几种脱硫工艺选择
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1脱硫工艺的选择
目前国外脱硫技术已有多种,而应用较为广泛的主要有:湿式石灰石/石膏法、烟气循环流化床法、新型一体化脱硫(NID)工艺、旋转喷雾半干法、炉内喷钙-尾部加湿活化法等。
国内目前通过引进技术、合资以及自行开发已基本掌握了以上几种脱硫技术,并使这几种脱硫技术在国内不同容量机组上均有应用。
1.1 湿式石灰石/石膏法
湿式石灰石/石膏法其工艺特点是采用石灰石浆液作为脱硫剂,经吸收、氧化和除雾等处理过程,形成副产品石膏。
其工艺成熟、适用于不同容量的机组,应用范围最广,脱硫剂利用充分,脱硫效率可达90%以上。
并且脱硫剂来源丰富,价格较低,副产品石膏利用前景较好。
其不足之处是系统比较复杂,占地面积大,初投资及厂用电较高,一般需进行废水处理。
该法是目前世界上技术最为成熟、应用最广的脱硫工艺,特别在美国、德国和日本,应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上,应用的单机容量已达1000MW。
在国内已有珞璜电厂一、二期300MW机组及北京一热、重庆电厂和浙江半山电厂三个分别相当于300MW脱硫容量的机组使用。
引进技术国内脱硫工程公司总承包完成的北京石景山热电厂、太原第二热电厂五期、贵州安顺(300MW)电厂、广东台山电厂(600MW)、河北定州电厂(600MW)等也均已投入运行。
且国内有近20台600MW机组湿法脱硫正在实施中。
其基本原理与系统图如下:
1.2 烟气循环流化床干法
烟气循环流化床干法脱硫(CFB-FGD)技术是世界著名环保公司德国鲁奇·能捷斯·比肖夫(LLB)公司开发的世界先进水平的循环流化床干法烟气脱硫技术。
CFB-FGD是目前干法脱硫技术商业应用中单塔处理能力较大、脱硫综合效益较为优越的一种方法。
该工艺已经先后在德国、奥地利、波兰、捷克、美国、爱尔兰等国家得到广泛应用,最大已运行单机、单塔机组容量为300MW,采用该技术设计的单塔处理烟气量可达到2800000Nm3/h。
目前LLB公司的CFB-FGD技术的应用业绩达32台套,投入运行的CFB-FGD中其最高设计脱硫效率为99.7%。
该技术已由福建龙净环保科技公司引进,并实施于华能榆社电厂二期2×300MW燃煤机组上(煤种含硫量1.2%),且于2004年11月投入运行,实际脱硫效率不低于90%。
此外,山东三融环保有限责任公司、国华荏原环境工程有限责任公司也引进了该项技术。
德国的Wulff公司在该技术基础上开发了回流式循环流化床(RCFB-FGD)烟气脱硫工艺。
RCFB-FGD与CFB-FGD相比,在脱硫吸收塔上部出口区域布置了回流装置,旨在造成烟气流中固体颗粒的回流。
通过这种方式,固体颗粒在塔内的停留时间获得了延长,同时改进了气固间的混合。
此外,新开发的RCFB脱硫装置还在吸收塔底部装有
紊流装置,这也强化了气固间的混合。
因此,RCFB-FGD除了具有CFB-FGD优良的传热、传质特点外,还提高了脱硫剂的利用率和脱硫效率。
由于塔内部无检修件,烟气循环流化床脱硫系统停运时,吸收塔可以直接作为旁路烟道使用。
德国WULFF公司最大单塔业绩为奥地利Theiss2000(EVN)电厂300MW机组RCFB脱硫装置,烟气量1,000,000 Nm3/h,烟气温度160~180℃,负荷变化范围45~100%。
武汉凯迪电力股份公司引进德国WULFF公司RCFB-FGD技术,应用于广州恒运210MW机组烟气脱硫工程,该项目已通过广州环保局的验收。
另外,山西漳山发电有限责任公司一期工程2×300MW燃煤空冷机组和古交发电厂2×300MW燃煤空冷机组工程的烟气脱硫均采用RCFB-FGD引进技术(其中漳山电厂已于2004年11月投入运行)。
1.3 NID干法
NID(New Integrated Desulfurization)技术是ABB-ALSTOM公司在半干法DRYPAC系统上发展而成的烟气脱硫方法,它借鉴了DRYPAC技术的脱硫原理,又克服了此种技术需要制浆而产生的弊端,其原理为石灰粉经过石灰消化器(LDH)消化后进
入反应器,与烟气中的SO
2发生化学反应,生成CaSO
3
和CaSO
4
,烟气中的SO
2
被脱除,
因而具有投资低,方便可行的特点,用于中小型容量机组,当煤中含硫量<2%时,脱硫效率至少可达80%。
NID技术既具有干法的廉价、简单、可靠等优点,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年在波兰安装的两台125MW样板机组运行一直很成功;在台湾Mai Liao电厂的150MW机组已调试完成,性能试验结果良好;目前正在安装和设计中的项目有美国Sward电厂2×250MW机组和美国Gibert3电厂285MW机组。
迄今NID应用在世界各国的燃油炉、煤粉炉、垃圾焚烧炉上共有近20套。
浙江菲达环保科技股份有限公司与ABB-ALSTOM公司合作,将NID干法烟气脱硫技术应用于浙江巨化热电厂80MW机组上,已投入运行。
并参与了漳山工程和榆社工程300MW机组烟气脱硫的投标。
此外,武汉凯迪兰天环保公司、辽宁科林环保工程有限责任公司也引进了该项技术。
烟气循环流化床干法与NID法原理基本类似,从下面二张图即可看出。
烟气循环流化
1.4 旋转喷雾半干法
旋转喷雾半干法工艺是采用生石灰粉制浆作为脱硫剂,生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,利用高速旋转的喷雾器喷入蒸发反应塔,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
SO
2发生化学反应,生成CaSO
3
和CaSO
4
,烟气中的SO
2
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颗粒物形式随烟气带出吸收塔,利用锅炉配置的除尘器将脱硫灰与飞灰一起捕集下来。
其特点是系统简单,投资较少,厂用电低,无废水排放,占地较少。
缺点是脱硫剂利用率低,脱硫效率一般在70%左右。
该工艺在美国及西欧一些国家应用较为广泛,国外已有300MW容量机组使用。
国内已有内江发电总厂(原白马电厂)70000Nm3/h和黄岛电厂200MW机组使用。
1.5 炉内喷钙-尾部加湿活化法
炉内喷钙-尾部加湿活化法是在炉膛内喷入石灰石粉脱除部分SO2,再在锅炉尾部烟道设置的活化反应器喷入增湿水,使未利用的石灰石粉进一步得到利用以提高脱NID干法脱
硫效率,利用锅炉配置的除尘器将脱硫灰与飞灰一起捕集下来。
该工艺以石灰石粉为吸收剂,石灰石粉由气力喷入炉膛850-1150℃温度区,石灰石受热分解为氧化钙和二。
由于反应在气固两相之间进行,受氧化碳,氧化钙与烟气中的SO2反应,生成CaSO
3
到传质过程的影响,反应速度较慢,吸收剂利用率较低。
在尾部增湿活化反应器内,增湿水以雾状喷入,与未反应的氧化钙接触,生成氢氧化钙进而与烟气中的SO2反应。
其特点是系统简单,投资较少,厂用电低,无废水排放,占地也较少。
但其脱硫剂利用率低,脱硫效率一般达75%左右,且对锅炉效率和磨损积灰有一定的影响。
该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到较多应用,采用这一脱硫技术的最大单机容量已达300MW。
国内目前使用的电厂有南京下关电厂和浙江钱清电厂125MW 机组。
下图为南京下关电厂炉后增湿活化部分布置示意图
1.6其它脱硫工艺
此外还有电子束法、氨法等脱硫工艺。
其中电子束法目前尚处于试验研究阶段,在成都热电厂曾安装相当于100MW烟气脱硫试验装置。
而氨法脱硫工艺还没有在大机组上应用的业绩和经验。
而且从当地现有的条件看,电子束法、氨法脱硫所需的吸收剂液氨和氨水也难以保证供应,所以,这二种工艺均不适合本工程的情况。
在此不作详述。
1.7国内外脱硫装置的生产制造能力
脱硫装置在国外是一种成熟的产品,可设计生产制造的厂家很多,主要集中在美、德、日、芬兰等国,在此不做一一介绍。
国内也已经有几十家脱硫公司引进了国外技术。
并在引进消化国外技术的基础上,已有多个公司形成了一定的生产能力。
国电龙源电力环保技术公司在北京一热、重庆电厂和浙江半山电厂采用德国STEINMILLER技术设备的基础上,引进了湿法脱硫技术。
其总承包的石景山热电厂工程已经投入运行,目前承担的北京一热、黄台300MW容量级机组、大同二电厂2X600MW机组湿法脱硫均已分别进入安装或调试阶段。
日本石川岛播磨工业株式会社通过与上海电气(集团)总公司等合资组建了上海石川岛脱硫工程有限公司,能够提供湿法脱硫的整套工程设计、设备成套供货和技术服务。
日本川崎公司提供技术与山东三融环保公司合作取得了贵州安顺电厂2×300MW、鸭溪电厂2×300MW以及山西霍州二电厂2x300MW机组的合同,现又引进了德国LLB(鲁奇-能捷斯-毕肖夫)公司湿法技术。
武汉凯迪电力股份公司利用美国B&W公司技术获得了太原二热电厂五期技改工程1×200MW、广西合山电厂2×300MW、四川广安电厂2×300MW以及常熟电厂2×600MW机组的合同。
重庆远达环保有限公司引进日本三菱重工技术,取得鸭溪电厂2×300MW合同,现又与奥地利能源(AE)公司合作,并中标河津、永济300MW机组。
上海龙净环保科技工程公司、国华荏原环境工程有限责任公司等均引进德国LLB技术并具有工程总承包能力。
其中上海龙净现已取得黄埔电厂2X300MW、镇江高姿2X600MW 机组的合同。
除此之外,浙大兰天、浙大网新、浙江天地环保、江苏苏源、国电南环所、东方锅炉厂、中国华电、北京博奇等脱硫公司均已有200-600MW机组的中标业绩。
“七五”期间,以西南电力设计院为主,在白马电厂完成了处理70000Nm3/h的旋转喷雾半干法脱硫工业试验,积累了科研、设计、设备制造、安装、调试及生产运行方面的经验。
通过对黄岛电厂200MW机组中日合作旋转喷雾半干法项目的跟踪甚至改进,西南电力设计院已具备开发大型装置的能力。
另外,广州市天赐三和环保工程有限公司也引进丹麦尼鲁公司旋转喷雾半干法技术,并也有运行业绩。
炉内喷钙-尾部加湿活化法在国外比较成熟,国内目前在南京下关电厂和浙江钱清电厂的125MW机组上使用,锅炉均为国产。
哈尔滨锅炉厂早在“七五”计划期间,就在国家环保局组织下开始进行“喷钙脱硫成套技术开发”工作,目前已经完成了大至125MW锅炉的报价设计和技术设计,并为南京下关电厂提供了锅炉,通过该工程实践积累了大量的经验和技术储备。
国内有丹麦史密斯公司在云南小龙潭电厂已经运行的125MW机组、由武汉凯迪电力技术公司引进德国WULFF公司技术在广州恒运电厂210MW燃煤机组上实施,并投入运行。
中标我省漳山工程2×300MW机组的脱硫除尘岛总承包项目,也已投入运行。
龙净环保公司也引进了德国LLB技术,中标我省华能榆社电厂2×300MW机组的脱硫除尘岛项目,且于2004年11月投入运行。
此外,山东三融环保有限责任公司、国华荏原环境工程有限责任公司也引进了该项技术。
NID一体化工艺由我国浙江菲达机电集团公司引进ALSTOM技术,目前已在巨化集团自备电厂280t/h煤粉炉以及多台垃圾电站锅炉上使用,包头二电厂2X200MW机组也已投产发电。
另外,辽宁科林环保工程有限责任公司、武汉凯迪兰天环保公司也与ALSTOM公司合作推广NID技术。
NID技术也多次竞标国内300MW机组的干法脱硫除尘岛项目。
1.8脱硫方案比较
从上述多种脱硫方案的技术经济比较看出,多数脱硫装置能达到90%以上效率。
几种方法的初步比较如下表。
脱硫方案比较表
湿式石灰石/石膏法,其脱硫效率高,煤种适应性广,技术成熟稳定,国内目前绝大多数300MW及以上机组项目均采用此种脱硫工艺。
旋转喷雾半干法脱硫工艺,已由国内制造商引入国外技术,并逐步消化吸收,具有脱硫效率高、占地面积小、运行费用低等特点,但国外业绩较多,国内的业绩较少;而循环流化床干法(CFB)、回流式循环流化床干法(RCFB)、以及新型一体化NID脱硫工艺,已由国内制造商引入国外技术,并逐步消化吸收。
具有脱硫效率高、占地面积小、运行费用低等特点。
而且在国内大容量机组上也均取得了成功运行业绩。
2 干法脱硫工艺介绍
2.1 CFB-FGD脱硫工艺介绍
2.1.1 概述
CFB-FGD干法脱硫技术是世界著名环保公司德国鲁奇·能捷斯·比晓夫(LLB)公司开发的世界先进水平的循环流化床干法烟气脱硫技术。
CFB-FGD是目前干法脱硫技术商业应用中单塔处理能力较大、脱硫综合效益较为优越的一种方法。
该工艺已经先后在德国、奥地利、波兰、捷克、美国、爱尔兰等国家得到广泛应用,最大已运行单机、单塔机组容量为300MW,采用该技术设计的单塔处理烟气量可达到2800000Nm3/h。
德国鲁奇·能捷斯·比晓夫(LLB)公司是世界上最早从事烟气治理设备研制和生产的企业,已有一百多年的历史(静电除尘器的除尘效率计算公式---多依奇公式,就是该公司的职员多依奇先生发明的)。
LLB于上世纪七十年代初,首创将循环流化床技术(CFB)用于工业烟气脱硫,经过三十多年不断完善和提高,目前其烟气循环流化床干法脱硫技术居于世界先进水平。
1970-1972年,LLB公司将CFB烟气净化工艺在德国Grevenbroich电解铝厂首次获得试验成功,用于脱除电解铝烟气中的HF有害气体。
在电解铝烟气净化工艺中,用氧化铝粉作吸收剂,吸收了HF后的氧化铝粉被送入电解炉中进行电解,生产电解铝。
1978年,世界上第一台商业CFB 烟气净化装置用于炼铝行业,吸附HF,处理风量:2×300000Nm3/h ,HF脱除率达到98%。
2002年,单机单塔300MW的CFB-FGD投入实际
工业运行,处理风量为97.2万Nm3/h。
2002年,目前设计脱硫效率最高的CFB-FGD投入运行,设计脱硫效率为99.7%。
目前LLB公司的CFB-FGD技术的应用业绩达32台套,拥有单机单塔烟气量相当于300MW级的最大容量实际应用业绩。
榆社二期工程使用该工艺进行脱硫,已于去年投入运行。
2.1.2工艺流程及原理说明:
CFB-FGD系统由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、脱硫除尘器以及仪表控制系统等组成,其工艺流程见图F0211E1K-V-01。
从工艺流程图可以看出,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。
来自锅炉的空气预热器出来的烟气温度一般为120~180℃左右,通过预除尘器或者不通过除尘器从底部进入吸收塔(当脱硫渣与粉煤灰须分别处理时,可将烟气先通过预除尘器,否则烟气可直接进入脱硫塔),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(LLB技术所实现的气固滑落速度是目前几种干法脱硫中最大的),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。
在文丘里的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SO
2
充分反应,生成副产物CaSO
3·1/2H
2
O,还与SO
3
、HF和HCl反应生成相应的副产物
CaSO
4·1/2H
2
O、CaF
2
、CaCl
2
等。
净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出,然后转向
进入脱硫除尘器(可根据需要选用布袋除尘器或电除尘器),再通过锅炉风机排入烟囱。
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。
经除尘器捕集下来的固体颗粒,通过除尘器下的再循环系统,返回吸收塔继续参加反应,如此循环,多余的少量脱硫灰渣通过物料输送至仓泵,再通过罐车或二级输送设备外排。
CFB-FGD的化学反应原理是烟气中的SO
2和几乎全部的SO
3
,HCl,HF等,在Ca
(OH)
2
粒子的液相表面发生化学反应,主要化学反应方程式如下:
Ca(OH)
2 + SO
2
= CaSO
3
·1/2 H
2
O +1/2 H
2
O
Ca(OH)
2 + SO
3
= CaSO
4
·1/2 H
2
O +1/2 H
2
O
CaSO
3·1/2 H
2
O + 1/2O
2
= CaSO
4
·1/2 H
2
O
Ca(OH)
2 + CO
2
= CaCO
3
+ H
2
O
Ca(OH)
2 + 2HCl = CaCl
2
·2H
2
O
Ca(OH)
2 + 2HF = CaF
2
+ 2H
2
O
2.1.3龙净许可证引进的CFB-FGD的工艺特点:
设备使用寿命长、维护量小。
塔内完全没有任何运动部件。
塔内磨损小,设备使用寿命长。
脱硫效率高、运行费用低。
容易选择最佳CFB操作气速,使得气固两相流在CFB 内的滑落速度最大,脱硫反应区床层密度高,颗粒在吸收塔的停留时间长达25秒以上,强化了塔内的气固混合、传质、传热效率,优化了脱硫反应效果,从而保证了达到较高的脱硫效率。
控制简单,没有制浆系统及浆液喷嘴,加入吸收塔的消石灰和水是相对独立的,便于控制消石灰用量及喷水量,容易控制操作温度。
单塔处理能力大,已有大型化的应用业绩。
通过采用一个塔内配置结构,单塔最高可处理28×105Nm3/h。
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。
对于处理大烟气量的吸收塔,如果采用单个文丘里喷嘴,仅仅机械地放大其尺寸,并同时保持文丘里管的角度及其高度与直径的比率,则吸收塔会造得很高,其造价也会相应增加。
如果为控制造价而降低吸收塔的高度,则会减少烟气与固体颗粒剧
烈混合的反应区的有效高度,并在塔内形成典型的不均匀的固体颗粒分布,从而影响脱硫率。
为克服单个大文丘里喷嘴的缺点,以便适于处理大烟气量,LLB公司设计了一种入口为7个文丘里喷嘴的吸收塔,其优点:一是减少单个喷嘴的高度和自由流体(由进入吸收塔低部的原烟气形成)的长度,由于在自由流体内颗粒物的含量较低,减少其长度,则可增强传热与传质;二是多个文丘里喷嘴的圆周总长度远大于单个大文丘里喷嘴(约7:3)。
沿喷嘴圆周进入的原烟气首先与固体颗粒物接触混合形成流化床。
喷嘴圆周长度长,则使烟气与固体颗粒物的混合得到加强,循环流化床更容易形成。
这就有可能在保证脱硫率的前提下适当降低吸收塔的高度。
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。
采用多个文丘里烟气喷嘴的吸收塔,必须使进入塔内的烟气流场分布较为均匀,否则因各个喷嘴流速差异较大,可能导致固体颗粒物从某个喷嘴向下滑落。
如果按照较高负荷时的烟气量文丘里烟气喷嘴的流速,则在低负荷时,由于进入吸收塔的烟气量减少,文丘里喷嘴流速降低,压降减少,塔内不均匀两相流效应就会增加,将严重影响脱硫效率和脱硫系统的稳定工作。
如果按低负荷时的烟气量设计文丘里喷嘴的流速,则正常工况烟气量时脱硫塔内文丘里喷嘴的流速将大大超出正常反应的要求,系统的能耗及运行费用将明显增加,而且脱硫率还很难得到保证。
为此,龙净环保引进的LLB的CFB-FGD技术,利用吸收塔进口烟道的静压低于引风机出口静压,不需要另外安装抽气风机,通过再循环烟道将引风机下游的部分净化烟气,根据负荷变化情况,调节烟道风挡来调节再循环到吸收塔进口烟道中的净化烟气的流量,使文丘里喷嘴的流速保持相对稳定。
这一技术已在CFB-FGD项目中得到广泛应用,特别是调峰机组和多炉共用一个吸收塔的工艺布置。
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
,烟气温度高于露点20℃左右,吸收塔及其下游设备不会产且可脱除几乎全部的SO
3
生粘结、堵塞、腐蚀。
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。
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。
由于塔内充分的脱硫反应和除尘器收集的全部脱硫灰均有机会返回塔内再循环,只有少量的脱硫灰外排,灰综合处理成本较低。
如果在脱硫塔的低温段(70~80℃温度)注入吸收剂和循环脱硫副产物,消石灰与
氯离子反应生成易吸潮的氯化钙(CaCl
2.·2H
2
O),一是易造成塔内物料粘壁、二是灰
的流动性下降,不利于脱硫副产物的处置。
为此,龙净环保引进的脱硫技术,为了提高脱硫副产品的流动性,避免粘结效应,改善脱硫系统的运行条件,利用消石灰与氯离子在不同反应温度段的反应生成物不同的特点,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,其作用:一是使吸收剂与再循环脱硫灰提前与烟气中SO
2
等酸性气体接触反应;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
温度下反应生成吸潮性较差、不易凝结的碱式氯化钙(CaCl
2·Ca(OH)
2
·H
2
O)。
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。
CFB-FGD的主要工艺控制特点:
CFB-FGD的工艺控制过程较其它的干法、半干法脱硫技术简单。
它的控制主要通过三个回路实现,这三个回路相互独立,互不影响。
SO
2排放控制:根据吸收塔进口烟气流量及SO
2
浓度控制消石灰粉的给料量,吸收
塔出口的SO
2
浓度,则用来作为校核和精确地调节消石灰粉给料量的辅助调控参数,以保证达到按要求的脱硫效率。
温度控制:为了促进消石灰和SO
2
的反应,通过向吸收塔内喷水来降低烟气的温度,同时增加吸收剂颗粒的含水量。
为了防止结露和有利于烟气的排放扩散,通常选取的吸收塔出口温度高于水的露点温度20℃到30℃。
通过对吸收塔出口温度的测定,控制回流喷嘴向吸收塔内的喷水量,以使温度降低到设定值。
工艺水通过高压水泵以一定的压力注入,回流喷嘴布置在吸收塔的扩管
处,可以在CFB运行过程中进行调节,维修和更换。
脱硫系统停止运行时,系统内压力降低到设定值,工艺水会自动停止注入。
吸收塔的压降控制:吸收塔的压降由烟气压降和固体颗粒压降两部分组成。
由于循环流化床内的固体颗粒浓度(或称固-气比)是保证流化床良好运行的重要参数,在运行中只有通过控制吸收塔的压降来实现调节床内的固-气比,以保证反应器始终处于良好的运行工况,它是通过调节除尘器灰斗下料进空气斜槽的物料量,以控制送回吸收塔的再循环量,从而保证了床内脱硫反应所需的固体颗粒浓度。
2.1.2 NID脱硫工艺介绍
2.1.2.1 概述
NID干法烟气脱硫是ALSTOM公司在其120套干法(半干法)脱硫装置基础上开发的一种新型脱硫技术,系列中的每个反应器都是得到实际工程验证的,在电力和其它工业领域的各种机组上得到了应用,目前在建的大型机组有美国Seward和Gilbert电厂的3台250MW机组(1000000 Nm3)。
NID反应器的选用是得到工程验证的模块化设计,可根据机组和除尘装置的具体情况进行针对性的设计和选型,单个反应器的最大处理烟气量可达300000Nm3。
经过大量的工程业绩证实,NID脱硫技术是一种布置灵活、运行可靠、技术先进的干法脱硫技术。
通过与国内公司合作,ALSTOM的NID工艺装置在我国已有80MW机组锅炉上应用,并参与漳山工程和榆社工程300MW机组投标。
国内在白马电厂进行过半工业性试验,日本在我国黄岛电厂210MW机组抽炉烟进行半工业性试验。
2.1.2.2 NID脱硫技术原理说明
NID工艺的原理是利用干CaO或Ca(OH)
2粉吸收烟气中的SO
2
,反应式为:
CaO+H
2O →Ca(OH)
2
Ca(OH)
2+SO
2
→CaSO
3
·1/2H
2
O+1/2H
2
O
Ca(OH)
2+2HCl+2 H
2
O→CaCl
2
·4H
2
O
CaSO
3·1/2H
2
O+3/2H
2
O+1/2O
2
→ CaSO
4
·2H
2
O
NID常用的脱硫剂为CaO,其实真正与SO
2反应的物质为Ca(OH)
2。
故也可以直接
用Ca(OH)
2
粉作脱硫剂。
如果电厂周围有电石渣等废料,就能做到以废治废(如菲达公司在浙江巨化热电厂脱硫工程中应用的即是电石渣)。
如以CaO作脱硫剂,则要求最大。