山西某发电有限责任公司4×300MW机组技改烟气脱硫岛工程可行性研究报告

山西 XX 发电有限责任公司 4300MW 机组技改烟气脱硫 岛 工程 可行性研究报告 山东 XX环保工程有限公司 2006 年 04 月 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 1 目 录 1、 概 述 . 1 1.1 项目概况 . 1 1.2 研究范围 . 1 1.3 主要技术原则 . 1 2、 建设的必要性 . 2 2.1 国家环保政策的需要 . 2 2.2 国家 SO2总量控制政策 . 2 3、 电厂概况 . 3 3.1 厂址 . 3 4、 脱硫工程建设条件 . 9 4.1 吸收剂的供应 . 9 4.2 脱硫副产物处置及综合利用条件 . 9 4.3 脱硫场地 . 10 4.4 水、电、汽、气供应条件 . 10 5、 脱硫工艺方案选择 . 11 5.1 设计基础参数 . 11 5.2 脱硫工艺简介 . 11 5.3 国内外脱硫装置的生产制造能力 . 13 5.4 脱硫工艺的选择 . 13 6、 脱硫工程设想 . 14 6.1 工艺部分 . 14 6.2 电气部分 . 22 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 2 6.3 热控部分 . 26 6.4 土建部分 . 28 7、 环境保护 . 31 7.1 评价范围及评价标准 . 31 7.2 工程环保概况及污染防治对策 . 32 7.3 环境影响分析 . 35 7.4 排放估算及效益分析 . 37 7.5 结论 . 40 8、 节约和合理利用能源 . 40 9、 劳动安全与工业卫生 . 41 9.1 劳动安全 . 41 9.2 劳动保护 . 41 9.3 劳动安全卫生监测 . 41 10、 生产管理与人员编制 . 42 10.1 生产管理 . 42 10.2 人员编制 . 42 11、 项目实施及轮廓进度 . 42 11.1 项目实施条件 . 42 11.2 项目实施办法 . 42 11.3 项目实施轮廓进度 . 43 12、 投资估算及经济评价 . 43 12.1 投资估算 . 43 12.2 投资估算表 . 45 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 3 12.3 经济评价 . 49 13、 结论 . 51 13.1 主要结论意见 . 51 13.2 主要技术经济指标 . 51 14、 附件及附图 . 52 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 1 1、 概 述 1.1 项目概况 1.1.1 可研报告 委托单位 : 山西 XX 发电有限责任公司 。 1.1.2 编制依据 山西 XX 发电有限责任公司 提供的如下资料： 1） 山西 XX 发电有限责任公司脱硫工程可行性研究委托书 2） 厂界环境空气质量测试报告 3） 山西 XX 发电有限责任公司烟气污染物排放测试报告 4） 山西 XX 发电有限责任公司排水水质测试报告 5） 山西 XX 发电有限责任公司 对编写报告的要求 6） 山西 XX 发电有限责任公司 脱硫工程基础数据 1.1.3 山西 XX 发电有限责任公司 企业概况 山西 XX 发电有限责任公司 一期工程 由 4台国产 300MW燃煤凝汽式汽轮发动机组组成 ，锅炉采用 “W”型火焰锅炉 。工程总 投资 54.9 亿元，其中环保提资 2.6 亿元，占工程总投资的 4.47%。该公司于 1984 年开始筹建， 1993 年底开工建设， 1999 年 11月 4台机组全部竣工并投入运行。 1.2 研究范围 1） 脱硫工程的建设条件； 2） 烟气脱硫工艺方案； 3） 脱硫吸收剂的来源及供应； 4） 脱硫 副产物 的利用及处置方式； 5） 投资估算及运行成本分析； 6） 对环境影响的分析。 1.3 主要技术原则 1.3.1 脱硫装置的规模及脱硫效率 本期工程设计煤种含硫量为 1.8， 四 台机组采用 100烟气脱硫，脱硫效率95%。 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 2 1.3.2 脱硫工艺方案的选择 烟气脱硫工艺具备技术先进、成熟，经济合理，有 同类电 厂 应用业绩等条件，脱硫工艺方案满足环保对脱硫效率的要求，并降低投资和运行费用，脱硫系统的运行不会对机组正常运行产生不利影响。 1.3.3 脱硫系统与发电系统的关系 脱硫系统按 一炉一塔进行设计， 当脱硫系统故障时可以切除，保证脱硫装置不影响发电机组的正常运行。 1.3.4 吸收剂的供应原则 对于石灰石 /石膏湿法脱硫工艺的吸收剂 石灰石的供应，采用直接就近采购石灰石， 四台机组 采用一套石灰石制备系统 的方案。 1.3.5 脱硫副产品的处置原则 脱硫副产品积极进行综合利用。 四台机组采用一套石膏脱水及贮存系统 。 1.3.6 脱硫工程项目实施方式 在保证脱硫装置性能的 前提下，即关键设备引进技术生产，其余全部国产，投资估算和经济分析按此进行。 1.3.7 本工程可行性研究报告的编制完全按照火力发电厂可研报告内容深度规定DLGJ118-1997 执行。 2、 建设的必要性 2.1 国家环保政策的需要 山西 XX 发电有限责任公司 的燃料主要由阳泉五 矿 和平定县地方煤矿供给 ， XX电厂一期和二期工程燃用含硫量较 低 的煤 ，以减少 SO2产生量，锅炉采用低氮燃烧技术减少 NOx产生量，对烟气采用高效静电除尘器除去烟尘。 2.2 国家 SO2总量控制政策 污染物总量控制是保护环境的一项重要手段，根据国家环境保护总局、国家发展计划委 员会、国家经济贸易委员会、财政部文件环发 2001210 号“关于印发国家环境保护“十五”计划的通知”， 2005 年 SO2、烟尘、化学需氧量、氨氮、工业固体废弃物等主要污染物排放量比 2000 年减少 10%，工业废水中的重金属、氰化物、石油类等污染物得到有效控制，酸雨控制区和 SO2控制区， SO2排放量比 2000 年减少山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 3 20%，降水酸度和酸雨发生频率有所降低。 对电力行业，主要是以削减 SO2排放量为重点。至 2005 年底，电力行业 SO2排放量比 2000 年削减 10 20%，加强燃煤电厂环境监督管理，燃煤机组必须安装烟 气在线监测装置，燃煤电厂平均供电煤耗比 2000 年降低 15 20 克 /千瓦时，废水回用率达到 60%，已满灰场全部复原。 鉴于上述政策， 山西 XX 发电有限责任公司 脱硫设施的安装势在必行。 3、 电厂概况 3.1 厂址 3.1.1 厂址概述 山西 XX 发电有限责任公司 （阳泉第二发电厂）位于山西省阳泉市平定县境内，距阳泉市约 15 公里 。 厂址北隔南川河与南坳乡相望，东面有阳涉铁路通过，阳昔公路沿阳涉县边在厂址东面通过，交通十分便利。 该区域属暖温带大陆性半干旱季风气候，四季分明。春季多干旱，温度回升快，多风少雨；夏季炎热多雨；秋季天高气爽，雨量适中 ；冬季严寒少雪。 3.1.2 燃煤及用水 3.1.2.1 煤种与煤质 山西 XX 发电有限责任公司 的燃料主要 由 阳泉 五 矿 和平定县地方煤矿供给 ， 根据山西 XX 发电有限责任公司 多年运行的统计，煤质数据见下表 。 根据 山西 XX 发电有限责任公司 的要求， 脱硫装置设计含硫量 Sar 1.8%， 燃料收到基低位发热量取 22.18MJ/kg。 序号 项目 符号 单位 设计煤种 1 全水分 Mt % 9.6 空气干燥基水分 Mad % 2.26 空气干燥基灰分 Aad % 30.24 空气干燥基挥发分 Vad % 7.50 空气干燥基碳 Cad % 59.12 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 4 空气干燥基氢 Had % 2.39 空气干燥基氧 Oad % 3.47 空气干燥基氮 Nad % 0.86 空气干燥基全硫 St, ad % 1.8 空气干燥基低位发热量 HLV MJ/kg 22.18 空气干燥基高位发热量 HHV MJ/kg 22.72 2 煤中氯 CI % 0.024 煤中氟 F ug/g 236 3.1.2.2 水源及水质 脱硫 工程水源由 电厂循环水排污水及生水 供给，具体见下表： 1. 循环水排污水 水质数据 分 析 项 目 循 环 水 PH 值 8.14 全固形物 mg/L 2902.72 溶解固形 mg/L 2836.35 耗氧量 mg/L 7.08 二氧化硅 (SiO2) mg/L 45.38 铁铝氧化物 (R2O3) mg/L 7.63 钙 (Ca2+) mg/L 452.38 镁 (Mg2+) mg/L 123.02 钠 (Na+) mg/L 203.75 氯根 (Cl-) mg/L 245.50 硝酸盐 (NO3-) mg/L 硫酸根 (SO42-) mg/L 1519.62 磷酸根 (PO43-) mg/L 氢氧根 (OH-) mg/L 碳酸根 (CO32-) mg/L 碳酸氢根 (HCO3-) mg/L 162.42 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 5 分 析 项 目 循 环 水 游离二氧化碳 (CO2-) mg/L 酚酞碱度 mmol/L 0.15 全碱度 mmol/L 2.96 全硬度 mmol/L 32.7 暂时硬度 mmol/L 2.66 永久硬度 mmol/L 30.04 电导率 (25 ) s/cm 2787.50 2. 电厂 现有 生水水质如下： 分 析 项 目 生 水 PH 值 7.81 全固形物 mg/L 676.50 溶解固形 mg/L 659.63 耗氧量 mg/L 0.74 二氧化硅 (SiO2) mg/L 13.68 铁铝氧化物 (R2O3) mg/L 5.95 钙 (Ca2+) mg/L 117.74 镁 (Mg2+) mg/L 30.38 钠 (Na+) mg/L 41.20 氯根 (Cl-) mg/L 52.38 硝酸盐 (NO3- ) mg/L 硫酸根 (SO42-) mg/L 248.48 磷酸根 (PO43-) mg/L 氢氧根 (OH-) mg/L 碳酸根 (CO32-) mg/L 碳酸氢根 (HCO3-) mg/L 218.14 游离二氧化 碳 (CO2-) mg/L 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 6 分 析 项 目 生 水 酚酞碱度 mmol/L 0 全碱度 mmol/L 3.58 全硬度 mmol/L 8.38 暂时硬度 mmol/L 3.58 永久硬度 mmol/L 4.80 电导率 (25 ) s/cm 870 3.1.3 水文气象与工程地质 3.1.3.1 气象条件 电厂地 处在太行山西侧，当地为典型河谷地带，受河谷风影响严重，区域气象要素特征值如下： 多 年平均气压 930.3 hPa 多年平均气温 10.8 多年极端最高气温 40.4 出现时间 1999.7.24 多年极端最低气温 -17.6 出现时间 1977.1.28 多年平均相对湿度 55% 多年最小相对湿度 0% 多年日最大降水量 138.0 mm 出现时间 1996.8.4 多年年平均降水量 507.8 mm 多年最大降水量 735.4 mm 多年年平均蒸发量 2044.5 mm 多年最大积雪深度 17 cm 多年最大冻土深度 61 cm 多年平均风速 2.4m/s 三十年一遇十分钟十米高平均最 大风速 25m/s 全年盛行风向 WNW 冬季最多风向 WNW 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 7 夏季最多风向 NNE 3.1.3.2 工程地质 厂址内的地基岩土分为 8个工程地质层，部分层又进一步分为亚层，各层情况分述如下： 层 1：素填土，以粉土为主，可塑，含有大量的植物根系及砂、卵石等。一般厚度 0.52.0m。 层 2-1：冲积的卵石层，主要成分为石英粗砂岩、细砂岩和石灰岩，浑圆及亚浑园状，杂色，一 般粒径 20100mm最大可见 400mm。混有 10%30%的中粗砂、碎石及粘性土。 层 2-2：卵石、碎石层，主要为砂岩、页岩、石灰岩，亚浑园 次棱角状，杂色分选差，稍密 中密，混粗砂、角砾 2025%。 层 3-1：黄土状粉土：黄棕 棕黄色，可塑，具白色条纹及虫孔，含云母及少量砾石，夹薄层的粗砂层，局部为粉质粘土。 层 3-2：卵石层，主要成份为砂岩、石灰岩、泥岩，浑圆及亚浑园状，杂色，一般粒径 20150mm，最大的 200mm左右，混有粗砂 15%及粘性土 510%，中密状态。 层 4-1：黄土状粉土：黄棕 棕 黄色，可塑 硬塑，稍湿，具白色条纹及虫孔，含云母及微量姜结石、偶含砾石，少量砾石，夹薄层的中粗砂和黄土状粉质粘土。局部可见垂直裂隙，充填物为红色的粉砂。 层 4-2：卵石层，主要成份为砂岩、泥岩，亚浑园状，杂色，一般粒径6080mm，最大可见 200mm，混有砾石 1020%及粘性土 10%，部分地段混有大量中、粗砂，中密状态。 层 5-1：黄土状粉土：黄棕色 浅黄色，可塑 硬塑，含云母、煤屑及 5%的粗砂。具大孔隙及垂直裂隙，裂隙宽 23mm，被粘土充填，到下部即闭合，局部以黄土状粉质粘土为主。 层 5-2：卵石 层，主要成份为砂岩、砾岩、页岩，分选差，混有块石、粗砂。中密状态，局部半胶结状（密实）。 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 8 层 6-1：黄土状粉土：浅黄 棕黄色，可塑 硬塑、坚硬，稍密，稍湿。具白色条纹及虫孔，垂直裂隙发育，裂隙被粘土充填，到下部即闭合，含少量云母，土质较均匀。 层 6-2：黄土状粉土：棕黄 黄褐色，可塑 硬塑、稍湿。含云母及黑色铁锰质薄膜，夹 5%左右的粗砂，砾石，偶见裂隙，土质不均匀。 层 6-3：卵石层，主要成份为泥岩、页岩，半胶结状，（密实）混有卵石，细砂20%30%，底部见有漂石、块石。 层 7-1：黄土状粉土：浅红、红棕 棕褐色，硬塑 坚硬，稍湿 干，具白色条纹及虫孔，含云母，可见黑色铁锰质薄膜，夹薄层砂层，局部为黄土状粉土。 层 7-2：卵石层，主要成份为砂岩、灰岩，棱角 次棱角状，混有块石、粗砂、半胶结状（密实）碎石表面为中等风化。 层 8：石炭系中统本溪组，为黑灰、灰色的粘土岩、铝土页岩，炭质页岩、泥岩、灰岩等，表层有 12m的强风化层，下部为中等风化，在南川河两岸底山丘陵区均有出露，厂区中部、西部的河谷阶地底部均有分布。 3.1.3.3 地下水条件 地下水位埋深较深， 在设计基础之下，对基础没有影响 。 3.1.3.4 地震效应 该工程地震基本烈度为 6度， 场地类别属于 I类 。 3.1.4 厂区 总平面布置 脱硫场地位于烟囱与铁路运输线之间，已建的建、构筑物有启动锅炉房、锅炉酸洗池、铁路护坡及厂区部分管网 。 根据本脱硫工程的性质、规模、工艺流程、交通运输，以及防火、安全、卫生、施工及检修等要求，结合场地自然条件，经技术经济比较后，总平面布置如下：#1#4 吸收塔及相应泵房、检修支架沿铁路线旁依次布置；石灰石浆液制备车间布置在 #2、 #3 吸收塔之间； #1#4 增压风机及检修支架沿原烟囱、烟道旁依次布置；脱硫综合楼布置在 #2、 #3 引风机支架之间。 交通运输采用原有厂区道路。 脱硫场地内竖向按照与原有厂区竖向布置相协调的原则布置。 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 9 新建管网布置尽可能采用架空管线。 根据总平面布置，场地内已建的启动锅炉房、锅炉酸洗池、铁路护坡及部分灰管需拆除改造。 3.1.5 电厂大气污染物排放状况 山西 XX 发电有限责任公司 未上脱硫装置时已采用的烟气污染物治理措施有：采用除尘效率 99%的静电除尘器，保证 含尘 量小于 100mg/Nm3。 根据太原理工大学测试中心、太原电力高等专科学校、山西电力科学研究院等单位近期的测试报告显示，电厂向大气排放的主要污染物排放情况见 下 表 ： 表 一 ： 大气污染物排放 测试结果 名称 SO2 mg/Nm3 NO mg/Nm3 备注 #1 4 机组 1950 3860 914 1426 标态 4、 脱硫工程建设条件 4.1 吸收剂的供应 根据工艺选择结果， 山西 XX 发电有限责任公司 4300MW 工程烟气脱硫 采用 石灰石 /石膏湿法脱硫工艺 ，其使用的吸收剂为石灰石 ， 石灰石的年需要量约为 172800吨（按年利用小时 6000 小时计）。 石灰石质量 基本 要求： 纯度： CaCO3 90% MgCO3 3% 粒径 ： 20mm 4.2 脱硫副产 物处置及综合利用条件 石灰石 /石膏湿法脱硫工艺的副产品以二水石膏为主，石膏含量一般在 90%以上 。 根据国际和国内的市场运作情况表明，脱硫石膏的主要用途为生产各种建筑石膏制品和用于水泥生产的缓凝剂，且发达国家由于立法的规定，脱硫石膏正在逐步取代天然石膏。 目前国外火力发电厂的脱硫石膏主要用途是做建筑制品和水泥缓凝剂，建筑制品山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 10 主要是纸面石膏板、石膏砌块、石膏抹灰、纤维石膏板和矿渣石膏板。而我国的脱硫石膏利用尚处于起步阶段，生产脱硫石膏并利用的电厂有重庆珞璜电厂、太原第一热电厂 、山东黄台电厂和 北京第一热电厂 等 ，但在 系统设计时均考虑了运至事故灰场堆放。太原第一热电厂 12 号机组（ 300MW）采用的是简易石灰石 /石膏湿法脱硫工艺，处理约 60%烟气量，设计脱硫效率 80%，并投资 3000 多万元建了一个石膏处理厂，对含水约 10%的二水石膏进行烘干炒制造粒，目前销路较好，现又投资建设了一条石膏砌块生产线。其余如重庆电厂、浙江半山电厂以及太原第二热电厂均按单独设置场地堆放，待条件成熟后再加以利用。我国天然石膏资源十分丰富，已探明的石膏工业储藏量约为 471.5 亿吨，居世界首位，广泛分布于全国各个省市自治区。随着我国工业和经济的不断发展 ，近年来石膏产量不断增长。据不完全统计，全国石膏的年产量在九十年代初就达到一千多万吨，产量最大的是普通石膏和雪花石膏。而且，我国天然石膏的品位和质量较好，可以满足多种工业的需要。 本 工程采用石灰石 /石膏湿法脱硫工艺，石膏年生产量约为 31 万吨，纯度在 90%以上，不含有害杂质，表面游离水分在 10%左右，是一种质量较好的化学石膏。 鉴于以上所述，本期工程脱硫石膏采取二级脱水后单独堆放，为今后的综合利用打下基础。 4.3 脱硫场地 根据 石灰石 /石膏湿法脱硫装置 的工艺要求并结合 XX 发电 厂 的现场情况 ，脱硫场地布置在烟囱后，现场 情况可以满足布置要求。详见 附图 。 4.4 水、电、汽、气供应条件 4.4.1 供水和排水 烟气脱硫采用石灰石 /石膏湿法脱硫， 4 台 300MW 机组脱硫装置的用水量为 483.5t/h， 根据脱硫工艺的要求并考虑降低电厂的运行成本， 每台机组消耗的 83.5t/h 水中，其中 69t/h 采用电厂的循环水排污水， 14. 5t/h 采用电厂的 工业 水； 脱硫装置 全厂的废水排放量 不大于 20t/h， 脱硫岛内不 单 设废水处理车间，废水直接排至电厂的污水处理车间 。 4.4.2 供电 脱硫岛的供电方案为：一采用专用厂用变压器，二由机组的厂用变压器引接，两山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 11 种方案的最终确定应结合 电厂的具体情况经技术经济比较确定。 4.4.3 供气 仪用和检修用的压缩空气来自空压机房。 5、 脱硫工艺方案选择 5.1 设计基础参数 通过对设计煤种和校核煤种分析，并结合电厂运行中实际燃煤，选择以燃用Sar=1.8%的煤种及锅炉最大连续负荷工况为设计依据。主要设计参数如下（以单台机组计）： 机组容量： 300MW 处理烟气量： 1191507Nm3/h 锅炉燃煤量： 137.8t/h 燃料收到基低位发热量： 21.47MJ/kg 设计煤种含硫量： 1.80% 脱硫装置进口 SO2浓度： 3745mg/Nm3 设计脱硫率： 95% 5.2 脱硫 工艺简介 目前国 内 外 采用的 脱硫技术已有 百余 种 ，按脱硫方法来分有湿法、半干法、干法， 目前在国内 应用较广泛的脱硫技术主要有：湿式石灰石 /石膏法、旋转喷雾半干法、 CFB 法、 NID 法、炉内喷钙 -尾部加湿活化法等，目前 国内各脱硫公司 通过引进技术、合资以及自行开发 已 掌握了以上几种脱硫技术。 对于湿法烟气脱硫工艺，其主要的代表工艺如下： 5.2.1 湿式石灰石 /石膏法 湿式石灰石 /石膏法其工艺特点是采用石灰石浆液作为脱硫剂，经吸收、氧化和除雾等处理过程，形成副产品石膏。其工艺成熟、适用于不同容量的机组，应用范围最广，脱硫剂 利用充分，脱硫效率可达 90%以上。并且脱硫剂来源丰富，价格较低，副产品石膏利用前景较好。该法是目前世界上技术最为成熟、应用 最 广的脱硫工艺， 仅燃煤电站，采用该工艺的全球装机总容量已接近 149000MW， 应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的 90%以上，应用的单机容量已达 1000MW。在国内已有珞山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 12 璜电厂一、二期 300MW 机组及北京一热、重庆电厂 、 浙江半山电厂 、 太原第一热电厂、太原第二热电厂、 广东瑞明电厂、广东连州电厂、 贵州安顺电厂 2 300 机组、山东黄台电厂 2 300 机组、 广东台山 2 600MW 机组、河北 定州 2 600MW 机组等工程 投产， 目前在建设中的大、中型工程超过 100 个 。 其不足之处是系统比较复杂，占地面积大。 5.2.2 海水洗涤法 海水洗涤法 (SWW)脱硫技术采用未处理的海水洗涤烟气，利用海水的天然碱性来中和二氧化硫。洗涤后，所用海水利用空气处理，以减少它的化学需氧量和降低酸性，然后将之排入大海。 该工艺的主要优点为不需要固体吸收剂作为反应剂，运行成本低；其最明显的缺点是仅局限于沿海地区使用 。采用该技术，在燃料含硫量低于 1.5%的情况下，脱硫效率高（最高达 98%），但在二氧化硫含量更高的情况下，海水的耗量将明 显增大，从而使投资成本和生产成本显著增加。 目前国内深圳西部电力公司 2 号 300MW 机组、福建后石电厂 4 600MW 机组已投入运行。 5.2.3 氨洗涤法 氨洗涤法脱硫工艺采用氨水作为脱硫剂，二氧化硫通过 与 氨反应从烟气中脱除，最终产品为硫酸氨；其运方式与石灰石石膏法相似 。 该工艺的主要优点为 系统简单，占地面积小 ， 极少出现 结垢和堵塞现象 、无废水排放 、副产物价值高 ； 缺点是 脱硫剂的采购成本高，脱除每 吨 二氧化硫的成本是石灰石石膏法的 15 倍 左右 ，副产物 硫酸铵含氮量 20.6%，为白色或微带颜色的结晶，易溶于水，是最早生产的氮肥品种。 随着化肥工业的发展，新的氮肥品种的出现，使硫铵与碳铵一样渐成被淘汰的氮肥品种。 其 养分低 、 长期施用硫铵会造成土壤板结，不宜直接施用 ，仅能作为复合肥的添加剂。 因此，要实现其副产物的高价值 ，脱硫装置需配套 综合利用设备（磁化复合肥生产线） ，从而使投资成本大大增加。 另外，由于氨水和硫酸 铵 的价格 受区域和市场影响较大，采用该技术具有较大的风险。 氨水 本身 具有较强的挥发性 和 较强的刺激性臭味、并有渗透性、腐蚀性， 需采取相应的防爆、防泄漏、防腐蚀措施； 副产物 硫酸铵易溶于水 ，在硫酸 铵 滞销时， 堆放山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 13 和贮存问题难以解决 ，并形成二次 污染 。 5.3 国内外脱硫装置的生产制造能力 脱硫装置在国外已是一种成熟的 产品，可设计生产制造的厂家很多，主要集中在美、德、日、芬兰等国 。国内 生产商 在引进消化国外技术的基础上， 已具备相当的生产和供货能力， 目前 主要 脱硫设备除除雾器、旋流站外，其余设备均可实现国产化 。 5.4 脱硫 工艺 的选择 5.4.1 选择 原则 （ 1）、 工艺 技术 成熟，稳定可靠，在国内外业绩多，尤其是大型化业绩； （ 2）、 吸收剂质优价廉，有稳定可靠的供货渠道； （ 3）、运行稳定、维护费用低； （ 4）、设备国产化率高； （ 5）、投资造价低、风险低 。 5.4.2 本工程脱硫方案的选择 几种脱硫工艺的比较 钙法 镁法 钠法 氨法 脱硫效率， % 95 95 95 95 原料 石灰石 氧化镁 碳酸钠（纯碱） 氨（液氨、氨水、碳铵） 来源情况 天然矿，丰富 菱镁矿，有限 合成，有限 合成，丰富 原料价格，元 /吨 约 40 350 1200，（纯碱） 氨水 =2200 原料消耗，吨 /吨 SO2 1.85 0.7-0.8 1.66 0.532（液铵） 副产品 CaSO4.2H2O,石膏 MgSO4.7H2O Na2SO4 (NH4)2SO4,化肥 副产品用途 可作建材原料 ，但基本抛弃 可作化肥添加剂，但基本抛弃可作玻璃生产原料，但因质含氮量低，不能直接作为 农用化肥，山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 14 二次渣或水污染 量差，基本抛弃 需进一步加工，硫酸 铵 按 600 元 /吨 副产品量，吨 /吨 SO2 2.6-2.7 3.8-3.9 2.22 2.1 产品 -原料差价，元 /吨SO2 -74 -280 -1992 -580 市场业绩 全世界范围 90%以上 极少 极少 极少 根据火力发电厂烟气脱硫设计技术规程（ DL/T5196-2004）的规定，大容量机组（ 200MW 及以上）的电厂建设烟气脱硫装置时，宜优先采用 石灰石石膏法脱硫工艺， 同 时 考虑到氨法等其他脱硫工艺 应用的业绩较少， 脱硫副产物需进一步加工 才可能获得一定的利润， 这样整个脱硫装置需 总体考虑后 投资成本 增加 约 30%， 同 时 ，其脱硫剂和副产物受地区局限和市场影响较大，大大增加了投资的风险性， 因此， 山西 XX 发电有限责任公司 采用石灰石石膏法作为首选的脱硫工艺。 6、 脱硫工程设想 6.1 工艺部分 6.1.1 工艺系统 构成 FGD 装置运行时，烟气通过位于吸收塔中部的入口烟道进入塔内。烟气进入塔内后向上流过喷淋段，以逆流方式与喷淋下来的石灰石浆液接触。烟气中的 SO2 被石灰石浆液吸收并发生化学反应， 在吸收塔下部反应池内被鼓入的空气强制氧化，最终生成石膏晶体。在吸收塔上部，脱硫后的烟气通过除雾器除去夹带的液滴后，从顶部离开吸收塔。 FGD 装置所需石灰石吸收剂浆液来自石灰石制备系统，由泵送至吸收塔后进行吸收反应。脱硫反应后所产生的石膏浆液由泵送至石膏水力旋流站进行初步脱水，再经真空皮带脱水机二次脱水后成为副产物石膏，产品送至石膏储库储存。 整个 FGD工艺流程包括的主要工艺子系统有： 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 15 （ 1） 吸收塔系统 a) 吸收塔本体 b) 吸收塔循环管线系统 c) 脉冲悬浮系统 d) 分析仪表系统 e) 氧化空气系统 f) 除雾器系统 g) 石膏浆液泵系统 （ 2） 烟气系统 a) 烟道系统 b) 烟气再热器系统 c) 增压风机系统 d) 挡板门密封空气系统 （ 3） 石膏脱水及储存系统 a) 石膏旋流站系统 b) 真空皮带脱水机系统 c) 石膏储存及转运系统 d) 石膏制备回水系统 e) 废水旋流站系统 （ 4） 石灰石浆液制备系统 a) 石灰石粉接收和储存系统 b) 石灰石制浆系统 c) 石灰石浆液供给系统 （ 5） 公用系统 a) 工艺水系统 b) 冷却水系统 c) 压缩空气系统 （ 6） 浆液排放及收集系统 山西 XX发电有限责任公司 4x300MW机组技改烟气脱硫岛 可行性研究报告 16 a) 事故浆液池系统 b) 吸收塔排放池系统 6.1.2 反应原理 用于去除 SOx的浆液收集在吸收塔浆池内。这个吸收塔浆池被分成氧化区和结晶区，在上部氧化区内，氧化空气通过一个分配系统吹入，在 pH 值为 4-5 的浆液中生成 石膏；在结晶区，石膏晶种逐渐增大，并生成为易于脱水的较大的晶体，新的石灰石浆液也被加入这个区域。 6.1.3 化学过程 化学反应过程描述如下： 石灰石的溶解： CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 与 SO2反应： Ca(HCO3)2 + 2SO2 Ca(HSO3)2 +2CO2 氧化：