摘要：該(gai)文(wen)闡述了(le)小型(xing)循環流化床鍋爐煙氣脫(tuo)硫(liu)工(gong)藝(yi)的(de)(de)實例(li)應用,分析了(le)爐內(nei)噴鈣+ 爐后簡易石(shi)膏法脫(tuo)硫(liu)工(gong)藝(yi)機理,指出(chu)了(le)該(gai)工(gong)藝(yi)的(de)(de)缺點(dian)和急待(dai)解決的(de)(de)問題,提(ti)出(chu)拓寬脫(tuo)硫(liu)副產物的(de)(de)利(li)用途徑。

關鍵詞：小型循環(huan)流(liu)化(hua)床鍋爐(lu),煙氣脫硫,脫硫工藝,實(shi)例應用(yong)

隨著國家對環(huan)保工(gong)作(zuo)的(de)重視,電(dian)廠SO2 排放治理工(gong)作(zuo)被推(tui)上日程。當前,我國治理排放煙(yan)氣(qi)中的(de)SO2 工(gong)藝種類(lei)繁多,但大(da)(da)都(dou)是針對大(da)(da)型火力發電(dian)廠的(de),投資規(gui)模(mo)較大(da)(da),并不適用于小型火力發電(dian)廠。埠村煤礦電(dian)廠結(jie)合本廠循(xun)環(huan)流化床鍋爐(lu)煙(yan)氣(qi)脫硫實際(ji)情況,設計應用了爐(lu)內噴鈣(gai)+ 爐(lu)后簡易石膏法脫硫的(de)兩級組合工(gong)藝,并在無(wu)錫產(chan)130tPh 循(xun)環(huan)流化床鍋爐(lu)做了實例應用。

1 　爐內噴鈣+ 爐后簡易石膏法脫硫工藝機理

1. 1 　爐內噴鈣脫硫工藝

20 世紀80 年代,Lurgi 公司開發了(le)爐(lu)(lu)內(nei)(nei)噴鈣(gai)循環(huan)流(liu)化床(chuang)反應器脫(tuo)硫技術。該(gai)技術的(de)(de)基本原理是在鍋(guo)爐(lu)(lu)爐(lu)(lu)膛適當部(bu)(bu)(bu)(bu)位噴入(ru)(ru)石(shi)(shi)(shi)(shi)灰(hui)(hui)石(shi)(shi)(shi)(shi),起到部(bu)(bu)(bu)(bu)分固硫作用,在尾部(bu)(bu)(bu)(bu)煙道電除(chu)塵器前裝設(she)循環(huan)流(liu)化床(chuang)反應器,爐(lu)(lu)內(nei)(nei)未反應的(de)(de)CaO 隨著(zhu)飛灰(hui)(hui)輸送到循環(huan)流(liu)化床(chuang)反應器內(nei)(nei),通過增濕活化過程進行(xing)脫(tuo)硫。該(gai)工藝(yi)不需重新設(she)置石(shi)(shi)(shi)(shi)灰(hui)(hui)燒(shao)制系統,可減少(shao)運行(xing)設(she)備及(ji)燒(shao)制石(shi)(shi)(shi)(shi)灰(hui)(hui)帶(dai)來的(de)(de)環(huan)境污染(ran)。但該(gai)工藝(yi)對鍋(guo)爐(lu)(lu)尾部(bu)(bu)(bu)(bu)煙道有一(yi)定的(de)(de)影響,循環(huan)流(liu)化床(chuang)反應器粘結堵塞(sai)嚴重。對此考慮(lv)采用該(gai)工藝(yi)的(de)(de)前半部(bu)(bu)(bu)(bu)分,即爐(lu)(lu)內(nei)(nei)噴鈣(gai),在鍋(guo)爐(lu)(lu)膛二次風管部(bu)(bu)(bu)(bu)位噴入(ru)(ru)石(shi)(shi)(shi)(shi)灰(hui)(hui)石(shi)(shi)(shi)(shi)。爐(lu)(lu)內(nei)(nei)脫(tuo)硫工藝(yi)系統流(liu)程如圖1 。

石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)的(de)粒徑采用1mm 以(yi)下(xia)(xia),外購(gou)成(cheng)品,石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)中(zhong)氧化(hua)鈣的(de)含(han)量為(wei)(wei)(wei)(wei)50. 93 % ,氧化(hua)鎂的(de)含(han)量為(wei)(wei)(wei)(wei)2. 23 %。電(dian)廠建有一(yi)(yi)座粉(fen)(fen)庫,容量為(wei)(wei)(wei)(wei)120m3 ,庫頂設(she)袋式除(chu)塵器(qi)。成(cheng)品石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)粉(fen)(fen)采用密(mi)封(feng)罐(guan)車(che)運(yun)到石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)粉(fen)(fen)庫內(nei)(nei)儲存。粉(fen)(fen)庫下(xia)(xia)設(she)一(yi)(yi)臺(tai)出(chu)力為(wei)(wei)(wei)(wei)6tPh 的(de)給(gei)(gei)料(liao)(liao)倉泵(beng),通(tong)過管(guan)道(dao)將石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)輸(shu)送到鍋(guo)爐(lu)的(de)爐(lu)前脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑給(gei)(gei)料(liao)(liao)倉內(nei)(nei)。倉下(xia)(xia)設(she)上(shang)、下(xia)(xia)兩(liang)個料(liao)(liao)斗、螺旋(xuan)輸(shu)送機(ji)及相關(guan)的(de)閥(fa)門、風機(ji)組成(cheng)的(de)連(lian)續給(gei)(gei)料(liao)(liao)裝置與二次(ci)風管(guan)相連(lian)送入爐(lu)膛(tang), 系統出(chu)力為(wei)(wei)(wei)(wei) 0～4 tPh。根據實(shi)際(ji)需要(yao)的(de)流量來調整單(dan)管(guan)螺旋(xuan)給(gei)(gei)料(liao)(liao)機(ji)的(de)轉速,實(shi)現石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)粉(fen)(fen)加入量調節,以(yi)保證(zheng)脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率。根據試(shi)驗,當CaPS 摩爾比= 2. 0～2. 5 、運(yun)行爐(lu)溫(wen)在 800～950 ℃時,脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率可達(da)到90 %以(yi)上(shang)。采用CaPS 摩爾比= 1. 5 時,脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率為(wei)(wei)(wei)(wei)65 %。但(dan)當石(shi)灰(hui)(hui)石(shi)粉(fen)(fen)添加量過大(da)時,可能(neng)(neng)對尾部煙道(dao)過熱器(qi)、省煤器(qi)、空(kong)氣預熱器(qi)造成(cheng)一(yi)(yi)定(ding)的(de)影響。下(xia)(xia)關(guan)電(dian)廠在采用此(ci)工藝時,鍋(guo)爐(lu)效率下(xia)(xia)降了0. 66 % ,因(yin)此(ci),僅(jin)依靠此(ci)工藝不能(neng)(neng)達(da)到預期治(zhi)理效果,還要(yao)與簡易石(shi)膏(gao)法脫(tuo)(tuo)硫(liu)工藝相結(jie)合。

1. 2 　簡易石膏法脫硫工藝

簡(jian)(jian)易石(shi)(shi)膏(gao)法(fa)(fa)脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)(yi)是(shi)將Ca (OH) 2 和(he)水混合后(hou), 用噴(pen)嘴將石(shi)(shi)灰(hui)乳霧化噴(pen)入循環吸收塔內(nei),在噴(pen)水增(zeng)濕(shi)(shi)的條件下進行脫(tuo)硫(liu)。脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)(yi)系統主要(yao)由石(shi)(shi)灰(hui)粉輸送、石(shi)(shi)灰(hui)漿制漿、煙氣脫(tuo)硫(liu)及再(zai)循環、脫(tuo)硫(liu)灰(hui)(副產品) 輸送等部分組成。該工藝(yi)(yi)系統相對濕(shi)(shi)式(shi)石(shi)(shi)膏(gao)法(fa)(fa)較(jiao)簡(jian)(jian)化,使用維護(hu)便捷,脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv)雖不及濕(shi)(shi)式(shi)石(shi)(shi)膏(gao)法(fa)(fa),但與爐(lu)內(nei)噴(pen)鈣相結合后(hou),脫(tuo)硫(liu)效(xiao)率(lv)亦能(neng)達到95 %以上,可(ke)以滿(man)足《火電(dian)廠大氣排(pai)放(fang)標(biao)準》(GB13223 - 2003) 要(yao)求。本系統安(an)裝(zhuang)在鍋(guo)爐(lu)引風機出口,保(bao)留直通煙道。

脫(tuo)硫塔(ta)位于原有煙道的一(yi)側(ce)。在脫(tuo)硫塔(ta)進出口上安裝煙道風(feng)門,以便于脫(tuo)硫系(xi)統的維(wei)護和檢修。

脫硫(liu)(liu)裝(zhuang)置(zhi)正(zheng)常運行時,煙(yan)氣經(jing)(jing)過(guo)電(dian)除(chu)(chu)(chu)塵器(qi)(qi)后進入脫硫(liu)(liu)塔,從脫硫(liu)(liu)塔底部(bu)(bu)以一定的(de)流速(su)上升,在(zai)上升過(guo)程中與脫硫(liu)(liu)塔頂(ding)部(bu)(bu)噴(pen)下(xia)的(de)石(shi)灰(hui)漿霧充分接(jie)觸,經(jing)(jing)過(guo)系列物理化(hua)學反應,完(wan)成煙(yan)氣中SO2 的(de)脫除(chu)(chu)(chu)過(guo)程。除(chu)(chu)(chu)去SO2 的(de)潔凈煙(yan)氣經(jing)(jing)兩層除(chu)(chu)(chu)霧器(qi)(qi)脫水(shui),從脫硫(liu)(liu)塔頂(ding)部(bu)(bu)煙(yan)道進入煙(yan)氣增溫裝(zhuang)置(zhi)進行熱交換,約80 ℃的(de)潔凈煙(yan)氣排入煙(yan)囪(cong)。除(chu)(chu)(chu)霧器(qi)(qi)定期用新鮮(xian)水(shui)池中的(de)水(shui)噴(pen)淋(lin)清(qing)洗,噴(pen)淋(lin)水(shui)進入底部(bu)(bu)循環液(ye)。

脫硫(liu)塔的下面(mian)(mian)設一(yi)循環(huan)槽,用于存儲(chu)滿足脫硫(liu)要求的循環(huan)液。循環(huan)液一(yi)方(fang)面(mian)(mian)由循環(huan)泵洗(xi)滌(di)煙(yan)氣脫除 SO2 ,另一(yi)方(fang)面(mian)(mian), 在循環(huan)槽內完(wan)成CaSO3 ·1P2 H2O 到 CaSO4·2 H2O 的強制氧(yang)化過(guo)程,經固(gu)液分離后(hou),副(fu)產品以(yi)石膏成份(fen)外(wai)運綜(zong)合利用。

脫硫用石(shi)(shi)灰(hui)粉外(wai)購存放在料倉(cang)(cang)內,經料倉(cang)(cang)下面的(de)計(ji)量裝置落(luo)入熟化器中(zhong),配(pei)制(zhi)成濃度為30 %的(de)石(shi)(shi)灰(hui)漿(jiang), 自流(liu)入配(pei)送(song)(song)槽(cao)(cao)中(zhong),加(jia)水(shui)稀釋至8 %～10 %。配(pei)制(zhi)好的(de)漿(jiang)液(ye)(ye)由(you)水(shui)泵(beng)輸送(song)(song)到循(xun)環槽(cao)(cao),保持循(xun)環槽(cao)(cao)內循(xun)環液(ye)(ye)的(de)PH 值恒定在一定范(fan)圍(wei)內。

系統設置旁路擋(dang)(dang)板(ban)門,當鍋(guo)爐啟動、進入FGD 的煙(yan)氣超溢和FGD 裝置故障停運時,煙(yan)氣由旁路擋(dang)(dang)板(ban)經煙(yan)囪排出。簡易(yi)石膏(gao)法脫(tuo)硫工藝流程如圖2 。

2 　經濟效益分析

(1) 該套設施投資(zi)473 萬元(yuan),根據國(guo)內(nei)35tPh 以(yi)上工業(ye)鍋(guo)(guo)爐(lu)脫硫(liu)裝置(zhi)經濟指標統計,我國(guo)現有工業(ye)企業(ye)鍋(guo)(guo)爐(lu)煙氣脫硫(liu)凈化裝置(zhi),其單位投資(zi)在(zai)300～400 元(yuan)P kWh ,僅(jin)此一項就節省投資(zi)300 余萬元(yuan)。

(2) 按照燃煤含硫量2. 5 %計算,該套設施脫(tuo)除(chu)1 t SO2 費(fei)(fei)用(yong)為281. 65 元,而國(guo)內(nei)35 tPh 以上工業鍋爐脫(tuo)硫裝置經濟指(zhi)標統計顯示脫(tuo)除(chu)1 t SO2 運行(xing)費(fei)(fei)用(yong)在400 元左右。SO2 年脫(tuo)除(chu)量約5000 t 左右,可節省運行(xing)費(fei)(fei)用(yong) (400 - 281. 65) ×5000 = 59. 175(萬(wan)元) 。

3 　工藝存在缺點和急待解決的問題

(1) 壓(ya)(ya)力降(jiang)(jiang)問題。循(xun)環流化床的(de)壓(ya)(ya)力降(jiang)(jiang)由循(xun)環流化床的(de)結(jie)構、氣體流速和床內(nei)固體顆粒物的(de)質量(liang)濃度三部分決(jue)定。由于工(gong)藝的(de)需(xu)要, 其壓(ya)(ya)力降(jiang)(jiang)一般很大(da) (1500 ～2500Pa) 。一般現有電廠引風機(ji)的(de)壓(ya)(ya)頭余量(liang)難(nan)以克(ke)服如此大(da)的(de)壓(ya)(ya)降(jiang)(jiang),需(xu)要增加(jia)新的(de)脫硫風機(ji)。高的(de)壓(ya)(ya)力損失還使得運(yun)行(xing)費用有所增加(jia);另外(wai),由于反(fan)應塔內(nei)大(da)量(liang)物料(liao)不(bu)斷湍動(dong),反(fan)應塔壓(ya)(ya)力降(jiang)(jiang)有較大(da)波(bo)動(dong)。

(2) 需要高品位的石灰(hui)(hui)作為脫硫劑。我國石灰(hui)(hui)的供(gong)應(ying)尚存(cun)在品位低、質量不(bu)(bu)(bu)穩(wen)定、供(gong)應(ying)量不(bu)(bu)(bu)足、供(gong)應(ying)源(yuan)分布不(bu)(bu)(bu)均(jun)、價(jia)格過高等缺陷。

(3) 脫硫副(fu)產品的利(li)用途徑單一,需要開(kai)發新的利(li)用途徑。

4 　今后發展的建議

拓寬脫硫副產物(wu)的利用(yong)(yong)途徑。在歐洲,脫硫副產物(wu)已被廣泛地(di)應用(yong)(yong)在許多(duo)領域,如水泥(ni)、墻體建筑材料、粘合(he)劑、植物(wu)肥料等,可(ke)以(yi)在此基礎上發展我國的脫硫副產品綜(zong)合(he)利用(yong)(yong)技(ji)術。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章