火電廠煙氣氨法脫硫技術在揚子石化熱電廠的應用
來源：江蘇新世紀江南環保有限公司 閱讀：4595 更新時間：2008-12-09 10:46內容提供：江蘇新世紀江南環保有限公司
摘要：具有自主知識產權的氨法脫硫技術應用于揚子熱電廠相當于660t/h鍋爐的煙氣脫硫，經 168小時試運測試，具有脫硫效率高、電耗低、運行穩定等特點，副產物硫酸銨化肥滿足農用化肥標準，沒有廢物排放，沒有廢水處理，是真正具有循環經濟的濕法脫硫技術，揚子熱電廠脫硫工程的穩定運行，標志著國產氨法脫硫技術已經開始應用于大型火電廠煙氣脫硫，技術和工藝走向成熟。
1、 概述
揚子熱電廠煙氣脫硫工程使用了江蘇世紀江南環保公司具有自主知識產權的氨法脫硫工藝，同時采用了該公司的多項脫硫塔專利技術進行設計，工程自 2007年 05月 8 日開始建設， 2008年06 月 27日建設結束，并于2008年7月26日16：00開始進行全關擋板門168小時滿負荷性能測試，2008年8月2日16：00圓滿結束。
2、脫硫工藝原理
2.1反應原理
氨法脫硫技術以水溶液中的NH3和SO2反應為基礎，在多功能煙氣脫硫塔的吸收段，氨水將鍋爐煙氣中的SO2吸收，得到脫硫中間產品亞硫酸銨或亞硫酸氫銨的水溶液，見反應方程式為（1）；在脫硫塔的氧化段，鼓入壓縮空氣進行亞硫銨的氧化反應，將亞硫銨直接氧化成硫銨溶液，見反應方程式（2）。
SO2+H2O+xNH3=(NH4)xH2-xSO3 (1)
(NH4)xH2-xSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4 (2)
在脫硫塔的濃縮段，利用高溫煙氣的熱量將硫銨溶液濃縮，得到5-10%硫銨固體的硫銨漿液，硫銨漿液經旋流濃縮、離心分離、干燥、包裝等工序，得到硫銨產品。
2.2 工藝流程
利用合成氨生產過程中回收的氨水或液氨吸收鍋爐煙氣中的二氧化硫，生成硫銨漿液，硫銨漿液在硫銨系統經多次濃縮并干燥后得到硫銨產品；脫硫后的凈煙氣由塔頂直接排放；脫硫過程蒸發的水分由工藝水系統以及氨水中的水補充。工藝系統主要包括煙氣系統、 SO2吸收系統、吸收劑供給系統、亞銨氧化系統、工藝水系統、硫銨系統等。
3、工程概況
揚子石化熱電廠5～9#爐煙氣脫硫工程，采用氨法脫硫工藝，脫硫劑為液氨，產品為硫酸銨。設兩個吸收塔，分別處理5～7#號爐（3×220t/h鍋爐）的全部煙氣和8～9#爐（220t/h+410 t/h鍋爐）的全部煙氣，脫硫效率按不小于95％設計，系統由煙氣系統、脫硫吸收濃縮氧化系統、脫硫劑儲存和輸送系統、工藝水系統和消防水系統、硫銨脫水系統、硫銨包裝貯存系統等組成。
液氨進廠方式為汽車運輸，設置有汽車卸車設施；液氨貯存周期滿足5～9#鍋爐脫硫4天用量。液氨罐兩個。硫銨庫容為7天。凈煙氣采取塔頂直排方式。
4、設計參數
4.1、煙氣量及組成：
總煙氣量1500000Nm3/h（干態）、二氧化硫含量：最低1700 mg/Nm3、正常2100mg/Nm3。單塔處理煙氣量750000Nm3/h(干態)。煙氣中的塵含量：8～9#爐200mg/Nm3(干態)、5～7#爐500mg/Nm3(干態)。
原煙氣組成(v/v) ：O2 5.6%；N2 80.1% ；CO2 14.2% ；CO 30ppm
4.2、煙氣來源4×220t/h+410t/h鍋爐（其中：5～8#爐220t/h，9#爐410t/h）
4.3、原煙氣中濕含量：6.0%
4.4、原煙氣溫度：平均138℃，最高150℃
5、主要設備配置情況
5.1、工藝及設備部分
5.1.1 煙氣系統
引風機出口甲、乙側擋板門、煙道聯絡擋板門、升壓風機入口門及其執行機構和相關附件、熱工儀表等，升壓風機、煙道膨脹節及相關的附屬設備。
5.1.2 SO2吸收系統
完整的脫硫塔系統：帶有防腐內襯的鋼制塔體(含塔頂煙囪)、脫硫塔噴咀及內部構件、除霧器、脫硫塔的所有基礎埋件、脫硫塔的平臺扶梯等金屬構件。
完整的一級循環泵,二級循環泵,結晶泵。包括：泵、電機、聯軸器、法蘭，內襯、沖洗裝置及其必要的附件，泵和電機的共用基礎底板及地腳螺栓等；
一級循環槽、二級循環槽、結晶槽的聯合槽，二級循環槽攪拌器,結晶槽攪拌器等。
完整的氧化風機。包括：氧化風機及其潤滑系統、帶過濾器的吸入風道、法蘭和附件、電機、聯軸器、電機和風機的共用基礎框架及地腳螺栓，以及冷卻水系統等。工藝管道及閥門。
5.1.3 氨儲存及供應系統
液氨罐包括氨罐基礎、氨罐平臺、圍堰、遮陽棚；氨泵及其基礎，地下槽，自吸泵，事故排放吸收罐，洗眼器，管道閥門，冷卻噴淋系統。
5.1.4 副產硫銨及貯存系統
旋流器，離心機，干燥機包括給風機、干燥機加熱器、旋風除塵器、臥式沉降離心機、風機、料漿泵和槽、自動包裝機（能力留有1~4#爐余量）。
5.1.5 工藝水供應系統
工藝水泵，工藝水槽，管道和閥門。
5.1.6 檢修事故槽和泵
5.1.7 泵、箱體、閥門和配件
5.2 主要設備參數
5.2.1 工藝設備
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6、性能保證指標
脫硫除塵系統在燃用設計煤種和校核煤種，鍋爐運行范圍為鍋爐最大連續出力，鍋爐設計出口煙氣量加10%和出口煙氣溫度為BMCR工況下數值。任意5分鐘平均值。（以下每項指標同時滿足）
1、SO2脫除效率： ≥95%
2、SO2排放濃度： ≤150mg/Nm3（干態）
3、煙塵排放濃度：8-9#爐 ≤50mg/Nm3（干態）
5-7#爐 ≤80mg/Nm3（干態）
4、出口NH3排放濃度 ≤8mg/Nm3
5、系統阻力： ≤1000 Pa(煙氣從脫硫塔進口至除霧器出口計算)
6、漏風率： ≤3%
7、脫硫除塵系統設備可利用率： ≥95%
8、脫硫系統耗電量 ≤3310kW
9、脫硫系統耗水量 ≤ 80 t/h (不包括氨罐冷卻用水)
脫硫系統冷卻用水 ≤50 t/h
10、脫硫系統耗汽量 ≤ 2.8t/h
11、脫硫系統耗氨量 ≤ 1.62 t/h
12、脫硫塔主體設備使用壽命 ≥15年
13、脫硫系統設備的噪音不高于85dB(A)（距離設備外1m，操作平臺1.2m處測試）
14、除霧器除霧效率 ＜75 mg/Nm3（干態）
15、脫硝效率 ≥40%（參考）
7、168小時滿負荷試運結果
7.1 性能指標完成情況
1#系統 表1
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2#系統 表二
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7.2經濟消耗指標完成情況（滿負荷） 表三
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8、結果分析
8.1運行指標分析：
1#系統：
由運行數據知 1#系統三臺鍋爐平均負荷為188/194/188t/h，入塔氣量平均為542828m3/h，出塔氣量平均為699510 m3/h，脫硫效率96.53%，除塵效率70.6%，運行指標均在設計值以內。
2#系統
由運行數據知 2#系統兩臺鍋爐平均負荷為196/365 t/h，出塔氣量平均為503509 m3/h，入塔氣量平均為480315 m3/h，脫硫效率99.6%，除塵效率56.9%，運行指標均在設計值之內。
8.2 經濟指標分析
總用水量平均117.6t/h（其中工藝用水46.1噸/小時，冷卻循環水71.5噸/小時），耗電量2916.7KWh，小時耗氨量0.87噸，氨利用率99.7%，經濟指標均達到設計值。
9、系統存在的問題
9．1、工藝問題：
9．1．1氣體進口塵含量超標
灰塵包裹著硫銨晶核，硫銨結晶不能長大，后期離心機過濾的結晶物含灰較高。
由于灰多、怕堵，有些運轉設備被迫開啟自身打循環 ，造成電耗較大。
解決方案：1、改造電除塵或增上布袋除塵。
2、除灰臥螺機穩定運行
9．1．2濃縮段循環量偏小
濃縮段開啟兩臺循環泵溫度不好控制，需要全部開啟三臺循環泵運行。
原因：循環泵葉輪磨損嚴重，循環量偏小，噴頭通量偏小。
解決方案：1、解決灰的問題
2、更換泵葉輪，將噴頭加大，增大循環量。
10、結論：
10.1脫硫裝置適用于中小鍋爐時，由于大部分鍋爐是三電廠電除塵，煙氣含塵量很高，有的高達1000mg/Nm3,一定要注意灰塵對硫酸銨結晶的影響，雖然脫硫裝置能除掉部分灰塵，但不要把脫硫裝置當成除塵裝置來使用。
10.2由168小時試運行數據知，氨法脫硫各運行指標良好，完全達到設計指標，該脫硫方法具有脫硫效率高、電耗低、原料易得、副產品硫酸銨化肥符合農用標準、運行費用低等的點，同時沒有廢物排放，沒有廢水處理，真正具有循環經濟的特點，揚子熱電廠煙氣脫硫工程的穩定運行，標志著國產氨法脫硫技術已經開始應用于大型火電廠煙氣脫硫，技術和工藝走向成熟。
由于氨法脫硫具有反應速度快、反應效率高、沒有三廢等特點，特別適用于高硫煤地區和液氨或稀氨水原料來源方便、化學肥料用量大的地區，具有很強的生命力。
