干法脱硫工艺基本设计方案说明书

聊城鲁能热电五期工程2×300MW机组

脱硫除尘岛工程

初步设计

工艺部分说明书

山东三融环保工程有限公司

2004年10月

批准：

审核：

校核：

编写：曲云

目录

1概述 (1)

1.1设计依据 (1)

1.2概述 (1)

1.3设计范围与分工 (1)

1.4设计特点 (1)

2主要设计原始资料 (2)

2.1煤质、灰渣资料 (2)

2.2脱硫剂成份分析资料 (3)

2.3烟气资料 (3)

2.4工艺水 (4)

3工艺系统 (4)

3.1FGD工艺系统构成 (4)

3.2工艺描述 (4)

3.3系统描述 (5)

4脱硫岛区域布置 (7)

5保温油漆与隔音 (7)

1 概述

1.1设计依据

1.1.1聊城鲁能热电五期工程2×300MW机组的脱硫除尘岛合同及附件；需方：聊城鲁

能发电有限公司，供方：山东三融环保工程有限公司。

1.1.2聊城鲁能热电五期工程2×300MW机组的脱硫除尘岛第一次设计联络会会议纪

要。

1.1.3山东电力工程咨询院提供的基础设计资料。

1.1.4辅机招标文件、投标文件，辅机厂提供的满足初步设计的资料。

1.1.5现行的国家及部颁发的行业有关规程、规定和规范。

1.2概述

聊城鲁能发电有限公司原有2×50+2×100+2×135MW机组，五期工程扩建2×300MW凝汽燃煤汽轮发电机组，配置2台1025t/h煤粉锅炉。三大主机均为上海电气（发电设备）集团公司产品。根据环保要求，本期工程采用炉后烟气脱硫方式，供方按烟气循环流化床干法脱硫工艺进行设计。本工程采用脱硫除尘岛总承包方式，即整个脱硫除尘（电除尘）岛的工艺系统、电气控制、土建的设计、设备及材料供货、施工、安装、调试、性能试验及人员培训、运行检修专用工具均由供方负责。

聊城鲁能热电五期工程2×300MW机组1#脱硫除尘岛2004年7月28日土建开工，2005年7月1日具备进烟气条件，2#脱硫除尘岛2005年2月16日土建开工，2006年1月6日具备进烟气条件

1.3 设计范围与分工

1.3.1 设计范围

本专业的设计范围主要由预除尘器、二级除尘器、吸收剂制备及储存、脱硫灰再循环、工艺水系统、物料输送系统、流化风系统等组成，其工艺流程详见附图。

1.3.2 设计分工

自空气预热器后锅炉最后一排柱外1m烟道至吸风机入口。

1.4 设计特点

本工程采用循环流化床脱硫工艺，在锅炉100%BMCR工况烟气量，设计煤种SO2含量1177 mg/m3,（标态，干基、6%O2）脱硫效率不小于92.5%。脱硫所需的脱硫剂由电厂自备的罐车送入生石灰仓，本工程脱硫剂采用消石灰粉，设计条件下每台机组消石灰的耗量为：≤2.54 t/h (对应与生石灰用量为1.96t/h)，单台机组保证电耗为：3150 KW，

单台机组最大工艺水耗量为：≤33.2t/h 。2主要设计原始资料

2.1煤质、灰渣资料

2.1-2 灰渣特性表

2.2脱硫剂成份分析资料

吸收剂采用当地生产的石灰粉。

2.2.1根据《建筑石灰试验方法化学分析方法》（JC/T478.1-92 ）和《建筑石灰试验方法物理试验方法》（JC/T478.1-92），检验结果如下： 石灰品质表

石灰反应T60 ≤4min

T60≤4min 说明加水后在4分钟内温度升高60℃ 粒径

≤2mm

2.3 烟气资料

设计界限上飞灰含量为：4.09g/ NM3（设计煤种）

4.91 g/ NM3（校核煤种）

2.4工艺水

CFB-FGD系统所需的工艺水采用电厂工艺水。

3工艺系统

3.1 CFB-FGD工艺系统构成

供方采用由比晓芙公司提供的循环流化床脱硫工艺，用于聊城鲁能热电五期工程2×300MW机组的烟气脱硫。整套系统由以下子系统构成：

1）主烟道及烟气再循环系统

2）脱硫灰循环系统

3）流化风系统

4）脱硫剂储存、输送系统及消化系统

5）工艺水系统

6）压缩空气系统

7）紧急排放系统

8）除尘器灰斗加热系统

3.2工艺描述

3.2.1 反应原理

来自锅炉的空气予热器出来的烟气，通过予除尘器进入吸收塔。此处高温烟气与加入的吸收剂，、循环灰分充分混合，进行初步的脱硫反应，然后通过吸收塔底部的文丘里管加速，吸收剂、循环脱硫灰受到气流的冲击作用而悬浮起来，形成循环流化床，进行充分的脱硫反应。循环流化床具有最佳的热和物质传送特性,在这区域内流体处于激烈的的湍流状态，循环流化床内的Ca/S值可达到40-50，这是因为细小颗粒和烟气之间最大速差而决定的。颗粒反应界面不断摩擦，碰撞更新，极大地强化了脱硫反应的传质与传热。

在吸收塔的文丘里的出口扩管段设一套高压喷水装置，喷入的水经过雾化后一方面增湿颗粒表面，另一方面使烟温降至高于露点温度15-20℃，创造良好的脱硫反应温度，吸收剂与SO2充分的反应，主要生成亚硫酸钙CaSO3 x· 1/2H2O，、硫酸钙CaSO4 x· 1/2H2O,和碳酸钙CaCO3，他们和飞灰一起由清洁烟气携带到吸收塔顶部，然后在后面的电除尘器中分离出来。分离出来产物由斜槽循环回吸收塔,以延长吸收剂颗粒的停留时间，降低工艺过程中Ca/S 摩尔比。同时这套系统在Ca/S 摩尔比稍有增加的情

况下,就可以使脱硫率达到95%以上。对于少量脱硫副产品，由需方负责将其转运到除灰系统。

3.2.2 化学过程

CFB-FGD的化学反应原理是烟气中的SO

2和几乎全部的SO

3

、HCL、HF等，在Ca(OH)

2

粒子的液相表面发生化学反应，主要化学反应方程式如下：

Ca(OH)

2 + SO

2

= CaSO

3

*· 1/2 H

2

O + 1/2 H

2

O

Ca(OH)

2 + SO

3

= CaSO

4

* ·1/2 H

2

O + 1/2 H

2

O

CaSO

3 *· 1/2 H

2

O + 1/2O

2

= CaSO

4

*· 1/2 H

2

O

Ca(OH)

2 + 2 HCl = CaCl

2

*· 2 H

2

O

Ca(OH)

2 + CO

2

= CaCO

3

+ H

2

O

Ca(OH)2 + 2 HF = CaF2 + 2 H2O

3.3 系统描述

3.3.1 主烟道及烟气再循环系统

从锅炉空预器出来的烟气经预除尘器除尘后，从吸收塔底部进入吸收塔，在吸收塔内经喷水减温后，进入吸收塔后的脱硫除尘器，最后经引风机排入电厂主烟道。本工程预除尘器为双室单电场，除尘效率大于80%；脱硫除尘器为高浓度除尘器，采用双室五电场结构，入口浓度约为1000g/Nm3，出口浓度为50mg/Nm3。为保证吸收塔内的流化速度，当锅炉负荷低于75%时，再循环烟道的电动挡板打开，反之关闭。

3.3.2 脱硫灰循环系统

每台脱硫除尘器下部设一套完整的脱硫灰循环系统，根据脱硫除尘器的结构，每套系统设四路出力为260t/h的空气斜槽，一、二、三电场的循环灰设有旁路，其余电场为一路且均与空气斜槽直连。正常运行时，除尘器五个电场的脱硫灰经空气斜槽全部送入吸收塔，以增加脱硫剂在吸收塔内的停留时间，降低运行成本；当ESP2第一电场灰斗中的料位高于最高安全料位时，打开排灰旁路系统，将部分循环灰排入电场除灰系统，当ESP2第一电场灰斗中的料位降低到所设定的值时，一电场的旁路系统关闭。在脱硫系统退出运行时，由电除尘器收集的飞灰可以从一、二、三电场的排灰旁路对外排放。

3.3.3 流化风系统