燃煤电厂烟气NID脱硫技术与工程应用

北极星环保网讯:目前，国内燃煤电厂锅炉烟气脱硫技术有了很大发展，新建机组配套脱硫和在役机组脱硫改造成为一种必然的发展趋势。根据炉后烟气脱硫过程中工艺水的应用特点，将炉后烟气脱硫技术分为湿法、干法和半干法三大类。其中，半干法脱硫是指在脱硫过程中有少量工艺水投入，但脱硫产物最终是以干态的形式出现。

特别是在役机组的脱硫改造，受已有条件限制，脱硫工艺和方案布置受到很大制约。300MW以下机组改造选用半干法脱硫工艺的较多，半干法脱硫主要有脱硫除尘一体化脱硫工艺(NID)、烟气循环流化床法（CFB）等。NID脱硫工艺以其独到的设计和相好的性能越来越受到重视和应用。

NID脱硫工艺

NID（NovelIntegratedDesulphurization）脱硫除尘一体化脱硫技术由ALSTOM公司在20世纪90年代初从喷雾干燥法开发而成，用于燃煤、燃油电厂、工业锅炉、垃圾焚烧电厂的烟气脱硫及有害气体的处理。

1工艺原理及流程

NID是利用含有CaO的吸收剂或消石灰（氢氧化钙）与二氧化硫反应生成CaSO3和Ca-SO4。除尘器收集下来有一定碱性的粉尘与CaO混合增湿后再进入除尘器入口烟道和烟箱，反复循环。NID工艺特征是吸收剂的低湿度和高比例循环。在吸收剂的大表面积和低湿度作用下，烟温快速下降，吸收剂水份快速蒸发。由于水份蒸发时间很短，使得反应器容积减小。

NID脱硫工艺可与除尘器组合为一体，结构简单，占地面积小，物料循环倍率可达30～50次以上。正常情况下，脱硫率一般可达85以上。

2性能特点

根据国家发展和改革委员会最新发布的《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程DL/T5196-2004》中关于脱硫工艺选择的一般性原则的要求，焦作电厂#2机组已投产约25年，属于剩余寿命低于10年的老机组，本工程设计的燃煤含硫量Sar<2.0，且吸收剂来源和副产品处置均能充分落实，适宜优先采用半干法、干法或其他费用较低的成熟脱硫技术。

NID半干法脱硫工艺能保证脱硫效率在80以上，并满足SO2达标排放和排放总量控制要求。设备占地面积很小，更有利于现有电厂燃煤机组的改造。设备安装简单，建设周期短。对于现有电厂，设备改动小，一般在正常的大修停机期间就可完成。辅助设备都可布置在除尘器下，无需占用更多额外空间。能脱除烟气中80以上的SO2，是一种非常有效的脱硫方法，SO3、HCI和HF的脱除率高达98，用于中、低硫煤时最经济。

而且脱硫效率根据不同的环保要求或煤种的变化，通过调整CaO或Ca（OH）2的加入量和再循环灰量及操作温度，确保能满足SO2的排放标准。NID脱硫工艺脱除单位量SO2的总费用较低，约550-950元/吨。由于工艺简单，组成部件较少，且可利用现有的设备和公共设施，占地面积小，平均每1150Nm3/h的烟气量需1m2场地。系统运行的维护费和动力消耗较低。

NID脱硫工艺典型配置的除尘器是袋式除尘器。由于布袋表面吸附的粉尘与SOX等接触相当于一个气固相反应器，所以NID脱硫工艺与袋式除尘器相配时更有利于脱硫效率的提高。采用石灰粉，由石灰石煅烧取得，焦作附近太行山脚下石灰粉生产企业较多，以用量定产。

部分企业的石灰粉经焦作市产品质量监督检验所等单位检验，CaO纯度≥85。脱硫副产品与粉煤灰一起从烟气中分离出来，是含湿量较低的固态粉末，组成中的CaSO3&dot;1/2H2O十分稳定，其分解温度为436℃，与空气长期接触自然氧化成CaSO4&dot;2H2O，对环境不会造成影响。根据经验，可用作煤矿回填、筑路、造砖等。目前，土壤资源越来越宝贵，一些地方已不允许烧红砖，脱硫渣的综合利用越来越受到重视。同时，该工艺不会产生废水，不会造成二次污染。

3半干法脱硫工艺的比较

NID脱硫工艺国内主要应用业绩有包头第二热电厂1×200MW机组，某自备电厂1×210MW机组，淄博齐鲁石化1×125MW机组等。

CFB循环流化床法烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇(LURGI)公司开发的一种新的干法脱硫工艺，这种工艺以锅炉循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，大大提高了吸收剂的利用率。正常情况下，脱硫率一般可达85以上。烟气从吸收塔底部引入，并通过吸收塔底部文丘里管加速，进入吸收塔循环流化床体。

物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成聚团物向下返回，而聚团物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑移速度很高，强化了气固间的传质与传热。除尘器除下的固体颗粒大部分通过除尘器下的再循环系统返回吸收塔，继续参加反应。国内主要应用业绩有：山西榆社2×300MW机组，焦作华润2×135MW机组等。

RCFB回流式烟气循环流化床：德国Wulff公司在Lurgi技术基础开发出回流式烟气循环流化床工艺，简称RCFB，脱硫率可达85以上。已在广州恒运自备电厂一台210MW机组使用。Wulff公司的RCFB工艺流程基本与鲁奇CFB相同，RCFB最大特点是反应塔的流场和塔顶结构设计上，使反应塔中烟气吸收剂颗粒在向上远动中有一部分因回流从塔顶向下返回塔中。

这股向下的固体回流与烟气的方向相反，而且是一股很强的内部湍流，从而增加了烟气与吸收剂接触时间，形成内部再循环。

CDS循环干法工艺：国内引进美国环境技术公司（EEC）循环干法烟气脱硫技术工艺。脱硫工艺原理与CFB基本相同，脱硫率可达85以上。循环流化床系统主要由消石灰贮存输送系统、循环流化床吸收塔、喷水增湿系统、回料系统、脱硫渣输送系统、除尘器及控制系统组成。目前国内应用该脱硫工艺的电厂机组有北方电力内蒙古乌海热电有限公司2×200MW机组。

现役锅炉改造脱硫系统的配置

脱硫工艺的选择应根据锅炉容量和调峰要求、燃煤煤质（特别是折算硫分）、二氧化硫控制规划和环评要求的脱硫效率、脱硫工艺的成熟程度、脱硫剂的供应条件、水源情况、脱硫副产物和飞灰的综合利用条件、脱硫废水、废渣排放条件、场地布置条件等因素，经全面技术经济比较后确定。

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