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300MW机组CFB锅炉超低排放级联合脱硫匹配方式试验

北极星环保网来源:循环流化床发电 魏星2017/12/11 9:08:21我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 干法脱硫 脱硫塔

北极星环保网讯:为了全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造,加快现役燃煤发电机组超低排放改造步伐,2015年,国家环保部印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,其中要求东部地区300MW及以上公用燃煤发电机组2017年前总体完成。某电厂(以下简称“YS电厂”)2×300MW机组循环流化床(CFB)锅炉采用炉内干法脱硫,无法满足2017年SO2超低排放的要求。

为此,该电厂2015年完成了2×300MW机组CFB锅炉SO2超低排放综合改造。脱硫技术路线在保留了原炉内干法脱硫系统的基础上,新建烟气半干法脱硫除尘一体化系统。采用炉内干法与炉外烟气半干法联合脱硫后实现SO2的超低排放。但是,运行中存在消石灰耗量大,运行成本高的问题。为了提高脱硫系统运行经济性,本文通过理论分析并结合该电厂5号机组现场试验结果,对炉内干法与烟气半干法两级脱硫的匹配特性进行了研究。

1、锅炉及脱硫系统概况

1.1锅炉概况

YS电厂300MW机组CFB锅炉机组配备1025t/h亚临界CFB锅炉,燃料以当地无烟煤为主。锅炉主要由膜式水冷壁炉膛、3台汽冷式旋风分离器和由汽冷包墙包覆的尾部竖井(HRA)3部分组成。每个汽冷式旋风分离器下部各布置1台J阀回料器,回料器为一分为二结构,锅炉外循环灰通过6路回料斜腿返回炉膛。锅炉主要设计性能参数见表1。

脱硫技术

由表1可见,锅炉设计床温910℃,炉内干法脱硫效率设计值84.7%,以保证脱硫后烟气中SO2排放质量浓度不高于400mg/m3,石灰石的最大耗量9.58t/h。

1.2炉内干法脱硫系统

YS电厂每台300MW机组CFB锅炉炉内干法脱硫系统配套石灰石粉仓1座,石灰石输送系统2套(含输送管路),采用压缩空气作为输送气源。石灰石粉入炉点设置在返料器回料斜腿,炉内干法脱硫系统如图1所示,主要参数见表2。

脱硫技术

脱硫技术

由表2可见:石灰石粉仓容积可满足锅炉BMCR工况72h的用量需求;单套石灰石输送系统最大出力约12t/h,满足锅炉B-MCR工况石灰石粉用量要求并保有一定裕量,日常运行中一用一备。

1.3烟气半干法脱硫系统

烟气半干法脱硫以消石灰作为脱硫剂,将生石灰消化制成干式消石灰粉,也可直接采购成品消石灰粉。将消石灰加入到脱硫塔内,同时喷入减温增湿水,使脱硫剂与烟气在脱硫塔内混合,发生强烈的物理化学反应,对烟气中的SO2进行脱除,主要化学反应如下。

1)生石灰与液滴结合产生的水合反应(生石灰的消化过程):

CaO+H2O=Ca(OH)2

2)SO2液滴吸收的反应:

SO2+H2O=H2SO3

3)Ca(OH)2与H2SO3的反应:

H2SO3+Ca(OH)2=CaSO3˙1/2H2O+3/2H2O

4)部分CaSO3˙1/2H2O被烟气中的O2氧化:

CaSO3˙1/2H2O+1/2O2+3/2H2O=CaSO4˙2H2O

烟气半干法脱硫过程占主导的是离子反应,反应程度取决于液滴的数量和蒸发干燥时间。因此,影响烟气半干法脱硫效率的参数主要包括脱硫装置进出口烟气温度、水烟比(进入脱硫塔单位体积的烟气喷入的减温水量)等。其中,脱硫塔出口烟气温度要求在高于烟气绝热饱和温度条件下取较小值,并保证脱硫塔内物料不会因湿度过大而结块掉落,工程经验一般取70~75℃。

延伸阅读:

干法脱硫效率低、脱硫塔湿壁和塌床的原因分析

脱硫灰作为脱硫剂湿法脱硫技术的研究

最主流烟气脱硫脱硝技术大汇总

工业锅炉超低排放烟气干法脱硫脱硝协同工艺研究

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