【文章內(nèi)容簡介】 曾一度被淘汰 ,但隨著循環(huán)流化床鍋爐的廣泛應用 ,又重新煥發(fā)出生機。對于循環(huán)流化床鍋爐 ,CaO 與燃料一同在爐內(nèi)循環(huán) ,大大提高了反應時間 ,也提供了適宜的反應溫度 ,提高了脫硫效率。輔以爐后增濕可達到 90%的脫硫效率。如燃煤含硫量過高還可與濕法結合 ,形成爐內(nèi)噴鈣 +濕法的綜合脫硫工藝 ,保證脫硫效率。但該工藝只適用于循環(huán)流化床鍋爐 ,且存在磨損的問題 ,對于煤粉爐無法達到較高的脫硫效率。 表 32 幾種常用脫硫工藝比較 項目 石灰石 /石灰 ?石膏工藝 噴霧干燥法 爐內(nèi)噴鈣 +尾部增濕 氧化鎂法 雙堿法 技術成熟程度 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 適用煤種 不限 中低硫煤 中低硫煤 中低硫煤 不限 脫硫率 95%以上 75~80% 75~80% 90%以上 90%以上 吸收劑 石灰石 /石灰 石灰 石灰石 氧化鎂 石灰 /堿液 /電石渣等 吸收劑利用率 90%以上 50~70% 約 40% 90%以上 85%以上 副產(chǎn)物 石膏 亞硫酸鈣 亞硫酸鈣 硫酸鎂 亞硫酸鈣 /硫酸鈉等 副產(chǎn)物處置 利用 拋棄 拋 棄 拋棄或回收 拋棄或回收 廢水 有 無 無 有 少量 占地面積 大 中 小 中 中 市場占有率 高 一般 一般 低 一般 工藝選擇 結合 2 75t/h 鍋爐的實際情況 ,從工程投資、運行費用等方面綜合考慮 ,本方案采用鈉鈣雙堿法濕法煙氣脫硫工藝。 (同時考慮了循環(huán)流化床鍋爐將在燃煤中拌燒石灰石以實現(xiàn)爐內(nèi)部分脫硫的工藝。 ) 該方案在鍋爐對應的引風機后面 ,增加濕法脫硫設備 . 該方案中 ,不對原有的靜電除塵器進行改動 ,在引風機出口煙道直接增加脫硫系統(tǒng)即可 ,脫硫后煙氣直接進入煙囪 。 四、雙堿法煙氣脫硫方案設計 設計參數(shù)計算 (1)產(chǎn)生的 SO2 量 =2單臺爐燃煤量燃煤應用基含硫量 2 80% =2121000kg/h3%280% =1152kg/h (2)鍋爐標態(tài)煙氣量 =2 150000 =191706 Nm3/h (3)煙氣 SO2 含量 =產(chǎn)生 SO2 量 /標態(tài)煙氣量 鍋爐煙氣 SO2 含量 =1152kg/h 1000000mg/kg 247。 191706 Nm3/h =6009mg/Nm3 (4)脫硫量計算 按 SO2 初始濃度 6009mg/Nm3,SO2 排放濃度要求≤ 400mg/Nm3 的要求 ,可計算出要求的脫硫效率為 %。 設計時按脫硫效率為 94%考慮 ,此時鍋爐脫硫系統(tǒng)工作需脫除 SO2的量為。 脫硫系統(tǒng)方案的介紹 雙堿法反應過程 雙堿法是為克服濕式石灰石 /石灰 石膏法結垢的缺點而發(fā)展起來的。雙堿法采用純堿啟動系統(tǒng) ,鈉堿吸收 SO2生成可溶的 Na2SO3類鹽 ,之后 ,脫硫溶液進入石灰再生系統(tǒng) ,通過離子交換反應 ,生產(chǎn)不可溶的 CaSO3 以及 CaSO4 鹽類 ,作為沉淀物被外排 或后處理 ,重新生成的鈉堿上清液回到吸收塔循環(huán)使用。其主要反應方程式如下 : Na2CO3+SO2 Na2SO3+CO2 (1) Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3 (2) 2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O (3) 其中式 (1)是啟動階段純堿溶液吸收 SO2 反應方程 。式 (2)是運行過程的主要反應式 。式 (3)是再生液 pH值較高時發(fā)生的反應式。 吸收液送至石灰反應器進行吸收液再生和固體副產(chǎn)物的析出 : 2NaHSO3+CaOH2 Na2SO3+CaSO3?1/2H2O↓ +3/2H2O (4) Na2SO3+ CaOH2 2NaOH+CaSO3?1/2H2O↓ (5) 式 (4)是再生反應的主要反應式 。式 (5)是再生液高 pH 值時的再生反應。 產(chǎn)物 CaSO3?1/2H2O在空氣中被氧化為石膏 CaSO4?2H2O,可作為商業(yè)用途或定期拋棄處置。 雙堿法技術優(yōu)點 ⑴鈉基作為吸收液 ,避免了結垢 。 ⑵鈉基吸收速率高 ,較低的液氣比 ,較高的脫硫效率 。 ⑶吸收劑利用率高 。 ⑷系統(tǒng)占地規(guī)模小 ,投資、運行費用低 。 濕式噴淋塔技術優(yōu)點 噴淋裝置設計在頂部 ,避免了腐蝕問題 噴淋塔為空塔 ,不含有易造成結垢的部件 ,不存在堵塞等問題 。 噴嘴采用特殊設計 ,徹底避免了噴嘴的堵塞和腐蝕磨損等問題 。設有除霧器 ,總體脫硫塔內(nèi)部為雙腔體結構 ,從而達到除霧的目的 ,同時為了防止除霧器堵塞 ,在除霧器頂部設有清洗裝置 ,通過系統(tǒng)工藝水進行清洗 ,達到系統(tǒng)損耗水量補充和清洗除霧器的雙重目的。 總之 ,本系統(tǒng)脫硫技術具有如下顯著特點 : (1))該工藝在 35t/h至 220t/h的燃煤鍋爐的除塵脫硫項目中運行效果非常好 。 (2)技術成熟 ,運行可靠性高。脫硫裝置投入率為 95%以上 ,系統(tǒng)主要設備很少發(fā)生故障 ,因此不會因脫硫設備故障影響鍋爐的安全運行 。 (4)操作彈性大 ,對煤種變化的適應性強。用高活性的鈉堿液作為除塵脫硫劑 ,工藝吸收效果好 ,吸收劑利用率高 ,可根據(jù)鍋爐煤種變化 ,適當調(diào)節(jié) pH 值、液氣比等因子 ,以保證設計脫硫率的實現(xiàn) 。 (5)再生和沉淀分離在塔外進行 ,大大降低塔內(nèi)和管道內(nèi)的結垢機會 。 (6)鈉堿循環(huán)利用 ,損耗少 ,運行成本低 。 (7)正常操作下吸收過程無廢水排放 。 (8)脫硫渣無毒 ,溶解 度極小 ,無二次污染 ,可綜合利用 。 (9)鈉堿吸收劑反應活性高、吸收速度快 ,可采用低液氣比 ,從而既可降低運行費用 。 (10)石灰作再生劑實際消耗物 ,運行成本低。 脫硫工藝流程 在本工程中 ,脫硫系統(tǒng)分為以下幾個部分 : 。 。 /除霧系統(tǒng) 。 。 脫硫系統(tǒng)工藝流程如下 : ⑴配制好的脫硫液保存在堿槽中 ,通過計量噴淋系統(tǒng)進入水膜塔進行噴淋 。脫硫液的用量根據(jù)燃煤 的含硫量以及鍋爐的負荷進行動態(tài)調(diào)整 ,使得脫硫漿液泵能夠從流量 0~100%之間連續(xù)運行 ,從而達到流量可調(diào)。 ⑵在噴淋塔內(nèi) ,通過噴淋層噴入從漿液槽輸送過來的脫硫液 ,與煙氣中的二氧化硫接觸發(fā)生反應 ,產(chǎn)生 Na2SO NaHSO3,均為可溶性鈉鹽 ,因此脫硫液進行反應后無結垢現(xiàn)象產(chǎn)生 ,脫硫后的鈉鹽溶液進入中和池與加入的鈣基反應 ,達到鈉堿再生的目的 ,因此 ,最初加入的純堿可多次重復使用 ,直到系統(tǒng)自然損耗至脫硫漿液的 PH 值低于 8以后 ,再次補充純堿。實際損耗物是石灰。 ⑶中和反應后的脫硫污泥 (CaSO CaSO3 混合固體 ),用污泥泵輸送到旁邊的沉淀池中沉積 ,定期將污泥排走即可。沉淀池中的上清液輸送到中和池中循環(huán)使用。 ⑷系統(tǒng)工藝水可考慮使用鍋爐沖渣水回用或廠用自來水 ,脫硫系統(tǒng)的用水經(jīng)過多次循環(huán)使用有一定的自然損耗 ,需要不斷的向系統(tǒng)中補水。補水靠除霧器清洗水即可 ,整個系統(tǒng)閉路循環(huán) ,無廢水排放 ,不會造成二次水污染問題。 ⑸脫硫漿液后處理系統(tǒng) :由渣漿泵從沉淀池底部抽取沉淀的漿液 ,送入板框壓濾機 ,經(jīng)壓濾后的泥餅堆積到一定量后用汽車外運 ,濾液則流回沉淀池池中進行循環(huán)利用。 系統(tǒng)工藝可參照下圖 : 雙堿法脫硫 工藝示意圖 脫硫系統(tǒng)的設計方案 只采用一座脫硫塔 ,本方案中稱之為 1 脫硫塔。煙氣由引風機尾部煙道引入新增的聯(lián)通煙道中 ,然后進入 1 脫硫塔中 ,經(jīng)過脫硫的干凈煙氣再進入磚混煙道中 ,最終排入煙囪 ,整個系統(tǒng)處于正壓運行狀態(tài)。 脫硫塔布置在引風機后面 ,整個系統(tǒng)為正壓運行模式。本系統(tǒng)主體包括脫硫塔脫硫廢液和脫硫廢渣后處理系統(tǒng)。 洗滌塔采用空塔噴淋 ,有效減少運行中結垢問題的的產(chǎn)生。 工藝計算 1. 脫硫液系統(tǒng)工藝計算 : A 噴淋裝置的工藝計算 噴淋層間的選取 噴淋層布置原 則 :噴淋空塔內(nèi)噴淋層的安裝應使吸收塔橫斷面被噴淋液滴完全、均勻地覆蓋。最重要的設計參數(shù)是層數(shù)和層間的垂直距離。這些參數(shù)涉及吸收塔的總高度 ,因而也是影響設備費用的重要因素。典型的噴淋空塔設計3~5 個噴淋層。第一層必須布置在離煙氣進口煙道上方足夠遠的位置 ,使得噴淋漿液能夠接觸進入的煙氣 ,且不會有過多漿噴入進口煙道 ,距進口煙道頂部的典型距離為 2~3 m。相鄰噴淋層的典型距離為 1~2 m。最上層與除霧器底部至少應為 2 m。 本設計設置 5層噴淋層 ,每層間距 2m 噴嘴的選擇及參數(shù)計算 噴淋層噴嘴選擇與布置的一般 原則 : 選擇合適的噴嘴和對噴嘴進行合理布置對于保證系統(tǒng)性能與運行可靠性至關重要。進行 WFGD 的噴嘴設計時應考慮如下問題 : 。 。 ,