摘要:介(jie)紹了循(xun)環流化床干法煙(yan)氣脫硫(liu)技術在山(shan)東臨(lin)沂電廠(chang)135MW機組的(de)應用(yong)情(qing)況,對(dui)循(xun)環流化床干法煙(yan)氣脫硫(liu)在運(yun)行時需要注意的(de)問題提出了若干建議。

關鍵詞:循(xun)環(huan)流(liu)化床,干(gan)法脫硫,運行,建議

山東臨(lin)沂電廠135MW機組煙氣脫(tuo)硫(liu)改造工程采用AE&E公司循環流化床(chuang)干法(fa)煙氣脫(tuo)硫(liu)技術(Turbosorp Dry FGD) ,該(gai)項目于2007年7月完成系統調試,脫(tuo)硫(liu)效率達到90%以上(shang),系統運行穩定、可靠。

1　工藝原理及工藝流程

鍋爐(lu)來(lai)的(de)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)經(jing)FGD入口擋板門從反(fan)應(ying)(ying)(ying)器底部進入,在(zai)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器內(nei)與加(jia)入的(de)熟石灰、再循環產物及水發生反(fan)應(ying)(ying)(ying),除去煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)SO2 等(deng)酸(suan)性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)。煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)夾帶的(de)吸收劑和(he)再循環產物,在(zai)通(tong)(tong)過(guo)反(fan)應(ying)(ying)(ying)器下部文丘(qiu)里管時(shi),受到(dao)氣(qi)(qi)(qi)流的(de)加(jia)速而懸浮起來(lai),形(xing)成流化床,使(shi)得煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)和(he)顆粒之間不斷摩擦、碰撞,從而極大地強化了(le)氣(qi)(qi)(qi)固之間的(de)傳熱(re)、傳質反(fan)應(ying)(ying)(ying)。同(tong)時(shi),為了(le)達到(dao)最佳的(de)反(fan)應(ying)(ying)(ying)溫度,通(tong)(tong)過(guo)向反(fan)應(ying)(ying)(ying)器內(nei)噴水,使(shi)煙(yan)氣(qi)(qi)(qi)冷卻到(dao)70℃左右。

攜帶大(da)量(liang)(liang)吸收(shou)劑和(he)再循環(huan)產物的煙氣(qi)(qi)(qi)從反應器頂(ding)部(bu)排(pai)出(chu),進入(ru)靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器,進行氣(qi)(qi)(qi)固分(fen)(fen)(fen)離。靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器入(ru)口(kou)煙氣(qi)(qi)(qi)含(han)塵(chen)(chen)量(liang)(liang)高達(da)1 000 g·m- 3 ,經(jing)過靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器凈化后煙氣(qi)(qi)(qi)含(han)塵(chen)(chen)量(liang)(liang)不(bu)超過50 mg·m- 3。靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器收(shou)集(ji)下來的灰(hui)中(zhong)含(han)有大(da)量(liang)(liang)未(wei)反應的吸收(shou)劑,因此(ci)將(jiang)大(da)部(bu)分(fen)(fen)(fen)收(shou)集(ji)到(dao)的灰(hui)返回反應器進一步反應,一小部(bu)分(fen)(fen)(fen)灰(hui)作(zuo)為脫(tuo)硫副(fu)產品(pin)排(pai)至終(zhong)產物儲(chu)倉,再通過罐車外排(pai)。經(jing)過靜(jing)電(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器凈化后的煙氣(qi)(qi)(qi)經(jing)增壓風機和(he)出(chu)口(kou)擋(dang)板(ban)門后排(pai)入(ru)煙囪。工藝流程(cheng)如(ru)圖1所示。各個子系統的詳細(xi)描述見(jian)文獻[1 ]。

脫(tuo)硫(liu)(liu)副(fu)產(chan)品的主要成分為CaSO3 ·1 /2H2O、CaSO4 ·1 /2H2O、CaF2、CaCl2 及未(wei)反應的Ca (OH) 2和雜質等。這些脫(tuo)硫(liu)(liu)灰可以(yi)用于廢礦井填埋、高(gao)速公(gong)路路基、吸(xi)聲(sheng)材料(liao)、水泥(ni)摻(chan)合料(liao)等。

由于流化床中氣(qi)固間(jian)良好的傳(chuan)熱(re)、傳(chuan)質(zhi)效果,煙氣(qi)中的SO3 幾乎被全部(bu)清除(chu),加(jia)上排煙溫度始(shi)終高于煙氣(qi)露(lu)點(dian)溫度20℃以上,因此排煙無(wu)需(xu)再加(jia)熱(re),同時整(zheng)個系統也無(wu)需(xu)采取任何(he)防腐措施(shi)。下列反(fan)應方程(cheng)(cheng)式是采用熟石(shi)灰(hui)為吸收劑時干法的基本反(fan)應過(guo)程(cheng)(cheng)。

Ca (OH) 2 + SO2 = CaSO3 ·1 /2H2O + 1 /2H2O
Ca (OH) 2 + SO3 = CaSO4 ·1 /2H2O + 1 /2H2O
Ca (OH) 2 +H2O + SO2 + 1 /2O2 = CaSO4 ·2H2O
CaSO3 ·1 /2H2O + 1 /2O2 = CaSO4 ·1 /2H2O
Ca (OH) 2 +CO2 = CaCO3 +H2O
Ca (OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O
Ca (OH) 2 + 2HF = CaF2 + 2H2O

反應溫度控制(zhi)在70～80℃,高于煙(yan)氣飽和溫度20～30℃。

2　運行時應注意的問題

循環(huan)流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)干(gan)法(fa)煙氣脫硫系(xi)統(tong)的關鍵(jian)在于流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)的建(jian)立和(he)反(fan)應(ying)溫度(du)的控制(zhi)。流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)床(chuang)壓不(bu)穩(wen)會(hui)(hui)影(ying)響脫硫效率,甚至會(hui)(hui)發生“塌床(chuang)”的情況;反(fan)應(ying)溫度(du)的控制(zhi)直(zhi)接影(ying)響脫硫效率,是循環(huan)流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)干(gan)法(fa)煙氣脫硫中最關鍵(jian)的因素(su)。以(yi)下針對流化(hua)(hua)(hua)床(chuang)床(chuang)壓和(he)反(fan)應(ying)溫度(du)兩方面(mian),對運行時應(ying)該(gai)注意的問題提出(chu)幾點建(jian)議。

2. 1　煙氣流速

由(you)于(yu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)內顆(ke)粒(li)濃度很高(gao),煙(yan)(yan)氣(qi)含塵(chen)量最高(gao)可(ke)達到(dao)1 000 g·m- 3 ,為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)大量的(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)不落至反(fan)應(ying)(ying)器(qi)底部,設計(ji)時將再循環產物回料口和吸收(shou)劑加(jia)入口均布置在反(fan)應(ying)(ying)器(qi)文丘(qiu)(qiu)里段(duan)的(de)(de)(de)上部,煙(yan)(yan)氣(qi)經過文丘(qiu)(qiu)里的(de)(de)(de)流(liu)速為(wei)25～50 m / s,高(gao)速的(de)(de)(de)煙(yan)(yan)氣(qi)氣(qi)流(liu)將反(fan)應(ying)(ying)器(qi)內的(de)(de)(de)顆(ke)粒(li)懸(xuan)浮起來,形成流(liu)化床。本項目反(fan)應(ying)(ying)器(qi)直(zhi)筒段(duan)直(zhi)徑為(wei)8. 5 m,采用7個文丘(qiu)(qiu)里管,每個文丘(qiu)(qiu)里管的(de)(de)(de)直(zhi)徑為(wei)1 m,根據(ju)凈煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)量改變對反(fan)應(ying)(ying)器(qi)底部落灰量影(ying)響的(de)(de)(de)測試表(biao)明,該系(xi)統必須運行在煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)量高(gao)于(yu)52萬m3 ·h- 1的(de)(de)(de)工況下(相當于(yu)72%負荷) 。若鍋爐負荷低于(yu)72% ,反(fan)應(ying)(ying)器(qi)內煙(yan)(yan)氣(qi)流(liu)速無法滿足顆(ke)粒(li)懸(xuan)浮要求,易產生(sheng)“塌(ta)床”現象。

在系統設計時(shi),考慮到鍋爐可能會運(yun)行在70%負荷(he)以下,因此在增(zeng)壓風機后設置了再(zai)循(xun)環(huan)煙道,將脫(tuo)硫(liu)后的凈煙氣(qi)(qi)補充至反(fan)(fan)應器(qi)入口處,提(ti)高反(fan)(fan)應器(qi)內(nei)煙氣(qi)(qi)流速。根據(ju)再(zai)循(xun)環(huan)煙道擋(dang)板門開度改變對煙氣(qi)(qi)流量影(ying)響的測試表明(ming),當鍋爐運(yun)行在60%負荷(he)時(shi),再(zai)循(xun)環(huan)煙道擋(dang)板門全(quan)開,凈煙氣(qi)(qi)流量能保(bao)證在52萬(wan)m3 ·h- 1以上,系統能穩定運(yun)行,反(fan)(fan)應器(qi)底(di)部落灰(hui)量少。

2. 2　流化床床料壓降

流(liu)化(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)料(liao)(liao)壓降太(tai)小,煙氣和(he)吸收劑顆(ke)粒接(jie)觸(chu)不(bu)充分,則脫硫(liu)效(xiao)率難以保證(zheng);而流(liu)化(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)料(liao)(liao)壓降太(tai)大,則易發(fa)生(sheng)(sheng)“塌床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)”的現象(xiang)。運(yun)行時將(jiang)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)料(liao)(liao)壓降設定(ding)在600 Pa,由(you)于(yu)氣化(hua)斜槽回料(liao)(liao)量不(bu)穩(wen),反應器內流(liu)化(hua)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)壓會在500～800 Pa之間(jian)波動(dong)。在這個范(fan)圍內,本系統(tong)能穩(wen)定(ding)運(yun)行,脫硫(liu)效(xiao)率達(da)到90%以上。為了(le)避免(mian)發(fa)生(sheng)(sheng)“塌床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)”情(qing)況,在DCS里設定(ding)床(chuang)(chuang)(chuang)(chuang)壓高于(yu)1 000 Pa自動(dong)停(ting)運(yun)工藝水(shui)系統(tong),高于(yu)1 100 Pa自動(dong)停(ting)運(yun)產物再循(xun)環系統(tong)。

2. 3　反應溫度控制

AE&E循環流(liu)化床干法煙氣脫硫系統采用的(de)(de)水噴(pen)槍是Lechler公司的(de)(de)單流(liu)體高壓回(hui)流(liu)噴(pen)嘴,配備有兩臺高壓水泵(beng)(40bar)和一個電動(dong)(dong)回(hui)流(liu)調節(jie)閥(fa)。通過調節(jie)回(hui)流(liu)水量(liang)(liang)的(de)(de)大小,來控制噴(pen)入反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)工藝水量(liang)(liang),從而調節(jie)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)內(nei)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)溫(wen)(wen)度(du)。由(you)于(yu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)內(nei)的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)溫(wen)(wen)度(du)是通過裝在(zai)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)頂部(bu)的(de)(de)熱電偶來反(fan)(fan)(fan)映(ying),存在(zai)一定的(de)(de)滯后(hou)現(xian)象,因此在(zai)FGD系統啟動(dong)(dong)時不能將回(hui)流(liu)調節(jie)閥(fa)設定在(zai)自(zi)動(dong)(dong)位(wei)置,必須手動(dong)(dong)逐(zhu)步調小閥(fa)門開度(du),待反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)頂部(bu)溫(wen)(wen)度(du)降至70℃時,再將閥(fa)門調至自(zi)動(dong)(dong),此時該閥(fa)門會自(zi)動(dong)(dong)調整(zheng)開度(du)將反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)頂部(bu)溫(wen)(wen)度(du)穩(wen)定在(zai)70℃。

3　結　語

隨著國家環(huan)保法規(gui)的(de)逐步(bu)健全,煙(yan)氣脫硫(liu)技(ji)術(shu)已在(zai)我國得(de)到了(le)廣泛應用。干法煙(yan)氣脫硫(liu)技(ji)術(shu)由(you)于(yu)占地(di)小、投(tou)資省(sheng)、運行(xing)維護成本低等優勢,得(de)到了(le)越(yue)來(lai)越(yue)多中小型機組的(de)青睞。系(xi)統的(de)穩定(ding)、可靠是業主最(zui)為關心的(de)問題,這一(yi)方(fang)面在(zai)于(yu)系(xi)統設(she)計(ji)上,而(er)很大一(yi)方(fang)面要靠運行(xing)經驗的(de)積累(lei)。本文在(zai)山東臨沂135MW機組運行(xing)實(shi)踐的(de)基礎上,對循(xun)環(huan)流(liu)化床干法煙(yan)氣脫硫(liu)系(xi)統運行(xing)提出了(le)幾點建(jian)議(yi)。

參考文獻:

[ 1 ] 　姚　媛. AE&E湍流(liu)吸收工藝技術(shu)在火電廠的應用(yong)[ J ]. 山(shan)西電力, 2007, 6 (3) : 69 - 72.

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