循环流化床干法脱硫+COA脱硝技术在CFB炉上的应用2015

1、循环流化床干法脱硫+COA脱硝 技术在CFB炉上的应用2015循环流化床干法脱硫+COA兑硝技术在CFB炉上的应用董晨光（山东齐鲁石化工程有限公司，山东 淄博255400）摘要xxx公司三台CFB炉前期经过SNC敢造，烟气中NOx 浓度0 100mg/Ni3i脱硫采用炉内力磨方式，烟气中 SO 浓度0 200mg/Ni3i本次改造采用循环流化床干法脱硫 +COA1、同氧化脱硝技术，使烟气中NOxB度 50mg/N也SO浓度w 35mg/Nrh从而满足天然气锅炉排放标准之要 求。关键词CFB锅炉；SNCR兑硝；循环流化床干法脱硫；COA 协同氧化脱硝一引言XXX公司现有3台额定出力为240t/h

2、高温高压循环流化床燃煤锅炉，于2006年建成投产。 2014年，公司对I三台CFB炉进彳T了 SNCR兑硝改造，使锅炉烟气中NOxft度值P1低到100mg/Nrm 以下。锅炉脱硫采用炉内加钙方式，脱硫效率 90流右，锅炉烟气中SO浓度低于200mg/Nrm, 基本满足了火电厂大气污染排放标准1 （一般地区）和山东省区域性大气污染物综合排 放标准2第三时段规定的要求。然而，随着环保标准的不断升级，该三台 CFB炉的烟气污染物排放浓度不能达到国家标准 火电厂大气污染排放标准重点地区特别排放限值、山东省区域性大气污染物综合排放标准第四时段（2020年1月起）、“天然气锅炉排放标准”的要求。因此，对

3、该三台 CFB锅炉采 用循环流化床干法脱硫+COA*同氧化脱硝技术改造，使烟气中NOx浓度 50mg/Nrm, SO浓度 35mg/Nrm,以满足新环保标准之要求。二循环流化床干法脱硫（一）工艺原理烟气循环流化床干法脱硫技术主要是根据循环流化床理论，使吸收剂在吸收塔内悬浮、反 复循环，与烟气中的SO充分接触反应来实现脱硫。系统以消石灰粉（Ca（OH»）作脱硫吸收剂， 以锅炉飞灰、消石灰等混合物作循环物料，在反应器内直接喷水增湿，使循环物料生成一定大 小的带有一定量水分的颗粒，这样在反应器中由于颗粒的水分蒸发与水分吸附和固体颗粒之间强烈接触摩擦，使反应器中气、固、液三相之间具有极大的反

4、应活性和反应表面积，可有效去除S® HCl、二嗯英与其它有害物质。固体物料经袋式除尘器收集，再由空气斜槽回送至反应器，使未反应的吸收剂反复循环， 故使得吸收剂在反应器内的停留时间延长，从而提高了吸收剂的利用率，降低了运行成本。其 主要反应化学方程式如下：SO+HOH H2SOCa（OH>+HS" CaSO+2HOCaSO+1/2O2-CaSO（二）工艺系统循环流化床干法脱硫系统由预电除尘器系统、干法脱硫塔、塔后除尘器、灰循环系统、吸 收剂储存及输送系统、脱硫灰库及输灰、工艺水、压缩空气系统等组成，采用1炉1塔脱硫方案。主要的工艺系统组成如图1所示：图1循环流化床干法烟

5、气脱硫工艺示意图1 .预电除尘器系统预电除尘器由两大部分组成，一部分是产生高压直流电的高压电源装置和维持电除尘器正 常运行必不可少的低压控制系统；另一部分是电除尘器本体，它是对烟气进行净化的装置。2 .干法脱硫塔烟气通过脱硫塔底部的文丘里管加速，进入干法脱硫塔体，物料在塔体里气流的作用下产 生激烈的湍动与混合，与气流充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状 物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数 十倍；脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得 床层内的Ca/S比高达50以上。这样循环流化床内气固两相

6、流机制，极大地强化了气固间的传 质与传热，为实现高脱硫率提供了根本的保证。吸收塔为空环结构.无支架.无内利:出口段直管鼠厂 直管段（基座固定）r犷散段（变径）r文丘里管（加速气流）下部方圆节（下方上圆）:出口方形段上部方01节1（下回上方）迸口方形段（均流，脚少阻力）收塔示意图3 .塔后除尘器（花板孔上） 粉尘, 酸露人烟气由进口烟道进入过滤室，粉尘被阻留在滤袋表面，净化后的气体经滤袋口 进入净气室，由出风道经引风机排至烟囱。除尘器周期性地对滤袋清灰，清灰喷吹时, 落掉入灰斗，除尘器底部灰斗中的灰经空气斜槽分两路排出。考虑到烟气的组分特殊, 较高，故在除尘器灰斗外设有蒸汽加热和保温，在停炉、开

7、车和环境温度较低情况下启动，保 证布袋除尘器本体内壁不至于出现酸结露和板结现象。烟气经布袋除尘器除尘后，由引风机引 至烟囱排放。4 .灰循环系统为提高吸收剂Ca（OH）的利用率及脱硫效率，保证系统正常运行，设有灰循环系统。根据 反应器中烟尘的浓度和脱硫效率来调节循环倍率。布袋除尘器灰斗中的灰经灰斗底部空气斜槽 流化后分两部分输送：一部分为循环灰，经流量控制阀调节循环灰量由空气斜槽输送至反应器 内，与烟气充分混合继续参加反应，循环利用；另一部分为外排灰，经手动插板阀输送至中间 灰仓，通过仓泵输送至灰库。循环灰空气斜槽的送风由流化风机供给，并通过蒸汽加热器加热，达到运行所需温度。5 .吸收剂储存及

8、输送系统吸收剂存储及输送系统包括生石灰仓、消化器、消石灰仓、称重设备、给料设备、喷射器、 罗茨风机等。6 .脱硫灰库及输灰系统工艺产生的干态脱硫灰采用正压密相仓泵输送至脱硫灰库。三台炉共用一套脱硫灰库系 统。三COA协同氧化脱硝(一)工艺原理COA兑硝技术是以特有的循环流化床反应器内激烈湍动的、拥有巨大的表面积的吸附剂颗 粒作为载体，通过额外添加强氧化剂亚氯酸钠，增强烟气中难溶于水的NO转化为NO机率，并最终与钙基吸收剂反应脱除。其主要反应化学方程式如下：NaClO + NO - NO2 + NaClNO + NaClO 2 + Ca(OH) 2 - Ca(NO) 2 + NaCl + H 2

9、O图3 COA协同氧化吸收工艺流程本COA兑硝系统采用脱硝溶液喷射的液相脱硝方式，通过分段协同使用，形成双级氧化机 制，提高了系统的脱硝效率和稳定性，降低脱硝的运行成本。其中第一级脱硝溶液喷射装置 设置于吸收塔入口烟道，在烟气进入吸收塔前完成部分预氧化功能，第二级脱硝溶液喷射装 置设置于吸收塔锥形段，进一步提高氧化效率，并在吸收塔内完成最终的吸收反应。脱硝系 统可根据入口氮氧化物浓度情况单独开启一级脱硝溶液喷射装置，也可同时开启两级脱硝喷 射装置，进一步提高脱硝效率。(二)工艺系统COA兑硝工艺系统主要由脱硝剂进料模块、脱硝溶液制备与存储模块、脱硝溶液输送及喷 射模块等组成。主体设备集中布置于

10、干法烟气脱硫系统旁空地的脱硝间内，在脱硝间内完成 脱硝剂的进料及脱硝溶液配制。每台炉设置一套 COA兑硝系统。1 .脱硝剂进料模块脱硝剂输送至脱硝溶液搅拌罐设置的脱硝剂进料缓冲罐。脱硝剂输送采用真空进料方 式，真空进料装置通过系统内形成的真空吸力来传送颗粒和粉末状物料的无尘密闭管道输送 设备，通过利用管路与环境空间形成的气压差，使管道内气体流动，带动粉状物料在管道内 完成密闭输送。脱硝剂进料模块采用就地 PLC控制模式，实现脱硝剂的进料输送。2 .脱硝溶液制备与存储模块设置1台脱硝溶液搅拌罐。脱硝溶液给料泵设置 2台，1用1备。通过脱硝剂进料模块输送来的脱硝剂于脱硝溶液搅拌罐内配制成一定浓度的

11、脱硝溶液， 配制完成后通过脱硝溶液给料泵输送至脱硝溶液存储罐内待用。3 .脱硝溶液输送及喷射模块设置1台脱硝溶液存储罐。脱硝溶液输送泵设置 2台，1用1备。脱硝专用的双流体式水喷枪独特设计，确保脱硝溶液最佳雾化及覆盖效果。脱硝溶液喷入量主要是根据装置出口 NOxHF放要求进行控制，脱硝溶液输送泵为变频泵, 可通过排放浓度要求相应调整输送泵频率。四脱硫脱硝效果XX必司3台额定出力为240t/h高温高压循环流化床燃煤锅炉超洁净排放改造工程正在进行，其中1号炉已实现整套系统试投运，经测试：循环流化床干法脱硫 +COAJ、同氧化脱硝技术 改造投运后，1号炉NOxfi由80 mg/Nm下降到36 mg/

12、Nrli, SO值由200 mg/Nrh下降到20 mg/Nr见图4;DODOD OOOOOO 0gs 7 634 3 2 1-二£?=二一二一七2三咽N/胃才与察N品改造SO2兼有a)改造前后NOx浓度值b)前后SO2浓度值图4循环流化床干法脱硫+COA兑硝改造前后NOx 浓度变化五结论循环流化床干法烟气脱硫技术3-4是近几年国际上新兴起的比较先进的烟气脱硫技术,干法与甲法的一些特点，具既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法无中 水排放、脱硫后产物易于处理的好处，设备可靠性高，运行费用较低。COA兑硝技术5-6适用于烟气循W流化床干法脱硫工艺，只需要在脱硫装置上预留

13、接口，即可在脱硫装置运行的同时, 行脱硝。同时由于该三台CFB锅炉前期已实施SNCR兑硝技术改造，COA兑硝技术完全能够达到 预期的脱硝效果，并且设备简单，改造工程量小。因此，对于前期已实施过SNCR兑硝改造的CFB 锅炉，采用循环流化床干法脱硫+COA*同氧化脱硝技术，可节省投资及运行费用，有效降低锅 炉烟气中NOx SO的排放质量浓度。本文通过工程实践证明，采用循环流化床干法脱硫+COA*同氧化脱硝技术，将XXX公司额 定出力为240t/h高温高压循环流化床燃煤锅炉烟气 NOxt放质量浓度从80 mg/Nm3降低至36 mg/Nm&右，SO排放质量浓度由200 mg/Nnm下降到20 mg/Nnm左右，从而达到“天然气锅炉排 放标准”的要求。参考文献1火电厂大气污染排放标准，GB13223-2011.2山东省区域性大气污染物综合排放标