双碱法烟气脱硫工艺在火电厂的应用.pdf

上 海 电力 2 0 0 6 年第5 期 双碱法烟气脱硫工艺在火电厂的应用 吴 开 源 上海申能星火热电有限责任公司， 上海2 0 1 4 1 9 摘要 根据国家对燃煤 S O 排放的新的控制标准， 上海 申能星火热电’有限责任公司原靠燃低硫煤来降低 S O 排放的方法 ， 已不能满 足标准要求 ． 需在该 公司新建炉 中增 加烟气 脱硫 系统 。介绍 了该双碱 法烟气 脱硫 系统的脱 硫原 理 、 工艺流程及 与传统湿法脱 硫工艺相 比的优 点 。测试 显示 ， 该系统 的脱硫效 率达 到 了 9 4 。 同时指出了双碱法脱硫工艺需解决 的两大 问题 。 关键词 双碱法烟气脱硫 ； S O ； 效率 中图分类号 X7 7 3 文献标识码 B l 应用背景 上海 申能星火热电有限责任公司 以下简称 公司 位于上海市星火工业开发区内， 承担着整个 开发区的集中供热任务 。一期设计 容量 为 4 7 5 t ／ h煤粉炉2 1 2 Mw 汽轮机 一 台抽凝机和 一 台背压机 。因初期热负荷不大， 于 1 9 9 3年完 成了第 一 阶段 工程 2 7 5 t ／ h煤粉 炉 1 1 2 MW 抽凝机 的建设 ， 随后 又于 1 9 9 7年完 成了一 期工程第二 阶段的建设 ， 增加 了一机一炉。到了 2 O O 4年， 随着星火 开发 区的进一步发展 。 公司对 外供汽量越来越大， 准备续建 4号炉 ， 并得到了上 海市计委的批准 。 与此同时。 我 国开始更加严格地控制燃煤二 氧化硫 S O 2 的排 放 ， “ 十 五 ” 规 划 提 出， 到 2 0 0 5 年 ， 全国 S 0 排放量在 2 0 0 0年基础上削减 1 O ， “ 两控区” 酸雨和 S O 控制区 削减 2 O 。新修 订的 中华人 民共和国大气污染防治法 对高污染 燃料使用、 高硫煤碳 的开采以及对火 电厂大气污 染物控制提出了新的要求 。2 0 0 3年新修订的 火 电厂污染物排放标准 已将 S O 排放浓度限制为 小于 4 0 0 mg ／ m。 新标准执行后所建设 的所有机 组 ， 老机组也要分别 在 2 0 0 8年 、 2 O 1 O年达到这 一 标准 ， 同时还要满足地区环境总量的控制要求 。 另外 ， 根据国家环保总局的 国家及地方两控区污 染防治规划 ， 国家将逐步提高 S 0 排污收费标 准 ， 使 其 达到 或 超过 S 0 污染 治 理成 本 ， 扩 大 S O。 排污收费范围， 多排多收 ， 形成谁污染谁就要 承担相应经济责任 的公平机制， 促使排污 企业积 极增加投入 ， 主动治理污染 。开展 S 0 。排放权交 ～ 49 4～ 易的研究和试点， 在实行总量控制 和排污许可证 制度的基础上 ， 开展排污企业 问 S O 。排放指标有 偿转让试点 ， 逐步建立 S O 排放权交易制度 。制 定不同地区发电环保折价标准 ， 为脱硫火 电厂的 运行创造 良好的政策环境， 保证 脱硫火 电厂优先 上网。可见 ， 随着国家各项制度的不断完善， 建设 烟气脱硫装置在经济上将 日趋可行。 公司 1 ～3号炉 的 S O 排放浓 度约为 2 0 0 0 mg ／ m。 ， 远 远超 过 了 火 电厂 污染 物排 放标 准 2 0 0 3 的规定。在 4号炉续建工程建设前 ， 公 司 主要通过控制 电厂燃煤的含硫 量， 使 电厂的 S 0 排放低于 国家标准 。但是在 电厂燃用煤种变化较 大的今天 ， 单单依靠燃烧低硫煤来降低 S O 的排 放是不够的 ， 在国家标准要求趋于严格的条件下 。 更难仅靠控制 燃煤含硫 量来满足 国家标准 的要 求， 因此在 4号炉续建工程可行性研究设计 中增 加了烟气脱硫系统 。 2 双碱法烟气脱 硫系统简介 公司的烟气脱硫项 目由上海智方环保工程有 限公司中标。脱硫工艺使用 双碱法 。整套系统采 用 P L C控制 ， 辅以少量的人工操作 。双碱法是湿 法脱硫工艺的一种 ， 原理是先用可溶性的钠碱 清 液作为吸收剂 吸收 S O ， 再 用钙碱 对吸收液进行 再生 ， 由于在 S 0 吸收和吸收液处理中， 使用了不 同类型的碱 ， 故称为双碱法。 2 ． 1 脱硫 机 理 双碱法烟气脱硫技术利用氢氧化钠和碳酸钠 溶液作为启动脱硫剂 ， 将配制好的氢氧化钠或 碳 酸钠溶液直接打入脱硫塔 ， 用以洗涤 、 脱除烟气中 维普资讯 2 0 0 6 年第 刺 上海电力 的 S O 。 ， 然后脱硫产物经脱硫剂再生池再生成氢 氧化钠 ， 再打回脱硫塔内循环使用 。脱硫工艺主 要包括 吸收剂制备与补充； 吸收液喷淋； 塔 内雾 滴与烟气逆流接触 ； 再生池吸收液再生成钠基碱 ； 石膏脱水处理 。双碱法脱硫的化学反应如下 1 吸 收 反 应 在主塔中以钠碱溶液吸收烟气中的 S O Na 2 S O3 S O H2 O ≠ 2 Na HS O3 吸收液中尚有部分 的 N a OH， 因此吸收过程 中还生成亚硫酸钠 。 2 Na H S O。 Na 2 S O3 H 2 O 2 再 生反 应 吸收液流到反应池 中与石灰料浆反应 2 Na HS O3 Ca OH 2 Na 2 S O3 Ca S O3 1 ／ 2 H 2 O 3 ／ 2 H 2 O Na 2 S O3 Ca OH 2 1 ／ 2 H 2 O 2 Na OH Ca S O31 ／ 2 H 2 I 再生后的浆液经钙盐沉淀后 ， Na 。 S O 。 清液送 回吸收塔循环使用 。 3 副 反 应 吸收过程的主要副反应为氧化反应 Na 。 S O3 1 ／ 2 02 Na 2 S O4 在 再生过 程 中 Na 。 S 0 发 生下 列反应 Na 2 S O4Ca OH 2 2 H 2 0 2 Na OH Ca SO42H 2 0 2 ． 2 工艺流 程 工 艺流 程如 图 1 所 示 。 图 1 双碱法脱硫系统的工艺流程示意图 整个脱硫系统分为烟气吸收段和循环液再生 段 以图 1中的虚线分割 。 锅 炉 出 口的烟 温为 1 4 3。 C， 经 布袋 除 尘 后 含 尘小 于 5 0 mg ／ m。 ， 烟 温约为 1 4 0 。 C 。烟气 南引风 机送至脱硫塔降温段 ， 利用雾化喷淋水， 使烟气迅 速降温， 然后与来 自塔底贮槽的循环吸收剂喷淋 液滴逆流接触， 在降温除尘的同时， 进行吸收。 烟气进入吸收段后， 与吸收段喷淋的吸收液 逆流接触而达到脱硫 的要求 ， 然后烟气经除雾器 除雾后 排放 至烟 囱 。 吸收液 由泵从脱硫 塔送至 } 昆合槽 距离 约 2 8 0 m ， 与 石 灰 消 化 后 的 石 灰 乳 液 混 合 ， 反 应 生 成 Na 0H 和 Na 2 S 0 以及 C a S 1 ／ 2 H 及 C a S O 2 H。 0 的固体沉淀 。然后混合槽溶液送 至稠 化器 中增稠 ， 再用 泵 将 浓 相 液送 至 旋 液 分 离 器进一步浓缩， 稀液返 回稠化器 ， 浓液 由板框压滤 机过滤， 除去硫酸钙及亚硫酸钙固体 ， 滤液返 回稠 化器。稠化器的稀液流入再生 吸收液槽 ， 加入补 充的氢氧化钠溶液 ， 用泵将再生后的溶液送 回吸 收段的循环槽 吸收塔底部 。 2 ． 3 双碱 法脱硫 的优 点 双碱法 比传统的湿法脱硫有以下优点 1 以钠碱作为吸收剂， 系统一般不会产生 沉淀 物 ； 2 吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生存脱 硫塔以外 ， 避免了塔的堵塞和磨损， 提高了运行可 靠性 ， 降低 了操作费用 ； 3 钠基吸收液吸收 S O 速度快 ， 故 可用较 小的液气 比， 达到较高的脱硫率 。 3脱硫效率测试 4号锅炉烟 气脱硫 系统与 锅炉本 体 同时建 成， 经过单体调试 后， 于 2 0 0 6年 9月开始进行热 态调试。经过工艺 调整和完善 ， 委托上海市环境 监测 中心于 1 0月 1 6日对 4号炉脱硫系统进行 了 效率测试 ， 测试结果脱硫效率为 9 4 。 双碱法脱硫 由于 工艺比较 复杂 ， 目前 尚有两 大问题正在解决中。一是整个系统涉及的池子比 较多， 如何使各池子问的液位保持 自动平衡还有 待解决； 二是双碱法脱硫要加两种碱 ， 现在正在调 试以找到符合 S O 排放要求时两种碱液的最合适 p H值 ， 并根据此 p H实现 自动加碱 。 收稿 日期 2 0 0 6 - 1 0 2 5 作者 简介 吴开源 1 9 8 2 一 ， 男。 上海人 ， 大学， 从 事 ’欠电厂 烟 气 脱硫 工作 。 0 2 1 5 7 5 0 2 3 4 5 3 1 9 。 责任编辑 李毂 一 4 9 5 维普资讯