CFB—FGD半干法脱硫技术的应用
半干法脱硫技术的应用解析
－19－科技论坛半干法脱硫技术的应用解析赵艳志(中煤龙化化工公司热电分厂,黑龙江哈尔滨154854)半干法烟气脱硫技术是一项用于35T/H ～670T/H 容量锅炉的烟气脱硫技术。
半干法烟气脱硫装置的脱硫效率可达85%以上。
其技术在国内已经得到广泛的应用，并且取得了很好的效果。
日前中煤龙化化工公司热电分厂成功地采用半干法脱硫技术对#1、#2炉（130T/H 煤粉炉）进行了脱硫系统改造；本厂采用半干法脱硫的基本原理如下：1脱硫原材料规简介1.1脱硫剂（参数及成分）状态：干态粉末含水量≤0.5%细度：D 50≤40μm有效Ca (OH)2含量：≥90%杂质含量：≤10%1.2工艺水参数碱：0.5mmol/l 硬度：<20°dH （200ppmCaO ）PH ：6.0～8.0悬浮物浓度:200mg/L2脱硫基本原理循环流化床半干法工艺的原理是Ca(OH)2粉末和烟气中的SO 2和几乎全部的SO 3、HCl 、HF 等酸性气体，在Ca(OH)2粒子的液相表面发生反应，反应如下：（1）Ca(OH)2+2HCl →CaCl 2+2H 2O （2）Ca(OH)2+2HF →CaF 2+2H 2O （3）Ca(OH)2+SO 2→CaSO 3+H 2O （4）Ca(OH)2+SO 3→CaSO 4+H 2O （5）Ca(OH)2+SO 2+1/2O 2→CaSO 4+H 2O在循环流化床半干法工艺的循环流化床内，Ca(OH)2粉末、烟气及喷入的水分，在流化状态下充分混合，并通过Ca(OH)2粉末的多次再循环，使得床内参加反应的Ca(OH)2量远远大于新投加的Ca(OH)2量，即实际反应的吸收剂与酸性气体的摩尔比远远大于表观摩比，从而使HCl 、HF 、SO 2、SO 3等酸性气体能被充分地吸收，实现高效脱硫。
循环流化床半干法工艺系统主要由消石灰贮存输送系统、循环流化床吸收塔、喷水增湿系统、回料系统、脱硫渣输送系统、脱硫除尘器以及仪表控制系统组成，如图1。
目前广泛使用的5种脱硫工艺技术方案简介
目前广泛使用的5种脱硫工艺技术方案简介目录目前广泛使用的5种脱硫工艺技术方案简介 (1)1、湿法烟气脱硫工艺 (1)2、半干法烟气脱硫工艺 (3)3、烟气循环流化床脱硫工艺 (4)4、干法脱硫工艺 (5)5、NID半干法烟气脱硫 (6)目前世界上燃煤电厂烟气脱硫工艺方法很多，这些方法的应用主要取决于锅炉容量和调峰要求、燃烧设备的类型、燃料的种类和含硫量的多少、脱硫率、脱硫剂的供应条件及电厂的地理条件、副产品的利用等因素。
近年来，我国电力工业部门在烟气脱硫技术引进工作方面加大了力度，对目前世界上电厂锅炉较广泛采用的脱硫工艺都有成功运行工程，主要有湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。
现将目前应用较为广泛的几种脱硫工艺原理、特点及其应用状况简要说明如下：1、湿法烟气脱硫工艺湿法烟气脱硫包括石灰石/石灰－石膏法烟气脱硫、海水烟气脱硫和用钠基、镁基、氨作吸收剂，一般用于小型电厂和工业锅炉。
氨洗涤法可达很高的脱硫效率，副产物硫酸铵和硝酸铵是可出售的化肥。
以海水为吸收剂的工艺具有结构简单、不用投加化学品、投资小和运行费用低等特点。
而以石灰石/石灰－石膏法湿法烟气脱硫应用最广。
《石灰石/石灰－石膏法烟气脱硫工程设计规范》中关于湿法烟气脱硫工艺的选择原则为：燃用含硫量Sar≥2%煤的机组或大容量机组（200MW及以上）的电厂锅炉建设烟气脱硫装置时，宜优先采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺，脱硫率应保证在96%以上。
湿法烟气脱硫工艺采用碱性浆液或溶液作吸收剂，其中石灰石/石灰－石膏湿法脱硫是目前世界上技术最成熟、应用最广，运行最可靠的脱硫工艺方法，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收剂浆液；也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液。
石灰石或石灰浆液在吸收塔内，与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应产物为石膏，经脱水装置脱水后可抛弃，也可以石膏形式回收。
由于吸收剂浆液的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。
火力发电循环流化床半干法脱硫技术简介
干法、湿法脱硫技术介绍福建龙净环保股份有限公司福建龙净环保股份有限公司是我国环境保护烟气净化设备制造行业中的首家上市公司（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电气配套产品的销售总值位居全国环保设备产品制造企业首位。
从1971年创建至今，龙净环保一直致力于环保领域大气污染净化设备静电除尘器的研究和生产，通过了国家ISO9001：2000质量体系认证，产品遍布全国三十一个省、市、自治区（包括台湾地区），并出口日本、菲律宾、印度尼西亚和越南等十多个国家和地区。
龙净环保是中国环境科学学会大气环境分会唯一作为产业代表的副主任单位，中国环保产业协会电除尘专委会执行主任委员单位、脱硫除尘委员会副理主任单位。
德国鲁奇·能捷斯·比晓夫（LLB）公司是世界上最早从事烟气治理设备研制和生产的企业，已有一百多年的历史（静电除尘器的除尘效率计算公式---多依奇公式，就是该公司多依奇先生发明的）。
LLB于上世纪七十年代末，首创将循环流化床技术用于烟气脱硫，经过二十多年不断完善和提高，目前其烟气循环流化床干法脱硫技术居于世界领先水平。
LLB的烟气循环流化床干法脱硫技术业绩世界第一，特别是其拥有目前世界上唯一真正在运行的300MW机组的业绩。
在2001年引进德国鲁奇·能捷斯·比晓夫（LLB）公司具有世界先进水平的循环流化床干法烟气脱硫（CFB-FGD）和石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术许可证后，龙净环保在作为国内唯一机电一体化专业设计制造大型电除尘器、气力输送设备专业厂家的基础上，成为目前国内唯一拥有电除尘器，大型布袋除尘器，气力输送，干、湿法烟气脱硫技术研发、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）干法脱硫工艺1．工艺描述1．1工艺流程从工艺流程图表明（见图1）：一个典型的CFB-FGD系统由吸收塔、除尘器、吸收剂制备系统、物料输送系统、喷水系统、脱硫灰输送及存储系统、电气控制系统等构成。
烟气循环流化床脱硫CFB-FGD技术使用简介
锅炉的两个装置的基本情况。
2.烟气CFB脱硫工艺简介
无论是Lurgi公司的CFB工艺, Wulff公司的RCFB工艺还是F.L. Smith的GSA工艺，它们在工作原理上都是很类似的。因此我们以Lurgi公司的CFB工艺为基础对烟气CFB脱硫工艺作简单的介绍。
要一台干消化器用来制备消石灰粉，然后用空气斜槽进行输送就可以了，从而
大大简化了工艺流程。
在各种负荷条件下，CFB烟气脱硫系统都能很好地适应.当负荷从100%变化到10%，系统称仍能很好地工作，这使得CFB工艺既能由于调峰机组，又能用于带基本负荷的机组。
CFB工艺所产生的脱硫副产品呈干粉状，非常便于处置。其化学组成与喷雾干燥工艺的副产品相类似，主要CaSO3、CaSO4以及未反应完的吸收剂(Ca(OH)2)等构成。脱硫副产品中是否含有大量的飞灰，则取决于在CFB烟气脱硫系统强是否安装了前级除尘器。CFB烟气脱硫系统的脱硫副产品的处置方法也与喷雾干燥的副产品基本相同。CFB工艺的副产品在加水后会硬化，硬化后的屈服强度可达15-18N/mm2，压实密度为1.28g/cm3，而其渗透率则与黏土类似，约为3X10-11。由此可见该副产品的强度与混凝土接近，很适合作矿井回填、道路基础。如能进一步加以开发，可能成为良好的建材工业的原料。
德国Wulff公司是一个成立较晚的设计和建造烟气CFB脱硫工程的小型企业。它的创始人R. Graf原是Lurgi公司在烟气CFB脱硫技术开发方面的主要负责人。脱离Lurgi公司后自建了Wulff公司，专门从事烟气CFB脱硫技术的开发工作，在Lurgi技术的基础上开发研制了一种叫做回流式烟气循环流化床的烟气CFB脱硫技术,对烟气CFB脱硫技术作了较大的改进，使之更加适用于动力工业(详见后)。
CFB干法烟气脱硫技术的应用
循环流化床干法烟气脱硫技术的应用1. 概况烟气脱硫技术按脱硫产物的干湿形态，可以分为湿法、半干法、干法工艺，循环流化床烟气脱硫属于干法脱硫工艺，较多运用于国内小机组的烟气脱硫改造项目中。
南昌发电厂装机容量2×125MW，配2台420t/h燃煤锅炉，采用循环流化床干法脱硫工艺、一炉一塔脱硫装置，烟气尾部安装布袋除尘器。
该装置于2007年7月完成系统调试，8月进入试运行，脱硫效率达到85%以上,烟尘出口浓度小于50mg/Nm3，目前该脱硫装置运行稳定。
2. 工艺流程循环流化床脱硫工艺采用干态的消石灰作为吸收剂，通过二氧化硫与粉状消石灰氢氧化钙在Turbosorp反应器内发生反应，去除烟气中的SO2，通过吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，提高烟气脱硫效率。
锅炉炉膛燃烧后的烟气通过空气预热器出口，进入静电除尘器ESP 预除尘。
经过静电除尘预除尘之后，烟气从锅炉引风机后的主烟道上引出从底部进入Turbo反应器并从上部离开。
烟气和氢氧化钙以及返回产品气流，在通过反应器下部文丘里管时, 受到气流的加速而悬浮起来,形成流化床,烟气和颗粒之间不断摩擦、碰撞,强化了气固之间的传热、传质反应。
通过向反应器内喷水,使烟气温度冷却并控制在70 ℃左右，达到最佳的反应温度与脱硫效率。
与烟气接触发生化学反应剩下的烟尘和烟气一起离开反应器并进入下游的布袋除尘器。
经过布袋除尘器净化后的烟气经增压风机和出口挡板门后排入210m高度烟囱。
工艺流程见图1 所示。
3. 设计参数3.1 煤质分析南昌电厂燃用煤种较多，矿点主要分布在萍乡、丰城、高安一带。
表1为2×125MW 机组设计燃用煤种的煤质分析结果。
3.2 设计烟气参数烟气主要参数见表2。
3.3 生石灰参数石灰成分见表3。
4. 影响脱硫效率的因素及对策4.1 反应温度运行过程中反应塔的温度变化对脱硫效率的影响较大，反应塔烟气温度越低,脱硫效率越高。
控制脱硫反应温度是通过向反应塔内喷入工艺水来调节的。
CFB—FGD在660MW燃煤电站锅炉烟气净化中的应用
站锅 炉 。 能邯 峰电厂在对这两 台机组进行脱硫改 华 造 时 ，考虑 到采用 传统 的石灰石／ 膏湿法脱 硫工 石
艺， 必须 对原有 的电除尘器进行 大规模 的改造 。但
的变化 ，在锅炉负 荷调整 时脱 硫装置有 良好 的、 适
宜 的调节特性 。 脱硫系统 既可 以二套脱硫除尘装置
同时运行 ， 足全 负荷下 全烟 气脱硫 的要 求 ， 满 同时 也允许锅 炉低负荷 时单塔 （ 即只投入一 台脱 硫除尘
赖 毅 强 （ 福建龙净环保股份有限公司 福建龙岩 ３４０ ） ６００
摘要 ： 通过循 环流化床 干 法烟气脱硫 （ Ｆ — Ｇ ） 尘一体 化装 置在邯峰 电厂 ２ ６ ０ ＣＢ Ｆ Ｄ 除 ｘ ６ ＭＷ 机 组
脱硫技 改工程 中的成功投运 ， 详细介 绍 了 Ｃ Ｂ Ｆ Ｄ技 术的工 艺特 点和运行 情况 ， Ｆ—Ｇ 为大型燃煤 电站 锅炉烟 气净化 和节能环保 开拓 了一条 全新的工 艺路线 。 关键 词 ： 循环流化床 干法烟气脱硫 ； 脱硫 除尘一体化 ； 节能环保 ；６ＭＷ 燃煤 电站 ６０ 中图分类号 ： ７ １ Ｘ ０ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３ ４ ２ （ １）２ Ｏ４ — ４ １７ — ６９２ ００ 一 Ｏ ０ ０ ０ 循 环流化 床干 法烟气 脱硫 工艺 （ Ｆ — Ｇ ） Ｃ Ｂ Ｆ Ｄ 是 国内外研究 最 多的 、 应用 最广 常好 的技术经济性［４ ３】 ’。 经过 ｌ ２个月 的紧张设计 、 工 ， 能邯峰 电厂 施 华
２ ６ ０ Ｗ 机 组 烟 气 循 环 流 化床 干法 脱 硫装 置于 ｘ６Ｍ
（） １ 在燃用脱 硫设计煤种 （ 份 Ｓｒ为 １ ％） 硫 ａｔ ． 条 ５ 件下 ， 脱硫 保 证效 率 ≥９ ％， １ 在燃 用脱 硫 校核 煤种
循环流化床烟气脱硫工艺
吊顶是现代家庭装修常见的装饰手法。 吊顶既具有美化空间的作用，也是区分室 内空间一种方法。很多情况下，室内空间不能 通过墙体、隔断来划分，那样就会让空间显得 很拥挤，很局促。设计上可以通过天花与地面 来对室内空间进行区分，而天花所占的比例又 很大。吊顶材料可以分为面板和架构龙骨。吊 顶面板分为普通石膏板和防水防潮类面板。龙 骨分为金属龙骨与木龙骨。
现代房产大多是清水房,因此家庭装修的 一个很大的项目就是包门窗套、安装室内门。 中国过去的房子，大多以实用为主，随着室内 装饰的兴起，人们越来越关注房屋空间的美化 和装饰。因此，在门框的基础上，发展成为门 套，即将安装门后剩余的墙壁给包起来，一则 美观漂亮，二则起到对墙壁的保护作用。
2.对已建电厂典型的CFD-FGD工艺布置方式：
1.对新建电厂典型的CFD-FGD工艺布置方 式：
锅炉空气预热器 一级除尘 循环流化床吸收 塔 脱硫除尘器 引风机 烟囱。
一级除尘的目的是：可回收部分经济效益 高的粉煤灰‘减少脱硫灰量。效率可达 70%~90%。
• 在CFD-FGD工艺布置中。通常有以下两 种情况：
• 场地较宽裕时：一级除尘器两个进出口， 吸收塔一个进出口，二级（脱硫除尘器） 两个进出口，或引风机布置在二级除尘 器与引风机之间。
典型工艺系统流程
一个典型的循环流化床烟气脱硫系统是由预除尘 器、吸收剂制备、脱硫塔、脱硫灰再循环、注 水系统、脱硫除尘器以及仪表控制系统等组成。
影响系统脱硫效率的主要因素
• 床料循环倍率 • 流化床床料浓度(一般在5~塔操作温度
CFD-FGD工艺布置
本章小结
CFB-FGD半干法烟气脱硫网络控制系统的设计与实现
CFB-FGD半干法烟气脱硫网络控制系统的设计与实现廖琎n;王林;谢剑英【摘要】循环流化床半干法烟气脱硫(CFB-FGD)技术是目前烟气脱硫综合效益最优越的一种半干法烟气脱硫技术.文章主要设计并实现了CFB-FGD半干法烟气脱硫网络控制系统.该系统结合了快速以太网、工业以太网以及现场总线,构成三层控制网络;采用了合理的冗余结构,提高了系统的可靠性.实际的运行表明,该系统实现设计合理稳定,实现了半干法烟气脱硫的自动化控制,提高了脱硫效率.【期刊名称】《微型电脑应用》【年(卷),期】2010(026)007【总页数】2页(P26-27)【关键词】网络控制系统;工业以太网;CFB-FGD;冗余【作者】廖琎n;王林;谢剑英【作者单位】上海交通大学自动化系,上海,200030;上海交通大学自动化系,上海,200030;上海交通大学自动化系,上海,200030【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言循环流化床半干法烟气脱硫（CFB-FGD）技术是目前烟气脱硫综合效益最优越的一种半干法烟气脱硫技术，它以循环流化床（CFB）原理为基础，使吸收剂在反应器内多次再循环，延长了吸收剂与烟气的接触时间，从而大大提高了吸收剂的利用率。
它不但具有一般半干法脱硫工艺的许多优点，如流程简单、占地少、投资低以及副产品可以综合利用等，而且能在钙硫比很低（Ca/S=1.1～1.2）的情况下达到与湿法脱硫工艺相当的脱硫效率，达 95%左右。
图 1表示了CFB-FGD脱硫工艺流程。
图1 循环流化床半干法烟气脱硫工艺流程随着工业自动化过程控制理论和计算机技术的迅速发展，以及生产工艺对集散控制系统的可靠性、运算能力、扩展能力、开放性、操作及监控水平等方面提出了愈来愈高的要求。
传统的DCS系统已经不能满足现在过程自动化控制的设计标准和要求，迫切需要新的网络控制系统目前，各大自动化公司均有各自的控制系统产品，他们的产品结合了最先进的电子制造技术、网络通讯技术、图形及图像处理技术、现场总线技术、计算机技术和先进自动化控制理论，能够应用于各种需求的场合。
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摘要：循环流化床烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇（LURGI）公司开发的一种新的半干法脱硫工艺，这种工艺以循环流化床原理为基础以干态消石灰粉Ca（OH）2作为吸收剂，通过吸收剂的多次再循环，在脱硫塔内延长吸收剂与烟气的接触时间，以达到高效脱硫的目的，同时大大提高了吸收剂的利用率。
关键词：半干法脱硫；SO2达标排放
一、背景介绍
尼龙科技公司位于河南省平顶山市叶县工业园内，Ⅰ期安装2台30MW背压式汽轮发电机组，配2台260t/h高温高压循环流化床锅炉，于2015年10月建成投产。
设计之初考虑二氧化硫污染日益严重，秉着高度的社会责任感，为适应不断严格的二氧化硫排放标准及企业自身发展的需求，提出3个选用脱硫工艺的原则：
（1）脱硫后排烟中的SO2应符合国家排放标准的规定和新建机组环境评价要求；（2）脱硫设施的经济性高；（3）脱硫设施能稳定运行，脱硫率稳定，维修工作量小。
二、CFB-FGD半干法烟气脱硫技术原理
典型的CFB-FGD系统由烟气系统、吸收塔系统、布袋除尘器系统、工艺水系统、吸收剂制备系统及供应系统、物料循环系统及电气仪表系统等组成。
来自锅炉的空气预热器的烟气从吸收塔底部进入吸收塔。
在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，进行初步的脱硫反应，在这一区域主要完成吸收剂与HCl、HF的反应。
然后烟气通过脱硫塔下部的文丘里管的加速，进入循环流化床床体；物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，形成类似循环流化床锅炉所特有的内循环颗粒流，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；
脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上，SO2充分反应。
在文丘里的出口扩管段设有喷水装置，喷入的雾化水用以降低脱硫反应器内的烟温，使烟温降至高于烟气露点20℃左右，从而使得SO2与Ca （OH）2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。
第二步的充分反应，生成副产物CaSO3˙1/2H2O。
烟气在上升过程中，颗粒一部分随烟气被带出脱硫塔，一部分因自重重新回流到循环流化床内，进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。
由于流化床中气固间良好的传热、传质效果，SO3全部得以去除，加上排烟温度始终控制在高于露点温度20℃以上，因此烟气不需要再加热，同时整个系统也无须任何的防腐处理。
净化后的含尘烟气从脱硫塔顶部侧向排出，然后转向进入脱硫后除尘器进行气固分离，再通过引风机排入烟囱。
三、尼龙科技公司脱硫工艺
（一）脱硫剂的选择。
脱硫剂采用当地生产的生石灰粉，通过脱硫系统配套消化器制成消石灰粉，根据脱硫需要加入到脱硫塔中。
（二）主要反应机理
Ca（OH）2+SO2=CaSO3˙1/2H2O+1/2H2O
Ca（OH）2+SO3=CaSO4˙1/2H2O+1/2H2O
CaSO3˙1/2H2O+1/2O2=CaSO4˙1/2H2O
Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O
Ca（OH）2+2HCl=CaCl2˙2H2O（～75℃）（强吸潮性物料）
2Ca（OH）2+2HCl=CaCl2.Ca（OH）2˙2H2O（>120℃）
Ca（OH）2+2HF=CaF2+2H2O
（三）工艺流程及脱硫效果分析。
通过公司实时对脱硫效果进行在线检测，烟气处理前和处理后的具体监测项目、数据分析在线检测数据，烟气处理系统完全达到设计要求，排放指标符合最新《火电厂大气污染物排放标准》及平顶山市地方环保要求。
二氧化硫排放浓度由2181mg/Nm3降低至50mg/Nm3左右，排放量由11474t/a降至250t/a；锅炉尾部烟尘浓度约为
45000mg/Nm3经布袋除尘器除尘后，其烟尘排放浓度为
10mg/Nm3左右，烟尘排放量由236753t/a减少为52.61t/a；运行以来取得了良好的社会效益。
四、系统维护
（1）CFB-FGD半干法烟气脱硫工艺中喷水量的控制系统及其控制方法属于半干法烟气脱硫技术领域，喷嘴的雾化效果关系到脱硫效率机系统正常运行，需要高品质喷嘴且要经常性更换，维护费用较高。
（2）系统终极除尘为布袋除尘，除尘效率高，但布袋易老化破裂，最长三年就要更换一次，更换费用上百万。
在日常运行中，为了延长布袋使用寿命，应掌握好喷水量和烟气量的比例和灰斗内的加热设备稳定运行，防止大量的水气附着在布袋上。
（3）消石灰品质要符合要求，保证其纯度，以减少清理积灰的次数。
结束语：
半干法烟气净化技术作为一项高性能多效的大气污染控制技术，已成熟应用于尼龙科技热电车间的生产中，其副产品处理方法简单且对环境不会造成严重污染，系统技术完全能达到高效除尘脱硫的效果。
参考文献：
[1]阎维平，洁净煤发电技术[M].北京：中国电力出版社，2002.。