技術(shù)背景
在眾多的煙氣脫硫技術(shù)中，濕法煙氣脫硫一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，在世界上已建成的脫硫裝置中，濕法脫硫裝置占80%。盡管濕法脫硫技術(shù)的工藝成熟，脫硫效率高，但近年來電廠燃用煤中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值，因此，需增加噴淋層提高脫硫效率，從而使SO2出口質(zhì)量濃度達(dá)標(biāo)。但這種方法會增加電廠的投資和運(yùn)行費(fèi)用。研究表明，如果在濕法脫硫技術(shù)中加入一定量的LYWS脫硫增效劑，可提高脫硫效率并降低系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
LYWS脫硫增效劑的原理
LYWS脫硫增效劑由符合催化劑、表面活性劑、含羧基類鹽等成分混合而成，具有以下3方面的作用：
復(fù)合催化劑是緩沖劑，能夠緩沖吸收塔漿液pH值，增加漿液吸收SO2的能力。
含羧基類鹽可以促進(jìn)SO2的溶解，能夠消耗SO2溶解產(chǎn)生的H+,使SO2轉(zhuǎn)換成亞硫酸鹽，從而繼續(xù)溶解SO2。
LYWS脫硫增效劑中的復(fù)合催化劑和高分子聚合物是固、液傳質(zhì)的促進(jìn)劑，能夠提高石灰石的利用率。
LYWS脫硫增效劑添加
某電廠機(jī)組原脫硫裝置SO2設(shè)計(jì)質(zhì)量濃度為4557mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，下同），四層噴淋，脫硫效率為96%。在實(shí)際運(yùn)行中，SO2質(zhì)量濃度遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值，***高為10285mg/m3，機(jī)組平均運(yùn)行負(fù)荷為215MW，SO2排放質(zhì)量濃度遠(yuǎn)不能達(dá)標(biāo)。
LYWS脫硫增效劑濃度的確定
考慮該工程氧化風(fēng)機(jī)的出力、皮帶脫水機(jī)的出力及漿液制備系統(tǒng)的具體情況，SO2入口質(zhì)量濃度不宜超過7000mg/m3，LYWS脫硫增效劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5‰，可保證脫硫裝置出口SO2達(dá)標(biāo)排放。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)時間：2個星期。
添加位置：吸收塔地坑。
每天平均添加130kg脫硫增效劑。
試驗(yàn)期間，在保證脫硫裝置出口SO2排放濃度達(dá)標(biāo)的情況下，可適當(dāng)停1臺或2臺漿液循環(huán)泵。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
LYWS脫硫增效劑添加期間，機(jī)組***高負(fù)荷為323MW，***低負(fù)荷為167MW，脫硫裝置入口SO2質(zhì)量濃度***高為10285mg/m3。脫硫設(shè)施添加LYWS脫硫增效劑后，運(yùn)行安全、穩(wěn)定，脫硫效率明顯提高，在運(yùn)行中可停1臺、甚***2臺漿液循環(huán)泵，節(jié)能效果良好；在添加脫硫增效劑期間，成品石膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%，石灰石粉節(jié)約。
添加脫硫增效劑期間的運(yùn)行工況見表1、表2。
表1 發(fā)電負(fù)荷***高點(diǎn)
機(jī)組發(fā)電負(fù)荷/MW | 入口二氧化硫質(zhì)量濃度/（mg·m-3) | 脫硫效率/% | 漿液循環(huán)泵投運(yùn)數(shù)/臺 |
323 | 5601 | 95.6 | 3 |
表2 入口二氧化硫濃度***高點(diǎn)
機(jī)組發(fā)電負(fù)荷/MW | 入口二氧化硫質(zhì)量濃度/（mg·m-3) | 脫硫效率/% | 漿液循環(huán)泵投運(yùn)數(shù)/臺 |
224 304 | 10285 10266 | 95.6 91.2 | 3 3 |
技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
根據(jù)上述分析，某電廠機(jī)組添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05‰的脫硫增效劑，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
添加成本計(jì)算依據(jù)：300MW機(jī)組，二氧化硫濃度為4557mg/m3；3臺泵運(yùn)行下脫硫效率為94.5%；實(shí)際運(yùn)行時可停運(yùn)B泵或C泵，以停運(yùn)B泵進(jìn)行節(jié)能分析（B泵運(yùn)行電流為57A，3泵運(yùn)行下增壓風(fēng)機(jī)電流由140A降低***120A，電流降低20A）；脫硫增效劑添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05‰，日消耗量為130kg。增壓風(fēng)機(jī)和漿液循環(huán)泵B的主要參數(shù)見表3。
表3 增壓風(fēng)機(jī)和漿液循環(huán)泵B的主要參數(shù)
項(xiàng)目 | 單位 | 增壓風(fēng)機(jī) | 漿液循環(huán)泵B |
電動機(jī)功率因數(shù) 電動機(jī)電壓 電動機(jī)效率 節(jié)約電流 電動機(jī)項(xiàng)數(shù) 節(jié)能 |
kV % A
Kw | 0.8 6 0.95 20 3 158.0 | 0.8 6 0.95 57 3 450.2 |
節(jié)能計(jì)算：添加脫硫增效劑后，4臺漿液循環(huán)泵僅運(yùn)行3臺，每小時節(jié)能450kW·h（電動機(jī)功率560kW）；增壓風(fēng)機(jī)每小時節(jié)能158kW·h，二項(xiàng)合計(jì)608kW/h按照0.2元/（kW·h）計(jì)算，每天節(jié)約費(fèi)用2918元。
石灰石節(jié)約計(jì)算：未添加脫硫增效劑前成品石膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.6%，添加脫硫增效劑后石膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%，石灰石粉節(jié)約了1.6%。按設(shè)計(jì)工況（300MW)每天節(jié)約石灰石粉3.3t，石灰石粉按照100元/t計(jì)算，每天節(jié)約成本330元。
添加脫硫增效劑后每天節(jié)約成本3249元，每天添加脫硫增效劑130kg。綜合收益為389元/d。具體節(jié)能情況見表4。
某電廠機(jī)組脫硫增效劑添加添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5‰的工況下，每小時節(jié)能608kW·h，節(jié)約發(fā)電成本389元/d。
表4 具體節(jié)能情況
名稱 單位 數(shù)值 | 名稱 單位 數(shù)值 |
脫硫增效劑添加量 kg/d 130 脫硫增效劑單價 元/kg 22 脫硫增效劑支出 元/d 2860 增壓風(fēng)機(jī)每小時節(jié)能 kW·h 158 停漿液循環(huán)泵每小時節(jié)能 kW·h 450 | 廠用電成本 元/（kW·h） 0.2 節(jié)能收益 元/d 2918 日節(jié)約石灰石粉 t/d 3.3 石灰石粉單價 元/t 100 節(jié)約購買石灰石成本 元/d 330 |
技術(shù)前景
經(jīng)過運(yùn)行試驗(yàn)可以得出如下結(jié)論：脫硫設(shè)施添加脫硫增效劑后運(yùn)行安全、穩(wěn)定，脫硫效率提升明顯，*可以保證達(dá)標(biāo)排放，運(yùn)行中可停1臺、甚***2臺漿液循環(huán)泵，節(jié)能效果好。
