龙源公司双循环脱硫技术介绍
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石灰石-石膏湿法单塔双循环脱硫技术在中山火电厂的应用
１ ． １ Ｓ Ｏ ２ 吸 收 系统
采 用 三级 除雾 器 （ ２层 屋 脊式 ＋ ｌ 层 管 式 除雾 器 ） 。 除 雾 安 装 存 吸
收塔 ＿ ｊ 部． 用 以分离净娴气央带 的雾滴 。２ ０ １ ４年 以来 随荷 闻家环 保超低排放的要求 ， 除雾器选择 ＿ 』 亡 为重要 ， 主爱 考虑 以下 方而 ： （ １ ） 据吸收塔娴气 流速 的大小及 出口雾滴 （ ５ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ３ ２ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ ｌ ： 基） 的性能要求 ， 进行流场分析 ， 根据分析结果决定该项 【 ｛ 除雾器的设 计布置 ， 比如采用 ＝ ｉ 级屋脊式除雾器还是一级管 ＋ ■级屋脊式 除 雾器 。（ ２ ） 尽 可能地增加除雾器的实际流通面积 ， 从而提高除雾 的整体效 葺 墨 ，高效 除雾器要 求除雾器有效布置 牢达到 ８ ２ ％ ８ ８ ％ 图 １ 石灰石一 石膏湿法单塔双循 环脱硫工艺 【 普 通 除雾 器 设 汁有 效 布 置 牢 只有 ７ ０ ％～ ８ ０ ％） 。【 ３ ） 除 雾 豁 仿 置 的 本脱硫１ － 程采Ｊ ｝ ］ 单塔双循环— 艺 ，按 照 ～ 炉 一 塔＋ 塔 外 浆池 角度结合炯气流场分析结果进行了优化 没计 ，这样更能有效地 设计， 设 置两级喷淋系统 ， 一级 喷淋 设 ２ 层喷 淋层 （ 吸收塔 ） ， 二级 除雾滴 ， 保证 出口雾滴性能 。（ ４ ） 合理设计叶片间距并进行差异化 喷淋设 ３层喷淋层（ 塔外浆池 ） 。 布置 。采用差异化布置是为‘ 将到达除雾器 的炯气更好的进行均 机组 Ｂ ＭＣ Ｒ丁况 ：运行一级喷淋 ２ 层 十二级喷淋 ３ 层； 布， 这样 可提高雾器的整体效率 ， 有效的杜绝 为烟气分布不均匀 机组 ７ ５ ％Ｂ Ｅ Ｃ Ｒ工 况 ： 运行一级喷淋 ２ 层 ＋二 级 喷淋 ２ 层； 而 引起 的除 雾 器 的失 效 现象 ， 防 止石 膏 雨 现 象 的发 ， 仨。 机组 ４ ０ ％Ｂ Ｅ Ｃ Ｒ ｌ ｌ ： ： 运行一级喷淋 ２层 ＋二级喷淋 １层 ２脱 硫 工 艺 投 资 与 运 行 费 用 研 究 比 较 根 据机 组 燃 煤 娴 气 含 硫 变化 ， 喷 淋 层 数投 运 建 议 如 下 ： ２ ． １单塔 双 循 环 与 单 循 环 投 资 费用 比较 Ｆ Ｇ Ｉ ）入 口娴 气 ｓ ０ ２ 浓度 ３ ５ ０ ０ ｍ ＣＮ ｍ％４ ４ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ ： （ １ ） 吸收塔本体 ： 双循环塔上部 比单循环塔高度增加 ， ｍ＿ ｒ 单 运 行一 级 喷 淋 ２层 十二 级 喷 淋 ３层 ； Ｆ Ｇ Ｄ人 口娴气 Ｓ ０ ， 浓度 ２ ０ ０ ０ — ３ ５ ０ ０ ｍ￣ Ｎ ｍ ： 循环要求的浆池液位较深 ， 双循环需要增加 浆液收集器及 『 ＿ ｌ 流管 运行一级喷淋 ２层 ＋二级喷淋 ２层 ； 管道 ， 此塔本体造 价仍 较单循环 方案高。（ ２ ） 塔外浆池 ： 双循环 Ｆ ＧＤ人 口烟气 ｓ ０ １ 浓度 ～２ ０ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ ： 运行～级喷淋 ２层 Ｔ艺需要增加塔外浆池 、搅拌系统和氧化 空气管 网 、密度汁 、 ｐ Ｈ 计、 旋流泵 、 旋流站 ； 南此 可见 ， 单塔 双循环 艺较 单循环 一 艺投 ＋二级 喷淋 １ 层。 石灰石一 石膏湿法单塔双循 环脱硫］ 艺见网 １ 。 本脱 硫工 艺实 资费 用 较 高 。 际上是相 当于烟气通过 了两次 Ｓ Ｏ 脱除过程 ， 经过 了两级浆液循 ２ ． ２单 塔 双 循 环 与 单 循环 运行 费用 比较 （ １ ） 电耗 ： 双循环方案引起娴气侧阻力增加 ， 进而电耗有所增 环， 两级循 环分 别设有独 立的循环 浆池 ， 喷淋层 ， 根 据不 同的功
采 用 三级 除雾 器 （ ２层 屋 脊式 ＋ ｌ 层 管 式 除雾 器 ） 。 除 雾 安 装 存 吸
收塔 ＿ ｊ 部． 用 以分离净娴气央带 的雾滴 。２ ０ １ ４年 以来 随荷 闻家环 保超低排放的要求 ， 除雾器选择 ＿ 』 亡 为重要 ， 主爱 考虑 以下 方而 ： （ １ ） 据吸收塔娴气 流速 的大小及 出口雾滴 （ ５ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ３ ２ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ ｌ ： 基） 的性能要求 ， 进行流场分析 ， 根据分析结果决定该项 【 ｛ 除雾器的设 计布置 ， 比如采用 ＝ ｉ 级屋脊式除雾器还是一级管 ＋ ■级屋脊式 除 雾器 。（ ２ ） 尽 可能地增加除雾器的实际流通面积 ， 从而提高除雾 的整体效 葺 墨 ，高效 除雾器要 求除雾器有效布置 牢达到 ８ ２ ％ ８ ８ ％ 图 １ 石灰石一 石膏湿法单塔双循 环脱硫工艺 【 普 通 除雾 器 设 汁有 效 布 置 牢 只有 ７ ０ ％～ ８ ０ ％） 。【 ３ ） 除 雾 豁 仿 置 的 本脱硫１ － 程采Ｊ ｝ ］ 单塔双循环— 艺 ，按 照 ～ 炉 一 塔＋ 塔 外 浆池 角度结合炯气流场分析结果进行了优化 没计 ，这样更能有效地 设计， 设 置两级喷淋系统 ， 一级 喷淋 设 ２ 层喷 淋层 （ 吸收塔 ） ， 二级 除雾滴 ， 保证 出口雾滴性能 。（ ４ ） 合理设计叶片间距并进行差异化 喷淋设 ３层喷淋层（ 塔外浆池 ） 。 布置 。采用差异化布置是为‘ 将到达除雾器 的炯气更好的进行均 机组 Ｂ ＭＣ Ｒ丁况 ：运行一级喷淋 ２ 层 十二级喷淋 ３ 层； 布， 这样 可提高雾器的整体效率 ， 有效的杜绝 为烟气分布不均匀 机组 ７ ５ ％Ｂ Ｅ Ｃ Ｒ工 况 ： 运行一级喷淋 ２ 层 ＋二 级 喷淋 ２ 层； 而 引起 的除 雾 器 的失 效 现象 ， 防 止石 膏 雨 现 象 的发 ， 仨。 机组 ４ ０ ％Ｂ Ｅ Ｃ Ｒ ｌ ｌ ： ： 运行一级喷淋 ２层 ＋二级喷淋 １层 ２脱 硫 工 艺 投 资 与 运 行 费 用 研 究 比 较 根 据机 组 燃 煤 娴 气 含 硫 变化 ， 喷 淋 层 数投 运 建 议 如 下 ： ２ ． １单塔 双 循 环 与 单 循 环 投 资 费用 比较 Ｆ Ｇ Ｉ ）入 口娴 气 ｓ ０ ２ 浓度 ３ ５ ０ ０ ｍ ＣＮ ｍ％４ ４ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ ： （ １ ） 吸收塔本体 ： 双循环塔上部 比单循环塔高度增加 ， ｍ＿ ｒ 单 运 行一 级 喷 淋 ２层 十二 级 喷 淋 ３层 ； Ｆ Ｇ Ｄ人 口娴气 Ｓ ０ ， 浓度 ２ ０ ０ ０ — ３ ５ ０ ０ ｍ￣ Ｎ ｍ ： 循环要求的浆池液位较深 ， 双循环需要增加 浆液收集器及 『 ＿ ｌ 流管 运行一级喷淋 ２层 ＋二级喷淋 ２层 ； 管道 ， 此塔本体造 价仍 较单循环 方案高。（ ２ ） 塔外浆池 ： 双循环 Ｆ ＧＤ人 口烟气 ｓ ０ １ 浓度 ～２ ０ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｎ ｍ ： 运行～级喷淋 ２层 Ｔ艺需要增加塔外浆池 、搅拌系统和氧化 空气管 网 、密度汁 、 ｐ Ｈ 计、 旋流泵 、 旋流站 ； 南此 可见 ， 单塔 双循环 艺较 单循环 一 艺投 ＋二级 喷淋 １ 层。 石灰石一 石膏湿法单塔双循 环脱硫］ 艺见网 １ 。 本脱 硫工 艺实 资费 用 较 高 。 际上是相 当于烟气通过 了两次 Ｓ Ｏ 脱除过程 ， 经过 了两级浆液循 ２ ． ２单 塔 双 循 环 与 单 循环 运行 费用 比较 （ １ ） 电耗 ： 双循环方案引起娴气侧阻力增加 ， 进而电耗有所增 环， 两级循 环分 别设有独 立的循环 浆池 ， 喷淋层 ， 根 据不 同的功
双塔双循环脱硫工艺流程
双塔双循环脱硫工艺流程
双塔双循环脱硫工艺是一种常用的烟气脱硫技术，其流程如下：烟气先经过烟囱进入脱硫塔一，在脱硫塔一中，烟气与喷洒的吸收剂（一般为氧化钙或氧化钠）进行接触反应，其中SO2被吸收产生石膏，形成钙或钠硫代硫酸盐。
经过脱硫塔一处理后的烟气进入再循环泵，将氧化钙或氧化钠溶液送回脱硫塔喷淋。
也可将污水回收并净化，以循环再用。
然后，烟气进入脱硫塔二，继续与吸收液接触并反应，进一步去除SO2。
经过脱硫塔二处理后的烟气进入除尘器，去除烟气中的PM2.5颗粒物等悬浮物。
最后，经过除尘器处理后的排放气体再经过烟囱排放到大气中。
总体来说，双塔双循环脱硫工艺具有操作稳定、效率高、净化效果好等优点。
双回路吸收塔脱硫技术特点及应用介绍
二、双塔双循环脱硫技术的原理
双塔双循环脱硫技术的原理是在主吸收塔前设置预 洗涤塔，其目的是为了初步降低烟气中的二氧化硫浓 度，使得进入主吸收塔的二氧化硫浓度有所降低。一 般来说，常规主吸收塔的设计脱硫效率为 95%‐96%，只要预洗涤塔保持50%~80%左右的脱 硫效率，即可达到保证两吸收塔总脱硫效率为 98%‐99%的要求。但双回路的吸收塔设置不仅仅 只是增加了一个串联塔。在系统运行中，两塔之间浆 液排放是单向的，由于浆液排放量并不大，认为两塔 石膏浆液相互独立，特性各不相同。于是这为同时从 气液双向提高脱硫效率创造了条件。
四、双塔双循环脱硫系统的运行
2、双塔双循环脱硫系统的经济运行。 在排放浓度满足要求的前提下，尽可能少开循泵
控制系统的压差
PH值的控制 尽可能减少石灰石的耗量
五、双塔双循环脱硫系统的改造优势
双塔的创新和优势体现在了对超高浓度的SO2 脱除具有较高的可靠性。目前单个吸收塔较 经济和安全的持续效率约为97%左右，即当 入口烟气SO2浓度超过7000mg/Nm3(干基 6%O2)时，单塔要保证出口SO2浓度低于 100mg/Nm3非常不经济而且稳定性不好。 采用双回路吸收塔后，总脱硫效率由两塔分 担，预洗涤塔的低脱硫效率很容易实现，而 后续主吸收塔的高PH值又大大提高了单塔的 脱硫效率，其安全性和可靠性比单塔脱硫高 很多。
双塔双循环脱硫系统的设计 及运行控制
青岛华拓科技股份有限公司
2014年8月
目 录
一、概述 二、双塔双循环脱硫技术的原理 三、双塔双循环脱硫系统的设计 四、双塔双循环脱硫系统的运行 五、双塔双循环脱硫系统的改造优势 六、总结
龙源公司双循环脱硫技术介绍
烟尘 全部
(单位mg/m3) 限值
30
燃料和热能转化设施类型
燃煤锅炉
适用条件
污染物排放监 控位置
烟囱或烟道
二氧化硫
新建锅炉
现有锅炉
100 200(注1 200 400(注1 100 200 (注2
氮氧化物(以NO2计)
全部
汞及其化合物
• •
全部
0.03
注1:位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉执行该限值。 注2:采用W型火焰炉膛的火力发电锅炉,现有循环流化床火力发电锅炉,以及2003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境 影响报告书审批的火力发电锅炉执行该限值.
10
北京国电龙源环保工程有限公司
2.4
技术经济优点
•由于Quench的浆池容积较小，降低了吸收塔荷载： 降低了吸收塔基础投资成本 •独立分离的Quench浆池和ATF浆池可以减小事故浆罐的存储容积： 降低投资成本 •锥型结构的收集碗用于分隔两个循环区域，均布烟气，减少烟气分层： 均布烟气流场 较小的液气比L/G •可以优化材质，降低投资成本。 Absorb区域腐蚀强度较低
烟囱或烟道
•
注:重点地区的火力发电锅炉和燃气轮机组执行表2规定的大气污染物排放特别排放限值。
4
北京国电龙源环保工程有限公司
2
双循环脱硫技术
5
北京国电龙源环保工程有限公司
2.1
工艺流程
双循环脱硫技术原是德国诺尔公司的一种石灰石-石膏湿法 脱硫技术.由于德国诺尔公司已经被德国FBE 公司收购，技术 属FBE 公司所有。而FBE 公司是我公司的技术支持方，我公 司已引进使用该技术。 双循环工艺的目的是将烟气通过不同性质的浆液进行洗涤 ，将高效氧化所需的低pH值工况与高效率低排放浓度所需的高 pH值工况进行整合，解决了吸收塔中重要工艺过程的相互矛盾 的需求，从而在较低液气比的条件下稳定可靠地实现了高脱硫 效率。
(单位mg/m3) 限值
30
燃料和热能转化设施类型
燃煤锅炉
适用条件
污染物排放监 控位置
烟囱或烟道
二氧化硫
新建锅炉
现有锅炉
100 200(注1 200 400(注1 100 200 (注2
氮氧化物(以NO2计)
全部
汞及其化合物
• •
全部
0.03
注1:位于广西壮族自治区、重庆市、四川省和贵州省的火力发电锅炉执行该限值。 注2:采用W型火焰炉膛的火力发电锅炉,现有循环流化床火力发电锅炉,以及2003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境 影响报告书审批的火力发电锅炉执行该限值.
10
北京国电龙源环保工程有限公司
2.4
技术经济优点
•由于Quench的浆池容积较小，降低了吸收塔荷载： 降低了吸收塔基础投资成本 •独立分离的Quench浆池和ATF浆池可以减小事故浆罐的存储容积： 降低投资成本 •锥型结构的收集碗用于分隔两个循环区域，均布烟气，减少烟气分层： 均布烟气流场 较小的液气比L/G •可以优化材质，降低投资成本。 Absorb区域腐蚀强度较低
烟囱或烟道
•
注:重点地区的火力发电锅炉和燃气轮机组执行表2规定的大气污染物排放特别排放限值。
4
北京国电龙源环保工程有限公司
2
双循环脱硫技术
5
北京国电龙源环保工程有限公司
2.1
工艺流程
双循环脱硫技术原是德国诺尔公司的一种石灰石-石膏湿法 脱硫技术.由于德国诺尔公司已经被德国FBE 公司收购，技术 属FBE 公司所有。而FBE 公司是我公司的技术支持方，我公 司已引进使用该技术。 双循环工艺的目的是将烟气通过不同性质的浆液进行洗涤 ，将高效氧化所需的低pH值工况与高效率低排放浓度所需的高 pH值工况进行整合，解决了吸收塔中重要工艺过程的相互矛盾 的需求，从而在较低液气比的条件下稳定可靠地实现了高脱硫 效率。
龙源湿法脱硫的国产化之路——访北京国电龙源环保工程有限公司副总经理刘汉强
的 国 产化 。在企 业 完成 了脱 硫 技 术 的 国 产 化 之 后 ， 龙 源 公 司 开 始 寻 找 金 额 大
的 、 技术 含 量 比较 高 的项 目 ， 力争通 过
米 勒 的脱 硫 技 术 ，项 目实 施 依 托 太原 二 热 的一 台 ２ Ｏ万 ｋ 机 组 。该项 目是 国 家 Ｗ 电力 公 司落 实 国产 化示 范 项 目之 一 ，得 到 了 公 司的 大 力 支 持 。
开 发 设 备 最 成 功 的 是 循环 浆 液 泵 ，
， ．
些测试与实验 。 另 外是 数 字模 拟 ，在初 步 的 测试 与 实验 的 基 础上 ，通 过 数 字模 拟 来 优 化 流 场 。针对 不 同 的含 硫 量 ，对 喷淋 密 度 的
制 造 、建 筑 安 装体 系 、标 准 、验 收 、调 试 等各 个 环 节 的 技 术 。 而核 心 是 最终 实 现设计技术的国产化 。 当时 中德 双 方 的合 作 非 常成 功 ，这 基 于 两个 因素 ，一 是龙 源 具 有脱 硫 技 术 专 业 公 司背 景 ；另 一方 面 德 方 的 工程 技
了一定的高度 。
刘 总 ： 脱 硫 是 简 单 的无 机 化 学 反
应 ，这 个 反 应 在 吸 收 塔 内的 流 场 里 进
行 ，因 此 流场 应 该 尽 可 能地 使 浆 液 和 烟
气充 分 、 均 匀地 接 触 ，这 也 是 整 套 系 统
的 关 键 所 在 。 而 硫 场 最 关 键 的 技 术 环 节 是 在 设 计和 制造 阶段 ，因 为 吸 收塔 部 分 使 用 的 大 多 是 非 标 准 件 ， 各 部 分 管 道 要 通 过 流 速 、 压 力 等 的 计 算 来 进 行
循环流化床脱硫工艺的反应原理及技术特点分享
随着科技的发展，烟气脱硫技术应用的范围广泛。
本文主要介绍的是循环流化床脱硫工艺。
从锅炉空气预热器中出来的烟气，其温度约为120～180℃，之后这些烟气要进入到循环流化床吸收塔内，这就要在底部通过文丘里管进入。
在文丘里管出口扩管段设一套喷水装置，创造了良好的脱硫反应温度。
循环流化床脱硫工艺的主要化学反应原理如下：在自然界垂直的气固两相流体系中，在循环流化床状态下可获得相当于单颗粒滑落速度数十至上百倍的气固滑落速度。
由于二氧化硫与氢氧化钙的颗粒在循环流化床中的反应过程，是一个外扩散控制的化学反应过程，通过气固间大的滑落速度，强化了气固间的传质、传热速率和气固混合，从而满足了二氧化硫与氢氧化钙高效反应的条件要求。
吸收塔的流化床中巨大表面积的、激烈湍动的颗粒，为注水的快速汽化和快速可控的降温提供了根本保证，从而创造了良好的化学反应温度条件，使二氧化硫与氢氧化钙的反应转化为瞬间完成离子型反应。
通过颗粒的激烈湍动导致颗粒之间不断的碰撞，使脱硫剂氢氧化钙颗粒的表面得到不断的更新，以及脱硫灰的不断再循环使用，从而大大提高了氢氧化钙的利用率。
在循环流化床内，SO2与Ca(OH)2的反应生成副产物CaSO3·1/2H2O，同时还与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2等。
主要化学反应方程式如下：Ca(OH)2+ SO2=CaSO3·1/2 H2O +1/2 H2OCa(OH)2+ SO3=CaSO4·1/2 H2O +1/2 H2OCaSO3·1/2 H2O+ 1/2O2=CaSO4·1/2 H2OCa(OH)2+ CO2=CaCO3 + H2OCa(OH)2+ 2HCl=CaCl2·2H2O2Ca(OH)2+ 2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2OCa(OH)2+ 2HF=CaF2 + 2H2O循环流化床脱硫工艺的技术特点烟气脱硫技术的脱硫效率可达95%以上;该工艺操作起来非常简单，而且方便使用，同时该系统具有较高的可靠性;烟气在进入吸收塔时就可控制温度，因而无需再加热;能同时去除SO3，防腐性好，烟囱无需再进行防腐;干态的脱硫副产物，没有多余的废水产生;占地面积小、投资省、维护费用低。
烧结机循环流化床烟气脱硫技术的分析研究
关 键 词 ： 结 烟 气 ； 硫 ； 环 流 化 床 烧 脱 循
管 的上端 ， 工艺水经压 缩空气雾化喷入脱 硫塔 ， 使烟气 降温 至最 佳脱硫反应温度 区间。与此 同 时 ，循环灰 和脱硫 剂从 脱硫塔底部 的一 侧加入 脱硫塔 。循环灰及 脱硫 剂 以固体颗粒 的形式循 环流动 ， 脱硫剂具有 非常大的反应表 面 ， 生 并产 １ 烧结烟气的特点 高度返混 ， 同时在脱硫 塔内形成 内循环 ， 内局 塔 就脱硫除尘技术难度 而言烧 结气 的特点是 部钙硫 比远大于宏观钙硫 比 ， 剂 ｃ ｆ｝２ 脱硫 ａ ｛与 ０） 排放量大 、 量较大 、Ｏ 浓度低脱 除其 中的 Ｓ 含湿 Ｓ Ｏ 反应 生成 固态 Ｃ Ｓ ＣＳ ａＯ 和 ａＯ，将 Ｓ Ｏ 脱 Ｓ： Ｏ 并使 最终 粉尘排 放 浓度 达到 ５ ０毫克／ｍ 除。 Ｎ， 以下 ， 难度 比一般工业废气脱硫 除尘高得多 其 烟气温度降至 ７℃左右 ，离开脱硫塔进 入 ５ 布袋除尘器 ， 此将循 环灰分离出来 。 环灰通 在 循 ２烧结烟气脱硫技术选择 过物料 分配 阀经 空气斜槽 被再 次送人脱 硫塔 。 目 可用于烧结烟气脱硫 的技术 主要有石 脱硫剂经计量装置 送至空气斜槽 ，与循环灰 混 前 灰石 （ 石灰）石膏法 、 环流化 床法 、 渣石 膏 合后一起送 ＾ 一 循 钢 脱硫塔。 法 、 硫 铵法 、 氨— 双碱 法 、 活性焦 吸 附法 、 电子 束 ３ － ２脱硫 系统设备 法等 。 湿法系统复杂 、 资大 、 投 占地面积大 ， 同时 系统设备主要 有循 环流化床脱硫塔 、布袋 存在 二次污染问题 ；干法相对系统简单 、投资 除尘器和增 压风机。 小 、 面积 小 ， 次污染。虽然脱硫效 率较 占地 无二 根据化学反应 特性 ， 脱硫 塔下部设计成文 湿法稍低 ， 但能满足环保要求。 丘里状 ， 由收缩段及扩张段组 成 ， 结合处称 两段 某钢 铁集团公司 ２０ ３ ｍ 烧结机 ，其 烟气 量 为喉部 。 烟气 在其中流动时流速先增 大后减小 ， 为 １８００ ｑ， ２ ３００ ｍ ｈＳ 浓度 最大 为 １０ ｍ ／ Ｏ ５０ ｇ ， ｍ 属 从而使 得气 流的紊 流程度 加剧 。 另外 ， 的脱硫 新 于改造项 目， 的场地较小 ， 可用 这就要求采用 的 剂 、 湿水 及从循环装置返 回的循 环物料均从 增 烟气脱硫装置必须脱硫效率高 、 占地面积小。 根 该 部分加入 ， 了紊流 的程度 、 了烟气与 加剧 提高 据其 实际情况 和要求 ，我公司对 目前 的烧结 脱 颗粒之间传质传热速率 ， 而使得 气 、 从 固之间接 硫技术做 了详尽的 比较 ，认为循环流化床烟 气 触充分 ， 有利于反应的充分进行 。 脱硫技术能较好的满足以上要求 。 循环流化床脱硫塔 的设计 ，首先根据处理 ３循环流化床烧结烟气脱硫技术介绍 烟气 量 ， 定气体流速及脱硫塔 的直径 ， 确 选择 的 ３ ． １工艺原理及工艺过程 气体 流速必须满足快速流 态化 的要求 ，同时又 循环流化床干法烟气脱硫 技术是 以循环 流 能保 证过程 中必需 的气 、 固接触 时间 ； 后依据 然 化床原理 为基础 ， 通过脱硫 剂的多次再循环 ， 使 停 留时间确定脱硫塔 的高度 。脱硫塔 内进行 的 脱硫剂与烟气接触 时间增加 ， 一般可达 ３ 分钟 反应 是化学反应 ，需要根据脱硫剂 的失活特性 ０ 以上 ， 从而大大提 高了脱 硫效率和脱硫剂 的利 确定合 适的颗粒循环倍率 ，以保证 新鲜脱硫剂 用率口 它不但流程简单 、 。 占地少 、 投资小 以及 副 的及 时补入和已失活的脱硫剂 的及 时移 出。在 产 品可 以综合利用 等 ， ， 能在较 低 的钙硫 实 际设计时 ，颗粒循环倍率应保证脱硫 塔内压 而且 还 ￣（ａ ：． １ ） ＬＣ／ Ｉ ～４ 条件下 ， 到 ９％以上 的脱硫 降处 于给定 的范 围内。 Ｓ ２ 达 ０ 效率日 。因此 ， 循环流 化床烟气脱硫技 术是一种 ３ ． ３主要性能参数分析 适合我 国国情 的脱 硫技术 ，它不仅适合大型烧 １Ｃ ／ ）ａ ｓ 结机 ，而且对 中小 型烧结 机的 Ｓ Ｏ 污染治理也 从脱硫 的角度考虑 ，所有 性能参数 中， ａ Ｃ／ Ｓ 是一种理想的方法。 的影 响最大 。理论上脱 除 １ ｏ 的 ｓ 要 １ ｏ ｍｌ 需 ｍｌ 循环流化床干法烟气 脱硫 技术的主要工艺 的 Ｃ ， ａ但在实 际脱硫塔 中， 为保证一定的脱硫效 流程如图 １ 所示。 率， 一般需要适 当增加脱硫剂的量。 宏观 Ｃ／比 ａ ｓ 指的就是实际运行 中，ａ ｓ Ｃ 与 的摩 尔 比。 在其它 条件不变时 ， 随着 Ｃ／ ａ Ｓ比的增 大 ， 系统脱硫效 率 升高 。 比增加意味着脱硫剂加入量的增加 ， ｃ 脱硫剂 的有效 成分浓度增大 ，使系统脱硫效 率 提高 。另外 ，ａ Ｃｔ Ｓ比较 低时 ， 增加 Ｃ ｔ ， ａ Ｓ比 系统 脱硫效率增幅较大 ， Ｃ／比过高时 ， 而 ａ Ｓ 系统脱 硫 效率增 幅较小 ， 以在实际操作 中应根据经 济 所 性和环保性 ， 控制合 理的 ｃ／ 应 ａ。 Ｓ ２增湿 降温水量 ） 增湿 降温水具有两方面的作用 ， 一是增 湿 ， 使气 固反应变 成气液反应 ， 增大反应速率 ； 是 二 图 １循 环 流 化 床 烟 气脱 硫 技 术 工 艺流 程 图 降温 ，使脱硫塔 内的温度保持在脱硫反应 的最 来 自烧结风机 的烟气 ， 通过 烟道进入脱硫 佳反应温度 区间。 在其它条件不变时 ， 随着增 湿 系统 当 塔底部入 口， 经文 匠里管进 人脱硫塔 。 在文丘里 降温水量 的增 加 ， 的脱硫效率 明显升 高 ，
管 的上端 ， 工艺水经压 缩空气雾化喷入脱 硫塔 ， 使烟气 降温 至最 佳脱硫反应温度 区间。与此 同 时 ，循环灰 和脱硫 剂从 脱硫塔底部 的一 侧加入 脱硫塔 。循环灰及 脱硫 剂 以固体颗粒 的形式循 环流动 ， 脱硫剂具有 非常大的反应表 面 ， 生 并产 １ 烧结烟气的特点 高度返混 ， 同时在脱硫 塔内形成 内循环 ， 内局 塔 就脱硫除尘技术难度 而言烧 结气 的特点是 部钙硫 比远大于宏观钙硫 比 ， 剂 ｃ ｆ｝２ 脱硫 ａ ｛与 ０） 排放量大 、 量较大 、Ｏ 浓度低脱 除其 中的 Ｓ 含湿 Ｓ Ｏ 反应 生成 固态 Ｃ Ｓ ＣＳ ａＯ 和 ａＯ，将 Ｓ Ｏ 脱 Ｓ： Ｏ 并使 最终 粉尘排 放 浓度 达到 ５ ０毫克／ｍ 除。 Ｎ， 以下 ， 难度 比一般工业废气脱硫 除尘高得多 其 烟气温度降至 ７℃左右 ，离开脱硫塔进 入 ５ 布袋除尘器 ， 此将循 环灰分离出来 。 环灰通 在 循 ２烧结烟气脱硫技术选择 过物料 分配 阀经 空气斜槽 被再 次送人脱 硫塔 。 目 可用于烧结烟气脱硫 的技术 主要有石 脱硫剂经计量装置 送至空气斜槽 ，与循环灰 混 前 灰石 （ 石灰）石膏法 、 环流化 床法 、 渣石 膏 合后一起送 ＾ 一 循 钢 脱硫塔。 法 、 硫 铵法 、 氨— 双碱 法 、 活性焦 吸 附法 、 电子 束 ３ － ２脱硫 系统设备 法等 。 湿法系统复杂 、 资大 、 投 占地面积大 ， 同时 系统设备主要 有循 环流化床脱硫塔 、布袋 存在 二次污染问题 ；干法相对系统简单 、投资 除尘器和增 压风机。 小 、 面积 小 ， 次污染。虽然脱硫效 率较 占地 无二 根据化学反应 特性 ， 脱硫 塔下部设计成文 湿法稍低 ， 但能满足环保要求。 丘里状 ， 由收缩段及扩张段组 成 ， 结合处称 两段 某钢 铁集团公司 ２０ ３ ｍ 烧结机 ，其 烟气 量 为喉部 。 烟气 在其中流动时流速先增 大后减小 ， 为 １８００ ｑ， ２ ３００ ｍ ｈＳ 浓度 最大 为 １０ ｍ ／ Ｏ ５０ ｇ ， ｍ 属 从而使 得气 流的紊 流程度 加剧 。 另外 ， 的脱硫 新 于改造项 目， 的场地较小 ， 可用 这就要求采用 的 剂 、 湿水 及从循环装置返 回的循 环物料均从 增 烟气脱硫装置必须脱硫效率高 、 占地面积小。 根 该 部分加入 ， 了紊流 的程度 、 了烟气与 加剧 提高 据其 实际情况 和要求 ，我公司对 目前 的烧结 脱 颗粒之间传质传热速率 ， 而使得 气 、 从 固之间接 硫技术做 了详尽的 比较 ，认为循环流化床烟 气 触充分 ， 有利于反应的充分进行 。 脱硫技术能较好的满足以上要求 。 循环流化床脱硫塔 的设计 ，首先根据处理 ３循环流化床烧结烟气脱硫技术介绍 烟气 量 ， 定气体流速及脱硫塔 的直径 ， 确 选择 的 ３ ． １工艺原理及工艺过程 气体 流速必须满足快速流 态化 的要求 ，同时又 循环流化床干法烟气脱硫 技术是 以循环 流 能保 证过程 中必需 的气 、 固接触 时间 ； 后依据 然 化床原理 为基础 ， 通过脱硫 剂的多次再循环 ， 使 停 留时间确定脱硫塔 的高度 。脱硫塔 内进行 的 脱硫剂与烟气接触 时间增加 ， 一般可达 ３ 分钟 反应 是化学反应 ，需要根据脱硫剂 的失活特性 ０ 以上 ， 从而大大提 高了脱 硫效率和脱硫剂 的利 确定合 适的颗粒循环倍率 ，以保证 新鲜脱硫剂 用率口 它不但流程简单 、 。 占地少 、 投资小 以及 副 的及 时补入和已失活的脱硫剂 的及 时移 出。在 产 品可 以综合利用 等 ， ， 能在较 低 的钙硫 实 际设计时 ，颗粒循环倍率应保证脱硫 塔内压 而且 还 ￣（ａ ：． １ ） ＬＣ／ Ｉ ～４ 条件下 ， 到 ９％以上 的脱硫 降处 于给定 的范 围内。 Ｓ ２ 达 ０ 效率日 。因此 ， 循环流 化床烟气脱硫技 术是一种 ３ ． ３主要性能参数分析 适合我 国国情 的脱 硫技术 ，它不仅适合大型烧 １Ｃ ／ ）ａ ｓ 结机 ，而且对 中小 型烧结 机的 Ｓ Ｏ 污染治理也 从脱硫 的角度考虑 ，所有 性能参数 中， ａ Ｃ／ Ｓ 是一种理想的方法。 的影 响最大 。理论上脱 除 １ ｏ 的 ｓ 要 １ ｏ ｍｌ 需 ｍｌ 循环流化床干法烟气 脱硫 技术的主要工艺 的 Ｃ ， ａ但在实 际脱硫塔 中， 为保证一定的脱硫效 流程如图 １ 所示。 率， 一般需要适 当增加脱硫剂的量。 宏观 Ｃ／比 ａ ｓ 指的就是实际运行 中，ａ ｓ Ｃ 与 的摩 尔 比。 在其它 条件不变时 ， 随着 Ｃ／ ａ Ｓ比的增 大 ， 系统脱硫效 率 升高 。 比增加意味着脱硫剂加入量的增加 ， ｃ 脱硫剂 的有效 成分浓度增大 ，使系统脱硫效 率 提高 。另外 ，ａ Ｃｔ Ｓ比较 低时 ， 增加 Ｃ ｔ ， ａ Ｓ比 系统 脱硫效率增幅较大 ， Ｃ／比过高时 ， 而 ａ Ｓ 系统脱 硫 效率增 幅较小 ， 以在实际操作 中应根据经 济 所 性和环保性 ， 控制合 理的 ｃ／ 应 ａ。 Ｓ ２增湿 降温水量 ） 增湿 降温水具有两方面的作用 ， 一是增 湿 ， 使气 固反应变 成气液反应 ， 增大反应速率 ； 是 二 图 １循 环 流 化 床 烟 气脱 硫 技 术 工 艺流 程 图 降温 ，使脱硫塔 内的温度保持在脱硫反应 的最 来 自烧结风机 的烟气 ， 通过 烟道进入脱硫 佳反应温度 区间。 在其它条件不变时 ， 随着增 湿 系统 当 塔底部入 口， 经文 匠里管进 人脱硫塔 。 在文丘里 降温水量 的增 加 ， 的脱硫效率 明显升 高 ，
国电龙源环保公司脱硫总容量突破10000MW
综合 分 析后 可 以得 出 ， 了 能够 提 高 喷 淋塔 脱 为
蕾 ０，
●
｝ ●
●●● ●●
图 ６ 入 口角 分 别 为 １。１ 。１。２ 。２ 。 塔 内 １、４、８ 、２、５时
硫 效率 ， 淋塔最 佳 烟 气入 口角度 ， 喷 应设 定 为上倾 斜
●
～
●
●
［ ］ 志永 ． ２唐 仲兆平 ， 克勤． 法脱 硫喷 淋塔 空塔 流 场数 值模 拟 孙 湿 ［］ 能源研究与利用 ，０ ３ ２ ：０１． Ｊ． ２ ０ （ ） １— ２
Ｅ ３曾芳， ３ 陈力， 晓云． 李 湿式脱 硫塔流 场数值计 算［ ］ 华北 电力大 Ｊ．
图 ７ 入口角分别为 ｌ 。¨。ｌ 。２ 。２ 。 】、 、８、 ２、５时塔内 １ ｍ处 ８ 横截面与纵剖面 Ａ—Ａ交线上的气流速度分布
学 学 报 ，０ ２ ２ ：０ — １． ２ ０ （ ） １ ６１０
［ ］李仁刚 ， ４ 管一明． 烟气 脱硫喷淋塔 流体 力学 特性研究［ ］ 电力环 Ｊ．
境 保 护 ，０ ２ ４ ：—． ２ ０ （ ） ４８
从 对塔 内流 线场 模拟 结果 的分 析 ， 以得 出以 可
简讯
国 电 龙 源 环 保 公 司 脱 硫 总 容 量 突破 １ ０ Ｗ ００ ０Ｍ
维普资讯
湿法脱硫喷淋塔 烟气入 口角度优 化数直模拟
电站辅机总第 １ ０期（０ ７Ｎ ． ） ０ ２ ０ ｏ １
渐 减少 ， 当倾 斜 角度 由 １。 加 到 ２ 。 但 ８增 ５的过 程 中 ， 该 区域也 有逐 渐 增 加 的趋 势 。另 外 ， 淋 塔尾 部 流 喷 场 区域 在 烟 气入 口角 度 在 １。 右 时 ， 度 分 布 相 ８左 速
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对比单循环湿法烟气脱硫系统
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5.1 单循环吸收塔结构图
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5.2 双循环吸收塔结构图
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5.3 单循环和双循环的对比
单循环设计 •喷淋空塔，单循环 •光滑内壁，无附件 •径向烟气入口 •强制氧化系统 双循环设计 •喷淋空塔，双循环 •光滑内壁，内有收集碗 •径向烟气入口 •强制氧化系统，包括 AFT浆池 吸收塔浆池 •吸收塔Quench循环浆池容积较小
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5.5 单循环和双循环的应用范围对比
影响因素 •Cl 浓度 •含尘量 •温度 •电耗 •石膏品质 •石灰石品质 •维护费用 •布置空间 原烟气SO2浓度
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5.6 FBE公司选择单循环/双循环的建议
节 能 要 求
烟气SO2浓度和/或效率要求
4.2.2
黑泵电厂+IV Boxberg电厂FGD材料选择
(褐煤 SO2：7500mg/Nm3)
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4.2.3
•机组容量 •褐煤硫含量 每台炉的设计数据 •烟气流量 •烟气温度 •二氧化硫最大输入 正常 •二氧化硫最大输出 •石灰石最大耗量 •石膏最大产量
黑泵电厂FGD设计数据
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5.4 单循环和双循环的对比
单循环设计 •整个吸收塔采用单一材质 •如果采用橡胶内衬，会产生 较高的运行和维护费用 •FRP或不锈钢喷淋层 双循环设计 •如果采用全金属吸收塔，可分层采用 不同的金属材料 •采用金属材质寿命较长 •FRP或全金属喷淋层 •事故浆罐容积较小
•每个循环的控制都是独立的，并且易于优化和快速调整。对于一些不利的运 行工况，能够迅速反应： 燃料变化 负荷变化
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2.3
系统优点—续
•在Quench循环由于pH值较低4 – 5，能够保证脱硫剂的溶解吸收过程，并 生成高品质的石膏。 •在Absorber循环由于pH值较高> 6，能够保证非常高的脱硫效率和较低的 液气比，大幅降低循环泵的能耗。 •每个循环的化学反应都是独立控制的，能够允许使用： 品质较差的脱硫剂 粒径较大的石灰石粉 •石灰石输送给料系统比较简单，易于操作控制
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北京国电龙源环保工程有限公司 双循环脱硫技术介绍
北京国电龙源环保工程有限公司 2013.10
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我国大气污染物排放标准
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《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)
表1 序号
1
火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物排放浓度限值 污染物项目
800兆瓦 2台机 在0.3－1.4％
1.8×106m3/h 标态，湿态 130-190°C。 7250 mg/m3标态，干态 4000 mg/m3标态，干态 5％ 400 mg/m3 标态，干态 18.5 t/h 33.5 t/h
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4.2.4
黑泵电厂烟气脱硫技术的特点
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2.3
系统优点
•对SO2的大范围变化有很好的适应性；尤其适用于含硫量较高的煤质或者脱 硫效率要求> 97％的FGD系统。 •能适应烟气中二氧化硫的较大偏差和快速变化。
•在Quench循环中，烟气能够得到预处理： 降低烟气中含尘量 降低HCl和HF含量——有利于箱罐材质选择
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2.5
材质选择范围
•奥氏体不锈钢和镍基合金（完全使用和内衬）： 吸收塔外壁 收集碗漏斗 喷淋层 支撑结构 •有机的防腐蚀材料（丁基橡胶和玻璃鳞片）： 吸收塔外壁 碳钢衬胶（和/）或防腐涂层收集碗 烟道 •玻璃纤维增强塑料（FRP）： 吸收塔外壁 收集碗 喷淋层 支撑结构 烟道
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3
双循环吸收塔的改进
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3.1
双循环吸收塔原烟气入口的改进
原设计
改进后
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3.2
双循环吸收塔收集碗和返回AFT浆池管道的改进
原设计
改进后
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3.3
双循环吸收塔内部结构的改进
原设计
•通过冷却塔排放烟气－增强烟气扩散效果 •无烟气换热器 •无烟气旁路－减少烟道 •全金属吸收塔－延长使用寿命，降低维护费用 •玻璃钢浆液管道－无腐蚀，延长使用寿命 •高品质固体颗粒分离－石膏质量高 •双循环吸收塔－脱硫率高，能耗低
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4.2.5
•吸收塔
黑泵电厂烟气脱硫装置的主要组成
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2.4
技术经济优点
•由于Quench的浆池容积较小，降低了吸收塔荷载： 降低了吸收塔基础投资成本 •独立分离的Quench浆池和ATF浆池可以减小事故浆罐的存储容积： 降低投资成本 •锥型结构的收集碗用于分隔两个循环区域，均布烟气，减少烟气分层： 均布烟气流场 较小的液气比L/G •可以优化材质，降低投资成本。 Absorb区域腐蚀强度较低
改进后
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双循环吸收塔的业绩
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4.1
双循环吸收塔的运行业绩表
•原烟气SO2>10.000 mg/m3 ( 标，干)： 共20台 •原烟气SO2<10.000 mg/m3 ( 标，干)： 共55台
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4.2
投运实例：德国黑泵2X800MW电厂
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4.2.1
德国黑泵电厂烟气脱硫双循环系统的基本情况
•基本负荷电站 •无旁路系统 •无可用时间限制（>16000小时） •无可用率限制 •石膏品质高 含水量<6％ •石灰石粒径：90％<90微米 •石灰石存储容积：大约5个小时 •在第二个循环不含亚硫酸盐
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图1
双循环工艺流程图
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2.2
工艺描述
•烟气经过两个不同的循环过程和石灰石反应后得到净化： Quench循环 （一级循环） Absorber循环 （二级循环） •每个循环回路有不同的化学反应过程，固体浓度，固体类型和pH值： Quench循环 pH值 = 4.5 - 5.3 Absorber循环 pH值 =5.8 - 6.4 •氧化空气被鼓入到Quench循环，在较低的pH值下，有利于氧化过程。氧化 空气同时也被鼓入到Absorber循环，以避免结垢。 •如果采用石灰石作为脱硫剂，则细碎的或者粒径较大的石灰石都能使用；输 送方式可以采用： 干磨和气力输送给料系统 湿磨和浆液给料系统
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4.3 国电肇庆大旺电厂FGD技术指标
• 机组容量 • 煤质含硫量 • 吸收塔直径 350MW 1～1.5％ Ø13.1m 2台机
-脱硫装置进口烟气参数 • 烟气流量 • 烟气流量 • 烟气SO2含量 • 烟气粉尘含量 • 烟气温度
1335897 Nm3/h (标况、湿态、6%O2 ) 1174653 Nm3/h (标况、干态、实际O2 ) 3594 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) 58 mg/ Nm3 (标况、干态、实际O2 ) 121 ℃
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4.3 国电肇庆大旺电厂FGD技术指标
-脱硫装置出口烟气参数 • 烟气SO2含量 <50 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) • 烟气粉尘含量 <10 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) • 烟气温度 51.6 ℃ • 脱硫效率 98.6 %（设计） • 脱硫效率 >99 %（实际） • 钙硫比： 1.02 mol/mol
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4.4 广州恒运电厂FGD技术指标
-脱硫装置出口烟气参数 • 烟气SO2含量 • 烟气粉尘含量 • 烟气温度 • 脱硫效率 • 脱硫效率 • 钙硫比：
<50 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) <20 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) 50 ℃ 98.7 %（设计） >99 %（实际） 1.02 mol/mol
H=45 M D=18米 重量500吨 镍合金，不锈钢，包覆钢 进口和收集碗 2.4819 Quench循环 2.4819覆盖 上部流程 1.4565/1.4529 出口 1.4439 •AFT浆液罐 高=15 M D= 16 m 材料：1.4565 •泵（全金属） Absorber循环浆液泵 4×8000 m3/h Quench循环浆液泵 3×3600 m3/h •管道： 浆液管道 FRP－玻璃纤维增强塑料（D max = 1.4m） 水和空气 碳钢 •真空皮带机：过滤面积 3×53m2
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6
双循环湿法烟气脱硫系统总结
Hale Waihona Puke 37北京国电龙源环保工程有限公司
6.1
双循环湿法脱硫系统的总结
•对于效率要求很高的脱硫系统，是最可靠的脱硫方法。 •对于FGD入口高浓度的SO2，双循环是一种最有效的脱硫系统。 •在电除尘故障时，能够有效地预除尘，降低浆液被污染的风险。 •对石灰石品质的要求略低。 •石膏品质优良。 •大量投运电厂的应用，显示出双循环技术是成熟的，可用性高。