半干法烟气脱硫方案175t.docx

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半干法烟气脱硫方案175t

半干法烟气脱硫方案1×75t

XXXXXXX热电厂

1×75T/H烟气脱硫方案

循环半干法脱硫方案

1电厂概况

2电厂的设计条件及性能参数

3循环半干法脱硫技术说明

4主要供货设备清单

5所有物料消耗一览表

6水质要求表

7脱硫系统性能、参数表

8烟气处理装置分项报价表

2电厂的设计条件及性能参数

2.1煤质资料

煤质分析

符号

单位

设计煤种

QYdw

KJ/kg

Mt

%

Aar

%

Car

%

Har

%

Oar

%

St.ar

%

Nar

%

2.2主要烟气技术参数

机组额定出力MW

锅炉出口烟气量（m3/h）170000

锅炉出口粉尘浓度（g/m3）21

锅炉出口烟气温度（℃）124

锅炉出口烟气SO2浓度（mg/m3）2000

锅炉出口烟气H2O含量（%）5

2.3灰成份分析

灰质分析

符号

单位

设计煤种

SiO2

%

Al2O3

%

Fe2O3

%

CaO

%

MgO

%

Na2O

%

K2O

%

SO3

%

TiO2

%

其它

%

3循环半干法脱硫技术说明

3.1技术概况及脱硫原理

纵观当今脱硫技术的现状，世界上大机组脱硫以湿法脱硫占主导地位，但因为湿法一次投资昂贵，运行费用也较高，随着经济的发展，发展中国家的环保形势越来越严峻，为适应这些国家脱硫市场的需要，许多国家都在致力于开发高效干法脱硫技术，开始是喷雾干燥法，这在八十年代比较多，但其尚有缺点，如复杂的制浆系统、能耗偏高、反应器体积庞大、反应器内粘结等，之后许多公司都致力于怎样解决这些问题的研究。

循环半干法技术是从八十年代初就致力于开发的新颖脱硫技术，它借鉴了喷雾干燥法脱硫工艺的脱硫原理，又避免了半干法使用制浆系统的种种弊端，开发出的循环半干法技术既具有干法的廉价、简单、可靠等优点，又有湿法的高脱硫效率，且原料消耗和能耗都比喷雾干燥法有大幅度下降。

1988年在波兰安装的两台125MW样板机组运行一直很成功，迄今在欧洲的煤粉炉、垃圾焚烧炉及其它工业炉已有十几套装置在运行，2001年美国承接了2套250MW机组脱硫合同。

循环半干法脱硫工艺的原理为利用干CaO粉或熟石灰粉Ca（OH）2吸收烟气中的SO2，反应式为：

CaO+H2O→Ca（OH）2

Ca（OH）2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

CaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O

循环半干法常用的脱硫剂为CaO，其实真正与SO2反应的物质为Ca（OH）2，故也可以直接用Ca（OH）2粉作脱硫剂。

如果电厂周围有电石渣等废料，就能做到以废治废（如巨化脱硫工程）。

如以CaO作脱硫剂，循环半干法与喷雾干燥法工艺用的是同一种吸收剂，石灰在一个专利设计的消化器中加水消化成Ca（OH）2，然后与从除尘器及机械除尘器除下的大量的循环灰相混合进入增湿器，在此加水增湿使混合灰的水份含量从2%增湿到5%左右，然后以流化风为动力借助烟道负压的引力进入直烟道反应器，含5%水份的循环灰由于有极好的流动性，省去了喷雾干燥法复杂的制浆系统，克服了普通半干法活化反应器中可能出现的粘壁问题。

大量的脱硫循环灰进入反应器后，由于有极大的蒸发表面，水份蒸发很快，在极短的时间内使烟气温度从124℃冷却到75℃左右，烟气相对湿度则很快增加到40~50%，这是较好的脱硫工况，一方面有利于SO2分子溶解并离子化，另一方面使脱硫剂表面的液膜迅速变薄，利于SO2的传质扩散，同时由于有大量的循环灰，未反应的Ca（OH）2进一步参与循环脱硫，所以反应器中Ca（OH）2的浓度很高，反应器中有效Ca/S比很大，且加水消化制得的新鲜Ca（OH）2具有很高的活性，能保证使脱硫效率确保大于80%。

另一方面，由于脱硫剂是不断循环的，脱硫剂的有效利用率高达95%以上，故而脱硫剂的消耗接近于理论耗量，最终产物则由气力输送装置外送；也可用水力冲灰或汽车运输等方式去灰场。

此灰根据当地具体情况，可作以下几方面的综合利用：

水泥混合材和缓凝剂。

筑路、矿床回填、平整。

海涂围垦、填埋。

肥料，盐碱地改良。

码头等的砌筑料。

免烧砖。

纵观此技术的显著特点有：

1、鉴于喷雾干燥工艺制浆系统的复杂性及应用中产生的一系列粘结、堵塞等问题，循环半干法工艺取消了制浆系统，实行CaO的消化及灰循环增湿的一体化设计，且能保证新鲜消化的高质量的Ca（OH）2马上参与循环脱硫，对提高脱硫效率十分有利。

2、鉴于其它干法工艺脱硫剂的利用率不高的问题，此工艺实行脱硫灰多次循环，使脱硫剂的利用率提高到95%以上。

3、整个装置结构紧凑、体积小（反应器的体积仅为Drypac的15%左右），占用空间小，对老机组增设脱硫项目尤为合适。

操作负荷可在50%-110%范围内调节，运行可靠。

4、投资少，运行成本低。

5、属循环半干法、系统无污水产生。

6、脱硫后烟气不必再加热，可直接排放，节省了GGH的投资，并可节省大量空间。

7、脱硫剂要求不高，就地都能解决。

8、脱硫效率高，当Ca/S=1.1-1.2时，脱硫效率确保大于80%，当Ca/S=1.2~1.3时，效率可达90%以上。

3.2循环半干法脱硫系统工艺流程

3.3循环半干法脱硫系统的组成

整个系统有以下八部分组成：

1）脱硫剂的储存及输送计量装置

满足要求的粉状CaO由密封罐车运到脱硫现场并泵入吸收剂料仓。

每台炉配一只吸收剂料仓，吸收剂料仓的容积约40m3，可储5天的用量。

吸收剂料仓设在增湿器的附近，下设抽板阀，粉料经过变频螺旋给料机、吸收剂锁气机、螺旋输送机，再把CaO送入到吸收剂分布器。

2）反应器

反应器采用的是专利技术制造的产品，利用电除尘器的进口烟道，即所谓的烟道反应器，因此反应器所占的体积较小。

在反应器中，由于增湿灰具有极好的流动性，混合物的流向始终保持一致直到进入除尘器内，只有极少数较粗的颗粒在重力的作用下落在反应器底部（不超过总量的0.5%），粗料经反应器底内螺旋输送器、粗料螺旋输送机外送。

反应器内部有一层特殊材料的内衬（材质为：

HARDOX，内衬寿命确保大于4年），避免了因混合物的剧烈摩擦使反应器受磨损。

反应器内壁没有粘壁的可能，未处理烟气温度从反应器进口的124℃冷却到出口的70-80℃左右。

反应器上装有两只压差检测仪，以监测反应器的运行状况。

3）除尘器

脱硫灰的除尘器可以是电除尘器，也可以是布袋除尘器。

一、电除尘器

由于脱硫灰的循环比高达30倍以上，进入电除尘器入口粉尘浓度达500~1100g/Nm3，由于以下原因及采取相应措施后，经我公司设计的电除尘器已足够满足达标排放：

a、由于经增湿，脱硫灰粒径增粗，很容易用机械方式捕集，所以在电除尘器的进口封头中加有机械预除尘器（效率为50%左右），并设气流分布板及电动振打系统。

b、因为烟气增湿，烟温下降，烟气湿度增大，粉尘的比电阻下降到1010~1011Ωcm，很容易被电除尘器捕集。

c、根据一、二、三电场粉尘浓度大、粒径粗，而四电场粉尘浓度低、粒径细的情况，采用了一系列针对性措施，能确保细粉尘捕集。

另外脱硫除尘器的底部制成槽形，这样有利于和流化斜槽的连接。

除尘器的船形灰斗装有加热装置，确保除尘器壁温大于75℃。

电除尘器的一、二、三电场下由于灰量较大，故下设流化槽，四电场由于灰量极少，为节省电耗，设计成螺旋输送机。

二、布袋除尘器

布袋除尘器技术的差异主要表现在清灰方式的不同。

清灰方式是决定布袋除尘器性能的一个重要因素，它与除尘效率、压力损失、过滤风速及滤袋寿命均有关系。

按照清灰方式，布袋除尘器可分为机械振动、分室反吹、回转反吹、振动反吹并用和脉冲喷吹5大类。

脉冲喷吹方式的清灰效果最好，近年的电厂布袋几乎100%采用了脉冲喷吹。

布袋除尘器技术特点

a、设备阻力低：

布袋除尘器的阻力由两部分组成：

本体阻力、设备运行阻力两部分组成。

本公司布袋除尘器的设计阻力＜1200Pa。

b、滤袋寿命长：

滤袋是布袋除尘器的核心部件，公司保证滤袋的使用寿命30000小时。

c、粉尘喷涂装置：

布袋除尘器的粉尘喷涂装置主要作用有两个：

投运前的预涂层、锅炉在低负荷运行时需要投油助燃和锅炉爆管时用于保护滤袋。

d、旁路保护系统：

旁路保护系统是保证布袋除尘器安全运行的重要保证设施。

它保证了在锅炉点火喷油和燃烧异常以及其他锅炉故障状况下除尘器的自我保护，并能通过控制系统及时报警。

e、滤袋检漏装置：

滤袋检漏装置是布袋除尘器保护系统中不可或缺的一个组成部分，浊度仪对布袋除尘器进行动态检测，并将监测数据传送至控制系统，当滤袋破漏粉尘浓度超过出口浓度设定值时，控制系统将发出声光报警，此时有关人员可立即进行原因分析，并采取相应措施。

f、优化设计的喷吹系统：

清灰强度不足会使滤袋上的残留粉尘过多，导致除尘器阻力损失上升快，清灰周期缩短，甚至除尘器无法正常运行。

清灰强度太大又会缩短滤袋寿命，增加压缩空气的无效消耗。

过度清灰还会破坏滤布赖以除尘的“一次粉尘层”，使除尘效率下降。

清灰系统（喷吹压力，喷吹持续时间，喷吹距离，喷吹孔径等）的合适与否直接影响除尘设备能耗，除尘效率与滤袋寿命，清灰技术是布袋除尘器的核心技术。

在清灰的瞬时，喷吹管内的压力随着距压缩空气进口的距离变化而变化，如何使所有的滤袋都受到相同的清灰压力，又如何使长达数米的滤袋在长度方向上尽可能受力均匀，同样是一个好的清灰系统必须要考虑的问题。

4）灰的增湿循环及流化系统

循环灰在专利技术制造的增湿器中加水增湿，使灰的水份含量达到5%左右，此增湿器具有体积小（可安装在除尘器封头下方）、维修方便等优点。

经过初步雾化水增湿的Ca（OH）2与循环灰在增湿器中流化混合均匀，并同样被雾化水增湿，里面的混合灰通过流化风的动力和烟道负压的引力导向进入反应烟道，由于混合灰有较好的流动性，加入的脱硫剂能均匀地与循环灰混合并继续得到增湿，故增湿器具有良好的工作特性。

为保证流化槽不致于在冷启动和临时停车时受腐蚀，在流化槽和除尘器底部螺旋输送机的外侧增设加热装置，工作状态为：

流化槽部份在锅炉冷启动和临时停车时使用，FGD投运时关闭，底螺旋外侧部份常开。

5）流化风系统

流化风由性能良好的高压风机提供，两炉共设流化风机三台，二开一备，二炉共用，备机在风压异常或电流信号丢失时能自动启动，风机进口需要设置过滤器和消音器，不同用气部位的用气量可根据检测差压手动调节。

6）增湿水系统

由于增湿器上都用的是喷嘴，因此水中的颗粒不能太大，在水泵前必须加过滤器。

另外为了避免吸收剂的额外消耗，还应对水中的SO42-、Cl-等离子浓度提出要求，因为Cl-浓度太高不仅增加脱硫剂的消耗量而且将提高循环半干法的操作温度，对脱硫不利。

两炉共配水泵三台，为二开一备，二炉共用，备机在运行泵电流信号丢失时能自动启动。

7）、脱硫灰的输送及处置

由于循环半干法脱硫后的灰由于含水量仅为2%，所以常用的输送方式是气力输送。

我公司拥有国内最先进的两种气力输送技术，尤其是带助推器的输送技术为国内独有，能输送粒径不超过10mm的钢渣，输送脱硫渣则没一点问题。

对脱硫渣的出路问题，我们考察了国外的应用业绩，并与xx建筑材料科学研究所进行了脱硫渣用在水泥中作混合材和缓凝剂的大量试验，此报告说明脱硫渣应用于水泥混合材是没有问题的，具有良好的应用前景及社会、经济效益。

国外在脱硫渣的应用上已做了大量的研究，并有许多应用业绩，在脱硫渣的出路上，可提供能提供更多的资料。

8）、烟气脱硫电气、仪表控制系统及设备

每套脱硫装置设置一套分散式控制系统（DCS）完成控制。

控制的对象包括：

脱硫剂的加料及称量系统、反应器、流化风系统、消化水、增湿水系统、系统出灰等。

脱硫及辅助系统的控制采用先进的分散式控制系统（DCS）及设备，集中控制室内的每台机组设置一套冗余的分散式控制系统（DCS），分散式控制系统（DCS）可在无需现场人员配合下，在脱硫控制室内完成对脱硫系统脱硫剂输送、计量、水泵、风机、灰循环系统等启停控制，完成对运行参数的监视、记录、打印及事故处理，完成对运行参数的调节。

脱硫的主控制回路有两条：

一条是检测除尘器后的烟气温度以反馈调节增湿水的加入量；另一条是通过检测出口烟气量计算出SO2量以调节脱硫剂的加入量。

辅助回路为：

根据增温水的加入量的变化调节循环灰的加量。

电厂脱硫控制采用较高自动化程度的实时监控系统NIDIC核心件组成。

整个NIDIC实现以下三项调节功能：

脱硫剂给料量自动调节功能

循环灰量自动调节功能

增湿水量自动调节功能

并有10处断、满、堵等联锁保护装置。

3.3电厂采用NID的性能保证

1）、采用满足要求的CaO粉作脱硫剂，当Ca/S比在不大于1.1的情况下，脱硫效率大于80%。

2）、循环半干法脱硫与除尘器相配套，保证除尘器出口粉尘排放浓度不大于50mg/Nm3，烟气温度比露点高15℃以上，脱硫系统（包括循环半干法、电除尘器）总阻力不大于2100Pa。

3）、锅炉连续运行不受脱硫装置运行及故障检修的影响，脱硫装置的负荷波动与锅炉负荷范围相协调，一般为50~110%。

4）、脱硫装置性能可靠，投运第一年可投运时间不少于7000小时，一年以后年投运率不低于8000小时，装置使用寿命保证30年。

5）、脱硫装置的主控制系统采用PLC控制，采用集中与就地监控相结合的方式，可实现脱硫、除尘、输灰集中控制。

4主要供货设备清单（单台套）

序号

名称

规格、型号

数量

备注

1

吸收剂料仓

V=40m3

1

2

变频螺旋给料机

出力：

1.0t/h

P=2.2KW

1

3

吸收剂螺旋输送机

出力：

1.0t/h

P=1.5KW

1

4

吸收剂分布器

P=2.2KW

1

5

反应器

1

6

增湿器

P=15KW

1

7

消化器

P=3KW

1

8

带机械除尘器的进口封头及振打器

P=0.37kW

1

9

除尘器螺旋给料机

P=4kW

2

10

除尘器下流化斜槽

2

11

循环灰给料阀

P=5.5kW

1

12

底螺旋输送机

P=2.2kW

1

13

EP螺旋输送机

P=4kW

1

14

水箱

V=10m3

1

15

水泵

Q=10m3/h，P=15KW

2

一开一备

16

流化风机配FA4B消声器（两炉共用）

Q=5000Nm3/h，P=55KW

3

二开一备

电气仪表与控制设备供货范围一览表

CRT工作站

序号

名称

型号规格

单位

数量

备注

1

工控机

IPC610

台

1

2

显示器

21″

台

1

3

控制软件包

套

1

4

附件

套

1

脱硫

序号

名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

热电阻温度计

SBWZ-4480-230

只

5

2

差压变送器

3051CD

只

1

3

差压变送器

1151DP

只

1

压力变送器

1151GP

只

1

4

压力表

YE-1501.5级

只

10

5

压力表

Y-1501.5级

只

5

6

流化空气流量计

LGBK型孔板，

CD-5型双管差压计

套

4

8

射频导纳式物位控制器

UDC2000

只

4

9

音叉料位计

FM34

只

1

10

投入式液位计

TY4-20mA

只

1

11

脉冲开关

VS2000-01

只

8

12

阀门架

套

1

13

仪表导管、阀门

若干

14

照明灯具

高压防水钠灯

若干

15

程控柜

只

2

16

电动机控制柜

GCS

只

10

17

就地控制箱

只

5

18

照明电控箱

只

2

19

检修电源箱

只

4

20

仪表保护箱

只

2

21

可编程控制器

西门子S7-300

套

1

气力输灰

序号

名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

阀门控制箱（包括铜球阀、二联件等）

只

2

2

压力开关（隔膜式）

D518/7D

只

2

3

射频导纳式料位计

FM34

只

2

5所有物料消耗一览表

小时耗量

年耗量

1、水耗

5.0t/h

40000t/年

2、CaO

0.4t/h

3200t/年

3、电耗

70度

5.6×105度/年

4、仪用空气（7at）

0.5m3/min

（max2.0m3/min）

2.1×105Nm3/年

注：

1、按两台炉每台运行8000小时/年；

2、计电耗不包括除尘器及引风机、空压机电耗。

6水质要求表

循环半干法工艺水水质标准：

不溶解物总量≤20g/dm3

悬浮物总量≤10g/dm3

Cl-≤1000mg/dm3

HCO3-+CO32-≤1000mg/dm3

PH≥6.5

粒径≤0.3mm

温度15~30℃

压力1000kPa

循环半干法消化水水质标准：

不溶解物总量≤1g/dm3

悬浮物总量≤10g/dm3

Cl-≤100mg/dm3

HCO3-+CO32-≤500mg/dm3

SO42-≤200mg/dm3

PH≥6.5

粒径≤0.3mm

温度15~30℃

压力1000kPa

7脱硫系统性能、参数表

序号

名称

单位

保证值

设计值

1

脱硫效率

%

80

85

2

脱硫剂品种

CaO

CaO

3

⊿CaO消耗量

t/h

0.40

0.36

4

循环半干法除尘器出口粉尘浓度

mg/Nm3

≤50

≤40

5

电除尘器出口烟气温度

℃

75±5

75±5

6

系统总压降（包括除尘器）

Pa

≤2100

≤2000

7

脱硫系统总水耗量

t/h

5

5.0

8

设备可利用率

%

98

99

9

装置增加人数

人

5

5

10

装置使用寿命

年

30

30

11

年投运时间

h/a

8000

8000

12

对锅炉燃烧系统的影响

%

0

0

注：

本方案采用CaO作脱硫剂。

⊿CaO要求纯度≥80%，粒径100%不大于1mm。

8烟气处理系统分项报价表

序号

项目内容

价格（万元）

小计（万元）

备注

1

脱硫系统

机械设备

2

电气仪表系统

3

布袋除尘器

4

气力输送系统

5

合计：

万元

注：

1、以上报价不包括所有电缆及电缆桥架。

2、不包括运输、安装、技术服务及调试费。

2007年10月