发电厂脱硫技术分类

热电技术　　2008年第2期(总第98期)

中小型火力发电厂脱硫技术的选择和应用

杨立杰

(山东文登市恒源热电有限公司, 山东威海264400)

摘　要　针对中、小型火电厂脱流技术改造的经验, 介绍了目前国内中、小型火电厂采用较多的脱硫工艺及优缺点和使用范围, 供中、小型火电厂选择和实际应用。关键词　节能环保　脱硫技术　选择应用

小液滴, 经换热器加热升温后排入烟囱或直接排入

烟囱(烟囱必须做防腐处理) 。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收或抛弃。由于吸收浆液可以循环利用, 所以脱硫吸收剂的利用率很高。

简易石灰石-石膏抛弃法是中小型锅炉烟气脱硫工程最普遍采用的一种工艺, 该工艺是在传统石灰石(石灰) -石膏湿法脱硫工艺的基础上进行简化, 在保证较高的脱硫效率的前提下, 大大降低投资和运行成本, 但脱硫产物大部分抛弃, 造成二次污染。

石灰石(石灰) -, 有机构统计:在, 。. 2　双碱法

1　前言

随着社会经济的快速发展, 节能环保问题越来

越引起社会的广泛关注, 地方火力发电厂的污染物排放也越来越引起地方政府部门的高度重视。在新修订的国家污染物排放标准《火电厂大气污染物排

(G B13223-2003) 中, 在兼顾电力发展和环放标准》

境保护目标的同时, 大幅度提高对火电厂大气污染物排放量的限制。装置, 为了达到环保要求, , , 、小型火电厂生存的关键。小型火电厂如何选择脱硫技术提出几种方案供参考。

钠钙双碱法是为了解决脱硫塔和循环管道的磨损、堵塞和结垢的问题而在吸收循环过程中采用钠碱(氢氧化钠或碳酸钠) 作为吸收剂, 并为降低运行成本采用石灰对钠碱进行再生的脱硫工艺。先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收S O 2, 然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生, 由于在吸收和吸收液处理中, 使用了不同类型的碱, 故称为双碱法。

在双碱法中应用最多的方法是以烧碱(Na OH ) 、纯碱(NaCO 3) 或亚硫酸钠(Na 2S O 3) 吸收S O 2, 然后, 吸收液用石灰再生。再生后的钠碱溶液返回洗涤系统用作吸收液, 再生后生成的亚硫酸钙或硫酸钙沉淀, 经处理后抛弃或回收。钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一, 该法在国外如日本、美国已有大型化成功应用, 在日本和美国至少有几十套双碱法脱硫装置, 成功应用于电站和工业锅炉。

该工艺综合石灰法与钠碱法的特点, 解决了石灰法的塔内易结垢问题, 又具备钠碱法吸收效率高的优点。

2. 3　氧化镁抛弃法

2　脱硫技术简介

对于中、小型燃煤锅炉, 由于资金、场地等条件

的限制, 宜采用结构简单、投资较低、占地面积较小、脱硫效率高、运行费用低的脱硫工艺。目前国内中、小型火电厂较多采用的脱硫工艺有:湿式简易石灰石-石膏抛弃法、双碱法、氧化镁抛弃法、氨法、简易氨法、烟气循环半干法、炉内喷钙法等。2. 1　石灰石-石膏湿法脱硫工艺

石灰石(石灰) -石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂, 石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时, 石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内, 吸收浆液与烟气接触混合, 烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙, 亚硫酸钙与鼓入的氧化空气进一步反应, 最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细

氧化镁抛弃法是在氧化镁再生法和硫酸镁回收法的基础上, 省去了脱硫产物的再生和回收系统简

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热电技术　　2008年第2期(总第98期)

化而成的, 该工艺具有脱硫效率高、结构简单、投资省、占地少的特点, 此外该工艺不会产生大量固体废弃物, 不需要堆放场地。脱硫终产物为硫酸镁(俗称泻盐) 溶液, 随废水排放。目前国内开发的氧化镁法, 以氧化镁(纯度为80～85%) 为脱硫剂, 与水混合消化成氢氧化镁溶液送至脱硫塔中与烟气中S O 2反应生成亚硫酸镁, 然后送至曝气池氧化, 使亚硫酸镁氧化成硫酸镁, 经处理后再排放。

由于镁的活性比钙高, 所以镁法脱硫率高, 无结垢问题, 但脱硫剂的价格要高些, 为降低运行成本, 氧化镁法主要用在菱镁矿储量比较丰富的地区, 如:辽宁的丹东、山东莱州等地。2. 4　简易氨法

烟气循环半干法是一种半干法脱硫工艺, 由吸

收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该法具有投资少、占地小的特点。山东齐鲁石化65MW 机组采用清华同方公司半干法循环流化床技术, 脱硫效率在85%以上。2. 6　炉内喷钙

炉内喷钙是一种简单的干法脱硫工艺, 但因脱硫效率低, 曾一度被淘汰, 但随着循环流化床锅炉的广泛应用, 又重新焕发出生机。对于循环流化床锅炉, Ca O 与燃料一同在炉内循环, 大大提高了反应时间, 也提供了适宜的反应温度, 提高了脱硫效率。炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺, 是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段, 以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂, 石灰石粉喷入炉膛850～900℃温度区, 石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳, 氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行, , , 吸收剂利, 增湿水以雾, 。当钙硫比控制在2. 0～2. 5时, 系统脱硫率可达到65～80%。由于增湿水

氨法脱硫工艺以氨水为吸收剂, 副产物硫酸铵化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器冷却至90～100℃, 进入预洗涤器经洗涤后除去HCl 和HF, 洗涤

后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入脱硫塔中, 浓度5%的氨水自塔顶喷淋洗涤烟气, 烟气中的S O 2与氨水充分接触洗涤, 经洗涤的烟气排出后经去雾器除去携带的水滴, 排放或直接排入烟囱() 塔, 肥出售, 工成颗粒、晶体或块状化肥出售。

简易氨法是去除了硫铵回收的一种简易脱硫方法, 常采用文丘理塔作为吸收塔, 利用废氨水作为脱硫剂。该法虽然结构简单, 投资低, 但脱硫产物亚硫铵的抛弃会造成二次污染, 若无废氨水, 该法的运行费用也是昂贵的, 故该法现已逐渐被淘汰。2. 5　烟气循环半干法

的加入使烟气温度下降, 一般控制出口烟气温度高

于露点温度10～15℃, 增湿水由于烟温加热被迅速蒸发, 未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出, 被除尘器收集下来。

该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家都有应用。

3　脱硫技术的选择

脱硫方法的选择, 主要应考虑以下五个方面的因素:3. 1　脱硫效率因素

中小型火电厂煤炭来源相对不稳定, 易受到外围因素干扰, 入厂煤含硫量有时高、有时低, 造成S O 2排放浓度不稳定, 为达到排放要求可以用最高浓

由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔(即流

化床) 底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置, 烟气流经文丘里管后速度加快, 并在此与很细的吸收剂粉末互相混合, 颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈磨擦, 形成流化床, 在喷入均匀水雾降低烟温的条件下, 吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaS O 3和CaS O 4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔

顶部排出, 进入再循环除尘器, 被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔, 由于固体颗粒反复循环达百次之多, 故吸收剂利用率较高。一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂, 也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。—6—

度时脱硫效率来选择方式。当煤含硫量超过2%时,

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烟气中S O 2浓度在4000mg/Nm左右, 要想达到排放标准400mg/Nm, 脱硫效率应在90%以上。目前效率能稳定运行在90%以上, 只有湿法脱硫。特别在排污总量控制的情况之下, 无论从环保和经济方面考虑, 高的脱硫效率是首要因素。(下转第23页)

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常　锴:200MW 机组继电保护微机化改造的方法和安全措施

应与微机保护显示器中显示的数值、相位一一核对,

确定无误。投运试验还应进行系统电压和发电机电压的二次定相试验及假同期试验, 检查保护改造中同期电压回路接线的正确性, 防止非同期合闸。机组并网运行后, 应加强微机保护装置巡视检查力度, 及时发现缺陷, 确保改造后的保护装置稳定、可靠。

5　改造的收尾和投运试验

5. 1　保护改造的收尾工作

应对改造后的保护进行全面检查, 包括各部分

的标志是否清晰、准确, 回路接线是否紧固、可靠以及试验报告是否全面、完整等。检查结束后, 要向运行人员做好交代, 包括微机保护的原理特点、使用方法和注意事项, 并会同运行人员共同检查设备状况, 打印并核对保护定值, 最后办理工作终结手续, 做好起机试验前各种仪器、仪表和试验记录的准备工作。5. 2　保护投运试验

投运试验前, 应绘制试验记录表格, 标明试验中需要检测的项目、测试地点及合格标准。短路试验时, 应检测保护电流回路的数值、相位和差流是否正确并做好记录。空载试验时, 应保证保护电压回路的数值、相位和相序的正确并做好记录。以上记录

6　结束语

国电吉林热电厂10、11号两台200MW 机组继

电保护装置经过微机化改造后, 已运行两年多时间, 保护装置运行稳定可靠。在此期间, 11号机组保护因高工变封闭母线中压圈绝缘破损接地导致高工变差动保护动作跳闸1次, 10号机组保护因励磁机冷却器漏水, 转子一点接地保护动作2次, 均为正确动作, 保护正确动作率100%。提高了发电机组的安全、可靠性。

(上接第6页) 3. 2　场地因素

, ,

, 由于历史原因未考虑脱硫的问题, 基本上没有预留脱硫设备的空间, 在进行改造时, 要考虑到现场场地, 在不影响正常运行的情况下, 妥善安排脱硫设备。在各种脱硫方案中, 半干法脱硫占地面积较小, 可灵活布置, 一般在场地比较狭小的地方, 可优先考虑半干法脱硫。3. 3　脱硫剂因素

, 所有脱硫

产物的处理也是关键的一步, 如果选择不当, 可形成二次污染, 与脱硫目的背道而驰。目前半干法脱硫产物因为成份比较复杂, 可利用的难度较大。3. 5　投资因素

由于脱硫设备的投资是一种社会和环保效益, 经济效益基本为零, 在经济杠杆的作用下, 设备总投资是一个必须考虑的重要环节。要考虑企业的承受能力, 量力而行, 做到投资少且确保效果。

在脱硫效果可以满足, 场地不受限制的情况下, 要考虑运行成本, 主要是脱硫剂的消耗问题。目前市场上脱硫剂的种类繁多, 有石灰石, 氨水, 氧化镁, 氢氧化钠等, 优先考虑当地可利用的资源, 包括石灰石矿, 化工厂的废料废液, 最佳方案是以废制废, 但要考虑到废物的数量和持续性, 不要发生几年后无废可用的情况。而在无废物可利用的情况下, 优先选择储量比较丰富价格低廉的脱硫剂, 以降低运行成本。

3. 4　脱硫产物因素

4　结束语

中、小型火电厂担负着地方集中供热的重任, 短

期之内还将普遍存在。机组耗能高、污染重, 已是不争的事实。目前, 我们急需解决的是环保和经济方面的冲突, 充分发挥当地有效资源进行烟气脱硫, 防止二次污染。要解决好这个问题, 正确的选择和应用脱硫技术是至关重要的第一步, 应引起高度重视。

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