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<H2 class=post>NID脱硫工艺在巨化热电厂的应用研究</H2>
<DIV class=storycontent>< > NID工艺已用于巨化热电厂70MW机组的脱硫工程。巨化脱硫工程自2001年2月正式投运以来,无论是脱硫效率还是粉尘排放浓度都优于设计指标。通过调整工程参数进行的大量研究表明:NID系统具有布置灵活性、较宽的操作弹性和煤种适应性,性价比好,脱硫效率高,具有在火电厂25~300MW机组上推广应用的良好前景。目前,此种工艺在垃圾焚烧尾气处理方面具有较高的市场占有率。</P>
< > NID脱硫工艺流程见图1。该工程于2001年2月正式投入运行,至今情况良好。出口烟气温度69~73℃,Ca/S=1.2~1.3,脱硫效率85%~94%。<BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/227853768.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR></P>
< > 烟气进出口温度与脱硫率的关系见图2、图3。<BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/227702047.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/227955790.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR> Ca/S对脱硫效率的影响见图4。<BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/227838209.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR> 进口SO2浓度对脱硫效率的影响见图5。</P>
< > <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/227936701.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR></P>
< > (1)巨化热电厂的NID脱硫工艺运行表明进口烟温、进口SO2浓度、操作温度提高都会对脱硫率产生一定影响。<BR> (2)在优化了运行温度,Ca/S>1.5时,对脱硫率的影响已不太敏感。<BR> (3)燃煤硫分<2.5%时,达到90%脱硫率的操作温度为69~73℃,Ca/S为1.3;若使用高钙煤灰作循环脱硫灰,则在不加任何脱硫剂的情况下,仅粉煤灰增湿循环即能达50%~85%的脱硫效率。<BR></P> </DIV>
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<H2 class=post>新型一体化脱硫技术</H2>
<DIV class=storycontent>< > NID技术是瑞典ABB公司80年代初开发的新颖脱硫技术,借鉴了旋转雾干燥法的脱硫原理又克服了使用制浆系统的种种弊端,既具有干法的廉价、简单等优点,又有湿法的高脱硫效率,且原料消耗和能耗都比喷雾干燥法有大幅度下降。1996年在波兰的2*125MW样板机上运行成功,进一步拓展了它在欧洲的垃圾焚烧、煤粉炉及其它工业炉中的脱硫市场份额,迄今已有10套装置在欧洲各国运行。</P>
< > NID烟气脱硫系统,从锅炉或除尘器排出的未经处理的热烟气,经烟气分布器后进入NID掇应器,与增湿的可自由流动的灰和石灰混合粉接触,其中的活性组份立即被子混合粉中折碱性组份吸收,同时,水分蒸发使烟气达到有效吸收SO需要的温度。对烟气的分布、混合粉的供给速率及分布和增湿用水量进行有效控制,可以达到最佳期脱硫效率。经处理的烟气进入除尘器(布袋除满面春风器或静电除尘器)除去其中的粉尘,再经引风机排入烟囱。除尘器除掉的粉尘经增湿后进入NID反应器,灰斗的灰位计控制副产品的排出。</P>
< > NID系统可以采用生石灰(CaO)或消石(Ca(OH)作为吸收剂。采用生石灰时,,生石灰要在一体式的消化器中消化。如果采用消石灰,则不需提供石灰消化器。加入NID系统的水量取决于进入和排出NID反应器的烟气温度差(即喷水降温量)。温差越大,需要蒸发的水量也越大。一般情况下,吸收效率和石灰石利用率与离开反应器的烟气的相对湿度有关。出口温度低限受最终产物的输送特性限制,最佳状态是将“接近温度”保持在15~20度(摄氏)。</P>
< > 增湿润搅拌机是NID工艺的主要部件之一,增湿搅拌机根据控制出口烟气温度和SO脱除效率的要求,按需要的比例混合石灰、循环飞灰和水。培湿搅拌机独特的设计,保证在搅拌时间很短的情况下能达到良好的搅拌效果。加入的水在粉料微粒表面上形成一层几μm的水膜,从而增大了酸性气体与碱性粉料的接触表面。大面积的密切接触保证了吸收剂和SO之间几乎是瞬间的高效反应,所以可以将反应器的体积保持在最小。二氧化硫与氢氧化钙反应生成容易处理的亚硫酸钙/硫酸钙。</P>
< > NID技术的显著特点有:</P>
<P> (1) NID工艺取消了喷雾干燥工艺中制浆系统,实行CaO的消化及循环增湿一体化设计,克服了单独消化时出现的漏风、堵管等问题,而且消化时产生的蒸汽都能利用,增加了烟气的湿度,对脱硫有利。</P>
<P> (2) 鉴于其它干法、半干法工艺脱硫剂利用率不高的问题,此工艺实行脱硫灰多次循环,循环倍率高达30~50倍,使脱硫剂的利用率提高到95%以上,大大降低了运行成本。</P>
<P> (3) 脱硫效率高,当Ca/S=1.1时,脱硫效率确保大于80%,当Ca/S=1.2~1.4时,脱硫效率可达90%~99%。</P>
<P> (4) 整个装置结构紧凑、占用空间小,投资少,约为湿法脱硫投资的1/3,而且运行成本较低。</P>
<P> (5) 脱硫无需烟气再加热。<BR></P> </DIV>
<H2 class=post>炉内喷钙及尾部增湿润活化脱硫技术</H2>
<DIV class=storycontent><P> LIFAC(Limestone Injecyion into Furnace and Activation of Unreacted Calcium)烟气脱硫工艺即锅炉炉膛内喷射石灰石粉,并配合采用锅炉尾部烟道增活化反应器,使未反就的CaO通过雾化水进行增湿活化的烟气脱硫工艺。目前世界许多厂商研究开发的以石灰石喷射为基础的干法脱硫工艺中,芬兰Tampella和IVO公司开发的这种脱硫工艺最为典型,并于1986年首先投入商业性运行。</P>
<P> LIFAC工艺主要包括以下几个子系统:</P>
<P> (1) 石灰石粉系统 包括石灰石粉的制备、计量、运输、贮存、分配和喷射等设备。</P>
<P> (2) 水利化反就器系统 包括水利化水雾化、烟气与水混合反应、下部碎渣与除渣、器壁防垢等设备。</P>
<P> (3) 脱硫灰再循环系统 包括电除尘器下部集灰、贮存、输送等装置。</P>
<P> (4) 烟气再热系统 包括烟气再热装置和主烟气混合用喷嘴等。</P>
<P> LIFAC脱硫工艺的基本原理如下:</P>
<P> 炉膛内喷钙脱硫的基本原理:石灰石粉借助气力喷入炉膛内850~1150度(摄氏)烟温区,石英钟灰石煅烧分解成CaO和CO2,部分CaO与烟气中的SO2。炉膛内喷入石灰石后的SO2。反应生成CaSO4,脱除烟气中一部分SO2。炉膛内喷入石灰石后的SO2脱除率随煤种、石灰石粉特性、炉型及其空气动力场和温度场特性等因素而改变,一般在20%~50%。</P>
<P> 活化器内脱硫的基本原理:烟气增湿活化售硫反应的机理主要是由于脱硫剂颗粒和水滴相碰撞以后,在脱硫剂颗粒表面形成一层水膜,脱硫剂及SO2气体均向其中溶解,从而使脱硫反应由原来的气-固反应转化成水膜中的离子反应,烟气中大部分未及时在炉膛内参与反应的CaO与烟气中的SO2反应生成CaSO3和CaSO4。活化反应器内的脱硫效率通常在40%~60%,其高低取决于雾化水量、液滴粒径、水雾分布和烟气流速、出口烟温,最主要的控制因素是脱硫剂颗粒与水滴碰撞的概率。</P>
<P> 由于活化反应器出口烟气中还有一部分可利用的钙化物,为了提高钙的利用率,可以将电除尘器收集下来的粉尘返回一部分到活化反应器中再利用,即脱硫灰再循环。活化器出口烟温因雾化水的蒸发而降低,为避免出现烟温低于露点温度的情况发生,可采用烟气再加热的方法,将烟气温度提高至露点以上10~15度(摄氏)加热工质可用蒸气或热空气,也可用未经活化器的烟气。</P>
<P> 整个LIFAC工艺系统的脱硫效率η为炉膛脱硫效率η和活化器脱硫效率η之和,即η=η1+(1-η1)η2,一般为60%~85%。LIFAC脱硫方法适用于燃用含硫量为0.6%~2.5%的煤种、容量为50~300MW燃煤锅炉。与湿式烟气脱硫技术相比,投资少,占地面积小,适合于现有电厂的改造。</P> </DIV>
<H2 class=post>循环流化床脱硫技术特点</H2>
<DIV class=storycontent> 1) 塔内没有任何运动部件,磨损小,设备使用寿命长,维护量小。<BR> 2) 脱硫效率高、运行费用低。<BR> 3) 加入吸收塔的消石灰和水是相对独立的,没有喷浆系统及浆液喷嘴,便于控制消石灰用量及喷水量,容易控制操作温度。<BR> 4) 单塔处理能力大,已有大型化的应用业绩。吸收塔入口由原来的单文丘里设计为7 个文丘里式复合喷嘴,增强了烟气固体物的混合,降低了喷嘴区的安装高度,提高了单塔的处理能力。配置 7 个文丘里单塔 CFB-FGD 系统已在300MW燃煤机组得到成功运行。<BR> 5) 负荷适应性好。由于采用了清洁烟气再循环技术,以及脱硫灰渣循环等措施,可以满足不同的锅炉负荷要求。锅炉负荷在10%~110%范围内变化,脱硫系统可正常运行。<BR> 6) 无须防腐。CFB吸收塔内具有优良的传质传热条件,使塔内的水分迅速蒸发,并且可脱除几乎全部的SO3,烟气温度高于露点20℃左右,因此吸收塔及其下游设备不会产生粘结、堵塞、腐蚀。<BR> 7) 良好的操作弹性。当煤的含硫量增加或要提高脱硫效率时,无需增加任何工艺设备,仅增加脱硫剂的耗量就可以满足更高的脱硫率的要求。<BR> 8) 脱硫剂利用率高、脱硫副产物排放少;脱硫副产物流动性好,易于处理。<BR> 利用消石灰与氯离子反应机理,创造性地将吸收剂与脱硫再循环灰的加入口,改到吸收塔上游烟道处(参见图1),其作用:一是使吸收剂与再循环脱硫灰提前与烟气中 SO2等酸性气体反应;二是利用烟气热量加热和快速干燥再循环灰;三是使消石灰和氯离子在烟道内 120℃以上温度条件下反应生成吸潮性较差、不易凝结的碱式氯化钙(CaCl2·Ca(OH)2·H2O)。<BR> 该项技术从1996年就开始在捷克PILSEN电厂成功投入商业运行,至今已有十多套采用该项技术进行设计与应用。这一技术已申请了专利。<BR> </DIV>
<H2 class=post>烟气循环流化床(CFB-FGD)干法脱硫工艺</H2>
<DIV class=storycontent><P> 工艺流程<BR> 从工艺流程图表明一个典型的 CFB-FGD 系统由吸收塔、除尘器、吸收剂制备系统、物料输送系统、喷水系统、脱硫灰输送及存储系统、电气控制系统等构成。<BR> 来自锅炉的空气预热器出来的烟气温度一般为 120~180℃左右,通过一级除尘器(当脱硫渣与粉煤灰须分别处理时),从底部进入吸收塔,在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合,进行初步的脱硫反应,然后通过吸收塔底部的文丘里管的加速,吸收剂、循环脱硫灰受到气流的冲击作用而悬浮起来,形成流化床,进行第二步充分的脱硫反应。在这一区域内流体处于激烈的湍动状态,循环流化床内的Ca/S值可达到40~50,颗粒与烟气之间具有很大的滑落速度,颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新,极大地强化了脱硫反应的传质与传热。<BR> 在文丘里出口扩管段设一套喷水装置,喷入的雾化水一是增湿颗粒表面,二是使烟温降至高于烟气露点20℃左右,创造了良好的脱硫反应温度,吸收剂在此与SO2充分反应,生成副产物CaSO3·1/2H2O,还与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2等。净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出,然后进入脱硫除尘器(可根据需要选用布袋除尘器或电除尘器), 通过引风机排入烟囱。由于排烟温度高于露点温度 20℃左右,因此烟气不需要再加热,同时整个系统无须任何的防腐。<BR> 经除尘器捕集下来的固体颗粒,通过再循环系统,返回吸收塔继续反应,如此循环,少量脱硫灰渣通过物料输送至灰仓,最后通过输送设备外排。</P>
<H2 class=post>LIFAC(炉内喷入石灰石氧化钙活化脱硫技术)</H2>
<DIV class=storycontent><P> 1 技术描述<BR> 在锅炉上部靠近过热器处将粉末状的石灰石由气力吹入锅炉,与炉内的 SO2反应。石灰石被煅烧成CaO,并在下游的增湿反应器内进一步吸收 SO2。在竖直的反应室内,雾化的水开始一系列的化学反应,使得 SO2被吸收。在离开反应器之后,吸收剂连同飞灰很容易地在 ESP 内分离下来。从反应器和 ESP 下来的吸收物质被重新循环到反应器内,以便提高效率。这种工艺产生的废物呈干态,比传统湿法脱硫工艺中产生的泥浆易于处理。<BR> 本技术能使那些空间受到限制的电厂可以应用高硫煤,通过本工艺可以达到 75%~85%的脱硫效率,并产生一种干的适合废弃的固体废物。本工艺是由 Tampella Power公司和 ICF Kaiser 公司开发的。<BR> 2 工艺流程(见图 3)<BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/216551974.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR></P>
<P> 在加拿大、中国、芬兰、俄罗斯和美国,有 10 套 LIFAC 装置在运行。在 Richmond Power & Light 的LIFAC 是燃用高硫煤(2.0%~2.9%)电厂的第一套装置。其余电厂的 LIFAC 系统都燃用含硫量较低的烟煤和褐煤(0.6%~1.5%)。<BR></P> </DIV>
<H2 class=post>CZD/FGD(有限区域弥散烟气脱硫技术)</H2>
<DIV class=storycontent><P> 1 技术描述<BR> 在 CZD-FGD 工艺中,一种雾化的非常细的活性石灰浆液喷入空气预热器与 ESP 之间的烟气中。石灰浆液由可以产生锥型雾化区的喷嘴喷入烟道中心。随着喷雾向下游流动与扩张过程中,在锥型区的烟气被冷却,SO2被液滴迅速吸收。液滴与热烟气混合,迅速蒸发。这种快速干燥能阻止湿颗粒在烟道内结垢,并帮助把干反应物及未反应的石灰带到 ESP。本技术由 Bechtel 公司开发。<BR> 2 工艺流程(见图 2)<BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/216981814.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR></P>
<P> CZD/FGD 工艺可以用于已有电厂改造,也可用于新电厂的脱硫装置,而且适应燃煤含硫量范围很宽。CZD/FGD系统造价为$25~50/kW 或约为传统湿法脱硫系统造价的1/4。除了低造价之外,还有占地面积少、改造容易、低能耗、全自动运行、废弃物无毒可以任意利用等。</P> </DIV>
<H2 class=post>GSA 工艺(烟气悬浮吸收脱硫技术)</H2>
<DIV class=storycontent><P> 1 技术定义<BR> Gas Suspension Absorption (GAS)工艺是一种以石灰石为吸收剂的半干法脱硫技术。烟气与雾化的石灰浆液充分接触以脱除二氧化硫。反应副产品为亚硫酸钙和硫酸钙。GSA工艺的关键之处是大量覆盖着新鲜石灰浆液的灰的再循环,这些干灰作为脱硫反应的媒体。这种工艺的传热、传质特性优于传统的半干法工艺。<BR> 2 GSA 系统工艺流程<BR> 工艺流程如图 1 所示。<BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/216377387.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR></P>
<P> GSA 系统中有一个竖直的反应器,在反应器内烟气与由石灰、反应产物和飞灰组成的悬浮颗粒充分接触,并进行反应。约 99%的悬浮颗粒经旋风除尘器分离后送回反应器,旋风除尘器的出口烟气经过电除尘器或布袋除尘器后排空。由 Ca(OH)2制成的石灰浆液在反应器底部由一个喷嘴喷入。石灰浆液中的水量由出口烟气温度的在线测量来控制。<BR> AirPol 公司与 TVA 以及美国能源部共同合作,于 1990年在 TVA 的 Shawnee Fossil Plant 建造了一套 10MV 的GSA-FGD 示范工程。<BR> 3 技术特点<BR> (1) 浆液雾化方式。GSA 与其它半干法相比,在雾化方式上最大的区别是石灰浆液喷入的方式和 SO2 吸收的方式。GSA 用低压力的双流体喷嘴;吸收二氧化硫是在悬浮物料的湿表面上,并且有较高的传热、传质效果;石灰浆液和水喷入只用一个雾化喷嘴;循环物料直接进入反应器,所以避免了喷嘴的磨损腐蚀问题或物料循环量的技术限制。<BR> (2) 石灰/物料再循环。用过的石灰进行再循环是半干法脱硫工艺的一个趋势。大多数半干法工艺中再循环工艺有一个灰处理系统进行灰输送和储存。引进循环物料的方法是新鲜的石灰浆液中混合需要再循环的灰,结果是由于浆液中灰的存在,很容易在浆液管路中发生沉淀现象以及额外的喷嘴磨损。在 GSA 工艺中的物料再循环是由旋风分离器下的物料分配箱来实现的,物料分配箱直接把物料引入反应器。<BR> (3) 高的吸收效率。GSA 反应器能够承受塔内高浓度的再循环物料,物料浓度能达到 458~1 830 g/Nm3。这些悬浮颗粒为石灰浆液(附着在颗粒表面)和烟气提供了很大的接触面积,较高的接触面积使 GSA 工艺可以达到接近湿法脱硫的性能水平。<BR> (4) 石灰耗量少。由于反应塔内高的循环倍率和精确工艺控制使得 GSA 反应器有较高的石灰利用率。石灰利用率越高(高达 80%)石灰耗量将越少。此外,较低的石灰耗量同时降低了系统产生的副产品的数量。<BR> (5) 运行费用低。与以往半干法工艺不同,GSA 系统内部没有运转部件,能保证设备相对连续、无须维护地运行。喷嘴孔径比传统半干法中的大,很少堵塞,喷嘴磨损也很低。如果要更换,只需几分钟时间。旋风分离器也没有运转部件。<BR> (6) 内部无结垢。由于反应器内是颗粒流化床,所以反应器内壁面受到悬浮颗粒的连续冲刷,避免了结垢。而传统的半干法工艺中,内壁面是结垢的。同时在设备任何部分没有湿/干交界面,避免了严重的腐蚀问题。<BR> (7) 占地面积少。由于反应器内具有较高的悬浮浓度,所以反应时间相对较短。相对于传统半干法的塔内速度1.2~1.8 m/s、反应时间 10~12 s,GSA 为 6.1~6.7 m/s、2.5s。因此 GSA 反应器的直径相对减小。<BR> (8) 能够脱除重金属。在丹麦垃圾焚烧电厂的试验结果表明,GSA 工艺不仅能够脱除烟气中的酸性气体,而且也能脱去重金属,如汞、镉、铅。GSA 工艺的这种能力,已在 CER 的试验中得到验证。</P> </DIV>
<H2 class=post>半干法影响脱硫效率的因素</H2>
<DIV class=storycontent><BR> 清华大学对这一课题进行了模拟实验研究,通过考察和分析各个工艺变量对脱硫效率的影响规律,结果表明影响脱硫效率的因素包括以下几个方面:<BR> (1)出口干湿球温距。它反映了出口烟气温度与绝热饱和温度的接近程度。温距越小,说明浆液含水量大。一方面由于迅速蒸发而减小了传热推动力;另一方面提高烟气的相对湿度,使浆滴完全蒸发所需时间延长,增加了气液之间的有效反应时间,使脱硫效率提高。<BR> (2)钙硫比。钙硫比的增加实际上意味着浆液中悬浮颗粒浓度的增加,这有利于减少液膜的扩散阻力和悬浮颗粒的溶解阻力,从而使反应速率提高。但随着反应的进行,反应产物逐渐沉积在颗粒表面,出现“封口”现象。因此,脱硫效率的增幅随钙硫比的提高而逐渐减少。<BR> (3)液滴雾化质量体现在液滴粒径上。液滴粒径增大可延长蒸发时间,有利于反应,同时粒径增大又使液滴总表面积减少,不利于反应。两者共同的效果是随气液比减少,即粒径增加,脱硫效果略呈增加趋势。但应以保证完全蒸发为前提,以免发生湿壁结垢现象。<BR> (4)进口SO2的浓度。脱硫效率随进口SO2浓度的增加而略有下降。这是因为增大SO2气相分压,将使液相的溶解分率减少,因而降低反应速率。<BR> (5)烟气入口温度。提高烟气入口温度可增加脱硫效率。因为较高的烟气入口允许喷入更多的浆液,这就增加了反应的总表面积,同时又提高了SO2的气相扩散系数。二者都有利于脱硫反应速率的提高。<BR> (6)烟气停留时间。通常条件下,浆液的恒速干燥期不超过2 5s,而蒸发过程在前3s已完成。增加烟气停留时间不会使脱硫效率显著提高,因此,只要能保证浆液的完全蒸发即可。 <BR> 通过对实验结果进行数学模拟的结果显示,影响脱硫效率的最显著的因素是出口干球温度、液滴悬浮颗粒的大小和SO2初始浓度,它们分别决定了蒸发时间、液相阻力和溶解分率。在反应的初始阶段,传质由气膜扩散、液膜扩散和固体溶解3个过程共同控制;在反应后半期,气膜扩散是主要的控制因素。 </DIV>
<H2 class=post>PPSB技术(粉末-颗粒喷动床技术)的原理及其优点</H2>
<DIV class=storycontent><P><FONT color=#ff0000> PPSB的原理</FONT> </P>
<P> 底部有小尺寸进气口圆筒反应器,内部装粗颗粒,粗颗粒同时受到上升气流和下降浆液的作用,气速高于某一值后,粗颗粒会从中心区上升、喷动并接触下降的浆液,在到达一定高度后下降,形成环状区。整个床层高度上都有从环状区向喷动区的相当剧烈的传质和传热。在整个过程中,浆液首先和粗颗粒碰撞,粘附在其表面上,并从气流和粗颗粒表面吸收热量。然后浆液中的水分被蒸发,吸收剂变干并因粗颗粒间的碰撞而脱落。最后,干燥的吸收剂细粉随气流排出反应器。<BR><FONT color=#ff0000> </FONT></P>
<P><FONT color=#ff0000> PPSB技术的优点</FONT><BR> </P>
<P> (1)PPSB的反应器中装有粗颗粒,通常用直径小于1mm的硅砂,颗粒随气体达到流化态。吸收剂细粉预先和水混合,以浆液状态连续滴入反应器中。<BR> (2)粗颗粒的流化使得吸收剂分散均匀,烟气SO2浓度、温度和湿度均匀,传质和传热比其他方法要快10~15倍。<BR> (3)脱硫反应与浆液干燥过程在反应器中同时进行。反应器后的除尘器中的颗粒几乎不含水,所以不需废水处理。<BR> (4)由于吸收剂细粉末粘附在粗颗粒上,使得吸收剂的停留时间延长,约为烟气停留时间的150~500倍。当细粉粒径变小、烟气速度下降或静止床高增加时,会使吸收剂的停留时间延长。SO2一旦溶于水中可以立即与吸收剂反应,因而脱硫效率和吸收剂的利用率都很高。<BR> (5)因其运行气速较高,使较小的设备可以处理较大的烟气量,易操作和管理。<BR> (6)与传统的流化床干燥器相比,PPSB技术的干燥效率明显提高,且达到稳定运行的时间短。 <BR> 因此,PPSB技术在系统结构、废物处理、操作和费用方面比湿法有所提高,同时又比干法和其他半干法的脱硫率和吸收剂利用率高。</P> </DIV>
<H2 class=post>两相流喷雾半干法脱硫工艺的原理</H2>
<DIV class=storycontent> 半干法烟气脱硫+布袋除尘器的工艺过程是:焚烧炉出口含硫成份的烟气从反应塔的上部进入塔内。在反应塔上部由计量泵输入脱硫用石灰浆液,通过固定喷头在压缩空气喷吹下,石灰浆液雾化粒径120~200μm左右的雾滴,并同时与含硫烟气充分接触混合。烟气的热量使得浆液雾滴干燥,同时烟气中的酸性气体(SO2、HCL、HF)与石灰雾滴发生化学反应被吸收。浆液雾滴在下降过程中得到干燥,并在到达塔底前将水分充分蒸发,形成固体反应物在塔底排出。<BR> 冷却后的烟气从吸收塔下部出来进入后续的布袋除尘器。未反应的Ca(OH)2粉进入布袋除尘器后,吸附在布袋面上,可继续与烟气中的酸性气体(SO2、HCL、HF)反应,从而提高脱酸效率。<BR> 半干法烟气脱硫+布袋除尘器工艺的技术关键是:A.吸收剂雾滴沉降到塔底形成固态反应物,不湿底。B. 吸收塔壁不发生粘壁。C. 吸收塔出口温度合理控制,致使后续布袋除尘器不发生结露现象。<BR> 以上技术关键主要靠设计合理的烟气进出口温度、吸收剂的粒度、烟气停留时间、喷雾效果来控制。<BR> </DIV>
<H2 class=post>喷钙脱硫成套技术</H2>
<DIV class=storycontent><P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"><SPAN lang=EN-US style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 10.5pt"> </SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 10.5pt">我国是一个以煤炭为主要能源的发展中国家,随着社会经济的发展,每年直接用于燃烧的煤炭达<SPAN lang=EN-US>12</SPAN>亿吨以上,煤炭燃烧后排放出大量的污染物,已在局部地区造成了酸雨,严重的危害着生态环境。<SPAN lang=EN-US>1992</SPAN>年在<SPAN lang=EN-US>2</SPAN>省<SPAN lang=EN-US>9</SPAN>市试行了<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>排放收费管理,<SPAN lang=EN-US>1998</SPAN>年<SPAN lang=EN-US>2</SPAN>月国务院召开“二氧化碳排放控制区和酸雨控制区发布会”,明确宣布酸雨区范围和治理策略。继<SPAN lang=EN-US>1995</SPAN>年修订后,<SPAN lang=EN-US>1999</SPAN>年再度修订“大气污染防治法”,对<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>排放做了明确的规定。为了控制污染,还子孙以碧水蓝天,在国家科委和国家环保局领导下,开展了一系列防治<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>污染技术的攻关研究。<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>目前,国内外应用于工业生产和正在进行中间试验的烟气脱硫方法比较多<SPAN lang=EN-US>,</SPAN>总体上可以分为三类:即以吸收剂水溶液洗涤烟气的湿法烟气脱硫;吸收剂浆液吸硫及干燥的半干法;以及直接喷射钙基吸着剂粉料的干法烟气脱硫。<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>湿法烟气脱硫的脱硫效率比较高,适用范围广,但系统复杂,设备投资和运行费用高,要求的运行管理水平高,即使在发达国家推广应用也存在着一定困难。喷雾干燥半干法烟气脱硫初投资及运行费用与湿法比较有所降低,但旋转雾化喷头等关键设备技术要求高,灰浆系统比较复杂,推广应用也不容易。与上述两种脱硫方法相比,喷钙脱硫成套技术具有初投资低,运行成本低,系统简单,操作容易等优点,在中国被认为有广阔发展前景的脱硫技术。<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>多年来,由国家环保局组织了“喷钙脱硫成套技术开发”的科技攻关,完成了该工艺主要技术工艺环节的实验研究及<SPAN lang=EN-US>20t/h</SPAN>锅炉的工业性示范实验。表明该脱硫技术工艺流程简单,设备投资和运行费用低,与其它脱硫技术相比,能以最低的费用收到中等甚至较高的脱硫效果。它不仅适用于新建中小型及大型燃煤(油)机组,而且适用于锅炉烟气脱硫技术改造,是适合中国国情的烟气脱硫技术。<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>喷钙脱硫成套技术原理和特点<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>喷钙脱硫成套技术主要由炉内喷射钙基吸着剂脱硫和尾部水合固硫两部分组成,在炉膛烟温<SPAN lang=EN-US>900~<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com ffice:smarttags" /><st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="1200" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">1200<SPAN lang=EN-US><SPAN lang=EN-US>℃</SPAN></SPAN></st1:chmetcnv><SPAN lang=EN-US>区域内喷入石灰石粉,CaCO3</SPAN></SPAN>受热分解生成高活性<SPAN lang=EN-US>CaO</SPAN>与<SPAN lang=EN-US>CO2</SPAN>,炉内脱硫率一般为<SPAN lang=EN-US>20</SPAN>%<SPAN lang=EN-US>~40%</SPAN>;炉内尚未反应的<SPAN lang=EN-US>CaO</SPAN>随烟气流至尾部增湿水合反应器中,与喷入的水雾接触,生成<SPAN lang=EN-US>Ca</SPAN>(<SPAN lang=EN-US>OH</SPAN>)<SPAN lang=EN-US>2</SPAN>,并进一步与烟气中剩余的<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>反应生成<SPAN lang=EN-US>CaSO4</SPAN>,可将系统脱硫率提高到<SPAN lang=EN-US>80%</SPAN>以上。具体化学反应为:<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>炉内:<SPAN lang=EN-US>CaCO3 </SPAN>→<SPAN lang=EN-US> CaO +CO2 <BR> CaO + SO2 + 1/2O2 </SPAN>→<SPAN lang=EN-US> CaSO4 <BR> </SPAN>炉后:<SPAN lang=EN-US>CaO + H2O </SPAN>→<SPAN lang=EN-US> Ca</SPAN>(<SPAN lang=EN-US>OH</SPAN>)<SPAN lang=EN-US>2 <BR> Ca</SPAN>(<SPAN lang=EN-US>OH</SPAN>)<SPAN lang=EN-US>2+ SO2 +1/2O2 </SPAN>→<SPAN lang=EN-US> CaSO4 + H2O <BR></SPAN>该技术主要特点:<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>① 能以合理的钙硫比得到中等甚至较高的脱硫率;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>② 与其他方法相比,工艺流程简单,占地面积小,费用最低;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>③ 既适用于新建大型电站锅炉及中小型工业锅炉,又适用于现役锅炉脱硫技术改造;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>④ 既适用于燃中低硫煤(油),也可用于燃高硫煤(油)烟气脱硫;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>⑤ 吸着剂为石灰石等钙基物料,资源分布广泛,储量丰富且价格低廉,脱硫产物为中性固态渣,无二次污染;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>⑥ 石灰石粉料的制备、输送、喷水雾化增湿等技术环节都是火电厂经常使用的成熟技术,易于掌握,无需增加运行人员;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>⑦ 整个脱硫系统可单独操作,解列后不影响锅炉的正常运行。<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>喷钙脱硫成套技术研究开发<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>早在<SPAN lang=EN-US>60</SPAN>年代初期,国内开发液态排渣炉改善流渣特性曾添加石灰石,收到了一定的烟气脱硫效果;为了防止高硫油炉低温腐蚀,机械、电力两部联合试验近两年,成功掌握了喷白云石粉技术,赴美培训人员注意到烟气脱硫技术的重要意义,在机械工业发展基金支持下开始了对适合中国国情的烟气脱硫技术的探讨,国外也在开发成功昂贵的脱硫技术后寻求低成本脱硫技术,国内外同时重新对炉内喷钙烟气脱硫技术研究开发。“七五”期间国家环保局组织环保科技攻关,不仅调研了国内的石灰石资源,而且支持炉内喷钙 ── 炉后增湿固硫成套技术的小试研究,证实国外资料所介绍的技术经济指标完全可实现;国家环保局继续支持喷钙脱硫成套技术攻关,对以石灰石为代表的钙基吸着剂粉料制备、储存和输送力学特性,钙基吸着剂固硫活性,增湿水合固硫过程,以及炉内喷钙对燃烧、结渣、积灰等炉内过程影响,对锅炉运行技术经济性能影响,以及对排烟粉尘收集的影响等关键技术环节进行了具体的试验研究,并成功地进行了小型锅炉喷钙脱硫成套技术工业示范试验,取得了<SPAN lang=EN-US>Ca/S<1.5</SPAN>,脱硫率达<SPAN lang=EN-US>80</SPAN>%以上的好结果。<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>喷钙脱硫成套技术开发的攻关成果得到了有关部门的充分肯定,<SPAN lang=EN-US>1996</SPAN>年获国家环保局科学进步三等奖,国家计委、国家科委、国家财务部“八五”科技攻关重大科技成果奖,国家环保局示范工程荣誉证书,<SPAN lang=EN-US>1997</SPAN>年获国家环保局环保科技成果转化项目证书,<SPAN lang=EN-US>1998</SPAN>年获国家环保总局环保实用技术推广计划项目证书,机械工业部科学技术进步三等奖等。<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>“九五”以来,(原)国家科委,国家环保总局支持进行电站锅炉喷钙脱硫成套技术工程化开发,不但进行了有关工程化问题的物理模拟试验,而且开发了一系列计算机数值模拟程序,对<SPAN lang=EN-US>35t/h</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>130t/h</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>420t/h</SPAN>煤粉锅炉实施喷钙脱硫成套技术进行了可行性研究,并做出设计方案。与此同时,国内还配合南京下关电厂引进同类型的芬兰<SPAN lang=EN-US>IVO</SPAN>技术专门开发了新型的<SPAN lang=EN-US>420t/h</SPAN>锅炉。通过下关电厂<SPAN lang=EN-US>125MW</SPAN>机组烟气脱硫工程具体地掌握了芬兰<SPAN lang=EN-US>LIFAC</SPAN>技术,再加上有多年独立研究开发的基础,国内在大中型火电机组实施喷钙脱硫成套技术已有成功的把握。<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>脱硫工艺流程<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>图<SPAN lang=EN-US>1</SPAN>为喷钙脱硫成套技术系统,脱硫所需的石灰石(<SPAN lang=EN-US>CaCO3</SPAN>)粉料由罐车运至现场,把粉料输到主粉仓内,主粉仓顶部布袋收集器将送粉风泻出,储藏运行一定时间脱硫所需的粉料。粉料由主粉仓下方的仓式泵送到炉前二次粉仓,再经计量仓、给粉仓由给粉机连续不断送入风粉混合器,由高压风经总管、分配器、喷口喷入炉膛进行化学反应,除去烟气中的部分<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>。<SPAN lang=EN-US> </SPAN>在尾部,由空气预热器出来的烟气进入水合固硫器,水合器布置雾化喷嘴,烟气与雾化水进行充分混合,进一步反应除去烟气中的<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>。水合固硫器内的沉积灰可进行再循环,以提高钙的利用率。水合固硫器出口烟气可经混合式加热器后进入静电除尘器。水合固硫器出口烟温要求严格控制在高于烟气露点<st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="10" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on"><SPAN lang=EN-US>10</SPAN>℃</st1:chmetcnv>以上,在不结露的前提下,尽可能提高脱硫率,确保静电除尘器正常工作<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>。喷水系统管路的调节阀调节灵敏,控制可靠,确保活化器底部沉降始终保质<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>为干态。<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>国内喷钙脱硫成套技术的特点及可靠性分析<SPAN lang=EN-US> <BR>4.1</SPAN> 炉前喷钙系统<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>从主粉仓至二次粉仓利用仓式泵采用密相动压输料系统,其优点:结构紧凑,运行可靠,输送比大,耗气量小,投资费用低。从混合器至喷嘴采用稀相气力疏送,它的特点是阻力小,风机压头低,能量消耗少,运行可靠,是火电厂的常用技术。<SPAN lang=EN-US><BR>4.2</SPAN> 喷钙位置的选定<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>选择合适的喷钙位置对炉内脱硫至关重要。根据四角切圆炉内空气动力场的特点和<SPAN lang=EN-US>CE</SPAN>[s:152]的炉内温度分布曲线、数模计算结果,将喷钙风分层布置在前墙。这种布置的优点是:钙粉均匀分布在炉内,相应在炉膛内的停留时间长,同时不会在炉膛折焰角上沉积。<SPAN lang=EN-US><BR>4.3</SPAN> 水合固硫器入口烟气气流<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>由于气流分布变化会影响脱硫效率和水合固硫器的安全运行,合理设计入口烟气挡板均化气流。<SPAN lang=EN-US><BR><BR>4.4</SPAN> 水合固硫<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>水合固硫器便于雾化水与烟气中的<SPAN lang=EN-US>CaO</SPAN>混合,生成<SPAN lang=EN-US>Ca</SPAN>(<SPAN lang=EN-US>OH</SPAN>)<SPAN lang=EN-US>2</SPAN>,进行脱<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>除<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>。筒体内涂有重防腐材料,保证运行安全。<SPAN lang=EN-US><BR><BR>4.5</SPAN> 物料的回收装置<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>在水合固硫器底部,收集沉积在活化器底部的灰,由埋刮板输送机将灰输送到水合固硫器入口烟道,进行再循环,以提高钙的利用率。为了进一步提高钙的利用率,还可以考虑除尘器收集灰的再循环。<SPAN lang=EN-US><BR>4.6</SPAN> 水雾化喷枪的设计和布置<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>水雾化喷枪采用美国<SPAN lang=EN-US>CE</SPAN>技术设计、外混式空气雾化<SPAN lang=EN-US>J</SPAN>型系列结构,其特点:雾化性能稳定,效果好,水滴直径能达到<SPAN lang=EN-US>50</SPAN>μ<SPAN lang=EN-US>m</SPAN>。喷枪均匀布置,每根喷枪的雾化范围与相邻喷枪的雾化范围形成交叉,这样可使雾化水雾均匀地充满流通截面。为防止喷头堵塞,在雾化枪上将有喷头清洗装置。<SPAN lang=EN-US><BR>4.7</SPAN> 烟气加热器<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>需要时,为提高烟气进入除尘器的温度,水合固硫器后可设混合式空气加<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>热器,结构紧凑、布局合理,将进入静电除尘器的烟温控制在<st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="70" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on"><SPAN lang=EN-US>70</SPAN>℃</st1:chmetcnv>以上,确保<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>静电除尘器正常工作。<SPAN lang=EN-US><BR><BR>4.8</SPAN> 结构特点<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>脱硫装置的一次粉仓和水合固硫容器都很大,一般设计成高耸结构,减少占地面积。对上述两个部件,采用筒壳结构并以裙座支撑,不仅降低钢材耗量,加工制造方便,且其承受内、外压力、风载和地震荷载能力也比较好,结构强度和稳定性能易于保证。容积较小的粉仓亦可采用箱形结构,使加工制造更为方便。国内具有设计、制造钢结构、钢制容器的雄厚实力和丰富经验,不仅掌握常规设计标准,而且掌握了世界先进的结构应力分析程序,如<SPAN lang=EN-US>ANSYS</SPAN>有限元分析程序、<SPAN lang=EN-US>SAP91</SPAN>结构静力和动力应力分析程序,进行压力窗口和钢结构分析,并以应力分析为基础进行设计。<SPAN lang=EN-US><BR>4.9</SPAN> 运行、监控技术及调节<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>喷钙脱硫控制系统是针对锅炉喷钙脱硫工艺设计的自动化成套设备。作为保证炉前喷钙<SPAN lang=EN-US>/</SPAN>炉后增湿水合固硫这一整套脱硫工艺系统安全、稳定及有效运行的重要控制设备。喷钙脱硫控制系统提供了从脱硫设备的起停控制、联锁保护、过程调节、报警显示、打印报表及系统通讯等控制功能。控制系统根据脱硫工艺设备的运行特点,设置了自动<SPAN lang=EN-US>/</SPAN>手动操作方式。在<SPAN lang=EN-US>DCS</SPAN>水平上运行的喷钙脱硫控制系统可以在相当程度上满足用户的运行和维护的需要。控制系统具备的功能如下:<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>① 粉仓粉位监视;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>② 炉前喷钙设备的起停控制;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>③ 喷粉量自动控制;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>④ 水合固硫器喷水自动控制;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>⑤ 水合固硫器出口烟温自动控制;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>⑥ 水合固硫器除灰程序控制;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>⑦ 系统其它设备的起停连锁控制;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>⑧ 系统报警、显示及打印报表;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>⑨ <SPAN lang=EN-US>DCS</SPAN>主机间的通讯等。<SPAN lang=EN-US> <BR><BR></SPAN>炉内喷钙后对锅炉运行的影响<SPAN lang=EN-US> <BR>5.1</SPAN> 喷钙对结渣倾向的影响<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>炉膛内喷钙可导致实际灰成份发生变化,一般认为炉内灰的结渣倾向也会相应发生变化。<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>实际上对于不同的煤,添加石灰石后煤灰的熔融性变化有以下几种情况:<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>① 灰熔点有所降低;<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>② 灰熔点先降低后又有所提高;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>③ 灰熔点变化不显著;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>④ 灰熔点有所提高。<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>电力部赴美国、芬兰脱硫技术考察报告中介绍:芬兰<SPAN lang=EN-US>Inkoo</SPAN>电厂<SPAN lang=EN-US>5000</SPAN>小时运行情况看,炉内无结渣,表明采用喷钙脱硫成套技术不会因结渣问题影响运行。在设计脱硫型锅炉时,要对设计煤种,校核煤种和使用的石灰石取样,进行燃料特性试验分析和掺入一定比例石灰石后灰熔融特性,根据试验结果采取相应措施设计或完善炉膛和燃烧设备。<SPAN lang=EN-US><BR>5.2</SPAN> 喷钙对受热面粘污、传热的影响<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>炉内添加石灰石,实际灰分的碱<SPAN lang=EN-US>/</SPAN>酸比增大,沾污倾向可能有所增强,但其变化程度与煤种及钙基吸着剂本身特性有关。据美国环保局和电力研究所工业性试验数据看:“喷入石灰石会降低灰熔化温度,多数情况下,灰的固着强度降低,用常规的吹灰器比较容易清除”。芬兰<SPAN lang=EN-US>Inkoo</SPAN>电厂运行<SPAN lang=EN-US>5000</SPAN>小时,清除受热面上的积灰,无需增设吹灰器,根据负荷可以调整吹灰次数,即可解决受热面沾污积灰问题,各极受热面的传热特性不发生改变。国内已开发有专项评估方法,能为可行性研究和设计运行提供具体数据。<SPAN lang=EN-US><BR>5.3</SPAN> 喷钙对受热磨损的影响<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>石灰石喷入炉膛锻炼反应所生成的氧化钙是带有一定孔隙度的微团,其硬度远低于粉煤灰,一部分氧化钙硫化反应后,孔隙和表面被生成的硫酸钙填充和覆盖,中位径比飞灰略大一些,但硬度也远低于飞灰,长期运行不会对受热面有较严重的磨损。“八五”喷钙脱硫示范工程──贵州轮胎厂<SPAN lang=EN-US>4</SPAN>“炉自<SPAN lang=EN-US>1995</SPAN>年<SPAN lang=EN-US>9</SPAN>月脱硫装置投运后,几次停炉检查都未发现磨损问题,可以说,喷钙后虽增加了飞灰量,但不加剧受热面的磨损”。<SPAN lang=EN-US><BR>5.4</SPAN> 脱硫设备投运对炉内燃烧工况、气温的影响<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>炉内喷钙脱硫是选择一个合适的温度区间将石灰石粉喷入炉膛,试验研究发现石灰石粉在烟气温度低于是<st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="1200" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on"><SPAN lang=EN-US>1200</SPAN>℃</st1:chmetcnv>的区间喷入,锻烧反应生成的氧化 钙固硫活性最佳。这个温度区对于大容量电站锅炉来说已接近炉膛出口,远离燃烧器区域,故脱硫设备投运对炉内燃烧工况没有什么影响。<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>石灰石粉的输送介质为空气,脱硫设备投运时相应增加了炉风量,研究认为在<SPAN lang=EN-US>Ca/S</SPAN>=<SPAN lang=EN-US>2.5</SPAN>时,其输送风量相当于总燃烧风量的<SPAN lang=EN-US>1~3%</SPAN>,(对大容量锅炉为下限),不会造成炉膛出口烟气温度的变化,也不会对气温带来影响。<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>对于大中容量电站锅炉(大于<SPAN lang=EN-US>100MW</SPAN>)来说,石灰石粉锻烧反应最佳温度区间域仅位于上炉膛,炉膛上部受热面设计布置可为石灰石锻烧反应留有一定究竟,保证锻烧反应和固硫反应可以顺利进行,只要考虑到喷钙带来的影响并采取相应措施,锅炉完全可以安全稳定运行。<SPAN lang=EN-US><BR>5.5</SPAN> 喷钙后对炉内灰分和静电除尘器的影响<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>喷钙脱硫造成炉内灰分增加,其主要来源是:吸着剂带入的杂质、碳酸钙分配生成的氧化钙以及固硫反应后生成的硫酸钙等。<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>经估算,在<SPAN lang=EN-US>Ca/S=2</SPAN>时,灰分增加:Δ<SPAN lang=EN-US>A</SPAN>=<SPAN lang=EN-US>4.8</SPAN>×<SPAN lang=EN-US>Sar%</SPAN>。影响电除尘器(<SPAN lang=EN-US>ESP</SPAN>)的因素主要有:烟气量、粉尘比电阻、粉尘粒径、气流分布均匀性和烟气含尘浓度等。喷钙脱硫后影响<SPAN lang=EN-US>ESP</SPAN>除尘效率的几项因素是:<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>① 烟气通过水合固硫反应后,烟温可降低约<st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="100" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on"><SPAN lang=EN-US>100</SPAN>℃</st1:chmetcnv>,烟气体积减小,有利于提高除尘器效率;烟气经过增湿比电阻有所下降,有利于提高除尘器效率。<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>② 喷钙后飞灰与石灰石粉混合物的中位径比飞灰略大一些,容易收集。<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>③ 水合反应器中烟气速度较低,在该流动空间中有<SPAN lang=EN-US>20%~30%</SPAN>的除尘器,降低了<SPAN lang=EN-US>ESP</SPAN>的灰负荷。<SPAN lang=EN-US><BR>5.6</SPAN> 喷钙脱硫对锅炉运行热效率的影响<SPAN lang=EN-US><?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com ffice ffice" /><o:p></o:p></SPAN></SPAN></P>
<P class=MsoNormal style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt"><SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 10.5pt">① 电力部火电厂脱硫技术考察团于<SPAN lang=EN-US>1989</SPAN>年<SPAN lang=EN-US>8</SPAN>月<SPAN lang=EN-US>~9</SPAN>月对美国、芬兰的脱硫技术进行了详细考察。采用喷钙脱硫的<SPAN lang=EN-US>Inkoo</SPAN>电厂至<SPAN lang=EN-US>1989</SPAN>年<SPAN lang=EN-US>9</SPAN>月累计运行<SPAN lang=EN-US>5000</SPAN>多小时表明:锅炉热效率下降<SPAN lang=EN-US>0.3%</SPAN>。国内计算,对于<SPAN lang=EN-US>35t/h</SPAN>炉最保守的估计也不超过<SPAN lang=EN-US>0.6</SPAN>%。<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>② 喷钙脱硫成套技术攻关组在“七五”、“八五”研究过程中,分析影响锅炉热效率的因素是:<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>·喷射的钙基吸着剂量过剩,导致吸着剂热解吸热,消耗炉内热量;<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>·吸着剂的输送介质为冷空气,相当于增加锅炉漏风、排烟热损失有所增加;但这两种影响都很小。<SPAN lang=EN-US><BR>5.7</SPAN> 二次污染<SPAN lang=EN-US><BR> CaCO3</SPAN>在炉内分解成<SPAN lang=EN-US>CaO</SPAN>和<SPAN lang=EN-US>CO2</SPAN>,<SPAN lang=EN-US>CaO</SPAN>在炉内、尾部水合固硫器中与<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>反应生成<SPAN lang=EN-US>CaSO4</SPAN>·<SPAN lang=EN-US>2H2O</SPAN>,为中性物质,不存在二次污染的问题;剩余的<SPAN lang=EN-US>Ca</SPAN>(<SPAN lang=EN-US>OH</SPAN>)<SPAN lang=EN-US>2</SPAN>在空气中的最终产物是<SPAN lang=EN-US>CaCO3</SPAN>,也是中性物质,也不存在二次污染。因此,从环境角度上来说,二次污染不存在。<SPAN lang=EN-US><BR>5.8</SPAN> 脱硫设备投运对锅炉参数可能的影响<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>① 喷钙时,受热面沾污,传热系数会有所下降,但由于锅炉设计时都预留有<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>受热面,一般能保证足够的吸热量。<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>② 喷钙对过热器吸收的热量可能有所影响,通过调整喷水量大小,能保证过<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>热蒸汽参数的稳定。<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>③ 大型电站锅炉采用挡板调温时,挡板调温的幅度大,灵敏度高。合理调整<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>挡板开度,可调整再热器与过热器、再热器冷段与热段吸收热量的比例。<SPAN lang=EN-US><BR>5.9</SPAN> 脱硫装置的可用率<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>① 脱硫装置与锅炉设备之间是相互独立的两套系统,脱硫装置可解列,解列后锅炉照常运行。<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>② 大部分脱硫设备使用的温度区间较低,便于维护与检修。送粉喷嘴在高温<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>区工作,其材料可用耐热钢或耐火材料,且有冷风冷却,故障时仍可即时更<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>换。<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>③ 喷钙脱硫系统简单,转动设备只有风机、水泵、压缩机、埋刮板,这些产品都是定型产品,运行可靠,事故率低。<SPAN lang=EN-US> <BR></SPAN>喷钙脱硫成套技术适用范围<SPAN lang=EN-US> <BR> </SPAN>喷钙脱硫成套技术可以用于工业锅炉、大中型电站在役锅炉改造和新建锅<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>炉的烟气脱硫配套设计。从锅炉容量上看,可从几吨的汽水锅炉到<SPAN lang=EN-US>300MW</SPAN>、<SPAN lang=EN-US>600MW</SPAN>的大型电站锅炉。<SPAN lang=EN-US><BR>6.1</SPAN> 在役锅炉改造<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>在役锅炉采用喷钙脱硫成套技术进行烟气脱硫很方便,只要炉墙上开几个小孔,尾部烟道接出旁通烟道即可。改造工作最小,安装容易。虽然水合固硫器占一定面积,但锅炉尾部空间容易布置。对配备水膜除尘的小型工业锅炉,只要炉前加装喷钙系统,水膜除尘器上加装喷水并对水膜除尘器排灰进行改造即可。<SPAN lang=EN-US> <BR>6.2</SPAN> 新建锅炉的脱硫设计<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>对新建锅炉采用喷钙脱硫成套技术进行烟气脱硫更方便,而且可以在锅炉设计时统筹考虑,使锅炉更适合喷钙脱硫技术的要求,布置更加合理。南京下关电厂<SPAN lang=EN-US>125MW</SPAN>机组,采有了芬兰的炉内喷入石灰石、尾部增湿活化(<SPAN lang=EN-US>LIFAC</SPAN>)的烟气脱硫工艺,锅炉为<SPAN lang=EN-US>HG</SPAN>-<SPAN lang=EN-US>420/13.7</SPAN>-<SPAN lang=EN-US>YM1</SPAN>型锅炉,设计时充分考虑了喷钙脱硫对锅炉的影响,并考虑了喷钙脱硫设备的整体布置。该炉已于<SPAN lang=EN-US>1998</SPAN>年底完成整体试运和喷钙脱硫系统的调试工作,证明锅炉和喷<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>钙脱硫系统性能良好,达到设计指标。<SPAN lang=EN-US><BR>6.3</SPAN> 喷钙脱硫技术的推广应用<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>由于世界范围内大气污染日益严重,各国对<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>的排放控制将进一步加强。采用常规洗煤技术可以去除部分无机硫,高级物理化学洗煤技术目前还处于试验阶段,工业上大规模应用还不大可能。近年来循环流化床锅炉发展迅速,但容量较小,而且设备价格较高,大型电站锅炉应用还为时过早,近期控制火电厂锅炉<SPAN lang=EN-US>SO2</SPAN>排放量最有效办法、最有应用前景的技术仍将是烟气<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>脱硫。在烟气脱硫的三类方法中,以喷钙烟气脱硫更适合中国国情,在国际上也是最有应用前景脱硫技术。目前奥地利已有几套炉内喷钙系统在运行,德国应用总量已达<SPAN lang=EN-US>3000MW</SPAN>,芬兰<SPAN lang=EN-US>Tampella</SPAN>和<SPAN lang=EN-US>IVO</SPAN>公司开发的<SPAN lang=EN-US>LIFAC</SPAN>脱硫系统,在<SPAN lang=EN-US>Ca/S</SPAN>为<SPAN lang=EN-US>2~2.5</SPAN>的情况下,脱硫率达<SPAN lang=EN-US>70</SPAN>%以上,应用机组容量已达<SPAN lang=EN-US>300MW</SPAN>。<SPAN lang=EN-US><BR>7.</SPAN> 国内喷钙脱硫成套技术的新进展<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>喷钙脱硫成套技术中,炉后增湿固硫是提高系统脱硫率的关键技术环节,随增湿喷水量增大,可能得到的脱硫率相应提高,喷水量增大到使烟气含湿达到饱和,脱硫率可达<SPAN lang=EN-US>93</SPAN>%以上。但是,随增湿喷水量的增大,即使水雾化质量良好、水滴尺寸很小,当烟气含湿接近饱和时,完全汽化的时间也较长,这就需要随烟气流动的雾化水滴在增湿固硫装置内有相当长的停留时间,从而导致增湿固硫装置体积较大;同时,随增湿喷水量增大,增湿固硫装置<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>下部灰渣排出的困难将大大增加,而且未汽化的水滴还威胁后部烟道设备运行安全,内壁固体颗粒黏结成垢产生运行事故的可能性也会大大增加,这就必须增湿喷水量,也就制约了系统的脱硫效果,当前较先进的水平是控制增湿固硫装置出口烟温高于烟气露点温度<SPAN lang=EN-US>5~<st1:chmetcnv UnitName="℃" SourceValue="10" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">10<SPAN lang=EN-US><SPAN lang=EN-US>℃</SPAN></SPAN></st1:chmetcnv><SPAN lang=EN-US>,所能达到的系统脱硫率在70~80%</SPAN></SPAN>。<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>经多年攻关研究,国内开发能使增湿喷水量超过烟气热焓所能蒸发的所谓过量增湿技术及相应的装置──湿颗粒层固硫除尘装置(图<SPAN lang=EN-US>2</SPAN>)。其工作过程为:借鉴大型油燃烧器技术使携带有(炉内喷钙或烟道加入)<SPAN lang=EN-US>CaO</SPAN>粒子的烟在装置入口喷入较大量的雾化水均匀混合,<SPAN lang=EN-US>CaO</SPAN>水合成<SPAN lang=EN-US>Ca</SPAN>(<SPAN lang=EN-US>OH</SPAN>)<SPAN lang=EN-US>2</SPAN>并实现高效固硫;装置下部设移动床,带水膜的小颗粒铺成一定厚度的滤层,颗粒孔隙间<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>形成的曲折通道,不仅能将各种固体粒子阻留在滤层中,而且能将未汽化的水滴阻留下来,在过滤除尘、除水的同时,也作为一种接触面积较大的固硫反应层,从而将高效固硫和高效收尘合为一体;滤层缓慢移动,上端新鲜滤料向下推进,滤尘趋于饱和的下部滤层被推进清洗池,将滤料颗粒与灰(渣)分离,<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>滤料循环使用,灰(渣)沉淀排出。试验数据表明,过量增湿颗粒层固硫除尘装置可使喷钙脱硫成套技术系统脱硫率达到<SPAN lang=EN-US>90</SPAN>%以上,除尘效率在<SPAN lang=EN-US>99</SPAN>%以上,而烟气流动阻力可控制在<SPAN lang=EN-US>1000Pa</SPAN>以内。<SPAN lang=EN-US><BR> </SPAN>使用过增湿的湿颗粒层固硫除尘装置将体积庞大的增湿活化器和静电除尘装置的功能集为一体,大大简化了烟气净化系统(图<SPAN lang=EN-US>3</SPAN>),并使烟气脱硫率有较大的提高,显著提高烟气净化技术经济指标;而且湿颗粒层装置还可以作为一种收尘率与袋式除尘器相近的除尘设备,用于民用、动力锅炉,建材、化工、冶金等工业炉窑排烟除尘,特别适用于高温烟气、粉尘浓度高的烟气和有腐蚀性成分的烟气等特殊工作条件下的烟气净化,是一种具有广阔用<SPAN lang=EN-US><BR></SPAN>前景的低成本、高效能的烟气净化技术装置。<SPAN lang=EN-US><BR><BR><BR> </SPAN>喷钙脱硫成套技术初投资少,设备简单、占地面积小、施工周期短、脱硫率高,不仅适用于新建大、中、小型机组,而且适宜现役锅炉机组的技术改造。目前国内已对多台电站锅炉喷钙脱硫的方案设计、报价设计和工程设计,充实和完善了资料,形成了向大型工程化发展的数据库,为锅炉设计和喷钙脱硫工程设计提供保证。<SPAN lang=EN-US><BR style="mso-special-character: line-break"><BR style="mso-special-character: line-break"><o:p></o:p></SPAN></SPAN></P> </DIV>
<H2 class=post>35t/h循环硫化床锅炉的半干法脱硫及布袋除尘器图</H2>
<DIV class=storycontent><P><BR> <img src="http://blog.ceclub.cn/blog/UploadFiles/2006-2/227722454.jpg" onmousewheel="return bbimg(this)" onclick="javascript:window.open(this.src);" style="CURSOR: pointer" onload="javascript:if(this.width>500){this.resized=true;this.style.width=500;}"><BR> </P> </DIV>
<H2 class=post>B&W旋转喷雾脱硫技术图</H2>
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