脫硫脫硝案例

電廠煙氣脫硫脫硝工程案例電廠煙氣脫硫案例-羅斯托克在西德和東德重新統(tǒng)一后，羅斯托克市附近的Greifswald電廠完全停止運(yùn)行，后被拆除。因而建造一新電廠十分必要，選址在靠近羅斯托克港口的一個(gè)地方。1994年建成了擁有一臺(tái)鍋爐和500MW機(jī)組的電廠并進(jìn)入試運(yùn)行階段。煤是從羅斯托克港口通過(guò)一個(gè)1.2km長(zhǎng)加頂?shù)膸竭\(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)?，電廠配備了一個(gè)冷卻塔用來(lái)冷卻水。新鮮的冷卻水是從波羅的海獲得。

燃料采用無(wú)煙煤。大部分的煤是由南非、波蘭和俄羅斯供應(yīng)的，但為了節(jié)約，采用了各國(guó)的資源。

根據(jù)LCP-條例（thelargecombustionplant大型火電廠）電廠最初設(shè)計(jì)了ESP,DENOX和FGD系統(tǒng)。

與鍋爐配套的DENOX、ESP和FGD安裝在一條直線上，僅僅DENOX部分有一更換催化劑的旁路，ESP和FGD不能通過(guò)旁路，煙氣經(jīng)過(guò)冷卻塔排放。在這個(gè)電廠中沒(méi)有煙囪。

鍋爐為本生式鍋爐，由德國(guó)巴布科克魯奇Lentjes公司制造，F(xiàn)GD系統(tǒng)為濕法石灰石－石膏工藝。

鍋爐德國(guó)巴布科克/Lentjes

渦輪機(jī)ABB

ESP（電除塵）ABB/Fl?kt

DENOX（脫硝）Lentjes/德國(guó)巴布科克

FGD（煙氣脫硫）LentjesEnergie&Entsrgng(原來(lái)的GttfriedBischff)

電廠原先設(shè)計(jì)為供暖的中等負(fù)荷的電廠。運(yùn)行時(shí)間大約每年為4000小時(shí)。1994年開始試運(yùn)轉(zhuǎn)，從最開始就配有FGD系統(tǒng)。除了輸出電能，電廠還將供暖300MW。一旦需滿負(fù)荷的供暖，電能就只有450MW。如果僅僅發(fā)電，效率為42.5%，如既供電又供暖，效率可達(dá)62.5%。

運(yùn)行排放標(biāo)準(zhǔn)是以LCP-條例為依據(jù)的而審批部門要求采用“最佳實(shí)用技術(shù)”來(lái)達(dá)到排放限度。SOX的排放限度為200mg/m3(標(biāo)態(tài)),粉塵的排放限度200mg/m3(標(biāo)態(tài))。除了這個(gè)排放標(biāo)準(zhǔn)外，電廠還必須無(wú)一例外的遵循LCP-條例的所有要求。

安裝的FGD工藝是濕法石灰石石膏工藝，通過(guò)利用碳酸鈣CaCO3進(jìn)行煙氣脫硫，而且產(chǎn)生適于銷售的石膏。吸收裝置是無(wú)填料的空噴淋塔，而且配備強(qiáng)制氧化的吸收池。

吸收裝置是靠?jī)?nèi)部漿液循環(huán)運(yùn)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且被設(shè)計(jì)為酸凈化系統(tǒng)。吸收池內(nèi)的pH值控制在4.5和5.5之間。在吸收池中貯存一定量的石膏晶體作為生成新石膏晶體的晶核，另一部分石膏排放出來(lái)進(jìn)行脫水。

石膏脫水后的濾出液又返回到吸收裝置再利用。新鮮的補(bǔ)給水由除霧沖洗系統(tǒng)（液滴分離器，與吸收塔一體）補(bǔ)充或者直接加入到吸收池。除霧器用地表水（雨水）沖洗。

1.FGD系統(tǒng)

由于使用俄羅斯的煤（氯含量很低），循環(huán)中不能獲得所需的氯的含量。因此在處理過(guò)程中將無(wú)廢水外排。額外的氯通過(guò)利用海水作為補(bǔ)給水獲得。碳酸鈣粉貯存在庫(kù)中，碳酸鈣干粉通過(guò)-氣力運(yùn)輸和噴射系統(tǒng)直接送入吸收池。

除了大的吸收循環(huán)泵，所有的泵都為一用一備，一旦出現(xiàn)故障，自動(dòng)控制系統(tǒng)就會(huì)轉(zhuǎn)向備用的系統(tǒng)。在停運(yùn)后，所有運(yùn)輸石膏和石灰乳的管道和泵將會(huì)自動(dòng)得到?jīng)_洗和排干。

在維護(hù)時(shí)期，設(shè)計(jì)為能容納系統(tǒng)（吸收塔、管道，沖洗水）全部液體的廢水罐能容納石膏漿，在重新啟動(dòng)之前漿液將被打回吸收塔。在再次試運(yùn)轉(zhuǎn)后，包含的石膏晶體將立即作為晶核，這樣避免了堵塞和堵漏的運(yùn)行問(wèn)題。

煙氣進(jìn)入吸收塔時(shí)大約120℃，不需另外的冷卻裝置，由于煙氣經(jīng)冷卻塔排放，不需蓄熱式換熱器。

引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)為能克服從鍋爐到冷卻塔的壓力損失，F(xiàn)GD系統(tǒng)沒(méi)有單獨(dú)的增壓鼓風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)安裝在吸收塔的后面。理論上，這是最經(jīng)濟(jì)的位置，然而對(duì)材料選擇的高要求和維修工作的困難。目前不贊成把風(fēng)機(jī)安裝在這個(gè)位置。

吸收塔吸收塔是“空噴淋塔”，例如沒(méi)有強(qiáng)化氣液傳質(zhì)的內(nèi)部填料。吸收漿液由泵從吸收池打入到噴嘴，然后逆流噴射。為了限制液滴帶入到凈化氣體中，在吸收塔出口之前安裝除霧器。

為了防止吸收塔腐蝕，內(nèi)表面用內(nèi)襯橡膠。為避免固態(tài)石膏和其他組分的沉淀，吸收塔的底部被特別設(shè)計(jì)為倒錐形，這種底部不需要額外的攪動(dòng)，與底部為一體的是強(qiáng)制氧化系統(tǒng)。

吸收塔數(shù)據(jù)吸收塔數(shù)量1個(gè)塔徑14.8m塔高55.5m材料St37,內(nèi)襯橡膠,4mm

空氣氧化系統(tǒng)1.4539噴淋裝置水管St37,內(nèi)襯橡膠/FRP噴嘴SiC除霧器PPH吸收劑系統(tǒng)

脫硫工藝的添加劑是碳酸鈣。準(zhǔn)備用的碳酸鈣粉用卡車來(lái)運(yùn)送，中間石灰貯存庫(kù)放在兩送料斗出口之間，每個(gè)送料斗配備一風(fēng)力輸送系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)按滿負(fù)荷設(shè)計(jì)。碳酸鈣粉分批加入，每批加入700kg，兩個(gè)系統(tǒng)交替運(yùn)行。

流量1,772,000m3/h（標(biāo)態(tài)）.

SOX入口濃度3,500mg/m3（標(biāo)態(tài)）.

SOX出口濃度200mg/m3（標(biāo)態(tài)）.

吸收劑碳酸鈣(CaCO3)

效率95%

石膏脫水系統(tǒng)脫水系統(tǒng)安裝在石膏庫(kù)的上面。一臺(tái)多水力旋流器進(jìn)行預(yù)脫水，由于真空帶式過(guò)濾機(jī)運(yùn)行的高度可靠性，沒(méi)有配備備用系統(tǒng)，萬(wàn)一需要維修，通過(guò)增加漿液的濃度，石膏以吸收漿的方式貯存。

傳送帶把脫水后的石膏運(yùn)送到石膏庫(kù)入口。脫水后的石膏含濕量可達(dá)到大約10％。

通常，一部分濾出液排入廢水處理系統(tǒng)，通過(guò)吸收循環(huán)液中的氯的濃度來(lái)控制廢水的質(zhì)量，氯濃度將不得超過(guò)20,000ppm以免腐蝕。

石膏庫(kù)容量3,000m3

類型后進(jìn)先出(Eurosilo)

真空帶式過(guò)濾器數(shù)量1x100%

石膏含水率<10%

一般設(shè)計(jì)參數(shù)

FGD以含硫量為1.5%的煤設(shè)計(jì)的。工作狀況下SOX入口濃度為3,500mg/m3(標(biāo)態(tài))審批部門的要求除NOX、CO等也對(duì)SOX和粉塵的最大排放量作了要求。

粉塵20mg/m3標(biāo)態(tài).

SOX200mg/m3標(biāo)態(tài).

要求在煙囪中采用連續(xù)的排放測(cè)量法，此測(cè)量法必須配備單獨(dú)的計(jì)算機(jī)，以便把所測(cè)數(shù)據(jù)換算為（標(biāo)態(tài)）值，要求對(duì)所有排放數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)的記錄，測(cè)量的參數(shù)如下：粉塵、SO2、NOX、O2、溫度、壓力。對(duì)煙氣溫度沒(méi)有要求，煙氣經(jīng)過(guò)一冷卻塔后排放是被允許的。大量的調(diào)查表明煙氣經(jīng)冷卻塔后排放有極好的分散性。

煙氣以大約50℃進(jìn)入冷卻塔（飽和溫度45-48℃＋在引風(fēng)機(jī)內(nèi)增加的溫度），然后由于較高溫度的冷卻塔空氣，煙氣將獲得額外的升力，這時(shí)冷卻塔運(yùn)行在再冷卻模式，例如從渦輪冷凝器來(lái)的冷卻水將被再循環(huán)。僅僅蒸發(fā)的冷卻水必須用從波羅的海的新鮮海水補(bǔ)給。

除霧器：廠商AlphaLaval類型鉤形數(shù)量2個(gè)(預(yù)-/精細(xì)-除霧器)橫截面*m2氣體流速5.5m/s噴淋層6噴嘴數(shù)量180每個(gè)噴嘴的流量122m3/h曝氣鼓機(jī)：數(shù)量2x100%流量7,350m3/h壓頭80000Pa出口溫度100℃熄火溫度50℃功率損耗219kW循環(huán)泵一個(gè)吸收塔的數(shù)據(jù)數(shù)量3類型離心泵流量7,350m3/h壓頭根據(jù)到噴嘴的距離有所不同功率損耗1,250kW(最大)泵身材料1.4517葉輪材料1.4424投資成本和運(yùn)行費(fèi)用于一個(gè)完全配齊所有的環(huán)境保護(hù)設(shè)施的新建的電廠，裝設(shè)FGD的投資成本占全部投資成本的7-9%，這個(gè)數(shù)字包括所有的工程費(fèi)用，也包含土建所必需的費(fèi)用。。

在羅斯托克電廠，沒(méi)有專門的FGD的操作人員整個(gè)電廠的操作人員，都可以在完成本職工作外來(lái)控制FGD系統(tǒng)，整個(gè)電廠可由一個(gè)工人在控制室里控制（不包括維修工作）。

羅斯托克電廠自1994年試運(yùn)行以來(lái)(到2003年4月)共運(yùn)行了67000個(gè)小時(shí)。在1994年到2000年期間共啟動(dòng)/關(guān)閉系統(tǒng)約1100次。

環(huán)境影響

在電廠試運(yùn)行兩年前,即1992年,建了一個(gè)排放測(cè)量室來(lái)收集排放數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是電廠試運(yùn)行后的污染物排放情況作比較的基礎(chǔ)。

直到今天從電廠到排放數(shù)據(jù)都沒(méi)有出現(xiàn)可測(cè)的影響。整個(gè)煙氣處理系統(tǒng)（DENOX,ESP,FGD）都避免了任何的不良環(huán)境影響。

為了把測(cè)量結(jié)果公布給市民看，在市中心建了一個(gè)布告板。來(lái)自不同排放測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)都公布出來(lái)了。海水脫硫

煙氣海水脫硫工藝以挪威ABB公司開發(fā)的Flakt-Hydro工藝為代表。20世紀(jì)60年代后期,美國(guó)加利福尼亞州伯克萊大學(xué)的Bromkley教授研究利用海水的天然堿度吸收煙氣中的SO2的海水洗滌工藝,具有很長(zhǎng)海岸線的挪威對(duì)此工藝很感興趣。70年代初,ABB-Flakt公司與Norsk-Hydro公司合作,進(jìn)一步發(fā)展了Bromkley教授的構(gòu)想,經(jīng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)裝置成功運(yùn)行之后,最終確立了Flakt-hydro海水脫硫工藝(以下簡(jiǎn)稱F-FGD工藝)。到目前為止,煙氣海水脫硫工藝技術(shù)的成熟性已得到美國(guó)和歐共體的環(huán)境機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,該技術(shù)能完全滿足空氣及水質(zhì)方面的環(huán)境要求,并可進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。“九五”期間,深圳西部電廠4號(hào)機(jī)組被國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局確定為全國(guó)首家煙氣海水脫硫示范工程。它的成功實(shí)踐表明:煙氣海水脫硫系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)潔,性能優(yōu)良,運(yùn)行可靠,投資節(jié)省,脫硫成本低,不需任何添加劑,無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),在中國(guó)沿海電廠具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。工藝簡(jiǎn)介海水中含有2.3%～3.5%的鹽分,碳酸鹽約占海水中鹽分的0.34%。海水不斷與海底和沿岸的堿性沉淀物接觸以維持海水中碳酸鹽的平衡,并不斷將可溶性石灰石送入大海,海水中的過(guò)量可溶性碳酸鈣和碳酸鈉成分使得海水具有大量吸收和中和SO2的能力。

海水脫硫的主要化學(xué)反應(yīng)式為:吸收塔內(nèi),弱堿性海水吸收SO2生成亞硫酸根。海水脫硫工藝主要由煙氣系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。

其主要流程是:鍋爐排出的煙氣經(jīng)除塵器后,由增壓風(fēng)機(jī)送入氣─氣熱交換器(GGH)降溫,然后進(jìn)入吸收塔,在吸收塔中被來(lái)自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的部分海水洗滌。洗滌煙氣后的海水進(jìn)入海水恢復(fù)系統(tǒng)(曝氣池),鼓入大量空氣,使SO32-氧化為SO42-,并驅(qū)趕出海水中的CO2。處理后的海水排入海域,凈化后的煙氣通過(guò)GGH升溫后經(jīng)煙囪排向大氣。我國(guó)深圳市能源集團(tuán)媽灣發(fā)電總廠西部電廠4號(hào)機(jī)組(300MW)已成功地從挪威ABB(現(xiàn)為ALSTOM)引進(jìn)了一套純海水脫硫系統(tǒng),并于1998年底竣工,于1999年3月8日順利通過(guò)72h的連續(xù)運(yùn)行并移交生產(chǎn)。通過(guò)幾年來(lái)的運(yùn)行實(shí)踐,證明了該套系統(tǒng)裝置及設(shè)備運(yùn)行狀況良好,各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)要求,脫硫效率穩(wěn)定在92%以上,工藝排水pH值在6.7以上,經(jīng)國(guó)家環(huán)?？偩纸M織專家鑒定,該工程不會(huì)產(chǎn)生海水二次污染,排放廢水中硫酸鹽、亞硫酸鹽濃度基本維持在海水水質(zhì)本底范圍內(nèi)。2004年2月23日,西部電廠5號(hào)、6號(hào)機(jī)組(2×300MW)海水脫硫裝置建成投用,2004年9月,5號(hào)、6號(hào)機(jī)海水脫硫機(jī)組已通過(guò)國(guó)家環(huán)?？偩值目⒐を?yàn)收。另外,福建漳州后石電廠（6×600MW）秦皇島電廠(1000MW)、山東青島電廠2×300MW)和黃島電廠(2×660MW)、廈門松嶼電廠(4×300MW)、漳州后石電廠續(xù)建7號(hào)機(jī)組600MW)、浙江玉環(huán)電廠單機(jī)1000M