雙循環(huán)流化床半干法煙氣懸浮脫硫工藝

1、雙循環(huán)流化床半干法煙氣懸浮脫硫工藝雙循環(huán)流化床半干法煙氣懸浮脫硫工藝作者：馬春元發(fā)文日期：(20020908)本文章被瀏覽:1493摘要文中介紹了一種雙循環(huán)流化床煙氣半干法懸浮脫硫工藝及其工業(yè)中試情況。并就適應(yīng)于135（125）MW機(jī)組鍋爐煙氣脫硫工藝進(jìn)行了技術(shù)方案分析。關(guān)鍵詞脫硫雙循環(huán)流化床125MW機(jī)組1概述煙氣雙循環(huán)流化床半干法懸浮脫硫裝置利用流化床原理，將脫硫劑流態(tài)化，煙氣與脫硫劑在懸浮狀態(tài)下進(jìn)行脫硫反應(yīng)。脫硫劑及灰循環(huán)利用，提

2、高了脫硫塔內(nèi)的脫硫劑濃度，增加了脫硫反應(yīng)幾率，同時(shí)提高了脫硫效率及脫硫劑的利用率。與濕法脫硫工藝相比，煙氣雙循環(huán)流化半干法懸浮脫硫工藝具有優(yōu)勢(shì)：沒(méi)有腐蝕、帶水等難對(duì)付的問(wèn)題，沒(méi)有水的二次污染；因不用水處理、不用煙氣加熱而具有較低的投資。煙氣雙循環(huán)流化床半干法懸浮脫硫裝置是適應(yīng)35th~670th鍋爐，與靜電除塵器良好配合的一種高效脫硫裝置。該裝置已完成工業(yè)性優(yōu)化試驗(yàn)及工業(yè)示范。表現(xiàn)出高的脫硫效率（90%）和與靜電除塵器的良好配合特性。設(shè)

3、計(jì)指標(biāo)：脫硫效率∽90%，脫硫裝置阻力∽1000Pa，鈣硫比1.3∽1.2。根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局、國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部文件（環(huán)發(fā)[2002]26號(hào)）《關(guān)于發(fā)布〈燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策〉的通知》中、及國(guó)家電力公司文件（國(guó)電科[2001]531號(hào)）《國(guó)家電力公司關(guān)于燃煤電廠建設(shè)脫硫除塵裝置等有關(guān)情況的報(bào)告》中明確指出：電廠鍋爐煙氣脫硫的技術(shù)路線是：1）…。2）燃用中低硫煤（含硫2%）的中小電廠鍋爐（200MW），或是剩余

4、壽命低于10年的老機(jī)組建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施時(shí)，宜優(yōu)先采用半干法、干法或其它費(fèi)用較低的成熟技術(shù)，脫硫效率應(yīng)保證在75%以上，…。煙氣雙循環(huán)流化床半干法懸浮脫硫工藝符合國(guó)家技術(shù)政策，是適應(yīng)于135（125）MW機(jī)組的煙氣脫硫方案。2煙氣雙循環(huán)流化床半干法懸浮脫硫工藝2.1技術(shù)定義與工藝流程煙氣雙循環(huán)流化床半干法懸浮脫硫裝置是一種兩級(jí)慣性分離、內(nèi)外雙重循環(huán)的煙氣循環(huán)流化床懸浮脫硫裝置。其主要構(gòu)成：流化裝置及濃相懸浮脫硫反應(yīng)塔、頂部慣性分離器、與除

5、塵器配套的百葉窗慣性分離裝置（或下排風(fēng)式低阻旋風(fēng)分離器）、脫硫灰回送及脫硫劑添加機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)。其工作原理是煙氣經(jīng)流化裝置，把脫硫劑及脫硫灰流化并進(jìn)入脫硫反應(yīng)塔，進(jìn)行脫硫半干式洗滌；在脫硫反應(yīng)塔頂部的慣性分離器對(duì)高含灰煙氣進(jìn)行初步分離，分離出的脫硫灰靠重力直接進(jìn)入脫硫反應(yīng)塔，形成內(nèi)循環(huán)方式。初步分離后的煙氣進(jìn)入二級(jí)分離器進(jìn)行二級(jí)氣固分離，然后煙氣進(jìn)入靜電除塵器或布袋除塵器，除塵后由引風(fēng)機(jī)排出。二級(jí)分離出的脫硫灰由灰料輸送裝置回送，形成脫

6、硫灰的外循環(huán)方式。本技術(shù)構(gòu)成了脫硫灰的內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)的雙重循環(huán)特征；構(gòu)成了兩級(jí)慣性分離串聯(lián)的氣固分離特征。若初級(jí)分離效率為η1，二級(jí)分離效率為η2，則總分離效率η=η1（1η1）η2。若兩級(jí)分離效率分別為90%，則總效率高達(dá)99%；若兩級(jí)分離效率分別為80%，則總分離效率仍高達(dá)96%。分離器是構(gòu)成循環(huán)的關(guān)鍵部件，對(duì)分離器的要求是阻力低，具有適當(dāng)?shù)姆蛛x效率。2.2工藝特點(diǎn)(1)脫硫及其效率基于上述工藝的脫硫裝置在青島一75th鍋爐工程實(shí)施

7、，并通過(guò)山東省環(huán)保監(jiān)測(cè)中心站的監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果：在鈣硫比1.3∽1.2，煙氣出口溫度∽70℃的條件下，脫硫效率高于90%（煙氣入口SO2濃度為3500mgm3）。該裝置采用內(nèi)置慣性分離、外置下排式旋風(fēng)分離，構(gòu)成雙循環(huán)流化床特征。采用螺旋輸送機(jī)回送灰料，多余灰料送往靜電除塵器灰斗。采用文丘里流化雙塔結(jié)構(gòu)。脫硫劑配制成10%∽20%濃度的石灰漿，并儲(chǔ)存罐中待用。石灰漿采用壓力霧化方式。脫硫?qū)o電除塵器的影響：脫硫運(yùn)行致使靜電除塵器的運(yùn)行電壓、

8、電流升高，稍超額定值。通過(guò)改變?yōu)槎▔哼\(yùn)行方式，使問(wèn)題得以解決。脫硫運(yùn)行對(duì)煙氣調(diào)質(zhì)，提高除塵效率。原靜電除塵器排放濃度在線指示值為∽350mgm3，脫硫運(yùn)行后，排放濃度在線指示值為200mgm3∽50mgm3，除塵效率明顯提高。脫硫塔阻力為500Pa，適應(yīng)原風(fēng)機(jī)動(dòng)力，脫硫運(yùn)行后鍋爐仍可正常運(yùn)行。3.2CaS摩爾比對(duì)脫硫效率的影響圖1是在典型工況下，CaS摩爾比對(duì)脫硫效率影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由圖1可見(jiàn)，當(dāng)CaS=1.2~1.3時(shí)，脫硫效率在90

9、%左右，需要指出的是，在循環(huán)流化床煙氣脫硫中，由于固體顆粒物的多次循環(huán)，實(shí)際脫硫塔內(nèi)的CaS遠(yuǎn)大于進(jìn)料CaS，從而使脫硫裝置在較低的進(jìn)料CaS條件下，維持較高的脫硫效率。在鈣硫比大于2以后，脫硫效率隨鈣硫比的增加而增加的幅度開(kāi)始變小，鈣的利用率開(kāi)始下降。因此單純?cè)黾游談┑膰娙肓恳央y以大幅度地提高脫硫效率。3.3近絕熱飽和溫度對(duì)脫硫效率的影響近絕熱飽和溫度(ΔT)是出口煙溫與煙氣絕熱飽和溫度之差，它對(duì)脫硫效率的影響如圖2所示，近絕熱飽和

10、溫度對(duì)脫硫裝置的脫硫效率和穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用，一方面為取得較高的脫硫效率，ΔT越小越好，因?yàn)棣小，漿液蒸發(fā)慢，液相存在時(shí)間長(zhǎng)，脫硫劑與煙氣中SO2的離子反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，脫硫效率高。另一方面必須保證脫硫劑到達(dá)脫硫塔出口前完全干燥，以及整個(gè)脫硫系統(tǒng)在露點(diǎn)以上安全運(yùn)行，否則將引起系統(tǒng)粘壁阻塞和結(jié)露。因此，必須保持較大的ΔT。當(dāng)鍋爐的工況不斷地變化，脫硫裝置噴漿量和噴水量不斷變化時(shí)，煙氣的露點(diǎn)變化較大，從而使過(guò)飽和溫度處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程，所

11、以半干式循環(huán)流化床煙氣脫硫?qū)刂葡到y(tǒng)要求較高。當(dāng)噴漿量一定的條件下，ΔT通過(guò)調(diào)節(jié)噴水量控制。本脫硫裝置ΔT在8℃~11℃范圍內(nèi)安全運(yùn)行。當(dāng)CaS=1.2時(shí)，脫硫效率達(dá)90%.3.4固體顆粒物濃度對(duì)脫硫效率的影響固體顆粒物濃度對(duì)脫硫效率的影響如圖3所示，由于采用變頻調(diào)速控制絞龍直接回料，使回料量精確可調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)脫硫塔內(nèi)濃度的控制。由圖3可以看出，脫硫效率隨著固體顆粒物濃度的增加而增加，固體顆粒物的循環(huán)可以使脫硫效率提高10%~20%，由

12、于脫硫裝置采用脫硫灰的內(nèi)循環(huán)、外循環(huán)的雙重循環(huán)工藝，使脫硫塔內(nèi)的固體顆粒物的濃度顯著提高，可達(dá)到1000gm3，綜合考慮，脫硫塔內(nèi)濃度一般控制在600gm3~800gm3為宜。3.5SO2入口濃度對(duì)脫硫效率的影響圖4給出了SO2入口濃度對(duì)脫硫效率的影響，可以看出，脫硫效率隨著入口濃度的增加而略有增加，這是因?yàn)楫?dāng)CaS一定時(shí)，隨著入口濃度的增加，噴漿的絕對(duì)量必然增加，相應(yīng)地增加了脫硫塔內(nèi)的水量，延長(zhǎng)了脫硫劑的有效停留時(shí)間，使脫硫效率增大。