(论文)单塔双循环-刘磊

2015年度技师、高级技师职业技能鉴定专业技术论文
论文题目
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脱硫单塔双循环技术简述
刘磊
神华福能发电有限责任公司（福建石狮 362700）
摘要对于效率要求超过98%的脱硫系统，国内外都做过一些研究和应用。

主要的技术方案包括石灰－石膏湿法脱硫技术；美国巴威公司的托盘塔技术；石灰石－石膏湿法双塔串联脱硫技术；石灰石－石膏湿法单塔双循环技术。

关键词单循环、双循环
正文
第一章我国大气污染排放标准
大气污染特别排放值(单位mg/m3)
第二章单塔单循环技术
一.单循环简述
目前国内多数电厂采用单塔单循环，一般脱硫效率能够达到95%以上。

如在不改变现设备布置情况下长期保证高脱硫效率达到98%甚至SO2零排放将会很难。

所谓单循环是指烟气在脱硫吸收塔内完成一次脱硫。

神福鸿电（2×1000MW）烟气脱硫工程，采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，能处理从锅炉排出的100 ％的烟气量，脱硫效率≥95 %，并预留加装双循环工艺的后续相关设备，脱硫效率不低于98.4%。

由锅炉引风机来的烟气进入喷淋式吸收塔脱硫,净化后的烟气经过两级除雾器除去烟气中携带的大部分液滴后，经脱硫出口进入烟囱排向大气。

二.单塔单循环工艺流程图
第三章双循环技术
一.双循环技术简介
石灰石－石膏湿法单塔双循环技术是指在一座吸收塔内完成了两次脱硫，达到了双塔串联效果。

是利用两级石灰石－石膏湿法喷淋空塔串联运行，烟气经过一级塔，先脱掉烟气中SO2的一部分，约60%到80%，再经过二级塔，脱掉烟气中剩余SO2的95%左右,两次叠加，从而达到总的脱硫效率大于98%的要求。

二.双循环技术特点
1. 适用于含硫量煤或者脱硫效率要求较高的FGD系统；
2. 一级循环PH值控制在4.5到5.3之间，有利于石灰石的溶解和石膏的结晶，能够得到品质很高的石膏；
3. 二级循环PH值控制在5.8到6.4之间，能够得到较高的脱硫效率，降低液气比，降低能耗；
4. 烟气在一级循环经过预处理，降低了尘、HCL、HF的含量，有利于二级循环达到高脱硫效率；
5. 每个循环独立控制，易于优化和快速调整，能适应含硫量和负荷的大幅变化.
6. 独立的一级循环浆池和二级循环浆池能够减小事故浆罐的
7. 锥型收集碗能够均布烟气流场，提高除雾器除雾效果。

三.单塔双循环工艺描述
1. 烟气经过两个不同的循环过程和石灰石反应后得到净化
2. 一级循环（Quench Zone)脱除30%~80%的SO2
3. 二级循环（Absorber Zone）脱除剩余SO2的90%~97%
4. 每个循环回路有不同的化学反应过程、固体浓度、固体类型和pH值
5. 一级循环浆液pH值 =4.5 ～ 5.3
6. 二级循环浆液pH值 =5.8 ～ 6.4
7. 氧化空气被鼓入到一级循环，在较低的pH值下，有利于氧化过程
8. 氧化空气同时也被鼓入到二级循环，以避免结垢
9. 采用石灰石作为脱硫剂，细碎的或者粒径较大的石灰石都能使用；输送方式可以采用：
9. 1 干磨和气力输送给料系统
9. 2 湿磨和浆液给料系统
10. 石膏浆液只从pH值较低的一级循环排出，能得到高品质的石膏
四、单塔双循环工艺流程图
五、双循环吸收塔结构
六、单循环和双循环的应用范围
1、单循环脱硫系统的适用范围
一般来说单循环脱硫系统，适用于脱硫效率≤97.5%的FGD系统；当脱硫效率要求>97.5%时，对边界条件的要求很严格：如很高的石灰石品质和活性、原烟气中较低的烟尘及其他杂质含量、较高的工艺水水质等，这就使单循环脱硫系统很难长期稳定地运行在97.5% 以上的脱硫效率范围内。

2、双循环脱硫系统的适用范围
对于双循环脱硫系统的选择并没有严格的界限。

但是对于低脱硫效率和低硫
煤种优势不是很明显。

双循环脱硫系统对于原烟气SO2的大范围变化有很好的适应性；尤其适用于含硫量较高的煤质或者脱硫效率要求> 97％的FGD系统。

七、双循环湿法烟气脱硫系统的优点
1. 两个系统浆液性质分开后，可以满足不同工艺阶段对不同浆液性质的要求，更加精细地控制了工艺反应过程，用于高含硫量的项目或者对脱硫效率要求特别高的项目非常适合。

2. 两个循环过程的控制是独立的，避免了参数之间的相互制约，可以使反应过程更加优化，以便快速适应煤种变化和负荷变化。

3. 高PH 值的二级循环在较低的液气比和电耗条件下，可以保证很高的脱硫效率,高硫煤可以达到99%左右。

4. 低PH 值的一级循环可以保证吸收剂的完全溶解以及很高的石膏品质，并大大提高氧化效率，降低氧化风机电耗。

5. 对SO2 含量的小幅变化和短时大幅变化适应性很强。

6. 一级循环可以去除烟气中的杂质，包括部分的SO2、灰尘、HCL和HF；杂质对二级循环的反应影响将大大降低，提高二级循环效率。

7. 石灰石的流向为先进入二级循环再进入一级循环，两级工艺延长了石灰石的停留时间，特别是在一级循环中PH 值很低，实现了颗粒的快速溶解，可以使用品质稍差和粒径较大的石灰石，降低磨制系统电耗。

八、双循环湿法烟气脱硫缺点
1. 初投资过高，跟单塔比较，新增了一座吸收塔和连接烟道；
2. 脱硫系统增加的阻力也很大，引风机或脱硫增压风机的运行能耗较高；
3. 两级吸收塔都必须配置除雾器，否则连接烟道内会大量积浆；场地占用面积较大；
4. 石膏脱水需要从两座吸收塔浆池排石膏，系统复杂；
5. 对于新建石灰石-石膏脱硫装置，一般不采用双塔串联方案，只有当原脱硫装置吸收塔能力欠缺、且场地又允许布置另一个吸收塔时，采用双塔串联方案可以节省技改初投资费用和缩短机组停炉时间。

九、双循环湿法烟气脱硫系统的总结
1. 对于脱硫效率要求很高的脱硫系统，是可靠的脱硫方法。

2. 对于FGD入口高浓度的SO2脱除，双循环是一种最有效的脱硫系统。

3. 在电除尘故障时，能够有效地预除尘，降低浆液被污染的风险。

4. 对石灰石品质的要求略低。

5. 石膏品质优良。

6. 国外大量投运电厂的应用，表明双循环技术是成熟的、可靠的。

7. 国内还没有运行业绩，目前正在执行的项目有：国电肇庆、国电北塘。

肇庆项目将于年底投运。

8. 以双循环技术为依托的永福双塔双循环改造项目，经性能检测，脱硫效率稳定，大于98.7%，石膏含水率为6%。

9. 在出口SO2浓度限值100mg/Nm3其它条件不变的情况下，运行单塔双循环比单循环的电耗高，维护费多。

10. 初投资多（循环泵、氧化风机、料箱、喷淋层）。

参考文献
[1] 北京国电龙源环保工程有限公司双循环脱硫技术说明；
[2] 《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)；
[3] 神华福能发电有限责任公司烟气脱硫技术协议。