亿发国际登陆 -干货!CFB锅炉最佳脱硫方式全解析
2017-7-25
来源:工业过程气体监测技术
点击数: 3205          作者:未知
  •      “公布的空气质量监测结果达标了,为什么还是灰蒙蒙的,看不见蓝天?”这一普遍的疑问,不仅反映了雾霾问题的日益严重,也说明环保治理与实际效果的偏离。而这一问题的产生,与我国大量火电机组的烟气脱硫工艺路线采用电场数不足的电除尘器+湿法脱硫(不加GGH)不无关系。

    循环流化床(circulatingfluidizedbed,简称CFB)锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。作为一种环保型锅炉,CFB锅炉可以通过喷入一定的石灰石,实现一定效率的炉内干法脱硫。炉内脱硫效率一般在60%~90%(取决于Ca/S和锅炉结构)之间。但由于CFB锅炉的燃料特点,在一些燃烧高硫燃料或所在地SO2排放标准要求严的CFB锅炉,必须在炉后进一步进行烟气脱硫。

    笔者在此对比了传统湿法脱硫工艺(钙法、镁法、氨法)和循环流化床干法脱硫工艺,以期得出CFB锅炉烟气最合适的脱硫方式。

    CFB锅炉烟气脱硫提效的传统工艺路线,一般是烟气先经过布袋除尘器(或电除尘器)除尘后,再旁路进入湿法脱硫装置进行烟气的提效脱硫。

    由于CFB锅炉烟气含尘浓度高,加上炉内脱硫后的烟尘比电阻高。因此,传统的CFB锅炉烟气除尘净化一般采取配套布袋除尘器的方案。传统的先除尘后脱硫的工艺方案,存在哪些问题呢?

    ①锅炉排出烟尘中的未完全反应的CaO无法得到综合利用,造成资源浪费。同时游离CaO还严重影响了CFB锅炉灰的综合利用效果,造成较大的浪费。

    ②腐蚀严重。

    ③湿法脱硫烟囱整体造价昂贵。近几年的湿法脱硫装置倾向于采用湿烟囱直接排放技术,对烟囱内筒进行特殊的防腐处理,采用较多的为钛-钢复合板内筒工艺,导致烟囱的整体造价大大提高。

    ④结垢严重。

    ⑤取消旁路,采用串联湿法脱硫装置的工艺方案,将对主机机组的运转率带来严峻考验。

    国家环保部门出台了相关规定,要求新建机组的烟气脱硫装置不再设旁路烟道,已建机组已经设置了旁路的脱硫装置,必须将旁路加装铅封。因此,当湿法脱硫装置故障停运时,机组必须停运。由于腐蚀和结垢等原因,湿法脱硫工艺(钙法、镁法、氨法)故障率高,这意味着采用湿法脱硫工艺的机组要经常因为脱硫装置的故障而停运,损失将非常严重。

    ⑥脱硫系统无法快速响应锅炉负荷的变化运行。

    石灰石-石膏湿法脱硫工艺的启停较为麻烦,需要的时间较长,无法快速相应锅炉负荷变化情况,而且在系统不进行投运时必须进行维护。

    ⑦湿法脱硫烟囱排出的“石膏雨”,严重影响周边环境质量。

    ⑧脱硫工艺产生细微颗粒物浓度、废水“双重”副产物污染,特别是吸附有重金属Hg的细微颗粒物,将对人体健康产生更大的危害。

    针对传统工艺方案存在上述问题,CFB锅炉配套采用循环流化床干法脱硫+布袋除尘器的烟气脱硫除尘一体化新型工艺方案,直接利用CFB锅炉“富钙灰”,“先脱硫后除尘”的脱硫除尘一体化工艺方案具有以下几个优点。

    ①利用锅炉排出烟尘中含有的大量未完全反应的CaO作为吸收剂,大幅度降低了运行成本,符合循环经济的要求。

    ②烟气循环流化床干法脱硫的烟囱无需防腐。

    循环流化床干法脱硫塔内激烈湍动的高密度的颗粒床层所形成的巨大吸附表面积,100%脱除SO3、HCl、HF等所有酸性气体。因此,整个脱硫系统及后续的烟囱无需任何防腐。不但大大节约烟囱防腐的投资,还避免了因烟囱实施防腐出现问题而导致的锅炉机组停运的损失。

    ③先脱硫后除尘,烟温降低、烟气化学侵害能力大幅度减弱,滤袋寿命大幅度延长。另外,利用滤饼层还帮助提高了脱硫效率。CFB锅炉配套烟气循环流化床干法脱硫+布袋除尘器,综合脱硫效率很容易达到95%以上。

    ④烟气循环流化床脱硫除尘一体化工艺的典型工艺布置本身就没有旁路。取消脱硫旁路的要求,对干法脱硫的设计没有任何影响。此外,干法脱硫的启停简便快捷,大约30min可以完成系统启停。脱硫系统故障,需要退运脱硫,不会对锅炉机组运行造成任何影响。

    ⑤不受烟气负荷及含硫量限制,对煤质煤种适应性强。

    对于由于煤种的变化而造成烟气中SO2浓度的增加,只需适当增加吸收剂的加入量(设备无须改造),就可以使脱硫效率得到提高,以满足越来越严格的环保要求。

    ⑥包含细微颗粒物、重金属Hg等在内的多组份污染物的协同去除,满足今后更严格的环保要求。

    SO3、HCl、HF等酸性气体在流化床内,先于SO2得到几乎100%的高效脱除。同时,细微颗粒物,特别是小于PM2.5的细微颗粒,在流化床塔内激烈湍动的高密度颗粒床层的作用下,凝并成大颗粒,被脱硫后的布袋除尘器加以捕集。烟气循环流化床干法脱硫后的烟气,经过布袋除尘器净化后的粉尘排放容易控制在30mg/m3以下。

    锅炉燃烧后,产生的重金属Hg主要有两种存在形式,一种为Hg2+价态汞、一种为HgO。Hg2+价态汞极易溶于水,随SO2得到高效去除。危害更大的HgO一部分存在于细微颗粒表面,随着细微颗粒在流化床塔内凝并成大颗粒后,被布袋除尘器加以脱除。不添加吸附剂,仅通过流化床内的高密度颗粒吸附作用,脱汞率为60%左右。如果添加少量的活性炭粉,总脱汞率可以达到97%以上。

    另外,循环流化床脱硫后的烟温比湿法脱硫高约25~30℃,抬升高度高,烟囱出口呈透明状,感官效果好。

    ⑦节水、节能。

    对于燃煤电厂,烟气循环流化床脱硫工艺的操作温度高于湿法脱硫工艺25℃以上,可较湿法脱硫节水35%左右。特别是,当烟气中含水量高时,节水更加明显。另外,通过添加少量的节水剂,进一步激活烟气中的水含量,可延长吸收剂Ca(OH)2表面的液膜存续时间,大幅度提高脱硫效率,实现高度节水。这一节水技术对我国富煤缺水地区,特别是缺水地区建设大型煤电一体化基地意义重大。并且系统简单、占地省、投资省、能耗低、运行维护方便。

    ⑧烟气循环流化床脱硫装置同时具有脱硝的功能。

    烟气中氮氧化物的排放是火电厂污染物排放的重点治理工作。目前,国内的部分厂家已经研制出一种脱硝剂,利用已有的烟气循环流化床脱硫装置,通过增设脱硝剂供应系统,向吸收塔内加入脱硝剂后,即可具有较高的脱硝效率。

    ⑨不产生废水,副产物综合利用范围优于湿法脱硫。

    烟气循环流化床干法脱硫工艺不产生废水。脱硫后的烟囱排放的烟气为几乎纯净的气体。不存在湿法脱硫所存在的因为SO3和细微颗粒物脱除率低,加上烟温降低所造成的落地浓度提高而引起的二次污染问题。

    产生的副产物为干态,可综合应用于筑路、制砖、作为垃圾填埋场的防渗层、矿区回填和酸性土壤植被修复,以及低标号的混凝土掺和料。

    结语

    笔者认为,传统的先除尘后脱硫的工艺方案,应用于CFB锅炉烟气的二次脱硫,是一种不合理的工艺路线。特别是随着取消脱硫旁路的要求日益得到落实,这种工艺方案所暴露的问题更加严重。

    而另一方面,CFB锅炉烟气二次脱硫提效,采用“先脱硫后除尘”的循环流化床干法+布袋除尘器的脱硫工艺,是一种符合循环经济理念,有利于电厂安全运行的技术经济性优的工艺路线。

    原标题:必读亿发国际登陆 -干货!CFB锅炉最佳脱硫方式全解析 

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