石灰石-石膏湿法双循环脱硫技术--zsz.ppt

国电聊城发电有限公司,Hier klicken,um Master-Textformat zu bearbeiten.,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,*,BBP ENVIRONMENT GMBH,Hier klicken,um Master-Textformat zu bearbeiten.,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,;bbp_environ.pot,Page 1,石灰石石膏湿法双循环脱硫技术,张亚通,2014.12,1,我国大气污染物排放标准,火电厂大气污染物排放标准,(GB13223-2011),表,1,火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物排放浓度限值,(,单位,mg/m3),序号,燃料和热能转化设施类型,污染物项目,适用条件,限值,污染物排放监控位置,1,燃煤锅炉,烟尘,全部,30,烟囱或烟道,二氧化硫,新建锅炉,100,200(,注,1,现有锅炉,200,400(,注,1,氮氧化物,(,以,NO,2,计,),全部,100,200(,注,2,汞及其化合物,全部,0.03,注,1:,位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉执行该限值。,注,2:,采用,W,型火焰炉膛的火力发电锅炉,现有循环流化床火力发电锅炉,以及,2003,年,12,月,31,日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火力发电锅炉执行该限值,.,火电厂大气污染物排放标准,(GB13223-2011),表,2,大气污染物特别排放限值,(,单位,mg/m3),序号,燃料和热能转化设施类型,污染物项目,适用条件,限值,污染物排放监控位置,1,燃煤锅炉,烟尘,全部,20,烟囱或烟道,二氧化硫,全部,50,氮氧化物,(,以,NO,2,计,),全部,100,汞及其化合物,全部,0.03,注,:,重点地区的火力发电锅炉和燃气轮机组执行表,2,规定的大气污染物排放特别排放限值。,环保部,2013,年,03,月,05,日 第,14,号公告,目前，我国对火力发电厂的环保要求越来越严格，火电厂大气污染物排放标准进一步提高，根据环保部,2013,年,03,月,05,日发布的第,14,号,关于执行大气污染物特别排放限值的公告,，位于“三区十群”内的火力发电机组在“十三五”期间，都必须达到二氧化硫,50mg/m3,的排放限值；这就意味着不论是新建电厂，还是现有电厂，都将面临着脱硫效率要求大于,98%,的情况。此时，在不改变石灰石做为脱硫剂的前提下，石灰石石膏湿法双循环脱硫技术就成为了一个很好的解决方案。,针对新环保政策及未来形势的几种改进路线,脱硝：,SCR,与炉内低氮结合,除尘：电除尘增加电场、电袋与湿除结合,脱硫：逐步向湿钙法统一，并普及双循环技术包括单塔双循环和双塔双循环,脱汞及重金属：主要以湿除为主,脱碳：目前还以采集深埋为主要研究方向,图,1,双循环,工艺,流程图,2.2,工艺描述,烟气经过两个不同的循环过程和石灰石反应后得到净化：,Quench,循环 （一级循环）,Absorber,循环 （二级循环）,每个循环回路有不同的化学反应过程，固体浓度，固体类型和,pH,值：,Quench,循环,pH,值,=4.5-5.3,Absorber,循环,pH,值,=5.8-6.4,氧化空气被鼓入到,Quench,循环，在较低的,pH,值下，有利于氧化过程。氧化空气同时也被鼓入到,Absorber,循环，以避免结垢。,如果采用石灰石作为脱硫剂则细碎的或者粒径较大的石灰石都能使用；输送方式可以采用：,干磨和气力输送给料系统,湿磨和浆液给料系统,2.3,系统优点,对,SO,2,的大范围变化有很好的适应性；尤其适用于含硫量较高的煤质或者脱硫效率要求,97,的,FGD,系统。,能适应烟气中二氧化硫的较大偏差和快速变化。,在,Quench,循环中，烟气能够得到预处理：,降低烟气中含尘量,降低,HCl,和,HF,含量,有利于箱罐材质选择,每个循环的控制都是独立的，并且易于优化和快速调整。对于一些不利的运行工况，能够迅速反应：,燃料变化,负荷变化,2.3,系统优点,续,在,Quench,循环由于,pH,值较低,4 5,，能够保证脱硫剂的溶解吸收过程，并生成高品质的石膏。,在,Absorber,循环由于,pH,值较高,6,，能够保证非常高的脱硫效率和较低的液气比，大幅降低循环泵的能耗。,每个循环的化学反应都是独立控制的，能够允许使用：,品质较差的脱硫剂,粒径较大的石灰石粉,石灰石输送给料系统比较简单，易于操作控制,2.4,技术经济优点,由于,Quench,的浆池容积较小，降低了吸收塔的高度：,降低抗风载和地震载荷的等级,降低了投资成本,独立分离的,Quench,浆池和,ATF,浆池可以减小事故浆罐的存储容积：,降低投资成本,锥型结构的收集碗用于分隔两个循环区域，均布烟气，减少烟气分层：,均布烟气流场,较小的液气比,L/G,降低投资和运行费用,可以优化材质，降低投资成本。,2.5,材质选择范围,奥氏体不锈钢和镍基合金（完全使用和内衬）：,吸收塔外壁,收集碗漏斗,喷淋层,支撑结构,有机的防腐蚀材料（丁基橡胶和玻璃鳞片）：,吸收塔外壁,碳钢衬胶（和,/,）或防腐涂层收集碗,烟道,玻璃纤维增强塑料（,FRP,）：,吸收塔外壁,收集碗,喷淋层,支撑结构,烟道,3,双循环吸收塔的改进,3.1,双循环吸收塔原烟气入口的改进,原设计,改进后,3.2,双循环吸收塔收集碗和返回,AFT,浆池管道的改进,原设计,改进后,3.3,双循环吸收塔内部结构的改进,原设计,改进后,4,双循环吸收塔的业绩,4.1,双循环吸收塔的运行业绩表,原烟气,SO,2,10.000 mg/m,3,(,标，干,),：共,20,台,原烟气,SO,2,16000,小时）,无可用率限制,石膏品质高,含水量,6,石灰石粒径：,90,6,碳酸盐含量小,石膏纯度高,5.7,烟气脱硫系统净烟气,SO,2,的测量数据,5.8,单循环和双循环的对比,单循环设计,整个吸收塔采用单一材质,如果采用橡胶内衬，会产生较高的运行和维护费用,FRP,或不锈钢喷淋层,双循环设计,如果采用全金属吸收塔，可分层采用不同的金属材料,采用金属材质寿命较长,FRP,或全金属喷淋层,事故浆罐容积较小,5.9,单循环和双循环的应用范围对比,影响因素,Cl,浓度,含尘量,温度,电耗,石膏品质,石灰石品质维护费用,布置空间,原烟气,SO,2,浓度,5.10 FBE,公司选择单循环,/,双循环的建议,节能要求,烟气,SO,2,浓度和,/,或效率要求,6,双循环湿法烟气脱硫系统总结,6.1,双循环湿法脱硫系统的总结,对于效率要求很高的脱硫系统，是最可靠的脱硫方法。,对于,FGD,入口高浓度的,SO,2,，双循环是一种最有效的脱硫系统。,在电除尘故障时，能够有效地预除尘，降低浆液被污染的风险。,对石灰石品质的要求略低。,石膏品质优良。,大量投运电厂的应用，显示出双循环技术是成熟的，可用性高。,6.2,双循环湿法脱硫系统的优点,两个系统浆液性质分开后，可以满足不同工艺阶段对不同浆液性质的要求，更加精细地控制了工艺反应过程，用于高含硫量的项目或者对脱硫效率要求特别高的项目非常适合。,两个循环过程的控制是独立的，避免了参数之间的相互制约，可以使反应过程更加优化，以便快速适应煤种变化和负荷变化。,高,PH,值的,Absorber,循环在较低的液气比和电耗条件下，可以保证很高的脱硫效率,高硫煤可以达到,98.5%,左右。,低,PH,值的,Quench,循环可以保证吸收剂的完全溶解以及很高的石膏品质，并大大提高氧化效率，降低氧化风机电耗。,对,SO,2,含量的小幅变化和短时大幅变化适应性很强。,Quench,循环可以去除烟气中的杂质，包括部分的,SO,2,、灰尘、,HCL,和,HF,。杂质对二级循环的反应影响将大大降低，提高二级循环效率。,石灰石的流向为先进入二级循环再进入一级循环，两级工艺延长了石灰石的停留时间，特别是在一级循环中,PH,值很低，实现了颗粒的快速溶解，可以使用品质稍差和粒径较大的石灰石，降低磨制系统电耗。,7,双塔双循环湿法烟气脱硫系统,7.1,概述,双循环技术主要应用于高含硫量、高脱硫效率的项目，虽然运行成本较低，但是实际造价相对较高。由于前些年高含硫量、高脱硫效率的项目相对较少，而且对造价要求较严格，所以在国内基本没有得到应用。国电肇庆电厂脱硫项目是国内首个采用单塔双循环技术的电厂，将于今年年底投运。,双塔双循环技术是在双循环技术上的发展和延伸，非常适用于高含硫煤和高脱硫效率的改造工程。能有效的利用原有脱硫装置，避免了重复建设和资源浪费。,国电永福电厂脱硫改造项目采用了双塔双循环技术，,#4,机组已于,2011,年,11,月投运，脱硫效率达到了,99,以上。,7.2,工艺流程,7.3,国电永福电厂,2X300MW,脱硫改造工程设计原则,采用石灰石,-,石膏湿法脱硫双塔双循环工艺。,尽量利用原有脱硫设备设施，缩短停炉改造时间。,烟气系统，吸收塔系统，石膏脱水系统，氧化空气系统等采用单元制配置，原有吸收塔保留不动，作为一级循环吸收塔；新增一座二级循环吸收塔，设计采用逆流喷淋空塔设计方案，设置,3,台循环泵，,3,层喷淋层，并预留有,1,层喷淋层的安装位置，设有,AFT,旋流站、侧进式搅拌器、除雾器、氧化喷枪等设备。,增压风机不做改造，,GGH,拆除内部换热元件，改成内烟道。,新增一套二级循环吸收塔的强制氧化空气系统，设置,3,台氧化风机，,2,运,1,备。,石膏一级脱水系统增加,2,台石膏旋流器。石膏二级脱水系统增加,1,套真空脱水皮带机。,脱硫剂制备系统新增一套石灰石粉储存制浆系统作为备用，新增,1,座石灰石粉仓，,1,座石灰石浆液箱及配套的供浆泵。,原有石灰石卸料系统的设备不动，新增一列相同出力的石灰石卸料设备。,原有事故浆罐拆除，利用一期吸收塔作为改造后的事故浆罐。,其他系统利用原有系统。,7.4,国电永福电厂,2X300MW,脱硫改造工程,机组容量,300MW 2,台机,煤质含硫量,4.5,-,脱硫装置进口烟气参数,烟气流量,1146468 Nm,3,/h (,标况、湿态、,6%O,2,),烟气流量,1109485 Nm,3,/h (,标况、干态、实际,O,2,),烟气,O,2,含量,5.5%(,标况、干态、实际,O,2,),烟气,SO,2,含量,11500 mg/Nm,3,(,标况、干态、,6%O,2,),烟气粉尘含量,100 mg/Nm,3,(,标况、干态、,6%O,2,),烟气温度,132 ,7.5,国电永福电厂脱硫改造后的主要技术指标,-,脱硫装置出口烟气参数,烟气,SO,2,含量,193.5 mg/Nm,3,(,标况、干态、,6%O,2,),烟气粉尘含量,23.9 mg/Nm,3,(,标况、干态、,6%O,2,),烟气温度,50 ,脱硫效率,98.3%,（设计）,脱硫效率,99%,（实际）,钙硫比：,1.00 mol/mol,7.6,国电永福电厂脱硫改造后的主要技术指标,7.7,国电永福电厂脱硫改造平面布置图,7.8,国电永福电厂脱硫改造剖面布置图,改造完成后，,#4,炉在,168,小时调试期间，脱硫效率达到了,99.3%,；在投运后,6,个月，完成了,#4,炉的性能检测报告，长期稳定运行的脱硫效率达到了,98.7%,，石膏含水率为,6%,。完全达到了改造的预期效果。,2011,年底新的环保排放标准颁布，广西作为高硫煤地区，现有机组执行,400mg/Nm,3,的排放标准，电厂随即调整了运行方式，一级循环运行,2,台循环泵，二级循环运行,2,台循环泵，在,FGD,入口后,SO,2,浓度为,11500mg/Nm,3,的情况下，出口满足了,400mg/Nm,3,的排放标准，脱硫效率达到了,96.6%,；而原有的石灰石,-,石膏单循环系统在相同条件下，运行,4,台循环泵时，却不能满足排放要求。由此说明了在达到相同脱硫效率的情况下，双循环技术比单循环技术的运行能耗要低；或者在相同液气比条件下，双循环技术比单循环技术的脱硫效率要高。,7.9,永福电厂改造后的实际运行情况,请多提宝贵意见！,谢谢！,