cfb工艺培训资料

焦焦 作作 华华 润润 热热 电电 联联 产产 技技 改改脱脱 硫硫 除除 尘尘 岛岛 工工 程程培培训训资资料料山东三融环保工程有限公司山东三融环保工程有限公司2004 年 12 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目录录第一篇 工艺部分第二篇 电气部分第三篇 热控部分山东三融环保工程有限公司第1页焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料第一篇第一篇 工艺部分工艺部分1 1 概述概述焦作华润热电有限公司热电联产技术改造工程建设 2135MW 双抽汽轮发电机组，配两台 440t/h 超高压煤粉锅炉，炉后采用半干法脱硫工艺。山东三融环保工程有限公司采用引进的德国鲁奇能源环保（LEE）公司循环流化床脱硫技术（CFB-FGD）进行设计和建造。1.11.1 主要设计原始资料主要设计原始资料1.1 煤质、灰渣资料热电厂设计煤种为山西晋城无烟煤，校核煤种为焦作无烟末煤，煤质资料如下表：1.1-1 煤质特性表名称元素分析收到基碳收到基氢收到基氧收到基氮收到基硫工业分析收到基灰分收到基水分干燥无灰基挥发分收到基低位发热量可磨系数1.1-2 灰渣特性表名称二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁符 号SiO2Al2O3Fe2O3单位%数值设计煤种48.6228.802.72校核煤种49.9430.603.81AarMarVdafQnet.v.arKBTkm%MJ/kg19.497.649.3225.141.121.219.07.5823.341.12CarHarOarNarSt.ar%69.292.400.070.780.3364.562.261.561.050.36符号单位数值设计煤种校核煤种山东三融环保工程有限公司第1页焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料名称氧化钙氧化镁氧化钾氧化钠三氧化硫五氧化二磷二氧化钛其它1.1-3 灰比电阻符 号CaOMgOK2ONa2OSO3P2O5TiO2单位%数值设计煤种5.340.211.131.053.506.601.980.05校核煤种5.121.361.951.106.12设计煤种粉煤灰比电阻（测量电压 1.6KV）测量温度（）2280100120140160180比电阻（cm）2.311096.051078.0810101.8410112.5310112.8910112.8910112009.621012注：此粉尘比电阻按原煤测试，未考虑脱硫灰的影响，供方按脱硫灰进行修正。1.21.2 脱硫剂成份分析资料脱硫剂成份分析资料吸收剂采用当地生产的石灰粉和电石渣粉。1.2.1 根据建筑石灰试验方法化学分析方法（JC/T478.1-92）和建筑石灰试验方法物理试验方法（JC/T478.1-92），检验结果如下：氧化钙CaO含量：90氧化镁MgO含量：2粒度：2.0mm生石灰消化速度如下：时间间隔（S）20406080100120山东三融环保工程有限公司第2页焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料温度（）1.2.2 电石渣成分分析：水分（%）0.08mm筛余（%）42.510.4304055607585密度比表面积（g/cm）2.2038632烧失量二氧化硅三氧化二铝三氧化二铁氧化钙氧化镁三氧化硫（m/kg）（%）（%）（%）27.403.282.14（%）（%）（%）（%）0.2264.50.060.36检验方法：国家标准 GB/T208、GB1345、GB5762、GB80741.31.3 烟气资料烟气资料1.3.1 烟气成份（标准状态）项目N2CO2O2SO2H2O单位VOL%VOL%VOL%mg/Nm3VOL%3设计煤种80.16.14.065.756965.27校核煤种80.0914.145.748205.56附注干态，实际 O2干态，实际 O2干态，实际 O2干态，实际 O2湿态，实际 O21.3.2 空预器出口烟气量（10）及烟尘浓度项目干态湿态湿态干态湿态粉尘烟温1.41.4 工艺水工艺水单位Nm3/hNm3/hm3/hNm3/hNm3/hg/Nm3设计煤种BMCR464.4490.2713.5473.3499.318.467129.6ECR60%BMCRBMCR463.7491.0714.7471.4498.821.616130.1校核煤种ECR60%BMCR附注实际 O2实际 O2实际 O26%O26%O2湿态，实际 O2CFB-FGD 系统所需的工艺水采用电厂工艺水。2 2 循环流化床（循环流化床（CFB-FGDCFB-FGD）脱硫工艺的发展历史）脱硫工艺的发展历史2.12.1 烟气脱硫技术的分类烟气脱硫技术的分类按照脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫可分为湿法、半干法、干山东三融环保工程有限公司第3页焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料法三类工艺。湿法脱硫工艺主要包括：石灰石石膏法；简易石灰石石膏法；间接石灰石石膏法；海水脱硫；磷铵复合肥法（PAFP法）；钠碱法；氨吸收法；氧化镁法。半干法脱硫工艺主要包括：旋转喷雾干燥法（SAD）；循环流化床法（CFB-FGD）；增湿灰循环脱硫技术（NID）。干法脱硫工艺主要包括：炉膛干粉喷射脱硫法；高能电子活化氧化法；荷电干粉喷射脱硫法（CDSI）。2.22.2 循环流化床（循环流化床（CFB-FGDCFB-FGD）脱硫工艺的发展历史）脱硫工艺的发展历史德国鲁奇能源环保（LEE）公司旗下比晓夫(LLB)是世界著名的脱硫公司,其 CFB-FGD是目前干法脱硫技术商业应用中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优异的一种方法。该工艺已经先后在德国、奥地利、波兰、美国等国家得到广泛的应用,最大已运行单机、单塔机组容量为 300MW,采用该技术的单塔处理烟气量可达到 2800000Nm3/h，简要将该公司介绍如下:德国鲁奇能源环保（LEE）公司旗下比晓夫(LLB)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。LLB 于上世纪七十年代初，首创将循环流化床技术（CFB）用于工业烟气脱硫，经过三十多年不断完善和提高，目前其烟气循环液化床干法脱硫技术居于世界领先水平。LLB 的烟气循环液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。1970-1972 年，LLB 将 CFB 烟气净化工艺在德国 Grevenbroich 电解铝厂首次获得试验成功，用于脱除电解铝烟气中的 HF 有害气体。在电解铝烟气净化工艺中，用氧化铝山东三融环保工程有限公司第4页焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料粉作吸收剂，吸收了 HF 后的氧化铝粉被送入电解炉中进行电解，生产电解铝。1978 年，世界上第一台商业CFB烟气净化装置用于炼铝行业，吸附HF，处理风量：2300000Nm3/h，HF 脱除率达到 98%；1980 年，世界上第一台 CFB 烟气净化装置用于垃圾焚烧炉，处理 HCl/SO2,吸收剂为熟石灰，处理风量：397000Nm3/h，HCl 脱除率达到 95%；1983 年，世界上第一台 CFB 烟气净化装置用于电站，处理 SOx，吸收剂为熟石灰，处理风量：245000Nm3/h，所有的飞灰通过吸收塔，无需预除尘，产物为飞灰和脱硫物的混合物；1985 年，BORKEN 电厂采用 CFB 干法脱硫装置，脱硫率高达 97%，燃烧褐煤产生 SO2浓度 13g/Nm3,SO3被几乎全部去除，达到排放标准；1986 年，第一次应用干燥的熟石灰 CFB 烟气净化装置，同将熟石灰直接应用，大大节省了运行费用，通过改变燃料，而改变烟气中的SO2含量高达 50%，CFB 系统可在几分钟内适应变化，达到排放标准；1986 年，世界上第一台 CFB 烟气净化装置用于水泥行业；1988 年，第一台 CFB 烟气净化装置可适应负荷从 15%到 120%变化，两台锅炉共用一台装置；1993 年，第一台 CFB 烟气净化装置将石灰石注入锅炉，再通过后部的 CFB 反应器注水降温和利用产生剩余石灰进行脱硫；1995 年，五台锅炉共用一个反应塔，特别有利于老厂改造；2002 年，单机单塔 300MW 的 CFB-FGD 投入实际工业运行，处理风量为 97.2 万 Nm3/h；2002 年，目前设计脱硫效率最高的 CFB-FGD 投入运行，设计脱硫效率为 99.7%。目前 LLB 的 CFB-FGD 技术的应用业绩达超过 40 台套，居世界干法脱硫第一位，拥有单机单塔 300MW 的最大容量实际应用业绩。3 3 脱硫工艺原理脱硫工艺原理CFB-FGD 系统主要由预除尘器、吸收塔、二级除尘器、吸收剂制备、脱硫灰再循环、工艺水系统、物料输送系统、流化风系统及仪表控制系统等组成，其工艺流程详见附图。来自锅炉空气予热器出来的烟气，通过予除尘器进入吸收塔。此处高温烟气与加入的吸收剂、循环灰分充分混合，进行初步的脱硫反应，然后通吸收塔底部的文丘里管加速，吸收剂、循环脱硫灰受到气流的冲击作用而悬浮起来，形成循环流化床，进行充分的脱硫反应。循环流化床具有最佳的热和物质传送特性,在这区域内流体处于激烈的的湍流状态，循环流化床内的 Ca/S 值可达到 40-50，这是因为细小颗粒和烟气之间最大山东三融环保工程有限公司第5页焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料速差而决定的。颗粒反应界面不断摩擦，碰撞更新，极大地强化了脱硫反应的传质与传热。在吸收塔的文丘里的出口扩管段设一套高压喷水装置，喷入的水经过雾化后一方面增湿颗粒表面，另一方面使烟温降至高于露点温度 15-20oC，创造良好的脱硫反应温度，吸收剂与 SO2充分的反应，主要生成亚硫酸钙CaSO3 1/2H2O、硫酸钙CaSO4 1/2H2O和碳酸钙 CaCO3，他们和飞灰一起由清洁烟气携带到吸收塔顶部，然后在后面的电除尘器中分离出来。分离出来产物由斜槽循环回吸收塔,以延长吸收剂颗粒的停留时间，降低工艺过程中 Ca/S 摩尔比。这套系统在 Ca/S 摩尔比稍有增加的情况下,就可以使脱硫率达到 95%以上。对于少量脱硫副产品，排到电厂除灰系统。CFB-FGD 的化学反应原理是烟气中的 SO2和几乎全部的 SO3、HCL、HF 等，在 Ca(OH)2粒子的液相表面发生化学反应，主要化学反应方程式如下：CaO+H2O=Ca(OH)2Ca(OH)2+SO2=CaSO3 1/2 H2O+1/2 H2OCa(OH)2+SO3=CaSO41/2 H2O+1/2 H2OCaSO3 1/2 H2O+1/2O2=CaSO4 1/2 H2OCa(OH)2+2 HCl =CaCl2 2 H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2OCa(OH)2+2 HF=CaF2+2 H2O4 CFB-FGD4 CFB-FGD 工艺特点工艺特点CFB-FGD 工艺有以下特点:1）塔内具有优良的混合条件，使塔内的水分迅速蒸发，并且可脱除全部的SO3，烟气温度高于露点温度 15-20，所以无须防腐。吸收塔及其下游设备不会产生粘结和堵塞，也不会产生腐蚀。2）脱硫效率高，运行费用低。容易选择最佳的 CFB 操作气流速度，气固两项流在CFB 内滑落速度最大，脱硫反应区层密度高，颗粒在吸收塔停留时间长，使 SO2与脱硫剂能得到充分的混合，保证了达到较高脱硫效率。山东三融环保工程有限公司第6页焦作华润热电联产技改工程烟气脱硫除尘岛培训资料3）由于脱硫剂的利用率高，它所产生的脱硫副产物排放少。脱硫副产物流动性好，易于处理。除尘器收集的灰分绝大部分循环使用，只有少量外排，灰综合处理成本低。4）转动部件少，整个装置可用率高。吸收塔内为空塔，没有运动部件，磨损小，使用寿命长。5）控制简单，因脱硫剂为干态，床温只取决于喷水量的多少，不受进口烟气中SO2浓度的制约。6）负荷适应性好。由于采用了清洁烟气再循环技术，以及脱硫灰渣再循环等措施，可以满足不同的锅炉负荷要求。锅炉负荷在 60-100%范围内，脱硫系统可以正常运行。7）单塔处理能力大，已有大型化的应用业绩，单塔处理最高可处理