1、火電廠220t/h燃煤鍋爐煙氣脫硫 氨硫酸銨法脫硫技術,2006,主要內容,第一部分：概述 第二部分：煙氣脫硫工藝方案的選擇 第三部分：氨法工藝技術方案研究 第四部分：環境影響分析 第五部分：經濟運行成本分析 第六部分：結論,第一部分：概述,一、脫硫項目建設的必要性,為了控制燃煤電廠大氣污染物排放，改善控制區空氣質量和酸雨污染，國家發展和改革委員會在發改能源2004864號國家發展和改革委關于燃煤電站項目規劃和建設有關要求的通知文件中規定：“按照國家環保標準，除燃用特低硫煤的發電項目要預留脫硫場地外，其它新建、擴建燃煤電站項目均應同步建設煙氣脫硫設施。擴建電站的同時，應對該電站中未加裝脫硫設施

2、、已投運的燃煤機組同步建設脫硫裝置”。 因此，燃煤鍋爐建設煙氣脫硫裝置，無論從國家、社會的環保效益，還是今后企業的生存發展都是勢在必行的,二、公司的脫硫技術概況,我公司是一家致力于電力環保工程的中外合資企業，擁有自己的氨硫銨法脫硫技術、脫硫后產物生產工藝等三項專利技術，有自己的FGD脫硫系統專業設計隊伍，專業技術力量雄厚，具有單機容量200MW及以下煙氣脫硫工程總承包資質，并已通過國家ISO-9001質量體系認證。 公司與*緊密合作 ，以達到脫硫裝置的設計適應電力和化工行業的要求。在脫硫裝置的關鍵技術點上得到了德國史道勒設備制造有限公司、臺朔重工(寧波)有限公司等公司的技術支持,二、公司的脫硫

3、技術概況,公司早在2003年已在常州亞能熱電有限公司建成了一套當時國內最大規模的220t/h鍋爐氨法煙氣脫硫裝置，目前，在吸收原脫硫裝置經驗的基礎上已經歷多次改進和完善，使氨硫酸銨法脫硫技術臻于成熟。 針對脫硫后產物硫酸銨的結晶生產工藝設備，公司與專業生產蒸發、結晶、干燥設備的河北工大化工設備有限公司攜手合作，在相同的硫酸銨溶液蒸發結晶產出固體硫酸銨工藝上，已有成熟應用。 目前，我公司正在實施國內最大規模（2210t/h鍋爐合做一套脫硫裝置）的氨法脫硫裝置，公司與*緊密合作，該項目已完成的可研和初步設計在中石油組織的專家評審中，得到一致好評,三、氨法脫硫工程的依托條件,氨法脫硫的原料（吸收劑）

4、為氨，可外購氨水或利用了有可能成為廢水的低濃度氨水和稀尿素液，“變廢為寶”，在脫硫的同時副產了大量的硫酸銨，替代部分商品化肥尿素作為復合肥廠的原料，可直接外銷。較好的解決了原料來源及副產品的出處問題。 氨法脫硫工藝充分利用了氨與SO2吸收反應速率快的特點，吸收汽液比低，設備阻力小，吸收劑制備系統簡單，脫硫裝置的占地面積小，能耗低。一般情況脫硫所需的工程場地及水、電、汽（氣）等公用工程條件均能滿足,第二部分：煙氣脫硫工藝方案的選擇,一、脫硫工藝技術選擇的原則,總原則 經濟有效 安全可靠 資源節約 綜合利用 因地制宜,二、煙氣脫硫工藝方法綜述,煙氣脫硫（FGD）的分類 干法 半干法 濕法,二、煙氣

5、脫硫工藝方法綜述,三、氨法與石灰石石膏法的比較,石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫是目前世界上應用最多的脫硫工藝，特別在美國、德國和日本，該工藝技術成熟，脫硫效率高，應用該工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總容量的80%以上。 氨法脫硫工藝由于副產品為硫酸銨，不產生廢水和二氧化碳，不會對環境產生二次污染，符合循環經濟發展的要求。氨法在國外也有許多成功的運用，在我國具有很好的發展前景,三、氨法與石灰石石膏法的比較,第三部分：氨法工藝技術方案研究,一、鍋爐基礎資料（煙氣參數,一、鍋爐基礎資料（煙氣成分,一、鍋爐基礎資料（煤質分析,一、鍋爐基礎資料（燃煤量表,二、脫硫裝置設計性能參數,脫硫裝置按滿足50%鍋爐

6、負荷到110%鍋爐負荷的煙氣量脫硫要求設計，煙氣出口二氧化硫濃度小于150mg/Nm3，電除塵后的煙塵脫除率不小于50。 設計脫硫裝置的煙氣入口溫度為135，可以短時間耐受180煙氣通過。 可利用率 脫硫裝置可利用率95%，整套裝置使用壽命與主機同步，檢修周期隨主機。 脫硫效率 在燃用設計煤種、鍋爐運行范圍為鍋爐最大連續出力的50%110%時，FGD裝置脫硫效率92,三、氨法吸收基理,氨硫銨法吸收是將氨水通入吸收塔中，使其與含SO2的煙氣接觸，發生如下反應： NH3H2OSO2NH4HSO3 (1) 2NH3H2OSO2(NH4)2SO3 (2) (NH4)2SO3SO2H2O2NH4HSO3

7、 (3) 在通入氨量較少時，發生(1)反應，在通入氨量較多時發生(2)反應，而式(3)表示的才是氨法中真正的吸收反應。在吸收過程中所生成的酸式鹽NH4HSO3對SO2不具有吸收能力，隨吸收過程的進行，吸收液中的NH4HSO3數量增多，吸收液吸收能力下降，此時需向吸收液中補充氨，使部分NH4HSO3轉變為(NH4)2SO3，以保持吸收液的吸收能力。 NH4HSO3NH3 (NH4)2SO3 (4,三、氨法吸收基理,實際煙氣脫硫應用中，PH值是最易直接獲得的數據，而PH值又是(NH4)2SO3NH4HSO3水溶液組成的單值函數。控制吸收液的PH值，就可獲得穩定的吸收組分。 脫硫塔內的循環液隨著循環

8、吸收的進行，溶液濃度逐步提高到35%后取出，輸送至預洗滌塔，進一步吸收煙氣的熱焓及通過壓縮空氣強制氧化，循環液濃度進一步提高后取出，輸送至后處理工段。 后處理工段采用蒸發結晶工藝來獲得硫酸銨成品,四、氨法工藝流程簡介,煙氣系統 吸收系統 吸收劑供應 工藝水系統 氧化空氣 后處理系統,五、氨法脫硫工藝設計說明,概述 為達到最佳的設計效果可通過用計算機進行組合過程的模擬（或稱流程模擬），采用ASPEN 軟件對整個脫硫系統的工藝部分進行了流程模擬和系統離線優化。通過CFD （計算流體力學）輔助手段的使用來保證吸收塔的性能,五、氨法脫硫工藝設計說明,五、氨法脫硫工藝設計說明,五、氨法脫硫工藝設計說明,

9、五、氨法脫硫工藝設計說明,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,1. 吸收劑儲備、供應系統 氨法脫硫工藝的吸收劑為NH3，氨罐區內的電氣設備均采用防爆型，氨系統內的設備禁用銅質材料，嚴格氨罐的制造工藝，執行GB150壓力容器制造規范。加強密封工藝的設計，并設可靠的報警裝置 。 2. 煙氣系統 煙氣系統中設置密封性能好的原煙氣擋板門、凈煙氣擋板門及旁路煙氣擋板門，保證脫硫島的啟停不影響主機的運行。 脫硫后的凈煙氣煙溫接近或低于酸露點且煙氣含濕量增加，雖然煙氣中SO2含量大大減少，但仍存在少量的SO2和SO3具有一定的腐蝕性，直接排入煙囪會給煙囪帶來腐蝕隱患。可采取脫硫后的凈煙氣 升溫后排入煙囪或對煙囪內進行

10、防腐等措施,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,3. SO2吸收系統 SO2吸收系統是脫硫裝置達到良好吸收效果的關鍵部位，通過對循環液的PH值、溶液溫度的控制；循環倍率、氧化程度、液汽比、噴淋密度等優化設計，以達到良好的吸收效果及氨耗的控制。 4. 氧化系統 本脫硫系統最終副產物為硫酸銨，在循環液在預洗滌塔內取出前，煙氣中的含氧量不足以將溶液中的亞硫酸銨氧化成硫酸銨，需通過強制氧化的手段，保證取出溶液為硫酸銨溶液，送至后處理工段進行蒸發、結晶、分離和干燥，得到最終固體硫酸銨產品,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,5. 副產物后處理系統 本工藝充分利用硫酸銨的理化特性，采用強制外循環蒸發結晶法，大流量的硫酸銨溶液

11、在多效蒸發器內循環蒸發，避免了物料在蒸發器內產生鹽析結晶，附著在蒸發器及輸送管道的內壁，造成物料輸送的堵塞，并且避免了在脫硫塔吸收過程中捕捉下來的微量粉塵在后處理循環蒸發設備中沉積下來。微量粉塵隨液態物料經離心機分離，夾雜最終產品固體硫酸銨中連續產出,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,6. 系統設備的防腐 脫硫系統的防腐設計，是FGD裝置中最重要的工藝環節之一，是脫硫設備使用壽命的保證 。 脫硫塔主體防腐 1.玻璃鱗片樹脂內襯 2.混凝土內襯BEKAPLAST材料 以上兩種內襯材料均能滿足脫硫系統的防腐要求。 玻璃鱗片樹脂內襯材料使用壽命估計為15年，卻存在著耐磨損、抗熱應力破壞及局部振動易損壞等缺陷

12、，需每年進行檢查維護，費用高，但初期投資省。 進口的內襯BEKAPLAST材料更優于玻璃鱗片樹脂內襯，使用壽命可達30年以上，且維護周期長、工作量小，但初期投資高,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,煙氣煙道防腐 原煙氣煙道溫度較高，無需做特殊防腐處理 ，采用普通碳鋼 ；出口煙道為低溫段，凈煙氣煙溫接近或低于酸露點，采用碳鋼材質內襯玻璃樹脂鱗片。 預洗滌塔防腐 預洗滌塔內部具有酸性的氯離子腐蝕，漿液中硫酸銨-亞硫酸銨晶體的磨蝕，工況較為復雜和惡劣，故采用碳鋼內襯樹脂玻璃鱗片，且根據不同部位的溫度不同采用針對性的樹脂玻璃磷片類型,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,塔內組合件 噴嘴采用防腐耐磨性能好的SiC噴嘴，

13、噴淋層采用FRP材質 系統管路 與循環液物料接觸的系統管路采用襯塑管道及管件。 機泵 水泵的殼體、葉輪，攪拌機葉輪等采用耐磨耐腐蝕強度高的合金材質或襯膠構件。 后處理設備 后處理工段中與物料接觸部分采用316L不銹鋼材質,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,7.電氣系統 供電系統： 脫硫裝置的用電電壓等級和電廠主體工程一致 脫硫裝置的用電系統中性點接地方式和電廠主體工程一致 直流系統： 從主廠房引接220V直流電源至脫硫控制室電源柜的自動切換開關 不停電電源： 從主廠房引接交流不停電電源至脫硫控制室不停電電源柜，容量為30kVA。輸出電壓為3相380V，50Hz，且具有恒頻恒壓性能。不停電電源母線采用單

14、母線接線，供給脫硫裝置的不停電負荷,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,控制系統方案 FGD入口壓力控制 循環液濃度控制 循環液PH值及吸收塔出口SO2濃度控制 吸收塔液位控制 濃縮液排出量控制 其它 旁路擋板連鎖控制 氨水儲槽的液位控制 工藝水槽液位控制 硫酸銨粉料倉的料位控制等,六、氨法脫硫關鍵工藝控制,8.自動控制 脫硫控制設計要求不低于的單元機組的控制水平。 采用分散控制系統(DCS)進行監視與控制 選用煙氣連續監測系統（CEMS），作為數據采集、自動調節、歷史記錄、聯鎖保護等的輸入信號。 FGD進口(1套)：煙氣流量、SO2、O2、粉塵、溫度、壓力 FGD出口(1套)：煙氣流量、SO2、O2、

15、粉塵、溫度、壓力,七、脫硫裝置能耗,公用工程消耗定額及消耗量,八、設備布置,實施 體現工藝流程的特點 關鍵設備之間的緊密聯結 裝置一體化的聯合布置 充分利用煙道支架等空間 結合當地氣候條件的緊湊布置,八、設備布置,要點 滿足工藝及流程的要求 滿足環保、消防、安全生產的要求 操作便利 便于安裝和維修 滿足經濟合理的要求,第四部分：環境影響分析,一、建設項目環境影響,增加FGD裝置后對周圍環境的影響 對污染物排放總量控制的貢獻 對周圍環境影響的改善,一、建設項目環境影響,大氣污染物排放量表,一、建設項目環境影響,工程實施后的社會效益 貴公司燃煤鍋爐煙氣脫硫工程實施后，全廠二氧化硫的排放量可以達到國

16、家環保局提出的時段大氣污染物控制排放指標。為降低對周邊自然環境的影響，騰出環境容量為當地的建設發展和公司的持續發展創造了有利的條件。 脫硫改造工程投產后不僅減少了大氣主要污染物排放量，還為當地化肥行業提供了大量的硫酸銨化肥再生資源，無論從社會效益十分顯著,二、環境保護,FGD裝置的污染物排放及其處理 在脫硫工程建設、運行過程中產生的廢氣、廢水、廢渣、噪聲及其他污染物排放，按照國家的環境保護法規和標準的有關規定,二、環境保護,廢氣 逃逸氨 硫酸銨粉塵廢氣 廢水 工程整個系統為閉式循環，無廢水產生。 廢渣 本工程的固體生成物為可以產生經濟效益的副產品，無廢渣產生。 噪聲,三、勞動安全衛生,FGD系

17、統的安全性 FGD系統對發電機組的安全影響 FGD系統對鍋爐運行的影響 FGD系統對煙囪的腐蝕 FGD系統本身的安全程度 吸收塔內設備（如除霧器）的損壞 FGD系統內的腐蝕 FGD系統內的磨損和堵塞,三、勞動安全衛生,生產過程中主要職業危險，危害因素分析 脫硫系統生產過程中主要職業危害因素為吸收劑氨水儲備、供給系統的泄露，設計時作為安全的重中之重，確保生產場地的安全。 硫酸銨粉塵 另外一些轉動設備（循環泵，氧化風機等）的噪聲，對健康有一定的危害,三、勞動安全衛生,職業安全衛生防護的措施 防噪聲 防觸電 防機械傷害 其他,四、消防,脫硫島的消防設計貫徹“預防為主、防消結合”的方針，防止或減少火災

18、危害，保證人身和財產安全。 脫硫島內配備有完整的消防給水系統，并按不同消防對象的具體情況設置火災自動報警裝置和專用滅火裝置。脫硫島建構筑物及各工藝系統的消防設計按照火力發電廠與變電所設計防火規范（GB50229-96）和建筑設計防火規范（GBJ16-87）等規范的要求。 脫硫島消防水源來自電廠的主消防管網，消防水系統的設置覆蓋室外、室內建構筑物和相關設備,五、節能,工程設計階段應盡力優化工藝系統設計，擇優選用經濟高效，運行可靠的主輔機設備，采用各種有效的節能措施，以節約能源和合理地利用能源。 貴廠為新建電廠，建議在引風機的選型時考慮留有8001000Pa的余壓，以克服因新增脫硫裝置而帶來的阻力

19、。這樣不需要增設脫硫增壓風機，可節約大量煙氣增壓電能（石灰石-石膏法脫硫裝置增壓風機的電耗就占脫硫總電耗的5060%，總電耗約占發電機組容量的1.22,五、節能,脫硫循環泵的電耗取決于確定循環液噴淋量的重要指標“氣液比”，由于氨水的化學活性很高，氨法脫硫的“氣液比”只有石灰石-石膏法的1/41/5，在此基礎上系統優化后，本裝置循環脫硫的節能效果可得到充分體現。 副產物硫銨處理系統，在硫銨溶液取出前充分利用原煙氣的熱量，來濃縮硫銨溶液，硫銨蒸發結晶系統，采用多效蒸發結晶，充分利用熱源，降低使用能耗。 加強脫硫系統的水平衡控制，達到一水多用、重復利用。系統不產生廢水、廢液，冷卻水經濃縮液冷卻器換熱升溫后，再用循環冷卻水泵加壓后返回界外工業水上水總管,五、節能,其他節能措施包括，選用導熱系數低、物理性能好、價格合理的保溫材料，采用最小年費用法計算保溫經濟厚度。照明采用節能型新光源。在建筑和工藝上采取措施，提高廠房、及建筑物的自然采光和通風率，以節約人工采光和機械通風電耗。優化煙道布置，降低煙氣系統阻力損失。簡化工藝管道系統，盡量利用位差實現工藝物料自流，減少物料轉送環節的能耗,第五部分：經濟運行成本分析,一、主要技術經濟分析參數,二、主要技術經濟指標,金額單位：元,三、環境效益、社會效益,從上述技術經濟指標可得出，年運行成本