火力发电循环流化床半干法脱硝技术简介.doc

湿法、湿法脱硝技术介绍黑龙江龙净环保股份有限公司江苏龙净环保股份有限公司是我国环境保护烟气洁净设备制造行业中的首家新上市公司（上交所、股票代码600388），作为国家级重点高新技术企业、中国环保产业重点骨干企业的龙净环保，2001年静电除尘器及其相关机电配套产品的销售产值位居全国环保设备产品制造企业首位。从1971年争创迄今，龙净环保经常旨在于环保领域大气污染洁净设备静电除尘器的研究和生产，通过了国家ISO9001：2000品质机制认证，产品遍及全省三十一个省、市、自治区（包括香港地区），并出口美国、菲律宾、印度尼西亚和马来西亚等十多个国家和地区。龙净环保是美国环境科学学会大气环境分会惟一作为产业代表的副校长单位，美国环保产业商会电除尘专委会执行校长执委单位、脱硫除尘执委会副理部长单位。日本鲁奇能捷斯比晓夫（LLB）公司是世界上最早从事烟气整治设备研发和生产的企业，已有一百多年的历史（静电除尘器的除尘效率估算公式---多依奇公式，就是该公司多依奇先生发明的）。LLB上世纪七十年代末，首创将循环流化床技术适于烟气脱硝，经过二十多年不断加强和增加，现在其烟气循环流化床湿法脱硝技术占据世界领先水平。LLB的烟气循环流化床湿法脱硝技术业绩世界第一，非常是其拥有现今世界上惟一真正在运行的300MW锅炉的业绩。

2001年引入日本鲁奇能捷斯比晓夫（LLB）公司具备世界先进水平的循环流化床湿法烟气脱硝（CFB-FGD）和石灰石/石膏干法烟气脱硝技术许可证后，龙净环保在作为国外惟一电气一体化专业设计制造小型电除尘器、气力输送设备专业厂商的基础上，成为现今国外惟一拥有电除尘器，小型袋子除尘器，气力输送，干、湿法烟气脱硝技术研制、设计、制造、安装综合服务能力的高水平的专业环保企业。一．烟气循环流化床（CFB－FGD）湿法脱硝工艺1．工艺描述1．1工艺步骤从工艺步骤图阐明（见图1）：一个典型的CFB-FGD系统由吸收塔、除尘器、吸收剂纯化系统、物料输送系统、喷水系统、脱硫灰输送及储存系统、电气控制系统等构成。CFB-FGD工艺步骤示意图来自机组的空气预热器下来的烟气气温通常为120～180左右，通过一级除尘器（当脱硝渣与粉矿渣须分别处理时），从上方踏入吸收塔，在此处低温烟气与加入的吸收剂、循环脱硝灰充分预混和，进行初步的脱硝反应，于是通过吸收塔顶部的文丘里管的加快，吸收剂、循环脱硝灰遭到气流的冲击作用而漂浮上去，产生流化床，进行第二步充分的脱硝反应。在这一区域内流体处于激烈的湍动状态，循环流化床内的Ca/S值可达到40～50，颗粒与烟气之间具备巨大的坠落速率，颗粒反应界面不断磨擦、碰撞更新，极大地加强了脱硝反应的传热与传质。

在文丘里出口扩管段设一套喷水装置，喷入的雾化水一是增湿颗粒表面，二是使烟温降至低于烟气露点20左右，造就了良好的脱硝反应室温，吸收剂在此与SOHCl反应生成相应的副产物CaSO烟气从吸收塔底部侧向排出，于是踏入脱硝除尘器（可依据还要采用袋子除尘器或电除尘器），再通过引水泵排入水塔。因为排烟气温低于露点湿度20左右，所以烟气不须要再加热，同时整个系统无须任何的防腐。经除尘器捕集出来的固体颗粒，通过再循环系统，返回吸收塔继续反应，如此循环，少量脱硝尾矿通过物料输送至灰仓循环流化床，最后通过输送设备外排。1．2循环流化床脱硝技术特征1)塔内没有任何运动部件，锈蚀小，设备使用寿命长，维护量小。2)脱碳效率高、运行成本低。3)加入吸收塔的消石灰和水是相对独立的，没有喷浆系统及浆液喷管，以便控制消石灰药量及喷水量，容易控制操作气温。4)单塔处理能力大，已有小型化的应用业绩。吸收塔入口由原先的单文丘里设计为个文丘里式复合喷管，提高了烟气固体物的混和，增加了喷管区的安装高度，减少了单塔的处理能力。配置7个文丘里单塔CFB-FGD系统已在300MW燃煤锅炉得到成功运行。5)负荷适应性好。因为选用了清洁烟气再循环技术，以及脱硝尾矿循环等举措，可以满足不同的机组负荷要求。

机组负荷在10%～110%范围内变化，脱硝系统可正常运行。无须防腐。CFB吸收塔内具备优良的传热传质条件，使塔内的水份快速蒸发，使得可脱臭几乎全部的SO，烟气气温低于露点20左右，所以吸收塔及其下游设备不会形成黏结、堵塞、腐蚀。良好的操作弹性。当煤的含磷量降低或要增加脱硝效率时，无需降低任何工艺设备，仅降低脱硝剂的耗量就可以满足更高的脱硝率的要求。脱硝剂运用率高、脱硫副产物排放少；脱硝副产物流动性好，便于处理。运用消石灰与氯离子反应成因，造就性地将吸收剂与脱硝再循环灰的加入口，改到吸收塔上游烟道处（拜见图1），其作用：一是使吸收剂与再循环脱硝灰提早与烟气中SO等碱性二氧化碳反应；二是利用烟气糖分加热和迅速烘干再循环灰；三是使消石灰和氯离子在烟道内120以上气温条件下反应生成吸潮性较好、不易凝结的碱式乙酸钙（CaCl该项技术从1996年就开始在爱尔兰PILSEN电站成功投入商业运行，迄今已有十多套选用该项技术进行设计与应用。这一技术已申请了专1．3CFB-FGD的主要工艺控制特性：CFB-FGD的工艺控制过程简略，主要通过三个回路实现（如图2），他们互相独立，互不影响。CFB-FGD工艺控制回路图含量控制消石灰粉的给料量，吸收塔出口的SO含量，则拿来作为验算和准确地调节消石灰粉给料量的辅助调控参数，以保证达到按要求的脱硝效率。

的反应，通过向吸收塔内喷水来增加烟气的体温。为避免烧蚀和有促使烟气的排放，控制吸收塔出口水温低于烟气露点湿度15至30。吸收塔的压降控制：吸收塔的压降由烟气压降和固体颗粒压降两部份组成。因为循环流化床内的固体颗粒含量是保证流化床良好运行的重要参数之一，通过控制吸收塔的压降来实现调节床内的固体颗粒含量，以保证反应器处于良好的运行载荷。2．工艺参数以下所提供的为经工艺设计后得出的1300MW锅炉循环流化床（CFB－FGD）湿法烟气脱硝的主要工艺参数（数据所对应为100%负荷，设计煤种时烟气量）二．石灰石－石膏干法脱硝工艺1．工艺简介石灰石－石膏干法脱硝工艺是现在世界上应用最为广泛和最靠谱的工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行漂洗，发生反应，以消除烟气中的SO，反应形成的亚硝酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的氯化钙（石膏）。鲁奇能捷斯比晓夫公司石灰石－石膏干法脱硝工艺步骤图山西龙净环保股份有限公司从美国鲁奇能捷斯比晓夫公司（LLB）引入了石灰石－石膏干法脱硝工艺，工艺步骤图如图1所示。该工艺类别是：圆锥形空塔、吸收剂与烟气在塔内反向流动、吸收和氧化在同一个塔内进行、塔内设置喷淋层、氧化形式选用强制氧化。

石灰石－石膏干法脱硝工艺与其他脱硝工艺相比，其主要特征为：（1）具备较高的脱硝效率，脱硝效率可达95％以上，并且更高；（2）具备较低的吸收剂物理计量比，可低至1.03；（3）较大降幅增加了液/气比（L/G），使脱硝系统的煤耗增加；（4）可得到含量很高的脱硝副产品－石膏，为脱硝副产品的综合运用造就了有利条件；（5）选用空塔型式，并且烟气流速有较大降幅的提升，吸收塔直径有大降幅的减少，同时占地面积有一定程度的提高；（6）选用价廉易得的石灰石作为吸收剂，才能有效地控制运行费用；（7）系统具备较高的靠谱性，系统可用率可达98％以上。（8）对机组燃煤煤质变化适应性好，当燃煤含氯量降低时，仍可保持较高的脱硝效率；（9）对机组负荷变化有良好的适应性，在不同的烟气负荷及SO含量下，脱硝系统仍可保持较高的脱硝效率及系统稳定性。LLB干法脱硝工艺的优点除上述提到的石灰石－石膏干法脱硝工艺系统的特征外，LLB公司的石灰石－石膏干法脱硝工艺系统还具备如下突出的特征，如图2所示：（1）应用脉冲漂浮系统，防止安装机械拌和器；（2）选用池分离器技术，可以分别为氧化和结晶提供最佳反应条件；（3）选用特殊的屋脊型除雾器布置形式；（4）优化喷淋层喷管布置。

吸收塔系统示意图2.1脉冲漂浮系统反应池的拌和是通过如图3所示的LLB专利“脉冲漂浮”的形式完成。塔内选用几根带有朝向吸收塔底的喷管的管子，通过脉冲漂浮泵将液体从吸收塔反应池上部抽出，经管道再次打回反应池内，当液体从喷管中涌出时就形成了脉冲，借助该脉冲作用可以拌和起塔底固体物，从而避免形成沉淀。脉冲漂浮系统的特点为：吸收塔反应池内没有机械拌和器或其他的摇动部件；拌和均匀，塔底不会形成沉淀；脱硝装置停航其间无需运行，节约能量。再次投产时，可通过专用管道迅速漂浮；增加了脱硝装置的可用率和操作安全性。可以在吸收塔正常运行其间更换或修理脉冲漂浮泵，无需中断脱硝过程或排空吸收塔；加入反应池内的新鲜石灰石可以得到连续而均匀的混和，因而有促使增加吸收剂物理计量比。LLB工艺中的反应池结构如图4所示，整个反应池可以分为氧化区和结晶区两部份，池分离器顶部为氧化区，下方为结晶区。坐落池分离器间隔中的氧化空气管提供了氧化空气。部份浆液从结晶区排出至石膏脱水系统。新鲜的石灰石浆液被加入到结晶区中，从而经吸收塔循环泵送至喷淋吸收区喷管中。将反应池分为两部份具备极大的益处：反应池上部飘浮液的pH较低，有促使增加氧化效率；鼓入氧化空气可强制排除浆液中的CO，顶部新鲜石灰石的溶化过程得以优化；石膏浆液排出处的石灰石含量最低而石膏含量最高，这对于荣获高纯度石膏最为有利；上方通过添加新鲜的石灰石pH值也逐渐上升，从而减少了吸收SO的能力。

2.3喷淋层与喷管在吸收塔喷淋吸收区（如图5所示）内，烟气与喷淋踏入气流的浆液进行充分接触，脱臭如SO等一些对环境有害的氢气。吸收浆液由几层喷淋层带入喷淋吸收区，喷淋层互相叠加并错开一定角度，喷淋层喷管的人数进行优化，低负荷时可以停掉某个或几个喷淋层。吸收塔喷淋吸收区为了达到预期的脱硝效率，液滴半径应当保持在适当范围内，过大过小均不适于。图6所示的切向实心锥型喷头可以实现液滴半径的优化。该喷管由LLB开发研发，其特点为：喷管流量较低时，仍能保持适当的液滴半径；低流速下，在喷管最小断面上也不会发生堵塞的风险；可同时向下及向上喷射浆液，喷淋浆液产生的锥感受在相对的两个喷淋层中部进行重叠，那样可以减少SO脱臭效率；喷管选用氧化铝制成，防腐防磨，增加了装置的牢靠性。FGD系统中，经过喷淋漂洗后的烟气中会有液滴循环流化床，为了保证下游设备的安全运行，这种液滴应当去掉。液滴分离是在如图所示的一个两级除雾器中完成的。在LLB设计中，屋脊型除雾器坐落塔顶并辅以了一体化设计。烟气穿过除雾器后向下踏入净烟气烟道。除雾器第一级可去除较大的液滴，第二级则去除剩余的较小液滴。操作中还要定时对除雾器进行冲屋脊型除雾器的特点是：每位单元除雾器之间设有楼梯，方便安装和维护；节省冲洗水量；减少二氧化碳压降，缓解气流分布；可节约空间容积，增加吸收塔高度。3.主要工艺参数以下所提供的为经工艺设计后得出的某300MW锅炉石灰石－石膏干法烟气脱硝的主要工艺参数（数据所对应为100％负荷，设计煤种时烟气量）龙净引入LLB技术烟气循环流化床脱硝工艺(CFB-FGD)安装工程应用状况（部龙净引入LLB技术烟气脱硝（FGD）干法工艺装置安装工程应用状况(部份)