NID脱硫技术与应用（通用5篇）
NID脱硫技术与应用 篇1
NID (Novel Integrated Desurlfurization) 技术是A L S T O M公司在传统干法/半干法脱硫技术的基础上, 研究开发出的新一代干法烟气脱硫技术, 广泛应用于燃煤/燃油电厂、垃圾焚烧等行业的脱硫除尘。NID半干法脱硫技术与湿法相比具有占地面积小, 运行费用低, 设备简单, 维修方便, 比较适合我国的具体国情, 因此在我国燃煤电厂烟气脱硫技术中占有重要地位。
1 工艺原理
N I D脱硫技术的工艺原理是利用干CaO粉或Ca (OH) 2粉作吸收剂, 粉体表面经潮解后吸收烟气中的SO2, 反应式为:
CaO+H2O→Ca (OH) 2
Ca (OH) 2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
Ca (OH) 2+2HCl+2H2O→CaCl2·4H2O
C a S O3·1/2 H2O+3/2 H2O+1/2 O2→CaSO4·2H2O
NID脱硫工艺常用的脱硫剂为生石灰CaO, 生石灰在一个ALSTOM专利设计的消化器中加消化水消化成Ca (OH) 2粉, 这种新鲜消化不经仓储停留的消石灰具有极好的脱硫反应活性。然后这些Ca (OH) 2粉与从除尘器及沉降室除下的大量的循环灰相混合进入增湿器, 在此加水增湿使混合灰的水份含量从1%增湿到5%左右, 然后以流化风为动力借助导向板进入直烟道反应器。由于在反应器内具有很大的蒸发表面, 水份蒸发很快, 烟气相对湿度很快增加, 而烟气温度也从160℃左右冷却到70℃左右, 形成较好的脱硫工况, 从而除去烟气中的SOX等酸性气体分子。最终产物脱硫灰则由气力输送装置送至灰库存储, 再用罐装车运走。
2 系统流程
工艺流程图见图1
从锅炉来的未处理的热烟气交替通过一级电除尘器, 经烟气分布器后进入NID反应器, 与增湿的可自由流动的灰和石灰混合粉接触, 其中的活性组份立即被子混合粉中折碱性组份吸收, 同时, 水分蒸发使烟气达到有效吸收SO2需要的温度。气体分布、粉末流速和分布、增湿水量的有效控制确保了SO2最适宜脱除率的最佳条件。
处理过的废烟气流经脱硫后除尘器, 在这里烟气中的粉尘被脱除, 洁净后的烟气在露点温度20℃以上, 无须再热, 经引风机排入烟囱。颗粒除尘器出口的烟气由引风机输送到烟囱。收集下来的固体颗粒通过增湿系统再循环到NID系统, 除尘器除掉的粉尘经增湿后进入NID反应器, 灰斗的灰位计控制副产品的排出。
3 技术特点
鉴于传统干法 (半干法) 烟气循环流化床脱硫技术吸收剂消化系统的复杂性及应用中产生的一系列黏结, 堵塞等问题, NID烟气脱硫技术采用生石灰 (CAO) 的消化及灰循环增湿的一体化设计, 且能保证新鲜消化的高质量消化灰 (CA (OH) 2) 立刻投入循环脱硫反应, 对提高脱硫效率十分有利, 同时也降低了吸收剂消化系统的投资和维修费用。
利用循环灰携带水分, 当水与大量的粉尘接触时, 不再呈现水滴的形式, 而是在粉尘颗粒的表面形成水膜。粉尘颗粒表面的薄层水膜在一瞬间蒸发在烟气流中, 烟气在降温的同时湿度增加, 在尽可能短的时间内形成温度和湿度适合的理想反应环境。
NID技术的烟气在反应器内停留时间只须1秒左右, 可有效地降低脱硫反应器高度。
脱硫副产物为干态, 系统无污水产生。终产物流动性好, 适应用气力输送。脱硫后烟气不必再加热, 可直接排放。
循环灰的循环倍率可达100倍～150倍, 使得吸收剂的利用率提高到95%以上。
脱硫效率高, 脱硫效率可达90%以上。
4 工程应用
湖北荆门热电厂二期工程燃煤机组于1980年扩建, 机组容量为2台670t/h燃煤锅炉配2台200MW凝气式汽轮发电机机组, 由于荆门热电厂属“两控”区内, 根据《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》的要求, 2005年“两控区”二氧化硫排放量减少20%, 为了达到这一目标, 减少污染物排放, 荆门热电厂#5机组脱硫势在必行。机组原采用文丘里湿式水膜除尘器除尘效率低, 烟尘排放量超标, 已不能满足环保要求, 荆门热电厂#5机组必须进行脱硫除尘改造。
该项目实施效果图2。
从图2中数据可以看出, 应用NID技术, 各项性能指标满足了规定的指标。
5 结语
NID脱硫工艺, 是ALSTOM公司在其完成120多套干法 (半干法) 脱硫装置的基础上发展起来的新一代烟气干法脱硫工艺, 在世界范围内得以应用, 技术成熟可靠。
该电厂在采用了NID脱硫工艺后, 大幅减少了SO2和粉尘的排放, 达到了国家排放标准, 不仅有效地改善了环境现状, 还取得了良好的社会效益。
摘要：综述了NID半干法脱硫技术的工艺原理, 系统流成, 并结合实际应用, 对NID烟气脱硫技术进行说明。
关键词：NID,工艺原理,系统流程
参考文献
[1]钟秦编.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社, 2002.
[2]雷仲存.工业脱硫技术[M].北京:化学工业出版社, 2001.
NID脱硫技术与应用 篇2
摘要：循环流化床半干法烟气脱硫除尘一体化工艺(DSDFP)是对半干法脱硫工艺的`改进.该工艺的特点是在脱硫塔的前后分别设置一台电场静电除尘器和一台低压脉冲袋式除尘器,电场静电除尘器对烟气进行预除尘,袋式除尘器对脱硫塔出口的高含尘烟气进行除尘.银川热电厂150t/h燃煤锅炉应用了DSDFP系统并进行了运行试验.运行试验结果表明,当进料钙硫比(Ca,S)为1.3、近绝热饱和温度(△T)为15℃时.系统的脱硫效率可达85%,烟尘排放浓度小于50mg/m3,满足目前的环保要求.针对DSDFP系统在经过一段时间运行后出现的布袋除尘器压差增大、锅炉负压不换稳定、脱硫塔壁面结垢、塔内喷嘴堵塞等问题,经分析采用控制喷水量、优化水喷嘴布置、严格控制雾化角和喷射距离、在脱硫塔内采用双流体喷嘴、合理设计塔内烟气流场等措施进行解决.作 者：童莉 韩毅 赵旭东 Tong Li Han Yi Zhao Xudong 作者单位：童莉,Tong Li(环境保护部环境工程评估中心,北京,100012)
韩毅,赵旭东,Han Yi,Zhao Xudong(清华同方环境有限责任公司,北京,100083)
NID脱硫技术与应用 篇3
关键词：半干法脱硫；SO2达标排放
一、背景介绍
尼龙科技公司位于河南省平顶山市叶县工业园内，Ⅰ期安装2台30MW背压式汽轮发电机组，配2台260t/h高温高压循环流化床锅炉，于2015年10月建成投产。设计之初考虑二氧化硫污染日益严重，秉着高度的社会责任感，为适应不断严格的二氧化硫排放标准及企业自身发展的需求，提出3个选用脱硫工艺的原则：（1）脱硫后排烟中的SO2应符合国家排放标
准的规定和新建机组环境评价要求；（2）脱硫设施的经济性高；（3）脱硫设施能稳定运行，脱硫率稳定，维修工作量小。
二、CFB-FGD半干法烟气脱硫技术原理
典型的CFB-FGD系统由烟气系统、吸收塔系统、布袋除尘器系统、工艺水系统、吸收剂制备系统及供应系统、物料循环系统及电气仪表系统等组成。来自锅炉的空气预热器的烟气从吸收塔底部进入吸收塔。在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，进行初步的脱硫反应，在这一区域主要完成吸收剂与HCl、HF的反应。然后烟气通过脱硫塔下部的文丘里管的加速，进入循环流化床床体；物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，形成类似循环流化床锅炉所特有的内循环颗粒流，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上，SO2充分反应。在文丘里的出口扩管段设有喷水装置，喷入的雾化水用以降低脱硫反应器内的烟温，使烟温降至高于烟气露点20℃左右，从而使得SO2与Ca（OH）2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。第二步的充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O。烟气在上升过程中，颗粒一部分随烟气被带出脱硫塔，一部分因自重重新回流到循环流化床内，进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。
由于流化床中气固间良好的传热、传质效果，SO3全部得以去除，加上排烟温度始终控制在高于露点温度20℃以上，因此烟气不需要再加热，同时整个系统也无须任何的防腐处理。 净化后的含尘烟气从脱硫塔顶部侧向排出，然后转向进入脱硫后除尘器进行气固分离，再通过引风机排入烟囱。
三、尼龙科技公司脱硫工艺
（一）脱硫剂的选择。脱硫剂采用当地生产的生石灰粉，通过脱硫系统配套消化器制成消石灰粉，根据脱硫需要加入到脱硫塔中。
（二）主要反应机理
Ca（OH）2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
Ca（OH）2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2O
Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O
Ca（OH）2+2HCl=CaCl2·2H2O（～75℃）（强吸潮性物料）
2Ca（OH）2+2HCl= CaCl2.Ca（OH）2·2H2O（>120℃）
Ca（OH）2+2HF=CaF2+2H2O
（三）工艺流程及脱硫效果分析。通过公司实时对脱硫效果进行在线检测，烟气处理前和处理后的具体监测项目、数据分析在线检测数据，烟气处理系统完全达到设计要求，排放指标符合最新《火电厂大气污染物排放标准》及平顶山市地方环保要求。二氧化硫排放浓度由2181mg/Nm3降低至50 mg/Nm3左右，排放量由11474t/a降至250t/a；锅炉尾部烟尘浓度约为
45000mg/Nm3经布袋除尘器除尘后，其烟尘排放浓度为
10mg/Nm3左右，烟尘排放量由236753t/a减少为52.61t/a；运行以来取得了良好的社会效益。
四、系统维护
（1） CFB-FGD半干法烟气脱硫工艺中喷水量的控制系统及其控制方法属于半干法烟气脱硫技术领域，喷嘴的雾化效果关系到脱硫效率机系统正常运行，需要高品质喷嘴且要经常性更换，维护费用较高。（2）系统终极除尘为布袋除尘，除尘效率高，但布袋易老化破裂，最长三年就要更换一次，更换费用上百万。在日常运行中，为了延长布袋使用寿命，应掌握好喷水量和烟气量的比例和灰斗内的加热设备稳定运行，防止大量的水气附着在布袋上。（3）消石灰品质要符合要求，保证其纯度，以减少清理积灰的次数。
结束语：半干法烟气净化技术作为一项高性能多效的大气污染控制技术，已成熟应用于尼龙科技热电车间的生产中，其副产品处理方法简单且对环境不会造成严重污染，系统技术完全能达到高效除尘脱硫的效果。
参考文献：
NID脱硫技术与应用 篇4
目前, 国内燃煤电厂锅炉烟气脱硫技术有了很大发展, 新建机组配套脱硫和在役机组脱硫改造成为一种必然的发展趋势。根据炉后烟气脱硫过程中工艺水的应用特点, 将炉后烟气脱硫技术分为湿法、干法和半干法三大类。其中, 半干法脱硫是指在脱硫过程中有少量工艺水投入, 但脱硫产物最终是以干态的形式出现。特别是在役机组的脱硫改造, 受已有条件限制, 脱硫工艺和方案布置受到很大制约。300MW以下机组改造选用半干法脱硫工艺的较多, 半干法脱硫主要有脱硫除尘一体化脱硫工艺 (NID) 、烟气循环流化床法 (CFB) 等。NID脱硫工艺以其独到的设计和相好的性能越来越受到重视和应用。
2 NID脱硫工艺
NID (Novel IntegratedDesulphurization) 脱硫除尘一体化脱硫技术由ALSTOM公司在20世纪90年代初从喷雾干燥法开发而成, 用于燃煤、燃油电厂、工业锅炉、垃圾焚烧电厂的烟气脱硫及有害气体的处理。
2.1 工艺原理及流程
NID是利用含有Ca O的吸收剂或消石灰 (氢氧化钙) 与二氧化硫反应生成Ca SO3和CaSO4。除尘器收集下来有一定碱性的粉尘与Ca O混合增湿后再进入除尘器入口烟道和烟箱, 反复循环。NID工艺特征是吸收剂的低湿度和高比例循环。在吸收剂的大表面积和低湿度作用下, 烟温快速下降, 吸收剂水份快速蒸发。由于水份蒸发时间很短, 使得反应器容积减小。NID脱硫工艺可与除尘器组合为一体, 结构简单, 占地面积小, 物料循环倍率可达30~50次以上。正常情况下, 脱硫率一般可达85以上。
2.2 性能特点
根据国家发展和改革委员会最新发布的《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程DL/T5196-2004》中关于脱硫工艺选择的一般性原则的要求, 焦作电厂#2机组已投产约25年, 属于剩余寿命低于10年的老机组, 本工程设计的燃煤含硫量Sar<2.0, 且吸收剂来源和副产品处置均能充分落实, 适宜优先采用半干法、干法或其他费用较低的成熟脱硫技术。NID半干法脱硫工艺能保证脱硫效率在80以上, 并满足SO2达标排放和排放总量控制要求。设备占地面积很小, 更有利于现有电厂燃煤机组的改造。设备安装简单, 建设周期短。对于现有电厂, 设备改动小, 一般在正常的大修停机期间就可完成。辅助设备都可布置在除尘器下, 无需占用更多额外空间。能脱除烟气中80以上的SO2, 是一种非常有效的脱硫方法, SO3、HCI和HF的脱除率高达98, 用于中、低硫煤时最经济。而且脱硫效率根据不同的环保要求或煤种的变化, 通过调整Ca O或Ca (OH) 2的加入量和再循环灰量及操作温度, 确保能满足SO2的排放标准。NID脱硫工艺脱除单位量SO2的总费用较低, 约550-950元/吨。由于工艺简单, 组成部件较少, 且可利用现有的设备和公共设施, 占地面积小, 平均每1150Nm3/h的烟气量需1m2场地。系统运行的维护费和动力消耗较低。
NID脱硫工艺典型配置的除尘器是袋式除尘器。由于布袋表面吸附的粉尘与SOX等接触相当于一个气固相反应器, 所以NID脱硫工艺与袋式除尘器相配时更有利于脱硫效率的提高。采用石灰粉, 由石灰石煅烧取得, 焦作附近太行山脚下石灰粉生产企业较多, 以用量定产。部分企业的石灰粉经焦作市产品质量监督检验所等单位检验, Ca O纯度≥85。脱硫副产品与粉煤灰一起从烟气中分离出来, 是含湿量较低的固态粉末, 组成中的Ca SO3·1/2H2O十分稳定, 其分解温度为436℃, 与空气长期接触自然氧化成Ca SO4·2H2O, 对环境不会造成影响。根据经验, 可用作煤矿回填、筑路、造砖等。目前, 土壤资源越来越宝贵, 一些地方已不允许烧红砖, 脱硫渣的综合利用越来越受到重视。同时, 该工艺不会产生废水, 不会造成二次污染。
2.3 半干法脱硫工艺的比较
NID脱硫工艺国内主要应用业绩有包头第二热电厂1×200MW机组, 某自备电厂1×210MW机组, 淄博齐鲁石化1×125MW机组等。
CFB循环流化床法烟气脱硫工艺是八十年代末德国鲁奇 (LURGI) 公司开发的一种新的干法脱硫工艺, 这种工艺以锅炉循环流化床原理为基础, 通过吸收剂的多次再循环, 延长吸收剂与烟气的接触时间, 大大提高了吸收剂的利用率。正常情况下, 脱硫率一般可达85以上。烟气从吸收塔底部引入, 并通过吸收塔底部文丘里管加速, 进入吸收塔循环流化床体。物料在循环流化床里, 气固两相由于气流的作用, 产生激烈的湍动与混合, 充分接触, 在上升的过程中, 不断形成聚团物向下返回, 而聚团物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升, 使得气固间的滑移速度很高, 强化了气固间的传质与传热。除尘器除下的固体颗粒大部分通过除尘器下的再循环系统返回吸收塔, 继续参加反应。国内主要应用业绩有:山西榆社2×300MW机组, 焦作华润2×135MW机组等。
RCFB回流式烟气循环流化床:德国Wulff公司在Lurgi技术基础开发出回流式烟气循环流化床工艺, 简称RCFB, 脱硫率可达85以上。已在广州恒运自备电厂一台210MW机组使用。Wulff公司的RCFB工艺流程基本与鲁奇CFB相同, RCFB最大特点是反应塔的流场和塔顶结构设计上, 使反应塔中烟气吸收剂颗粒在向上远动中有一部分因回流从塔顶向下返回塔中。这股向下的固体回流与烟气的方向相反, 而且是一股很强的内部湍流, 从而增加了烟气与吸收剂接触时间, 形成内部再循环。
CDS循环干法工艺:国内引进美国环境技术公司 (EEC) 循环干法烟气脱硫技术工艺。脱硫工艺原理与CFB基本相同, 脱硫率可达85以上。循环流化床系统主要由消石灰贮存输送系统、循环流化床吸收塔、喷水增湿系统、回料系统、脱硫渣输送系统、除尘器及控制系统组成。目前国内应用该脱硫工艺的电厂机组有北方电力内蒙古乌海热电有限公司2×200MW机组。
3 现役锅炉改造脱硫系统的配置
脱硫工艺的选择应根据锅炉容量和调峰要求、燃煤煤质 (特别是折算硫分) 、二氧化硫控制规划和环评要求的脱硫效率、脱硫工艺的成熟程度、脱硫剂的供应条件、水源情况、脱硫副产物和飞灰的综合利用条件、脱硫废水、废渣排放条件、场地布置条件等因素, 经全面技术经济比较后确定。
4 工程应用实例
4.1 工程概况
河南焦作电厂 (以下简称焦作电厂) #2机组烟气治理工程是在焦作电厂实施的第一个脱硫工程项目。焦作电厂#2机组 (220MW) 于1980年1月建成投产, 配套锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/13.7-5型超高压一次再热自然循环煤粉炉。1989年将#2炉原设计配备的旋风除尘器改造为兰州电力修造厂生产的KFH/JZl70.1型双室三电场卧式静电除尘器。焦作电厂已进行过2台机组的电除尘器改袋式除尘器的改造工程, 采用的是长袋低压脉冲袋式除尘技术, 改造后的袋式除尘器使用效果良好, 并积累了一定的袋式除尘器的应用经验。本次#2机组烟气治理工程的主要包括脱硫、除尘、气力输灰和引风机等四个部分, 重点是甄选和制订符合焦作电厂生产实际的烟气脱硫技术方案。
4.2 脱硫设计方案
焦作电厂#2机组烟气治理工程为老机组改造工程, 炉后没有预留脱硫场地, 而且临近市内公路, 可利用的改造场地非常有限。本工程采用从ALSTOM引进的NID循环半干法脱硫技术。系统总体布置方式为“NID脱硫系统布袋除尘器”, 一套系统由四条独立工艺线组成。除灰系统采用气力输灰方式, 输送到灰库外运。
主要设计参数:脱硫效率 (保证值) ≥85, 处理烟气量1100000Nm3/h, 烟气SO2排放浓度≤400mg/Nm3, 烟尘排放浓度≤50mg/Nm3。吸收剂给料系统, 变频螺旋给料机转速由进出口SO2量及烟气量反馈调节。除尘器采用ALSTOM典型设计的低压脉冲布袋除尘器, 总过滤面积为27520m2, 布袋数量8600个, 滤袋材料采用进口PPS针刺毡。系统设有NID工艺关断挡板, 用于在低负荷运行期间或其中一条NID线检修时切断NID工艺线。设置旁路系统, 用于避免系统内部接露、进口温度超过180℃或NID紧急停运情况下启用旁路系统, 保护布袋除尘器不被损坏。
烟气在线监测系统, 系统自配一套用于控制的在线检测系统, 由于一套系统有四条独立控制线, 在线监测分为四条线路监测, 反馈信号用于系统调节控制。
引风机采用2台双吸双支高效离心式引风机, 加装液力耦合器进行调速。引风机入口设置联络烟道。脱硫工况下系统额定负荷运行, 流量为751227.5m3/h, 全压7200Pa, 介质温度70℃。
5 结论
环境保护是我国的一项基本国策, 是可持续性发展战略的重要内容。电力工业是国家的基础工业, 也是燃煤大户, 电站锅炉进行高效率除尘和脱硫的任务非常艰巨, 也非常迫切。通过对在役燃煤锅炉烟气脱硫项目的逐步实施, 将产生明显的社会效益和经济效益, 对促进地区经济发展、保护环境、落实当地环保关于二氧化硫的排放控制要求、保持地区经济可持续发展等具有重要的实际意义。电厂脱硫项目不设预除尘, 采用的布袋除尘器和NID半干法脱硫工艺均为目前国内技术领先的实用性技术, 其功能、设计参数等均符合高效除尘和脱硫的需要, 对于促进新技术新工艺的应用具有十分现实的作用。
参考文献
NID脱硫技术与应用 篇5
循环流化床烟气脱硫技术在燃煤机组脱硫工程中的应用
摘要：通过研究烟气循环流化床脱硫工艺的技术特点,并经过实际应用,证明该干法脱硫技术具有占地面积小、脱硫效率较高、投资较低、耗水量小等特点,该方法解决了石灰石-石膏法占地面积大、投资高、耗水量大、烟道腐蚀、资金回收期长等难点,特别适用于现役燃煤机组脱硫.作 者：薛艳龙 李大伟 魏征 作者单位：承德市环境保护局,河北,承德,067000期 刊：承德石油高等专科学校学报 Journal：JOURNAL OF CHENGDE PETROLEUM COLLEGE年，卷(期)：,12(1)分类号：X701.3关键词：循环流化床 烟气脱硫 燃煤机组