循环流化床锅炉脱硫脱硝几种方式的探讨
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脱硫脱硝几种方式的探讨
新版《火力发电厂大气污染物排放标准》的实施，要求各个燃煤电 厂必须采用高效的脱硫脱硝方式才能达到国家的环保标准。新标准如下 所示：
从如上表中可以看出，我厂需要达到的标准为：烟尘30，二氧化硫 200，氮氧化物100。而现今我厂的排放指标最大值大概为烟尘42，二氧 化硫1500，氮氧化物280；平均值大概为烟尘38，二氧化硫1200，氮氧 化物220(二氧化硫的数据为不掺烧石灰石的数据)。所以根据国家排放的 标准，我厂还需要做一系列后续的工作。针对目前电厂普遍采用的几种 脱硫脱硝方式，我进行了一系列相关的比较，如若有错误之处请各位予 以指正。 一、皮带输送 1、实施方案 (1)脱硫方案
炉内脱硝的关键在于炉膛中燃烧温度的控制，避免床温大幅度的波 动。所以床温建议控制在950℃以下。然而根据我厂两台炉的运行情 况，要想低床温运行，负荷必须大量降低，这与我厂的经济效益是相悖 的，所以必须增加炉内的受热面或者对锅炉进行相应的改造来提高蒸汽 温度从而降低床温。 (3)除尘方案
如果采用皮带输送石灰石的方法脱硫，同时保证烟尘含量在30以 下，就必须将电除尘改为电布联合除尘器，即将四电场改为布袋，其余 三个电厂保持电除尘不变(可参照电冶公司改造方案)。 2、此方式的优缺点 (1)优点：此种脱硫脱硝的方式占地空间小，投资成本最为低廉，不需要 增加太多的辅助设备。 (2)缺点： <1>炉内床温不容易控制。氮氧化物对床温的感应最为明显，床温的大 幅度波动会造成氮氧化物排放的不均匀性，导致排放超标。 <2>石灰石的颗粒度必须要满足。大的石灰石颗粒由于无法与烟气充分 混合便沉底形成床料，影响了脱硫效率；小的颗粒未经化学反应便被引 风机抽走，影响脱硫效率。所以石灰石的颗粒度必须要满足。 <3>煤种掺烧的石灰石在炉内进行反应燃烧，会对水冷壁及炉内受热面 造成冲刷，爆管次数相应增加。 <4>炉内添加的受热面由于改变了锅炉的结构，在相应结合面处会造成 相应的磨损，导致锅炉爆管次数增加。 <5>皮带输送石灰石，如果燃烧控制不当会造成烟气排放的不达标。 <6>电除尘改为电布联合除尘的方式，会无形中增加引风机的出力，导
七、几种方案的比较
环保达标
对炉内燃烧 的影响
投资成本
后期运行成 本
有无污染 物排放
皮带输送 炉内喷钙
不一定达标 不一定达标
大
大
源自文库
最小 最小
小 最小
无
无
炉内喷钙+SNCR 不一定达标 大
稍大 稍大
无
半干法+SNCR 可能达标 小
大 大
灰尘无法销售
半干法+SCR/SNCR 可达标 小
大 大
灰尘无法销售
在分离器入口烟道墙上安装喷口，将氨水或者尿素的稀释溶液 (5%-10%)喷入烟气中，适合SNCR反应的烟气温度为850-1100℃，氨水 在连接烟道中与烟气强烈混合，与氮氧化物充分反应，随后在分离器中 旋转混合进一步反应。脱硝效率在35-50%。 2、需要注意的问题
(1)要控制床温在正常范围，避免床温大幅度的波动，减少氮氧化物的 产生。 (2)优化燃料的配比，避免给煤机频繁断煤，减少氮氧化物的产生。 (3)优化一、二次风配比，实现分级燃烧。 3、优缺点 (1)优点 <1>相对于SCR来说，SNCR投资成本低。 <2>循环流化床锅炉本身具有脱硝的良好优势，所以在床温控制上下功 夫就可以控制氨的逃逸。 (2)缺点 <1>必须要合理控制床温，避免大幅度的波动。 <2>合理控制煤流量，避免断煤现象的发生。 <3>氨与烟气的混合程度以及氨水的停留时间大大决定了脱硝的效率， 所以不好控制。 <4>由于氨水具有易爆炸性，所以建议采用尿素来参与燃烧。 六、SCR脱硝技术(俗称加催化剂工艺) 1、技术方案
2012-8-8
2、存在优缺点 (1)优点 <1>氨法脱硫效率高，可达到100mg/Nm3以下。 <2>氨法脱硫工艺无二次废水、废气、废渣污染，其脱硫副产品为化肥 硫酸铵，即是氮肥又是硫肥，用途广泛，利用率高，不产生二次污染， 实现了变废为宝、化害为利，是真正的循环利用。 <3>氨法脱硫工艺具有脱硝的功能。 (2)缺点 <1>项目占地面积为所有脱硫设备中最大的。 <2>项目投资成本为所有脱硫设备中最大的，大约投资为5000万左右。 <3>需要进行烟囱的防腐，而且烟囱防腐几乎一年就要进行一次查看， 有腐蚀的地方需要重新修复，额外增加了投资成本。 <4>此项目需要的设备较多，设备维护量大大增加。 五、SNCR脱硝技术(俗称喷氨工艺) 1、技术方案
致锅炉燃烧受到影响。 二、炉内喷钙(干法脱硫) 1、实施方案
在锅炉外部建立一个石灰石粉仓，通过石灰石输送系统将石灰石粉通 过管道喷入炉膛以达到脱硫的目的。脱硝和除尘的方案与上述方案一 致。 2、存在的优缺点 (1)优点：相对于半干法和湿法脱硫投资小，占地面积小。 (2)缺点 <1>石灰石粉系统运行不正常，造成二氧化硫波动较大，甚至机组需要 降负荷运行。 <2>石灰石粉注入系统经常发生阻力大的管线堵塞，阻力小的管线磨损 发生泄漏。 <3>炉内的注入点选择不合理，导致石灰石粉利用效率低。 3、选择炉内喷钙的方法需要注意的问题 (1)需要选用1mm粒径以下的石灰石粉。 (2)高位布置的粉仓出口与注入口的垂直距离大于8m。 (3)石灰石粉输送管道上的所有分支管线必须对称，否则会发生风量分配 不均的情况。 (4)必须保证压缩空气的干燥度，否则湿空气与石灰石粉混合会堵塞管 道。 (5)合适的喷口位置选择：在二次风入口处选择喷口会造成停留时间短、 反应时间短等弊端，石灰石粉的利用效率差；在回料腿上部设置，有利 于石灰石粉与回料灰的充分混合，大大提高了利用率。 三、半干法脱硫(脱硫除尘一体化) 1、实施方案
质，无法销售。每排放1吨，需要额外交纳0.5元的排污费。 四、湿法脱硫 1、实施方案
烟气中的二氧化硫和氨在脱硫塔内进行脱硫反应，脱硫后净烟气达 标排放。脱硫塔内生成亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵经过独立高效强制氧化 生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经过塔内烟气浓缩、结晶、离心、干燥等 过程从而生成了硫酸铵晶体，即硫酸铵化肥产品，最终包装入库。
此方式就是我厂普遍采用的方式。具体实施方案为：将石灰石子 （平均粒径为10mm左右）在煤场被均匀地掺入即将送入炉膛的燃煤中， 一般每个运行班一次。掺入比例需按照燃用煤质的发热量及含硫量，按
钙硫比2.5计算。在煤场掺入石灰石子的燃煤用输煤皮带运送至破碎 机，石灰石子和原煤一起被破碎成平均粒径为1.4mm粒子，煤粒开始分 别由各个给煤口从前墙送入炉膛下部的密相区内。 (2)脱硝方案
在省煤器和空气预热器之间加装SCR反应器，烟气经过反应器后， 与反应器内的催化剂发生化学反应，与烟气中的氮氧化物，达到排放标 准。 2、优缺点 (1)优点 <1>脱硝效率可以完全满足排放要求，脱硝效率可达到80-90%。 <2>不会对炉内的燃烧造成影响。 (2)缺点 <1>需要催化剂原料，且原料成本昂贵。 <2>此方案适合于大型的锅炉，对于240吨的循环流化床锅炉不建议采 用。
从电除尘器出来的烟气进入吸收塔，与熟石灰颗粒在吸收塔内充分 混合，SO2、SO3等有害气体与熟石灰反应，生成CaSO3·1/2H2O、
CaSO4·2H2O和CaCO3。工艺水用喷嘴喷入吸收塔下部，以增加烟气湿度 降低烟温，使吸收塔内反应温度尽可能接近水露点温度，从而提高脱硫 效率。反应产物由烟气从吸收塔上部携带出去，经布袋除尘器分离，分 离下来的固体飞灰经返料斜槽送回吸收塔，烟气送入烟囱排放大气。 2、存在的优缺点 (1)优点 <1>脱硫效率高：在钙硫比为1.1～1.5时，脱硫效率可达90%以上。 <2>工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工艺的50%～ 70%。（大概需要2000万） <3>工艺流程简单，系统设备少，为湿法工艺的40%～50%，且转动部件 少，从而提高了系统的可靠性，降低了维护和检修费用； <4>占地面积小，为湿法工艺的30%～40%，且系统布置灵活，非常适合 现有机组的改造和场地紧缺的新建机组。 <5>能源消耗低，如电耗、水耗等，为湿法工艺的30%～50%。 <6>能有效脱除SO3、氯化物和氟化物等有害气体，其脱除效率远高于湿 法工艺，达90%～99%，因而对吸收塔及其下游的烟道、烟囱等设备的腐 蚀性较小，可不采用烟气再热器，对现有的烟囱可不进行防腐处理，直 接使用干烟囱排放脱硫烟气。 <7>对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便，可在 30％负荷时投用，对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性。 <8>对燃煤硫分的适应性强。 (2)缺点 <1>以上优点只是与湿法脱硫进行比较，而与干法脱硫相比，其工艺布 置较为复杂，需要的设备较多，维护量相应增加。 <2>投资成本相对于干法脱硫来说，较高。脱硫脱硝加除尘全部下来的 投资大概需要3200万元。 <3>年运行效率较高，每年的运行成本大概需要600万左右。 <4>布袋除尘器分离下来的灰由于进行了化学反应改变了灰分的化学性
新版《火力发电厂大气污染物排放标准》的实施，要求各个燃煤电 厂必须采用高效的脱硫脱硝方式才能达到国家的环保标准。新标准如下 所示：
从如上表中可以看出，我厂需要达到的标准为：烟尘30，二氧化硫 200，氮氧化物100。而现今我厂的排放指标最大值大概为烟尘42，二氧 化硫1500，氮氧化物280；平均值大概为烟尘38，二氧化硫1200，氮氧 化物220(二氧化硫的数据为不掺烧石灰石的数据)。所以根据国家排放的 标准，我厂还需要做一系列后续的工作。针对目前电厂普遍采用的几种 脱硫脱硝方式，我进行了一系列相关的比较，如若有错误之处请各位予 以指正。 一、皮带输送 1、实施方案 (1)脱硫方案
炉内脱硝的关键在于炉膛中燃烧温度的控制，避免床温大幅度的波 动。所以床温建议控制在950℃以下。然而根据我厂两台炉的运行情 况，要想低床温运行，负荷必须大量降低，这与我厂的经济效益是相悖 的，所以必须增加炉内的受热面或者对锅炉进行相应的改造来提高蒸汽 温度从而降低床温。 (3)除尘方案
如果采用皮带输送石灰石的方法脱硫，同时保证烟尘含量在30以 下，就必须将电除尘改为电布联合除尘器，即将四电场改为布袋，其余 三个电厂保持电除尘不变(可参照电冶公司改造方案)。 2、此方式的优缺点 (1)优点：此种脱硫脱硝的方式占地空间小，投资成本最为低廉，不需要 增加太多的辅助设备。 (2)缺点： <1>炉内床温不容易控制。氮氧化物对床温的感应最为明显，床温的大 幅度波动会造成氮氧化物排放的不均匀性，导致排放超标。 <2>石灰石的颗粒度必须要满足。大的石灰石颗粒由于无法与烟气充分 混合便沉底形成床料，影响了脱硫效率；小的颗粒未经化学反应便被引 风机抽走，影响脱硫效率。所以石灰石的颗粒度必须要满足。 <3>煤种掺烧的石灰石在炉内进行反应燃烧，会对水冷壁及炉内受热面 造成冲刷，爆管次数相应增加。 <4>炉内添加的受热面由于改变了锅炉的结构，在相应结合面处会造成 相应的磨损，导致锅炉爆管次数增加。 <5>皮带输送石灰石，如果燃烧控制不当会造成烟气排放的不达标。 <6>电除尘改为电布联合除尘的方式，会无形中增加引风机的出力，导
七、几种方案的比较
环保达标
对炉内燃烧 的影响
投资成本
后期运行成 本
有无污染 物排放
皮带输送 炉内喷钙
不一定达标 不一定达标
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炉内喷钙+SNCR 不一定达标 大
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半干法+SCR/SNCR 可达标 小
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灰尘无法销售
在分离器入口烟道墙上安装喷口，将氨水或者尿素的稀释溶液 (5%-10%)喷入烟气中，适合SNCR反应的烟气温度为850-1100℃，氨水 在连接烟道中与烟气强烈混合，与氮氧化物充分反应，随后在分离器中 旋转混合进一步反应。脱硝效率在35-50%。 2、需要注意的问题
(1)要控制床温在正常范围，避免床温大幅度的波动，减少氮氧化物的 产生。 (2)优化燃料的配比，避免给煤机频繁断煤，减少氮氧化物的产生。 (3)优化一、二次风配比，实现分级燃烧。 3、优缺点 (1)优点 <1>相对于SCR来说，SNCR投资成本低。 <2>循环流化床锅炉本身具有脱硝的良好优势，所以在床温控制上下功 夫就可以控制氨的逃逸。 (2)缺点 <1>必须要合理控制床温，避免大幅度的波动。 <2>合理控制煤流量，避免断煤现象的发生。 <3>氨与烟气的混合程度以及氨水的停留时间大大决定了脱硝的效率， 所以不好控制。 <4>由于氨水具有易爆炸性，所以建议采用尿素来参与燃烧。 六、SCR脱硝技术(俗称加催化剂工艺) 1、技术方案
2012-8-8
2、存在优缺点 (1)优点 <1>氨法脱硫效率高，可达到100mg/Nm3以下。 <2>氨法脱硫工艺无二次废水、废气、废渣污染，其脱硫副产品为化肥 硫酸铵，即是氮肥又是硫肥，用途广泛，利用率高，不产生二次污染， 实现了变废为宝、化害为利，是真正的循环利用。 <3>氨法脱硫工艺具有脱硝的功能。 (2)缺点 <1>项目占地面积为所有脱硫设备中最大的。 <2>项目投资成本为所有脱硫设备中最大的，大约投资为5000万左右。 <3>需要进行烟囱的防腐，而且烟囱防腐几乎一年就要进行一次查看， 有腐蚀的地方需要重新修复，额外增加了投资成本。 <4>此项目需要的设备较多，设备维护量大大增加。 五、SNCR脱硝技术(俗称喷氨工艺) 1、技术方案
致锅炉燃烧受到影响。 二、炉内喷钙(干法脱硫) 1、实施方案
在锅炉外部建立一个石灰石粉仓，通过石灰石输送系统将石灰石粉通 过管道喷入炉膛以达到脱硫的目的。脱硝和除尘的方案与上述方案一 致。 2、存在的优缺点 (1)优点：相对于半干法和湿法脱硫投资小，占地面积小。 (2)缺点 <1>石灰石粉系统运行不正常，造成二氧化硫波动较大，甚至机组需要 降负荷运行。 <2>石灰石粉注入系统经常发生阻力大的管线堵塞，阻力小的管线磨损 发生泄漏。 <3>炉内的注入点选择不合理，导致石灰石粉利用效率低。 3、选择炉内喷钙的方法需要注意的问题 (1)需要选用1mm粒径以下的石灰石粉。 (2)高位布置的粉仓出口与注入口的垂直距离大于8m。 (3)石灰石粉输送管道上的所有分支管线必须对称，否则会发生风量分配 不均的情况。 (4)必须保证压缩空气的干燥度，否则湿空气与石灰石粉混合会堵塞管 道。 (5)合适的喷口位置选择：在二次风入口处选择喷口会造成停留时间短、 反应时间短等弊端，石灰石粉的利用效率差；在回料腿上部设置，有利 于石灰石粉与回料灰的充分混合，大大提高了利用率。 三、半干法脱硫(脱硫除尘一体化) 1、实施方案
质，无法销售。每排放1吨，需要额外交纳0.5元的排污费。 四、湿法脱硫 1、实施方案
烟气中的二氧化硫和氨在脱硫塔内进行脱硫反应，脱硫后净烟气达 标排放。脱硫塔内生成亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵经过独立高效强制氧化 生成硫酸铵溶液，硫酸铵溶液经过塔内烟气浓缩、结晶、离心、干燥等 过程从而生成了硫酸铵晶体，即硫酸铵化肥产品，最终包装入库。
此方式就是我厂普遍采用的方式。具体实施方案为：将石灰石子 （平均粒径为10mm左右）在煤场被均匀地掺入即将送入炉膛的燃煤中， 一般每个运行班一次。掺入比例需按照燃用煤质的发热量及含硫量，按
钙硫比2.5计算。在煤场掺入石灰石子的燃煤用输煤皮带运送至破碎 机，石灰石子和原煤一起被破碎成平均粒径为1.4mm粒子，煤粒开始分 别由各个给煤口从前墙送入炉膛下部的密相区内。 (2)脱硝方案
在省煤器和空气预热器之间加装SCR反应器，烟气经过反应器后， 与反应器内的催化剂发生化学反应，与烟气中的氮氧化物，达到排放标 准。 2、优缺点 (1)优点 <1>脱硝效率可以完全满足排放要求，脱硝效率可达到80-90%。 <2>不会对炉内的燃烧造成影响。 (2)缺点 <1>需要催化剂原料，且原料成本昂贵。 <2>此方案适合于大型的锅炉，对于240吨的循环流化床锅炉不建议采 用。
从电除尘器出来的烟气进入吸收塔，与熟石灰颗粒在吸收塔内充分 混合，SO2、SO3等有害气体与熟石灰反应，生成CaSO3·1/2H2O、
CaSO4·2H2O和CaCO3。工艺水用喷嘴喷入吸收塔下部，以增加烟气湿度 降低烟温，使吸收塔内反应温度尽可能接近水露点温度，从而提高脱硫 效率。反应产物由烟气从吸收塔上部携带出去，经布袋除尘器分离，分 离下来的固体飞灰经返料斜槽送回吸收塔，烟气送入烟囱排放大气。 2、存在的优缺点 (1)优点 <1>脱硫效率高：在钙硫比为1.1～1.5时，脱硫效率可达90%以上。 <2>工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低，为湿法工艺的50%～ 70%。（大概需要2000万） <3>工艺流程简单，系统设备少，为湿法工艺的40%～50%，且转动部件 少，从而提高了系统的可靠性，降低了维护和检修费用； <4>占地面积小，为湿法工艺的30%～40%，且系统布置灵活，非常适合 现有机组的改造和场地紧缺的新建机组。 <5>能源消耗低，如电耗、水耗等，为湿法工艺的30%～50%。 <6>能有效脱除SO3、氯化物和氟化物等有害气体，其脱除效率远高于湿 法工艺，达90%～99%，因而对吸收塔及其下游的烟道、烟囱等设备的腐 蚀性较小，可不采用烟气再热器，对现有的烟囱可不进行防腐处理，直 接使用干烟囱排放脱硫烟气。 <7>对锅炉负荷变化的适用性强，负荷跟踪特性好，启停方便，可在 30％负荷时投用，对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性。 <8>对燃煤硫分的适应性强。 (2)缺点 <1>以上优点只是与湿法脱硫进行比较，而与干法脱硫相比，其工艺布 置较为复杂，需要的设备较多，维护量相应增加。 <2>投资成本相对于干法脱硫来说，较高。脱硫脱硝加除尘全部下来的 投资大概需要3200万元。 <3>年运行效率较高，每年的运行成本大概需要600万左右。 <4>布袋除尘器分离下来的灰由于进行了化学反应改变了灰分的化学性