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????? ABB-NID 鍋爐煙氣脫硫技術(shù)

????? 1 、 ABB鍋爐煙氣脫硫技術(shù)ABB 鍋爐煙氣脫硫技術(shù)簡稱 NID，它是由旋轉(zhuǎn)
噴霧半干法脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。 NID的原理是：以一定細(xì)度的石灰粉
（CaO ）經(jīng)消化增濕處理后與大倍率的循環(huán)灰混合直接噴入反應(yīng)器，在反應(yīng)器中
與煙氣二氧化硫反應(yīng)生成固態(tài)的亞硫酸鈣及少量硫酸鈣，再經(jīng)除塵器除塵，達(dá)到
煙氣脫硫目的。其化學(xué)反應(yīng)式如下：CaO+H 2 O=Ca（OH） 2 Ca （OH） 2 +SO 2
=CaSO 3 .1/2H 2 O+1/2H 2 O NID技術(shù)將反應(yīng)產(chǎn)物，石灰和水在容器中混合在加
入吸收塔。這種工藝只有很有限的商業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，并且僅運(yùn)行在 100MW及以下機(jī)
組，屬于發(fā)展中的，不完善的技術(shù)。

????? 和 CFB技術(shù)相比，其主要缺點(diǎn)如下：由于黏性產(chǎn)物的存在，混合容器中頻
繁的有灰沉積由于吸收塔內(nèi)顆粒的表面積小，造成脫硫效率低由于吸收塔中較高
的固體和氣體流速，使氣體固體流速差減小，而且固體和氣體在吸收塔中的滯留
時(shí)間短，導(dǎo)致在一定的脫硫效率時(shí)，鈣硫比較高，總的脫硫效果差。需要配布袋
除塵器，使其有一個(gè)“后續(xù)反應(yīng)”才能達(dá)到一個(gè)稍高的脫硫效率，配電除塵器則
沒有“后續(xù)反應(yīng)” .對(duì)于大型機(jī)組，由于煙氣量較大，通常需要多個(gè)反應(yīng)器，反
應(yīng)器的增多不便于負(fù)荷調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)除塵器入口煙氣壓力偏差較大。脫硫劑、工
藝水以及循環(huán)灰同時(shí)進(jìn)入增濕消化器，容易產(chǎn)生粘接現(xiàn)象，負(fù)荷調(diào)節(jié)比較滯后。

????? Wulff-RCFB WulFF的 CFB技術(shù)來源于 80 年代后期轉(zhuǎn)到 Wulff去的魯奇公
司的雇員。而 LEE近年來開發(fā)的新技術(shù)， Wulff公司沒有，因此其技術(shù)有許多弱
點(diǎn)：電除塵器的水平進(jìn)口，直接積灰和氣流與灰的分布不均。沒有要求再循環(huán)系
統(tǒng)，對(duì)鍋爐負(fù)荷的變化差，并直接導(dǎo)致在滿負(fù)荷時(shí)煙氣壓頭損失大。消石灰和再
循環(huán)產(chǎn)物的加入點(diǎn)靠近噴水點(diǎn)，使脫硫產(chǎn)物的黏性增加。噴嘴上部引入再循環(huán)灰
將對(duì)流化動(dòng)態(tài)有負(fù)面影響，導(dǎo)致流化床中灰分布不均，在低負(fù)荷時(shí)，流化速度降
低，循環(huán)灰容易從流化床掉入進(jìn)口煙道中，嚴(yán)重時(shí)，大量的循環(huán)灰可將噴嘴堵塞。
使用中間倉用于煙氣再循環(huán)，增加和積灰和堵塞的危險(xiǎn)。消解系統(tǒng)復(fù)雜，容易產(chǎn)
生粘結(jié)，檢修維護(hù)工作量大，經(jīng)常造成停運(yùn)。消解系統(tǒng)對(duì)工藝水質(zhì)要求較高。二
級(jí)除塵器的收集的灰只有前面二個(gè)電場的飛灰進(jìn)入再循環(huán)系統(tǒng)，排灰量大。另外，
其業(yè)績大多為燃油鍋爐，其煙氣條件和燃煤鍋爐的情況不一樣。其單臺(tái)最大的業(yè)
績，奧地利的 Theiss ，根本就未投入商業(yè)運(yùn)行。（不是循環(huán)流化床的原因）

????? 「論文摘要」介紹了煙氣循環(huán)流化床的脫硫工藝及其流程，在與石灰石石
膏濕法脫硫工藝對(duì)比的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，并展望了在我國的應(yīng)用前
景。

????? 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝近幾年發(fā)展迅速，是一種適用于燃煤電廠的新干
法脫硫工藝。它以循環(huán)流化床為原理，通過物料在反應(yīng)塔內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和高倍率的
外循環(huán)，形成含固量很高的煙氣流化床，從而強(qiáng)化了脫硫吸收劑顆粒之間、煙氣
中 SO2、 SO3、 HCl、 HF 等氣體與脫硫吸收劑間的傳熱傳質(zhì)性能，將運(yùn)行溫度
降到露點(diǎn)附近，并延長了固體物料在反應(yīng)塔內(nèi)的停留時(shí)間（達(dá) 30 ～ 60 min ） ，
提高了 SO2與脫硫吸收劑間的反應(yīng)效率、吸收劑的利用率和脫硫效率。在鈣硫比
為 1.1～ 1.5的情況下，系統(tǒng)脫硫效率可達(dá) 90 ％以上，完全可與石灰石石膏濕
法工藝相媲美，是一種性能價(jià)格比較高的干法或半干法煙氣脫硫工藝。

????? 1 、脫硫工藝的發(fā)展與現(xiàn)狀20世紀(jì) 70 年代初，為治理煉鋁設(shè)備、垃圾焚
燒爐等尾氣排放中的 HCl、 HF 等有害氣體，德國的 LLB（Lurgi Lentjes Bischoff）
公司研究開發(fā)了專用的煙氣循環(huán)流化床技術(shù)，并得到了廣泛的商業(yè)應(yīng)用。

????? 20世紀(jì) 80 年代中期，由于環(huán)保法規(guī)和 SO 2 排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，德國
動(dòng)力工業(yè)對(duì)煙氣脫硫設(shè)備有了巨大的需求。為此， LLB公司在原來用于煉鋁等尾
氣處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了適用于電站鍋爐的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝。

????? 經(jīng)過 20 多年深入的研究和商用經(jīng)驗(yàn)的積累，以及對(duì)工藝化學(xué)過程和工程
實(shí)踐理解的深化，煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)在最近幾年得到了很大的發(fā)展，不僅
技術(shù)成熟可靠，而且投資、運(yùn)行費(fèi)用也大為降低，為濕法工藝的 50 ％～ 70 ％。

????? 目前，煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝已達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的主要有 3種工藝流程
：（1 ）德國 LLB公司開發(fā)的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，（CFB ）；（2 ）德國
Wulff 公司的回流式煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，（RCFB）；（3 ）丹麥 F.L.Smith
公司研究開發(fā)的氣體懸浮吸收煙氣脫硫工藝，（GSA ）［ 1］。

????? 2 、工藝系統(tǒng)及流程無論是 LLB公司的 CFB工藝、 Wulff公司的 RCFB 工
藝，還是 F.L. Smith 公司的 GSA工藝，它們的工作原理基本相似。工藝系統(tǒng)主
要由吸收劑制備、吸收塔、物料再循環(huán)、煙氣及除塵器、副產(chǎn)品處置和儀表控制
6 個(gè)系統(tǒng)組成［ 2、 3］。

????? 2.1CFB工藝CFB 的工藝流程見圖 1，其主要特點(diǎn)是：（1 ）吸收劑以干態(tài)
的消石灰粉從反應(yīng)塔上游的入口煙道噴入，屬干法脫硫工藝；（2 ）采用獨(dú)立的
煙氣增濕系統(tǒng)，亦即增濕水量僅與反應(yīng)塔出口的煙氣溫度有關(guān)，而與煙氣中的 SO
2 濃度、吸收劑的噴入量等無關(guān)；（3 ）采用部分凈化煙氣再循環(huán)的方式來提高
系統(tǒng)低負(fù)荷時(shí)的運(yùn)行可靠性和反應(yīng)塔床料的穩(wěn)定性；（4 ）采用機(jī)械式預(yù)除塵器。

????? 2.2RCFB 工藝RCFB的工藝流程見圖 2 .與 CFB工藝相比， RCFB 工藝主要
在反應(yīng)塔的流場設(shè)計(jì)和塔頂結(jié)構(gòu)上作了較大的改進(jìn)，其主要特點(diǎn)是：（1 ）反應(yīng)
塔內(nèi)增加了擾流板和塔頂物料回流裝置，強(qiáng)化了內(nèi)循環(huán)，取消了預(yù)除塵器；（2 ）
吸收劑以干態(tài)的消石灰粉或石灰漿液從反應(yīng)塔底部噴入，屬干法或半干法脫硫工
藝；（3 ）反應(yīng)塔擴(kuò)散段上安裝了若干個(gè)回流式壓力水噴嘴，使吸收劑顆粒與水
霧接觸更均勻更充分；（4 ）煙氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間長（ 4s 以上） .

????? 1 —鍋爐； 2—鍋爐除塵器； 3—消石灰倉； 4—反應(yīng)塔； 5—石灰漿槽
； 6—增濕水箱； 7—脫硫除塵器； 8—中間灰倉； 9—集灰?guī)欤?10 —煙囪圖
2 典型的 RCFB 脫硫工藝流程2.3 GSA 工藝GSA 工藝的工藝流程見圖 3 .其主要
特點(diǎn)是：（1 ）吸收劑以石灰漿液的形式從反應(yīng)塔底部的中心噴入，屬半干法脫
硫工藝；（2 ）采用高位布置的旋風(fēng)分離器作為預(yù)除塵器；（3 ）可在較低的趨
近絕熱飽和溫度（ΔT=3 ～ 6℃）下運(yùn)行。

????? 3 應(yīng)用業(yè)績自 1987 年德國 LLB公司的 CFB工藝在電站鍋爐投入商業(yè)運(yùn)行
以來，經(jīng)過多年的研究和商用經(jīng)驗(yàn)的積累， LLB、 WULFF和 F.L.Smith（FLS ）
3 個(gè)公司的各種煙氣循環(huán)硫化床脫硫工藝在最近幾年得到了很大發(fā)展，應(yīng)用業(yè)績
大大增加。

????? 據(jù)統(tǒng)計(jì)：到 2000 年底，已建成投用的有 50 多套，其中 LLB公司的 CFB
共 24 套、 Wulff公司的 RCFB 共 16 套、 FLS公司的 GSA共 10 多套。在 50
MW至 300 MW 燃煤或燃油機(jī)組中，采用此種工藝的約有 21 套。應(yīng)用于煙氣量大
于 30 萬 Nm3/h最多的是 LLB公司共 15 套，其次是 Wulff公司共 2套， FLS計(jì)
1 套。應(yīng)用機(jī)組容量最大的是 Wulff公司，即 2000 年初投入試運(yùn)行的 300 MW
燃油機(jī)組，其單塔最大處理煙氣量為 95 萬 Nm 3 /h［ 5］。

????? 4 系統(tǒng)布置在場地緊缺的現(xiàn)有機(jī)組和新建機(jī)組建設(shè)脫硫工程時(shí)，煙氣循環(huán)
流化床脫硫工藝是可供選用的、有效的脫硫方案之一。其主要原因是該工藝結(jié)構(gòu)
簡單、設(shè)備布置緊湊、且可利用現(xiàn)有的設(shè)備如煙囪、除塵器等，占用場地僅為濕
法工藝的 30%～ 40% .采用煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝的脫硫系統(tǒng)在電廠的布置方
式主要有 5種：（1 ）反應(yīng)塔布置在鍋爐和鍋爐 /脫硫除塵器之間（指捕集鍋爐
原煙氣中的煙塵，同時(shí)又捕集脫硫副產(chǎn)物） .采用這種方式時(shí)，必須新建鍋爐引
風(fēng)機(jī)或改造現(xiàn)有的鍋爐引風(fēng)機(jī)。

????? （2 ）反應(yīng)塔布置在電廠原有的鍋爐除塵器的上游，在鍋爐和原有鍋爐除
塵器之間。原有鍋爐除塵器在必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行改造，并新建鍋爐引風(fēng)機(jī)或改造現(xiàn)有
的鍋爐引風(fēng)機(jī)。

????? （3 ）反應(yīng)塔布置在鍋爐除塵器（指捕集鍋爐原煙氣中煙塵的除塵器）和
新建的脫硫除塵器之間，并在反應(yīng)塔前增加脫硫風(fēng)機(jī)；（4 ）反應(yīng)塔和新建的脫
硫除塵器（指捕集脫硫副產(chǎn)物專用的除塵器）均布置在煙囪之后，并在新建的脫
硫除塵器后增加脫硫風(fēng)機(jī)。

????? （5 ）反應(yīng)塔和新建的脫硫除塵器均布置在鍋爐房的頂部，并在新建的脫
硫除塵器后增加脫硫風(fēng)機(jī)［ 4、 5］。

????? 5 技術(shù)評(píng)價(jià)5.1 技術(shù)特點(diǎn)（1 ）脫硫效率高：在鈣硫比為 1.1～ 1.5時(shí)，
脫硫效率可達(dá) 90%以上，是目前各種干法、半干法煙氣脫硫工藝中最高的，可與
濕法工藝相媲美；（2 ）工程投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用和脫硫成本較低，為濕法工藝
的 50%～ 70% .（3 ）工藝流程簡單，系統(tǒng)設(shè)備少，為濕法工藝的 40%～ 50%，
且轉(zhuǎn)動(dòng)部件少，從而提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了維護(hù)和檢修費(fèi)用；（4 ）占地
面積小，為濕法工藝的 30%～ 40%，且系統(tǒng)布置靈活，非常適合現(xiàn)有機(jī)組的改造
和場地緊缺的新建機(jī)組。

????? （5 ）能源消耗低，如電耗、水耗等，為濕法工藝的 30%～ 50% .（6 ）
能有效脫除 SO3、氯化物和氟化物等有害氣體，其脫除效率遠(yuǎn)高于濕法工藝，達(dá)
90% ～ 99%，因而對(duì)反應(yīng)塔及其下游的煙道、煙囪等設(shè)備的腐蝕性較小，可不采
用煙氣再熱器，對(duì)現(xiàn)有的煙囪可不進(jìn)行防腐處理，直接使用干煙囪排放脫硫煙氣。

????? （7 ）對(duì)鍋爐負(fù)荷變化的適用性強(qiáng)，負(fù)荷跟蹤特性好，啟停方便，可在 30
％負(fù)荷時(shí)投用，對(duì)基本負(fù)荷和調(diào)峰機(jī)組均有很好的適用性。

????? （8 ）對(duì)燃煤硫分的適應(yīng)性強(qiáng)，可用于 0.3% ～ 6.5% 的燃煤硫分。且應(yīng)
用于中低硫煤時(shí)（＜ 2% ），其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于濕法工藝。

????? （9 ）無脫硫廢水排放，且脫硫副產(chǎn)品呈干態(tài)，不會(huì)造成二次污染，對(duì)綜
合利用和處置堆放有利。

????? （10）脫硫后煙塵既可用靜電除塵器，也可用布袋除塵器捕集。

????? （11）已有 10 多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，工藝已成熟、可靠，且最大配套機(jī)組容
量已達(dá) 300 MW . （12）在脫硫吸收劑中加入少量的鐵基催化劑，可脫除 60%～
90% 氮氧化物，具有脫硫脫氮一體化的發(fā)展?jié)摿Α?/FONT>