旋转喷雾干燥法

旋转喷雾干燥法（SDA）脱硫工艺简介燃煤锅炉烟气脱硫途径通常可分为三种：①燃烧前脱硫，如机械浮选法、强磁分离法等；②燃烧中脱硫，如炉内喷钙以及采用CFBC等；③燃烧后脱硫，即烟气脱硫(FGD)，这是当今世界上普遍采用的方法。

而烟气脱硫(FGD)按反应产物的物质形态(液态、固态)可分为湿式、半干式和干式三种，湿法烟气脱硫技术占85％左右，其中石灰石—石膏法约占36．7％，其它湿法脱硫技术约占48．3％；喷雾干燥脱硫技术约占8．4％；吸收剂再生脱硫法约占3．4％；炉内喷射吸收剂及尾部增湿活化脱硫法约占1．9％；其它烟气脱硫形式有电子束脱硫、海水脱硫、循环流化床烟气脱硫等。

由于对环境保护的日益重视和大气污染物排放量的更加严格控制，我国新建大型火电厂和现役电厂主力机组必须安装相应的烟气脱硫装置以达到国家环保排放标准。

就我国的烟气脱硫技术而言，西南电力设计院早在80年代就完成了旋转喷雾干燥法烟气脱硫技术的研究，并在四川白马电厂建立了处理烟气量为70000Nm3／h的旋转喷雾干燥法脱硫工业试验装置，1991年正式移交生产运行。

“八五”期间电力部门在有关部门的支持下进行了华能珞璜电厂2台360MW机组石灰石—石膏法湿式烟气脱硫、山东黄岛电厂旋转喷雾干燥法烟气脱硫、山西太原第一热电厂高速水平流简易石灰石—石膏法湿式烟气脱硫、南京下关电厂2台125MW机组的炉内喷钙尾部增湿活化脱硫、成都热电厂电子束烟气脱硫、深圳西部电厂300MW机组海水脱硫等不同工艺的中外合作示范项目或商业化试点脱硫项目。

国家经贸委在"九五”国家重点技术开发指南]中确定了燃煤电厂脱硫主要技术开发内容有：①石灰／石灰石洗涤法脱硫技术；②喷雾干燥法脱硫技术；③炉内喷钙及尾部增湿活化脱硫技术；④排烟循环流化床脱硫技术。

这给我国烟气脱硫技术的研究与开发指明了方向。

其中湿式石灰／石灰石洗涤法脱硫技术已经由国家电力公司引进国外技术消化吸收并形成国产化；喷雾干燥法脱硫技术我国通过多年的研究和试验已基本掌握设计、制造100MW 机组烟气脱硫技术的实力。

纵观当今烟气脱硫技术的现状。

目前世界上大机组脱硫以湿法脱硫占主导地位，选用湿法脱硫装置的机组容量占总数的85％，但湿法脱硫一次性投资昂贵，设备运行费用较高。

随着经济的发展，发展中国家的环保形势越来越严重，为适应这些国家脱硫市场的需要，许多国家都在致力开发高效干法、半干法脱硫技术。

喷雾干燥法是20世纪70年代开发的一种脱硫技术，80年代开始成功地用于燃用低、中硫煤的锅炉，目前在脱硫市场中列第二位，由于该技术可以灵活应用于烟气脱硫技术中，已经在世界各地有了广泛应用。

喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置。

在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3，烟气中的SO2被脱除。

与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。

脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形态随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。

在湿态的吸收剂喷入吸收塔之后，一方面吸收剂与烟气中的二氧化硫发生化学反应；另一方面烟气又将热量传递给吸收剂使之不断干燥，完成脱硫反应后的废渣以干态形式从吸收塔的锥体出口排出，因而称为半干法烟气脱硫。

脱硫后的烟气经除尘器除生后排放。

为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分脱硫灰加入制浆系统进行循环利用。

该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流雾化。

喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到80%以上，但吸收剂利用率较低（50~65%）。

该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用。

在美国，应用的最大单机容量为52万千瓦，机组燃煤含硫量为1.5%。

在欧洲主要应用在小型电厂或垃圾焚烧装置。

脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。

旋转喷雾干燥吸收脱硫工艺（SDA）基本原理旋转喷雾干燥法是美国JOY公司和丹麦NIRO公司联合研制出的工艺。

这种脱硫工艺相比湿法烟气脱硫工艺而言，具有设备简单，投资和运行费用低，占地面积小等特点，而且具有75%-90%的烟气脱硫率。

过去SDA法只适合中、低硫煤，现在已研制出适合高硫煤的流程。

因此，这种脱硫工艺在我国是有应用前景的。

烟气脱硫喷雾干燥吸收工艺非常简单，工艺系统基本组成为：吸收剂浆液制备系统、喷雾干燥吸收塔、布袋除尘器或电除尘器等。

未处理的热烟气通过气体分布器进入喷雾干燥吸收塔，与细小的石灰浆液/吸收剂液滴（平均液滴直径约50微米）接触。

烟气中的酸性组分迅速被细小的碱性液滴中和，同时，水分被蒸发。

合理的控制烟气分布、浆液流量和液滴尺寸，以确保液滴在接触喷雾干燥吸收塔塔壁之前被干燥。

一部分干燥产物，包括飞灰和吸收反应产物，落入吸收塔底部，进入粉尘输送系统。

处理后的烟气进入颗粒收集器（布袋除尘器或电除尘器），固体颗粒被收集下来。

从颗粒收集器出来的烟气通过引风机送入烟囱排放。

大多数喷雾干燥吸收工艺设一个脱硫灰循环回路，将部分回收的干燥颗粒作为吸收剂送回吸收塔。

尽管物料循环回路具有诸多优点，但并不是所有的喷雾干燥吸收工艺都采用。

物料循环虽然可减少石灰的消耗，但是根据烟气量和烟气中SO2含量的不同，有时回路的设计增加了投资和维护的成本，使得脱硫系统并非经济合理。

通常在SO2排放浓度要求严格的情况下，多采用脱硫灰循环回路。

旋转喷雾干燥法系统相对简单、投资低、运行费用也不高，而且运行相当可靠，不会产生结垢和堵塞，只要控制好干燥吸收器的出口烟气温度，对于设备的腐蚀性也不高。

由于其干式运行，最终产物易于处理，但脱硫效率略低于湿法。

山东黄岛电厂引进了此套装置，运行良好。

旋转喷雾干燥法（SDA）脱硫工艺流程图该系统有石灰浆制备、喷雾干燥塔和布袋除尘器(或静电除尘器)三部分组成。

该系统通过高速旋转喷雾头将石灰浆喷入喷雾干燥塔，与烟气中酸性物充分接触并起中和反应，利用烟气中的余热使石灰浆液中的水分蒸发，脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。

旋转喷雾干燥法(SDA)脱硫技术特点喷雾干燥法是20世纪70年代开发的一种烟气脱硫技术,该工艺以石灰浆为吸收剂,浆液雾化成细小液滴(小于100μm)与热烟气相互接触,液滴蒸发干燥与SO2反应生成亚硫酸钙。

目前全世界约有130套装置应用于燃煤电厂,市场占有率仅次于湿法.根据运行情况的研究分析,该工艺有如下特点。

1.此方法与其他类型的烟气脱硫技术相比,其系统流程简单,投资较少,运行时能耗较低,运行费用也不高。

我国四川白马电厂曾做过实验,从一台200MW机组的锅炉烟道抽1/4烟气量(约7000m3/h)进行旋转喷雾干燥法脱硫试验,燃煤含硫量为3.5%,煤中灰份小于30%。

采用石灰浆作为脱硫剂,钙硫比Ca/S=1.4时,可达到80%的脱硫效率和57%的钙利用率,其初投资150元/kW,厂用电增加1%,运行费用增加1分kW/h。

2.脱硫产物呈干态,无废水排放,如将该脱硫工艺用于现有电厂的改造,电厂原有的除尘和灰处理设备可以继续使用。

3.运行可靠,不会产生结垢和堵塞,只要运行中控制好干燥吸收器的出口烟气温度,对设备的腐蚀性不大,运行安全。

4.以石灰浆作为吸收剂,品质要求严格,价格高。

旋转喷雾干燥（SDA）脱硫工艺的缺点和局限性和所有脱硫工艺一样，SDA也存在诸多缺点，在应用上受到一定条件的限制。

主要缺点有：副产品利用价值不高吸收塔塔体直径大，有时受到场地的限制适用于燃用中低硫煤（硫含量不超过3%）的电厂脱硫可以看出，在脱硫石膏利用前景较好的地区，石灰石－石膏湿法脱硫的副产品石膏是一种可有效利用的资源，因此在以副产品利用为重点考虑的情况下，这类地区应优先选用湿法脱硫；SDA吸收塔直径偏大，在一些场地偏紧的老厂改造项目上，吸收塔后再布置除尘器、增压风机就非常困难。

从这个意义上看，SDA并不一定适合老厂改造项目；由于受到吸收塔出口烟气温度等条件的限制，烟气中能够容纳的吸收浆液量受到限制。

因此，SDA系统同其它干法/半干法脱硫工艺一样不适合高硫煤烟气脱硫。

旋转喷雾干燥吸收（SDA）脱硫工艺流程喷雾干燥脱硫工艺流程如图所示，主要分为脱硫浆液的制备、脱硫浆液的雾化、雾滴与烟气接触、SO2吸收和水分的蒸发、灰渣的再循环与排除五个步骤。

1、脱硫浆液的制备喷雾干燥烟气脱硫系统多采用CaO含量尽可能高的石灰做脱硫剂。

石灰仓内的粉状石灰经螺旋输送机送入消化槽，并制成高浓度浆液，然后进入配浆槽，并过滤去除大颗粒的杂质。

在配浆槽内用水将浓浆稀释到20%左右。

制备好的石灰浆液用泵送到吸收剂罐，再用泵送到高位槽备用。

2、脱硫浆液的雾化制备好的石灰浆液从高位槽自动流入旋转离心雾化器内，经分配器进入高速旋转的雾化轮，浆液被喷射成石灰乳雾化微滴。

3、雾滴与烟气接触烟气沿切线方向进入喷雾干燥吸收塔顶部的蜗壳状烟气分配器，正好与吸收剂形成逆向接触。

4、SO2吸收和水分的蒸发烟气与吸收剂在吸收塔内接触后，即发生热交换和化学反应。

烟气中的SO2与Ca(OH)2反应生成CaSO3与CaSO4粉粒。

在吸收塔内，SO2的吸收与水分的蒸发主要分为两个阶段进行。

第一阶段为恒速干燥阶段，主要是浆液表面谁的自由蒸发。

由于浆液表面水分的存在为吸收SO2的反应创造了良好的条件，属于气-液反应过程，约有50%的吸收反应发生在该阶段，所需时间约为1-2S。

随着水分的蒸发，浆液中固含量增加。

当浆液滴表面出现明显的固体物质时，便进入第二阶段。

在这一阶段，由于SO2必须穿过固体颗粒表面向内扩散，才能与内部的吸收剂发生反应，因此反应速率减慢。

5、灰渣的再循环与排除部分颗粒在喷雾干燥吸收塔内被收集，剩余部分颗粒和烟气中的飞灰随气流进入袋式除尘器或电除尘器而被分离。

为提高脱硫剂利用率，吸收塔和除尘器排出的灰渣部分被再循环使用，其余部分则进行综合利用。

旋转喷雾干燥法（SDA）脱硫工艺特点旋转喷雾干燥法脱硫工艺分别与石灰石/石膏湿法和烟气循环流化床/烟气悬浮吸收脱硫工艺技术特点比较SDA工艺特点（与石灰石/石膏湿法比较）脱除SO2效率同样可达95%以上SO3几乎全部去除系统非常简单，可用率更高，通常可达97%－99%投资费用低得多(低20%以上)没有腐蚀，吸收塔及后部设备、烟囱不用防腐不用GGH加热烟气没有废水排放运行、维护费用低得多(和湿法相比低30%以上)低水耗低电耗（30%以上）占地面积小SDA工艺特点（与CFB/GSA-FGD比较）两段吸收过程：气/液反应；气/固反应液滴在绝热温度条件下反应区域大适应锅炉负荷的变化，无须烟气循环负荷适应能力大于8%/分种，能在烟气量20%-120%负荷下安全运行系统启/停速度快，过程安全可靠对吸收剂石灰质量敏感度低低压降吸收塔出口烟尘浓度低，后部除尘器可采用标准设计，滤袋磨损小石灰湿消化后可获得更高的颗粒细度，增加比表面积可用率更高更适合在大机组上应用，到目前为止在大机组上应用业绩更多，单机达450MW最大机组为900MW旋转喷雾干燥法（SDA）脱硫技术主要设备介绍喷雾干燥吸收塔喷雾干燥吸收塔在脱硫系统中同时兼有反应吸收和干燥两项功能。