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鍋爐除塵器鈣法脫硫濕法和幹法工藝技術

作者:潤科環保 發布時間:2017-04-19
内容摘要:1994年到2000年, 煤炭消耗量從10Gt增加至14Gt,年SO2排放量也相應從18Mt增加至25Mt,使我國部分地區出現了嚴重的酸雨污染,造成了巨大的經濟損失。煙氣脫硫治理已引起各行各業的高度重視。

1994年到2000年,   煤炭消耗量從10Gt增加至14Gt,年SO2排放量也相應從18Mt增加至25Mt,使我國部分地區出現了嚴重的酸雨污染,造成了巨大的經濟損失。煙氣脫硫治理已引起各行各業的高度重視。
  目前有應用價值的煙氣脫硫技術有十幾種,在國外已有近30多年的運行實踐和經驗,而在我國則剛剛起步。本文針對鈣法脫硫中的濕法以及目前發展較快的循環流化床幹法工藝,從工藝流程、工藝控制、技術經濟指标和電廠應用脫硫技術應采取措施等方面進行了工藝技術分析和探讨。
  一、工藝原理及流程
  鈣基化合物作為吸收劑的脫硫工藝,不論濕法還是幹法,其脫硫原理是一樣的,吸收反應過程如下:
  SO2+H2O→H2SO3→[H+]+[(HSO3)-]
  CaCO3+2[H+]→[Ca2+]+H2O+CO2
  Ca(OH)2+2[H+]→[Ca2+]+2H2O
  2[(HSO3)-]+O2→2[H+]+2[(SO4)2-]
  [Ca2+]+[(SO4)2-]+2H2O→CaSO4·2H2O
  1、石灰石佑灰——石膏濕法煙氣脫硫工藝
  石灰石——石膏濕法煙氣脫硫工藝主要有石灰石的粉碎及磨細和漿液配制系統、煙氣冷卻和再熱系統、脫硫反應塔系統、石膏漿液脫水系統。
  (1)工藝過程。石灰石粉碎、球磨機磨細,配制成20%~30%的石灰石漿液,由漿液泵打入脫硫吸收塔;未處理煙氣,增壓風機加壓後,經過煙氣冷卻器降溫至110~120℃,從吸收塔下部進入,穿過吸收塔吸收區,SO2與CaCO3反應生成CaSO3,在吸收塔頂部經過除霧器,去除煙氣夾帶的霧滴和灰塵,由吸收塔頂部排出,再經過煙氣再熱器加熱至80~90℃,進入煙囪排放;空氣鼓風機将空氣加壓,從吸收塔下部進入,控制pH值為5.0~6.0,在攪拌器攪拌下,将CaSO2氧化為CaSO4;吸收塔設有循環泵,将底部的漿液打入塔中部不同位置循環利用。塔底CaSO3.CaSO、漿液由泵抽出,進入漿液儲罐,可以送入灰廠排放,也可進行脫水,生産和制備石膏。
  而石灰一石膏濕法工藝,則是将CaO粉配制成石灰漿液送入吸收塔。
  (2)控制過程。控制吸收塔内pH值為5.0~6.0,由pH值控制石灰漿液的加入量,同時監測煙氣出口SO2含量,作為負反饋調整pH值設定。
  吸收塔内懸浮液的pH值是濕法脫硫工藝中控制的核心參數。pH值影響脫硫率和CaSO4的轉化率,高pH值會   SO2的吸收,低pH值則增加了CaSO3的溶解度,有利于轉化為CaSO4,所以控制吸收塔内溶液pH值在5.0~6.0非常重要。當吸收塔内pH值急劇變化時,會使CaSO3溶解度突然增加,在很短時間内将産生大量的石膏顆粒,引起結垢和堵塞。
  2、循環流化床煙氣脫硫技術(CFB)
  該工藝主要包括石灰漿配制系統、脫硫反應塔系統、除塵器和灰渣顆粒的再循環系統。
  (1)工藝過程。在消化池中CaO粉與水混合,配制成幹态Ca(OH)2粉,噴入循環流化床吸收塔;未處理煙氣,經增壓風機加壓,從吸收塔底部進入,穿過吸收塔,SO2與Ca(OH)2反應生成CaSO3,煙氣與吸收塔内固體顆粒在吸收塔頂部,進入除塵器去除灰塵後,煙氣進入煙囪排放;除塵器内收集的固體顆粒,一部分作為廢渣排放,一部分進入吸收塔内,進行再循環反應,用來降低Ca/S比。
  (2)控制過程。以吸收塔下部的噴水量控制煙氣的出口溫度,流化床吸收塔煙氣出口溫度控制在70~75℃(高于露點溫度約15~20℃),煙氣出口溫度高,加大噴水量,反之,則減少噴水量;以煙氣出口SO2含量控制Ca(OH)2的加入量,煙氣出口SO2含量高,加大Ca(OH)2的加入量,反之,則減少Ca(OH)2的加入量;以吸收塔床層的壓差,控制再循環固體顆粒的加入量,床層壓差低,則加大循環固體顆粒的加入量;以除塵器内固體顆粒的料位或電子秤,控制廢渣顆粒的排放量。
  流化床吸收塔煙氣出口溫度是幹法工藝中控制的核心參數。隻有在煙氣溫度接近露點時,SO2才會被有效吸收,煙氣出口溫度過高,脫硫率低,煙氣出口溫度控制過低,脫硫率提高,但存在冷凝的危險,冷凝将導緻除塵器積泥、結垢和腐蝕,所以煙氣出口溫度常控制在高于露點溫度約15~20℃。

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