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脱硫增效剂

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  1. 技术背景

    在众多的烟气脱硫技术中,湿法烟气脱硫一直占据着主导地位,在世界上已建成的脱硫装置中,湿法脱硫装置占80%。尽管湿法脱硫技术的工艺成熟,脱硫效率高,但近年来电厂燃用煤中硫的质量分数远超设计值,因此,需增加喷淋层提高脱硫效率,从而使SO2出口质量浓度达标。但这种方法会增加电厂的投资和运行费用。研究表明,如果在湿法脱硫技术中加入一定量的LYWS脱硫增效剂,可提高脱硫效率并降低系统的运行费用。

  2. LYWS脱硫增效剂的原理

    LYWS脱硫增效剂由符合催化剂、表面活性剂、含羧基类盐等成分混合而成,具有以下3方面的作用:

  3. 复合催化剂是缓冲剂,能够缓冲吸收塔浆液pH值,增加浆液吸收SO2的能力。

  4. 含羧基类盐可以促进SO2的溶解,能够消耗SO2溶解产生的H+,使SO2转换成亚硫酸盐,从而继续溶解SO2

  5. LYWS脱硫增效剂中的复合催化剂和高分子聚合物是固、液传质的促进剂,能够提高石灰石的利用率。

  6. LYWS脱硫增效剂添加

    某电厂机组原脱硫装置SO2设计质量浓度为4557mg/m³(标准状态,下同),四层喷淋,脱硫效率为96%。在实际运行中,SO2质量浓度远超设计值,最高为10285mg/m³,机组平均运行负荷为215MWSO2排放质量浓度远不能达标。

  7. LYWS脱硫增效剂浓度的确定

    考虑该工程氧化风机的出力、皮带脱水机的出力及浆液制备系统的具体情况,SO2入口质量浓度不宜超过7000mg/m³,LYWS脱硫增效剂的质量分数为0.5‰,可保证脱硫装置出口SO2达标排放。

  8. 实验内容

  9. 实验时间:2个星期。

  10. 添加位置:吸收塔地坑。

  11. 每天平均添加130kg脱硫增效剂。

  12. 试验期间,在保证脱硫装置出口SO2排放浓度达标的情况下,可适当停1台或2台浆液循环泵。

  13. 实验结果

    LYWS脱硫增效剂添加期间,机组最高负荷为323MW,最低负荷为167MW,脱硫装置入口SO2质量浓度最高为10285mg/m³。脱硫设施添加LYWS脱硫增效剂后,运行安全、稳定,脱硫效率明显提高,在运行中可停1台、甚至2台浆液循环泵,节能效果良好;在添加脱硫增效剂期间,成品石膏中碳酸钙的质量分数小于1.5%,石灰石粉节约效果显著。

    添加脱硫增效剂期间的极端运行工况见表1、表2

    1    发电负荷最高点

机组发电负荷/MW

入口二氧化硫质量浓度/mg·m-3)

脱硫效率/%

浆液循环泵投运数/

323

5601

95.6

3

 

2    入口二氧化硫浓度最高点

机组发电负荷/MW

入口二氧化硫质量浓度/mg·m-3)

脱硫效率/%

浆液循环泵投运数/

224

304

10285

10266

95.6

91.2

3

3

  1. 技术经济分析

    根据上述分析,某电厂机组添加质量分数为0.05‰的脱硫增效剂,在此基础上进行技术经济分析。

    添加成本计算依据:300MW机组,二氧化硫浓度为4557mg/m³;3台泵运行下脱硫效率为94.5%;实际运行时可停运B泵或C泵,以停运B泵进行节能分析(B泵运行电流为57A3泵运行下增压风机电流由140A降低至120A,电流降低20A);脱硫增效剂添加质量分数为0.05‰,日消耗量为130kg。增压风机和浆液循环泵B的主要参数见表3

    3    增压风机和浆液循环泵B的主要参数

     

项目

单位

增压风机

浆液循环泵B

电动机功率因数

电动机电压

电动机效率

节约电流

电动机项数

节能

 

kV

%

A

 

Kw

0.8

6

0.95

20

3

158.0

0.8

6

0.95

57

3

450.2

节能计算:添加脱硫增效剂后,4台浆液循环泵仅运行3台,每小时节能450kW·h(电动机功率560kW);增压风机每小时节能158kW·h,二项合计608kW/h按照0.2/kW·h)计算,每天节约费用2918元。

石灰石节约计算:未添加脱硫增效剂前成品石膏中碳酸钙的质量分数为2.6%,添加脱硫增效剂后石膏中碳酸钙的质量分数为1.0%,石灰石粉节约了1.6%。按设计工况(300MW)每天节约石灰石粉3.3t,石灰石粉按照100/t计算,每天节约成本330元。

添加脱硫增效剂后每天节约成本3249元,每天添加脱硫增效剂130kg。综合收益为389/d。具体节能情况见表4

某电厂机组脱硫增效剂添加添加质量分数为0.5‰的工况下,每小时节能608kW·h,节约发电成本389/d

4    具体节能情况

         名称           单位     数值

    名称             单位        数值

脱硫增效剂添加量        kg/d      130

脱硫增效剂单价          /kg      22

脱硫增效剂支出          /d      2860

增压风机每小时节能      kW·h      158

停浆液循环泵每小时节能  kW·h      450

厂用电成本       /kW·h    0.2

节能收益             /d        2918

日节约石灰石粉       t/d          3.3

石灰石粉单价         /t         100

节约购买石灰石成本     /d         330

  1. 技术前景

    经过运行试验可以得出如下结论:脱硫设施添加脱硫增效剂后运行安全、稳定,脱硫效率提升明显,完全可以保证达标排放,运行中可停1台、甚至2台浆液循环泵,节能效果好。


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