展。
因此,为了保证川维厂现有煤锅炉的达标排放,又为川维厂《30万吨/年醋酸乙烯项目》腾出污染物总量空间,川维厂煤锅炉烟气脱硫除尘改造势在必行,而且脱硫、除尘一并解决,并考虑今后环保部门对脱硫的要求不断提高,在工艺路线选择及设备布置上均需充分综合考虑。 1.2.4工程意义
中国作为世界上人口最多、经济增长速度最快、能源消耗较高的国家,面临的环境形势越趋严峻。为了迅速扭转环境日益恶化的趋势,国家采取了一系列的强制措施:①制定了更为严格的,且具有时限性的污染物排放标准,并实行污染物排放总量控制政策。2004年1月1日开始执行的《火电厂大气污染物排放标准》把新建电厂锅炉烟气中二氧化硫排放浓度由以前的1200mg/Nm3降到了400mg/Nm3;②加大排污企业监控力度,提高排放污染物的收费标准,燃煤燃油机组必须安装烟气在线监测装置:③制定了污染物全面达标规划。根据国务院批复的我国《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》,到2005年电力行业二氧化硫排放量比2000年削减10~20%,燃煤电厂平均供电煤耗比2000年降低15~20克/千瓦时。
中石化集团公司暨股份公司第三次环保工作会议总结了公司各项环保工作的成绩,也指出了行业污染防治存在的问题和差距,特别是在二氧化硫排放及治理方面。根据《中国石油化工集团公司工业污染防治规划(2004年-2010年)》的规划目标:2005年SO2排放总量比2000年减少20%,2010年再减10%;电站部分SO2排放量削减率为到2005年10%,2010年30%。为此,要加大对废气污染物二氧化硫的治理力度。
烟气脱硫是减少工业燃煤锅炉二氧化硫排放的有效方法。当前燃煤电厂所采用的脱硫工艺多种多样,这些应用较为成熟的烟气脱硫工艺都有各自的特点和适用性。随着烟气脱硫设备运行数量的不断增加和规模的不断扩大,脱硫副产品产量日益增加,其处理问题也日益变得突出。理想的烟气脱硫技术是脱硫剂可再生循环利用,无二次污染,能回收高质量、有广阔应用市场的脱硫副产品。因此可回收硫资源的烟气脱硫技术成为当前新一轮技术发展的主流方向。
川维厂多年来为地方经济发展做出了重要贡献,该厂进行烟气除尘脱硫技术改造工程,不仅可消除企业发展的污染物总量指标制约因素,创造巨大的环境效
益,而且具有循环经济示范的作用。 1.3项目范围及工程内容
根据国家标准和政府环保部门的要求,结合川维厂燃煤锅炉的实际情况,确定项目范围和工程主要内容。
1)烟气除尘单元:
对#5锅炉和#9锅炉四台锅炉原配套的二、三电场分别进行电袋除尘改造(#6炉~#8炉备用,暂不考虑除尘改造),更换#5炉和#9炉配套的引风机和改造引风机入口烟气系统。
2)烟气脱硫单元:
按#5和#9锅炉建设一套脱硫系统(两炉一塔)对烟气进行脱硫治理,净化后的烟气均进入脱硫塔顶1座120米高的钢烟囱排放。
另外,考虑#7和#8锅炉作为备用,相应改造#7和#8炉引风机和出口烟气系统,满足#7和#8备用锅炉的烟气脱硫和正常运行要求。
3)石灰石浆液制备单元:
脱硫采用外购石灰石粉(粒度满足要求≤250目),通过石灰石粉罐车把石灰石粉运输至石灰石粉仓并进行浆液制备。石灰石浆液制备系统出力按现有#5和#9锅炉脱硫所需吸收剂总量的100%设计。
4)石膏脱水单元:
石膏脱水系统共设2套,1用1备,每套脱水系统出力按现有#5和#9锅炉脱硫石膏处理总量的100%设计。石膏储存采用石膏库形式,堆放容量按BMCR工况下不小于3天的储存量设计。脱硫石膏按40%综合利用,60%运至川维厂新渣场填埋储存的方式。
5)工艺水供给单元:
脱硫系统工艺水源按用途分别采用电厂提供的工业水、循环冷却水和捞渣回用水,在现有#5和#9锅炉脱硫岛分别设置工艺水箱、工艺水泵等设备。
6)脱硫废水排放:
脱硫废水排放至电厂捞渣废水处理系统集中处理。
7)电气仪表控制系统:包含变压器、高低压开关柜、控制仪表,装置内的电缆等电气设备、厂房。电源从老区主6kV配电网改造后搭接。
控制系统采用PLC集中控制,脱硫操作员室、电子设备间及工程师室设在脱硫岛内,脱硫系统重要参数信号与机组DCS之间采用硬接线方式连接,同时FGD_PLC留有与机组DCS之间的通讯接口。本工程不设置常规显示仪表和报警装置。
FGD_PLC系统主要具备的功能:数据采集和处理(DAS),模拟量控制(MCS)及开关量顺序控制(SCS)。
8)本项目工艺水、仪表空气和加热蒸汽从锅炉车间现有管线就近接入。 9)统一规划#5和#9锅炉脱硫系统改造。
脱硫系统建设地点:川维厂锅炉车间原有空地。由于川维锅炉为老机组,原系统未考虑脱硫装置用地,因此,本装置选址在现有烟囱主烟道及输煤栈道的外侧。
1.4 研究结果
1.4.1烟气脱硫技术路线的确定
根据石化企业烟气脱硫工艺技术的选择原则,经分析论证,湿式石灰石—石膏烟气脱硫技术是川维厂烟气脱硫的首选方案,其主要特点如下:
? 技术成熟,运行可靠性好。在世界脱硫市场上占有的份额达85%以上。 ? 适应范围广,不受燃煤含硫量与机组容量的限制,单塔处理烟气量大,
可达每小时300万Nm3/h,对高硫煤和烟气量大的燃煤机组烟气脱硫更有特殊的意义。
? 吸收剂消耗接近化学理论计算值。
? 紧凑的吸收塔设计(吸收塔集吸收、氧化、结晶于一体),节约投资和
空间。
? 适用燃料范围广,脱硫效率可达96%以上。脱硫后的烟气不但二氧化硫浓
度很低,而且烟气含尘量也大大减少。
? 川维厂区周边石灰石矿储量丰富,吸收剂成本和运输成本较低。 ? 副产物回收利用符合循环经济,无二次污染:脱硫副产物石膏可作为水
泥缓凝剂或加工成建材产品。不仅可以增加电厂效益、降低运行费用,而且可以减少脱硫副产物处置费用,延长灰场使用年限。
经过技术经济的比较,结合本工程具体情况,综合考虑各方面的因素,我们推荐:湿式石灰石—石膏烟气脱硫工艺为川维厂#5和#9锅炉烟气脱硫的首选方案。
1.4.2三电场静电除尘器改造技术路线的确定
通过川维现场状况以及除尘器效率的分析,现有#5和#9炉三电场静电除尘器的改造采用电袋复合型除尘器为首选方案。
电袋复合型除尘器是通过电除尘与布袋除尘有机结合的一种新型的高效除尘器,它充分发挥电除尘器(前级电场除尘效率高)和布袋除尘器(可以收集任意粉尘)各自的除尘优点,以及两者相结合产生新的优点,同时能克服电除尘器和布袋除尘器的缺点。该复合型除尘器具有除尘效率稳定高效、滤袋阻力低、寿命长,设备投资小、运行成本低、占地面积小等优点。
? 电袋复合式除尘器的除尘原理
前级设置电场区,其除尘效率与极板有效面积呈指数曲线变化,能收集烟尘中大部分粉尘,收尘效率达80-90%(见图),并使流经该电场到达后级未被收集下来的微细粉尘电离荷电。后级设置袋场区,使含尘浓度低并预荷电的烟气通过滤袋而被收集下来,达到排放浓度≤50mg/Nm3,甚至≤10mg/Nm3的环保要求。
烟气中的荷电粉尘有如下作用:(1)扩散作用。由于粉尘带有同种电荷,因而相互排斥迅速在后级的空间扩散,形成均匀分布的气溶胶悬浮状态,使得流经后级布袋各室浓度均匀,流速均匀。(2)吸附和排斥作用。由于荷电效应使粉尘在滤袋上沉积速度加快,以及带有相同极性的粉尘相互排斥,使得沉积到滤袋表面的粉尘颗粒之间有序排列,形成的粉尘层透气性好,空隙率高,剥落性好。所以电袋复合型除尘器利用荷电效应减少除尘器的阻力,提高清灰效率,从而设备的整体性能得到提高。
? 电袋复合技术的除尘机理科学,技术先进可靠。
由于在电袋复合型除尘器中,烟气先通过前级电除尘后再缓慢进入后级布袋除尘器,前级电除尘捕集80-90%的烟气粉尘,后级滤袋捕集的粉尘量仅有常规布袋除尘的~1/4。这样后级滤袋的粉尘负荷量大大降低,清灰周期得以大幅度延长;粉尘经过前级电场电离荷电,荷电效应提高了粉尘在滤袋上的过滤特性,使滤袋的透气性能、清灰性能方面得到大大的改善。达到充分合理利用电除尘器和布袋除尘器各自的优点,以及两者相结合产生新的功能,同时能克服电除尘器和布袋除尘器的缺点。
? 电袋除尘器滤袋粉尘负荷量少,可以提高滤袋的过滤风速,节省投资和减少占地面积

