CFB锅炉超净排放最佳可行技术研究及应用

CFB锅炉超净排放最佳可行技术研究及应用CFB锅炉超净排放最佳可行技术研究及应用目录目录一、CFB特点与超净工艺匹配、特点超净配二技术难点攻关二、技术难点攻关三工程应用案例三、工程应用案例2015‐9‐192龙净环保简介龙净环保简介龙净环保始建于1971年2000年股票上市（沪市600388）成•龙净环保始建于1971年，2000年股票上市（沪市600388），成为国内从事大气污染治理的首家上市公司；•资产总额超过108亿元，现有员工7000余名，在北京、上海、武汉、西安、宿迁、盐城、厦门、天津和新疆等地设立分公司或厂宿城天津新等分工厂。先后引进美国德国澳大利等国家先进的烟气治理技术•先后引进美国、德国、澳大利亚等国家先进的烟气治理技术，掌握了脱硫、脱硝、除尘、物料输送等国际领先技术，拥有一批优秀管理人才和技术人才。批优秀管理人才和技术人才。•2002年起，产品产销量连续13年居全国同行业第一，其中电袋、2002年起，产品产销量连续13年居全国同行业第，其中电袋、电除尘器、干法脱硫等产品业绩位居世界首位。2015‐9‐193提供工业烟气净化揽子解决方案提供工业烟气净化一揽子解决方案除尘脱硫除尘电除尘器（干/湿）布袋除尘器；脱硫LJD/LJS/LJFWSLFGD;烟气布袋除尘器；电袋除尘器；WSL‐FGD;固废综合利用烟气治理岛物料输送脱硝治理岛物料输送气力输送；管带输送脱硝SCR;管带输送SNCR;COA;2015‐9‐194特点与超净艺一、CFB特点与超净工艺匹配2015‐9‐195国家与部分地方超净/近零排放值一览表污染物标准氮氧化物mg/Nm3二氧化硫mg/Nm3烟尘mg/Nm3汞及化合物ug/Nm3林格曼黑度铅ug/Nm3硒ug/Nm3三氧化硫mg/Nm3废水标准g/g/g/g/黑度g/g/g/广州市超洁净50355-----？国家排放限值5010020301---？国家排放限值5010020301山西省50355-----山西晋能集团503553---5燃气机组50355-1---发改委/环保部/能源局503510同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放染物排放美国标准（MATS法案、ELG法案）-15013.50.4514.57.5（用透明度表示）美国正在讨论严苛的法规（法案、法案）度表示）规龙净超净标准50355+53+503553（预留升级至0.45）1（几乎全透明）355没有废水至0.45）2015‐9‐1962015‐9‐197研究背景研究背景•燃煤电厂污染物的控制要求日益提高，对二氧化硫、重金属、氮氧化物、氟化氢、二噁英和颗粒物等多种污染物提出了更高的排放标准。多污染物的协同治理是发展之路针对燃煤电站锅炉烟气特点基于目前现有的烟的协同治理是发展之路。针对燃煤电站锅炉烟气特点，基于目前现有的烟气循环流化床干法脱硫净化工艺，优化开发与之相匹配的、经济适用、操作简单无次污染的脱硫脱汞多污染物协同净化控制技术开展满足作简单、无二次污染的脱硫脱汞及多污染物协同净化控制技术，开展满足新标准要求的多污染物协同脱除工业化试验研究，形成具有自主知识产权的燃煤烟气脱硫脱汞一体化及多污染物协同净化控制技术和装备，既是“资源节约型、环境友好型”社会建设的需要，也是电力工业绿色和谐可持续发展的需要。2013年龙净环保承担华北电力大学和上海交通大学共同参与的“十二•2013年，龙净环保承担、华北电力大学和上海交通大学共同参与的“十二五”资源环境技术领域863计划课题“燃煤烟气循环流化床脱硫脱汞一体化及多污染物协同净化技术研究与示范”。研究依托项目研究依托项目项目名称装机容量SO2脱硫效率SO2DHg山西国金电厂（CFB锅炉，超洁净）2×350MW1000953550.49神华神东电力河曲电厂（CFB锅炉）2×350MW1347955050.49华能吉林白山煤矸石电厂（CFB锅炉）2×330MW1000955050.49内蒙君正集团自备电厂（CFB锅炉，煤矸石）2×330MW2000965050.49山西国峰煤电有限责任公司（CFB锅炉，2×300MW150097355049煤矸石，超洁净）2×300MW1500973550.49福建华电永安发电有限公司（CFB锅炉）2×300MW265098.115050.49同煤集团大唐热电厂二期（CFB锅炉）2×300MW6709533.550.49陕西府谷新元洁能有限公司（CFB锅炉）2×300MW1780958950.49神华福能（福建雁石）发电有限责任公司5#机（超洁净）300MW2550983550.49300MW及以上等级机组共计17台套CFB锅炉与煤粉炉的区别CFB锅炉与煤粉炉的区别锅炉氮氧飞灰量投油时间及烟气含硫量化物频率低大富含长频繁炉内脱硫CFB低大，富含CaO长，频繁炉内脱硫后，SO2较低，但2SO3高煤粉炉高小短可以不没有炉内脱硫煤粉炉高小短，可以不投油没有炉内脱硫，SO2相对较高2015‐9‐1910工艺路线以湿法为中心的超低排放工艺路线工艺路线一：以湿法为中心的超低排放工艺路线2015‐9‐1911工艺路线二：新型干法超洁净工艺路线2015‐9‐1912湿法超净排放工艺LJD干法超净技术包括脱硝除尘器脱硫喷淋塔除雾器脱硝脱硫除尘一体系统包括工艺流程情况包括脱硝、除尘器、脱硫喷淋塔、除雾器、GGH 系统、WESP、吸收剂制备浆液池和污水处理外围系统等；脱硝、脱硫除尘体，系统包括脱硫塔、脱硫后除尘器和吸收剂系统，系统简洁，操作更简单。占地情况系统复杂，占地面积大系统简单，占地面积小，约为湿法的1/2需增加WESP系统，才能粉尘浓度≤5mg/Nm3的环保要求除尘采用脱硫专用布袋除尘器，除尘的环保要求。需关注废水问题及检测手段升级问题。可保证粉尘浓度≤5mg/Nm3的环保要求。最高能达到98%；需注意：95%以上，最高可达997%，出口脱硫效率若采用热交换器GGH产生漏风，脱硫率还会有所降低；对于含硫量超过2%的燃料，无法做到出口95%以上，最高可达99.7%，出口SO2浓度能够稳定50mg/Nm3以下，目前已有实用业绩。SO2浓度35mg/Nm3以下。2015‐9‐1913干法/湿法比较法超净排放法超净技术湿法超净排放工艺LJD干法超净技术不依赖设备变化，适应性好。利用清洁烟气再循环烟道可以很好对煤含硫量、烟温、烟气量双塔循环/单塔双循环技术注意：预见煤种变化，预留足够喷淋层。用清洁烟气再循环烟道可以很好适应烟气0～110％负荷变化；可实时根据烟气温度变化调节吸收变化的适应性层。塔的喷水量；仅需调节脱硫剂的添加量便可以满足更高的脱硫率的要求。SO的脱除率增设SCR/SNCR后，SO3气溶胶会增加，而湿法脱硫几乎不能脱除气溶胶。由于脱硫塔内激烈湍动的，具有巨大表面积的颗粒有着很强的SO3的脱除率增设电除雾器可以去除SO3，占地增加，投资运行费用剧增。巨大表面积的颗粒，有着很强的吸附作用，可高效脱除SO3。SO无法脱除脱硫系统水腐蚀方面一、SO3无法脱除；二、脱硫系统水的循环使用，氯在吸收液中逐渐富集，浓度可高达几万mg/L，因此湿法脱硫由于几乎百分百脱除SO3，且整个系统均为干态，因此无须任何防腐措施g系统中存在较严重的腐蚀问题。腐措施。2015‐9‐1914干法/湿法比较湿法超净排放工艺LJD干法超净技术有废水产生废水中含有氯离子氟离子废水处理有废水产生，废水中含有氯离子、氟离子、COD、氨氮等，需单独处理，一般处理100万Nm3/h烟气量，产生5m3/h的废水量。无废水产生。“白烟”有“白烟”现象，冷凝液滴pH值为4～5。无“白烟”现象。烟囱防腐烟囱需进行防腐无需防腐。烟囱防腐烟囱需行防腐无需防腐吸收剂无法利用炉内脱硫后的过剩氧化钙，需要额外添加吸收剂可以利用炉内脱硫后的过剩氧化钙可以采用电石渣添加吸收剂。氧化钙，可以采用电石渣。耗水量大，对氯离子有一定要求量小，可以采用含氯废水2015‐9‐1915干法/湿法比较湿法超净排放工艺LJD干法超净技术设备投资每kWh约380元（含电除尘器及烟囱防腐费用）每kWh约260元（设置ESP1）每kWh约220元（不设置ESP1）每kWh约220元（不设置ESP1）运行费用每kWh约1.0分每kWh约0.8分维护费用以2×350MW机组为例，年维护费用约600万元。以2×350MW机组为例，年维护费用约120万元。2015‐9‐1916“干法”与“湿法”超洁净路线的定性对比工艺比较项目LJDWLS投资11.5~2（含完整湿电）电）维护费用1~3维护费用1~3水耗量115~2水耗量11.52占地12电耗1～2.52015‐9‐1917CFB锅炉投油点炉对WLS的影响CFB锅炉投油点炉对WLS的影响•在脱硫旁路取消（但除尘旁路没有取消）的情况下，采用重油点炉或者烘炉，油污不仅会直接导致脱硫系统浆液污染，而且会粘接在塔壁、喷淋层和除雾器上，导致脱硫浆液长期受到油污的影响，产生起泡问题，更严重的甚至出现浆液逆流和倒灌，冲击引风机，酿成重大事故。2015‐9‐1918入口烟道常液位入口烟道正常液位2015‐9‐1919浆液起泡与软垢问题浆液起与软垢问题2015‐9‐1920结论结论•从综合环保指标、投资、运行成本以及与CFB锅炉运行方式匹配度综合考虑，我们认为，CFB+SNCR+LJD‐FGD为当前CFB锅炉烟气实现超净排放的最佳可行技术方案。二技术难点攻关与创新二、技术难点攻关与创新2015‐9‐1922龙净干法工艺的创新和研发龙净干法工艺的创新和研发为提升循环流化床半干法脱硫工艺的整体技术性为提升循环流化床半干法脱硫工艺的整体技术性能，使得能满足日趋严格的环保标准，龙净实施了一系列的创新和研发工作。龙净依托国家“十一五”863计划重点课题“600MW燃煤电站半干法脱硫除尘体计划重点课题“600MW燃煤电站半干法脱硫除尘一体化技术与装备”和“十二五”863计划重点课题“燃煤化技术与装备和十二五863计划重点课题燃煤烟气循环流化床脱硫脱汞一体化及多污染物协同净化技术研究与示范”，通过对工艺核心机理研究，改进工艺配置提高核心设备性能成功实现了“新一代”工艺配置、提高核心设备性能，成功实现了新一代高性能的循环流化床半干法脱硫除尘脱汞一体化工艺的技术研发和工艺推广工作。2015‐9‐1923龙净干法工艺的创新和研发龙净干法工艺的创新和研发“新代”循环流化床半干法脱硫除尘脱汞体“新一代”循环流化床半干法脱硫除尘脱汞一体化工艺不仅实现高效的脱硫除尘性能，同时能够协调仅实现高效除协脱除和吸附烟气中其他污染物，实现一套装置协同净化烟气中的多种污染物。2015‐9‐19242015‐9‐1925基本反应基本反应2015‐9‐1926高脱硫效率研究高脱硫效率研究对于CFB‐FGD系统来说，获得高脱硫效对于CFB‐FGD系统来说，获得高脱硫效率需要整个系统综合考虑，其中涉及到三个环节。1反应物质的高效物理传质过程1、反应物质的高效物理传质过程；2、反应器液相离子型化学反应；反应液相离子化学反应；3、高效物理传热过程，使得水逐步蒸发，副产物为干态。2015‐9‐1927高脱硫效率研究高脱硫效率研究核心是有效控制离子型反应。保证反应器的离子型化学反应有足够的持续时间并器的离子型化学反应有足够的持续时间，并能在物料出吸收塔时水能够完全蒸发。其中涉及到操作温度、水的设置、HCl的影响吸收剂品质的影响颗粒平均停留的影响、吸收剂品质的影响、颗粒平均停留时间、出口SO2浓度等。2015‐9‐1928高脱硫效率研究高脱硫效率研究保足够长的液相离反应时间是关键置合适的操作1、保证足够长的液相离子反应时间是关键。设置合适的操作温度（Δt），Δt越小，反应持续时间越长。2015-9-1929高脱硫效率研究高脱硫效率研究2、合适的雾化粒径，越均匀越好。合适的雾化粒好合适的雾化粒径可以让液相反应持续时间在最佳状态。细粒径和粗粒径都有响粒径都有影响。2015‐9‐1930高脱硫效率研究高脱硫效率研究3、合适