德国罗斯托克电厂脱硫工程
1.背景介绍
在西德和东德重新统一后，罗斯托克市附近的Greifswald 电厂完全停止运行，后被拆除。因而非常有必要建造一新电厂，并且选在靠近罗斯托克港口的一个地方。1994 年建成了拥有一台锅炉和500 MW 机组的电厂并进入试运行阶段。煤是从罗斯托克港口通过一个1.2 km 长加顶的带式运输机运输的，电厂配备了一个冷却塔用来冷却水。新鲜的冷却水是从波罗的海获得。
燃料采用无烟煤。大部分的煤是由南非、波兰和俄罗斯供应的，但为了节约，采用了各国的资源。
锅炉为本生式锅炉，由德国巴布科克鲁奇Lentjes 公司制造，FGD 系统为湿法石灰石－石膏工艺，其他供应商如下：
锅炉 德国巴布科克/Lentjes
涡轮机 ABB
ESP ABB / Fl?kt
DENO X Lentjes /德国巴布科克
FGD Lentjes Energie & Ents rg ng(原来的 G ttfried Bisch ff)
电厂原先设计为供暖的中等负荷的电厂。运行时间大约每年为4 000小时。1994年开始试运转，从最开始就配有FGD 系统。除了输出电能，电厂还将供暖300 MW。一旦需满负荷的供暖，电能就只有450 MW。如果仅仅发电，效率为42.5%，如既供电又供暖，效率可达62.5%。
选取现在的地址主要是考虑到世界各国的煤可经罗斯托克港口运输。
运行排放标准是以LCP-条例为依据的而审批部门要求采用“最佳实用技术”来达到排放限度。SO X 的排放限度为200 mg/m 3 (标态),粉尘的排放限度为200mg/m 3 (标态)。除了这个排放标准外，电厂还必须无一例外的遵循LCP-条例的所有要求。
与锅炉配套的DENO X 、ESP 和 FGD 安装在一条直线上，仅仅DENO X 部分有一更换催化剂的旁路，ESP 和 FGD 不能通过旁路，烟气经过冷却塔排放。在这个电厂中没有烟囱。
2.FGD 系统
2.1 概述
安装的FGD 工艺是湿法石灰石石膏工艺，通过利用碳酸钙CaCO3 进行烟气脱硫，而且产生适于销售的石膏。吸收装置是无填料的空喷淋塔，而且配备强制氧化的吸收池。
吸收装置是靠内部浆液循环运作来实现的，并且被设计为酸净化系统。吸收池内的pH 值控制在4.5 和5.5 之间。在吸收池中贮存一定量的石膏晶体作为生成新石膏晶体的晶核，另一部分石膏排放出来进行脱水。
石膏脱水后的滤出液又返回到吸收装置再利用。新鲜的补给水由除雾冲洗系统（液滴分离器，与吸收塔一体）补充或者直接加入到吸收池。除雾器用地表水（雨水）冲洗。
由于使用俄罗斯的煤（氯含量很低），循环中不能获得所需的氯的含量。因此在处理过程中将无废水外排。额外的氯通过利用海水作为补给水获得。
准备用的碳酸钙粉运送到电站。碳酸钙粉贮存在库中。碳酸钙干粉通过-气力运输和喷射系统直接送入吸收池。
除了大的吸收循环泵，所有的泵都为一用一备，一旦出现故障，自动控制系统就会转向备用的系统。在停运后，所有运输石膏和石灰乳的管道和泵将会自动得到冲洗和排干。
在维护时期，设计为能容纳系统（吸收塔、管道，冲洗水）全部液体的废水罐能容纳石膏浆，在重新启动之前浆液将被打回吸收塔。在再次试运转后，包含的石膏晶体将立即作为晶核，这样避免了堵塞和堵漏的运行问题。
烟气进入吸收塔时大约120℃，不需另外的冷却装置，由于烟气经冷却塔排放，不需蓄热式换热器。
引风机设计为能克服从锅炉到冷却塔的压力损失，FGD 系统没有单独的增压鼓风机，引风机安装在吸收塔的后面。理论上，这是最经济的位置，然而对材料选择的高要求和维修工作的困难。目前不赞成把风机安装在这个位置。
2.2 吸收塔
吸收塔是“空喷淋塔”，例如没有强化气液传质的内部填料。吸收浆液由泵从吸收池打入到喷嘴，然后逆流喷射。为了限制液滴带入到净化气体中，在吸收塔出口之前安装除雾器。
为了防止吸收塔腐蚀，内表面用内衬橡胶。为避免固态石膏和其他组分的沉淀，吸收塔的底部被特别设计为倒锥形，这种底部不需要额外的搅动，与底部为一体的是强制氧化系统。
吸收塔数量 1 个
塔径 14.8 m
塔高 55.5 m
材料 St 37, 内衬橡胶, 4mm
空气氧化系统 1.4539
喷淋装置水管 St 37, 内衬橡胶/ FRP
喷嘴 SiC
除雾器 PPH
2.3 吸收剂系统
脱硫工艺的添加剂是碳酸钙。准备用的碳酸钙粉用卡车来运送，中间石灰贮存库放在两送料斗出口之间，每个送料斗配备一风力输送系统，每个系统按满负荷设计。碳酸钙粉分批加入，每批加入700 kg，两个系统交替运行。
2.4 石膏脱水系统
脱水系统安装在石膏库的上面。一台多水力旋流器进行预脱水，由于真空带式过滤机运行的高度可靠性，没有配备备用系统，万一需要维修，通过增加浆液的浓度，石膏以吸收浆的方式贮存。
传送带把脱水后的石膏运送到石膏库入口。脱水后的石膏含湿量可达到大约10％。
通常，一部分滤出液排入废水处理系统，通过吸收循环液中的氯的浓度来控制废水的质量，氯浓度将不得超过20,000 ppm 以免腐蚀。
3 技术参数
3.1 一般设计参数
FGD 以含硫量为1.5%的煤设计的。工作状况下SO X 入口浓度为3,500 mg/m 3 (标态)审批部门的要求除NO X 、CO 等也对SO X 和粉尘的最大排放量作了要求。
粉尘 20 mg/m 3 标态.
SO X 200 mg/m 3 标态.
要求在烟囱中采用连续的排放测量法，此测量法必须配备单独的计算机，以便把所测数据换算为（标态）值，要求对所有排放数据进行连续的记录，测量的参数如下：粉尘、SO 2 、NO X 、O 2 、温度、压力。
对烟气温度没有要求，烟气经过一冷却塔后排放是被允许的。大量的调查表明烟气经冷却塔后排放有极好的分散性。烟气以大约50℃进入冷却塔（饱和温度45-48℃＋在引风机内增加的温度），然后由于较高温度的冷却塔空气，烟气将获得额外的升力，这时冷却塔运行在再冷却模式，例如从涡轮冷凝器来的冷却水将被再循环。仅仅蒸发的冷却水必须用从波罗的海的新鲜海水补给。
3.2 吸收塔系统
吸收塔的主要组成部分：包含内部结构的塔体本身、循环泵和氧化系统
吸收塔：
流量 1,772,000 m 3 /h（标态）.
SOX 入口浓度 3,500 mg/m 3 （标态）.
SOX 出口浓度 200 mg/m 3 （标态）.
吸收剂 碳酸钙 (CaCO3)
效率 95 %
喷淋系统：
喷淋层 6
喷嘴数量 180
每个喷嘴的流量 122 m 3 /h
除雾器：
厂商 Alpha Laval
类型 钩形
数量 2 个(预- / 精细-除雾器)
横截面 * m 2
气体流速 5.5 m/s
循环泵（一个吸收塔的数据）
数量 3
类型 离心泵
流量 7,350 m 3 /h
压头 根据到喷嘴的距离有所不同
功率损耗 1,250 kW (最大)
泵身材料 1.4517
叶轮材料 1.4424
曝气鼓风机：
数量 2 x 100%
流量 7,350 m 3 /h
压头 80 000 Pa
出口温度 100℃
熄火温度 50℃
功率损耗 219 kW
3.3 吸收剂系统
料库配备两个出口送料斗，且每个送料斗都要配备流化措施确保添加剂连续的流动，碳酸钙粉的量是通过一个慢行程定量给料系统控制，碳酸钙粉根据处理SO X 的量分批供给。
吸收池容量 2,500 m 3
风力运输 2 x 100%
3.4 石膏脱水
石膏脱水系统安装在石膏库的上面，用多水力旋流器进行预脱水，然后通过一台真空带式过滤器进行过滤。分别都按满负荷设计，由于锅炉所用煤和负荷的不同，这个系统通常分批运行。
石膏库容量 3,000
类型 后进先出 (Eurosilo)
真空带式过滤器数量 1 x 100%
石膏含水率 < 10%
3.5 占地
由于主要的设备都布设在一条线上，没有任何多余的空地，与电厂所有的别的设备相比，FGD 是唯一占地较少的。FGD 的占地不到整个电厂所需占地的5-6%。
4 投资成本和运行费用
对于一个完全配齐所有的环境保护设施的新建的电厂，装设FGD 的投资成本占全部投资成本的7-9% ，这个数字包括所有的工程费用，也包含土建所必需的费用。
与罗斯托克电厂类似的一个FGD 系统将需要消耗电厂所发的电能的1.7-2.0%，每年用于维修、更换和备用零部件的费用几乎占FGD 机械装备起初投资的1.7-2.0%。人力需求依电厂本身的操作要求而定。在罗斯托克电厂，没有专门的FGD 的操作人员整个电厂的操作人员，都可以在完成本职工作外来控制FGD 系统，整个电厂可由一个工人在控制室里控制（不包括维修工作）。
5 运行经验
罗斯托克电厂自1994 年试运行以来(到2003 年4 月)共运行了67 000 个小时。在1994 年到2000年期间共启动/关闭系统约1100 次。
高度的自动化使电厂一直能处于高效运行状态，由于FGD 有时出现故障，这种高效性也不是总能得到保证。然而，LCP-条例允许电厂无FGD 运行的时间每年最多可达240 个小时。一个操作员在中心控制室能完成所有必需的操作。
含湿量大的净化气体使引风机需要更高质量的材料，并且使维修工作比原来预料的更多。
添加剂的供给和石膏的运输完全由各个运输公司负责，卡车司机必须独立完成装卸工作，而不要电厂其它工作人员的帮助。一段时间后，这种组织结构成功的得到实施。
生产的石膏品质好在水泥行业中用作缓凝剂。
FGD 系统没有安装旁路和备用设施。万一FGD 运行出现故障，锅炉必须关停。
6 环境影响
在电厂试运行两年前,即1992 年，,建了一个排放测量室来收集排放数据。这些数据是电厂试运行后的污染物排放情况作比较的基础。
直到今天从电厂到排放数据都没有出现可测的影响。整个烟气处理系统（DENOX, ESP, FGD）都避免了任何的不良环境影响。
为了把测量结果公布给市民看，在市中心建了一个布告板。来自不同排放测量点的测量数据都公布出来了。运行一年后，即1995 年，当地政府确认电厂的排放符合排放标准。
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图１运行数据:SO 2 = 37.4 mg/m 3 效率= 97.3 %
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