绿色发展大家谈‖张浩亮:高硫煤环保高效燃烧的思考与实践

栏目:企业新闻 发布时间:2023-07-04

能源作为经济社会发展的重要基础物质,党的二十大报告中提到“深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用”、“协同推进降碳、减污”、“推进绿色低碳发展”等多种理念。盾安(天津)节能系统有限公司结合原平分公司项目情况,响应国家碳达峰碳中和的政策部署,有效落实节能工作。

2021-2022年供暖季中,原平市政府为原平分公司协调到一批保供高硫煤(含硫量2%以上),这批高硫煤如果直接燃烧,一是锅炉的脱硫系统达不到国家环保政策要求,造成环境污染,二是锅炉负荷只能达到额定负荷的50%左右,满足不了供热需求,三是脱硫系统制浆频繁会造成设备超荷负载。虽然高硫煤具有储量丰富、发热量高、煤层浅开采成本较低的特点,但高硫煤的工业应用又受到实际情况限制,高硫煤燃烧脱硫工艺复杂且成本较高,如何高效利用这一资源在同行业中一直是个难题。

原平分公司为了高效利用这部分高硫煤,结合脱硫系统的设计参数,对设备情况进行详细分析。脱硫系统是按照低硫煤(含硫量0.6%)设计,使用高硫煤(含硫量2%以上)时,脱硫系统将会超负荷运行,达到设计负荷的3-4倍,即使锅炉是50%负荷运行,脱硫系统也是2倍负荷运行,超出设备运行能力。解决这个问题只有改造脱硫系统以满足脱硫要求,而当前供热民生的要求不允许立即改造系统。

带着这个问题进行思考,能否在烟气进入脱硫系统前消除一部分SO2,有效的降低脱硫系统的负荷以满足要求。原平分公司的同事提出“通过两段脱硫”的方案,一是利用炉内添加石灰石粉的方案解决前端脱硫问题,二是利用现场实际条件解决问题,通过对该公司煤棚场地进行仔细考察,发现在煤打入皮带煤仓前可以混合部分原料再输送进去,场地基本可以满足煤炭混合的要求。

经过研究,我们决定对分段脱硫的方案进行试验,首先在高硫煤中添加石灰石粉,使其在锅炉燃烧期间进行一段脱硫(S+O2+CaCO3CaSO4+CO2)。之后使用原本的脱硫塔脱硫工艺,进一步脱除一段脱硫烟气中的SO2,以达到国家超低排放标准。石灰石粉的添加比例根据煤含硫量(按照平均2%)、锅炉燃烧炉内脱硫的钙硫比(一般在2-3之间)进行计算,按照钙硫比为2进行计算,计算得出的结果为0.125,即CaCO3和高硫煤质量比为1:8,第一次试验按照计算石灰石、煤质量比例1:8进行添加。通过实验结果发现,添加石灰石粉燃烧可以有效降低锅炉烟气中二氧化硫的含量,原先的脱硫系统基本可以满足额定负荷状态下的排放要求。为了进一步减少烟气脱硫系统的压力,每次更换高硫煤批次,石灰石粉的添加比例都会按照煤的含硫量重新进行计算。经过一个供暖季的应用,锅炉负荷达到额定负荷,烟气中SO2排放浓度完全达到国家超低排放要求。

与此同时,我们在应用过程中总结出以下经验,一是转化效率有所提高,使用添加石粉后的高硫煤,锅炉效率并没有降低,由于流化床锅炉燃烧传热需要炉内烟气灰传热,在添加石灰石粉后烟气灰浓度得以提高。二是成本资金显著降低,通过对石灰石脱硫和石灰脱硫的成本比较,添加石灰石后的成本有所降低,采用石灰石脱硫方案的成本(每脱去一吨S)大约需要925元(石灰石粉的钙硫比按2,价格为148/吨),用含量75%的石灰(石灰价格550/吨)脱硫方案的成本为1192元,添加石灰石脱硫的方案(每脱一吨S)减少成本267元,折合每吨原煤脱硫的方案成本可减少5.34元。去年该公司大约消耗高硫煤3万吨,脱硫成本可降低约16.02万元。

由于高硫煤的使用率低市场行情差(同发热量的比较),每吨比低硫煤(含硫量0.6%)低100元,一个供暖季煤价差为300万元。

盾安(天津)节能系统有限公司通过在原平分公司的实践证明,高硫煤中添加石灰石粉,对现有的供热循环流化床锅炉是一个可以借鉴的应用方向,值得在公司内部同类的设备上推广使用。同时,盾安节能公司致力于绿色清洁能源的高效利用,未来将会紧跟双碳目标任务,推动能源行业技术更新,为建设美丽祖国交出一份满意答卷。(作者系盾安公司生产技术部业务副主管)

 


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