6 第四章 我国发展脱硫工艺的现状 “创新”是烟气脱硫技术发展的灵魂,建立国家烟气脱硫技术创新体系已时不我待。
“转化不畅”使我国烟脱硫许多研究成果停留在试验阶段,使国外先进技术难以迅速消化吸收。建立相应工程技术研究中心是推动我国烟气脱硫技术成套化、工程化、产业化的必需举措。
烟气脱硫环保产业是烟气脱硫技术发展必然产物和烟气脱硫技术赖以实现良性循环发展的基础 。国家应当在法规、政策等多方面加大支持力度,并发挥我国高校、科研院所、企业和各行业的优势,采取有效措施,促进我国烟气脱硫环保产业的发展。
4.2 引进的国外脱硫装置介绍
本节将介绍几个过内引进的国外脱硫装置。
4.2.1 香港南丫电厂
1998年7月30日至8月3日,电力局组织有关单位对香港南丫电厂的脱硫装置进行了实地考查。
南丫发电厂是香港电灯有限公司投资的唯一发电厂,位于香港南丫岛,占地50hm2。南丫发电厂燃煤机组总装机容量为2500MW,其中3台为250MW机组(1~3号机组),5台为350MW机组(4~8号机组),其三大主机均由日本三菱重工株式会社供货。这8台机组的锅炉均为强制循环,四角切向喷射燃烧锅炉,燃用山西煤。8台机组共设有3根215m高的燃囱,1、2、3号机组共用
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1根烟囱,4、5、6号机组共用1根烟囱,7、8号机组共用1根烟囱。目前8台机组均已投产发电。另外,电厂还安装了1台55MW和6台125MW燃气轮机组,作为燃煤机组启动和电网调峰用。
南丫发电厂目前在6、7、8号机组上共安装了3套石灰石/石膏湿法烟气脱硫装置,其主体部分总投资约85亿港币。第1台脱硫装置安装在6号机组上,3台脱硫装置安装在7、系在主机投运后加装的,并已在1993年9月投产。第2、8号机组上,与主机单元匹配同步建设,目前也已投产。3套脱硫设备主体部分相互独立,但共用1套废水处理和石膏脱水系统。这3套脱硫装置的主体部分为日本三菱公司总承包,石灰石及石膏处理系统则分别由日本UBE,瑞典Consilum和荷兰ESl提供,脱硫装置寿命按30年设计。港灯公司正考虑在4、5号机组设置脱硫装置,预计2003年投入运行。
4.2.1.1 石灰石/石膏法脱硫的工艺系统
南丫电厂采用的目前世界上较为成熟的石灰石/石膏法烟气脱硫工艺脱硫装置按Sy=1.9%的设计,设计效率η≥90%。该装置采用石灰石作为吸收剂,最终产品为脱水石膏,大修期为38个月,能在锅炉负荷为140MW时运行(额定负荷为350MW)(锅炉机组现运行燃煤的Sy=0.6%~0.7%,实测脱硫装置效率达91%)。脱硫装置共包括以下几个系统(见图4-1)。
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图4-1 石灰石/石膏法处理系统
1)吸收系统
吸收系统由吸收塔、除雾器、循环泵、氧化风机等组成。吸收塔为卧式布置的垂直同向栅条填充塔(6.2m(宽)×12m(长)×9.5m(高)),塔底为14.5m(宽)×12.2m(长)×9.5m(高)的浆液池,贮存容量为796m3。循环泵共6台,5台运行1台备用,氧化风机共2台,1台运行1台备用。 2)石灰石粉输送及贮存系统
南丫电厂的石灰石粉在广东云浮制备,石灰石粉纯度要求大于96%,通过货船运至电厂码头,然后通过350t/h的连续螺旋卸料机输送至2个石灰石粉仓,每个粉仓的贮存容量为7000t,为设计燃煤工况下14d的用量。贮仓下部为制浆池,制成的石灰石浆液用泵打至吸收塔浆液池。每个浆液池设有2台浆液供给泵。
3)石膏制备系统(3台脱硫装置共用)
从吸收塔排出的石膏浆液通过吸收塔排出浆液泵送到2个浆液贮存罐,再
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用泵打至2个旋流器供给罐,然后再用泵分别送至3台水力旋流器脱水(大约能脱去30%~50%的水分),再进入真空皮带脱水机。脱水后的石膏湿度不大于10%,由皮带输送机转运到一个贮量为6000t的石膏储存仓,然后再输送至码头,石膏全部销往国内。该系统的废水则回收至吸收塔。 4)烟气系统
引风机出口后的烟气一路经旁路直接至烟囱,另一路经增压风机增压后送至回转式烟气—烟气热交换器(GGH)的放热侧,温度从134℃降至88℃左右。烟气经吸收塔后温度为52.5℃左右,经GGH加热后,设计温度为不小于80℃,但实际达103℃。GGH设有十几个蒸汽吹灰器,每天吹3次左右,还设有水力冲灰装置,GGH的漏风率为10%。GGH出口至吸收塔、吸收塔到GGH、GGH 7、8号机组的脱硫装置是与主机同步建设的,至烟囱的烟道内侧都衬有树脂。
但也设了增压风机,主要是从节能和运行调节的角度考虑。当脱硫装置停运时,增压风机就关闭。增压风机考虑了较大的设计裕量,达40%的裕量,另外,设计要求旁路烟道风门后的压力略大于风门前的压力。 5)废水处理系统(3台脱硫装置共用)
南丫电厂的脱硫装置设有较为复杂的废水处理系统、石灰石粉仓制浆池,吸收塔反应池的废水集中处理。该系统是2级处理,经一级处理后的净水回收利用,废水再经二级处理后排入大海。 6)控制系统
吸收反应塔的控制在机炉电集控室内控制,废水处理系统在现场控制室控
10 第四章 我国发展脱硫工艺的现状 制,其它公共设置的控制部分为单独设置。 4.2.1.2 运行情况
6号机组脱硫装置1993年运行至今,7、8号机组脱硫装置1997年运行至今,出现过以下一些问题,并采取了一些措施。
1)浆液循环泵、浆液排放泵壳体衬胶,叶片也衬胶,运行中发现叶片衬胶脱落,后叶片改为At49材料,情况好转。
2)除雾器易堵,特别是第1级除雾器,主要是设计上存在不合理。 3)氧化风机出口喷咀会被石膏堵住。
4)吸收塔浆液池、石灰石粉仓浆液池的搅拌器磨损厉害。
5)增压风机发生振动,主要是犌犌犎冲洗水的排水系统堵了,水漫起来,而犌犌犎与增压风机布置标高接近,水就流到风机里冲击转动叶片,引起振动。 6)烟道内的树脂无大面积脱落情况,如局部脱落,就局部补充。脱硫设备原设计38个月无须维修,实际无法做到。电厂介绍一般来说,除非出现大的问题,三菱公司来参与分析、解决;一般问题,三菱公司都不来,由电厂自行解决。
4.2.2 黄岛电厂脱硫工艺
1994年中日合作在山东黄岛发电厂4号锅炉(670t/h)引风机之后,安装了一套处理烟气量30000Nm3/h旋转喷雾烟气脱硫装置。中日合作进行了3年的工业实验,得到了一些有意义的结果。 4.2.2.1 基本设计参数
处理烟气量 300×103 Nm3/h (湿态)