WCFB?半干法脫硫技術

WCFB?發展歷程:

紐林科技創始人吳玉林先生和CFB半干法脫硫除塵技術頗有淵源,從2000年開始一直從事流化床半干法技術的應用和研究,成果豐碩:

  • 是國內最早接觸和從事CFB脫硫除塵技術人員之一。
  • 曾就職武漢凱迪電力環保有限公司第一任半干法脫硫除塵項目(廣州恒運200MW 半干法脫硫除塵項目)項目經理。
  • 半干法脫硫除塵項目連續運行超長時間記錄保持者-國電靖遠電廠4#爐200MW KCFB 脫硫除塵項目。
  • 和德國原WULLF公司技術專家Zimmer合伙成立德資企業RAGAR,完全掌握全套CFB半干法脫硫除塵技術,解決了CFB穩定運行的核心問題。

經過多年的摸索和實踐,從2008年開始,吳玉林先生就掌握了CFB半干法脫硫除塵工藝的核心技術,經過整合和封裝,形成了有自主知識產權的WCFB?技術(穩定循環流化床半干法脫硫除塵技術),并申請了WCFB?商標。

WCFB?優化了CFB以達到在整個負荷范圍內的最佳運行質量,意思是:在60%至100%負荷范圍內,WCFB?系統的運行始終能保證處于非常穩定的狀態,低于60%負荷時采用煙氣再循環方式保證CFB的穩定運行。

我司WCFB?全套工藝可實現煙氣的超凈排放,工藝流程及參數如下所示。

主要參數

SO2 = 85~99% SO3 99%
HCl 99% HF 99%
粉塵排放 5mg/Nm3 Ca/S = 1.2~1.5
重金屬、呋喃
去除率
99% 二噁英去除 0.1ngTEQ/Nm3
保證可用率 98%

工藝流程簡圖

 

WCFB?技術特點:

  • WCFB?能夠連續穩定運行,不會出現塌床、結垢、堵塞、性能不達標等問題;
  • 煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于5、10、50mg/m3
  • 煙氣排放溫度大于80℃,煙氣濕度低,且脫硫時不產生氣溶膠等物質,不會出現濕法脫硫引起的霧霾;
  • 脫硫反應不但不產生CO2,反而能吸附煙氣中約20%的 CO2
  • 對三氧化硫、汞、砷、HCl、HF、呋喃及二噁英等多污染物及重金屬幾乎全部去除;
  • 脫硫副產物為干粉狀混合物,可用于建筑材料添加劑,加水壓實后可以做路基等,不會污染地下水。也沒有廢水排放;
  • 占地面積小,投資低于濕法脫硫,在低硫煤煙氣凈化的運行費用遠低于濕法脫硫;
  • 方便后續更嚴格環保標準的升級改造;
  • 單塔煙氣處理能力達200萬m3/h,適用于600MW以下火電機組的煙氣凈化。

濕法和半干法脫硫除塵技術比較

濕法技術 —— W-FGD

半干法脫硫除塵技術 —— WCFB?

氣液反應,液氣比是關鍵,所以需要噴灑大量液體,均流好。 氣固反應,混合是關鍵,所以需要建好穩定的流化床,流化床壓差控制好。
大量多次清洗,排煙溫度50~60℃。 只需少許噴水,排煙溫度 ≥ 80℃。
SO2排放濃度可降低至35mg/Nm3以下,脫硫效率可達99%,加裝濕式電除塵,可超凈排放。 SO2排放濃度可降低至35mg/Nm3以下,脫硫效率可達99%,可直接達到超凈排放,一次投資,多次升級,不再花錢。
非常潮濕,易腐蝕;脫硫塔、出口煙道、煙囪都需要做防腐,材質要求高。需要1.4529,2520,C276,316L等高成本建材。 整體干燥,不怕腐蝕;脫硫塔,出口煙道,煙囪都無需防腐,極大的節約了成本。普通碳鋼便可制作。
脫硫出口煙氣含濕率大,即將達到飽和。 出口煙氣濕度低,未飽和。
煙氣出口白煙明顯 – 白色污染。 煙氣透明,煙氣出口無明顯排放物。可參考項目實例圖片。
依賴除霧器,若效果不好則會下石膏雨,對環境造成后續污染。 煙氣干燥,無需其他設備輔助,無后續污染風險。
脫硫產物 – 石膏,可用于建材。 脫硫產物 – 亞硫酸鈣和灰混合物,可用于建材,實用性略低于石膏。
正常脫硫報價不包含前后除塵器這類輔助設備。為保證脫硫效率,入口煙氣粉塵需小于100mg/Nm3 自帶除塵器,粉塵排放有絕對保證。脫硫產物環保,經濟無后患。
無法去除SO3、重金屬、二噁英;所以在垃圾焚燒廠、玻璃行業很少用。 可99%去除SO3、重金屬、二噁英;大量應用于垃圾焚燒廠,建材行業,危費處理行業。
煙氣中的氯離子慢慢累積到廢水中,腐蝕性強,需定時排放及處理。 污染物在灰混合物中,無廢水排放,無需后續處理。
鈣硫比小,運行電耗高,對高硫煤有優勢。 鈣硫比高,運行電耗低,對低硫煤(S≤1%)有絕對的優勢。
耗水量大,水資源耗費大。 耗水量小,水資源耗費少。

WCFB?半干法核心產品

SCR/SNCR煙氣脫硝技術

成熟的SNCR技術:

紐林科技技術人員有接近20年的SNCR工程設計、管理經驗,綜合國內外先進的CFD流場模擬技術,前后工藝組合技術,噴嘴和模塊制造技術及撬裝設計技術等,形成了自主的獨特的SNCR技術,可以為廣大用于提供專業化的技術支持和產品服務。

SNCR模塊供貨

項目用噴槍

噴槍噴射示例

泵組撬裝模塊

噴嘴設計

紐林科技擁有先進的噴嘴設計和制作技術。SNCR噴槍已應用于多個項目,并運作良好。

試驗噴嘴及工裝

30°噴霧錐角噴槍

噴槍項目應用

墻式噴射器

45°噴霧錐角噴槍

墻式噴射器

紐林科技已成功將該噴射器應用于多個項目現場,具有較好的脫硝效果。在某75t/h燃煤機組上運行穩定,平均脫硝效率達到75%。

SDS鈉基干法脫硫除塵技術

什么是SDS?

Sodium Derivatives System(鈉基干法脫硫除塵工藝),簡稱SDS。最早是由比利時索爾維(Solvay)公司應用,主要針對工業鍋爐以及垃圾燃燒器排氣中的酸性污染物處理。工藝流程中大量采用了氫氧化鈉,碳酸鈉等鈉基鹽作為凈化手段,這也是SDS的命名由來。

工藝背景:

當今采用碳酸氫鈉為吸附劑的干法吸附工藝已成為一個有效的煙氣凈化手段,用于去除煙氣中所含的各種污染物。其凈化效果可與已知的其它方式相比,如采用石灰乳為吸附劑的噴霧吸附法。干法煙氣凈化不僅可用于煤電廠、垃圾或替代燃料焚燒廠,還可廣泛地用于玻璃、水泥、冶金等行業的工業爐。采用干法煙氣凈化可以經濟地達到煙氣排放標準。

基本原理:

碳酸氫鈉(小蘇打, NaHCO3)可以用作煙氣脫硫的吸附劑。它通過化學吸附去除煙氣中的酸性污染物,同時,它還可通過物理吸附去除一些無機和有機微量物質。此工藝將碳酸氫鈉細粉直接噴入高溫煙氣。在高溫下碳酸氫鈉分解生成碳酸鈉Na2CO3、H2O 和CO2。新產生的碳酸鈉Na2CO3 在生成瞬間有高度的反應活性,可自發地與煙氣中的酸性污染物進行反應。原則上碳酸鈉(蘇打,Na2CO3)也可用于煙氣脫硫。碳酸鈉的反應活性稍低,但工藝流程幾乎不變。

其反應方程式如下:

主要反應: 2NaHCO3(s) = Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
SO2(g) + Na2CO3(s) + O2 = Na2SO4(s) + CO2(g)
副反應: SO3(g) + Na2CO3(s) = Na2SO4(s)+CO2(g)
2HCL(g) + Na2CO3(s) = 2NaCL(s)+CO2(g)

要使得SDS系統達到預期的設計效果,需著重考慮如下幾個核心因素:

  • 磨機的選擇
  • 煙氣溫度
  • 碳酸氫鈉和煙氣的混合
  • 布袋除塵器的考慮

超細磨機

SDS系統在國內成功投運,所采用的超細磨機,基本上都是進口的,主要集中在三個國家:意大利、德國和加拿大。

隨著3d打印技術的快速發展,3d打印產業鏈中的粉體制備領域,國內的超細磨機裝置也得到了快速的發展,近期國產磨機也可以達到相同的效果。小蘇打和超細磨機,無需依賴進口即可達到SDS系統的要求。

紐林科技SDS煙氣處理流程:

煙氣處理特點

  • 干法處理,工藝簡單可靠(年工作時間可超8100小時)
  • 助劑(碳酸氫鈉)與殘留物無刺激性,無毒
  • 殘留物為干燥的固體,且量少
  • HCl 去除率> 99%
  • SO2 去除率> 95%
  • 輕松應對有害物質濃度波動
  • 助劑成本較高,但處理費用低
  • 投資成本低
  • 運行與維護成本低

低氮燃燒技術

燃煤 - 深度低氮燃燒控制技術

目前國內低氮燃燒技術主要以分級燃燒占主流地位,根據氮氧化物排放目標的不同,分級風量大約在25-40%之間。大量的空氣從燃燒器上部送入使得主燃燒區形成嚴重缺氧狀態,如果處理的不恰當,往往會帶來爐膛結焦、出口煙溫升高,噴水量過大,飛灰含碳量增加,鍋爐效率下降等嚴重問題。

在降低氮氧化物生成的同時為了避免上述問題的發生,我公司結合自身多年的鍋爐行業設計經驗和不斷的技術創新,公司研發出既可以實現更低氮氧化物排放,同時還可以避免爐膛結焦、出口煙溫升高,噴水量過大,飛灰含碳量增加,鍋爐效率下降等問題的新型低氮燃燒技術。該技術結合了空氣分級燃燒和燃料再燃的優點,吸收了濃淡燃燒和SOFA分級布置的先進理念,形成了自己的專有技術——深度低氮燃燒控制技術。

燃盡風采用兩級SOFA布置,一次風采用水平濃淡分離技術,二次風采用反切風和CFS偏置風技術。主燃燒區強化燃燒技術,縮短主燃燒區火焰行程,利用二次風的不均等配風實現分區燃盡,在確保脫氮效果的前提下,盡量減少燃盡風風量。

性能指標:
  • 更低氮氧化物排放,根據不同煤種實現氮氧化物排放在200-420mg/Nm3
  • 多煤種適應性,可燃基揮發份大于10%的煤種均可以穩定燃燒
  • 更低負荷穩燃,根據不同煤種實現30-50%低負荷穩燃
  • 不出現鍋爐結焦、爐膛出口煙溫升高、鍋爐效率降低等問題
  • 低氧量燃燒,爐膛出口氧量控制在3-3.5%之間
  • 更低Q4損失,飛灰含碳量一般可以維持在3%以下

直流低NOx燃燒器

水平濃淡燃燒分布圖

燃燒器一次風采用百葉窗將煤粉濃縮分離,在煤粉噴嘴處形成局部的煤粉濃淡偏差燃燒,提高濃相煤粉的加熱速率與揮發分(尤其是揮發分氮)的析出量,來控制燃燒初期的NOx生成。為充分發揮直流燃燒器的NOx控制能力,并防止爐膛水冷壁結渣,組織二次風射流偏離一次風,使每角燃燒器處于火焰、濃相煤粉、淡相煤粉、二次風的燃燒次序,形成水平濃淡分級“風包粉”燃燒。采用這種燃燒方式,可使爐膛中央濃相煤粉缺氧燃燒、四周淡相煤粉富氧燃燒,將NOx排放濃度降低約20-40%。

燃料分級燃燒技術

再燃燒原理示意圖

再燃是把爐內燃料分級與空氣分級結合在一起,將爐內燃燒過程分為三個區域:主燃區、再燃區和燃盡區。約80~85%的一次燃料噴入主燃區,在氧化氣氛(α=1.1~1.15)下劇烈燃燒,生成大量NOx的同時提高煤粉的早期燃盡;約15~20%的二次燃料(含N量低的天然氣、油或者高揮發分的超細煤粉)在主燃區上方噴入爐膛,在強還原氣氛(α=0.7~0.9)條件下燃燒,二次燃料產生大量碳氫原子團(HCN),將來自主燃區的NOx還原成N2;剩余的二次風由OFA噴口送入燃盡區,富氧(α=1.15)強化焦炭的燃燒。

再燃技術將低NOx燃燒器、燃料與空氣的分級燃燒、以及鍋爐性能等作為一個整體來考慮,是目前較為先進的低NOx燃燒技術,NOx降低率約為50%~70%,但其系統結構與運行相對復雜。適用于四角切園、旋流燃燒器、“W”火焰燃燒的所有鍋爐。

低NOx燃燒技術的機理

NOx生成與控制機理框圖

煤燃燒產生的NOx主要包括 NxO、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,在電站燃煤鍋爐中生成的幾乎全是NO和NO2,我們通常把這兩種氮氧化物總稱為NOx,其中NO占90%以上,其余為NO2。按照NOx生成的機理可分為熱力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx,在煤燃燒時約75%-90%的NOx屬燃料型NOx,熱力型NOx與快速型NOx所占份額都很少。

旋流低NOx燃燒器

我公司旋流低氮燃燒器應用空氣分級理念,采用雙調風的方式,也就是將二次風分為內外兩股,分別送入爐膛,實現分級燃燒。通過增加分流板達到點火初期只提供著火所需的有限氧氣,使燃燒過程偏離化學當量比,控制氮氧化物的生成。同時一次風采用濃淡技術,達到加速傳熱、著火和煤粉氣化,實現燃燒初期高溫下還原NOx。為了在降低NOx排放的同時減少對燃燒效率的影響,采用了提前著火、強化燃燒的穩燃環的結構,同時配合制粉系統和燃燒系統整體優化達到較低NOx的排放。

空氣分級燃燒技術

將燃燒所需的空氣量分成兩級送入,使第一級燃燒區內過量空氣系數在0.8左右,燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒,使得燃燒速度和溫度降低,因而抑制了熱力型NOx的生成。同時,燃燒生成的CO和NO進行還原反應,以及燃料N分解成中間產物(如NH、CN、HCN和NH3等)相互作用或與NO還原分解,抑制了燃料型NOx的生成。

在二級燃燒區內,將燃燒用的空氣的剩余部分以二次空氣輸入,成為富氧燃燒區。此時空氣量雖多,一些中間產物被氧化生成N,但因火焰溫度低,NOx生成量不大,因而總的NOx生成量是降低的,最終空氣分級燃燒可使NOx生成量降低20%~30%。

廢白土治理系統

廢白土特性

廢白土主要由白土、油和相應的雜質構成,排出的溫度一般為120℃左右。廢白土具有黏附性強、易自燃和異味大等特點。

  • 黏附性強:不易輸送

    在實際生產過程中,廢白土水分和油含量不同,導致廢白土的黏性、安息角均不同,因此在豎直壁面,廢白土依舊可以形成掛壁,在倉罐中儲存,容易黏附、掛壁和搭橋,因此對中間儲存和輸送帶來了很大的挑戰。

  • 易自燃:儲存難,有危險

    由于廢白土中含有20~30%的油,在接觸氧氣后,容易陰燃,并產生較大的油煙。因此,在日常運行中,往往由操作人員人工噴水滅火。

  • 異味大:危害健康,污染環境

    白土脫色工藝在除臭工藝之前,白土具有較好的吸附性,因此廢白土中含有較大的異味,同時廢白土自然也會產生較大的油煙,這些都是異味的來源,因此廢白土若未密封儲存,極易導致整個精煉車間充滿異味,對人體和周邊環境產生較大的影響。

由于廢白土具有以上特性,從而導致很多已建精煉車間,一直維持著地面儲存加四周圍護、人工噴水滅煙和裝載機裝車的現有處理方法,從而導致該區域的現場環境一直無法得到改善,粉塵和異味污染一直無法根治。

廢白土儲倉

廢白土自燃

廢白土排放時產生的廢氣

廢白土中間儲存、出料和異味治理系統

當前油脂加工行業精煉車間,往往采用中和、脫色和除臭三個工藝,將毛油通過精煉工藝加工成一級油。在脫色工段,脫膠后的油和脫色白土(活性白土、凹凸棒白土和助濾劑)混合進入油土混合罐并經過一系列的脫色吸附通過過濾機將白土排出,排出的白土為廢白土。

武漢紐林環境能源科技有限公司通過詳細的調查、分析和試驗,以及結合豐富的工程設計經驗,提出了一套“廢白土中間儲存卸料和異味治理”解決方案。該系統主要由:廢白土中間儲倉、消防噴淋系統、出料排料系統、破拱防掛壁系統、異味治理系統和電氣、控制、結構等輔助系統構成,經過巧妙設計,該系統可以實現廢白土排放區域無粉塵和異味污染,全自動儲料、出料和裝車,從而徹底解決了精煉車間存在的頑疾。

精煉車間中和、脫色和除臭工藝流程圖

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