目前，國(guó)內(nèi)燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)有了很大發(fā)展，新建機(jī)組配套脫硫和在役機(jī)組脫硫改造成為一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)爐后煙氣脫硫過程中工藝水的應(yīng)用特點(diǎn)，將爐后煙氣脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干法三大類。其中，半干法脫硫是指在脫硫過程中有少量工藝水投入，但脫硫產(chǎn)物最終是以干態(tài)的形式出現(xiàn)。特別是在役機(jī)組的脫硫改造，受已有條件限制，脫硫工藝和方案布置受到很大制約。300MW以下機(jī)組改造選用半干法脫硫工藝的較多，半干法脫硫主要有脫硫除塵一體化脫硫工藝(NID)、煙氣循環(huán)流化床法（CFB）等。NID 脫硫工藝以其獨(dú)到的設(shè)計(jì)和相好的性能越來(lái)越受到重視和應(yīng)用。

1 NID脫硫工藝

NID（NovelIntegratedDesulphurization）脫硫除塵一體化脫硫技術(shù)由ALSTOM公司在20 世紀(jì)90 年代初從噴霧干燥法開發(fā)而成，用于燃煤、燃油電廠、工業(yè)鍋爐、垃圾焚燒電廠的煙氣脫硫及有害氣體的處理。

1.1 工藝原理及流程

NID 是利用含有CaO 的吸收劑或消石灰（氫氧化鈣）與二氧化硫反應(yīng)生成CaSO3 和Ca- SO4。除塵器收集下來(lái)有一定堿性的粉塵與CaO 混合增濕后再進(jìn)入除塵器入口煙道和煙箱，反復(fù)循環(huán)。NID工藝特征是吸收劑的低濕度和高比例循環(huán)。在吸收劑的大表面積和低濕度作用下，煙溫快速下降，吸收劑水份快速蒸發(fā)。由于水份蒸發(fā)時(shí)間很短，使得反應(yīng)器容積減小。NID 脫硫工藝可與除塵器組合為一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，物料循環(huán)倍率可達(dá)30～50 次以上。正常情況下，脫硫率一般可達(dá)85 以上。

1.2 性能特點(diǎn)

根據(jù)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)最新發(fā)布的《火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 DL/T5196- 2004》中關(guān)于脫硫工藝選擇的一般性原則的要求，焦作電廠#2 機(jī)組已投產(chǎn)約25 年，屬于剩余壽命低于10 年的老機(jī)組，本工程設(shè)計(jì)的燃煤含硫量Sar<2.0，且吸收劑來(lái)源和副產(chǎn)品處置均能充分落實(shí)，適宜優(yōu)先采用半干法、干法或其他費(fèi)用較低的成熟脫硫技術(shù)。NID 半干法脫硫工藝能保證脫硫效率在80 以上，并滿足SO2 達(dá)標(biāo)排放和排放總量控制要求。設(shè)備占地面積很小，更有利于現(xiàn)有電廠燃煤機(jī)組的改造。設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，建設(shè)周期短。對(duì)于現(xiàn)有電廠，設(shè)備改動(dòng)小，一般在正常的大修停機(jī)期間就可完成。輔助設(shè)備都可布置在除塵器下，無(wú)需占用更多額外空間。能脫除煙氣中80 以上的SO2，是一種非常有效的脫硫方法，SO3、HCI 和HF 的脫除率高達(dá)98，用于中、低硫煤時(shí)最經(jīng)濟(jì)。而且脫硫效率根據(jù)不同的環(huán)保要求或煤種的變化，通過調(diào)整CaO 或Ca（OH）2 的加入量和再循環(huán)灰量及操作溫度，確保能滿足SO2 的排放標(biāo)準(zhǔn)。 NID 脫硫工藝脫除單位量SO2 的總費(fèi)用較低，約550- 950 元/ 噸。由于工藝簡(jiǎn)單，組成部件較少，且可利用現(xiàn)有的設(shè)備和公共設(shè)施，占地面積小，平均每1150Nm3/h 的煙氣量需1m2 場(chǎng)地。系統(tǒng)運(yùn)行的維護(hù)費(fèi)和動(dòng)力消耗較低。

NID 脫硫工藝典型配置的除塵器是袋式除塵器。由于布袋表面吸附的粉塵與SOX等接觸相當(dāng)于一個(gè)氣固相反應(yīng)器，所以NID 脫硫工藝與袋式除塵器相配時(shí)更有利于脫硫效率的提高。采用石灰粉，由石灰石煅燒取得，焦作附近太行山腳下石灰粉生產(chǎn)企業(yè)較多，以用量定產(chǎn)。部分企業(yè)的石灰粉經(jīng)焦作市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所等單位檢驗(yàn)，CaO 純度≥85。脫硫副產(chǎn)品與粉煤灰一起從煙氣中分離出來(lái)，是含濕量較低的固態(tài)粉末，組成中的CaSO3·1/2H2O 十分穩(wěn)定，其分解溫度為436℃，與空氣長(zhǎng)期接觸自然氧化成CaSO4·2H2O，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可用作煤礦回填、筑路、造磚等。目前，土壤資源越來(lái)越寶貴，一些地方已不允許燒紅磚，脫硫渣的綜合利用越來(lái)越受到重視。同時(shí)，該工藝不會(huì)產(chǎn)生廢水，不會(huì)造成二次污染。

2 工程應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

河南焦作電廠（以下簡(jiǎn)稱焦作電廠）#2 機(jī)組煙氣治理工程是在焦作電廠實(shí)施的第一個(gè)脫硫工程項(xiàng)目。焦作電廠#2 機(jī)組（220MW）于 1980 年1 月建成投產(chǎn)，配套鍋爐為哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG- 670/13.7- 5 型超高壓一次再熱自然循環(huán)煤粉爐。1989 年將#2 爐原設(shè)計(jì)配備的旋風(fēng)除塵器改造為蘭州電力修造廠生產(chǎn)的 KFH／JZl70.1 型雙室三電場(chǎng)臥式靜電除塵器。焦作電廠已進(jìn)行過2 臺(tái)機(jī)組的電除塵器改袋式除塵器的改造工程，采用的是長(zhǎng)袋低壓脈沖袋式除塵技術(shù)，改造后的袋式除塵器使用效果良好，并積累了一定的袋式除塵器的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。本次#2 機(jī)組煙氣治理工程的主要包括脫硫、除塵、氣力輸灰和引風(fēng)機(jī)等四個(gè)部分，重點(diǎn)是甄選和制訂符合焦作電廠生產(chǎn)實(shí)際的煙氣脫硫技術(shù)方案。

2.2 脫硫設(shè)計(jì)方案

焦作電廠#2 機(jī)組煙氣治理工程為老機(jī)組改造工程，爐后沒有預(yù)留脫硫場(chǎng)地，而且臨近市內(nèi)公路，可利用的改造場(chǎng)地非常有限。本工程采用從ALSTOM引進(jìn)的NID 循環(huán)半干法脫硫技術(shù)。系統(tǒng)總體布置方式為“NID 脫硫系統(tǒng)布袋除塵器”，一套系統(tǒng)由四條獨(dú)立工藝線組成。除灰系統(tǒng)采用氣力輸灰方式，輸送到灰?guī)焱膺\(yùn)。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：脫硫效率（保證值）≥85，處理煙氣量1100000Nm3/h，煙氣SO2 排放濃度≤400mg/Nm3，煙塵排放濃度≤50mg/Nm3。吸收劑給料系統(tǒng)，變頻螺旋給料機(jī)轉(zhuǎn)速由進(jìn)出口 SO2 量及煙氣量反饋調(diào)節(jié)。除塵器采用ALSTOM 典型設(shè)計(jì)的低壓脈沖布袋除塵器，總過濾面積為27520m2，布袋數(shù)量8600 個(gè)，濾袋材料采用進(jìn)口PPS 針刺氈。系統(tǒng)設(shè)有NID 工藝關(guān)斷擋板，用于在低負(fù)荷運(yùn)行期間或其中一條NID 線檢修時(shí)切斷NID 工藝線。設(shè)置旁路系統(tǒng)，用于避免系統(tǒng)內(nèi)部接露、進(jìn)口溫度超過180℃或 NID緊急停運(yùn)情況下啟用旁路系統(tǒng)，保護(hù)布袋除塵器不被損壞。

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)自配一套用于控制的在線檢測(cè)系統(tǒng)，由于一套系統(tǒng)有四條獨(dú)立控制線，在線監(jiān)測(cè)分為四條線路監(jiān)測(cè)，反饋信號(hào)用于系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制。

引風(fēng)機(jī)采用2 臺(tái)雙吸雙支高效離心式引風(fēng)機(jī)，加裝液力耦合器進(jìn)行調(diào)速。引風(fēng)機(jī)入口設(shè)置聯(lián)絡(luò)煙道。脫硫工況下系統(tǒng)額定負(fù)荷運(yùn)行，流量為751227.5m3/h，全壓7200Pa，介質(zhì)溫度 70℃。

3 結(jié)論

環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，是可持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。電力工業(yè)是國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)，也是燃煤大戶，電站鍋爐進(jìn)行高效率除塵和脫硫的任務(wù)非常艱巨，也非常迫切。通過對(duì)在役燃煤鍋爐煙氣脫硫項(xiàng)目的逐步實(shí)施，將產(chǎn)生明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境、落實(shí)當(dāng)?shù)丨h(huán)保關(guān)于二氧化硫的排放控制要求、保持地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等具有重要的實(shí)際意義。電廠脫硫項(xiàng)目不設(shè)預(yù)除塵，采用的布袋除塵器和NID 半干法脫硫工藝均為目前國(guó)內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的實(shí)用性技術(shù)，其功能、設(shè)計(jì)參數(shù)等均符合高效除塵和脫硫的需要，對(duì)于促進(jìn)新技術(shù)新工藝的應(yīng)用具有十分現(xiàn)實(shí)的作用。

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