半干法和湿法脱硫在CFB电厂应用

半干法和湿法脱硫在CFB电厂应用

发表时间：2019-01-08T17:01:05.077Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：刘立平

[导读] 摘要：针对结合循环流化床锅炉炉内脱硫的优势及国家环保排放标准的要求，对石灰石-石膏湿法脱硫工艺和循环流化床半干法脱硫工艺的工艺特点、技术方案进行了技术经济上的比较。

(神华神东电力山西河曲发电有限公司山西省忻州市 036501)

摘要：针对结合循环流化床锅炉炉内脱硫的优势及国家环保排放标准的要求，对石灰石-石膏湿法脱硫工艺和循环流化床半干法脱硫工艺的工艺特点、技术方案进行了技术经济上的比较。从工艺性能、吸收剂、脱硫副产物综合利用、设施布置、目前国内的运行业绩等方面对两种工艺进行了综合比较。

关键词：半干法和湿法脱硫在CFB电厂应用

1烟气脱硫工艺简述

1.1循环流化床半干法脱硫工艺

循环流化床烟气脱硫系统主要由消石灰制备系统、吸收塔、吸收剂再循环系统、除尘器和控制设备等组成。该种脱硫工艺工艺流程简单，初投资低。塔内完全没有任何运动部件和支撑杆件，操作气速合理，塔内磨损小，设备使用寿命长、检修方便，无废水石膏雨产生。一般适用于燃煤硫份不大于1%，在适当加大较大钙硫比（Ca/S大于1.3）的基础上，设计效率可达90%以上，循环流化床半干法脱硫装置在国内外已有100多台成功运行业绩。

1.2石灰石－石膏湿法脱硫工艺

石灰石－石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石小颗粒经磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去携带的细小液滴后排入烟囱。脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收，脱硫废水经处理后供电厂综合利用。根据市场对脱硫石膏的需求情况、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素，对脱硫副产物石膏可以采用抛弃和回收利用两种方式进行处理。该工艺技术成熟、脱硫效率高，脱硫效率可以达到95%以上，对煤种的含硫率没有特别限制，适用性较广。

2设计基础参数

2.1烟气设计参数

本工程炉后脱硫采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺或半干法脱硫工艺，根据锅炉协议要求，炉内脱硫效率按90%计，炉外脱硫按二氧化硫总量的30%设计，炉外脱硫效率不小于93.2%。

2.2脱硫用吸收剂

本工程湿法脱硫工艺吸收剂采用外购品质合格的石灰石粉（粒度250目，筛余量小于5%），由罐车运输至脱硫岛内石灰石粉仓，在石灰石浆液箱内调制合格的石灰石浆液。

2.3脱硫工艺用水

湿法脱硫用工业水及设备冷却水来自电厂工业水系统。该部分水主要用于石膏冲洗及氧化空气冷却、设备机封水等，用完后全部进入工艺水系统消耗。工艺用水来自循环水排污水和工业水系统补水。主要用于除雾器冲洗用水、所有浆液输送设备、输送管路的冲洗水等。 3半干法脱硫及湿法脱硫技术比较

3.1吸收剂

半干法脱硫工艺

半干法脱硫工艺采用生石灰消化或直接购买消石灰作为吸收剂，利用率较低。要求CaO含量＞75%，粒径＜2mm，活性T60≤4min，比表面积≥15m2/g。生石灰CaO须经专门的消化系统转化成熟石灰Ca（OH）2供系统使用。

湿法脱硫工艺

采用石灰石作为吸收剂，利用率高。一般要求CaCO3含量≥90％（CaO含量＞50.4%），MgO含量＜2％。本工程吸收剂可采用外购品质合格的石灰石粉（粒度250目，筛余量小于5％），由罐车运输至脱硫岛内石灰石粉仓，在石灰石浆液箱内调制合格的石灰石浆液。石灰石易于取得,市场供应充足,价格低廉。

3.2脱硫副产物

半干法脱硫工艺

半干法脱硫副产物是一种干态的混合物，它包含飞灰及消石灰反应后产生的各种钙基化合物，主要成分为CaSO4•1/2H2O，

CaSO3•1/2H2O、少量未完全反应的吸收剂Ca（OH）2及杂质等，预除尘效率按照80%计算，预除尘灰年产量约为46.52万吨，脱硫灰年产量17.6万吨。

湿法脱硫工艺

湿法脱硫石膏副产物以CaSO4•2H2O为主，含量在90%左右，属于优质石膏资源，目前已得到市场认可，能够做为建材行业的原材料使用。当石膏综合利用的条件不好时，由卡车运往电厂灰场与灰渣分开单独堆放，保留下一步综合利用的条件。

3.3用水、气、汽

半干法脱硫工艺

脱硫用水主要用于脱硫塔的烟气降温和生石灰消化两部分。其中烟气降温用水采用循环水排污水，耗水量约80t/h，生石灰消化和设备冷却用采用厂区工业水，消耗水量约10t/h。

系统仪用压缩空气消耗量2.7Nm3/min，杂用空气6.6Nm3/min，由主体压缩空气系统提供，其他气力输送用气、灰斗流化等用气由脱硫系统空压机、鼓风机提供。

粉仓流化风、灰斗流化风、空气斜槽加热采用电厂过热蒸汽，蒸汽参数：压力0.3MPa，温度：150℃，每台机组蒸汽耗量3t/h。

湿法脱硫工艺

脱硫工业水主要用于石膏冲洗及氧化空气冷却、设备机封水及设备冷却水等。脱硫工艺用水主要用于除雾器冲洗用水、所有浆液输送

设备、输送管路的冲洗水等，最终进入脱硫系统消耗，两台机组工艺水耗量为70t/h，其中包括循环水排污水46t/h，工业水补水24t/h。

系统仪用压缩空气消耗量4.5Nm3/min，杂用空气1.5Nm3/min，其他气力输送用气、灰斗流化等用气由脱硫系统空压机、鼓风机提供。

3.4工艺性能及运行业绩

半干法脱硫工艺

半干法脱硫工艺在300MW级及以上机组的应用业绩较湿法脱硫工艺较少，600MW级机组投运的有华能河北邯峰电厂一期，其它投运电厂有华能吉林白山煤矸石电厂（CFB锅炉）、华能山西榆社电厂二期、新疆天富北热电有限公司一期等，这几个项目目前半干法脱硫运行状况较好。

湿法脱硫工艺

湿法脱硫工艺工艺成熟，脱硫效率能达到95%以上；钙硫比小于1.03，吸收剂资源丰富，价格低廉，利用率高；副产物品质好，可综合利用。湿法工艺对煤种、锅炉负荷变化的适应性强，脱硫系统耗水量较大，在设置低温烟气换热器的情况下，可有效降低脱硫系统内水耗量。采用塔内喷淋方式吸收烟气中的SO2、SO3、HCL、HF等。脱硫系统产生的废水，经过处理可用于除灰渣系统。在除雾器除雾效果变差时，容易产生石膏雨。

湿法脱硫工艺技术成熟可靠，国内在300～1000MW机组上普遍采用该工艺，脱硫效率95%以上能够稳定可靠运行。

4结论

半干法脱硫工艺系统简单、防腐要求低、无脱硫废水产生。塔内完全没有任何运动部件和支撑杆件，操作气速合理，塔内磨损小，设备使用寿命长、检修方便，无废水石膏雨产生。在较大钙硫比的前提下，设计效率可达90%以上。吸收剂要求高、价格偏高，与湿法相比运行业绩较少。湿法脱硫工艺是目前世界上应用较多，技术较成熟、可靠性较高，适用于任何含硫率煤种的烟气脱硫，脱硫效率达到95%以上，吸收剂价低易得，利用率高。

因此，综合考虑上述因素，循环流化床新建机组脱硫方案建议采用：炉内喷钙+炉外循环流化床半干法脱硫的方案。考虑到粉煤灰的综合利用，可在脱硫系统前设置预电除尘器。