自主知识产权的大型火电厂YD－BSP湿法烟气脱硫技术
摘 要： 本文介绍中电投远达环保公司开发的具有自主知识产权的YD－BSP湿法烟气脱硫技术，主要论述YD－BSP技术特点、技术指标、技术研发内容、技术创新点、创新成果、与国内外同类技术的比较和竞争优势以及技术应用效果等。
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1 技术概述
YD－BSP湿法烟气脱硫技术是中电投远达环保工程有限公司在引进消化吸收国外两项先进湿法脱硫技术、承担1999年国家重大环保专项“烟气脱硫技术及装置高技术产业化示范工程建设项目”（国家计委计高技[1999]1297号）、不断自主研究开发以及进行大量工程实践的基础上，根据我国燃煤电厂实际开发的具有完整自主知识产权的烟气脱硫技术。
YD代表远达公司自主创新，BSP是物料及能量平衡（Balance of Material and Energy）、吸收过程模拟（Simulation of Absorbing）、工艺优化设计及控制（Process Optimizing Design and Control）的英文首字母的缩写，代表远达公司自主脱硫技术三个最核心的研究和设计开发平台。
中电投远达环保工程有限公司引进了日本三菱和奥地利AEE公司两项先进湿法脱硫技术，是国内唯一一家同时引进两项湿法脱硫技术的脱硫公司。日本三菱和奥地利AEE公司均为国际上持有世界领先脱硫技术的公司，其技术的核心区别是吸收塔不同，三菱公司为液柱式脱硫塔，而AEE为大多数国外公司持有的喷淋塔技术。5年多来，远达公司充分消化吸收两家公司的技术精髓，并针对我国燃煤电厂特点进行不断的技术创新、优化，最终形成具有完整自主知识产权的烟气脱硫成套技术，建立了自主知识产权的YD－BSP烟气脱硫工艺设计、施工、安装调试、运行管理等一体化的脱硫技术规范及标准。 字串8
2 技术特点和技术指标
2.1 技术特点
YD－BSP烟气脱硫技术具有处理大烟气量、高含硫量、高粉尘含量烟气的特点，以及投资大幅降低、建设周期大幅缩短、运行可靠稳定、运行成本低的优势。
2.2主要技术指标
SO2脱除率达99％，粉尘脱除率85％，石膏纯度达97%。装置可用率95％。脱硫装置一次投运成功率100% 。单套脱硫装置烟气最大处理量达到4750000Nm3/h，适用于含硫量30000mg/Nm3、粉尘浓度600mg/Nm3的高含硫含尘烟气。
2.3总体技术水平
YD－BSP脱硫技术的各项指标均达到或超过国际领先水平，总体技术水平处国际先进行列。
3 技术研究开发内容
3.1技术关键
YD－BSP烟气脱硫技术的技术关键是整个脱硫工艺系统的自主创新设计，吸收塔内气液流动特征、多相反应机理、过程优化研究，物料及能量平衡（Balance of Material and Energy）、吸收过程模拟（Simulation of Absorbing）、工艺优化设计及控制（Process Optimizing Design and Control）平台开发，以及相关配套设备的优化设计和制造。
3.2技术内容
YD－BSP烟气脱硫技术包括如下研究内容：（1）脱硫相关基础理论研究。（2）吸收塔内气液流动特征及多相化学反应机理研究。（3）物料及能量平衡平台开发。（4）吸收过程模拟平台的开发。（5）工艺优化设计及控制平台开发。（6）关键设备的研发和设计。
3.2.1已经完成的研究内容
目前已经完成的研究内容主要有：（1）SO2溶解的多相相平衡及湿法脱硫基础化学研究；（2）酸性溶液中石灰石消溶特性研究；（3）吸收塔内流动阻力和传热传质规律研究；（4）脱硫浆液池气液两相传热与传质规律研究；（5）喷嘴特性研究；（6）吸收塔内部件设计优化研究；（7）脱硫剂活性研究及活性测试系统开发；（8）喷淋式脱硫塔内流场的计算机数值模拟（CFD）；（9）脱硫塔内亚硫酸盐的氧化研究；（10）脱硫装置DCS系统研究及软件开发；（11）烟气脱硫用真空胶带过滤机研制；（12）烟气脱硫装置除雾器研制；（13）脱硫系统调试研究；（14）烟气脱硫仿真研究及软件开发；（15）烟气脱硫冷态模拟研究和演示平台建设等。
3.2.2正在进行的研究项目和内容
（1）物料及能量平衡平台开发
在此平台上对整个脱硫系统的原烟气、水、空气、石灰石、净烟气、石膏、废水等各物质间的质量平衡和能量平衡关系；物理热、化学热、吸收反应机理、动力学特征、吸收过程的影响因素等研究。
（2）工艺优化设计及控制平台开发
在此平台上进行烟气脱硫系统工艺的优化设计，YD-BSP烟气脱硫技术特点分析，工艺过程的自动控制等研究。
3.2.3即将启动的研发项目 字串9
关键系统及设备的设计和研发即将启动。
主要包括：（1）吸收塔结构研发及设计，包括直径、高度、接口位置及大小、喷淋层位置及间距、反应池容积、除雾器位置及高度、喷淋层及喷嘴布置以及钢结构设计等；（2）喷淋塔脱硫喷嘴的研发；（3）石灰石浆液制备系统研究，包括石灰石干磨及湿磨系统的设计、设备配套等，实现浆液制备系统国产化。
4 技术创新点和创新成果
4.1 针对国内燃煤电站实际情况，能处理高烟气流量、及高含硫、高粉尘含量的烟气。单套脱硫装置最大烟气处理量可达4750000Nm3/h，烟气含硫量达30000mg/Nm3、粉尘浓度600mg/Nm3。烟气脱硫效率达到99％。
4.2 开发出适用于老电厂改造的低投资、低运行成本的简易湿法脱硫技技术。
4.3 开发出劣质石灰石利用技术，降低了传统石灰石－石膏湿法脱硫技术对脱硫剂的品质要求，可使用CaCO3纯度为85％～90％的劣质石灰石矿作为脱硫剂。
4.4 开发出吸收塔反应池高含固量浆液设计技术。吸收塔反应池浆液含固量可达30％，减小了反应池容积和循环泵流量，降低了吸收塔造价和运行费用。
4.5 开发出高密度氧化空气喷射格栅设计技术，提高氧化空气利用率，降低了氧化空气系统的造价和运行成本。
4.6 开发出浆液迷宫式增稠器，取代传统脱硫工艺上使用的离心式旋流器，提高了吸收塔反应池浆液的杂质分离水平，使FGD装置可以处理高粉尘浓度烟气和适用劣质石灰石吸收剂。 字串2
4.7通过研究喷淋式脱硫塔内流场的计算机数值模拟（CFD），突破国外CFD模拟核心技术壁垒，彻底改变了因外方对CFD模拟技术保密而国内脱硫公司只能被牵着鼻子走的被动局面，大大提高了脱硫系统的优化设计程度。
4.8 研制开发出脱硫剂活性实验室分析系统，用于准确测试脱硫剂的活性大小，为设计和脱硫系统调试中石灰石的择优选择提供准确依据。
4.9 研制开发出脱硫剂活性在线监测装置。通过该装置在线分析实际烟气条件下的脱硫剂活性，优化工艺控制参数，实现脱硫系统最优运行。石灰石活性测试方法及其分析系统（专利申请号200610054309.4）、烟气脱硫石灰石活性测试装置（专利申请号200620110611.2）已申请发明专利。
4.10研究形成了一整套具有自主知识产权的烟气脱硫性能测试标准和方法，主要包括：脱硫塔内浆液、石灰石固体和石灰石浆液、副产品石膏、工艺水、废水等的浓度和成分分析，脱硫塔进出口烟气温度、压力、流速、成分测试，除雾器出口雾滴浓度测试等。
4.11 研制开发出具有自主知识产权的脱硫关键设备――DU5-20/1300、DU20-39/2200、DU27-60/3000系列真空胶带过滤机（专利号：ZL03233697.7）和烟气脱硫用大型除雾器（专利号：ZL03233698.5）。设备性能指标达到国际先进水平。
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4.12 在国内率先取得1000MW级特大型超超临界燃煤机组烟气脱硫技术的重大突破。总承包建设的华能浙江玉环电厂2×1000MW超超临界燃煤机组烟气脱硫工程，是国内目前实施的最大机组容量的烟气脱硫工程。
4.13 目前申请脱硫相关专利16项，其中发明专利7项，授权专利2项。在国内外科技期刊和学会会议中发表学术论文14篇，其中国际会议论文4篇。
4.14 所获科技进步奖励
（1）中国电力投资集团公司2005年科学技术进步奖二等奖、三等奖。
（2）中国电力投资集团公司2006年科学技术进步奖一等奖。
（3）2005年陕西省高校科技进步奖一等奖（陕西省教育厅）。
5 与国内外同类技术的比较
根据我国燃煤电厂实际开发的YD－BSP烟气脱硫成套技术，具有如下的优势和竞争力：
5.1 脱硫装置各项指标均达到或超过国际先进水平。SO2脱除率达99％，粉尘脱除率85％，石膏纯度达97%。装置可用率95％。脱硫装置一次投运成功率 100% 。单套脱硫装置烟气最大处理量达到4750000Nm3/h，适用于含硫量30000mg/Nm3、粉尘浓度600mg/Nm3的高含硫含尘烟气。
5.2 研制开发的脱硫关键设备-----真空胶带过滤机的性能指标均达到国际先进水平。副产品石膏水分含量小于10％，氯离子含量小于100ppm（专利号：ZL03233697.7）。
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5.3 研制开发的脱硫关键设备――大型除雾器的性能指标均达到国际先进水平。除雾效率≥90％，除雾器阻力≤20 mmH2O，不积灰、不堵塞、不结垢（专利号：ZL03233698.5）。
5.4 脱硫工程造价仅为国外技术造价的22％－27％，最低达到16％左右。
5.5 脱硫装置建设周期大幅度缩短，比国外公司承建的脱硫工期缩短至50％以下。
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