火電廠煙氣氨法脫硫技術在揚子石化熱電廠的應用
來源：江蘇新世紀江南(nan)環保有(you)限公(gong)司 閱讀：4599 更新(xin)時間：2008-12-09 10:46內容提供：江(jiang)蘇新世紀江(jiang)南環保有限公司
摘要：具(ju)有自主知(zhi)識產(chan)權的氨法脫(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術應用(yong)于揚子熱(re)電廠(chang)(chang)相當(dang)于660t/h鍋(guo)爐的煙(yan)氣脫(tuo)硫(liu)(liu)，經 168小時試運測(ce)試，具(ju)有脫(tuo)硫(liu)(liu)效(xiao)率高(gao)、電耗低(di)、運行穩(wen)定(ding)等特點，副產(chan)物(wu)硫(liu)(liu)酸銨化肥滿足農用(yong)化肥標(biao)準，沒有廢物(wu)排放，沒有廢水處理，是真正具(ju)有循環經濟的濕法脫(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術，揚子熱(re)電廠(chang)(chang)脫(tuo)硫(liu)(liu)工程的穩(wen)定(ding)運行，標(biao)志著國產(chan)氨法脫(tuo)硫(liu)(liu)技(ji)術已(yi)經開始應用(yong)于大(da)型火電廠(chang)(chang)煙(yan)氣脫(tuo)硫(liu)(liu)，技(ji)術和工藝走向成熟(shu)。
1、 概述
揚(yang)子熱電廠煙(yan)氣脫硫(liu)工程使用了江蘇世(shi)紀江南(nan)環保公司(si)具有自(zi)主(zhu)知識產(chan)權(quan)的氨法脫硫(liu)工藝，同時采用了該公司(si)的多項脫硫(liu)塔專利(li)技(ji)術進行設(she)計，工程自(zi) 2007年 05月 8 日(ri)開(kai)始(shi)建設(she)， 2008年06 月 27日(ri)建設(she)結束(shu)，并于(yu)2008年7月26日(ri)16：00開(kai)始(shi)進行全關擋(dang)板門168小時滿(man)負荷(he)性能測試(shi)，2008年8月2日(ri)16：00圓滿(man)結束(shu)。
2、脫硫工藝原理
2.1反應(ying)原理
氨法脫硫技術以水溶液中的NH3和SO2反應為基礎，在多功能煙氣脫硫塔的吸收段，氨水將鍋爐煙氣中的SO2吸收(shou)，得到脫硫(liu)(liu)中(zhong)間產品亞(ya)(ya)硫(liu)(liu)酸銨(an)或(huo)亞(ya)(ya)硫(liu)(liu)酸氫銨(an)的(de)水溶液，見反(fan)(fan)應方程(cheng)式(shi)為（1）；在脫硫(liu)(liu)塔(ta)的(de)氧化段，鼓入壓縮空氣(qi)進行亞(ya)(ya)硫(liu)(liu)銨(an)的(de)氧化反(fan)(fan)應，將亞(ya)(ya)硫(liu)(liu)銨(an)直接氧化成硫(liu)(liu)銨(an)溶液，見反(fan)(fan)應方程(cheng)式(shi)（2）。
SO2+H2O+xNH3=(NH4)xH2-xSO3 (1)
(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)
在脫硫(liu)(liu)塔(ta)的濃(nong)縮(suo)段(duan)，利用高溫煙氣的熱量將硫(liu)(liu)銨溶液(ye)濃(nong)縮(suo)，得到5-10%硫(liu)(liu)銨固(gu)體的硫(liu)(liu)銨漿液(ye)，硫(liu)(liu)銨漿液(ye)經旋流濃(nong)縮(suo)、離心分離、干燥(zao)、包裝等工(gong)序，得到硫(liu)(liu)銨產品。
2.2 工藝流程
利用合成氨生產過程中回收的氨水或液氨吸收鍋爐煙氣中的二氧化硫，生成硫銨漿液，硫銨漿液在硫銨系統經多次濃縮并干燥后得到硫銨產品；脫硫后的凈煙氣由塔頂直接排放；脫硫過程蒸發的水分由工藝水系統以及氨水中的水補充。工藝系統主要包括煙氣系統、 SO2吸收(shou)系統(tong)(tong)(tong)、吸收(shou)劑供給系統(tong)(tong)(tong)、亞銨(an)氧(yang)化(hua)系統(tong)(tong)(tong)、工藝水系統(tong)(tong)(tong)、硫銨(an)系統(tong)(tong)(tong)等。
3、工程概況
揚(yang)子石化熱(re)電廠(chang)5～9#爐(lu)煙氣脫硫(liu)(liu)工(gong)程，采用氨法脫硫(liu)(liu)工(gong)藝，脫硫(liu)(liu)劑為(wei)液氨，產(chan)品為(wei)硫(liu)(liu)酸銨。設(she)兩個吸收塔，分別處理5～7#號(hao)爐(lu)（3×220t/h鍋爐(lu)）的全部煙氣和(he)8～9#爐(lu)（220t/h+410 t/h鍋爐(lu)）的全部煙氣，脫硫(liu)(liu)效率按不小于95％設(she)計，系(xi)統(tong)(tong)由(you)煙氣系(xi)統(tong)(tong)、脫硫(liu)(liu)吸收濃縮氧化系(xi)統(tong)(tong)、脫硫(liu)(liu)劑儲(chu)存和(he)輸送系(xi)統(tong)(tong)、工(gong)藝水系(xi)統(tong)(tong)和(he)消(xiao)防水系(xi)統(tong)(tong)、硫(liu)(liu)銨脫水系(xi)統(tong)(tong)、硫(liu)(liu)銨包(bao)裝貯存系(xi)統(tong)(tong)等組成。
液(ye)氨進廠方式為汽車運輸，設置有(you)汽車卸車設施；液(ye)氨貯存周期滿足5～9#鍋爐(lu)脫(tuo)硫4天用量。液(ye)氨罐兩(liang)個。硫銨(an)庫容為7天。凈煙氣采取(qu)塔頂直排方式。
4、設計參數
4.1、煙氣(qi)量及(ji)組成(cheng)：
總煙氣量1500000Nm3/h（干態）、二氧化硫含量：最低1700 mg/Nm3、正常2100mg/Nm3。單塔處理煙氣量750000Nm3/h(干態)。煙氣中的塵含量：8～9#爐200mg/Nm3(干態)、5～7#爐500mg/Nm3(干態)。
原煙氣組成(v/v) ：O2 5.6%；N2 80.1% ；CO2 14.2% ；CO 30ppm
4.2、煙氣來(lai)源4×220t/h+410t/h鍋爐（其(qi)中：5～8#爐220t/h，9#爐410t/h）
4.3、原煙氣中濕含量：6.0%
4.4、原(yuan)煙氣溫度：平(ping)均138℃，最(zui)高150℃
5、主要設備配置情況
5.1、工藝及(ji)設(she)備部分
5.1.1 煙氣(qi)系(xi)統
引風(feng)機出(chu)口甲(jia)、乙側擋板門(men)、煙道聯絡擋板門(men)、升壓(ya)風(feng)機入(ru)口門(men)及(ji)其執行(xing)機構和相關附(fu)件、熱工儀表等，升壓(ya)風(feng)機、煙道膨脹節及(ji)相關的附(fu)屬(shu)設備。
5.1.2 SO2吸收系統
完(wan)整的(de)脫硫(liu)塔(ta)系統：帶有防(fang)腐(fu)內襯的(de)鋼制塔(ta)體(含塔(ta)頂煙囪)、脫硫(liu)塔(ta)噴咀及內部構件(jian)、除(chu)霧器、脫硫(liu)塔(ta)的(de)所有基礎(chu)埋件(jian)、脫硫(liu)塔(ta)的(de)平(ping)臺(tai)扶(fu)梯(ti)等金屬構件(jian)。
完整的(de)一級循環泵,二級循環泵,結晶泵。包括：泵、電機、聯軸器、法蘭，內襯、沖洗裝置及(ji)其(qi)必(bi)要的(de)附(fu)件，泵和(he)電機的(de)共用基礎底板及(ji)地腳(jiao)螺栓等；
一級(ji)循(xun)環槽、二級(ji)循(xun)環槽、結(jie)晶槽的聯合槽，二級(ji)循(xun)環槽攪拌器(qi),結(jie)晶槽攪拌器(qi)等(deng)。
完(wan)整的(de)氧化風(feng)機。包括(kuo)：氧化風(feng)機及(ji)(ji)其潤(run)滑系統、帶過(guo)濾器(qi)的(de)吸入風(feng)道、法蘭(lan)和(he)附件、電機、聯軸器(qi)、電機和(he)風(feng)機的(de)共用基礎框架及(ji)(ji)地腳螺栓，以及(ji)(ji)冷卻(que)水系統等。工藝管道及(ji)(ji)閥門。
5.1.3 氨儲(chu)存及供應(ying)系(xi)統
液氨(an)罐包括氨(an)罐基礎、氨(an)罐平臺、圍堰、遮陽棚；氨(an)泵及其基礎，地下槽，自吸(xi)泵，事故排(pai)放(fang)吸(xi)收罐，洗眼器，管道閥門，冷卻噴淋系統(tong)。
5.1.4 副產硫銨及貯存系統
旋流器，離心機(ji)(ji)，干燥機(ji)(ji)包括給風(feng)機(ji)(ji)、干燥機(ji)(ji)加熱器、旋風(feng)除(chu)塵器、臥(wo)式沉降離心機(ji)(ji)、風(feng)機(ji)(ji)、料漿(jiang)泵和槽、自動包裝機(ji)(ji)（能力(li)留(liu)有1~4#爐(lu)余量）。
5.1.5 工(gong)藝水供(gong)應系統(tong)
工(gong)藝水泵(beng)，工(gong)藝水槽，管道和閥門。
5.1.6 檢修事故槽和(he)泵
5.1.7 泵、箱體、閥門和配件(jian)
5.2 主要設備參(can)數
5.2.1 工藝(yi)設備
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6、性能保證指標
脫硫除塵系統(tong)在(zai)燃用設計(ji)煤種和校核(he)煤種，鍋爐運行范圍(wei)為鍋爐最(zui)大連續(xu)出力(li)，鍋爐設計(ji)出口(kou)煙氣量加10%和出口(kou)煙氣溫度為BMCR工況下數值(zhi)(zhi)。任意(yi)5分鐘平均(jun)值(zhi)(zhi)。（以下每(mei)項指標同(tong)時滿足）
1、SO2脫除(chu)效率(lv)： ≥95%
2、SO2排放濃度： ≤150mg/Nm3（干態）
3、煙塵(chen)排放濃度：8-9#爐 ≤50mg/Nm3（干態）
5-7#爐 ≤80mg/Nm3（干態）
4、出口NH3排放濃度(du) ≤8mg/Nm3
5、系統阻力： ≤1000 Pa(煙氣從脫(tuo)硫(liu)塔進口至除霧器(qi)出口計算)
6、漏(lou)風率： ≤3%
7、脫硫除塵系統設備(bei)可利用率： ≥95%
8、脫硫系統耗(hao)電(dian)量 ≤3310kW
9、脫硫(liu)系統耗水量 ≤ 80 t/h (不(bu)包括氨罐冷卻用水)
脫硫系統冷卻用水(shui) ≤50 t/h
10、脫硫系(xi)統(tong)耗汽量 ≤ 2.8t/h
11、脫硫系統耗氨量 ≤ 1.62 t/h
12、脫硫塔(ta)主體設備(bei)使用壽命(ming) ≥15年
13、脫(tuo)硫系統設備(bei)的噪(zao)音不高于85dB(A)（距離(li)設備(bei)外1m，操(cao)作平臺1.2m處測試）
14、除霧(wu)器除霧(wu)效率 ＜75 mg/Nm3（干態）
15、脫硝效(xiao)率 ≥40%（參考）
7、168小時滿負荷試運結果
7.1 性能指標完成情況
1#系統 表1
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2#系統 ; 表(biao)二
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7.2經濟消耗(hao)指標完(wan)成情況（滿負荷） 表三
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8、結果分析
8.1運行指標分(fen)析：
1#系統：
由運行數(shu)據知 1#系(xi)統三臺(tai)鍋爐平均(jun)(jun)負荷為(wei)188/194/188t/h，入塔(ta)(ta)氣(qi)量(liang)平均(jun)(jun)為(wei)542828m3/h，出(chu)塔(ta)(ta)氣(qi)量(liang)平均(jun)(jun)為(wei)699510 m3/h，脫(tuo)硫效(xiao)率96.53%，除(chu)塵效(xiao)率70.6%，運行指(zhi)標均(jun)(jun)在設(she)計值以內。
2#系統
由運行數據(ju)知 2#系(xi)統兩臺(tai)鍋爐平(ping)均(jun)(jun)負荷為(wei)196/365 t/h，出塔氣(qi)量(liang)平(ping)均(jun)(jun)為(wei)503509 m3/h，入塔氣(qi)量(liang)平(ping)均(jun)(jun)為(wei)480315 m3/h，脫(tuo)硫效(xiao)率99.6%，除塵效(xiao)率56.9%，運行指標均(jun)(jun)在設計值之內。
8.2 經(jing)濟(ji)指標分析
總用水(shui)量平均117.6t/h（其中(zhong)工藝用水(shui)46.1噸/小(xiao)(xiao)時，冷卻循(xun)環水(shui)71.5噸/小(xiao)(xiao)時），耗(hao)電量2916.7KWh，小(xiao)(xiao)時耗(hao)氨量0.87噸，氨利用率99.7%，經濟指標均達到設計值(zhi)。
9、系統存在的問題
9．1、工藝問題：
9．1．1氣體進口(kou)塵含量超(chao)標
灰塵(chen)包(bao)裹著硫(liu)銨晶核(he)，硫(liu)銨結晶不能長大，后期離(li)心機過濾的結晶物含灰較(jiao)高(gao)。
由(you)于灰多、怕堵，有(you)些(xie)運(yun)轉設備被迫(po)開(kai)啟(qi)自(zi)身打循(xun)環 ，造(zao)成(cheng)電耗較大。
解決(jue)方案：1、改造(zao)電(dian)除塵或(huo)增上布袋除塵。
2、除灰臥螺機穩(wen)定運行
9．1．2濃縮段循(xun)環量偏(pian)小
濃縮(suo)段開啟(qi)兩臺循環(huan)泵溫度不好控制(zhi)，需要全部開啟(qi)三臺循環(huan)泵運行。
原因：循(xun)環泵葉輪磨(mo)損(sun)嚴重，循(xun)環量(liang)偏(pian)小(xiao)，噴頭通量(liang)偏(pian)小(xiao)。
解決(jue)方案(an)：1、解決(jue)灰(hui)的問題(ti)
2、更換泵葉輪，將噴頭(tou)加大(da)，增大(da)循環量。
10、結論：
10.1脫(tuo)硫(liu)裝置(zhi)適用(yong)(yong)于中小鍋(guo)爐時(shi)，由于大(da)部分(fen)鍋(guo)爐是三電(dian)廠電(dian)除(chu)塵(chen)，煙(yan)氣含塵(chen)量很高，有的高達(da)1000mg/Nm3,一定要注意(yi)灰(hui)塵(chen)對(dui)硫(liu)酸銨結晶的影響(xiang)，雖然脫(tuo)硫(liu)裝置(zhi)能(neng)除(chu)掉部分(fen)灰(hui)塵(chen)，但不要把脫(tuo)硫(liu)裝置(zhi)當成除(chu)塵(chen)裝置(zhi)來使用(yong)(yong)。
10.2由168小(xiao)時(shi)試運行數據知(zhi)，氨法脫(tuo)(tuo)硫各(ge)運行指標良好，完(wan)全達到設(she)計(ji)指標，該(gai)脫(tuo)(tuo)硫方法具有(you)脫(tuo)(tuo)硫效率高、電耗(hao)低、原料(liao)易得、副產品硫酸銨化(hua)肥符合農(nong)用標準(zhun)、運行費(fei)用低等(deng)的(de)點，同(tong)時(shi)沒有(you)廢(fei)物(wu)排放，沒有(you)廢(fei)水處理(li)，真正具有(you)循環(huan)經(jing)濟的(de)特點，揚子熱電廠煙(yan)(yan)氣脫(tuo)(tuo)硫工程的(de)穩定運行，標志著國(guo)產氨法脫(tuo)(tuo)硫技(ji)術(shu)已經(jing)開(kai)始應(ying)用于大型火電廠煙(yan)(yan)氣脫(tuo)(tuo)硫，技(ji)術(shu)和工藝(yi)走向成熟。
由于氨法脫硫具(ju)(ju)有(you)反應速度快、反應效(xiao)率高、沒有(you)三廢等特點，特別適用于高硫煤地(di)區和(he)液(ye)氨或稀氨水原料(liao)來源方便、化(hua)學(xue)肥料(liao)用量大的地(di)區，具(ju)(ju)有(you)很(hen)強(qiang)的生命(ming)力。
