电厂湿法脱硫与炉内喷钙+半干法脱硫的比较.doc

煤矸石电厂湿法脱硫与炉内喷钙+半干法脱硫的技术比较 1. 概述 煤矸石是我国煤炭开采年排放量和累计堆存量最大的工业固体废物之一，大量的煤矸石堆积不仅占用土地，而且会造成大气、土壤、水体污染，成为矿区的主要污染源。煤矸石作为低热值燃料用于发电，是一种资源综合利用的循环经济发展模式。煤矸石作为燃料，具有高灰份、高硫份的特点，在燃烧发电的同时产生大量的二氧化硫污染物。为控制二氧化硫排放，煤矸石电厂必须要设置脱硫装置，本文对湿法烟气脱硫与炉内喷钙+半干法烟气脱硫两种脱硫装置进行技术比较，探讨适用于煤矸石电厂的脱硫技术。 2．煤矸石燃烧特点和循环流化床锅炉 按照国家经贸委《资源综合利用电厂认定管理办法》[2000]660 号文的规定，1998年3月1日后批准建设的煤矸石综合利用电厂，必须使用循环流化床锅炉，因此目前建设的煤矸石等低热值燃料电厂，全部采用了循环流化床锅炉燃烧技术。 循环流化床燃烧技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术，具有高效率低温燃烧、低氮氧化物排放的特点。按照现行的《火电厂大气污染物排放标准》( GB13223- 2003) 的规定，煤矸石电厂属于资源综合利用电厂，二氧化硫的排放执行800mg/Nm3的标准。由于煤矸石电厂燃料热值低，同常规火电厂相比燃料消耗量大，二氧化硫初始排放浓度较高，需要设置脱硫设施。 循环流化床锅炉具有很多优点，可以烧劣质煤，可以采用掺烧石灰石（炉内喷钙）来实现脱硫。相对于湿法烟气脱硫，由于占地面积小，系统简单、投资低等原因，很多脱硫效率要求低的中小型锅炉采用了掺烧石灰石技术来控制二氧化硫排放。 循环流化床锅炉采用掺烧石灰石进行炉内脱硫，一般在钙硫比为2.0-2.5的情况下，设计的脱硫效率为85%。但在循环流化床锅炉采用掺烧石灰石进行脱硫的实际运行中，脱硫效率较低，达不到设计值的85%，只能达到50%左右。而且由于钙硫比较高，导致运行费用也偏高。总的来说，现在的发电企业也很少采用或基本不采用掺烧石灰石的方法来进行脱硫，而是寻求炉外脱硫即烟气脱硫的方法来实现二氧化硫的减排。 3．脱硫方案选择 目前国内外烟气脱硫技术发展很快，得到商业应用的烟气脱硫技术有二十几种，在电站锅炉上有应用的主要有湿法、半干法、海水脱硫等。大量的工程应用实践表明，烟气脱硫工艺的选择在经济有效、安全可靠、资源节约、综合利用的总原则下遵循下列原则： 烟气脱硫效率高，脱硫后排烟中的SO2应符合国家排放标准的规定和项目区总量控制要求，目前国内新建电厂的脱硫装置，其脱硫效率一般不应小于90%。 脱硫设施的经济性要好。在选择脱硫工艺时，应兼顾投资和运行维护费用，在整个电厂的寿命期内选择总费用最低的脱硫工艺。 脱硫设施能稳定可靠运行，脱硫设施的脱硫率稳定。主要是指脱硫装置能够在锅炉负荷、燃煤含硫量等参数变化时保持较为稳定的运行，同时保证一定的脱硫效率。 脱硫吸收剂要有稳定的来源。电厂脱硫装置吸收剂消耗量很大，要有品质稳定、供应量有保证、价格低廉的吸收剂供给，这是工艺选择的重要因素。 副产物能够有效的综合利用。大量脱硫副产物要有综合利用的出路，不能在去除气态污染物的同时产生新的固体污染物。 另外同等条件下, 还应优先选用国产化率高且能运行稳定的脱硫工艺。 3.1 炉内喷钙+半干法烟气脱硫工艺 循环硫化床锅炉炉内脱硫的主要特点和原理如下： 循环流化床炉内温度一般在800℃—900℃之间，在此温度下，石灰石是一种高效脱硫剂，在循环流化床中加人一定量的石灰石，是一项简便有效的脱硫方式。由于吸收剂不断的循环，未反应吸收剂的可循环利用，当Ca/S比控制在1.5～2.5之间，设计脱硫效率85%左右，就脱硫工艺而言，该法工艺简单，设备少，投资省，运行费用低，检修维护工作量小，该法对石灰石要求较低，粒径一般控制在0-10mm左右，完全可以外购。厂内只需设石灰石输送系统，将外购石灰石送人石灰石仓，再送入锅炉即可， 该工艺的脱硫装置主要是石灰石的制粉、存储及输送系统。 石灰石系统投运后容易出现问题有：石灰石输送系统受潮、结块、管道堵塞；投入石灰石后，床温会下降、床压迅速上涨；冷渣器排渣量增大。 半干法烟气脱硫工艺的原理和特点如下： 典型的半干法烟气脱硫工艺包括喷雾干燥法、烟气循环流化床法等，前者通常在中小型机组、垃圾电站等中小型脱硫装置上应用，后者目前已经有300MW机组应用。 烟气循环流化床脱硫的工艺流程如下：从锅炉除尘器出来的原烟气，由反应器底部进入，经过消化的Ca(OH)2原料经过输送装置送入反应器，流态化的物料和烟气中的二氧化硫、氯化氢等酸性物质在反应器中发生化学反应，脱除掉大部分的二氧化硫、氯化氢等；烟气经反应器的顶部出口排出后进入袋式除尘器除去大部分细灰，由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分经过空气斜槽循环进入反应器，少量经过排灰装置到输灰系统