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焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页1焦作华润热电联产技改脱硫除尘岛工程培训资料山东三融环保工程有限公司2004年12月目录第一篇工艺部分第二篇电气部分第三篇热控部分焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页1第一篇工艺部分1概述焦作华润热电有限公司热电联产技术改造工程建设2×135MW双抽汽轮发电机组，配两台440t/h超高压煤粉锅炉，炉后采用半干法脱硫工艺。山东三融环保工程有限公司采用引进的德国鲁奇能源环保（LEE）公司循环流化床脱硫技术（CFB-FGD）进行设计和建造。1.1主要设计原始资料1.1煤质、灰渣资料热电厂设计煤种为山西晋城无烟煤，校核煤种为焦作无烟末煤，煤质资料如下表：1.1-1煤质特性表名称符号单位数值设计煤种校核煤种元素分析收到基碳Car%69.2964.56收到基氢Har%2.402.26收到基氧Oar%0.071.56收到基氮Nar%0.781.05收到基硫St.ar%0.330.36工业分析收到基灰分Aar%19.4921.21收到基水分Mar%7.649.0干燥无灰基挥发分Vdaf%9.327.58收到基低位发热量Qnet.v.arMJ/kg25.1423.34可磨系数KBTИkm1.11.121.1-2灰渣特性表名称符号单位数值设计煤种校核煤种二氧化硅SiO2%48.6249.94三氧化二铝Al2O3%28.8030.60三氧化二铁Fe2O3%2.723.81焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页2名称符号单位数值设计煤种校核煤种氧化钙CaO%5.345.12氧化镁MgO%0.211.36氧化钾K2O%1.13氧化钠Na2O%1.05三氧化硫SO3%3.501.95五氧化二磷P2O5%6.60二氧化钛TiO2%1.981.10其它%0.056.121.1-3灰比电阻设计煤种粉煤灰比电阻（测量电压1.6KV）测量温度（℃）比电阻（Ω·cm）222.31×109806.05×1071008.08×10101201.84×10111402.53×10111602.89×10111802.89×10112009.62×1012注：此粉尘比电阻按原煤测试，未考虑脱硫灰的影响，供方按脱硫灰进行修正。1.2脱硫剂成份分析资料吸收剂采用当地生产的石灰粉和电石渣粉。1.2.1根据《建筑石灰试验方法化学分析方法》（JC/T478.1-92）和《建筑石灰试验方法物理试验方法》（JC/T478.1-92），检验结果如下：氧化钙〈CaO〉含量：90％氧化镁〈MgO〉含量：2％粒度：2.0mm生石灰消化速度如下：时间间隔（S）20406080100120焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页3温度（℃）3040556075851.2.2电石渣成分分析：水分（%）0.08mm筛余（%）密度（g/cm3）比表面积（m2/kg）烧失量（%）二氧化硅（%）三氧化二铝（%）三氧化二铁（%）氧化钙（%）氧化镁（%）三氧化硫（%）42.510.42.2038627.403.282.140.2264.50.060.36检验方法：国家标准GB/T208、GB1345、GB5762、GB80741.3烟气资料1.3.1烟气成份（标准状态）项目单位设计煤种校核煤种附注N2VOL%80.16.80.09干态，实际O2CO2VOL%14.0614.14干态，实际O2O2VOL%5.755.74干态，实际O2SO2mg/Nm3696820干态，实际O2H2OVOL%5.275.56`湿态，实际O21.3.2空预器出口烟气量（×103）及烟尘浓度项目单位设计煤种校核煤种附注BMCRECR60%BMCRBMCRECR60%BMCR干态Nm3/h464.4463.7实际O2湿态Nm3/h490.2491.0实际O2湿态m3/h713.5714.7实际O2干态Nm3/h473.3471.46%O2湿态Nm3/h499.3498.86%O2粉尘g/Nm318.46721.616湿态，实际O2烟温℃129.6130.11.4工艺水CFB-FGD系统所需的工艺水采用电厂工艺水。2循环流化床（CFB-FGD）脱硫工艺的发展历史2.1烟气脱硫技术的分类按照脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫可分为湿法、半干法、干焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页4法三类工艺。湿法脱硫工艺主要包括：石灰石－石膏法；简易石灰石－石膏法；间接石灰石－石膏法；海水脱硫；磷铵复合肥法（PAFP法）；钠碱法；氨吸收法；氧化镁法。半干法脱硫工艺主要包括：旋转喷雾干燥法（SAD）；循环流化床法（CFB-FGD）；增湿灰循环脱硫技术（NID）。干法脱硫工艺主要包括：炉膛干粉喷射脱硫法；高能电子活化氧化法；荷电干粉喷射脱硫法（CDSI）。2.2循环流化床（CFB-FGD）脱硫工艺的发展历史德国鲁奇能源环保（LEE）公司旗下比晓夫(LLB)是世界著名的脱硫公司,其CFB-FGD是目前干法脱硫技术商业应用中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优异的一种方法。该工艺已经先后在德国、奥地利、波兰、美国等国家得到广泛的应用,最大已运行单机、单塔机组容量为300MW,采用该技术的单塔处理烟气量可达到2800000Nm3/h，简要将该公司介绍如下:德国鲁奇能源环保（LEE）公司旗下比晓夫(LLB)是世界上最早从事烟气治理设备研制和生产的企业，已有一百多年的历史。LLB于上世纪七十年代初，首创将循环流化床技术（CFB）用于工业烟气脱硫，经过三十多年不断完善和提高，目前其烟气循环液化床干法脱硫技术居于世界领先水平。LLB的烟气循环液化床干法脱硫技术业绩世界第一，特别是其拥有目前世界上唯一真正在运行的300MW机组的业绩。1970-1972年，LLB将CFB烟气净化工艺在德国Grevenbroich电解铝厂首次获得试验成功，用于脱除电解铝烟气中的HF有害气体。在电解铝烟气净化工艺中，用氧化铝焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页5粉作吸收剂，吸收了HF后的氧化铝粉被送入电解炉中进行电解，生产电解铝。1978年，世界上第一台商业CFB烟气净化装置用于炼铝行业，吸附HF，处理风量：2×300000Nm3/h，HF脱除率达到98%；1980年，世界上第一台CFB烟气净化装置用于垃圾焚烧炉，处理HCl/SO2,吸收剂为熟石灰，处理风量：3×97000Nm3/h，HCl脱除率达到95%；1983年，世界上第一台CFB烟气净化装置用于电站，处理SOx，吸收剂为熟石灰，处理风量：245000Nm3/h，所有的飞灰通过吸收塔，无需预除尘，产物为飞灰和脱硫物的混合物；1985年，BORKEN电厂采用CFB干法脱硫装置，脱硫率高达97%，燃烧褐煤产生SO2浓度13g/Nm3,SO3被几乎全部去除，达到排放标准；1986年，第一次应用干燥的熟石灰CFB烟气净化装置，同将熟石灰直接应用，大大节省了运行费用，通过改变燃料，而改变烟气中的SO2含量高达50%，CFB系统可在几分钟内适应变化，达到排放标准；1986年，世界上第一台CFB烟气净化装置用于水泥行业；1988年，第一台CFB烟气净化装置可适应负荷从15%到120%变化，两台锅炉共用一台装置；1993年，第一台CFB烟气净化装置将石灰石注入锅炉，再通过后部的CFB反应器注水降温和利用产生剩余石灰进行脱硫；1995年，五台锅炉共用一个反应塔，特别有利于老厂改造；2002年，单机单塔300MW的CFB-FGD投入实际工业运行，处理风量为97.2万Nm3/h；2002年，目前设计脱硫效率最高的CFB-FGD投入运行，设计脱硫效率为99.7%。目前LLB的CFB-FGD技术的应用业绩达超过40台套，居世界干法脱硫第一位，拥有单机单塔300MW的最大容量实际应用业绩。3脱硫工艺原理CFB-FGD系统主要由预除尘器、吸收塔、二级除尘器、吸收剂制备、脱硫灰再循环、工艺水系统、物料输送系统、流化风系统及仪表控制系统等组成，其工艺流程详见附图。来自锅炉空气予热器出来的烟气，通过予除尘器进入吸收塔。此处高温烟气与加入的吸收剂、循环灰分充分混合，进行初步的脱硫反应，然后通吸收塔底部的文丘里管加速，吸收剂、循环脱硫灰受到气流的冲击作用而悬浮起来，形成循环流化床，进行充分的脱硫反应。循环流化床具有最佳的热和物质传送特性,在这区域内流体处于激烈的的湍流状态，循环流化床内的Ca/S值可达到40-50，这是因为细小颗粒和烟气之间最大焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页6速差而决定的。颗粒反应界面不断摩擦，碰撞更新，极大地强化了脱硫反应的传质与传热。在吸收塔的文丘里的出口扩管段设一套高压喷水装置，喷入的水经过雾化后一方面增湿颗粒表面，另一方面使烟温降至高于露点温度15-20oC，创造良好的脱硫反应温度，吸收剂与SO2充分的反应，主要生成亚硫酸钙CaSO3·1/2H2O、硫酸钙CaSO4·1/2H2O和碳酸钙CaCO3，他们和飞灰一起由清洁烟气携带到吸收塔顶部，然后在后面的电除尘器中分离出来。分离出来产物由斜槽循环回吸收塔,以延长吸收剂颗粒的停留时间，降低工艺过程中Ca/S摩尔比。这套系统在Ca/S摩尔比稍有增加的情况下,就可以使脱硫率达到95%以上。对于少量脱硫副产品，排到电厂除灰系统。CFB-FGD的化学反应原理是烟气中的SO2和几乎全部的SO3、HCL、HF等，在Ca(OH)2粒子的液相表面发生化学反应，主要化学反应方程式如下：CaO+H2O=Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2OCa(OH)2+2HCl=CaCl2·2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2OCa(OH)2+2HF=CaF2+2H2O4CFB-FGD工艺特点CFB-FGD工艺有以下特点:1）塔内具有优良的混合条件，使塔内的水分迅速蒸发，并且可脱除全部的SO3，烟气温度高于露点温度15-20℃，所以无须防腐。吸收塔及其下游设备不会产生粘结和堵塞，也不会产生腐蚀。2）脱硫效率高，运行费用低。容易选择最佳的CFB操作气流速度，气固两项流在CFB内滑落速度最大，脱硫反应区层密度高，颗粒在吸收塔停留时间长，使SO2与脱硫剂能得到充分的混合，保证了达到较高脱硫效率。焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料山东三融环保工程有限公司第页73）由于脱硫剂的利用率高，它所产生的脱硫副产物排放少。脱硫副产物流动性好，易于处理。除尘器收集的灰分绝大部分循环使用，只有少量外排，灰综合处理成本低。4）转动部件少，整个装置可用率高。吸收塔内为空塔，没有运动部件，磨损小，使用寿命长。5）控制简单，因脱硫剂为干态，床温只取决于喷水量的多少，不受进口烟气中SO2浓度的制约。6）负荷适应性好。由于采用了清洁烟气再循环技术，以及脱硫灰渣再循环等措施，可以满足不同的锅炉负荷要求。锅炉负荷在60-100%范围内，脱硫系统可以正常运行。7）单塔处理能力大，已有大型化的应用业绩，单塔处理最高可处理28x105Nm³/h。8）具有良好的操作弹性。在煤的含硫量增加或要提高脱硫效率时，无需增加任何设备，仅需调节Ca/S摩尔比就行了。根据工程运行情况表明：即使烟气中的SO2和烟尘含量很高（SO2为9~13g/m3，飞灰为15.9~20g/m3），锅炉负荷波动很大（30~100%），采用CFB-FGD技术脱硫效率仍能达到400mg/m3的要求。5主要控制回路CBF-FGD干法脱硫的工艺控制较其它方法简单，其主要通过三个回路（见工艺控制回路图）实现，具体如下：1）脱硫剂耗量控制：根据吸收塔进口烟气流量及进口SO2浓度，通过调节旋转给料器的转速，可以控制石灰粉的给料量