德國羅斯托克電廠脫硫工程
1.背景介紹
在西德和東德重新統一后，羅斯托克市附近的Greifswald 電廠完全停止運行，后被拆除。因而非常有必要建造一新電廠，并且選在靠近羅斯托克港口的一個地方。1994 年建成了擁有一臺鍋爐和500 MW 機組的電廠并進入試運行階段。煤是從羅斯托克港口通過一個1.2 km 長加頂的帶式運輸機運輸的，電廠配備了一個冷卻塔用來冷卻水。新鮮的冷卻水是從波羅的海獲得。
燃料采用無煙煤。大部分的煤是由南非、波蘭和俄羅斯供應的，但為了節約，采用了各國的資源。
鍋爐為本生式鍋爐，由德國巴布科克魯奇Lentjes 公司制造，FGD 系統為濕法石灰石－石膏工藝，其他供應商如下：
鍋爐 德國巴布科克/Lentjes
渦輪機 ABB
ESP ABB / Fl?kt
DENO X Lentjes /德國巴布科克
FGD Lentjes Energie & Ents rg ng(原來的 G ttfried Bisch ff)
電廠原先設計為供暖的中等負荷的電廠。運行時間大約每年為4 000小時。1994年開始試運轉，從最開始就配有FGD 系統。除了輸出電能，電廠還將供暖300 MW。一旦需滿負荷的供暖，電能就只有450 MW。如果僅僅發電，效率為42.5%，如既供電又供暖，效率可達62.5%。
選取現在的地址主要是考慮到世界各國的煤可經羅斯托克港口運輸。
運行排放標準是以LCP-條例為依據的而審批部門要求采用“最佳實用技術”來達到排放限度。SO X 的排放限度為200 mg/m 3 (標態),粉塵的排放限度為200mg/m 3 (標態)。除了這個排放標準外，電廠還必須無一例外的遵循LCP-條例的所有要求。
與鍋爐配套的DENO X 、ESP 和 FGD 安裝在一條直線上，僅僅DENO X 部分有一更換催化劑的旁路，ESP 和 FGD 不能通過旁路，煙氣經過冷卻塔排放。在這個電廠中沒有煙囪。
2.FGD 系統
2.1 概述
安裝的FGD 工藝是濕法石灰石石膏工藝，通過利用碳酸鈣CaCO3 進行煙氣脫硫，而且產生適于銷售的石膏。吸收裝置是無填料的空噴淋塔，而且配備強制氧化的吸收池。
吸收裝置是靠內部漿液循環運作來實現的，并且被設計為酸凈化系統。吸收池內的pH 值控制在4.5 和5.5 之間。在吸收池中貯存一定量的石膏晶體作為生成新石膏晶體的晶核，另一部分石膏排放出來進行脫水。
石膏脫水后的濾出液又返回到吸收裝置再利用。新鮮的補給水由除霧沖洗系統（液滴分離器，與吸收塔一體）補充或者直接加入到吸收池。除霧器用地表水（雨水）沖洗。
由于使用俄羅斯的煤（氯含量很低），循環中不能獲得所需的氯的含量。因此在處理過程中將無廢水外排。額外的氯通過利用海水作為補給水獲得。
準備用的碳酸鈣粉運送到電站。碳酸鈣粉貯存在庫中。碳酸鈣干粉通過-氣力運輸和噴射系統直接送入吸收池。
除了大的吸收循環泵，所有的泵都為一用一備，一旦出現故障，自動控制系統就會轉向備用的系統。在停運后，所有運輸石膏和石灰乳的管道和泵將會自動得到沖洗和排干。
在維護時期，設計為能容納系統（吸收塔、管道，沖洗水）全部液體的廢水罐能容納石膏漿，在重新啟動之前漿液將被打回吸收塔。在再次試運轉后，包含的石膏晶體將立即作為晶核，這樣避免了堵塞和堵漏的運行問題。
煙氣進入吸收塔時大約120℃，不需另外的冷卻裝置，由于煙氣經冷卻塔排放，不需蓄熱式換熱器。
引風機設計為能克服從鍋爐到冷卻塔的壓力損失，FGD 系統沒有單獨的增壓鼓風機，引風機安裝在吸收塔的后面。理論上，這是最經濟的位置，然而對材料選擇的高要求和維修工作的困難。目前不贊成把風機安裝在這個位置。
2.2 吸收塔
吸收塔是“空噴淋塔”，例如沒有強化氣液傳質的內部填料。吸收漿液由泵從吸收池打入到噴嘴，然后逆流噴射。為了限制液滴帶入到凈化氣體中，在吸收塔出口之前安裝除霧器。
為了防止吸收塔腐蝕，內表面用內襯橡膠。為避免固態石膏和其他組分的沉淀，吸收塔的底部被特別設計為倒錐形，這種底部不需要額外的攪動，與底部為一體的是強制氧化系統。
吸收塔數量 1 個
塔徑 14.8 m
塔高 55.5 m
材料 St 37, 內襯橡膠, 4mm
空氣氧化系統 1.4539
噴淋裝置水管 St 37, 內襯橡膠/ FRP
噴嘴 SiC
除霧器 PPH
2.3 吸收劑系統
脫硫工藝的添加劑是碳酸鈣。準備用的碳酸鈣粉用卡車來運送，中間石灰貯存庫放在兩送料斗出口之間，每個送料斗配備一風力輸送系統，每個系統按滿負荷設計。碳酸鈣粉分批加入，每批加入700 kg，兩個系統交替運行。
2.4 石膏脫水系統
脫水系統安裝在石膏庫的上面。一臺多水力旋流器進行預脫水，由于真空帶式過濾機運行的高度可靠性，沒有配備備用系統，萬一需要維修，通過增加漿液的濃度，石膏以吸收漿的方式貯存。
傳送帶把脫水后的石膏運送到石膏庫入口。脫水后的石膏含濕量可達到大約10％。
通常，一部分濾出液排入廢水處理系統，通過吸收循環液中的氯的濃度來控制廢水的質量，氯濃度將不得超過20,000 ppm 以免腐蝕。
3 技術參數
3.1 一般設計參數
FGD 以含硫量為1.5%的煤設計的。工作狀況下SO X 入口濃度為3,500 mg/m 3 (標態)審批部門的要求除NO X 、CO 等也對SO X 和粉塵的最大排放量作了要求。
粉塵 20 mg/m 3 標態.
SO X 200 mg/m 3 標態.
要求在煙囪中采用連續的排放測量法，此測量法必須配備單獨的計算機，以便把所測數據換算為（標態）值，要求對所有排放數據進行連續的記錄，測量的參數如下：粉塵、SO 2 、NO X 、O 2 、溫度、壓力。
對煙氣溫度沒有要求，煙氣經過一冷卻塔后排放是被允許的。大量的調查表明煙氣經冷卻塔后排放有極好的分散性。煙氣以大約50℃進入冷卻塔（飽和溫度45-48℃＋在引風機內增加的溫度），然后由于較高溫度的冷卻塔空氣，煙氣將獲得額外的升力，這時冷卻塔運行在再冷卻模式，例如從渦輪冷凝器來的冷卻水將被再循環。僅僅蒸發的冷卻水必須用從波羅的海的新鮮海水補給。
3.2 吸收塔系統
吸收塔的主要組成部分：包含內部結構的塔體本身、循環泵和氧化系統
吸收塔：
流量 1,772,000 m 3 /h（標態）.
SOX 入口濃度 3,500 mg/m 3 （標態）.
SOX 出口濃度 200 mg/m 3 （標態）.
吸收劑 碳酸鈣 (CaCO3)
效率 95 %
噴淋系統：
噴淋層 6
噴嘴數量 180
每個噴嘴的流量 122 m 3 /h
除霧器：
廠商 Alpha Laval
類型 鉤形
數量 2 個(預- / 精細-除霧器)
橫截面 * m 2
氣體流速 5.5 m/s
循環泵（一個吸收塔的數據）
數量 3
類型 離心泵
流量 7,350 m 3 /h
壓頭 根據到噴嘴的距離有所不同
功率損耗 1,250 kW (最大)
泵身材料 1.4517
葉輪材料 1.4424
曝氣鼓風機：
數量 2 x 100%
流量 7,350 m 3 /h
壓頭 80 000 Pa
出口溫度 100℃
熄火溫度 50℃
功率損耗 219 kW
3.3 吸收劑系統
料庫配備兩個出口送料斗，且每個送料斗都要配備流化措施確保添加劑連續的流動，碳酸鈣粉的量是通過一個慢行程定量給料系統控制，碳酸鈣粉根據處理SO X 的量分批供給。
吸收池容量 2,500 m 3
風力運輸 2 x 100%
3.4 石膏脫水
石膏脫水系統安裝在石膏庫的上面，用多水力旋流器進行預脫水，然后通過一臺真空帶式過濾器進行過濾。分別都按滿負荷設計，由于鍋爐所用煤和負荷的不同，這個系統通常分批運行。
石膏庫容量 3,000
類型 后進先出 (Eurosilo)
真空帶式過濾器數量 1 x 100%
石膏含水率 < 10%
3.5 占地
由于主要的設備都布設在一條線上，沒有任何多余的空地，與電廠所有的別的設備相比，FGD 是唯一占地較少的。FGD 的占地不到整個電廠所需占地的5-6%。
4 投資成本和運行費用
對于一個完全配齊所有的環境保護設施的新建的電廠，裝設FGD 的投資成本占全部投資成本的7-9% ，這個數字包括所有的工程費用，也包含土建所必需的費用。
與羅斯托克電廠類似的一個FGD 系統將需要消耗電廠所發的電能的1.7-2.0%，每年用于維修、更換和備用零部件的費用幾乎占FGD 機械裝備起初投資的1.7-2.0%。人力需求依電廠本身的操作要求而定。在羅斯托克電廠，沒有專門的FGD 的操作人員整個電廠的操作人員，都可以在完成本職工作外來控制FGD 系統，整個電廠可由一個工人在控制室里控制（不包括維修工作）。
5 運行經驗
羅斯托克電廠自1994 年試運行以來(到2003 年4 月)共運行了67 000 個小時。在1994 年到2000年期間共啟動/關閉系統約1100 次。
高度的自動化使電廠一直能處于高效運行狀態，由于FGD 有時出現故障，這種高效性也不是總能得到保證。然而，LCP-條例允許電廠無FGD 運行的時間每年最多可達240 個小時。一個操作員在中心控制室能完成所有必需的操作。
含濕量大的凈化氣體使引風機需要更高質量的材料，并且使維修工作比原來預料的更多。
添加劑的供給和石膏的運輸完全由各個運輸公司負責，卡車司機必須獨立完成裝卸工作，而不要電廠其它工作人員的幫助。一段時間后，這種組織結構成功的得到實施。
生產的石膏品質好在水泥行業中用作緩凝劑。
FGD 系統沒有安裝旁路和備用設施。萬一FGD 運行出現故障，鍋爐必須關停。
6 環境影響
在電廠試運行兩年前,即1992 年，,建了一個排放測量室來收集排放數據。這些數據是電廠試運行后的污染物排放情況作比較的基礎。
直到今天從電廠到排放數據都沒有出現可測的影響。整個煙氣處理系統（DENOX, ESP, FGD）都避免了任何的不良環境影響。
為了把測量結果公布給市民看，在市中心建了一個布告板。來自不同排放測量點的測量數據都公布出來了。運行一年后，即1995 年，當地政府確認電廠的排放符合排放標準。
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圖１運行數據:SO 2 = 37.4 mg/m 3 效率= 97.3 %
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