河南焦作电厂NID脱硫技术工程
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。
1 NID脱硫工艺
NID（NovelIntegratedDesulphurization）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。
1.1 工艺原理及流程
NID 是利用含有CaO 的吸收剂或消石灰（氢氧化钙）与二氧化硫反应生成CaSO3 和Ca- SO4。除尘器收集下来有一定碱性的粉尘与CaO 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。
1.2 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CaO 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，CaO 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CaSO3·1/2H2O 十分稳定，其分解温度为436℃，与空气长期接触自然氧化成CaSO4·2H2O，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 工程应用实例
2.1 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。
2.2 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℃。
3 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。
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