1000MW机组烟气脱硫方案选择.docx

1000MW等级锅炉烟气脱硫工艺选择研究【摘要】本文从1000MW等级脱硫系统的吸收剂、副产物、能耗、对煤质的适应性及经济性等方面对几种典型的脱硫工艺进行了全面的比较，分析了各工艺的优缺点，并提出了1000MW等锅炉脱硫系统的推荐意见。【关键词】1000MW 湿法脱硫 干法脱硫 氨法脱硫 活性焦脱硫1 概述2 脱硫方案简介2.1 石灰石/石灰-石膏湿法工艺湿法脱硫系统、石灰石制浆系统、石膏脱水系统、事故浆液系统、废水处理系统、GGH（选配）、烟囱及烟道防腐等众多子系统。系统阻力大，电耗、水耗较大。2.1 循环流化床干法烟气脱硫工艺2.2 氨法脱硫工艺2.3 活性焦脱硫工艺SO2(g)=SO2*O2(g)=2O*H2O(g)=H2O*SO2*+O*=SO3*SO3*+H2O*=H2SO4*H2SO4+nH2O=(H2SO4nH2O)*式中，*表示吸附态。其主要工艺流程是：烟气首先进入位于下部的脱硫塔，烟气中的SO2被活性焦吸附，然后进入位于上部的脱硝塔，在活性焦的作用下，烟气中氮氧化物与喷入的氨发生还原反应，氮氧化物被还原成对环境没有危害的N2，并同时生成二氧化碳和水。吸附了SO2的活性焦被送入解析塔，在约400活性焦吸附脱硫工艺流程图如下所示，主要由吸附反应系统、分离再生系统和副产物回收系统组成。3 脱硫方案比选3.1序号项目单 位参 数1最大连续蒸发量t/h31002过热器出口蒸汽压力MPa29.15MPa3过热器出口蒸汽温度6054再热蒸汽流量t/h2545 t/h5再热器进口蒸汽压力MPa6.31 MPa6再热器出口蒸汽压力MPa6.11MPa7再热器进口蒸汽温度372.78再热器出口蒸汽温度6139省煤器进口给水温度302.910空气预热器型式-回转式三分仓11燃烧方式-前后墙对冲/切圆燃烧12运行方式定压或定-滑-定13锅炉效率93%3.2序号检测项目符号单位设计煤种校核煤种1全水分Mt%28.7230.872空气干燥基水分Mad%13.9112.433收到基灰分Aar%13.7114.564干燥无灰基挥发分Vdaf%36.2738.425收到基碳Car%43.4939.286收到基氢Har%3.403.227收到基氧Oar%7.978.748收到基氮Nar%1.722.319全硫St,ar%0.991.0210收到基高位发热量Qgr,v,arMJ/kg11收到基低位发热量Qnet,v,arMJ/kg16932151333.3序 号项 目单 位设计煤种校核煤种1脱硫入口烟气量 (干基，实际O2)Nm3/s869.41 878.28 2脱硫入口烟气量 (湿基，实际O2)Nm3/s876.77 885.71 3脱硫入口烟气量 (干基，6%O2)Nm3/s 877.29886.244烟气中的污染物成份(干基，6%O2)mg/Nm32702.483083.933.4序 号项 目单 位设计煤种校核煤种1脱硫系统效率%96962脱硫后烟气中的污染物成份(干基，6%O2)mg/Nm386.4898.693国家污染物排放标准要求（征求意见稿）mg/Nm3100100项 目石灰石/石灰-石膏湿法循环流化床干法脱硫除尘技术氨法脱硫活性焦法脱硫初投资120元/kW250元/kW310元/kW580元/kW电耗单台锅炉：8700kW（脱硫装置+除尘器）单台锅炉：6500kW（预除尘器+脱硫装置+布袋除尘器）单台锅炉： 6300kW（脱硫装置+除尘器）单台锅炉：8000kW（除尘器+吸附系统+解析系统）水耗单台炉：140t/h单台炉：75t/h单台炉：150t/h单台炉：5t/h吸收剂石灰石生石灰或废弃电石渣液氨或氨水活性焦吸收剂耗量单台锅炉：14t/h单台锅炉：12 t/h单台锅炉：2.3 t/h单台锅炉： 1.5 t/h运行费用(注1)单台锅炉：34元/kW单台锅炉：25元/kW单台锅炉：35元/kW单台锅炉：38元/kW对重金属的综合处理能力能脱除约10%的重金属、HCL、HF等。汞的脱除率为1030%能有效脱除HCL、HF和重金属不能有效脱除重金属及二恶英等污染物能同时脱除烟气中的汞、砷等重金属，以及HF、HCL和二恶英等大分子氧化物副产品综合利用副产品中含金属杂质，石膏品质较差副产品中主要成分是亚硫酸钙，商品化较差，主要用于建筑填料、铺路、制砖等副产品为硫铵，可用作化肥和工业原料，综合利用性好。副产品为硫酸、硫磺等，综合利用性好。对烟囱要求需进行防腐无需进行防腐需进行防腐需进行防腐对变化煤种的适应性用于中低硫煤不受煤种限制可用于中高硫煤不受煤种限制占地面积系统复杂，占地面积大系统设备简洁紧凑，占地相对较小略小于湿法系统设备复杂，占地面积较大废水产生大量废水（约10t/h），需建设废水处理装置无废水排放废水循环利用有废水产生：约10t/h整体布局锅炉-除尘器-引风机-湿法脱硫系统-烟囱锅炉-预电除尘器-干法脱硫塔-布袋除尘器-引风机-烟囱锅炉电除尘器（或高效布袋除尘器或者电袋复合除尘器）引风机氨法脱硫系统污水处理烟囱锅炉（或高效布袋除尘器或者电袋复合除尘器）引风机吸附塔烟囱对负荷变化的适应性适应性强反应较慢适应性强反应较快与湿法相当适应性强反应较快4 结论随着我国经济的快速发展、环境保护力度的加强和节能减排工作的大力开展，烟气污染物的排放控制日益受到重视。目前，火电厂大气污染物排放标准正处于修订期，近期将正式发布执行。根据第二次征求意见稿的意见，要求所有新建火力发电厂的SO2排放浓度不大于100mg/m3。这就要求所有新建火力发电厂需要选择技术成熟，运行可靠的脱硫装置。根据上文中对各种1000MW等级锅炉潜在的烟气脱硫工艺进行的比较和分析，得出如下结论：（1） 石灰石/石灰-石膏湿法脱硫工艺技术成熟、运行可靠，国内600MW及以上机组绝大多数采用此工艺。推荐此工艺作为1000MW等级锅炉脱硫装置的备选方案。（2） 循环流化床干法脱硫工艺可实现脱硫除尘的一体化，具有运行成本低、能耗、水耗小的特点。目前，国内应用此工艺的机组最大容量为660MW（华能邯峰电厂一期2660MW机组）。此工艺可作为备选方案，针对具体工程进行详细的技术经济比较后，最终确定脱硫方案。（3） 氨法脱硫工艺系统简单、能耗低、副产品综合利用效果好，但其初投资较高，水耗和运行成本较高。目前，在我国，此脱硫工艺应用较少，多数为小型机组，1000MW等级的锅炉不建议采用此工艺。（4） 活性焦脱硫工艺可实现脱硫脱硝一体化，但其初投资和运行成本很高，系统电耗较高。目前，国外投入商业运行的规模最大的机组为日本矶子火力发电厂的2600MW机组，投入运行时间为2002年。国内应用此工艺的最大机组是神华胜利发电厂2660MW发电项目，目前该项目正在筹建之中。由于此工艺在国内应用较少，且吸收剂供应商单一，供应可靠性不及上述其他几种工艺，因此，此工艺在1000MW锅炉上的应用需慎重。参考文献：1 王华，祝社民等，烟气脱硫技术研究新进展，电站系统工程 2006.Vol.22 No.62 张悦等，关于循环流化床烟气脱硫机理的研究，辽宁化工，2003.Vol.32.No.43王永军，烟气氨法脱硫技术应用，中国勘察设计，2010年 第9期 61-634李晓芸等，活性焦脱硫脱硝一体化技术及其错流式反应器脱硫的数值模拟，华电技术，2008.Vol.30.No.1