【技术】“单塔双循环”脱硫技术在实现燃煤电厂超低排放中的研究及应用北极星节能环保网来源:中国国电作者:陈振宇李晓金2016/5/18 8:40:04 我要投稿所属频道: 大气治理关键词:超低排放脱硫单塔双循环北极星节能环保网讯:1.单塔双循环基本原理目前国内很多火电厂有进行脱硫装置改造的需要，改造后的脱硫效率都要求达到97.5%以上，已经超出了单纯使用石灰石作为脱硫剂的单循环石灰石-石膏湿法脱硫技术的临界效率(技术经济合理)。
而单塔双循环脱硫技术在不改变石灰石作为脱硫剂的条件下，能够充分利用原有脱硫装置，有效提高脱硫效率，减少二氧化硫和粉尘排放量，社会经济效益显著。
单塔双循环技术是一种石灰石-石膏湿法脱硫技术，其基本流程见图1。
图1单塔双循环吸收塔工艺流程图如图1所示，烟气首先进入一级吸收塔，烟气首先与一级循环浆液逆流接触，经冷却、洗涤脱除部分SO2后，通过碗状二级浆液收集盘后，流入二级吸收区，烟气在这里与二级循环喷淋的浆液进一步反应，SO2几乎被完全脱除。
脱硫后的清洁烟气经除雾器除去雾滴后，由吸收塔上侧引出，排入烟囱。
烟气中的SO2分两级完成，二级循环收集盘将脱硫分割为上下两个循环回路，一级循环回路由吸收塔浆池、一级循环喷淋组成;二级循环由二级循环收集盘、二级循环浆液箱、二级循环喷淋层组成;本技术是采用单座吸收塔使得两级烟气串联吸收，两级循环分别设有独立的循环浆池，喷淋层，根据不同的功能，每个循环具有不同的运行参数：烟气首先经过一级循环，此级循环的脱硫效率一般在30-80%，循环浆液pH控制在4.6-5.2，此级循环的主要功能是保证优异的亚硫酸钙氧化效果，和充足的石膏结晶时间，根据资料显示，在酸性环境下pH=4.5时，氧化效率是最高的。
一级循环中的反应为(pH值范围为4.5-5.2，温度50-60度)经过一级循环的烟气经过二级循环收集碗和导流锥后直接进入二级循环，此级循环实现主要的脱硫洗涤过程，由于不用考虑氧化结晶的问题，二级循环惰性物质大幅减少，所以二级循环pH值可以控制在非常高的水平，达到5.8-6.2，这样可以大幅降低循环浆液量。
二级循环中的反应为(pH值范围为5.8-6.2，温度50-60度)单塔双循环石灰石-石膏湿法脱硫：原烟气在一个塔内经过一级、二级循环的串联吸收，能够实现对两级吸收浆液氧化结晶、高脱硫效率等不同功能的物理划分，同时能够实现分别控制两个独立浆池的pH值、液位、密度等平衡的石灰石-石膏湿法脱硫技术。
2.单塔双循环吸收塔流场的研究和结构设计开发利用流场模拟软件(CFD)，从二维和三维的模型中准确的模拟了实际工况下烟气速度、污染物浓度、温度、压力和压降的分布规律;对单塔双循环吸收塔烟气系统、浆液喷淋系统进行流场数值模拟优化，自主开发了二级循环收集盘、二级循环导流锥、二级循环导流管等;通过三维有限元分析，对单塔双循环吸收塔进行了结构计算，开发了具有自主知识产权的单塔双循环吸收塔。
技术特点1.双循环与单循环主要技术2.单塔双循环FGD系统主要优点1)系统浆液性质分开后，可以满足不同工艺阶段对不同浆液性质的要求，更加精细地控制了工艺反应过程。
2)两个循环过程的控制是独立的，避免了参数之间的相互制约，可以使反应过程更加优化，以便快速适应煤种变化和负荷变化;3)高pH值的二级循环在较低的液气比和电耗条件下，可以保证很高的脱硫效率;4)低pH值的一级循环可以保证吸收剂的完全溶解以及很高的石膏品质，并大大提高氧化效率，降低氧化风机电耗;5)对SO2含量的小幅变化和短时大幅变化敏感性不大;6)一级循环中可以去除烟气中易于去除的杂质，包括部分的SO2、灰尘、HCL、HF，那么杂质对二级循环的反应影响将大大降低，提高二级循环效率;7)两级循环工艺延长了石灰石的停留时间，特别是在一级循环中pH值很低，实现了颗粒的快速溶解，可以实现使用品质较差的石灰石并且可以较大幅度地提高石灰石颗粒度，降低磨制系统电耗;8)由于吸收塔中间区域设置有烟气流畅均流装置，较好的满足了烟气流畅，能够达到较高的脱硫效率和更好的除雾效果，减少粉尘的排放，从而减轻“石膏雨”的产生。
1.国电肇庆2X330MW机组烟气脱硫工程1)基本情况国电肇庆大旺热电联产(2伊350MW)烟气脱硫工程厂址位于广东省肇庆大旺高新技术产业开发区内，处于珠江三角洲北端，东与佛山市三水区隔北江相望，距广州市50km。
国电肇庆热电联产(2伊300MW级)工程双循环脱硫按设计煤种含硫量1.5%(SO2浓度：3594mg/Nm3，标、干、6%O)，烟囱出口SO2排放浓度臆50mg/Nm3，设计脱硫效率98.6%。
2)基本配置3)实际运行效果2.浙江北仑2X1000MW机组烟气脱硫工程1)基本情况北仑电厂位于浙江省宁波市北仑区，地处杭州湾口外金塘水道之南岸。
2013年为了满足三部委及地方政府环保政策的要求，进行超低排放改造;脱硫按设计煤种按照入口SO2浓度：2310mg/Nm3，(标、干、6%O)，吸收塔出口SO2排放浓度臆23mg/Nm3，脱硫效率99%进行设计，脱硫改造采用新建单塔双循环方案。
2)基本配置3)实际运行效果结语通过单塔双循环技术的研究及工程应用，龙源环保第一次从理论上对单塔双循环吸收塔的研究取得重大突破，从二维和三维的模型中准确的模拟了实际工况下烟气速度、污染物浓度、温度、压力和压降的分布规律;通过大量工程实践，掌握了设计参数的多个影响因素;自主研发了单塔双循环湿法脱硫系统设计技术软件包，并对单塔双循环技术进行了严格的定义。
主要形成了如下成果：1.形成了具有自主知识产权的“单塔双循环石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术”等关键技术;2.研制了达到国际先进水平的单塔双循环吸收塔、二级循环浆液箱等脱硫专用设备;3.建立了双循环湿法脱硫工程施工安装和调试方法(技术规范)、编制双循环收集盘防腐材料施工验收规范;4.推动了燃煤电厂的环保升级和工程的大规模应用，实现电厂脱硫超低排放，脱硫效率稳定的达到99.6%以上。
原标题:“单塔双循环”脱硫技术在实现燃煤电厂超低排放中的研究及应用级喷雾单塔双循环超洁净排放湿法吸收工艺多级喷雾单塔双循环超洁净排放湿法吸收工艺北极星节能环保网来源:北极星节能环保网作者:黄盛珠2015/1/21 8:46:24 我要投稿所属频道: 脱硫脱硝关键词:烟气脱硫粉尘排放脱硫塔北极星节能环保网讯:在大气污染控制领域，工业烟气净化吸收装置广泛使用石灰石/石灰-石膏湿法喷淋吸收塔，其吸收剂石灰石/石灰与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。
由于除雾器的结垢堵塞、喷淋层喷嘴堵塞、浆液溢流等原因，这种传统的湿法烟气脱硫喷淋塔工艺可靠性较差，一旦作为环保政策要求的无烟气旁路脱硫塔，对锅炉机组的安全连续运行造成很大威胁。
多级高效喷雾湿法烟气吸收工艺，运用旋流整流隔板(专利号201220229978.1)、可适应气体流量变化的除雾器(专利号201220229965.4)和利用开放式过滤器和地坑的石膏浆液排出装置(专利号201220229977.7)等关键技术，解决了现有喷淋塔的诸多缺陷，在系统节能、脱硫效率、可用率方面获得了很大提升，并获得了国家专利授权。
目前已经完成2×25T/h、2台130T/h、1台110T/h、1台90T/h循环流化床燃煤锅炉的湿法烟【工作原理和性能】1、单塔双循环、双PH值吸收剂(石灰/石灰石等)浆液加入到循环浆液箱(AFT塔)，进行单塔双循环回路、双PH 值运行，可应用于高污染物烟气。
循环浆液箱中的浆液性质为PH值高、固体浓度低、杂质少，保证高吸收效率的可靠运行。
吸收塔浆液池中的浆液性质为PH值低、固体浓度高，有利于副产物氧化。
吸收塔浆液池液位恒定，杜绝了浆液起泡和浆液倒灌进入烟道的问题。
2、高效喷雾吸收塔喷嘴、管道等设备塔外安装，喷嘴的维修更换可以不停装置进行，装置可用率高;高效喷雾吸收技术，喷雾粒径小，同样的液气比条件下，吸收浆液表面积比喷淋塔大10～25倍。
每个喷嘴均覆盖整个吸收塔横截面，互相支援，即使少量的喷嘴发生故障，仍能维持较高的吸收效率。
盘管变径设计、设置冲洗水，有效防止浆液管道沉积。
喷嘴层在高度方向上可以重叠，因此吸收塔高度比喷淋塔降低20～30%。
3、旋流整流隔板消除烟气偏斜，完全消除气液接触盲区。
形成旋流，延长烟气停留时间。
形成液幕，增强气液接触。
自冲洗，不易沉积、结垢、堵塞。
结构简单，便于制造，易于防腐施工，使用寿命长。
内部检修，可以不用搭建脚手架，大大缩短检修时间。
4、开放式过滤器吸收塔浆液池中的浆液在最低处排出，有效防止塔内沉积。
连续过滤、排出杂质，且容易清理。
滤网更换迅速、方便。
吸收塔浆液排出管为短直管，便于清堵。
5、外部导管除雾器允许高温烟气(低于120℃)随时通过，方便工程调试。
极大的烟气流通面积，不会结垢堵塞，因此无需或需要很少的冲洗水。
除雾效率完全满足要求。
【技术指标】1、可用率达到100%;2、石灰-石膏湿法，在入口二氧化硫浓度3000mg/Nm3，液气比小于2.5L/m3情况下，吸收效率超过99.2%;3、比常规技术省电约30%;4、系统烟气阻力小于700Pa。
烟气脱硫工程FGD/DCFGD石灰石/石灰－石膏湿法脱硫技术工艺流程图石灰石/石灰－石膏湿法脱硫工艺是目前世界上应用最为广泛和最可靠的工艺。
该工艺以石灰石/石灰浆液作为吸收剂，通过石灰石/石灰浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤，发生反应，以去除烟气中的SO2，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含两个结晶水的硫酸钙（石膏）。
化学反应式：CaCO3+ SO2 + 1/2O2 + 2H2O → CaSO4·2H2O+CO2技术特点：脱硫效率大于95%；脱硫装置的可利用率大于98%；二氧化硫排放浓度小于100mg/m3；钙硫比小于1.03；除尘效率75% ；脱硫副产品-石膏可综合利用；单塔双循环湿式石灰石/石灰－石膏法脱硫单塔双循环脱硫技术：在脱硫塔内设置积液盘将脱硫区分隔为上、下循环脱硫区。
下循环脱硫区、下循环中和氧化池及下循环泵共同形成下循环系统。
上循环脱硫区、上循环中和氧化池及上循环泵共同形成上循环脱硫系统。
在一个脱硫塔内形成相对独立的双循环脱硫系统，烟气的脱硫由双循环脱硫系统共同完成。
单塔双循环特点：脱硫效率可达到98%以上；占地面积小，结构紧凑，安装方便；降低浆液循环量和系统能耗，节约投资。
双塔双循环湿式石灰石/石灰－石膏法脱硫双塔塔双循环脱硫技术：烟气净化部分由一级循环吸收塔和二级循环吸收塔构成。
烟气经过一级循环吸收塔净化后，再通过二级循环吸收塔双塔双循环脱硫特点：脱硫效率达到98%以上；石膏含水率低于6%以下；利用原有脱硫设施，减少成本；利用原有脱硫设施，减少停炉时间，降低停炉损失；适用于排放要求严格和高硫煤项目。