电石渣在大型CFB烟气治理中的应用

电石渣在大型CFB烟气治理中的应用电石渣在大型CFB烟气治理中的应用主讲人：于丰收鄂尔多斯君正能源化工有限公司内蒙古君正能源化工集团股份有限公司目录锅炉烟气治理建设成本优化一.CFB锅炉烟气治理建设成本优化；二.CFB锅炉烟气治理运行成本优化；三.总结与建议2015-9-192一、君正200MW+2×330MW CFB烟气治理工艺选择烟气治理工艺选择；2015-9-193君正200MW+2×330MW CFB烟气治理工艺选择•背景2012年3月，君正集团为了满足扩增60万吨/年PVC产业链的用电需求，投资建设200MW+2×330MWCFB锅业链的用电需求，投资建设200MW2330MWCFB锅炉机组。项目符号单位设计煤种校核煤种元素分析收到基碳Car%30.6739.08收到基氢Har%2.552.64收到基氧Oar%705866收到基氧Oar%7.058.66收到基氮Nar%0.480.632015-9-19全硫Sar%1.922.164烟气治理工艺路线调研方向烟气治理工艺路线调研方向•鉴于煤种含硫量高，设计院推荐工艺：高法首选方案：炉内脱硫+高效电袋除尘器+湿法脱硫方案。脱硫方案。备选方案：炉内脱硫+循环流化床半干法脱硫除尘一体化工艺。君正的需求君正的需求：满足环保要求的前提下，最大可能节约投资；满足环保要求的前提下，最大可能节约投资；充分利用自有电石渣资源。2015-9-195湿法脱硫调研情况湿法脱硫调研情况煤粉炉除尘器湿法脱硫工CFB+除尘器+湿法脱硫工艺鄂尔多斯某发电厂乌海煤粉炉+除尘器+湿法脱硫工艺新疆某自备电厂乌海某鄂尔多斯某发电厂&乌海某发电厂新疆某自备电厂&乌海某发电厂&乌海某热电厂脱硫效率不小于95%；未采用电石渣脱硫。脱硫效率不小于95%；部分采用电石渣脱硫，磨腐蚀严重；废水排放较大。部分采损严重，废水排放量大，石膏结晶效果差。废水排放较大。锅炉投油时，对后续湿法脱硫影响大存在起泡问腐蚀严重。改成等离子点火或微油点脱硫影响大，存在起泡问题。改成等离子点火或微油点火。2015-9-196新疆某电厂新疆某电厂2015-9-197乌海某电厂脱硫装置乌海某电厂脱硫装置GGH与管道腐蚀2015-9-19GGH与管道腐蚀8半干法脱硫调研情况半干法脱硫调研情况煤粉炉半干法脱硫除尘体煤粉炉+半干法脱硫除尘一体化北元化新疆天山铝业CFB+半干法脱硫除尘一体化广州石化自备电厂华能•北元化工&新疆天山铝业&天富热电•广州石化自备电厂&华能白山煤矸石电厂•脱硫效率不小于95%；•设置预电除尘器；•脱硫效率不小于92%；•无预电除尘器；•采用电石渣作为吸收剂；•采用石灰石&生石灰作为吸收剂；吸收剂；没有废水没有腐蚀无需废水处理和烟没有废水，没有腐蚀，无需废水处理和烟囱防腐，可以采用电石渣作为吸收剂。2015-9-199新疆石河子天富热电2×330MW2015-9-19机组（LJD脱硫除尘一体化）10入口SO为3000mg/Nm3出口SO为762mg/Nm3出口粉2015-9-19入口SO2为3000mg/Nm3，出口SO2为76.2mg/Nm3，出口粉尘为14 mg/Nm3，脱硫效率97.6%11半干法/湿法比选半干/•鉴于湿法脱硫工艺及LJD半干法脱硫工艺均可以满足环保要求，君正决定2×330MW CFB锅炉机组采用干/湿两种工艺招标，对两种工艺的建造和运行成本进行细致对比。一、整锅炉后采用湿法脱硫的环保系统布局为：锅炉整体布保系统布局为：锅炉SNCR→电袋除尘器→引风机→湿法脱硫系统→污锅炉后采用半干法是脱硫除尘一体化系统，布局为：锅炉法脱硫塔布局及风机→湿法脱硫系统→污水处理→烟囱。涉及的投资主体为：除尘器、引风锅炉SNCR→干法脱硫塔→脱硫布袋除尘器→引风机→烟囱涉及投资主体为半及投资资主体为：除尘器、引风机、脱硫增压风机、湿法脱硫系统、烟囱及烟道防烟囱。涉及投资主体为：半干法脱硫除尘系统、引风机，烟囱土建（常规）资范围脱硫系统、烟囱及烟道防腐、污水处理系统，烟囱土建（扩大）。烟囱土建（常规）。2015-9-1912招标结果与选择招标结果与选择四、采用湿法脱硫的环保系统采用循环硫化床半干法脱四、两台建设EPC总采用脱硫的环保系统总投资包括：硫的环保系统总投资包括：1、电袋除尘器1、脱硫系统前无除尘器投资（基于投标报价）2×1840=3680万1、脱硫系统前无除尘器2、湿法脱硫系统（4+1层喷淋）2、半干法脱硫系统层喷淋）2×4300=8600万（含安装）2×4914=9828万（含安装、）3、土建工程1800万元3、脱硫土建工程700万元4烟囱防腐2200万元无5、废水零排放无废水零排放15t/h×400万元=6000万元；无总投资22280万元10528万元2015-9-19万元节约：11752万元13运行成本指标行成本指标（7500小时/年）项目湿法脱硫方案（炉外+炉内）干法脱硫方案（炉外+炉内）1、脱硫剂全年费用（万元）384041612、全年水费运行费用（万元）4112703、全年电费运行费用（万元）1612.5243.174、全年运行人员费用（6万元/人）12072脱硫运行人员总数（人）20（4班×5人，含污水处理8人）12（4班×3人）脱硫运行人员总数（人）20125全年维护费（万元）6002005、全年维护费（万元）6002006、污水处理全年费用（万元，非零排放）50（咨询海电）07全年运行总费用（万元）1+2+3+4+5+6663354946172015-9-197、全年运行总费用（万元）=1+2+3+4+5+66633.54946.17比较（万元）+1687.33基数14二、CFB锅炉烟气治理运行成本优化；锅炉烟气治理运行成本优化；2015-9-1915电石渣在炉内炉外脱硫装置中的应用电石渣在炉内+炉外脱硫装置中的应用•背景烟气循环流化床半法脱硫除尘体化艺电烟气循环流化床半干法脱硫除尘一体化工艺电耗、水耗和检修成本上具有明显的优势，但是吸耗水耗检修成本具有明优势但吸收剂成本占比较高（采用生石灰）。君正化工产业拥有大量高品质电石渣，可以通过加工处理后，业拥有大量高品质电石渣，可以通过加工处理后，用于脱硫系统，降低脱硫成本并实现循环经济。2015-9-191621电石渣干燥工艺基本情况介绍2.1电石渣干燥工艺基本情况介绍•2台烘干破碎机•产能大于2×80t/h•原料含水量≤40％•原料含水量≤40％•成品含水率≤1％成品含水率•喂入物料电石渣滤饼•喂料粒度100mm出料粒度1•出料粒度1mm•进口烟气温度550～650℃2015-9-19进口烟气温度550650℃•出口烟气温度180～220℃17来料含水量≥30%来料含水量≥30%轻捏成团轻捏成团2015-9-1918君正水泥生产工艺君正水泥生产工艺2015-9-1919电石渣干燥模块电石渣干燥模块堆放场皮带电除尘器旋风分离器窑尾热烟干燥电石渣库烘干破碎系统2015-9-1920烘干破碎机示意图烘干破碎机示意图热去电石渣热烟去往旋渣风分离离器2015-9-192122试验工况2.2.试验工况工况1：煤种二(18%硫)条件下机组不投运脱硫系统；工况1：煤种二(1.8%硫)条件下，机组不投运脱硫系统；工况2：煤种二条件下，炉内最大脱硫能力，控制在100mg/m3以下；工况3：煤种二条件下，炉内脱硫+炉后脱硫系统，炉内脱硫将SO2排放控制在1000mg/m3以下；制在1000mg/m以下；工况4：煤种一(1%硫)条件下，机组不投运脱硫系统；工况5：煤种一条件下，炉内最大脱硫能力，控制在100mg/m3以下，工况6：煤种一条件下炉内脱硫+炉后脱硫系统炉内脱硫将SO排放控工况6：煤种条件下，炉内脱硫+炉后脱硫系统，炉内脱硫将SO2排放控制在1000mg/m3以下时；以上工况试验中，采用电石渣作为脱硫剂，测试锅炉主要运行特性指标，脱硫运行成本指标；2015-9-19指标，脱硫运行成本指标；2223结论通过试验情况分析，认为：2.3、结论通过试验情况分析，认为：在流化床锅炉燃用煤种二(1.8%硫) 、长期运行时，单一依靠炉内脱硫无法达到国家要求的排放标准燃用煤种一(1%硫)时同样无法稳定的将SO排放法达到国家要求的排放标准；燃用煤种一(1%硫)时同样无法稳定的将SO2排放保持在国家环保要求以内。此外炉内大量使用电石渣可能有以下问题：1）、氮氧化物超标：NO2排放大幅升高，难以满足国家氮氧化物排放标准；2）、机组效率降低：床温降低，会增大灰渣可燃物含量进而降低锅炉效率；排烟温度升高、蒸汽温度下降，降低机组运行效率；为避免受热面积灰只能提烟温度升高、蒸汽温度下降，降低机组运行效率；为避免受热面积灰只能提高吹灰频率，这也会影响锅炉效率；多种因素叠加对锅炉效率综合影响下降约0515%约0.5‐1.5%。3）、炉内磨损：大量的脱硫剂使炉内物料浓度上升，增加换热面磨损。2015-9-192323结论2.3、结论4）、锅炉运行稳定性下降：大量的脱硫剂容易导致炉内运行失稳，易导致塌灰、压床等问题，如果调整不及时或者锅炉失稳严重可能导致机组非正常停机，炉内加入大量的电石渣，造成锅炉返料器放灰量增多，炉膛差压较高和较大波动，床温下降，滞后性强，燃烧调整困难。。5）、炉内脱硫运行操作复杂：由于炉内灰浓度增加，加之炉内脱硫受电石渣给料系统可靠性稳定性滞后性影响较大增加了运行操作复杂性也易造料系统可靠性、稳定性、滞后性影响较大，增加了运行操作复杂性，也易造成SO2排放超标；6）、经济性下降：根据试验结果分析和估算，燃用煤种二(1.8%硫)时采用炉内喷钙结合炉后半干法脱硫相对于单独炉内脱硫方式可节省锅炉运行费用300万元以上，燃用煤种一(1%硫)也可以节省100万元以上；同时，由于单独依靠炉内脱硫无法稳定保持在国家环保要求以内，将会面临排放超标带来的罚款问题。2015-9-192424煤种二(18%硫)试验脱硫成本估算2.4、煤种二(1.8%硫)试验脱硫成本估算稳定运行时煤种二不同工况运行成本变化估算工况工况1（无脱硫）工况2（单独炉内脱硫）工况3（炉内+炉后脱硫）差值(工况2、3)锅炉效率变化值（%）--0.670.46-1.13煤耗变化（t/h）-1.13-0.781.91年增加燃煤成本(万)(120元/t)-101.7-70.2171.9入炉实际电石渣量（t/h）-19.46.313.1折算后电石渣量（t/h）-18.38.79.6折算后石18.38.79.6炉后电石渣量（t/h）-05-5年增加电石渣成本(万)年增加电石渣成本(万)(58.76元/t)-806.5603.8202.7年增加总运行成本908253363746注：折算为含硫量18%，热值3000kcal/kg的实验设计煤种，年平均运行小时数7500h。2015-9-19年增加总运行成本-908.2533.6374.6注：折算为含硫量1.8%，热值3000kcal/kg的实验设计煤种，年平均运行小时数7500h。采用炉内喷钙配合炉后半干法脱硫的方法相较于单纯依靠炉内脱硫方法年节省燃煤成本171.9万，节省电石渣成本202.7万，年节约总费用约为374.6万元。2524煤种(1%硫)试验脱硫成本估算2.4、煤种一(1%硫)试验脱硫成本估算工况工况4工况5工况6差值（无脱硫）（单独炉内脱硫）（炉内+炉后脱硫）(工况5、6)锅炉效率变化值（%）--1.61-0.7-0.91煤耗变化（t/h）-2.731.191.54年增加燃煤成本(万)(100元/t)-204.7589.25115.5入炉实际电石渣量（t/h）-11.95.76.2折算后电石渣量（t/h）-9.55.93.6折算后电石渣量（）9.55.93.6炉后电石渣量（t/h）-02-2年增加电石渣成本(万)注：折算为含硫量1%，热值3000kcal/kg的实验设计煤种，年平均运行小时数7500h。年增加电石渣成本(万)(58.76元/t)-418.6348.170.5年增加总运行成本623443741862015-9-19注：折