CFB鍋爐脫硫與煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

火電廠循環(huán)流化床鍋爐（CＦＢB)脫硫與煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析火電廠HYPEＲLIＮK”hｔｔp：//tech.bjｘ．ｃｏ/keｙｗord．a(chǎn)sp？keywｏrd=循環(huán)％３ｃａ%２０href=”流化床’＞循環(huán)HYPERＬINＫ"http:／/ｔeｃｈ．ｂｊx。cｏm．cn/keyｗorｄ。asp?keｙwｏrd＝流化床"流化床HYPEＲＬINＫ"ｈttp：／/tech．ｂ．cn/kｅywｏrd。aｓp?keyｗord=鍋爐＂鍋爐(ＣFＢＢ)脫硫與煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析韋定強(qiáng)摘要為滿意環(huán)境保護(hù)要求，改善大氣質(zhì)量,在現(xiàn)有火電廠利用其有限場地尋求一種初投資省、占地少、脫硫效率高、技術(shù)成熟牢靠、運(yùn)行成本低的脫硫裝置勢在必行.以廣西合山電廠１０0MW機(jī)組為例對脫硫技改工程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，為找出最佳脫硫方式供應(yīng)參考。?問題的提出如何保護(hù)和改善環(huán)境、防治污染和其他公害、保障人體健康，促進(jìn)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的持續(xù)進(jìn)展，已經(jīng)成為寬闊工程技術(shù)人員面臨的重大課題。然而在我國現(xiàn)有的眾多火電廠中具有脫硫設(shè)施的為數(shù)很少,絕大部分燃煤電廠煙氣未經(jīng)處理就直接向大氣排放，使我國受酸雨危害的情況日趨嚴(yán)重.僅四川、云南、廣西三省區(qū)每年因酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)16０億元〔１〕。依據(jù)文獻(xiàn)[２］介紹，198８年全國SO2排放量１529萬ｔ，到1995年為1８91萬t,按７年平均每年遞增51.7萬t計(jì)算,顯然１999年全國SＯ２排放量將高達(dá)20９8萬ｔ，如不再加以嚴(yán)格掌握，我國環(huán)境保護(hù)將面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，大氣污染不僅對國內(nèi)生態(tài)環(huán)境及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重破壞，也對周邊國家構(gòu)成環(huán)境污染。因此環(huán)境與進(jìn)展已成為我國面臨的兩大主題。2廣西合山電廠現(xiàn)狀及脫硫改造的重要性合山電廠共8臺(tái)機(jī)組，其中1００ＭＷ機(jī)組3臺(tái)，總裝機(jī)容量5０5MW，為廣西目前較大容量的火電廠,始終燃用廣西合山當(dāng)?shù)馗吡驘熋?，煤質(zhì)見表1.表１合山電廠100ＭW機(jī)組ＨYPＥRLINK"ｈttp：//teｃｈ。bｊx.cｏ/keｙword.ａsp?kｅyｗｏｒｄ＝鍋爐＂鍋爐設(shè)計(jì)燃用煤質(zhì)特性

項(xiàng)目單位結(jié)果?收到基硫分Saｒ４．5～４.78?收到基灰分Aar4６．77~49．2

低位發(fā)熱量QａｒnｅtMＪ/ｋg14.15~1２．5?1９98年,廣西遭遇30年罕見的大旱，水電發(fā)電量僅為正常出力的20～３０,造成電網(wǎng)電力供應(yīng)十分緊張。在供電緊缺的情況下,火電機(jī)組發(fā)揮了作用，僅合山電廠年發(fā)電量就高達(dá)3４.2０96億kＷ.h，占全區(qū)發(fā)電量的１3．96，創(chuàng)建廠以來發(fā)電量的歷史最高記錄，為廣西國民經(jīng)濟(jì)作出了重大貢獻(xiàn)。然而該廠當(dāng)年發(fā)電煤耗量高達(dá)２７2０208t,按原煤平均含硫分為4。86計(jì)算，合山電廠當(dāng)年向大氣排放高達(dá)1９。2２萬t的ＳO2.表2為該廠1臺(tái)4１0t/hＨYPEＲLINK”hｔtｐ：//teｃh.bjｘ。com.cｎ/keyｗoｒd．ａｓp？keｙword=鍋爐"鍋爐的ＳO2排放情況.

表2合山電廠一臺(tái)4１0t／h爐SＯ２排放量?（干煙氣量47８78Nｍ3/h濕煙氣量5０97４6Ｎm3／h）?名稱小時(shí)排放

t／ｈ年排放量?t／a濃度允許排放?mg/Nm３超標(biāo)倍數(shù)

ｍg/Ｎm3PPm?SＯ26．６６3３3０013９104869１２0011.6?從表2可明顯看出，該廠僅一臺(tái)4１0t／ｈ爐每年排出SO2高達(dá)３3３０0ｔ，ＳO2超標(biāo)排放倍數(shù)達(dá)1１．6倍，如不準(zhǔn)時(shí)實(shí)行脫硫措施將面臨關(guān)閉的危險(xiǎn).為了解決既要燃用合山高硫煤又不對大氣質(zhì)量造成污染，亟待接受各種行之有效的脫硫措施，嚴(yán)格掌握ＳO2排放已刻不容緩。?3脫硫方式選擇及技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較目前，國際上使用最多的脫硫技術(shù)有煙氣脫硫（FＧD)及HYＰERLINK”ｈtｔp：//tech．bｊｘ.ｃ/keywｏrd.asp?kｅｙword=循環(huán)％3ca%2０ｈref＝"流化床’〉循環(huán)HYPERLINK”ｈttｐ：//ｔech。bjx。coｍ.ｃn／kｅｙword.aｓp？keyｗoｒd=流化床＂流化床HYPEＲLINＫ"httｐ：//ｔｅch．ｂｊｘ.ｃoｍ。ｃn/ｋｅｙword.aｓp?kｅywｏrd=鍋爐”鍋爐(CFBB）技術(shù)脫硫兩種方式。3。1幾種煙氣脫硫（ＦＧＤ）技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性分析合山電廠10０MW（41０ｔ/h爐）機(jī)組能否接受煙氣脫硫，首先要分析煙氣脫硫的工藝及設(shè)備占地情況.煙氣脫硫一般又分為三種：濕法煙氣脫硫、干法和半干法煙氣脫硫.國外應(yīng)用最為普遍的是濕法煙氣脫硫技術(shù)，約占電廠裝機(jī)容量的８５,其次是干法和半干法脫硫技術(shù)。３．1．１排煙HYPＥＲＬINK＂httｐ：//ｔeｃh.bjx．cｏm.ｃｎ/ｋeｙｗoｒd．ａsｐ？ｋeywoｒd=循環(huán)％3ca％２0hｒef="流化床’〉循環(huán)HＹPＥRLINK"htｔｐ：//tech。bjx．ｃom.cｎ/kｅyword。aｓp？keywoｒd＝流化床”流化床脫硫技術(shù)排煙ＨYPERLIＮK＂ｈttp://ｔ。ｃn/ｋｅywoｒd。asp?keyｗｏrｄ=循環(huán)%3ca%20hｒｅf＝”流化床＇〉循環(huán)HＹＰEＲLINＫ"ｈtｔp://tecｈ.bjｘ．coｍ.cn／keｙwoｒd.ａsｐ?ｋeywｏrｄ=流化床"流化床脫硫全稱為氣體懸浮吸取技術(shù)(簡稱GSＡ脫硫系統(tǒng)）。該脫硫方式具有初投資省、占地少、脫硫效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、系統(tǒng)簡潔及操作便利等優(yōu)點(diǎn).在國際上掌握此項(xiàng)技術(shù)比較成熟的公司有丹麥FＬＳ。MIＬＪ公司.此外,德國魯奇的ＢＩSＣＨOＦＦ公司排煙HYＰＥRＬＩＮＫ＂httｐ://tｅch．。ｃn/keywｏrd．ａsp？keywoｒd=循環(huán)％３ca%２0ｈref=”流化床’>循環(huán)HYPERＬＩNＫ"hｔtｐ：//ｔech．bｊx。ｃom.cｎ/ｋeyｗord。aｓp？ｋeywoｒd=流化床"流化床脫硫技術(shù)（稱為ＣFB煙氣脫硫）也是較成熟的煙氣脫硫技術(shù)。?GSＡ法脫硫與煙氣HYＰＥRLＩNK”http：／/tｅch．bjx.ｃｏ/kｅywｏrd.aｓｐ?keyword＝循環(huán)％3ｃa％２0ｈｒｅf="流化床’>循環(huán)HＹPEＲLINＫ”hｔｔp：//tech．bjx。cｏｍ。ｃn／kｅｙworｄ.aｓp?ｋｅyworｄ=流化床＂流化床（CＦB）脫硫的共同點(diǎn)是：均接受HYPERＬＩNK＂httｐ：//teｃｈ。ｂjx.ｃ/ｋｅywｏrｄ.ａｓp?kｅyｗord=鍋爐"鍋爐尾部煙氣循環(huán)脫硫、石灰作吸取劑，占地小、初投資省，副產(chǎn)品拋棄.不同點(diǎn)是:①前者屬半干法脫硫,后者屬干法脫硫;②前者使用脫硫劑為純度及活性較高的石灰漿CaＯ（OH）2，后者脫硫劑為熟的干石灰粉（即已消化的石灰)或接受爐內(nèi)噴鈣；③前者反應(yīng)塔后使用分離器循環(huán)灰粒，噴嘴注射石灰漿,后者反應(yīng)器后使用電除塵器循環(huán)灰粒；④脫硫效率、初投資、運(yùn)行費(fèi)用、占地面積等后者比前者略大.圖１為GＳA脫硫工藝系統(tǒng)流程簡圖。3.1.2電子束法脫硫(ＥBA法）電子束法脫硫是干法脫硫中一種新的脫硫工藝，其主要特點(diǎn)是:①屬干法處理過程,不產(chǎn)生廢水、廢渣;②能同時(shí)脫硫、脫硝，并可達(dá)到90以上的硫脫率和80以上的脫硝率;③副產(chǎn)品為硫銨和硝銨混合物，可用作化肥。圖1GSA脫硫工藝系統(tǒng)流程圖3。１。３石灰石－石膏法（WLＦO）脫硫技術(shù)濕式石灰石—石膏法脫硫技術(shù)的基本原理主要是將石灰石粉漿或石灰作脫硫劑，在吸取塔內(nèi)對含有SO２的煙氣進(jìn)行噴淋洗滌,使SO2與漿液中堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫配鈣（CａＳO4），從而將SO２除掉。

上述幾種煙氣脫硫技術(shù)國內(nèi)已有幾家電廠接受。一些電廠擬接受或已接受煙氣脫硫的投資及運(yùn)行費(fèi)用情況列于表3。表3國內(nèi)一些電廠接受煙氣脫硫投資及運(yùn)行費(fèi)用情況?項(xiàng)目單位重慶電廠柳州電廠廣東粵?連電廠成都熱

電廠珞璜電?廠一期浙江錦?江電廠備注?濕式石膏法(在建）電子束法(可研）濕式石膏法(可研）簡易石膏法（在建）電子束法（已投運(yùn))濕式石膏法(已投運(yùn))雙堿法?（已投運(yùn))珞璜一期１98８?年靜態(tài)投資4３?0５萬美元按現(xiàn)

匯率3．5731億?人民幣,二期?３.６億人民幣，?據(jù)報(bào)道一期投?資及運(yùn)行費(fèi)用

誤差較大.另?外柳州電廠脫硫投資為制造商的初步報(bào)價(jià)?機(jī)組容量MW２×2００2×2００2×２0０２×１2５2002×３60２×２5

處理煙氣量Nm3/ｈ×1０４１762×752７×５2×５530。0８2×１08７．２30。27

燃煤硫分2.2~３．9１.09１。０9２．52。04４。021.09?脫硫工程靜態(tài)總投資萬元４468035８５1４４22218０00９43０3573１４１0?年脫余SＯ２量ｔ／a７5７101６８5０16８５0250007８008０４0０281４?每年脫除SO2單位投資（按20年計(jì)）元／ｔ。SO２29５。0５１06３．8１31２．２36060４。4822２.２97。1３(按1５年計(jì))?年利用小時(shí)ｈ６5４0５000５０00７0０065０06５006００0?年運(yùn)行成本費(fèi)用(包括折舊費(fèi)在內(nèi))萬元6666730６7７7９２00０９58．１未包括折舊及銷售化肥收入51７７

未包括折舊170.5?每脫1ｋgSO２單位成本元／kg?。SO２.a１。１3５4。３364．6160。８1。２28０。６44０．606?脫硫率95≥９0≥９0８18０95≥70?脫硫島占地ｍ２～7７０0700０7700≥30０0225５1200０?1000

從表3看出，柳州電廠的投資及運(yùn)行費(fèi)用以濕式石膏法為最大。從技術(shù)看,濕式石膏法脫硫技術(shù)最為成熟牢靠，而且在運(yùn)行實(shí)踐中得到考驗(yàn)（如珞璜電廠)。濕式雙堿法煙氣脫硫只能在中小型HYPEＲＬＩNＫ＂ｈttp：/／ｔeｃh.bjx．ｃoｍ.cｎ/keyｗｏrｄ.asp？ｋｅｙｗord=鍋爐＂鍋爐機(jī)組上使用，而且脫硫效率相對較低。

從表3還可看出,接受煙氣脫硫，占地多,初投資及運(yùn)行費(fèi)用都較大（表中珞璜電廠數(shù)據(jù)與實(shí)際投資及運(yùn)行費(fèi)用情況誤差較大，僅作參考）。廣東粵連電廠屬于接受簡易濕法脫硫，投資及運(yùn)行費(fèi)用較低.簡易濕法脫硫主要是脫硫副產(chǎn)品實(shí)行廢液拋棄及濕煙氣排放，可節(jié)省場地、初投資及運(yùn)行費(fèi)用，但增加灰場負(fù)擔(dān)。?雖然濕法煙氣脫硫效率高，如濕式石灰石－石膏法脫硫效率可達(dá)98以上，脫硫副產(chǎn)品可綜合利用,FGD系統(tǒng)靈敏性大、維護(hù)工作相對較少。然而接受煙氣脫硫(不包括接受HＹPERＬINK"http://ｔech.bjx。ｃ/ｋeyword。ａｓp？keｙword＝鍋爐”鍋爐尾部煙氣ＨYＰＥRLINK＂httｐ：／/tｅcｈ．ｂjx.ｃoｍ。cn/ｋeyｗｏrd.asｐ?keｙｗorｄ＝循環(huán)％3ca％２0ｈref=”流化床'＞循環(huán)HYＰERLIＮK”hｔtp：/／tech．bjx．ｃｏｍ.cn／kｅywoｒd。asp？keｙｗｏrｄ＝流化床＂流化床法脫硫)，設(shè)備占地面積大且工藝流程簡潔。就合山電廠而言，如將一臺(tái)4１0t／hHＹPERLIＮK”httｐ：//tech．bjx．cｏm．ｃn／keyword．ａsp?kｅyword＝鍋爐"鍋爐配一套正規(guī)的FGD脫硫系統(tǒng)裝置（簡易石膏法脫硫除外），至少要占地約８000m2，而該廠爐后面積不足8００m２(2６．5m×2８m）.這是濕法脫硫的一大缺點(diǎn)。

表4是以合山電廠一臺(tái)4１0t/h煤粉爐為例，當(dāng)處理煙氣量、年運(yùn)行小時(shí)（50０0h)相同，接受不同脫硫方案的投資及運(yùn)行費(fèi)用比較。?表４ＣFBB技術(shù)脫硫與幾種煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較?項(xiàng)目單位ＣFBBGＳＡ或ＣＦＢ?排煙循環(huán)法簡易石灰?石－石膏法電子束或?濕式氨法備注

設(shè)計(jì)煤含硫分4．54。７84。7８４.78合山濕法脫?硫接受濕煙?氣排放及石

膏作廢液排?放，故文中

暫稱為簡易

濕法脫硫

機(jī)組容量MＷ100１0０1001０0?處理煙氣量（按１臺(tái)10０ＭW機(jī)組計(jì)算)Nｍ2/h4730００509746?~５3５6２６535６2６?~16068785０9７46?～５3562６?要求脫硫效率90不小于９295不小于９０?每年脫除SO2量t/a27184。53０６363０6３６３０6３6

脫硫工程靜態(tài)總投資（１臺(tái)1０0ＭW機(jī)組)萬元17８7７.414７４４1858241４36

脫硫工程靜態(tài)總投資（3臺(tái)10０MW機(jī)組）萬元～400００3０６5９23159～600００?因脫硫每年增加運(yùn)行成本（1臺(tái)100MW）萬元/年～１59０~１750~１２62~46７7使用GSA干法脫?硫因購買石灰比?自制成本還高，

石