神華雁石5號機組300MW CFB爐“50355+530”干式超凈設計與應用

1. 前言

神華雁石5號機組300MW CFB爐是福建省落實國家《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》率先啟動的環(huán)保升級改造項目之一，同時也是神華集團系統(tǒng)內(nèi)首個采用煙氣循環(huán)流化床干法脫硫除塵一體化工藝(簡稱DSC-M型煙氣干式超凈工藝)，并按照近零排放指標(即SO2<35mg/Nm3、煙塵<5mg/Nm3)設計的大型燃煤機組脫硫除塵升級改造工程。為使5號機組今后NOx及汞也實現(xiàn)近零排放(NOx<50mg/Nm3、Hg<3μg/Nm3)，本工程同時預留COA協(xié)同脫硝及脫汞裝置的接入口。DSC-M型煙氣干式超凈工藝廢水零排放，所以本工程簡稱“50355+530”(NOx<50mg/Nm3(預留)、SO2<35mg/Nm3、煙塵<5mg/Nm3、SO3<5mg/Nm3、Hg<3μg/Nm3(預留)、零廢水)干式超凈改造工程。

神華雁石5號機組煙氣干式超凈排放升級改造工程于2015年5月開始實施，2015年11月一次性順利成功投運。

2. 項目設計

2.1. 工藝流程

神華雁石5號機組300MW CFB爐實現(xiàn)干式超凈排放的煙氣處理流程為：循環(huán)流化床鍋爐(爐內(nèi)脫硫)+SNCR脫硝+新型干式超凈技術(shù)(DSC-M)+引風機(兩臺/爐)→煙囪。吸收塔入口預留COA協(xié)同脫硝及脫汞裝置的接口。具體工藝流程圖如圖1。

(1) DSC-M技術(shù)

煙氣從底部進入脫硫吸收塔，與加入的吸收劑、循環(huán)灰及水發(fā)生反應，除去煙氣中的SO3、SO2等酸性氣體。煙氣中夾帶的吸收劑和脫硫灰，在通過脫硫吸收塔下部的文丘里管時，受到氣流的加速而懸浮起來，形成激烈的湍動狀態(tài)，使顆粒與煙氣之間具有很大的相對滑落速度，顆粒反應界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強化了氣固間的傳熱、傳質(zhì)。同時為了達到最佳的反應溫度，通過向脫硫塔內(nèi)噴水，使煙氣溫度冷卻到高于煙氣露點溫度15℃以上。主要化學反應式為：

Ca(OH)2+SO2=CaSO3˙1/2 H2O+1/2H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4˙1/2H2O+1/2H2O

CaSO3˙1/2H2O+1/2O2=CaSO4˙1/2H2O

2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2˙Ca(OH)2˙2H2O

(2) 低溫循環(huán)氧化吸收(COA)協(xié)同脫硝

預留低溫循環(huán)氧化脫硝(COA)接口，COA依托DSC-M型煙氣干式脫硫除塵裝置，利用脫硝劑的強氧化和催化作用，將NO轉(zhuǎn)化為NO2，再與鈣基吸收劑發(fā)生中和反應，其反應方程式如下：

Ca(OH)2+NO+O2

Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+H2O