕式球磨機(jī)入口而溢流則自排入

11、每個(gè)石灰石漿液箱中。 石灰石漿液由石灰石漿液給料泵從石灰石漿液箱泵分別打入兩臺(tái)機(jī)組的吸收塔。4.3石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)兩塔共用一套，包括旋流器（石膏水力旋流器2套、廢水水力 旋流器1套）、箱體、過濾器（包括2臺(tái)用于石膏水力旋流器站過濾器）、石膏 脫水系統(tǒng)內(nèi)工藝泵、2臺(tái)真空皮帶脫水機(jī)（每臺(tái)真空皮帶脫水機(jī)出力為2臺(tái)鍋爐 BMCR工況產(chǎn)生石膏量的75%）及其輔助設(shè)備。石膏漿液由每臺(tái)石膏漿液排放泵 輸送至初級(jí)脫水系統(tǒng)。第一級(jí)脫水系統(tǒng)包括石膏水力旋流站和廢水旋流站。石膏水力旋流器溢流至聯(lián)系人：盧經(jīng)理水旋流站，底流將通往第二級(jí)脫水系統(tǒng)。第二級(jí)脫水系統(tǒng)包括兩（2 ）臺(tái)真空帶式過

12、濾器，位于第一級(jí)水力旋流站的 下方。脫水后，石膏餅將由輸送裝置送至石膏貯倉(cāng)。從真空帶式過濾器濾出的濾 液將流至濾液箱，回到FGD系統(tǒng)中使用。濾液由濾液泵抽吸至吸收塔反應(yīng)塔或 石灰石漿液制備系統(tǒng)再次使用。廢水旋流器的溢流將流至FGD廢水排污坑并由 廢水排污泵抽吸至FGD廢水處理系統(tǒng)。廢水旋流器的底流回到吸收塔或石膏漿 液箱。第二級(jí)脫水系統(tǒng)包括兩臺(tái)真空帶式過濾器，位于第一級(jí)水力旋流站的下方。 脫水后，石膏餅將由輸送裝置送至石膏貯倉(cāng)。4.4排放系統(tǒng)排放系統(tǒng)主要由事故漿池、區(qū)域漿池及排放管路組成。4.5熱工自控系統(tǒng)（DCS）為了保證煙氣脫硫效果和煙氣脫硫設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，系統(tǒng)裝備了完整的 熱工測(cè)量、

13、自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)及熱工信號(hào)報(bào)警裝置5。其自動(dòng)化水平將使 運(yùn)行人員無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)人員配合，在控制室內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣脫硫設(shè)備及其附屬系統(tǒng) 的啟、停及正常運(yùn)行工況的監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié)，系統(tǒng)同時(shí)具備異常與事故工況時(shí) 的報(bào)警、連鎖和保護(hù)功能。定州電廠整套控制系統(tǒng)采用西門子公司的Teleperm XP分散控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱DCS），該分散控制系統(tǒng)主要由AS620B自動(dòng)控制 系統(tǒng)、ES680工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)、OM650過程控制和管理系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及通訊 總 線 系 統(tǒng) 五 大 部 分 組 成。圖2 - 4-5DCS系統(tǒng)配置圖1）DCS控制柜及其它機(jī)柜本系統(tǒng)中的DCS主要機(jī)柜配置如下：基本DCS控制柜6面（6對(duì)AP

14、 ）,通 訊接口柜1面，計(jì)算機(jī)柜2面，繼電器柜6面，端子柜9面，電源柜3面。2）OM650過程控制和管理系統(tǒng)主要配置包括：2臺(tái)OT操作員站（4臺(tái)CRT、配套鼠標(biāo)和鍵盤）、4臺(tái)PU 處理單元、2臺(tái)SU服務(wù)單元配套UPS、MOD磁光驅(qū)、圖形及記錄激光打印機(jī) 3臺(tái)。3）ES680工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)ES680工程師站包括：主機(jī)、CRT、激光打印機(jī)及配套鼠標(biāo)、鍵盤、UPS、 磁帶機(jī)。4）電源系統(tǒng)本系統(tǒng)共有DCS電源柜3個(gè)。每個(gè)DCS電源柜的供電采用雙回路供電，其 中一路為不間斷電源（UPS）,另一路為低壓廠用保安電源，3個(gè)電源柜合計(jì)要 求總?cè)萘繛?0KVA。兩路電源進(jìn)入電源柜后經(jīng)自動(dòng)切換裝置提供DCS設(shè)備所需 的交流電源并為部分現(xiàn)場(chǎng)儀表供電。兩