单塔双区高效脱硫技术

一、前言
近一年多来，龙净环保推出了以“单塔双区”为核心技术的高效脱硫除尘系统技术路 线，即仅采用一个吸收塔实现大于99.3%，甚至高于99.5%的脱硫效率。 该技术路线具有系统简单、投资低、占地少、能耗低等明显技术优势，实现了“节 能减排”而非“耗能减排”的环保理念。 以“单塔双区”为核心技术的高效脱硫除尘系统，已经过大量工程实践验证。现以大 唐河北马头热电9# 300MW脱硫增效改造项目为案例，阐述设计技术方案。
序号
项目名称
备 注 循环泵设计5台，运行4 台；
1
张家港沙洲电 厂（2x630MW）
2
大唐清苑电厂 （2x300MW）
河北沙河电厂 （2x600MW） 华电可门电厂 一期 （1x600MW）
6326
98.42
4628
27
99.4
循环泵设计5台，运行4 台；
循环泵设计5台，运行3 台
3
5306
95
3697.4
四、高效脱硫其他六大保证措施
四、高效脱硫其他六大保证措施
1. 浆液循环总量 吸收塔内SO2的去除率主要是由吸收塔内循环浆液量（L）同烟气流量（G）的比
值、浆液的pH值和原烟气中SO2的浓度决定的。
hSO2 = (1-r-K).100 (%) K = V * f1 *.Lf2 * Gact-f3.*pHf4. * CSO2-f5 式中可以看出，由于正常运行中V、G、pH和CSO2均为常量，因此浆液循环量是 影响脱硫效率的最重要参数，是实现高脱硫效率的基础。 本工程需达到99%的高效脱硫，经循环量计算后，共需设置5层喷淋层，循环总量 达到34250m3/h，系统安全余量在60%左右，明显高于常规40%的水平，这是高脱硫 效率的直接保证与前提。
适合高含硫或高效率场合，效率可达99.3%以上
浆池pH值分区，实现“单塔双区” 氧化区4.9~5.5-生成高纯石膏
吸收区5.1~6.3高效脱除SO2
浆池小，停留时间可为3min 无任何塔外循环吸收装置
配套专有射流搅拌系统，塔内无转动搅拌设施
吸收剂的利用率高、石膏纯度最高 脱硫系统运行阻力低，比塔+罐或串联塔低 150Pa～600Pa
二、项目情况与存在的问题分析
2.2 原系统存在的主要问题 （1）原系统塔内浆液无分区效果； （2）浆液循环总量不足，不满足高效脱硫要求； （3）喷淋层与喷嘴选型配置不当； （4）无措施防止烟气“短路”； （5）塔内流场不佳。
三、项目增效改造技术方案
三、项目增效改造技术方案
按照新标准、新目标要求，在充分分析、计算与研究本项目存在问题基 础上，业主方决定采用龙净环保专有的以“单塔双区”为核心技术的高效 脱硫除尘系统对本工程进行脱硫增效改造，以保证高脱硫效率。主要改造 方案如下： 3.1 系统主要设计参数 （1）脱硫入口烟气量1134640 Nm3/h（标况，湿基，实际氧量）； （2）脱硫入口烟气温度133℃； （3）脱硫入口SO2浓度4925mg/Nm3（标干，6%O2）； （4）脱硫效率≥99%； （5）吸收区直径11.5m，空塔流速为3.86m/s； （6）吸收塔浆池容积为2389m3，浆池直径为13.5m，浆池正常液位高度为 16.7m；
流量：75m3/h降至67.15m3/h 覆盖率提升11.7%
空 心 锥
雾化粒径与喷嘴背压关系
2500
2300
实 心 锥
2100 1900 1700 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
四、高效脱硫其他六大保证措施
3.提效环
为防止烟气在塔壁处“短路”而降低脱 硫效率，喷淋层之间设置提效环，在塔壁处 阻挡短路烟气，使其向中心区域流动。可有 效防止脱硫效率无谓降低。
强酸性，氧 化结晶 弱酸性，吸 收
三、项目增效改造技术方案
吸收剂消耗+SO2溶解 pH：7-8→4.9-5.5 低值区 pH=4.9-5.5
氧化空气
分区关键 防止下部浆液向上返混
石膏排放 高值区 pH=5.1-6.3 射流浆液抽取 循环浆液抽取
射流浆液注入 吸收剂（pH=7-8）
高效塔双区工作原理
同类湿法脱硫项目中处于明显的领先水平
SO2入口 4556.4mg/Nm3 ，出口 10.46mg/Nm3，脱硫效率99.78%（三台循环泵）
五、项目运行后情况简述
大唐河北马头电厂9#机组脱硫改造项目
SO2入口 5020mg/Nm3 ，出口 12.1mg/Nm3，脱硫效率99.76%（BMCR工况）
三、项目增效改造技术方案
（7）每塔设置5层喷淋层，共5台循环泵，每台循环泵流量为6850m3/h； （8）每塔设置2台氧化风机，一运一备，每台氧化风机流量为11550m3/h，压 头87kPa; （9）机械除雾器采用两级屋脊式除雾器+管式除雾器，保证出口液滴含量不大 于50mg/Nm3（干基）。 3.2 浆池设置分区调节器，实现单塔双区结构 吸收 输送
五、项目运行后情况简述
五、项目运行后情况简述
本项目是采用龙净环保专有的以“单塔双区”为核心技术的高效脱硫除尘系统的最 新投运的项目之一，改造前后吸收塔外形图如图所示。改造后的马头电厂脱硫装置表 现出优异的脱硫性能，该项目投运以来仅需投运3台循环泵，在接近设计值的条件下， 脱硫效率就可稳定达到99.3%以上至99.83%，在同类湿法脱硫项目中处于明显的领先水 平，成为单塔湿法高效脱硫的新标杆和重大突破。
由于循环泵投运数量的降低，因此马头项目 不仅满足排放要求，还明显降低设计能耗，实现 了真正意义的“节能环保”！马头项目环保测试 期间的实际运行参数截屏如下，由西安热工研 究院有限公司负责的系统性能测试及报告将在十 二月中旬最终完成并提交。
五、项目运行后情况简述
大唐河北马头电厂9#机组脱硫改造项目
业主：大唐马头热电分公司 机组：1×300MW 烟气量：1134640Nm3/h（标湿实际氧） 入口SO2浓度：4925mg/Nm3（标干6%O2 ） 设计脱硫效率：99% 出口SO2浓度：≤50mg/Nm3（标干6%O2 ） 单塔双区技术最新应用案例
三、项目增效改造技术方案
龙净“单塔双区”高效脱硫技术特点
优于单塔串联塔或“塔+罐”系统 ①全烟气均采用高pH值浆液进行脱硫吸收
②所有石膏结晶均在同一塔低pH值区进行
③无需设置塔外罐（塔）及其配套设施，可节 省电耗约230KW· h/h（1x300MW机组）； ④无需设置塔外罐（塔），节约占地面积 1x300MW机组，可节约占地面积500m2以上； ⑤系统简单，检修方便，运行维护费用低
提效环 提效环立面布置 喷淋层上方提效环 喷淋层下方提效环
四、高效脱硫其他六大保证措施
4. 烟气空塔流速 在吸收塔的设计中，吸收塔直径是一个较为重要的参数，将直接影响烟气在 吸收塔内的流速，即空塔流速。在其他条件如烟气量、烟气温度、和烟气成分和 吸收塔内喷淋层布置均不变的条件下，烟气中的SO2吸收时间与空塔流速成反比 ，即吸收塔直径越大，空塔流速越低，SO2吸收时间越长，脱硫效果越好，但吸
5.1 调整喷淋层数量，新增一层喷淋层，利用多层喷淋层覆盖，保证流场均布； 5.2 优化喷淋层喷嘴布置，根据流场分析情况，采用非像性均布来布置喷嘴； 5.3 增加吸收区高度2m，提高浆液烟气接触时间； 5.4 除雾器前增加1.5m直段长度，提高除雾器前流场均布性； 5.5 设置防止烟气短路的提效环。
二、马头电厂项目情况与存在的问题分析
二、项目情况与存在的问题分析
2.1 项目概况 大唐马头热电公司9# 300MW亚临界供热机组于2010年建设石灰石-石 膏湿法烟气脱硫系统，采用典型空塔喷淋技术。原脱硫烟气系统采用增引合 一方式，无GGH。 SO2吸收系统采用变径喷淋空塔，D11.5/13.5m×H32.8m，浆池容积 1611m3，设置4台侧进式搅拌器、2台罗茨式氧化风机（流量9815Nm3/h， 压力90kPa）、设置4层喷淋层及4台循环泵（流量5520m3/h）、两级屋脊 式除雾器（菱形布置）。此外与10#机组脱硫装置共用制浆、脱水及工艺水 等系统。 由于原设计的出口SO2浓度为不超过200mg/Nm3，无法满足现有环保标 准的要求，因此马头电厂决定对原有的脱硫系统进行增容提效改造。 设计保证值：采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，设计燃煤硫分按 2.0%考虑，对应脱硫入口SO2浓度4925mg/Nm3（标干，6%O2），要求脱 硫效率≮99%。
收塔直径的增加会直接导致造价升高、占地加大，此外机械除雾器厂家要求的空
塔流速也有一定范围，不宜过低。 本工程是在原有吸收塔的基础上，进行利旧改造，经计算空塔流速为
3.86m/s，基本满足高效脱硫的流速要求。
四、高效脱硫其他六大保证措施
5. 塔内流场分布 塔内流场均匀性指标由速度离散偏差Cv值来表示，常规Cv值达到0.3即可接受，但高效 脱硫时，应使得塔内流场Cv值为≯0.2。本工程流场均布采取如下措施：
单塔湿法高效脱硫技术的新标杆
——大唐马头电厂脱硫增效改造设计与研究
福建龙净环保股份有限公司 上海龙净环保科技工程有限公司 何永胜
一、前言
一、前言
2014年9月12日，国家发改委、环保部和能源局联合印发了《煤电节能减
排升级与改造行动计划（2014～2020年）》，明确要求东部十一省市煤电在
役机组脱硫将执行35 mg/Nm3 标准，脱硫效率高于99%甚至99.5%。面对高效 率的要求，目前业内通常认为必须采用串联塔或者“塔+罐”的准串联塔等技术 路线，但该路线较复杂、占地大、投资高，增加运行费用和能耗。
六、其他单塔双区高效脱硫项目
六、其他单塔双区高效脱硫项目
目前，该“单塔双区”高效脱硫技术已在沙洲、清苑、可门等 20多个项目上得到成功应用。
设计入口 设计脱 实际入口 实际出口 实际脱 SO2浓度 硫效率 SO2浓度 SO2浓度 硫效率 mg/Nm3 % mg/Nm3 mg/Nm3 % 2850 98.3 2453 16 99.3
最后，祝各位： 身体健康，万事如意！
三、项目增效改造技术方案
根据pH值计算原理可知，较小的差值也代表浆液的酸碱性有明显差别，如下 表所示： 浆液酸碱性 相差倍数 2 2.5 3.2 浆液酸碱性 相差倍数 4 5 6.3
pH差值 0.3 0.4 0.5
pH差值 0.6 0.7 0.8
三、项目增效改造技术方案
龙净“单塔双区”高效脱硫技术特点
50.5
98.6
4
2415
98.6
2700
32
98.82
七、结论
七、结论
通过马头电厂脱硫改造等高效脱 硫实践证明：采用龙净环保专有的以 “单塔双区”为核心技术的高效脱硫除 尘系统，运行稳定，技术成熟可靠， 经济性能好，完全可以实现99.3%以 上的高脱硫效率。 根据实际项目的验证，即使在入口 SO2浓度为5000mg/Nm3的情况下， 采用“单塔双区”技术，出口SO2浓度 可稳定在35mg/Nm3以下。
四、高效脱硫其他六大保证措施
6 除雾器与氧化风机的改造 6.1原有两级屋脊式除雾器拆除； 6.2吸收塔抬高1.5m，重新安装两级屋脊式+一级管式除雾器，保证脱硫塔出口烟气 液滴含量不大于50 mg/Nm3。 6.3原有氧化风机无法满足脱硫增效改造的需要，为提升能力并节能降噪，龙净环 保改用2台大流量离心式氧化风机。
四、高效脱硫其他六大保证措施
2. 浆液喷淋层区强化措施
（1）喷淋层层数采用5层，每层喷淋覆 盖率>250%，通过多层覆盖效果，保证 烟气在塔内横截面上得到充分的洗涤。
四、源自文库效脱硫其他六大保证措施
（2）降低喷嘴流量，增加喷嘴密度，提高覆盖率 （3）提高喷嘴背压，降低浆液喷淋粒径 （4）喷嘴布置疏密有致 （5）喷嘴型式的选取