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脫硫增效劑

現狀與問題 STATUS QUO AND PROBLEMS

      由于電煤供應緊張,電廠實際燃用煤質成分與原設計值偏差較大,煤質硫份超出設計值且波動大,排放標準提高,原脫硫系統脫硫能力不能滿足SO2達標排放要求。
目前市場上90%以上機組均采用“石灰石-石膏”濕法煙氣脫硫(FGD)工藝,該工藝成熟,經濟;最大問題為石灰石溶解較慢,制約了反應的進行。
在制漿、脫水公用系統滿足要求前提下,要滿足國家新的排放標準,需要對脫硫系統進行設備擴容改造,投資幾千萬甚至上億。

產品簡介 product brief introduction

TR-Ⅱ型系列脫硫增效劑為長沙天瑞能源科技有限公司吸收引進美國新澤西州立大學化學專家Gaojie Hu教授專業研究成果,針對石灰石濕法脫硫系統中不同脫硫吸收塔塔型、不同煤種開發的系列復合增效劑,并申請了國家專利保護(專利號:201210232907.1)。
在制漿、脫水公用系統滿足要求前提下,煤質硫份超出設計值30%范圍內使用脫硫增效劑,可明顯改善脫硫系統的化學反應與傳質過程,能促進CaCO3的溶解,緩沖漿液的pH值,促進SO2的水合及解離,顯著提高脫硫反應中SO2吸收的速度及效率,實現SO2達標排放,不需要對脫硫系統進行設備擴容改造,項目投資小,見效快。

1、 物理特性

產品名稱

TR-型脫硫增效劑

性狀描述

白色粉末狀晶體,溶于水,無毒,不含重金屬

主要成分

高分子羧基類與無機物質,活性劑,促結晶劑

pH 0.1%溶于水

5.2-5.6

包 裝

25kg/袋,40kg/(根據用戶需求封裝)

儲 存

存放于陰涼、干燥、通風的庫房,常溫保存

注意事項

避免直接和眼睛、皮膚接觸

2、 產品樣品圖


3、 石灰石濕法煙氣脫硫化學反應機理



4、 產品作用機理
1) 提高石灰石反應活性,促進石灰石溶解
實驗證明脫硫增效劑可將石灰石消溶時間縮短40%以上。
石灰石樣品消溶速率對比表(pH值5.2-5.6,溫度47-50℃)

工況

無增效劑

TR-型脫硫增效劑

石灰石消溶10%所需時間(min)

3.0

1.8

石灰石消溶20%所需時間(min)

4.5

2.5

石灰石消溶30%所需時間(min)

9.0

5.1

石灰石消溶40%所需時間(min)

16.0

10.2

石灰石消溶50%所需時間(min)

33.2

19.7

石灰石消溶60%所需時間(min)

58.3

34.2

2) 促進SO2吸收
脫硫增效劑中含較多的堿性基團。含有總堿性基團(如羥基)的量越多,SO2的溶解速率越快。
SO2+H2O+ SO32-→2HSO3 ………………………………………(1)
凡是堿性比HSO3 更強的堿性物質均可促進SO2的溶解吸收。
SO2+HCO3-→CO2+HSO3 ………………………………………(2)
SO2+OH- → HSO3 ………………………………………………(3)
3) 加速CaSO3氧化
吸收塔內亞硫酸鈣氧化,主要通過氧化風機向吸收塔噴入過量的氧氣,并加強攪拌使氧氣與漿液充分混合接觸來提高氧化效果。一旦煙氣中SO2濃度突然大幅度升高時,亞硫酸鈣生成量定會大幅增加,此時亞硫酸鈣氧化不充分,硫酸鈣結晶亦不能快速平衡,導致石膏中亞硫酸鈣超標,硫酸鈣結晶晶粒變小,導致石膏脫水困難,嚴重時可導致漿液惡化,需重新更換石膏晶種。脫硫增效劑采用無機催化氧化機理,設計非重金屬催化氧化劑,催化氧氣與亞硫酸鈣的氧化速率,提高氧化效果。
4) 促進CaSO4結晶,防止結垢與堵塞。
脫硫增效劑吸附在脫硫生成物CaSO4和CaSO3等晶體顆粒的表面上,阻礙了有成垢可能的微晶粒子間的相互連接碰撞,起到分散作用。加之脫硫增效劑可降低石灰石漿液表面張力,使臨界晶核半徑減小,加速了脫硫反應漿液中CaSO4?2H2O的結晶析出,從而使漿液中未結晶的CaSO4處于非飽和狀態,阻礙硬垢的生成,能緩解除霧器、GGH等下游設備的堵塞,確保設備能長期穩定運行。

技術優勢 technological superiority

1、 提高脫硫效率
1) 降低出口SO2排放濃度

針對電廠脫硫SO2排放超標情況,使用TR-Ⅱ型脫硫增效劑后,在吸收塔入口SO2濃度不變的情況下,可降低吸收塔出口SO2排放濃度30-50%,減少脫硫排污費用與環保處罰,減少因SO2排放超標引起的停機風險。

使用脫硫增效劑環保效益分析表

序號

單位

300MW

600MW

1

使用后SO2排放濃度降低值

mg/Nm3

100

100

2

每年減少SO2排放量

1000

2000

按年運行5000小時算

3

每年減少SO2排放費用

萬元

31.5

63

630/噸計算

4

避免SO2超標排放處罰費用

萬元

100

100

5000/時處罰

5

避免SO2超標排放停機損失

萬元

50

80

只算停一次直接損失

6

減少的總費用

萬元

181.5

243

2) 提高脫硫處理能力

在脫硫系統不增容的條件下,使用TR-Ⅱ型脫硫增效劑后,一般可提高吸收塔入口SO2濃度1000-2000mg/Nm3,即可適當提高鍋爐燃煤硫份,原煤采購價可降低5-20元/噸,年降低燃料采購成本上千萬元。

類別

單位

300MW

600MW

1

年消耗原煤量

萬噸

75

150


2

煤硫份提高后煤價降低值

/

12

12

視電煤供應形勢而定

3

燃料成本降低值

萬元

900

1800


2、降低脫硫系統電耗
根據燃煤實際硫份與系統設計值對比分析,若運行3臺以上漿液循環泵,出口SO2濃度不超標情況下使用TR-Ⅱ型脫硫增效劑,至少能停一臺循環泵運行,且保持出口SO2濃度與使用增效劑前基本相當。
同時由于停運一臺循環泵,減少了一層噴淋,吸收塔阻力可降低200-250Pa,風機運行功率可降低150-250kW。
使用增效劑效益分析(停一臺漿液循環泵)

類別

單位

300MW

600MW

增效劑使用量

增效劑日用量

0.10

0.18

依工況±20%調整

脫硫系統年運行時間

小時

5000

5000

按機組年運行時間

脫硫增效劑年用量

20.8

37.5

日用量*運行時間

節電效益

1、停漿液循環泵節電

按停一臺泵考慮

1)循環泵額定功率

kW

600

1000

循環泵的銘牌功率

2)循環泵實耗功率

kW

510

850

按額定功率85%計算

3)循環泵年運行時間

小時

5000

5000

/

4)停一臺泵年節電量

kWh

255

425

運行時間*實耗功率

2、風機節電量

引風機與增壓風機

1)停泵后阻力減少量

Pa

200

250

單層噴淋層壓損

2)風機功率降低值

kW

160

200

風阻力功率測算值

3)風機年節電量

kWh

96

120

降低功率*運行時間

3、節電總功率

kW

670

1050

4、年總節電量

kWh

335

525

循環泵與風機總節電量

5、年節電費用

萬元

144

226

上網電價按0.43/kWh

成本分析

使用增資劑盈虧平衡點

萬元/

6.9

6.0

年節電費用/增效劑年使用量

說明:以一爐一塔脫硫系統、設計入口SO2濃度4500mg/Nm3為例進行效益分析

3、 性能環比

比較項目

傳統脫硫增效劑

TR-型脫硫增效劑

藥劑配方

配方無針對性,千篇一律

評估系統,針對性優化設計配方

pH

pH34,長期使用易加劇系統設備腐蝕

pH5.0-5.6,與脫硫漿液最佳pH值一致,無影響

功效

單純提高脫硫效率,導致亞硫酸鈣超標,脫水困難等問題

功效全面,提高脫硫效率,促進亞硫酸鈣氧化及硫酸鈣結晶

防止結垢

防止除霧器及GGH結垢無效果

能緩解除霧器及GGH結垢,減少煙囪飄石膏雨

漿液起泡

起泡,導致液位運行控制問題

不會因為添加增效劑導致漿液起泡

服務技能

代理商代理產品,無專業研發工程師提供技術服務

專業研發工程師技術服務,通過問題診斷、評估,解決脫硫系統難題

4、 產品使用效果圖


產品使用說明
1、添加方法
將脫硫增效劑從脫硫塔地坑處加入,添加前應投入地坑攪拌器運行,確保添加的本品能充分溶解。首次添加時,應根據確定的添加量分3-4小時逐步加入,并向地坑補充一定量的工藝水,防止地坑中漿液密度過高導致地坑泵過流跳閘和管路堵塞。
2、添加量
1)初次添加:
根據漿池容積與入口SO2濃度計
算初次添加量,在脫硫塔地坑中加入,
嚴格控制增效劑質量濃度在要求的范圍內。


2)運行中補加:
增效劑的消耗包括隨固體石膏共
析、化學分解損失、漿液汽化、廢水
排放的損失。增效劑原則上每天補加一次,每天補加量大致等于增效劑的消耗量,視機組容量與入口SO2濃度每天補加量為60~200kg不等。
為確保漿液中增效劑在最佳反應濃度,需保證濾液水全部或絕大部分回到增效劑使用的吸收系統。

技術支持與保障 Technical support and guarantee

1、 現場試驗指導
派專業技術人員到現場指導,負責脫硫系統整體優化。
2、 售后承諾
售后服務電話24小時提供實時在線技術支持,48小時內派人到現場處理,屬于產品質量問題無條件免費更新。
3、 定期回訪
每月度與使用單位操作技術人員溝通交流一次,及時發現問題,并及時提出改進方案組織實施。
4、 技術質量保障
1) 脫硫增效劑專利證書
2) 質量管理體系認證證書

3) 高新技術企業證書

應用效果及案例 The application effect and the case

1、湖南常德某電廠
1)、脫硫系統設計情況
2×300MW機組,脫硫系統為兩爐一塔配置,設計入口SO2濃度1584mg/Nm3,配置3臺漿液循環泵(900kW/800kW/800kW),氧化風配置3臺羅茨風機(兩用一備)。

2)、使用TR-Ⅱ脫硫增效劑前后效果對比

運行參數

未添加

添加TR-Ⅱ脫硫增效劑

機組負荷(MW

2×300

2×300

2×300

2×300

2×300

循泵運行方式

ABC

AB

BC/AC

ABC

ABC

pH

5.2-5.6

5.2-5.4

5.2-5.4

5.0-5.2

5.0-5.2

入口SO2濃度(mg/ Nm3)

1650

1900

2000

2500

2800

出口SO2濃度(mg/ Nm3)

200

200

200

150

200

石膏含水率(%

15

12

12

12

12

石膏中碳酸鈣含量(%

3

2

2

2

2

石膏中亞硫酸鈣含量(%

0.3

0.2

0.2

0.2

0.2



2、案例二:大唐貴州某電廠
1)設計情況
4×600MW機組,脫硫系統為一爐一塔配置。
#1、#2機組:脫硫系統設計入口SO2濃度5600mg/ Nm3,配置4臺漿液循環泵,電機功率分別為1400kW/1250kW/1120kW/1000kW,氧化風配置3臺羅茨風機(兩用一備)。
#3、#4機組:脫硫系統設計入口SO2濃度9200mg/ Nm3,配置6臺漿液循環泵,電機功率分別為1250kW/1120kW/1000kW/1000kW/1400kW/1400kW,氧化風配置3臺高壓離心風機(一用兩備)。
2)運行現狀
來煤含硫量波動范圍為1.3-3.9%,對應吸收塔入口原煙氣中SO2濃度3800-11000 mg/ Nm3,脫硫效率在90-96%,與吸收塔原設計值存在偏離,偶爾有超標排放的情況,脫硫系統廠用電率較高。
3)脫硫增效劑使用效果
在入口SO2濃度滿足設計要求范圍內時,使用TR-Ⅱ脫硫增效劑后可以停一臺漿液循環泵運行,降低脫硫系統運行電耗;
在入口SO2濃度超出設計值20%時,使用TR-Ⅱ脫硫增效劑后,出口排放仍可滿足小于400 mg/ Nm3要求,提高了現有脫硫裝置對燃煤硫份的適應能力。


3、案例三:大唐太原某電廠
1)設計情況
#10、#11機組為300MW機組,脫硫系統為一爐一塔配置。設計入口SO2濃度6500mg/Nm3,原設計出口SO2濃度小于400mg/ Nm3,2013年7月調整為小于200mg/ Nm3。
2)運行現狀
排放標準提高后,pH值長期控制在5.8以上,直接外排的漿液中碳酸鈣含量最高達30%,SO2出口濃度易超過200 mg/ Nm3。
3)脫硫增效劑使用效果
#10機組:四臺循環泵運行,入口SO2濃度4800-4900mg/ Nm3時,出口SO2濃度嚴重超標;使用TR-Ⅱ脫硫增效劑后,脫硫效率由79.2%提高到88.5%。
#11機組:四臺循環泵運行,入口SO2濃度4000-4400mg/ Nm3時,出口SO2濃度約為340mg/ Nm3;使用TR-Ⅱ脫硫增效劑后,入口SO2濃度4500mg/ Nm3左右,四臺循環泵運行,出口SO2濃度持續穩定120-140mg/ Nm3之間。脫硫效率由92.2%提高到96.5%。


4、案例四:大唐湖南某電廠
1)設計情況
2×300MW機組,脫硫系統一爐一塔配置,設計入口SO2濃度2760mg/ Nm3,配置3臺漿液循環泵,電機功率分別為450kW/500kW/560kW。
2)脫硫增效劑使用效果
使用脫硫增效劑前,入口SO2濃度約為3000mg/ Nm3,三臺循環泵運行,出口SO2濃度220mg/ Nm3左右。若停一臺漿液循環泵,出口SO2濃度超過400mg/ Nm3。
使用TR-Ⅱ脫硫增效劑后(添加350kg),入口SO2濃度約為3100mg/ Nm3,停一臺循環泵(運行兩臺),出口SO2濃度平均在260mg/Nm3。


5、案例五:中電投東北某電廠1
1)設計情況
2×300MW機組,脫硫系統一爐一塔配置,設計入口SO2濃度2940mg/ Nm3,配置3臺漿液循環泵,其功率為500kW/500kW/560kW。
2)脫硫增效劑使用效果
#1脫硫系統:加入脫硫增效劑后,三臺循環泵運行條件下,脫硫效率從原來的 92% 提高到 96%以上,出口 SO2濃度維持在 36mg/Nm3以下;任意停止一套循環泵,長時間運行,脫硫效率仍能穩定維持在 94.5%~97%。
#2脫硫系統:加入脫硫增效劑后,任意停止一套循環泵,脫硫效率仍能穩定維持在 94.5%~97%。
兩臺爐若同時使用脫硫增效劑,脫硫系統停止循環泵每天可節約電量約2.4萬kWh。同時可保證脫硫系統循環泵長期有備用,降低脫硫系統運行維護費用。


6、案例六:中電投東北某電廠2
1)設計情況
2×350MW機組,脫硫系統一爐一塔配置,配置3臺漿液循環泵。
2)脫硫增效劑使用效果
為解決目前入爐煤硫份波動較大,脫硫系統出口SO2排放值有時偏高、吸收塔運行中pH值高、石膏脫水有時不正常等問題,該廠采用了TR-II型脫硫增效劑。
從使用脫硫增效劑前后運行數據對比分析看,不改變循環泵的運行方式時添加增效劑后SO2排放濃度下降了40%以上,入口SO2濃度可在現有基礎上提高約28%。
從使用脫硫增效劑前后數據分析,添加后可任意停一臺漿液循環泵,并降低增壓風機電耗。
原設計出口SO2排放濃度為200mg/Nm3,使用脫硫增效劑后,可滿足出口SO2排放濃度為100mg/Nm3的要求。


7、案例七:國電湖北某電廠
1)設計情況
4×300MW機組,脫硫系統一爐一塔配置,配置3臺漿液循環泵。
2)脫硫增效劑使用效果
為解決目前入爐煤硫份波動較大,脫硫系統脫硫能力達不到設計出力,漿液循環泵長期無備用問題,該廠采用了TR-II型脫硫增效劑。
從使用脫硫增效劑前后運行數據對比分析看,不改變循環泵的運行方式時添加增效劑后入口SO2濃度可在現有基礎上提高約20%。
從使用脫硫增效劑前后數據分析,添加后可任意停一臺漿液循環泵,并降低增壓風機電耗。
使用脫硫增效劑后,脫硫系統氧化能力增強,亞硫酸鈣含量不超標。

8、效果評價報告





長沙天瑞能源科技有限公司

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