脱硫增效剂
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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。
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:
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。
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。
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。
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,***高为10285mg/m³,机组平均运行负荷为215MW,SO2排放质量浓度远不能达标。
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。
实验内容
实验时间:2个星期。
添加位置:吸收塔地坑。
每天平均添加130kg脱硫增效剂。
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。
实验结果
LYWS脱硫增效剂添加期间,机组***高负荷为323MW,***低负荷为167MW,脱硫装置入口SO2质量浓度***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***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。
添加脱硫增效剂期间的运行工况见表1、表2。
表1 发电负荷***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/台 |
323 | 5601 | 95.6 | 3 |
表2 入口二氧化硫浓度***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/台 |
224 304 | 10285 10266 | 95.6 91.2 | 3 3 |
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57A,3泵运行下增压风机电流由140A降低***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。
表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元/(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元/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元/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元/d。
表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 元/kg 22 脱硫增效剂支出 元/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 元/(kW·h) 0.2 节能收益 元/d 2918 日节约石灰石粉 t/d 3.3 石灰石粉单价 元/t 100 节约购买石灰石成本 元/d 330 |
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,*可以保证达标排放,运行中可停1台、甚***2台浆液循环泵,节能效果好。