4脱硫塔使用脱硫催化剂试验分析报告.docx
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4脱硫塔使用脱硫催化剂试验分析报告
报告编写:
5-1-2012
#4脱硫塔使用CROPTONGS-CH01
脱硫催化剂试验分析报告
山西神头发电责任有限公司
发电部脱硫专业
二○一二年一月
负责部门:
发电部脱硫专业
配合部门:
北京博奇公司神头运维部
试验日期:
2011.12.30-2012.1.3
试验负责人:
冯占云
报告编写人:
冯占云 石来明
#4脱硫塔使用CROPTONGS-CH01脱硫催化剂
试验分析报告
一、概述:
#4机组(200MW)烟气脱硫系统,采用北京博奇电力科技有限公司设计建造的高效脱硫石灰石-石膏湿式脱硫工艺装置。
FGD入口SO2含量:
4205mg/Nm3(设计值),要求脱硫后SO2含量:
≤210mg/Nm3,脱硫效率设计值为≥95.1%;入口含尘量:
≤400mg/Nm3,脱硫后烟气含尘量:
≤50mg/Nm3。
燃煤含硫量按1.6%设计。
吸收塔高度:
34.7m直径:
11m液位:
8.5m桨池容积:
1588.4m2
二、试验目的:
通过在脱硫吸收塔内加入长沙宏福环保技术有限公司从美国引进的CROPTONGS-CH01脱硫催化剂,观察对其脱硫效率的影响,并且观察脱硫催化剂的作用时间,对催化剂的消耗进行监测,分析催化剂应用在脱硫中的经济性。
通过添加脱硫效率催化剂来提高脱硫出力,确保达标排放。
三、4、运行情况:
进入12月份后,#4脱硫塔入口SO2在1400—5000mg/Nm3区间波动,当入口SO2在3000mg/Nm3以下、PH值在5.3以上时,效率能够保持在90%以上,但入口SO2在3000mg/Nm3以上、PH值在5.3以下时,脱硫效率就低于90%,由于采取了增加氧化风量(2台氧化风机运行)、增加除雾器冲洗次数、加大补浆量等各项措施提高脱硫效率,由此造成脱硫塔控制指标:
耗水量、耗电量、石灰石粉消耗量均大幅增加,由于石灰石粉耗量增加,粉仓粉位持续下降,石粉厂为了赶数量,造成石灰石粉多项控制指标均达不到要求,从而造成吸收塔浆液各项成分均达不到要求,PH值和脱硫效率也达不到控制目标,给我公司环保控制目标的实现带来风险。
三、脱硫催化剂试验安排
1.试验时间:
2011年12月30日-2012年1月3日,由长沙宏福环保技术人员现场进行试验指导及过程跟踪,计划药品准备5吨,计划试验周期为五天。
2.参与人员:
组长:
冯占云
成员:
石来明、冀龙飞、张小平、脱硫当班运行人员、博奇热工、化验人员和脱硫催化剂厂家专业人员
3.试验分工
发电部脱硫专业负责试验方案的审核、现场试验的安排和协调工作。
发电部脱硫专业负责制定脱硫系统试验期间的安全技术措施,集控运行负责试验期间的监视调整工作。
发电部脱硫专业和博奇公司项目部负责试验期间所需要的化验分析及运行参数的抄表工作。
博奇公司项目部负责(CEMS)脱硫系统热工仪表的标定。
博奇公司项目部负责脱硫催化剂的搬运及投放。
长沙宏福环保技术有限公司负责脱硫催化剂试验方案的编写。
四、试验步骤
1.确认脱硫装置添加脱硫催化剂之前的系统运行情况。
(脱硫催化剂投加量根据不同的Wet-PGD系统烟气量、二氧化硫的含量和运行工况而定。
根据美国克朗普敦CROPTON公司在全球的应用经验和在中国的应用经验得出建议首次投加量一般为450~1000ppm。
具体的投加量可根据实际情况由长沙宏福环保技术有限公司CROPTONTechnology工程师推荐)。
2、将滤液箱至灰渣泵前池管道门关闭,将#4地坑泵至灰渣泵前池管道门关闭,将#4地坑泵至#4吸收塔管道门开启。
通知运行人员将吸收塔浆液密度降至1140kg/m3左右,将吸收塔地坑补水至高液位,适当降低吸收塔液液0.3m左右。
开始准备加药,以#4吸收塔浆液池949.6m3容积为例,则安排加药人员把1000Kg脱硫催化剂GS-CH01投加于地坑内,经5分钟搅拌后打入吸收塔,之后观察脱硫催化剂是否起作用。
3、吸收塔保持正常供浆,PH值控制在正常范围内5.2-5.8之间。
4、观察各参数变化,及时记录净烟气二氧化硫浓度和脱硫效率参数,验证催化剂加药效果。
(脱硫催化剂反应的时间一般为添加后1个小时)。
5、试验稳定期及后期:
在脱水系统未运行的情况下以后每12小时定时加入100千克即可,若脱水期间增加使用量至每12小时定时加入120千克。
(逐步尝试减少添加量)
6、根据锅炉负荷和原烟气二氧化硫浓度及脱硫效率的变化分两次投加120Kg-180Kg脱硫催化剂,观察和记录脱硫效率和其他数据的变化。
7、脱硫装置在正式应用催化剂后,通过调整、优化预计每天的使用量为:
a.在石膏未脱水的情况下脱硫催化剂每天补充投加量为80~120千克。
b.在石膏脱水的情况下脱硫催化剂每天补充量为100~160千克左右。
可根据机组负荷规律,分为两次在早晚机组负荷高的前一个小时投入。
长期应用后,预计一台200MW机组脱硫装置一个月的脱硫催化剂使用量根据机组负荷和入口二氧化硫的变化应为3.5吨~5吨之间。
(包括首次添加量)
8、试验过程中,博奇化学分析人员每天对吸收塔浆液进行一次取样分析PH和浆液密度,CI离子及亚硫酸根离子的含量。
五、#4脱硫系统主要参数实验前运行状况:
1、#4脱硫系统实验前主要参数:
(27-29日平均)
运行小
时数(h)
停运小
时数(h)
投运率
(%)
烟气量
Nm3/h)
入口SO2
浓度(mg/Nm3)
出口SO2
浓度(mg/Nm3)
pH化验
示值
24
0
100
650627
3989
551
5.71
脱硫效率(%)
入口烟气温度(℃)
出口烟气温度(℃)
电耗(kW.h)
(馈线处)
水耗(t/h)
石粉耗量
(T)
86.0
132
47.6
82200
54
185.1
2、石灰石粉化验情况:
(27-29日平均)
指标
CaCO3
CaO
MgO
酸不溶物
过目率
单位
Wt%
Wt%
Wt%
Wt%
>92%
化验值
84.80%
47.64%
4.23%
5.61%
85.83%
3、吸收塔浆液化验情况:
(27-29日平均)
固相成分
液相成分
CaCO3
CaSO4
·2H2O
CaSO3
·1/2H2O
盐酸不溶物
Ca2+
Mg2+
SO32-
Cl-
Wt%
Wt%
Wt%
Wt%
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
9.25
67.54
无
10.00
952.30
459.95
无
945.71
六、加入脱硫催化剂后的主要参数:
1、#4脱硫系统主要参数:
(31—3日平均)
运行小
时数(h)
停运小
时数(h)
投运率
(%)
烟气量
Nm3/h)
入口SO2
浓度(mg/Nm3)
出口SO2
浓度(mg/Nm3)
pH化验
示值
96
0
100
632582.3
3553
339.2
5.1
脱硫效率(%)
入口烟气温度(℃
出口烟气温度(℃
电耗(kW.h)
(馈线处)
水耗(t/h)
石粉耗量
(T)
90.5
130.2
45.7
80550
52.7
186
2、石灰石粉化验情况:
(31—3日平均)
指标
CaCO3
CaO
MgO
酸不溶物
过目率
单位
Wt%
Wt%
Wt%
Wt%
>92%
平均值
90.13%
50.64%
3.04%
7.78%
81.08%
3、吸收塔浆液化验情况:
(31—3日平均)
固相成分
液相成分
CaCO3
CaSO4
·2H2O
CaSO3
·1/2H2O
盐酸不溶物
Ca2+
Mg2+
SO32-
Cl-
Wt%
Wt%
Wt%
Wt%
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
10.13
67.54
无
6.93
952.30
519.3
40.0
971.0
七.参数对比分析:
1)首次添加脱硫剂1000Kg20分钟后,在原烟气二氧化硫4284mg/Nm3不变情况下,脱硫效率由84%上升至98%。
与(27-29日平均)日平均效率比脱硫效率也上升了4.5%。
2)耗水量由54t/h↘52.7t/h变化较小,主要是滤液水回收减少除雾器冲洗次数造成。
3)电耗由82200kw.h↘80550kw.h,降低1700kw.h,主要是由于脱硫效率上升,停用4B氧化风机9小时所致。
4)石灰石粉耗量由每日185.1t微升为186t,基本未变。
石灰石粉品质:
CaCO3、CaO含量达到90%和50%的标准。
过目率由85.83%↘81.08%%,但离合格标准92%仍有差距。
5)吸收塔浆液中固相CaCO3由10.13%↗9.26%。
CaSO4·2H2O由58.28%↗67.54%,说明塔内石膏生成明显增多,反应较好。
同时CaSO3·1/2H2O无析出也说明这一点。
6)液相中Ca2+由948.0mg/L↗952.3mg/L,和SO32-由0mg/L↗40.0mg/L也说明在添加脱硫添加剂后,石灰石的反应活性增强。
八.试验结论
1.根据在#4吸收塔的应用试验表明,长沙宏福环保技术有限公司从美国引进的CROPTONGS-CH01脱硫催化剂对提高吸收塔的脱硫率有明显的作用,此种催化剂具有添加后效率提升速度快的特点。
当PH值低于5.3时,可以作为提高脱硫效率的手段。
2.SO2吸收过程主要由石灰石的溶解、CO2的水解、亚硫酸氢根的氧化、亚硫酸钙的结晶和石膏的结晶四个速率控制步骤,加入脱硫催化剂后可以加速石灰石的溶解,原烟气的二氧化硫在2000-5000mg/Nm3范围内,使用催化剂可以有效提高脱硫效率(添加200kg至400kg时可提升效率3%,添加400kg以上时可提升效率5%-10%)。
3.催化剂对系统能耗具有一定作用,加入脱硫增效剂后,在原烟气SO2小于3000mg/Nm3脱硫效率显著提高的情况下,可停止浆液循环泵运行,能耗降低15%左右,且有进一步下降的空间。
4.加入催化剂后,试验表明,在PH值低至4.3时,在补浆量不变化时,仍然能够提升效率,并且能够缩短补浆时间,平稳提高pH值,对我公司入口硫分变化大具有较好的调节性。
5.由于试验时间较短,对补浆量的减少并不明显,但仍然可以看出,添加催化剂增加了浆液反应活性。
6.加入催化剂后,试验也表明,催化剂一次添加后,脱硫效率提升维持时间较,(仅能维持12小时左右就开始下降)说明催化剂有效成分不足。
7.本次试验没有检验在高浓度SO2下和低PH值情况下,不进行首次添加催化剂,脱硫效率和加药量的变化情况。
十三、建议:
1.在锅炉燃用高硫煤,FGD入口SO2在3000mg/Nm3以上,入口硫分发生大幅波动,PH值难以保持在5.3以上并难于提升,,石灰石粉消耗明显加大,可添加催化剂,保证效率稳定。
2.浆液循环泵故障检修、脱硫塔喷淋层堵塞等造成液气比下降,脱硫效率难以维持时,可使用催化剂,保证脱硫效率和脱硫系统投用率。
2.煤质不好锅炉频繁投油,造成脱硫塔浆液中毒,烟气二氧化硫排放超标,可使用催化剂进行浆液调整,这样可避免进行浆液置换排桨,造成石灰石粉大量损失。
3.当吸收塔浆液反应闭塞,反应抑制,增加补浆量,PH值不升,脱硫效率难以维持,可使用催化剂,保证脱硫效率,缩短PH值提升时间。
4.遇有突发情况发生时,必须提升脱硫效率时,可采用加入脱硫催化剂作应急处理措施。
5.FGD入口原烟气的二氧化硫在低于2500mg/Nm3以下时,无任何上述影响效率情况发生时,原则上不使用脱硫添加剂。
6.脱硫催化剂的投用,在本次试用期间较好体现了提高脱硫效率,但对补浆量的减少并不明显,仍需通过长期应用观察来证明,综上所述,脱硫添加剂在我公司具有较好的使用价值。
2012年1月5日
附件:
脱硫效率催化剂GS-CH01实验记录表
神头发电公司脱硫效率催化剂
GS-CH01应用实验记录表:
一、#411脱硫吸收塔:
实验时间2011年12月30日
时11间
#1机组
负荷(MW)
烟气流量
m3/h
吸收塔
液位
粉尘含量
石灰石
供浆量
(t)
循环泵运行台数(电流A)
出口SO2含量
mg/Nm3
入口SO2含量
mg/Nm3
浆液PH值
吸收塔浆
液密度
(Kg/m3)
脱硫92效率
91
(%90)
增压风机电流A
催化剂添加量(kg)
A
B
C
D
10.00
169
664615
9.8
254
26
30
31
34
37
605
4586
5.7
1146
86
173
1000
11.00
169
665216
9.9
262
20
30
31
34
37
307
4585
5.8
1150
93
171
12.00
164
651215
10.5
270
15
30
31
34
37
123
4547
6.0
1151
97
175
13.00
164
660270
10.5
270
15
30
31
34
37
118
4581
6.2
1146
98
175
14.00
164
654700
10.2
306
11
30
31
34
37
105
4620
6.3
1146
97
175
15.00
162
654465
9.8
287
11
30
34
37
192
4367
6.3
1150
95
174
16.00
162
649601
9.9
273
10
30
34
37
222
4583
6.4
1144
95
173
17.00
162
650705
9.7
276
11
30
34
37
214
4391
6.4
1133
95
171
18.00
165
658172
9.9
284
10
30
34
37
244
4196
6.4
1122
94
173
19.00
165
650514
9.9
290
10
30
34
37
252
4081
6.4
1117
93
173
20.00
165
635034
9.8
276
10
30
34
37
330
4346
6.4
1115
93
167
21.00
161
646767
9.8
281
10
30
34
37
301
4030
6.4
1125
92
162
22.00
159
654396
9.8
320
10
30
34
37
314
3806
6.51
1116
91
162
23.00
155
645172
10.0
275
10
30
34
37
398
4175
6.52
1115
90
164
24.00
157
648423
10.0
269
17
30
30
34
37
315
4322
6.51
1116
93
168
神头发电公司脱硫效率催化剂
GS-CH01应用实验记录表:
一、#4脱硫吸收塔:
实验时间2011年12月31日
时间
#1机组
负荷(MW)
烟气流量
m3/h
吸收塔
液位
粉尘含量
石灰石
供浆量
(t)
循环泵运行台数(电流A)
出口SO2含量
mg/Nm3
入口SO2含量
mg/Nm3
浆液PH值
吸收塔浆
液密度
(Kg/m3)
脱硫效率
(%)
增压风机电流A
催化剂添加量(kg)
A
B
C
D
01.00
160
656437
9.8
270
18
30
30
34
36
314
4206
6.5
1118
92
168
02.00
160
662773
10.1
253
18
30
30
33
36
349
4172
6.5
1116
91
167
03.00
160
650729
9.9
260
20
30
30
33
36
357
4225
6.5
1118
91
168
04.00
160
663657
9.9
263
20
30
30
33
37
399
4232
5.9
1121
90
168
05.00
160
658736
9.8
257
25
30
30
33
37
417
4297
5.8
1118
90
168
06.00
160
650718
9.9
256
25
30
30
33
37
428
4318
5.8
1117
90
168
07.00
165
643668
9.8
276
25
30
30
33
37
509
4445
5.8
1119
88
168
08.00
168
656021
9.9
236
23
30
30
33
37
554
4464
5.7
1127
87
168
09.00
169
659011
10
260
19
30
30
33
37
461
4464
5.5
1124
89
166
200kg
10.00
169
665094
10
237
27
30
30
33
37
479
4549
5.5
1128
89
168
11.00
169
661217
9.9
279
27
30
30
33
37
419
4641
5.3
1137
90
172
12.00
168
660173
9.9
284
27
30
30
33
37
425
4645
5.2
1160
87
179
神头发电公司脱硫效率催化剂
GS-CH01应用实验记录表:
一、#4脱硫吸收塔:
实验时间2011年12月31日
时间
#1机组
负荷(MW)
烟气流量
m3/h
吸收塔
液位
粉尘含量
石灰石
供浆量
(t)
循环泵运行台数(电流A)
出口SO2含量
mg/Nm3
入口SO2含量
mg/Nm3
浆液PH值
吸收塔浆
液密度
(Kg/m3)
脱硫效率
(%)
增压风机电流A
催化剂添加量(kg)
A
B
C
D
13.00
168
660317
10.
289
27
30
30
33
37
425
4621
5.3
1149
87
180
14.00
168
645483
10
308
27
30
31
34
37
579
4606
5.3
1151
87
181
15.00
169
655400
10.1
295
28
30
31
34
37
745
4780
5.1
1145
84.7
181
16.00
165
654500
10.1
297
26
30
31
34
37
675
4528
5.1
1144
85.3
181
17.00
164
652610
9.7
293
26
30
31
34
37
637
4432
4.9
1155
85.3
181
200kg
18.00
164
645938
10
296
26
30
31
34
37
514
4311
4.8
1162
88.1
181
19.00
160
650700
10.1
281
26
30
31
34
37
423
4127
4.7
1156
89.2
181
20.00
160
657900
10.1
272
26
30
31
34
37
384
3917
4.5
1167
90.3
181
21.00
160
656923
10
276
26
30
31
34
37
341
3860
4.5
1155
92
170
22.00
159
647232
10.1
275
27
30
31
34
37
411
3879
4.5
1156
89.4
171
23.00
166
657926
9.9
276
27
30
31
34
37
423
3911
4.4
1163
89.1
167
24.00
153
630946
10.1
273
31
31
31
34
37
383
3691
4.5
1161
89.6
168
神头发电公司脱164硫效率催化剂
GS-CH01应用164实验记录表:
一、#4脱硫吸收塔:
实验时间2012年1月1日
时间
#1机组
负荷(MW)
烟气流量
m3/h
吸收塔
液位
粉尘含量
石灰石
供浆量
(t)
循环泵运行台数(电流A)
出口SO2含量
mg/Nm3
入口SO2含量
mg/Nm3
浆液PH值
吸收塔浆
液密度
(Kg/m3)
脱硫效率
(%)
增压风机电流A
催化剂添加量(kg)
A
B
C
D
01.00
149
632636
9.9
261
31
30
31
34
37
383
3665
4.4
1166
89.5
166
02.00
149
624031
10
250
31
30
31
34
37
418
3731
4.4
1173
88.8
167
03.00
148
631718
9.9
251
25
30
31
34
37
439
3716
4.4
1165
88.4
165
04.00
149
631296
9.9
251
25
30
31
34
37
439
3726
4.4
1137
88.1
165
05
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