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海水烟气脱硫工程及示范作用

作者:南京宗奥保洁公司    时间:2017-03-14 09:13:30    信息来源:本站原创     点击:

    前言

  海水脱硫工艺是利用天然海水脱除烟气中SO2的一种湿式烟气脱硫方法。海水脱硫技术最初在挪威广泛用于炼铝厂、炼油厂等工业锅炉的烟气脱硫,先后有近20套脱硫装置投入运行。近年来,海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。继印度TATA电厂在500MW机组上安装2台处理烟气量为44.5×104Nm3/h的海水脱硫装置之后,西班牙在4台80MW机组安装了海水脱硫装置,运行良好。印度尼西亚某电厂的 4 X 670MW新建机组配套安装的海水脱硫装置,已投入运行。英国苏格兰电力公司的Longanet电厂4 x 600MW机组的海水脱硫装置已得到政府批准,并开始建设。马来西亚3×750MW机组配套的海水脱硫装置正在安装。

   我国深圳西部电厂4号300MW机组立项建设中,深圳西部电力公司进行了大量的脱硫方案论证工作,经国家环保总局和原电力部批准采用海水脱硫工艺。通过国际招标,由开发并应用海水脱硫技术20余年的原挪威ABB环保工程公司中标,提供设计、供货和技术服务。深圳能源集团为此成立了深圳能源环保工程公司,负责该项海水脱硫工程建设、技术研究和产业开发。该工程已于1999年3月投运,三年多来运行正常,各项性能指标均达到或超过了设计值。系统脱硫率达到92%-97%,工艺排水满足海水水质各项标准。该工程作为国家环保总局与国家电力公司的示范项目,受到各有关部、局的关注和大力支持。1999年9月6日由国家环保总局主持,国家电力公司等参加对西部电厂海水脱硫工程通过验收。根据国家电力公司和国家环保总局的要求,在该工程建设的同时,开展了脱硫工艺排水对附近海域水质、海生物及海底沉积物影响的跟踪监测与研究项目.于2000年6月15,16日,由国家环保总局主持召开了阶段汇报会,与会领导与专家通过对检测结果的分析,一致认为海水脱硫工艺排水对海洋水质和海生物未产生不良影响,认为在有条件的海边电厂可以作为一种比选脱硫工艺推广应用。

  在工程建设的同时,国电公司电力环境保护研究所与深圳西部电力公司承担了原电力部下达的《沿海燃煤电厂应用海水脱硫技术的试验研究》课题,在深圳西部电厂建成小型工业试验装置,针对该工艺的关键技术进行了试验研究。1998年7月,国家电力公司主持召开了技术鉴定会,该研究成果在广度和深度上达到国际先进水平,为进一步消化和掌握海水脱硫技术,自主国产化设计、建设海水脱硫装置打下基础。目前,深圳西部电厂5、6号机组(2×300MW)续建工程国产化配套建设的海水脱硫工程已进入详细设计,设备采购,紧张的施工阶段。

  1.海水脱硫工艺原理

  天然海水中含有大量的可溶盐,其主要成分是氯化物和硫酸盐,也含有一定量的可溶性碳酸盐。海水通常呈碱性,自然碱度为1.2-2.5mmol/L。这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2能力。利用海水这种特性洗涤并吸收烟气中的SO2,达到烟气净化之目的。

  海水脱硫工艺按是否添加其他化学物质作吸收剂分为2类:(l)不添加任何化学物质,用纯海水作为吸收液的工艺,以挪威ABB公司开发的Flakt-Hydro工艺为代表。这种工艺已得到较多的工业化应用。(2)在海水中添加一定量石灰,以调节吸收液的碱度,以美国Bechte公司为代表。这种工艺在美国建成了示范工程,但未推广应用。以下介绍的海水脱硫工艺均指第1类。纯海水脱硫工艺的基本流程如图1所示。

  海水脱硫工艺主要由烟气系统、供排海水系统、海水恢复系统、电气、控制系统等组成。其主要流程是:锅炉排出的烟气经除尘器后,由FGD系统增压风机送入气一气换热器的热侧降温,然后进入吸收塔,在吸收塔中被来自循环冷却系统的部分海水洗涤,烟气中的SO2在海水中发生以下化学反应:

  SO2+H2O→H2 SO3

  H2 SO3→H++HSO-3

   HSO-3 →H++SO23-

  SO23-+1/2O2→SO24-

  以上反应中产生的H+与海水中的碳酸盐发生如下反应:

  CO23-+H+→HCO3-

  HCO3-+H+→H2CO3→CO2+H2

  吸收塔内洗涤烟气后的海水呈酸性,并含有较多的SO32-,不能直接排放到海水中去。吸收塔排出的废水流入海水处理厂,与来自冷却循环系统的海水混合,用鼓风机鼓入大量空气,使SO32-氧化为SO42-;,并驱赶出海水中的CO2。混合并处理后海水的PH值、COD等达到同类海水水质标准后排入海域。净化后的烟气通过GGH升温后经烟囱排入大气。

  2.深圳西部电厂4号机组海水脱硫工程

  2.1电厂概况

   深圳西部电厂位于深圳市南头半岛西南端的妈湾港码头区。一期工程(2×300MW)机组属妈湾电力有限公司,二期工程(2 X 300MW)机组属西部电力有限公司,目前,正在建设的5、6号机组亦属西部电力有限公司。整个电厂占用妈湾港的 9.10.11号泊位。电厂西面临珠江口的内伶仃洋,厂区基本为开山填海而成,除东侧沿山地带为陆域外,其余为海域。西部电厂建设规模为 4 X 300MW,安装 2台引进型国产燃煤机组,3号机组已于1996年9月并网发电,4号机组于1997年10月建成投产。5、6号机组正在建设中。锅炉采用哈尔滨锅炉厂生产的HG-1025/18.2-YM6型,除尘器采用兰州电力修造厂生产的双室四电场除尘器,除尘效率> 99%。每两台炉各合用1 座高210米,出口直径7米的套筒烟囱,外简为钢筋混凝土结构,内简用耐腐蚀合金钢制成。

  2.2 FGD系统主要设计依据

  2、2.1 燃煤

   设计煤种采用晋北烟煤,含硫量 0.63%。校核煤种为到货混合煤,含硫量为0.75℅。汽机T-ECR工况时,锅炉实际耗煤量为114.4t/h;锅炉B一MCR工况时,锅炉实际耗煤量126.9t/h。

  2.2.2 烟气

   FGD系统处理烟气量的设计值为T-ECR工况的锅炉烟气量,即 110万m3/h,FGD系统按锅炉 B一MCR工况设计。FGD系统入口烟温设计值为123℃,烟气温度变化范围 104-145℃。

  2、2、3 海水

   以4号机组凝汽器循环冷却水作为脱硫吸收液。海水流量设计值为12t/S,凝汽器出口海水温度为27-40℃。海水盐度 2.3%。

  2、3 西部电厂海水FGD系统

  西部电厂4号机组海水 FGD工艺流程见图2。该工艺由烟气系统、吸收系统、海水供排水系统及恢复系统、电气及监测控制系统组成。

  2.3.1烟气系统

   FGD系统处理的烟气自4号机组引风机出口联络烟道引出,系统设进、出口挡板门及旁路烟道挡板门。FGD系统正常运行时,旁路挡板门关闭,全部烟气经脱硫系统后由烟囱排出。FGD系统停止运行时,旁路烟道开启,FGD系统进、出口烟道挡板门关闭,烟气直接进入烟囱排放。FGD系统内的烟气经增压风机进入GGH降温后再到吸收塔,净化后的烟气经GGH升温后,由烟囱排入大气。

  2.3、2 SO2吸收系统

   FGD系统的吸收塔采用填料塔型,为钢筋混凝土结构。烟气自吸收塔下部引进,向上流经吸收区,在填料表面与喷入吸收塔的海水充分反应,净化后的烟气经塔顶部的除雾器除去水滴后排出塔体。洗涤烟气后的海水收集在塔底部,并依*重力排入海水恢复系统。

  2.3.3海水供排水系统

   西部电厂循环水采用的海水为直流式单元制供水系统,冷却水取自伶仃洋矾石水道,由2号取水口取深层海水供4号机组使用。FGD系统水源直接取自4号机组凝汽器排出口的虹吸井,部分海水进入吸水池,经升压泵送人吸收塔内洗涤烟气,吸收塔排出的海水自流进入曝气池,在此与虹吸并直接排入曝气池的海水汇流、充分混合并曝气,处理后的合格海水经4号机组排水沟入海。

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