【文章內(nèi)容簡介】 荷的變動具有良好的適應(yīng)性。根據(jù)貴公司情況，采用一爐一套的獨(dú)立脫硫系統(tǒng)。獨(dú)立的脫硫系統(tǒng)避免了四臺鍋爐在 運(yùn)行負(fù)荷變動及調(diào)峰工況下對系統(tǒng)負(fù)荷分配的復(fù)雜程度，同時又具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。獨(dú)立配置的脫硫系統(tǒng)，能夠保證脫硫系統(tǒng)處理的鍋爐煙氣負(fù)荷始終保持在較高的水平，從而保證了循環(huán)流化床脫硫塔塔內(nèi)循環(huán)物料濃度和循環(huán)效果，保證循環(huán)倍率，提高脫硫效率。獨(dú)立配置的脫硫系統(tǒng)只要能夠滿足鍋爐負(fù)荷≥60％ BMCR時的運(yùn)行工況，就可以適應(yīng)各種調(diào)峰運(yùn)行工況，具有極大的負(fù)荷適應(yīng)性和運(yùn)行靈活性，脫硫塔的性能可靠性也得到了保證。因此，脫硫塔的制造、運(yùn)行等費(fèi)用都會降低，同時保證高的設(shè)備利用率，也提高了系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。另一方面，從設(shè)備布置 角度考慮，因**********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 18 爐后脫硫除塵場地有限，獨(dú)立配置的脫硫系統(tǒng)可以減小脫硫塔的尺寸，節(jié)省占地，有利于在有限的場地內(nèi)脫硫除塵設(shè)備的占地。相對于非獨(dú)立系統(tǒng)，同時還減少了煙道連接的復(fù)雜程度，避免煙道阻力的不必要增大，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性也節(jié)省了煙道的耗材，降低造價。 工藝路線的選擇 循環(huán)流化床煙氣脫硫凈化系統(tǒng)是在傳統(tǒng)半干法工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)出的新一代半干法工藝，采用了物料再循環(huán)，從而使石灰的消耗量降低到最小的程度。從鍋爐尾部排出的含硫煙氣被引入循環(huán)流化床反應(yīng)器底部，在這里與水、脫硫劑和還具有反應(yīng)活性的循環(huán)干燥副產(chǎn)品相混合 ，石灰以較大的表面積散布，并且在煙氣的作用下貫穿反應(yīng)器。由于接觸面積非常大，石灰和煙氣中的 SO2能夠充分接觸，在反應(yīng)器中的干燥過程中， SO2被吸收中和。 從鍋爐煙道引入的熱煙氣，從循環(huán)流化床的底部進(jìn)入循環(huán)流化床反應(yīng)器。由脫硫劑供給系統(tǒng)來的 Ca(OH)2原料通過混合輸送機(jī)與脫硫灰混合后送入反應(yīng)塔，流態(tài)化的物料和煙氣中的二氧化硫等酸性氣體在反應(yīng)塔中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，脫除掉大部分的二氧化硫等酸性氣體，然后煙氣由反應(yīng)塔頂部排出經(jīng)過旋風(fēng)分離器除去大部分細(xì)灰，由旋風(fēng)分離器除下的細(xì)灰和大顆粒經(jīng)氣力輸送送入混合輸送機(jī)。混合輸送 機(jī)輸送返料灰的剩余外排灰進(jìn)入脫硫灰倉儲存，由脫硫灰倉底部的除灰系統(tǒng)定期外排至脫硫灰?guī)?。?jīng)脫硫后的煙氣再進(jìn)入靜電除塵器除塵。最后，經(jīng)處理后的二氧化硫及煙塵達(dá)標(biāo)的煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)排入煙囪。 具體工藝流程簡圖如下： **********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 19 系統(tǒng)及工藝說明 當(dāng)霧化水經(jīng)過霧化噴嘴在吸收塔中霧化，并與煙氣充分接觸，煙氣冷卻并增濕，脫硫劑氫氧化鈣粉顆粒同 H2O、 SO H2SO3 反應(yīng)生成干粉產(chǎn)物，整個反應(yīng)分為氣相、液相和固相三種狀態(tài)反應(yīng)。 在循環(huán)流化床內(nèi)物料發(fā)生的物理過程有液滴的蒸發(fā)干燥及煙氣冷卻增濕過程，液滴從蒸發(fā)開始到干燥所需的 時間，對吸收塔的設(shè)計和脫硫率都非常重要。影響液滴干燥時間的因素有液滴大小、液滴含水量以及趨進(jìn)絕熱飽和的溫度值。液滴的干燥大致分為兩個階段：第一階段由于漿料液滴中固體含量不大，基本上屬于液滴表面水的自由蒸發(fā)，蒸發(fā)速度快而相對恒定。隨著水分蒸發(fā)，液滴中固體含量增加，**********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 20 當(dāng)液滴表面出現(xiàn)顯著固態(tài)物質(zhì)時，便進(jìn)入第二階段。由于蒸發(fā)表面積變小，水分必須穿過固體物質(zhì)從顆粒內(nèi)部向外擴(kuò)散，干燥速率降低，液滴溫度升高并接近煙氣溫度，最后由于其中水分蒸發(fā)殆盡形成固態(tài)顆粒而從煙氣中分離。 凈化塔內(nèi)反應(yīng)灰的高倍率循環(huán)使循環(huán)灰顆粒之間發(fā)生激 烈碰撞，使顆粒表面生成物的固形物外殼被破壞，里面未反應(yīng)的新鮮顆粒暴露出來繼續(xù)參加反應(yīng)?？陀^上起到了加快反應(yīng)速度、干燥速度以及大幅度提高吸收劑利用率的作用。另外由于高濃度密相循環(huán)的形成，凈化塔內(nèi)傳熱、傳質(zhì)過程被強(qiáng)化，反應(yīng)效率、反應(yīng)速度都被大幅度提高。而且反應(yīng)灰中含有大量未反應(yīng)吸收劑，所以凈化塔內(nèi)實際鈣硫比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表觀鈣硫比。 在凈化塔內(nèi)設(shè)置有多級增濕活化裝置。經(jīng)過增濕活化后原來位于反應(yīng)物產(chǎn)物層內(nèi)部的 Ca(OH)2 從顆粒內(nèi)部向表面發(fā)生遷移，并形成亞微米級細(xì)粒，沉積在顆粒表面或與表層產(chǎn)物層相互夾雜。遷移還改變了 當(dāng)?shù)氐目紫督Y(jié)構(gòu)。這些綜合效果使反應(yīng)劑重新獲得反應(yīng)活性。 含有廢物顆粒、殘留石灰和飛灰的固體物在隨后的旋風(fēng)分離器內(nèi)分離并循環(huán)至反應(yīng)器，由于固體物的循環(huán)部分還能部分反應(yīng)，即循環(huán)石灰的未反應(yīng)部分還能與煙氣中的 SO2 反應(yīng)，通過循環(huán)使石灰的利用率提高到最大。 去除了 SO2 后的煙氣通過煙道引入靜電除塵器，除去粉塵和灰粒，凈化的煙氣通過煙囪放入大氣。 脫硫劑與煙氣中的 SO2 中和后的副產(chǎn)品與鍋爐飛灰一起，在旋風(fēng)**********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 21 分離器和反應(yīng)主塔間循環(huán)。因此，新鮮的生石灰與含硫煙氣能保持較大的反應(yīng)面積。反應(yīng)塔的高度提供了恰當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)中和反應(yīng)時間 和水分蒸發(fā)吸熱時間，同時由于高濃度的干燥循環(huán)物料的強(qiáng)烈紊流作用和適當(dāng)?shù)臏囟龋磻?yīng)器內(nèi)表面積保持干凈且沒有沉積物，這也是該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一。 最后，多余的脫硫副產(chǎn)物就通過溢流從系統(tǒng)中導(dǎo)入灰斗排至脫硫灰?guī)臁＃ǜ鶕?jù)廠區(qū)具體情況而定） 正常情況下，這樣的石灰循環(huán)在從系統(tǒng)中導(dǎo)出之前大約有 100 次，增加了生石灰的利用率，相應(yīng)地減少了生石灰耗量。 生石灰通過輸送裝置進(jìn)入反應(yīng)塔中，生石灰的量控制在達(dá)到排放要求的點(diǎn)上。通過噴嘴將水噴入反應(yīng)器，通過調(diào)節(jié)水量，以便維持凈化煙氣所需溫度，該溫度必須盡可能低，因為煙氣中吸收 SO2 的 能力是隨溫度的降低而增加的。但是，太低的溫度將增強(qiáng)反應(yīng)器中循環(huán)物料的黏結(jié)趨勢。兼顧這兩種趨勢，確定一最佳折中溫度，這種折中對噴嘴和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)都有很高要求。 系統(tǒng)組成 脫硫劑制備系統(tǒng) 由于購買石灰加工破碎設(shè)備的投資較大，生產(chǎn)運(yùn)行人員多，而脫硫裝置年需石灰粉料不是很多，如此不太經(jīng)濟(jì)，也不便于運(yùn)行管理，相對而言，購買生石灰粉就較為簡單。因此，本煙氣脫硫工程的吸收劑采用生石灰，該工藝對吸收劑要求為：生石灰純度大于 80%，粒度**********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 22 在 100?m 左右。生石灰的消化速度與平均粒徑的平方負(fù)相關(guān)， CaO粒徑越細(xì)， 消化反應(yīng)表面越大，消化速度越快，粒徑在 100 ?m 的生石灰更能保障石灰的消化速度及消化率。購買的生石灰粉用石灰罐車直接運(yùn)送到工廠打入生石灰儲倉。 脫硫劑的供給是由密封罐車將 CaO 運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場并泵入現(xiàn)場脫硫劑倉。脫硫劑倉下設(shè)插板閥，粉料經(jīng)過螺旋輸送機(jī)輸送到消化器上。 脫硫劑倉的設(shè)計建造采用了相應(yīng)防止板結(jié)、下灰不暢的措施。倉體采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼材表面除銹，并且盡可能光滑，倉壁內(nèi)不設(shè)突出物，如螺栓頭、焊接隆起物和補(bǔ)償調(diào)整接合縫，因為這些突出物限制生石灰的流動并且容易形成堆積點(diǎn)。考慮到生石灰的安息角，脫硫劑倉錐斗的傾角大 于 60176。脫硫劑倉的頂部設(shè)計有密封的人孔門，該門設(shè)計成能用鉸鏈和把手迅速打開，并且頂部有緊急排氣閥門。脫硫劑倉頂部設(shè)有布袋除塵器，除塵后的潔凈氣體中最大含塵量小于50mg/Nm3。收集下來的生石灰回到脫硫劑倉。脫硫劑倉上配有用來確定容積的料位計，同時也能用于遠(yuǎn)方指示。 脫硫劑制備系統(tǒng)中的主要設(shè)備是生石灰消化器。消化器的工作原理是：消化器內(nèi)有兩個半弧腔體，每個腔體內(nèi)都有攪拌軸，軸上有不同的槳葉。生石灰加入消化器后，經(jīng)系統(tǒng)計算得出的一定量的消化水以水霧的形式灑到生石灰的表面，通過消化器內(nèi)精心設(shè)計的各類槳葉的攪拌 ，加速生石灰的消化反應(yīng)。利用反應(yīng)的生成熱使消化器溫度控制在 100℃左右，以加速其它生石灰的消化速度，從而使 CaO 轉(zhuǎn)化為Ca(OH)2。消化器配有溫度檢測儀器，并設(shè)定安全溫度。消化以后的**********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 23 Ca(OH)2 密度比較輕，因而消化完全的消石灰浮在消化器物料的上層并通過溢流方式進(jìn)入混合器。消石灰進(jìn)入混合器后與從流化底倉來的大量的循環(huán)灰混合。 本工程四臺鍋爐配置一套消化系統(tǒng)，并設(shè)置四個消石灰倉用于分別為四臺鍋爐輸送脫硫劑。由于全套消化系統(tǒng)的投資費(fèi)用較高，且不便于生石灰的輸送，故采用該設(shè)計既可以滿足每臺鍋爐脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時 脫硫劑的消耗量，又可以大大降低成本，使用方便。 副產(chǎn)物處理系統(tǒng) 從脫硫塔出口排出的煙氣含有大量的灰塵、脫硫產(chǎn)物粉塵顆粒及未反應(yīng)的脫硫劑顆粒。進(jìn)入布袋式除塵器后，經(jīng)除塵器收集下來的大部分粉塵顆粒循環(huán)至脫硫塔繼續(xù)參與反應(yīng)，余下的灰塵落入倉泵中。增設(shè)一個灰?guī)?。倉泵中儲灰達(dá)到一定高度時則開啟倉泵插板閥，將儲灰輸送至灰?guī)?。脫硫灰中的主要成分?CaSO CaSO3 等。脫硫灰是一種灰白色干燥的微粒狀粉末 ,其流動性與易 流 化性與粉煤灰相似。 本煙氣脫硫工程副產(chǎn)物脫硫灰主要成分為亞硫酸鈣、硫酸鈣、吸收劑和飛灰等各 種由不同礦物質(zhì)以及一些附屬成分組成的混合物。通過密封罐車出售給 *****藍(lán)圖水泥有限公司，作為建材生產(chǎn)原料。 **********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 24 工藝水系統(tǒng) 包括工藝水箱和工藝水泵。工藝水箱的作用是起到水泵緩沖罐作用。工藝水泵為自吸式，工藝水泵輸水到反應(yīng)塔噴槍，確保反應(yīng)塔內(nèi)過程溫度正確。 水系統(tǒng)由消化水、工藝水及相應(yīng)管路組成。消化水被脫硫劑石灰的消化及熱量散失所消耗，工藝水用于增濕循環(huán)灰，降低反應(yīng)器中的溫度。消化器和增濕器上使用普通壓力噴槍，噴槍安裝在一個特殊設(shè)計的噴槍中，用流化風(fēng)保護(hù)以改善其工作環(huán)境，保證長時間使用的噴霧效果。在水泵、水箱前加設(shè)過濾器，防止顆粒物進(jìn)入堵塞噴槍。水量的供給根據(jù)系統(tǒng)要求，由閥門架自動調(diào)節(jié)。本工程 4 臺爐共用 1 套水系統(tǒng)，水箱設(shè)有連續(xù)水位測量儀，水箱入口安裝有水位調(diào)節(jié)閥，使水位保持在設(shè)定的高度。同時可在控制室觀察水箱水位情況。 煙道系統(tǒng) 煙氣經(jīng)靜電除塵器引出，進(jìn)入反應(yīng)器，經(jīng)脫硫處理的凈煙氣通過沉降室、布袋除塵器經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)回到磚煙道、煙囪。在煙道上設(shè)有非金屬膨脹節(jié)，用來吸收熱膨脹。 從脫硫系統(tǒng)出來的煙氣為 85℃，煙氣流速為 15m/s。 煙道設(shè)計能夠承受如下荷載：煙道自重、風(fēng)荷載、地震荷載、灰塵積累、內(nèi)襯和保溫的重量等。 煙道最小壁厚至少按不小于 6mm 設(shè)計，并考慮一定的腐蝕**********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 25 余量。煙道內(nèi)煙氣流速宜不超過 15m/s。 煙道是具有氣密性的焊接結(jié)構(gòu)，所有非法蘭連接的接口都進(jìn)行連續(xù)焊接，保證煙道嚴(yán)密、不漏風(fēng)。 煙氣系統(tǒng)的設(shè)計對于煙道中粉塵的聚集，考慮附加的積灰荷重。 所有煙道在適當(dāng)位置配有足夠數(shù)量和大小的人孔門和清灰孔，以便于煙道（包括膨脹節(jié)和擋板門）的維修和檢查以及清除積灰。人孔門處煙道保溫確保人孔門便于開啟。 煙道的設(shè)計盡量減小煙道系統(tǒng)的壓降，其布置、形狀和內(nèi)部件（如導(dǎo)流板和轉(zhuǎn)彎處導(dǎo)向板）等均 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 在外削角急轉(zhuǎn)彎頭和變截面收縮急轉(zhuǎn)彎頭處，以及根據(jù)方案提供的其他煙氣流動模型研究結(jié)果要求的地方，設(shè)置導(dǎo)流板。在煙道有內(nèi)襯的地方，內(nèi)部導(dǎo)流板和排水裝置，宜采用合金材料。 原煙道可作為旁路煙道。 在這兩條煙道和原磚煙道上分別設(shè)置雙密封煙氣切換閥，實現(xiàn)脫硫系統(tǒng)投運(yùn)和走旁路之間的切換。當(dāng)脫硫系統(tǒng)投運(yùn)時，原引風(fēng)機(jī)和煙囪之間的煙道上的旁路切換閥關(guān)閉，脫硫系統(tǒng)進(jìn)出口的兩個切換閥打開；當(dāng)脫硫系統(tǒng)需要走旁路時，原引風(fēng)機(jī)和煙囪之間的煙道上的旁路煙氣切換閥打開，其它兩個切換閥關(guān)閉。煙氣切換閥通過 DCS 可在遠(yuǎn)方控制， 通過系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)和脫硫系統(tǒng)的連鎖。 煙道將提供必要的漲縮節(jié)可以吸收連帶設(shè)備和所有工況下的煙道的軸向和橫向的位移。系統(tǒng)煙道的走向力求經(jīng)濟(jì)合理簡潔，減小管道系統(tǒng)阻力，配合除塵器簡潔實用的上或下進(jìn)出口形式，取得較佳的**********淀粉股份有限公司熱電廠煙氣脫硫技術(shù)改造項目可行性研究報告 26 煙道走向，同時有效縮短了除塵器的長度，為在有限的場地內(nèi)布置脫硫和除塵設(shè)備提供了便利條件。 膨脹節(jié)至少應(yīng)滿足如下要求： — 膨脹節(jié)用于補(bǔ)償煙道熱膨脹引起的位移。膨脹節(jié)在所有運(yùn)行和事故條件下都能吸收全部連接設(shè)備和煙道的軸向和徑向位移。 — 所有膨脹節(jié)的設(shè)計無泄漏，并且能承受系統(tǒng)最大設(shè)計正壓 /負(fù)壓。 — 煙道膨脹 節(jié)必須保溫。 — 膨脹節(jié)不采用由石棉材料做的纖維波紋管。 — 采取措施防止灰塵沉積在膨脹節(jié)波紋處。 — 膨脹節(jié)根據(jù)煙氣的特性保溫，其結(jié)構(gòu)采用可拆卸式，以便于檢修。 — 膨脹節(jié)與煙道的連接采用螺栓法蘭連接，以確保膨脹節(jié)的可更換性。 方案選擇可靠的和有良好使用業(yè)績的膨脹節(jié)型式。 旋風(fēng)分離返料系統(tǒng) 分離器有一定的偏心度，高濃度的氣固混合物進(jìn)入分離器之后，首先在進(jìn)口處就有大量的物料貼壁，順著器壁向下流動而被分離下來，初級的慣性分離效率就有 90%以上，另外大的顆粒對細(xì)的顆粒有很強(qiáng)的夾帶吸附作用，許多認(rèn)為無法分離的細(xì) 顆粒，如 20μ m 以下的顆粒也被夾帶分離下來。未被分離的極細(xì)顆粒在煙氣的攜帶下依靠離心力運(yùn)動到器壁，分離效率是