干湿法脱硫工艺选择比较(一)

1、干湿法脱硫工艺选择比拟 一内容摘要 本文介绍了国内电厂烟气脱硫主要为湿法和干法工艺，重点 分析了湿法和干法的技术和经济特点， 并对脱硫工艺选择提出了建议。 关键词烟气脱硫湿法干法比拟1 概述烟气脱硫是电厂控制 SO2 排放的主要技术手段，目前已到达工业应用 水平的烟气脱硫技术有十余种，大致可以分为干法和湿法，但能在 300MW 以上大容量机组使用的成熟脱硫工艺并不多。 根据国内目前的 实际应用推广情况，国内各大脱硫公司已投运的 300MW 级机组烟气脱 硫装置均为石灰石 / 石膏湿法。干法技术在国内 300MW 大容量机组上 全烟气、高脱硫率还没有运行例如。最近武汉凯迪股份公司正在推广 德国W

2、ULLF的RCFB内回流循环流化床技术，该技术在国外2000年曾有1套在300MW机组上投运，3个月后停运，现国内有1套刚开 始在恒运电厂1X 210MW机组上投运。另有1套已投运的CFB脱硫，运 用于小龙潭1X 100MW机组。以下对湿法和干法两种工艺流程，全烟气、高脱硫率下的技术、经济 进行了综合比拟。2 石灰石 / 石膏湿法脱硫技术流程特点 石灰石/石膏湿法脱硫技术是目前世界上技术最为成熟、应用业绩最多 的脱硫工艺，应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的85以上，应用单机容量已达 1000MW。其脱硫副产物一石膏一般有抛弃 和回收两种方法，主要取决于市场对脱硫石膏的需求、石膏质量以

3、及 是否有足够的堆放场地等因素。湿法工艺技术比拟成熟，适用于任何含硫量的煤种和机组容量的烟气 脱硫，脱硫效率最高可到达 99。国内各家公司分别引进了世界上先进的几家大公司的湿法工艺技术：B&W 巴威、斯坦米勒、KAWASAKI川崎、三菱、GE DUCON 都 能根据电厂的实际情况设计出最正确的工艺参数。2.1石灰石 /石膏湿法工艺流程 石灰石/石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂，石灰 石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液，也可直接用湿式球 磨机将 20mm 左右的石灰石磨制成吸收浆液。当采用石灰吸收剂时， 石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液

4、 与烟气接触混合，烟气中的 SO2 与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空 气进行化学反响被脱除，最终反响产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾 器除去带有的细小液滴，经气气加热器GGH加热升温后排入烟囱。 脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液的循环利用，脱 硫吸收剂的利用率很高。电厂锅炉烟气进入FGD,通过升压风机加压，经 GGH降温至约100 C 后进入吸收塔，吸收塔脱硫效率为 9699%,整个系统的脱硫效率不 低于90%。从吸收塔出来的净烟气温度约为 47C,经GGH升温至80C 后从烟囱排放。该工艺原理简单， 工艺技术比拟成熟， 脱硫效率和吸收剂的利用率高， 即 Ca/S=1.03 时，脱

5、硫效率大于 95，能够适应各种煤种，适应大容 量机组，运行可靠，可用率高，副产品石膏具有商业价值。2.2石灰石 /石膏湿法脱硫技术主要技术特点及指标2.2.1 脱硫效率高，一般不低于 90，最高可以到达 99。222脱硫剂利用率高，达90%以上。Ca/S比低，只有1.011.05，国 内现正在实施的的几个工程均不大于 1.03。2.2.3 吸收塔采用各种先进技术设计，不仅解决了脱硫塔内的堵塞、腐 蚀问题，而且改善了气液传质条件，从而提高了塔内脱硫效率，减少 了浆液循环量，有效降低了浆液循环泵的功耗。目前脱硫岛电耗一般 为机组装机容量的 11.5%。2.2.4 喷淋空塔内烟气入口采用向下斜切式入

6、口，烟气由下自上流动， 延长了气体分布路径，不仅有利于气体分布均匀，而且由于气体的翻 腾形成了湍流，更有利于气液的传质传热。采用计算机模拟设计，优化脱硫塔及塔内构件如喷嘴等的布置， 优化浆液浓度、 Ca/S 比、浆液流量等运行指标，可以保证脱硫塔内烟 气流动和浆液喷淋均匀，以最小的消耗取得最好的脱硫效果。 根据烟气含硫量，采用不同层数 24 层的浆液喷淋层，确保 取得最正确的脱硫效果。2.2.7 塔内设置氧化空气分布系统，采用塔内强制氧化，氧化效果好。2.2.8 喷淋层采用交叉联箱布置，使喷淋管道布置更合理，降低了吸收塔高度。2.2.9 采用机械搅拌。2.2.10 废物得到良好的处理， 其中废

7、渣变成了优质石膏， 完全可以取代 高品位的天然石膏。废水采用回用技术，可以到达零排放。2.2.11 稳定性高，适应性强，可靠性 99以上。2.2.12 应用多、运行经验丰富。3干法RCFB兑硫工艺脱硫技术流程特点干法有LIFAC炉内喷钙尾部增湿活化、CFB循环流化床等工艺， 在国家有关部门的技术指南、火电厂设计规程上均限于在中小机组或 老机组上实施。CFB最早由德国鲁奇LURG公司开发，目前已到达 工业应用的 CFB法工艺有三种：LURGI公司的CFB德国 WULFF公司 的RCFB内回流式烟气循环流化床、丹麦FLS公司的GSA气体悬浮 吸收，国内分别由龙净环保、凯迪电力、龙源环保等公司引进，

8、目前 多在中小机组上运用，其中只有 WULFF公司的RCFB技术向300MW机 组上推广，所以本文中作比拟的干法仅指 RCFB。3.1RCFB勺开展历史循环流化床CFB的开展历史其实很长。循环流化床 CFB烟气净化工艺 的实验室技术研究开发工作开始于 1968/1969年，19701972年CFB 烟气净化工艺在德国电解铝厂获得应用，烟气流量为 1 5,000m3/h 。 19851987年，首台CFB烟气脱硫示范装置在德国一家燃褐煤电站得 到应用，处理烟气量为40万m3/h相当于30万机组气量的四分之一，采用消石灰为脱硫剂。在此根底上，各公司分别又开发出了上述新 代CFB脱硫工艺第三代。3.

9、2RCFB兑硫工艺流程RCFB工艺主要采用干态的消石灰粉作为吸收剂，由锅炉排出的烟气从 流化床的底部进入，经过吸收塔底部的文丘里装置，烟气速度加快， 并与很细的吸收剂粉末相混合。同时通过 RCFB下部的喷水，使烟气温 度降低到7090C。在此条件下，吸收剂与烟气中的二氧化硫反响， 生成亚硫酸钙和硫酸钙，经兑硫后带有大量固体的烟气由吸收塔的上 部排出，排出的烟气进入除尘器中，大局部烟气中的固体颗粒都被分 离出来，被别离出来的颗粒经过再循环系统大局部返回到吸收塔。RCFB勺控制系统主要通过三个局部实现：1根据反响器进口烟气流量及烟气中原始 SO2浓度控制消石灰粉的给 料量；2.反响器出口处的烟气温

10、度直接控制反响器底部的喷水量， 使烟温控制 在7090C范围内。喷水量的调节方法一般采用回流调节喷嘴，通过 调节回流水压来调节喷水量；3在运行中调节床内的固 /气比。其调节方法是通过调节别离器和除 尘器下所收集的飞灰排灰量，以控制送回反响器的再循环干灰量，从 而保证床内必需的固 /气比。3.3RCFB兑硫技术的主要技术特点及指标3.3.1 耗电量在机组容量的 0.51.0。兑硫率 80时，为 0.6左右； 脱硫效率大于 90时，塔内物料量增加引起系统阻力的增大而使电耗大幅上升。3.3.2 在塔的顶部区域加装了导流板，在塔内加装了紊流装置。333脱硫率90%, Ca/S为1.21.5。石灰活性必

11、须高且稳定，到达T60标准软缎石灰，四分钟内水温上升 60C。塔内平均流速 4m/s 左右。10米左右直径的流化床内流场比拟复 杂。用消石灰作为脱硫剂。石灰消化后,以消石灰干粉形式送入流化 床吸收塔。喷入足够的水分保证脱硫效果,水分越大脱硫率越高。严格控制床温。床温偏低时设备有腐蚀,偏高时脱硫效率及脱硫 剂利用率下降。塔内的水分要迅速蒸发掉,以保证灰渣干态排出。3.3.8 在煤的含硫量增加或要求提高脱硫效率时,不增加任何设备,仅 增加脱硫剂和喷水量。不另设烟气旁路，当FGD亭运时，脱硫塔直接作为烟气旁路使用。3 . 3 . 1 0在中小电站或工业锅炉上应用较多,300MW 机组上国内外仅应用了

12、 1 套并只有短期运行的经验。兑硫渣的利用RCFB烟气脱硫技术吸收剂为钙基化合物，脱硫渣中的主要成分为CaSO3等。但不同电厂的脱硫渣的成份是不一样的，假设要有效利用， 必须做个案研究。不包括前除尘器的灰，CaSO31/2H2O含量占50士 1%,根据德国WULFF 公司提供的局部个案研究实例，是可以应用的。国内的南京下关电厂 对LIFAC技术的脱硫渣已作了一些个案研究， 恒运电厂正准备和凯迪公 司合作,开展脱硫灰利用的研究工作。4石灰石-石膏湿法与干法RCFB比拟4.1 工艺技术比拟在300MW 以上机组FGD上的应用干法RCFB国外从小机组放大到300MW机组仅有1台，国内还没有 300M

13、W机组的实运装置，仅在中小机组或工业锅炉上有实运装置。从国内引进FGD的经验来看，各个电厂都有一定的实际情况，设计时 也必须满足各个电厂的特定情况。据报道，几家引进CFB的公司在中小机组的示范装置上大多碰到了较严重的问题,经大量长时间调试整 改后,有的仍达不到设计要求,有的甚至需更换重要部件,更为严重 的机组无法按正常出力运行。国内唯一的一套RCFB是广州恒运电厂FGD,从运行情况来看，虽然将 石灰标准从 T60 降至 T50 左右,消化装置仍不能正常运行,目前靠买 消石灰维持；除尘器有堵塞等问题,曾造成了电厂停运,但粉尘泄漏 较严重；控制系统还不能稳定监测和调控脱硫装置的运行。 石灰石-石膏

14、湿法：已很成熟,国外有各种条件下机组上的运行经验, 国内虽然运行实例不多, 但国内公司引进的均为国外先进可靠的技术。 其市场占有率占电站脱硫装机总容量的 85%以上,应用单机容量已达1000MW。国家相关职能部门在组织国内专家充分调研的根底上，提出指导性意见：在新、扩、改 300MW机组FGD上或要求有较高脱硫率 时，采用石灰石 -石膏湿法技术。在火电厂设计技术规程中，也作了同 样的规定。现在大局部设备均可以实现国产化，初始投资大幅降低，备品备件的 问题也将得到彻底解决。4.1.2 适用煤种干法RCFB据国内各大研究单位的报告及国外的局部应用实例，CFB适用于中、低硫煤。对高硫煤，较难到达环保要求，且投资与运行费 用将大幅上升。RCFB是否适应高硫煤的大机组，需进一步论证。 石灰石 -石膏湿法：不限。比干法RCFB脱硫率90%时为1.31.5。氧化钙纯度要求9%,并要 有非常高的活性T6 0标准，达不到以上要求时，将影响装置的脱 硫率及正常运行。石灰石-石膏湿法： 1.011.05,一般为 1.03,纯度达不到要求时,最 终仅影响脱硫副产品石膏的质量。脱硫效率干法RCFB稳定运行一般在80%左右，假设需要进一步提高，那么需降低 烟气趋近温差，增加Ca/S和喷水量，但会对下游设备如除尘器、引风 机等带来不利影响。95的脱硫率对干法