华能日照电厂一期工程烟气脱硫工艺方案选择

山东电力技术SHANDONGDIANLIJISHU2006年第3期(总第149期)华能日照电厂一期工程烟气脱硫工艺方案选择TechnologySelectionofFlueGasDesulphurizationforRizhaoPowerPlant林存增(华能日照发电厂,山东日照276826)摘要:通过技术经济比较,特别是重点比较了石灰石湿法脱硫和海水脱硫后,认为日照电厂一期烟气脱硫工程更适于海水脱硫工艺。文章介绍了海水烟气脱硫原理及工艺流程,以及海水脱硫在国内外的主要应用。海水脱硫工艺系统简单,除海水和空气外不需要添加任何脱硫剂、运行费用低,脱硫效率高,是一种适合在我国沿海地区推广应用的脱硫技术。关键词:火电厂;烟气脱硫;工艺选择中图分类号:TK28文献标识码:B文章编号:1007-9904(2006)03-0013-03前言华能日照电厂地处山东省日照市,是一座滨海大型燃煤凝汽式火力发电厂,现有一期工程规模为2×350MW机组,分别于1999年9月、2000年1月投入运行。为改善电厂周围和日照市的大气环境质量,按照国家环保总局关于火电厂有关烟气脱硫的要求,华能国际电力股份公司决定对日照电厂一期工程进行技术改造,建设烟气脱硫装置及其相关设施。1脱硫工艺方案的比较1.1脱硫技术简介烟气脱硫是目前世界上控制SO2污染采用的主要手段。当前应用的烟气脱硫方法,按脱硫工艺的反应状态大致可分为湿法、半干法和干法3种。常用的湿法脱硫如石灰石—石膏烟气脱硫、海水脱硫、氨-硫酸铵法、氧化镁法;半干法烟气脱硫如旋转喷雾法、循环流化床法;干法烟气脱硫如炉内喷钙。1.2石灰石湿法脱硫工艺石灰石—石膏湿式烟气脱硫工艺应用广泛,技术成熟,适用于各种含硫量的煤,脱硫效率高,能够适应大容量机组的要求;石灰石资源容易得到,副产品石膏具有综合利用的商业价值。石灰石-石膏湿法脱硫工艺主要由烟气系统、吸收塔系统、脱硫剂制备系统、石膏处理系统、废水处理系统组成。在吸收塔内,烟气中的SO2被吸收浆液洗涤并与浆液中的CaCO3发生反应,生成亚硫酸钙,在吸收塔底部的循环浆池内被氧化风机鼓入的空气强制氧化,最终生成石膏晶体,由石膏浆液排出泵排出吸收塔送入石膏浆液处理系统脱水。这两个过程的反应方程式如下:2CaCO3+H2O+2SO2=2CaSO3·1/2H2O+2CO22CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O=2CaSO4·2H2O1.3海水脱硫工艺海水脱硫是利用海水的天然碱性吸收烟气中SO2的一种脱硫工艺。天然海水通常呈碱性,这使得海水具有天然的酸碱缓冲能力及吸收SO2的能力。海水脱硫工艺主要由烟气系统、吸收塔系统、供排海水系统、海水恢复系统等四部分组成。在吸收塔内,海水采用一次直流的方式吸收烟气中的SO2,因烟气和海水中的O2有限,大部分SO2与水生成亚硫酸根离子SO32-和氢离子H+,少部分SO2与水和溶于海水中的氧生成硫酸根离子SO42-和氢离子H+。H+显酸性,海水中H+浓度的增加,导致海水pH值下降成为酸性。吸收塔排出的酸性海水依靠重力自流到海水恢复系统。在海水恢复系统的曝气池中鼓入大量的空气,使海水中得SO32-与空气中的氧气反应生成硫酸根离子SO42-。鼓入过量空气不仅确保SO32-到SO42-的氧化过程的完成,还加速了二氧化碳的生成释放,有利于中和反应,使海水中溶解氧接近饱和水平。在曝气池中利用海水中的碳酸根CO32-和碳酸氢根HCO3-中和吸收塔排出的H+,使海水中的pH值恢复到允许排放的水平。烟气中SO2与海水接触并经曝气处理发生以下主要反应:SO2(气态)+H2O→H++HSO3-→2H++SO32-SO32-+1/2O2→SO42-H+与海水中的碳酸盐发生以下反应:13山东电力技术SHANDONGDIANLIJISHU2006年第3期(总第149期)CO32-+2H+→H2CO3→CO2↑+H2O典型的海水脱硫工艺流程如图1所示。2石灰石湿法与海水脱硫工艺技术经济比较这两种工艺都能满足日照电厂锅炉烟气量和脱硫效率大于90%的要求。2.1燃煤煤质石灰石湿法脱硫工艺对煤质的适应能力很强,可以应用于各种含硫量的煤。海水脱硫工艺由于受海水天然碱度的限制,一般适用于含硫量低于1%的煤。日照电厂一期设计煤种含硫率0.68%,校核煤种含硫率0.96%,适合使用海水脱硫工艺。2.2脱硫工艺系统石灰石—石膏湿法脱硫系统比较复杂,系统设备数量多,且由于石膏浆液的特殊特性,系统的启动、停止操作复杂。海水脱硫工艺系统相对简单,烟气系统流程和石灰石—石膏法相同,其余系统仅是将部分凝汽器循环水排水升压,进入脱硫塔吸收SO2,并将脱硫排水和其它循环排水混合,进行曝气处理,然后排回大海。整个过程简单,运行控制容易,系统启动和停运切换方便。2.3脱硫剂石灰石湿法脱硫工艺的脱硫剂为石