CFB工艺培训资料5144.docx
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1、焦作华润热电联产技改脱硫除尘岛岛工程培训资料山东三融环环保工程程有限公公司2004年年12月月批准:审核:校核:编写:焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛 培训资料目 录第一篇 工工艺部分分第二篇 电电气部分分第三篇 热热控部分分山东三融环保工程有限公司 第36页第一篇 工工艺部分分1 概述焦作华润热热电有限限公司热热电联产产技术改改造工程程建设22135MWW双抽汽汽轮发电电机组,配配两台4440tt/h超超高压煤煤粉锅炉炉,炉后后采用半半干法脱脱硫工艺艺。山东东三融环环保工程程有限公公司采用用引进的的德国鲁鲁奇能源源环保(LLEE)公公司循环环流化床床脱硫技技术(CCFB-FGDD)进行
2、设设计和建建造。1.1主要要设计原原始资料料1.1煤质质、灰渣渣资料热电厂设计计煤种为为山西晋晋城无烟烟煤,校校核煤种种为焦作作无烟末末煤,煤煤质资料料如下表表:1.1-11 煤质质特性表表名称符号单位数值设计煤种校核煤种元素分析收到基碳Car%69.29964.566收到基氢Har%2.402.26收到基氧Oar%0.071.56收到基氮Nar%0.781.05收到基硫St.arr%0.330.36工业分析收到基灰分分Aar%19.49921.211收到基水分分Mar%7.649.0干燥无灰基基挥发分分Vdaf%9.327.58收到基低位位发热量量Qnet.v.aarMJ/kgg25.144
3、23.344可磨系数K1.11.121.1-22 灰渣渣特性表表名称符号单位数值设计煤种校核煤种二氧化硅SiO2%48.62249.944三氧化二铝铝Al2O33%28.80030.600三氧化二铁铁Fe2O33%2.723.81氧化钙CaO%5.345.12氧化镁MgO%0.211.36氧化钾K2O%1.13氧化钠Na2O%1.05三氧化硫SO3%3.501.95五氧化二磷磷P2O5%6.60二氧化钛TiO2%1.981.10其它%0.056.121.1-33 灰比比电阻设计煤种粉粉煤灰比比电阻(测测量电压压1.66KV)测量温度()比电阻(cmm)222.31109806.05107100
4、8.08101001201.84101111402.53101111602.89101111802.89101112009.6210122注:此粉尘尘比电阻阻按原煤煤测试,未未考虑脱脱硫灰的的影响,供供方按脱脱硫灰进进行修正正。1.2脱硫硫剂成份份分析资资料吸收剂采用用当地生生产的石石灰粉和和电石渣渣粉。1.2.11根据建建筑石灰灰试验方方法化学学分析方方法(JJC/TT4788.1-92 )和建建筑石灰灰试验方方法物理理试验方方法(JJC/TT4788.1-92),检检验结果果如下:氧化钙CCaO含量:90氧化镁MMgO含量:2粒度:22.0mmm生石灰消化化速度如如下:时间间隔(SS)20
5、406080100120温度()3040556075851.2.22电石渣渣成分分分析:水分(%)0.08mmm筛余余(%)密 度度(g/cmm3)比表面积(mm2/kgg)烧失量(%)二氧化硅(%)三氧化二铝铝(%)三氧化二铁铁(%)氧化钙(%)氧化镁(%)三氧化硫(%)42.510.42.2038627.4003.282.140.2264.50.060.36检验方法:国家标标准GBB/T2208、GGB13345、GGB57762、GGB800741.3 烟烟气资料料1.3.11烟气成成份(标标准状态态)项目单位设计煤种校核煤种附注N2VOL%80.166.80.099干态,实际际O2CO
6、2VOL%14.06614.144干态,实际际O2O2VOL%5.755.74干态,实际际O2SO2mg/Nmm3696820干态,实际际O2H2OVOL%5.275.56湿态,实际际O21.3.22 空预预器出口口烟气量量(103)及烟烟尘浓度度项目单位设计煤种校核煤种附注BMCRECR60%BMMCRBMCRECR60%BMMCR干态Nm3/hh464.44463.77实际O2湿态Nm3/hh490.22491.00实际O2湿态m3/h713.55714.77实际O2干态Nm3/hh473.33471.446%O2湿态Nm3/hh499.33498.886%O2粉尘g/Nm3318.466
7、721.6116湿态,实际际O2烟温129.66130.111.4工艺艺水CFB-FFGD系系统所需需的工艺艺水采用用电厂工工艺水。2 循环流流化床(CCFB-FGDD)脱硫硫工艺的的发展历历史2.1 烟烟气脱硫硫技术的的分类按照脱硫过过程是否否加水和和脱硫产产物的干干湿形态态,烟气气脱硫可可分为湿湿法、半半干法、干干法三类类工艺。湿法脱硫工工艺主要要包括:石灰石石石膏法;简易石灰石石石膏膏法;间接石灰石石石膏膏法;海水脱硫;磷铵复合肥肥法(PPAFPP法);钠碱法;氨吸收法;氧化镁法。半干法脱硫硫工艺主主要包括括: 旋转转喷雾干干燥法(SSAD); 循环环流化床床法(CCFB-FGDD);
8、增湿湿灰循环环脱硫技技术(NNID)。 干法法脱硫工工艺主要要包括:炉膛干粉喷喷射脱硫硫法; 高能能电子活活化氧化化法; 荷电电干粉喷喷射脱硫硫法(CCDSII)。2.2 循循环流化化床(CCFB-FGDD)脱硫硫工艺的的发展历历史德国鲁奇能能源环保保(LEEE)公公司旗下下比晓夫夫(LLLB)是是世界著著名的脱脱硫公司司,其CCFB-FGDD是目前前干法脱脱硫技术术商业应应用中单单塔处理理能力最最大、脱脱硫综合合效益最最优异的的一种方方法。该该工艺已已经先后后在德国国、奥地地利、波波兰、美美国等国国家得到到广泛的的应用,最大已已运行单单机、单单塔机组组容量为为3000MW,采用该该技术的的单
9、塔处处理烟气气量可达达到288000000NNm3/h,简简要将该该公司介介绍如下下:德国鲁奇能能源环保保(LEEE)公公司旗下下比晓夫夫(LLLB)是是世界上上最早从从事烟气气治理设设备研制制和生产产的企业业,已有有一百多多年的历历史。LLLB于于上世纪纪七十年年代初,首首创将循循环流化化床技术术(CFFB)用用于工业业烟气脱脱硫,经经过三十十多年不不断完善善和提高高,目前前其烟气气循环液液化床干干法脱硫硫技术居居于世界界领先水水平。LLLB的的烟气循循环液化化床干法法脱硫技技术业绩绩世界第第一,特特别是其其拥有目目前世界界上唯一一真正在在运行的的3000MW机机组的业业绩。1970-197
10、72年,LLLB将将CFBB烟气净净化工艺艺在德国国Greevennbrooichh电解铝铝厂首次次获得试试验成功功,用于于脱除电电解铝烟烟气中的的HF有有害气体体。在电电解铝烟烟气净化化工艺中中,用氧氧化铝粉粉作吸收收剂,吸吸收了HHF后的的氧化铝铝粉被送送入电解解炉中进进行电解解,生产产电解铝铝。19978年年,世界界上第一一台商业业CFBB烟气净净化装置置用于炼炼铝行业业,吸附附HF,处处理风量量:230000000Nm3/h,HHF脱除除率达到到98%;1980年年,世界界上第一一台CFFB烟气气净化装装置用于于垃圾焚焚烧炉,处处理HCCl/SSO2,吸收剂剂为熟石石灰,处处理风量量:
11、3970000NNm3/h,HCll脱除率率达到995%;1983年年,世界界上第一一台CFFB烟气气净化装装置用于于电站,处处理SOOx,吸收收剂为熟熟石灰,处处理风量量:24450000Nmm3/h,所所有的飞飞灰通过过吸收塔塔,无需需预除尘尘,产物物为飞灰灰和脱硫硫物的混混合物;1985年年,BOORKEEN电厂厂采用CCFB干干法脱硫硫装置,脱脱硫率高高达977%,燃燃烧褐煤煤产生SSO2浓度113g/ Nm3,SOO3被几乎乎全部去去除,达达到排放放标准;1986年年,第一一次应用用干燥的的熟石灰灰CFBB烟气净净化装置置,同将将熟石灰灰直接应应用,大大大节省省了运行行费用,通通过改
12、变变燃料,而而改变烟烟气中的的SO22含量高高达500%,CCFB系系统可在在几分钟钟内适应应变化,达达到排放放标准;1986年年,世界界上第一一台CFFB烟气气净化装装置用于于水泥行行业;1988年年,第一一台CFFB烟气气净化装装置可适适应负荷荷从155%到1120%变化,两两台锅炉炉共用一一台装置置;1993年年,第一一台CFFB烟气气净化装装置将石石灰石注注入锅炉炉,再通通过后部部的CFFB反应应器注水水降温和和利用产产生剩余余石灰进进行脱硫硫;1995年年,五台台锅炉共共用一个个反应塔塔,特别别有利于于老厂改改造;2002年年,单机机单塔3300MMW的CCFB-FGDD投入实实际工
13、业业运行,处处理风量量为977.2万万Nm3/h;2002年年,目前前设计脱脱硫效率率最高的的CFBB-FGGD投入入运行,设设计脱硫硫效率为为99.7%。目前LLBB的CFFB-FFGD技技术的应应用业绩绩达超过过40台台套,居居世界干干法脱硫硫第一位位,拥有有单机单单塔3000MWW的最大大容量实实际应用用业绩。3脱硫工艺艺原理CFB-FFGD系系统主要要由预除除尘器、吸吸收塔、二二级除尘尘器、吸吸收剂制制备、脱脱硫灰再再循环、工工艺水系系统、物物料输送送系统、流流化风系系统及仪仪表控制制系统等等组成,其其工艺流流程详见见附图。来自锅炉空空气予热热器出来来的烟气气,通过过予除尘尘器进入入吸
14、收塔塔。此处处高温烟烟气与加加入的吸吸收剂、循循环灰分分充分混混合,进进行初步步的脱硫硫反应,然然后通吸吸收塔底底部的文文丘里管管加速,吸吸收剂、循循环脱硫硫灰受到到气流的的冲击作作用而悬悬浮起来来,形成成循环流流化床,进进行充分分的脱硫硫反应。循循环流化化床具有有最佳的的热和物物质传送送特性,在这区区域内流流体处于于激烈的的的湍流流状态,循循环流化化床内的的Ca/S值可可达到440-550,这是因因为细小小颗粒和和烟气之之间最大大速差而而决定的的。颗粒粒反应界界面不断断摩擦,碰碰撞更新新,极大大地强化化了脱硫硫反应的的传质与与传热。在吸收塔的的文丘里里的出口口扩管段段设一套套高压喷喷水装置置
15、,喷入入的水经经过雾化化后一方面面增湿颗颗粒表面面,另一一方面使使烟温降降至高于于露点温温度155-200oC,创创造良好好的脱硫硫反应温温度,吸吸收剂与与SO22充分的的反应,主主要生成成亚硫酸酸钙CaaSO3 1/2H22O、硫硫酸钙CCaSOO4 1/2H22O和碳碳酸钙CCaCO3,他们们和飞灰灰一起由由清洁烟烟气携带带到吸收收塔顶部部,然后后在后面面的电除除尘器中中分离出出来。分分离出来来产物由由斜槽循循环回吸吸收塔,以延长长吸收剂剂颗粒的的停留时时间,降降低工艺艺过程中中Ca/S 摩摩尔比。 这套系系统在CCa/SS 摩尔尔比稍有有增加的的情况下下,就可可以使脱脱硫率达达到955%
16、以上上。对于于少量脱脱硫副产产品,排排到电厂厂除灰系系统。CFB-FFGD的的化学反反应原理理是烟气气中的SSO2和几乎乎全部的的SO3、HCCL、HHF等,在在Ca(OH)2粒子的的液相表表面发生生化学反反应,主主要化学学反应方方程式如如下:CaO+ H2O= CCa(OOH)22Ca(OHH)2 + SSO2= CCaSOO3 1/2 HH2O + 1/2 HH2OCa(OHH)2 + SO33= CCaSOO41/22 H22O + 1/2 HH2OCaSO33 1/2 HH2O + 1/22O2=CaSSO4 1/2 HH2OCa(OHH)2 + 2 HHCl = CaaCl22 2
17、HH2OCa(OHH)2 + CO2= CCaCO3 + H2OCa(OHH)2 + 2 HHF = CaaF2 + 2 HH2O4 CFBB-FGGD工艺艺特点CFB-FFGD工工艺有以以下特点点:1)塔内具具有优良良的混合合条件,使使塔内的的水分迅迅速蒸发发,并且且可脱除除全部的的SO33,烟气气温度高高于露点点温度115-220,所以以无须防防腐。吸吸收塔及及其下游游设备不不会产生生粘结和和堵塞,也也不会产产生腐蚀蚀。2)脱硫效效率高,运运行费用用低。容容易选择择最佳的的CFBB操作气气流速度度,气固固两项流流在CFFB内滑滑落速度度最大,脱脱硫反应应区层密密度高,颗颗粒在吸吸收塔停停留
18、时间间长,使使SO2与脱硫硫剂能得得到充分分的混合合,保证证了达到到较高脱脱硫效率率。3)由于脱脱硫剂的的利用率率高,它它所产生生的脱硫硫副产物物排放少少。脱硫硫副产物物流动性性好,易易于处理理。除尘尘器收集集的灰分分绝大部部分循环环使用,只只有少量量外排,灰灰综合处处理成本本低。4)转动部部件少,整整个装置置可用率率高。吸吸收塔内内为空塔塔,没有有运动部部件,磨磨损小,使使用寿命命长。5)控制简简单,因因脱硫剂剂为干态态,床温温只取决决于喷水水量的多多少,不不受进口口烟气中中SO2浓度的的制约。6)负荷适适应性好好。由于于采用了了清洁烟烟气再循循环技术术,以及及脱硫灰灰渣再循循环等措措施,可
19、可以满足足不同的的锅炉负负荷要求求。锅炉炉负荷在在60-1000%范围围内,脱脱硫系统统可以正正常运行行。7) 单塔塔处理能能力大,已已有大型型化的应应用业绩绩,单塔塔处理最最高可处处理288x105 Nmm/hh。8)具有良良好的操操作弹性性。在煤煤的含硫硫量增加加或要提提高脱硫硫效率时时,无需需增加任任何设备备,仅需需调节CCa/SS摩尔比比就行了了。根据工程运运行情况况表明:即使烟烟气中的的SO22和烟尘尘含量很很高(SSO2为913gg/m33,飞灰灰为155.920gg/m33),锅炉炉负荷波波动很大大(3001000%),采用CFB-FGD技术脱硫效率仍能达到400mg/m3的要求
20、。5主要控制制回路CBF-FFGD干干法脱硫硫的工艺艺控制较较其它方方法简单单,其主主要通过过三个回回路(见见工艺控控制回路路图)实实现,具具体如下下: 1)脱硫剂剂耗量控控制:根根据吸收收塔进口口烟气流流量及进进口SOO2浓度度,通过过调节旋旋转给料料器的转转速,可可以控制制石灰粉粉的给料料量。而而吸收塔塔出口的的SO22浓度,则则用来作作为校核核和精确确地调节节消石灰灰粉给料料量的辅辅助调控控参数,以以保证达达到要求求的SOO2排放放浓度。这这样,即即使工况况变化,给给料系统统也可根根据SOO2浓度度及时调调整Caa/S比比,从而而调整石石灰粉给料量量。2)温度控控制:为为了促进进石灰和和
21、SO22的反应应,使石石灰和SSO2处处于最佳佳的反应应状态,通通过向吸吸收塔喷喷水,将将吸收塔塔的烟气气温度从从130降到775左右。一般,在钙钙硫比一一定的条条件下,系系统的脱脱硫率随随喷水量量的增加加而上升升。当喷喷水量较较低时,水水很快被被蒸发,来来不及在在吸收剂剂表面形形成液膜膜,喷水水对脱硫硫效率的的影响不不大。而而随着喷喷水量增增加,烟烟气温度度进一步步降低,喷喷入的水水蒸发时时间延长长,便于于水在吸吸收剂表表面形成成一定厚厚度的稳稳定液膜膜,使石石灰和SSO2的的反应为为快速的的离子反反应,从从而提高高脱硫效效率。但但随着喷喷水量的的增加,脱脱硫效率率的上升升幅度逐逐渐变小小。
22、因此此,烟气气温度越越接近烟烟气露点点温度,消消石灰和和SO22的反应应的反应应效果越越好。但但若烟气气温度过过低,脱脱硫灰的的流动性性下降,容容易造成成系统粘粘壁阻塞塞和结露露,同时时也不利利于电除除尘器清清灰。另另外,烟烟气温度度过低,烟烟气抽吸吸力小,不不易上升升,不利利于烟气气排放。因因此,通通常选取取吸收塔塔的操作作温度高高于烟气气露点温温度200300,这样样既可保保证脱硫硫效率在在90以上,又又可保证证整个系系统在露露点温度度以上安安全运行行,防止止下游设设备被腐腐蚀。吸收塔出口口设有33个温度度变送器器测量吸吸收塔出出口温度度。当循循环流化化床已经经完全建建立及吸吸收塔床床层压
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