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对比单循环湿法烟气脱硫系统
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5.1 单循环吸收塔结构图
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5.2 双循环吸收塔结构图
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5.3 单循环和双循环的对比
单循环设计 •喷淋空塔，单循环 •光滑内壁，无附件 •径向烟气入口 •强制氧化系统 双循环设计 •喷淋空塔，双循环 •光滑内壁，内有收集碗 •径向烟气入口 •强制氧化系统，包括 AFT浆池 吸收塔浆池 •吸收塔Quench循环浆池容积较小
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5.5 单循环和双循环的应用范围对比
影响因素 •Cl 浓度 •含尘量 •温度 •电耗 •石膏品质 •石灰石品质 •维护费用 •布置空间 原烟气SO2浓度
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5.6 FBE公司选择单循环/双循环的建议
节 能 要 求
烟气SO2浓度和/或效率要求
4.2.2
黑泵电厂+IV Boxberg电厂FGD材料选择
(褐煤 SO2：7500mg/Nm3)
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4.2.3
•机组容量 •褐煤硫含量 每台炉的设计数据 •烟气流量 •烟气温度 •二氧化硫最大输入 正常 •二氧化硫最大输出 •石灰石最大耗量 •石膏最大产量
黑泵电厂FGD设计数据
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5.4 单循环和双循环的对比
单循环设计 •整个吸收塔采用单一材质 •如果采用橡胶内衬，会产生 较高的运行和维护费用 •FRP或不锈钢喷淋层 双循环设计 •如果采用全金属吸收塔，可分层采用 不同的金属材料 •采用金属材质寿命较长 •FRP或全金属喷淋层 •事故浆罐容积较小
•每个循环的控制都是独立的，并且易于优化和快速调整。对于一些不利的运 行工况，能够迅速反应： 燃料变化 负荷变化
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2.3
系统优点—续
•在Quench循环由于pH值较低4 – 5，能够保证脱硫剂的溶解吸收过程，并 生成高品质的石膏。 •在Absorber循环由于pH值较高> 6，能够保证非常高的脱硫效率和较低的 液气比，大幅降低循环泵的能耗。 •每个循环的化学反应都是独立控制的，能够允许使用： 品质较差的脱硫剂 粒径较大的石灰石粉 •石灰石输送给料系统比较简单，易于操作控制
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北京国电龙源环保工程有限公司 双循环脱硫技术介绍
北京国电龙源环保工程有限公司 2013.10
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我国大气污染物排放标准
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《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)
表1 序号
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火力发电锅炉及燃气轮机组大气污染物排放浓度限值 污染物项目
800兆瓦 2台机 在0.3－1.4％
1.8×106m3/h 标态，湿态 130-190°C。 7250 mg/m3标态，干态 4000 mg/m3标态，干态 5％ 400 mg/m3 标态，干态 18.5 t/h 33.5 t/h
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4.2.4
黑泵电厂烟气脱硫技术的特点
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2.3
系统优点
•对SO2的大范围变化有很好的适应性；尤其适用于含硫量较高的煤质或者脱 硫效率要求> 97％的FGD系统。 •能适应烟气中二氧化硫的较大偏差和快速变化。
•在Quench循环中，烟气能够得到预处理： 降低烟气中含尘量 降低HCl和HF含量——有利于箱罐材质选择
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2.5
材质选择范围
•奥氏体不锈钢和镍基合金（完全使用和内衬）： 吸收塔外壁 收集碗漏斗 喷淋层 支撑结构 •有机的防腐蚀材料（丁基橡胶和玻璃鳞片）： 吸收塔外壁 碳钢衬胶（和/）或防腐涂层收集碗 烟道 •玻璃纤维增强塑料（FRP）： 吸收塔外壁 收集碗 喷淋层 支撑结构 烟道
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双循环吸收塔的改进
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3.1
双循环吸收塔原烟气入口的改进
原设计
改进后
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3.2
双循环吸收塔收集碗和返回AFT浆池管道的改进
原设计
改进后
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3.3
双循环吸收塔内部结构的改进
原设计
•通过冷却塔排放烟气－增强烟气扩散效果 •无烟气换热器 •无烟气旁路－减少烟道 •全金属吸收塔－延长使用寿命，降低维护费用 •玻璃钢浆液管道－无腐蚀，延长使用寿命 •高品质固体颗粒分离－石膏质量高 •双循环吸收塔－脱硫率高，能耗低
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4.2.5
•吸收塔
黑泵电厂烟气脱硫装置的主要组成
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2.4
技术经济优点
•由于Quench的浆池容积较小，降低了吸收塔荷载： 降低了吸收塔基础投资成本 •独立分离的Quench浆池和ATF浆池可以减小事故浆罐的存储容积： 降低投资成本 •锥型结构的收集碗用于分隔两个循环区域，均布烟气，减少烟气分层： 均布烟气流场 较小的液气比L/G •可以优化材质，降低投资成本。 Absorb区域腐蚀强度较低
改进后
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双循环吸收塔的业绩
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4.1
双循环吸收塔的运行业绩表
•原烟气SO2>10.000 mg/m3 ( 标，干)： 共20台 •原烟气SO2<10.000 mg/m3 ( 标，干)： 共55台
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4.2
投运实例：德国黑泵2X800MW电厂
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4.2.1
德国黑泵电厂烟气脱硫双循环系统的基本情况
•基本负荷电站 •无旁路系统 •无可用时间限制（>16000小时） •无可用率限制 •石膏品质高 含水量<6％ •石灰石粒径：90％<90微米 •石灰石存储容积：大约5个小时 •在第二个循环不含亚硫酸盐
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图1
双循环工艺流程图
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2.2
工艺描述
•烟气经过两个不同的循环过程和石灰石反应后得到净化： Quench循环 （一级循环） Absorber循环 （二级循环） •每个循环回路有不同的化学反应过程，固体浓度，固体类型和pH值： Quench循环 pH值 = 4.5 - 5.3 Absorber循环 pH值 =5.8 - 6.4 •氧化空气被鼓入到Quench循环，在较低的pH值下，有利于氧化过程。氧化 空气同时也被鼓入到Absorber循环，以避免结垢。 •如果采用石灰石作为脱硫剂，则细碎的或者粒径较大的石灰石都能使用；输 送方式可以采用： 干磨和气力输送给料系统 湿磨和浆液给料系统
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4.3 国电肇庆大旺电厂FGD技术指标
• 机组容量 • 煤质含硫量 • 吸收塔直径 350MW 1～1.5％ Ø13.1m 2台机
-脱硫装置进口烟气参数 • 烟气流量 • 烟气流量 • 烟气SO2含量 • 烟气粉尘含量 • 烟气温度
1335897 Nm3/h (标况、湿态、6%O2 ) 1174653 Nm3/h (标况、干态、实际O2 ) 3594 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) 58 mg/ Nm3 (标况、干态、实际O2 ) 121 ℃
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4.3 国电肇庆大旺电厂FGD技术指标
-脱硫装置出口烟气参数 • 烟气SO2含量 <50 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) • 烟气粉尘含量 <10 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) • 烟气温度 51.6 ℃ • 脱硫效率 98.6 %（设计） • 脱硫效率 >99 %（实际） • 钙硫比： 1.02 mol/mol
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4.4 广州恒运电厂FGD技术指标
-脱硫装置出口烟气参数 • 烟气SO2含量 • 烟气粉尘含量 • 烟气温度 • 脱硫效率 • 脱硫效率 • 钙硫比：
<50 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) <20 mg/ Nm3 (标况、干态、6%O2 ) 50 ℃ 98.7 %（设计） >99 %（实际） 1.02 mol/mol
H=45 M D=18米 重量500吨 镍合金，不锈钢，包覆钢 进口和收集碗 2.4819 Quench循环 2.4819覆盖 上部流程 1.4565/1.4529 出口 1.4439 •AFT浆液罐 高=15 M D= 16 m 材料：1.4565 •泵（全金属） Absorber循环浆液泵 4×8000 m3/h Quench循环浆液泵 3×3600 m3/h •管道： 浆液管道 FRP－玻璃纤维增强塑料（D max = 1.4m） 水和空气 碳钢 •真空皮带机：过滤面积 3×53m2
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双循环湿法烟气脱硫系统总结
Hale Waihona Puke 37北京国电龙源环保工程有限公司
6.1
双循环湿法脱硫系统的总结
•对于效率要求很高的脱硫系统，是最可靠的脱硫方法。 •对于FGD入口高浓度的SO2，双循环是一种最有效的脱硫系统。 •在电除尘故障时，能够有效地预除尘，降低浆液被污染的风险。 •对石灰石品质的要求略低。 •石膏品质优良。 •大量投运电厂的应用，显示出双循环技术是成熟的，可用性高。