時(shí)間:2022-03-11 06:06:20
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結(jié)合我廠實(shí)際,我廠脫硫工藝采用了爐內(nèi)摻燒脫硫劑(電石泥)固硫,和爐外煙氣FGD濕法脫硫相結(jié)合的二段式脫硫方式。生成副產(chǎn)物未氧化的亞硝酸鈣(CaSO3•1/2H2O)與自然氧化產(chǎn)物石膏(CaSO4•2H2O)的混合物直接拋棄。
1.爐內(nèi)脫硫:
過(guò)程:用電石泥作固硫劑,煤泥經(jīng)刮板機(jī)進(jìn)入下倉(cāng),在下倉(cāng)投入電石泥,與煤泥按一定比例混摻,由預(yù)壓螺旋送至攪拌倉(cāng),再次攪拌均勻后由濃料泵送至鍋爐本體內(nèi)進(jìn)行燃燒,達(dá)到固硫的效果。
優(yōu)點(diǎn):爐外脫硫設(shè)施前SO2濃度可以降至500-800mg/m3,電石泥的固硫率在30%左右。
無(wú)需添加任何其他設(shè)備即可進(jìn)行,節(jié)約成本及設(shè)備投入。
爐內(nèi)固硫過(guò)程示意圖
2.爐外脫硫:
過(guò)程:整個(gè)爐外脫硫系統(tǒng)主要由脫硫劑制備系統(tǒng)、吸收循環(huán)系統(tǒng)、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)、配電及自動(dòng)控制系統(tǒng)四大部分組成。
電石泥投入化灰池,清水泵開(kāi)啟注入清水,然后進(jìn)入攪拌池,攪拌均勻使之與水充分混合,制備成為電石漿液。加漿泵經(jīng)管道將漿液送至脫硫塔。首先煙氣與漿液直接接觸脫硫,然后4臺(tái)漿液循環(huán)泵分別將電石漿液打入脫硫塔上部的噴淋裝置,電石漿液經(jīng)霧化后再次與煙氣中的SO2反應(yīng),進(jìn)一步除去煙氣中的SO2。脫硫過(guò)程中所產(chǎn)生的未氧化的亞硝酸鈣(CaSO3•1/2H2O)與自然氧化產(chǎn)物石膏(CaSO4•2H2O)的混合物經(jīng)排渣系統(tǒng)排至沉灰池。
優(yōu)點(diǎn):整個(gè)脫硫系統(tǒng)位于煙道末端,除塵系統(tǒng)后,其脫硫過(guò)程的反應(yīng)溫度適中;
濕法煙氣脫硫反應(yīng)是氣液反應(yīng),脫硫反應(yīng)速度快,脫硫效率高,鈣利用率高;
系統(tǒng)可利用率高、運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行人員少、能確保人員和設(shè)備的安全、能有效地節(jié)約和合理利用能源;
系統(tǒng)位于鍋爐引風(fēng)機(jī)之后,且有旁通煙道,脫硫系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立,運(yùn)行不會(huì)影響主體設(shè)施,且維護(hù)檢修方便;
爐外脫硫過(guò)程示意圖
2電石泥脫硫機(jī)理
在燃燒過(guò)程中,燃煤中的硫可以分為有機(jī)硫和黃鐵礦硫兩大部分,硫分在加熱時(shí)析出,如果環(huán)境中的氧濃度較高,則大部分被氧化為SO2而很少部分殘存于爐渣中。電石泥的主要成分是Ca(OH)2。
1.反應(yīng)機(jī)理
Ca(OH)2+SO2=CaSO3.1/2H2O+1/2H2O
CaSO3.1/2H2O+3/2H2O+1/2O2=CaSO4+H2O
影響循環(huán)流化床鍋爐脫硫效率的主要影響因素:(1)Ca、S摩爾比的影響。Ca、S摩爾比被認(rèn)為是影響脫硫效率和SO2排放的首要因素,根據(jù)試驗(yàn)表明,Ca、S摩爾比為1.5~2.5時(shí),脫硫效率最高,而繼續(xù)增加Ca、S摩爾比或脫硫劑量時(shí),脫硫效率增加的較小,而且繼續(xù)增加脫硫劑的投入量會(huì)帶來(lái)其他副作用,如增加物理熱損失,影響燃燒工況等。(2)床溫的影響。床溫的影響主要在于改變了脫硫劑的反應(yīng)速度、固體產(chǎn)物分布。從而影響脫硫效率和脫硫劑的利用率。有關(guān)文獻(xiàn)表明,床溫控制在850~900℃時(shí),能夠達(dá)到較高的脫硫效率。(3)脫硫劑粒度的影響。
2.計(jì)算用量
根據(jù)電石泥脫硫理論,按照給煤含硫量1.6%,Ca、S摩爾比2.5,電石渣中含水、雜質(zhì)比例45%(其中含水40%,雜質(zhì)5%),其余成分Ca(OH)2,07年我廠全年總耗煤約為耗煤量104253噸量計(jì)算,
(Ca的摩爾質(zhì)量40,O的摩爾質(zhì)量16,H的摩爾質(zhì)量1)
進(jìn)行理論計(jì)算
我廠每年產(chǎn)S量:104253×1.6%=1668.048(噸)
每年需Ca量:2.5×40×1668.048/32=5212.65(噸)
每年需Ca(OH)2量:(5212.65/40)×74=9643.4025(噸)
理論需要消耗電石泥量:9643.4025/(65%)=14836(噸)
3.脫硫試驗(yàn)
為了驗(yàn)證脫硫效果,對(duì)加電石渣進(jìn)行脫硫加以記錄(一小時(shí)中4次記錄值)
4.?dāng)?shù)據(jù)分析
按照一定的比例加入電石泥,脫硫效率可以達(dá)到90%,能夠?qū)⒍趸虻呐欧艥舛冉档絿?guó)家環(huán)保要求的480mg/m3以下。
5.存在問(wèn)題
由于煤泥中攪拌添加電石泥,添加比例不好控制,攪拌不均勻,導(dǎo)致煤泥打空,容易出現(xiàn)個(gè)別點(diǎn)排放量超標(biāo)。
6.建議
增加電石泥給料和輸送設(shè)備,確保摻燒比例及摻燒均勻。
3結(jié)論
(l)我廠采用爐內(nèi)摻燒脫硫劑(電石泥)固硫,和爐外煙氣脫硫FGD濕法脫硫相結(jié)合的二段式脫硫方式脫硫取得成功,脫硫效果能夠達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求。
(2)按照每年用煤炭10萬(wàn)t計(jì)算,可以消耗近1.4萬(wàn)t電石廢渣。不僅減少了這些廢渣對(duì)環(huán)境的污染,而且為以廢治廢開(kāi)辟了新的途徑。
(3)利用廢電石渣作為脫硫劑,不再采購(gòu)石灰石大大地節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。
(4)系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行人員少、能確保人員和設(shè)備的安全。
4參考文獻(xiàn)
《電石渣干粉在電廠煙氣脫硫工藝中的應(yīng)用》---作者:史紅
《燃煤爐預(yù)混—噴鈣二段脫硫技術(shù)研究》------作者:劉建忠,周俊虎,程軍,曹欣玉趙翔,岑可法
《中小容量鍋爐濕法煙氣凈化裝置及系統(tǒng)優(yōu)化》----作者:陶邦彥梅曉燕
1.1脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)一般采用干法脫硫和濕法脫硫兩種辦法對(duì)天然氣進(jìn)行脫硫工藝。濕法脫硫工藝一般用于脫硫大量輕烴、含硫量高、對(duì)脫硫精確度要求不高的工藝。它是兩種基本流程相似的化學(xué)和物理脫硫法,該操作流程比較復(fù)雜,依靠脫硫劑中的吸收劑與天然氣中的硫發(fā)生反應(yīng),整個(gè)工藝過(guò)程使用裝備較多,消耗也多,輕烴經(jīng)過(guò)再生塔時(shí)會(huì)產(chǎn)生吸收劑進(jìn)行再利用,但需在發(fā)生反應(yīng)的同時(shí)一直補(bǔ)充脫硫劑。中間還要處理反應(yīng)產(chǎn)生的廢液,濕法脫硫工藝并不屬于精準(zhǔn)脫硫方式。國(guó)內(nèi)對(duì)輕烴脫硫產(chǎn)品的要求是含硫量每立方米要低于5mg,國(guó)際對(duì)它的要求標(biāo)準(zhǔn)是含硫量在每立方米1mg左右。為了可以滿足相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)我們可以采用干法脫硫,這種方法能源消耗少、需求資金設(shè)備少、操作方法流程簡(jiǎn)單易操作,使用的固體脫硫劑將硫化物附著在塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)脫硫,需要兩塔或者三塔串聯(lián)完成,用這種方法進(jìn)行脫硫工藝不會(huì)產(chǎn)生廢物,精確度很高。
1.2確定工藝路線
輕烴原料中含有的硫元素會(huì)造成硫含量在丙烷和丁烷中超標(biāo),要想減少它們的含硫量就應(yīng)該在進(jìn)氣裝置前安裝一套脫硫設(shè)備,這種先脫硫再加工的方法操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單方便還符合要求,很適合推廣使用。在脫硫劑沒(méi)有飽和的情況下有比較長(zhǎng)使用壽命,一般有2到3年的使用期。根據(jù)實(shí)驗(yàn)考察計(jì)算發(fā)現(xiàn),脫硫工藝的溫度應(yīng)該保持在25℃上下,脫硫后的原料含硫量要在每立方米0.1mg以下。原料脫硫的過(guò)程是原料先經(jīng)過(guò)低點(diǎn)排出原液氣使之進(jìn)入加熱器,由導(dǎo)熱油在輔助的情況下加熱到25℃,原料氣和氧氣混合后會(huì)流入脫硫塔,控制溫度在25℃的情況下嚴(yán)格控制好空氣補(bǔ)給量,脫硫后原料氣經(jīng)過(guò)在加工過(guò)濾凈化,最后進(jìn)行氣體處理。
1.3選擇脫硫劑
有些脫硫劑中添加了活性炭,在催化劑作用下反應(yīng)時(shí)起到了吸附作用。選擇脫硫劑時(shí)要盡量選擇有點(diǎn)多脫硫率高的脫硫劑,做到能量消耗低、反應(yīng)溫度低、精準(zhǔn)度較高,便于使用的同時(shí)還要可以簡(jiǎn)單操作和更換,而且還要有先進(jìn)的技術(shù)水平。
1.4確定脫硫裝置參數(shù)
一般而言,對(duì)工藝要求比較低的原液氣處理選擇干法脫硫技術(shù),處理量要求也不高,日處理量不超過(guò)240萬(wàn)立方米由于原液氣壓力比較低,為了保證下游裝置的正常工作,脫硫塔的壓降必須控制在0.05MPa之下,而要調(diào)整脫硫劑的孔隙度在30%和35%的范圍內(nèi),為了孔隙度調(diào)整之后的含硫量不超標(biāo),還要設(shè)計(jì)一個(gè)保駕塔,依據(jù)前面的脫硫效果,經(jīng)過(guò)分析結(jié)果決定是否要投入使用,來(lái)確保脫硫精度,填充床層的高徑比為10∶6。而為了驗(yàn)證脫硫劑的反應(yīng)溫度的最佳值,通過(guò)試驗(yàn)?zāi)M得出不同的溫度下硫化物的轉(zhuǎn)化率,當(dāng)溫度達(dá)到5℃以上,原液氣中的H2S已經(jīng)基本轉(zhuǎn)化完成了;溫度達(dá)到17℃時(shí),原液氣中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率就可到80%以上,溫度達(dá)到26℃時(shí),有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化率接近100%,因而反應(yīng)的最佳溫度一般25℃左右。
2輕烴產(chǎn)品的利用
近年來(lái)由于化工業(yè)的大力發(fā)展,很多進(jìn)口的丙烷、丁烷逐漸增多,我國(guó)的輕烴原料也呈現(xiàn)出了多樣化的特點(diǎn),輕烴通過(guò)加工出來(lái)的產(chǎn)品應(yīng)用在很多行業(yè),不斷提升著輕烴產(chǎn)品的使用價(jià)值。輕烴加工后可以用作優(yōu)質(zhì)的化工溶劑,在化工中起到裂解材料的使用;輕烴經(jīng)過(guò)脫硫后可以當(dāng)做液化石油氣供人們使用,也可以用在汽車的火花塞中,這樣可會(huì)減少汽車內(nèi)積碳的含量,不用經(jīng)常清洗;因?yàn)檩p烴脫硫后不會(huì)含有烯烴元素性能,比較穩(wěn)定,還沒(méi)有臭味,可以用它來(lái)制作很多霧化產(chǎn)品,例如殺蟲(chóng)劑、發(fā)膠摩斯等;現(xiàn)在的人們環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng),很多輕烴脫硫后人們把它用于保護(hù)臭氧層代替氟利昂的使用。
3結(jié)語(yǔ)
[關(guān)鍵詞]煙氣脫硫濕法干法比較
1概述
煙氣脫硫是電廠控制SO2排放的主要技術(shù)手段,目前已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用水平的煙氣脫硫技術(shù)有十余種,大致可以分為干法和濕法,但能在300MW以上大容量機(jī)組使用的成熟脫硫工藝并不多。根據(jù)國(guó)內(nèi)目前的實(shí)際應(yīng)用推廣情況,國(guó)內(nèi)各大脫硫公司已投運(yùn)的300MW級(jí)機(jī)組煙氣脫硫裝置均為石灰石/石膏濕法。干法技術(shù)在國(guó)內(nèi)300MW大容量機(jī)組上全煙氣、高脫硫率還沒(méi)有運(yùn)行示例。最近武漢凱迪股份公司正在推廣德國(guó)WULLF的RCFB(內(nèi)回流循環(huán)流化床)技術(shù),該技術(shù)在國(guó)外2000年曾有1套在300MW機(jī)組上投運(yùn),3個(gè)月后停運(yùn),現(xiàn)國(guó)內(nèi)有1套剛開(kāi)始在恒運(yùn)電廠1×210MW機(jī)組上投運(yùn)。另有1套已投運(yùn)的CFB脫硫,運(yùn)用于小龍?zhí)?×100MW機(jī)組。
以下對(duì)濕法和干法兩種工藝流程,全煙氣、高脫硫率下的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行了綜合比較。
2石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)流程特點(diǎn)
石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用業(yè)績(jī)最多的脫硫工藝,應(yīng)用該工藝的機(jī)組容量約占電站脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?5%以上,應(yīng)用單機(jī)容量已達(dá)1000MW。其脫硫副產(chǎn)物—石膏一般有拋棄和回收兩種方法,主要取決于市場(chǎng)對(duì)脫硫石膏的需求、石膏質(zhì)量以及是否有足夠的堆放場(chǎng)地等因素。
濕法工藝技術(shù)比較成熟,適用于任何含硫量的煤種和機(jī)組容量的煙氣脫硫,脫硫效率最高可達(dá)到99%。
國(guó)內(nèi)各家公司分別引進(jìn)了世界上先進(jìn)的幾家大公司的濕法工藝技術(shù):B&W(巴威)、斯坦米勒、KAWASAKI(川崎)、三菱、GE、DUCON,都能根據(jù)電廠的實(shí)際情況設(shè)計(jì)出最佳的工藝參數(shù)。
2.1石灰石/石膏濕法工藝流程
石灰石/石膏濕法脫硫工藝采用價(jià)廉易得的石灰石作脫硫吸收劑,石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液,也可直接用濕式球磨機(jī)將20mm左右的石灰石磨制成吸收漿液。當(dāng)采用石灰吸收劑時(shí),石灰粉經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{液。在吸收塔內(nèi),吸收漿液與煙氣接觸混合,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除,最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶有的細(xì)小液滴,經(jīng)氣氣加熱器(GGH)加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿液的循環(huán)利用,脫硫吸收劑的利用率很高。
電廠鍋爐煙氣進(jìn)入FGD,通過(guò)升壓風(fēng)機(jī)加壓,經(jīng)GGH降溫至約100℃后進(jìn)入吸收塔,吸收塔脫硫效率為96~99%,整個(gè)系統(tǒng)的脫硫效率不低于90%。從吸收塔出來(lái)的凈煙氣溫度約為47℃,經(jīng)GGH升溫至80℃后從煙囪排放。
該工藝原理簡(jiǎn)單,工藝技術(shù)比較成熟,脫硫效率和吸收劑的利用率高,即Ca/S=1.03時(shí),脫硫效率大于95%,能夠適應(yīng)各種煤種,適應(yīng)大容量機(jī)組,運(yùn)行可靠,可用率高,副產(chǎn)品石膏具有商業(yè)價(jià)值。
2.2石灰石/石膏濕法脫硫技術(shù)主要技術(shù)特點(diǎn)及指標(biāo)
2.2.1脫硫效率高,一般不低于90%,最高可以達(dá)到99%。
2.2.2脫硫劑利用率高,達(dá)90%以上。Ca/S比低,只有1.01~1.05,國(guó)內(nèi)現(xiàn)正在實(shí)施的的幾個(gè)工程均不大于1.03。
2.2.3吸收塔采用各種先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì),不僅解決了脫硫塔內(nèi)的堵塞、腐蝕問(wèn)題,而且改善了氣液傳質(zhì)條件,從而提高了塔內(nèi)脫硫效率,減少了漿液循環(huán)量,有效降低了漿液循環(huán)泵的功耗。目前脫硫島電耗一般為機(jī)組裝機(jī)容量的1~1.5%。
2.2.4噴淋空塔內(nèi)煙氣入口采用向下斜切式入口,煙氣由下自上流動(dòng),延長(zhǎng)了氣體分布路徑,不僅有利于氣體分布均勻,而且由于氣體的翻騰形成了湍流,更有利于氣液的傳質(zhì)傳熱。
2.2.5采用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì),優(yōu)化脫硫塔及塔內(nèi)構(gòu)件如噴嘴等的布置,優(yōu)化漿液濃度、Ca/S比、漿液流量等運(yùn)行指標(biāo),可以保證脫硫塔內(nèi)煙氣流動(dòng)和漿液噴淋均勻,以最小的消耗取得最好的脫硫效果。
2.2.6根據(jù)煙氣含硫量,采用不同層數(shù)(2~4層)的漿液噴淋層,確保取得最佳的脫硫效果。
2.2.7塔內(nèi)設(shè)置氧化空氣分布系統(tǒng),采用塔內(nèi)強(qiáng)制氧化,氧化效果好。
2.2.8噴淋層采用交叉聯(lián)箱布置,使噴淋管道布置更合理,降低了吸收塔高度。
2.2.9采用機(jī)械攪拌。
2.2.10廢物得到良好的處理,其中廢渣變成了優(yōu)質(zhì)石膏,完全可以取代高品位的天然石膏。廢水采用回用技術(shù),可以達(dá)到零排放。
2.2.11穩(wěn)定性高,適應(yīng)性強(qiáng),可靠性99%以上。
2.2.12應(yīng)用多、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富。
3干法RCFB脫硫工藝脫硫技術(shù)流程特點(diǎn)
干法有LIFAC(爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化)、CFB(循環(huán)流化床)等工藝,在國(guó)家有關(guān)部門的技術(shù)指南、火電廠設(shè)計(jì)規(guī)程上均限于在中小機(jī)組或老機(jī)組上實(shí)施。CFB最早由德國(guó)魯奇(LURGI)公司開(kāi)發(fā),目前已達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的CFB法工藝有三種:LURGI公司的CFB、德國(guó)WULFF公司的RCFB(內(nèi)回流式煙氣循環(huán)流化床)、丹麥FLS公司的GSA(氣體懸浮吸收),國(guó)內(nèi)分別由龍凈環(huán)保、凱迪電力、龍?jiān)喘h(huán)保等公司引進(jìn),目前多在中小機(jī)組上運(yùn)用,其中只有WULFF公司的RCFB技術(shù)向300MW機(jī)組上推廣,所以本文中作比較的干法僅指RCFB。
3.1RCFB的發(fā)展歷史
循環(huán)流化床(CFB)的發(fā)展歷史其實(shí)很長(zhǎng)。循環(huán)流化床CFB煙氣凈化工藝的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研究開(kāi)發(fā)工作開(kāi)始于1968/1969年,1970~1972年CFB煙氣凈化工藝在德國(guó)電解鋁廠獲得應(yīng)用,煙氣流量為15,000m3/h。1985~1987年,首臺(tái)CFB煙氣脫硫示范裝置在德國(guó)一家燃褐煤電站得到應(yīng)用,處理煙氣量為40萬(wàn)m3/h(相當(dāng)于30萬(wàn)機(jī)組氣量的四分之一),采用消石灰為脫硫劑。在此基礎(chǔ)上,各公司分別又開(kāi)發(fā)出了上述新一代CFB脫硫工藝(第三代)。
3.2RCFB脫硫工藝流程
RCFB工藝主要采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑,由鍋爐排出的煙氣從流化床的底部進(jìn)入,經(jīng)過(guò)吸收塔底部的文丘里裝置,煙氣速度加快,并與很細(xì)的吸收劑粉末相混合。同時(shí)通過(guò)RCFB下部的噴水,使煙氣溫度降低到70~90℃。在此條件下,吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應(yīng),生成亞硫酸鈣和硫酸鈣,經(jīng)脫硫后帶有大量固體的煙氣由吸收塔的上部排出,排出的煙氣進(jìn)入除塵器中,大部分煙氣中的固體顆粒都被分離出來(lái),被分離出來(lái)的顆粒經(jīng)過(guò)再循環(huán)系統(tǒng)大部分返回到吸收塔。
RCFB的控制系統(tǒng)主要通過(guò)三個(gè)部分實(shí)現(xiàn):
1.根據(jù)反應(yīng)器進(jìn)口煙氣流量及煙氣中原始SO2濃度控制消石灰粉的給料量;
2.反應(yīng)器出口處的煙氣溫度直接控制反應(yīng)器底部的噴水量,使煙溫控制在70~90℃范圍內(nèi)。噴水量的調(diào)節(jié)方法一般采用回流調(diào)節(jié)噴嘴,通過(guò)調(diào)節(jié)回流水壓來(lái)調(diào)節(jié)噴水量;
3.在運(yùn)行中調(diào)節(jié)床內(nèi)的固/氣比。其調(diào)節(jié)方法是通過(guò)調(diào)節(jié)分離器和除塵器下所收集的飛灰排灰量,以控制送回反應(yīng)器的再循環(huán)干灰量,從而保證床內(nèi)必需的固/氣比。
3.3RCFB脫硫技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn)及指標(biāo)
3.3.1耗電量在機(jī)組容量的0.5~1.0%。脫硫率80%時(shí),為0.6%左右;脫硫效率大于90%時(shí),塔內(nèi)物料量增加引起系統(tǒng)阻力的增大而使電耗大幅上升。
3.3.2在塔的頂部區(qū)域加裝了導(dǎo)流板,在塔內(nèi)加裝了紊流裝置。
3.3.3脫硫率>90%,Ca/S為1.2~1.5。石灰活性必須高且穩(wěn)定,達(dá)到T60標(biāo)準(zhǔn)(軟緞石灰,四分鐘內(nèi)水溫上升60℃)。
3.3.4塔內(nèi)平均流速4m/s左右。10米左右直徑的流化床內(nèi)流場(chǎng)比較復(fù)雜。
3.3.5用消石灰作為脫硫劑。石灰消化后,以消石灰干粉形式送入流化床吸收塔。噴入足夠的水分保證脫硫效果,水分越大脫硫率越高。
3.3.6嚴(yán)格控制床溫。床溫偏低時(shí)設(shè)備有腐蝕,偏高時(shí)脫硫效率及脫硫劑利用率下降。
3.3.7塔內(nèi)的水分要迅速蒸發(fā)掉,以保證灰渣干態(tài)排出。
3.3.8在煤的含硫量增加或要求提高脫硫效率時(shí),不增加任何設(shè)備,僅增加脫硫劑和噴水量。
3.3.9不另設(shè)煙氣旁路,當(dāng)FGD停運(yùn)時(shí),脫硫塔直接作為煙氣旁路使用。
3.3.10在中小電站或工業(yè)鍋爐上應(yīng)用較多,300MW機(jī)組上國(guó)內(nèi)外僅應(yīng)用了1套并只有短期運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。
3.3.11RCFB脫硫渣的利用
RCFB煙氣脫硫技術(shù)吸收劑為鈣基化合物,脫硫渣中的主要成分為CaSO3等。但不同電廠的脫硫渣的成份是不一樣的,若要有效利用,必須做個(gè)案研究。
不包括前除塵器的灰,CaSO3·1/2H2O含量占50±10%,根據(jù)德國(guó)WULFF公司提供的部分個(gè)案研究實(shí)例,是可以應(yīng)用的。國(guó)內(nèi)的南京下關(guān)電廠對(duì)LIFAC技術(shù)的脫硫渣已作了一些個(gè)案研究,恒運(yùn)電廠正準(zhǔn)備和凱迪公司合作,開(kāi)展脫硫灰利用的研究工作。
4石灰石-石膏濕法與干法RCFB比較
4.1工藝技術(shù)比較
4.1.1在300MW以上機(jī)組FGD上的應(yīng)用
干法RCFB:國(guó)外從小機(jī)組放大到300MW機(jī)組僅有1臺(tái),國(guó)內(nèi)還沒(méi)有300MW機(jī)組的實(shí)運(yùn)裝置,僅在中小機(jī)組或工業(yè)鍋爐上有實(shí)運(yùn)裝置。
從國(guó)內(nèi)引進(jìn)FGD的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,各個(gè)電廠都有一定的實(shí)際情況,設(shè)計(jì)時(shí)也必須滿足各個(gè)電廠的特定情況。據(jù)報(bào)道,幾家引進(jìn)CFB的公司在中小機(jī)組的示范裝置上大多碰到了較嚴(yán)重的問(wèn)題,經(jīng)大量長(zhǎng)時(shí)間調(diào)試整改后,有的仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,有的甚至需更換重要部件,更為嚴(yán)重的機(jī)組無(wú)法按正常出力運(yùn)行。
國(guó)內(nèi)唯一的一套R(shí)CFB是廣州恒運(yùn)電廠FGD,從運(yùn)行情況來(lái)看,雖然將石灰標(biāo)準(zhǔn)從T60降至T50左右,消化裝置仍不能正常運(yùn)行,目前靠買消石灰維持;除塵器有堵塞等問(wèn)題,曾造成了電廠停運(yùn),但粉塵泄漏較嚴(yán)重;控制系統(tǒng)還不能穩(wěn)定監(jiān)測(cè)和調(diào)控脫硫裝置的運(yùn)行。
石灰石-石膏濕法:已很成熟,國(guó)外有各種條件下機(jī)組上的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),國(guó)內(nèi)雖然運(yùn)行實(shí)例不多,但國(guó)內(nèi)公司引進(jìn)的均為國(guó)外先進(jìn)可靠的技術(shù)。其市場(chǎng)占有率占電站脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?5%以上,應(yīng)用單機(jī)容量已達(dá)1000MW。國(guó)家相關(guān)職能部門在組織國(guó)內(nèi)專家充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出指導(dǎo)性意見(jiàn):在新、擴(kuò)、改300MW機(jī)組FGD上或要求有較高脫硫率時(shí),采用石灰石-石膏濕法技術(shù)。在火電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中,也作了同樣的規(guī)定。
現(xiàn)在大部分設(shè)備均可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,初始投資大幅降低,備品備件的問(wèn)題也將得到徹底解決。
4.1.2適用煤種
干法RCFB:據(jù)國(guó)內(nèi)各大研究單位的報(bào)告及國(guó)外的部分應(yīng)用實(shí)例,CFB適用于中、低硫煤。對(duì)高硫煤,較難達(dá)到環(huán)保要求,且投資與運(yùn)行費(fèi)用將大幅上升。RCFB是否適應(yīng)高硫煤的大機(jī)組,需進(jìn)一步論證。
石灰石-石膏濕法:不限。
4.1.3Ca/S比
干法RCFB:脫硫率>90%時(shí)為1.3~1.5。氧化鈣純度要求≥90%,并要有非常高的活性(T60標(biāo)準(zhǔn)),達(dá)不到以上要求時(shí),將影響裝置的脫硫率及正常運(yùn)行。
石灰石-石膏濕法:1.01~1.05,一般為1.03,純度達(dá)不到要求時(shí),最終僅影響脫硫副產(chǎn)品石膏的質(zhì)量。
4.1.4脫硫效率
干法RCFB:穩(wěn)定運(yùn)行一般在80%左右,若需要進(jìn)一步提高,則需降低煙氣趨近溫差,增加Ca/S和噴水量,但會(huì)對(duì)下游設(shè)備如除塵器、引風(fēng)機(jī)等帶來(lái)不利影響。
95%的脫硫率對(duì)干法技術(shù)來(lái)講,已達(dá)到高限(國(guó)外為90%),當(dāng)環(huán)保要求進(jìn)一步提高時(shí),改造較困難。
煙氣含硫量波動(dòng)時(shí),因?yàn)橛写笱h(huán)灰量,難以靈敏調(diào)整控制,脫硫效率難以保證。
石灰石-石膏濕法:一般可在95%以上穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)環(huán)保要求的適應(yīng)性強(qiáng)。
煙氣含硫量變化時(shí),易于調(diào)整控制,脫硫效率較穩(wěn)定。
4.1.5耗電量
干法RCFB:機(jī)組容量的0.5~1.0%,脫硫效率在80%左右時(shí),為0.6%左右;當(dāng)脫硫效率>90%時(shí),耗電量上升很快,將達(dá)到1%左右。
石灰石-石膏濕法:機(jī)組容量的1.0~1.5%。
.1.6對(duì)ESP(電除塵器)的影響
干法RCFB:初始設(shè)計(jì)時(shí)ESP2負(fù)荷很高,進(jìn)口濃度800g/Nm3(遠(yuǎn)高于電廠正常電除塵器進(jìn)口的20~30g/Nm3),ESP2除塵效率將達(dá)到99.9875%。隨脫硫率的變化增加Ca/S,ESP2負(fù)荷急劇增加,其出口含塵濃度能否達(dá)標(biāo)值得考慮。環(huán)保要求還將進(jìn)一步提高,在即將實(shí)行的《火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見(jiàn)稿)中,火電廠最高允許煙塵排放濃度為50mg/Nm3。
當(dāng)煙氣含硫量變化時(shí),為保證脫硫率,或滿足環(huán)保要求的不斷提高而提高脫硫效率,采取以上降低煙氣趨近溫差,增加噴水量和Ca/S措施時(shí),將導(dǎo)致ESP低溫腐蝕,排灰易粘結(jié)(塔壁也易于結(jié)灰),嚴(yán)重時(shí),將影響裝置的正常運(yùn)行,在中小機(jī)組的運(yùn)行中是普遍存在的問(wèn)題。
石灰石-石膏濕法:沒(méi)有后ESP,無(wú)影響。經(jīng)脫硫塔洗滌后,煙塵總量減少50~80%左右,F(xiàn)GD出口煙塵濃度小于50mg/Nm3。
4.1.7對(duì)機(jī)組的影響
干法RCFB:因故障停電等原因使CFB停運(yùn),會(huì)導(dǎo)致塔內(nèi)固態(tài)物沉積,重新啟動(dòng)需清理沉積固態(tài)物,由于無(wú)旁路,當(dāng)后ESP和回灰系統(tǒng)發(fā)生堵塞進(jìn)行檢修時(shí),機(jī)組將停運(yùn)。
石灰石-石膏濕法:因FGD是獨(dú)立系統(tǒng),有旁路,故無(wú)影響。
4.1.8對(duì)機(jī)組負(fù)荷的適應(yīng)性
干法RCFB:負(fù)荷的變化會(huì)引起煙氣流速的變化,從而影響脫硫反應(yīng)及裝置的運(yùn)行。
石灰石-石膏濕法:較好。
4.1.9水
干法RCFB:石灰消化一般需熱水,且水質(zhì)要求高;無(wú)廢水排放。
石灰石-石膏濕法:耗水量相對(duì)稍多一點(diǎn),但水質(zhì)要求不高,可用水源水;僅有少量廢水排放。
4.1.10吸收劑制備
干法RCFB:需大批量外購(gòu)符合要求的T60標(biāo)準(zhǔn)的石灰粉,以目前投運(yùn)電廠的運(yùn)行情況來(lái)看,石灰消化存在諸多問(wèn)題,如果采購(gòu)滿足要求的消石灰Ca(OH)2將增加業(yè)主采購(gòu)成本。最大問(wèn)題是一般較難購(gòu)買到品質(zhì)穩(wěn)定的高活性(T60標(biāo)準(zhǔn))的石灰粉。RCFB脫硫效果的保證及裝置的運(yùn)行可靠性完全依賴于石灰的高純度及高活性。
石灰石-石膏濕法:可外購(gòu)石灰石粉或塊料,石灰石塊料價(jià)格便宜,直接購(gòu)粉則可大幅度降低投資及耗電量,但相應(yīng)增加了采購(gòu)成本。
4.1.11排煙溫度
干法RCFB:脫硫率80%左右時(shí)為70~90℃,脫硫率提高到95%后要降55~70℃。
石灰石-石膏濕法:GGH出口一般為大于80℃。
4.1.12副產(chǎn)品輸送利用
干法RCFB:目前僅適宜用于填坑、鋪路,應(yīng)用價(jià)值低。用于其他場(chǎng)合的應(yīng)用方法還未研究,而且還將是很長(zhǎng)一段過(guò)程?;乙桩a(chǎn)生粘結(jié),既影響輸送,也影響裝置的運(yùn)行。當(dāng)脫硫渣排入灰場(chǎng)時(shí),將影響粉煤灰的綜合利用。在拋棄過(guò)程中需要考慮增設(shè)合適的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施,同時(shí)也增加一定的運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本。
石灰石-石膏濕法:脫硫石膏質(zhì)量?jī)?yōu)于天然石膏,可綜合利用,應(yīng)用價(jià)值較高。如采用拋棄法,可節(jié)省部分投資,輸送也不會(huì)有問(wèn)題。
4.1.13占地面積
干法RCFB:在大容量機(jī)組考慮采用1爐1塔時(shí)占地較小。
石灰石-石膏濕法:較大。
4.2經(jīng)濟(jì)比較
以下以某電廠2×300MW機(jī)組煙氣脫硫裝置為例,脫硫項(xiàng)目建設(shè)期按1年計(jì)算,運(yùn)營(yíng)期按20年計(jì)算,采用總費(fèi)用法對(duì)干、濕法方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較,總費(fèi)用低的方案較優(yōu)。
從“經(jīng)濟(jì)比較成果表”可以看出,濕法脫硫方案的總費(fèi)用略低于干法脫硫方案。因此,從經(jīng)濟(jì)比較的角度來(lái)看,濕法方案優(yōu)于干法方案。
5結(jié)論和建議
5.1結(jié)論
綜上所述,濕法與干法相比,技術(shù)更加成熟,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)更加豐富,脫硫劑供應(yīng)有保證,脫硫副產(chǎn)品利用好,系統(tǒng)供應(yīng)商較多;經(jīng)營(yíng)費(fèi)用小,初始投資高,總成本費(fèi)用較低,全系統(tǒng)本廠占地面積較大。
每個(gè)電廠有各自的實(shí)際情況,在FGD裝置設(shè)計(jì)上也有不同。方案比選中不僅要考慮干法、濕法的技術(shù)因數(shù),還要考慮各種實(shí)際存在的問(wèn)題:如脫硫劑的供應(yīng)、廢渣的處理、對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)、政府的規(guī)劃等。
目前干法煙塵排放量要大于100mg/Nm3,濕法小于50mg/Nm3,均小于現(xiàn)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/Nm3的要求。如果環(huán)保政策要求進(jìn)一步提高脫硫效率,降低出口允許煙塵排放濃度,濕法也比較容易調(diào)整改造,而干法效率已到高限,難以實(shí)施進(jìn)一步改造。
5.2建議
關(guān)鍵詞:除塵灰;返礦;鋪底料;脫硫石膏;生石灰;熔劑
前言
隨著2014年對(duì)標(biāo)工作和降本增效工作的實(shí)施和考核,作為一名技術(shù)員深感約成本的重要意義,雖然創(chuàng)效困難程度很大,但是如何能夠大幅度的降低成本,除了管理到位,我堅(jiān)信依靠改變工藝和原材料將是最佳途徑,作為一名老燒結(jié)技術(shù)員,當(dāng)看到除塵灰在運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程中、下料堵倉(cāng)過(guò)程中產(chǎn)生的諸多不利因素和造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的二次污染以及給崗位工造成的巨大勞動(dòng)強(qiáng)度后,我想到了型煤工藝,結(jié)合其他廠家的先進(jìn)設(shè)備,我想將除塵灰、燒結(jié)礦返礦再粉碎后再慘加一些如焦沫、無(wú)煙煤等物質(zhì)后,讓其在一定的型煤設(shè)備上高壓下就能造出直徑30-40毫米左右的球狀體,大家知道除塵灰、返礦在一定程度上是燒熟了的小粒度燒結(jié)礦,若將其做為鋪底料,對(duì)生成的燒結(jié)礦成品質(zhì)量影響不大,但是產(chǎn)量肯定是增加的,所以想采用除塵灰、返礦做鋪底料工藝;另一方面,自從2013年我們龍鋼燒結(jié)廠有了脫硫工藝后,每日就能產(chǎn)出200-300噸的脫硫石膏,而這些脫硫石膏被當(dāng)作垃圾處理給環(huán)保公司,每車還需付裝運(yùn)費(fèi)150元。根據(jù)自己多年的經(jīng)驗(yàn),我知道石膏的成分主要是二水硫酸鈣,而二水硫酸鈣在1400℃下加熱就會(huì)產(chǎn)生出氧化鈣和二氧化硫,在燒結(jié)工藝條件下,大約1250℃石膏就會(huì)分解成氧化鈣和二氧化硫,大家知道:二氧化硫有95%被燃燒釋放變成三氧化硫,隨煙氣排出,剩下的氧化鈣就是我們理想的熔劑生石灰的主要成分。
一個(gè)大膽的設(shè)想用石膏替代生石灰的工藝就在我的腦子里成型,經(jīng)過(guò)自己多次的私下制作的簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝備,用我們現(xiàn)用的混勻礦,加入一定的石膏配比,再經(jīng)過(guò)制粒混勻,終于在臺(tái)車上燒制出了堿度為1.97的54.5%的全鐵品位燒結(jié)礦。雖然粒度組成中大于16毫米以上的比例較少僅占56-42%,轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度僅達(dá)到58-75%,今后還需要繼續(xù)探求更高燒結(jié)礦工藝技術(shù)指標(biāo)。
1 理論、實(shí)踐依據(jù)
大家知道:壓球機(jī)主要用于有色和黑色金屬礦粉的制球造塊,使其直接進(jìn)爐冶煉,提高附加值。凡是冶金行業(yè)廢料,輔料需上爐的,都需要用壓球機(jī)來(lái)完成。例如:鄭州威力特機(jī)械設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)的型煤壓球機(jī)、干粉壓球機(jī)、脫硫石膏壓球機(jī)等壓球機(jī)系列產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、一機(jī)多用。同時(shí)具有成型壓力大、主機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)可調(diào)、結(jié)構(gòu)緊湊、便于維修、配有螺旋送料裝置特點(diǎn)。適合大、中、小型企業(yè)建立具有一定生產(chǎn)規(guī)模的生產(chǎn)線。
成功案例:冶金企業(yè)把粉狀物料壓成球團(tuán),回爐冶煉,擴(kuò)大了物料的使用范圍;耐火材料企業(yè)把粉料壓成球團(tuán),煅燒后提高了物料的純度;化肥企業(yè)利用粉煤壓成球團(tuán)制造氣型煤,達(dá)到降耗增收;這些都是各類企業(yè)利用球團(tuán)技術(shù)的范例。樣品球如圖1。
結(jié)論:綜上所述,可見(jiàn)將除塵灰、返礦壓制成20-40mm球狀體是可行的。
2 將脫硫石膏燒制成生石灰的理論研究
2.1 脫硫石膏介紹
脫硫石膏是煙氣脫硫中石灰石粉末與二氧化硫反應(yīng)產(chǎn)生的工業(yè)副產(chǎn)物,主要成分是二水硫酸鈣,其特點(diǎn)是:純度高、成分穩(wěn)定、粒度小、粉狀、游離水約12-17%,顆粒大小、粒徑分布均勻,級(jí)配較差,標(biāo)稠用水量大,含有一定量的碳酸鈣和較多的水溶性鹽,根據(jù)燃燒的煤種和煙氣除塵效果的不同,脫硫石膏從外觀上呈現(xiàn)不同的顏色,一般我們視角看到的都是灰黃色或灰白色,質(zhì)量?jī)?yōu)良的脫硫石膏是純白顏色。但實(shí)際呈現(xiàn)的是灰色、黃色、灰褐色、紅褐色等。
粉狀脫硫石膏在運(yùn)輸和生產(chǎn)中有諸多不便,由于其含水分比較大,運(yùn)輸成本高,其次也是最主要問(wèn)題,濕基脫硫石膏粘結(jié)性強(qiáng),直接生產(chǎn)線上應(yīng)用很容易粘堵輸送裝置、料斗、球磨機(jī),無(wú)法正常生產(chǎn)。若能把濕基脫硫石膏成球、烘干就可以解決以上問(wèn)題。
2.2 將脫硫石膏制成球狀體不成問(wèn)題
2.2.1 脫硫石膏壓球機(jī)簡(jiǎn)介
根據(jù)石膏性能,鞏義市曙光機(jī)械廠已開(kāi)發(fā)出新型高效節(jié)能壓球機(jī),產(chǎn)量在5~30噸/時(shí),脫硫石膏壓球機(jī)能將脫硫石膏粉末一次性壓制成球,產(chǎn)量大、成球率高。該設(shè)備能將脫硫石膏粉末,在不需要添加任何粘合劑情況下一次性壓制成球,且成球率在95%以上,壓出來(lái)的球硬度很強(qiáng),搬運(yùn)裝卸不宜破碎。
2.2.2 脫硫石膏壓球機(jī)工作原理
脫硫石膏壓球機(jī)成型機(jī)的主要機(jī)型是對(duì)輥成型機(jī)(人們常說(shuō)的壓球機(jī)),它有一對(duì)軸線相互平行、直徑相同、彼此間有一定間隙的圓柱形型輪,型輪上有許多形狀和大小相同、排列規(guī)則的半球窩,型輪是成型機(jī)主部件。在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,兩個(gè)型輪以相同速度、相反方向轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)物料落人兩型輪之間在結(jié)合處開(kāi)始受壓,此時(shí)原料在相應(yīng)兩球窩之間產(chǎn)生體積壓縮;型輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),球窩逐漸閉合,成型壓力逐漸增大當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)球窩距離最小時(shí)成型壓力達(dá)到最大。然后型輪轉(zhuǎn)動(dòng)使球窩逐漸分離,成型壓力隨著迅速減小。當(dāng)成型壓力減至零之前,壓制成的脫硫石膏就開(kāi)始膨脹脫離。
2.2.3 脫硫石膏在生產(chǎn)上的應(yīng)用可能性
龍鋼有155m3石灰豎窯5座,如果將脫硫石膏當(dāng)做30-40mm的石灰石放在
155m3石灰豎窯上進(jìn)行煅燒(窯體設(shè)計(jì)上需要增加一套煙氣脫硫設(shè)施、溫度需要提高到石膏分解溫度范圍內(nèi)),這樣一來(lái),用石膏完全可以生產(chǎn)出替代品石膏灰,成分含量理論上應(yīng)差別不大??紤]到脫硫石膏負(fù)成本,那么用石膏灰替代生石灰(300元/噸),其理論效益相當(dāng)可觀。
3 從專家、教授發(fā)表的學(xué)術(shù)論文看石膏加熱分解成生石灰氧化鈣也是可行的
3.1 上海華東理工大學(xué)著名教授高玲、唐黎華等教授聯(lián)名發(fā)表過(guò)論文《不同氣氛下硫酸鈣高溫分解熱力學(xué)分析》,在此文中明顯指出在氧化氣氛下,溫度達(dá)到1700℃,硫酸鈣很難分解,但在石墨弱還原氣氛下、氫氣氣氛下硫酸鈣的起始溫度均低于1000℃。特別是在氫氣氣氛下,硫酸鈣完全分解的最高溫度不超過(guò)1300℃,再加壓條件下44分鐘后就可100%轉(zhuǎn)化分解。
3.2 教授盧平、章靜在論文《脫硫石膏還原分解特性的實(shí)驗(yàn)研究》中提出了850-1050℃硫酸鈣分解的可行性。
3.3 教授韓翔宇、陳浩侃、李保慶聯(lián)名在論文《硫酸鈣氫氣氣氛下的熱重研究》中指出在氫氣氣氛下、加壓條件下1000℃以前,硫酸鈣分解出的產(chǎn)物主要是硫化鈣,1000℃以后,硫酸鈣和硫化鈣之間發(fā)生固相反應(yīng)會(huì)生成氧化鈣。
4 作者的實(shí)驗(yàn)過(guò)程
總結(jié)以上所述,在理論上和實(shí)踐上,前輩們都給我們指明了方向,經(jīng)過(guò)多次努力,做了實(shí)驗(yàn)如下:
4.1 將石膏用一定的簡(jiǎn)易設(shè)備加壓將其壓制成型為20-40毫米的石膏半球-球體(此設(shè)備及工藝已經(jīng)成熟應(yīng)用在河南、山東等地);
4.2 將其放在實(shí)驗(yàn)室的馬弗爐中進(jìn)行燒灰實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)多次的溫度控制和加入一定的催化劑氣體,最終在適當(dāng)?shù)臏囟认陆K于燒成了氧化鈣含量為40%的熟石灰(其成分和生石灰的基本一樣)。
4.3 用現(xiàn)場(chǎng)的含鐵混勻礦垛料,加上多次設(shè)置的配比制成燒結(jié)混合樣,在經(jīng)過(guò)人工混勻制粒后,將其200kg放到400m2臺(tái)車上布料、調(diào)溫,經(jīng)過(guò)多次操作終于在臺(tái)車上燒制出了堿度為1.97的全鐵品位為54.5%的燒結(jié)礦(其他成分基本符合要求,除過(guò)硫含量3.0%)。這樣從理論到實(shí)踐上證明了所想的工藝的可行性。興奮之余,作者將想法告訴現(xiàn)任的上級(jí)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo):科長(zhǎng)、調(diào)度長(zhǎng)、技術(shù)廠長(zhǎng),希望得到他們的支持和進(jìn)行下一步較大規(guī)模的實(shí)踐,卻被他們以不成熟擱淺了,實(shí)踐到此為止。
4.4 思考
4.4.1 實(shí)驗(yàn)做出的含硫3.0%的燒結(jié)礦成品樣,對(duì)煉鐵生產(chǎn)來(lái)講是不符合生產(chǎn)需要的,在實(shí)驗(yàn)條件下,其燒結(jié)礦中的硫還未能完全分解掉,在化驗(yàn)室中燒成的氧化鈣只有40%這一點(diǎn)可以證明還未燒透,或者還只是半成品硫化鈣,只有當(dāng)氧化鈣含量化驗(yàn)數(shù)據(jù)在80%左右時(shí)才算試驗(yàn)成功。故還需要做進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究;
4.4.2 當(dāng)采用石膏大量替代生石灰后,龍鋼燒結(jié)煙氣脫硫系統(tǒng)中的二氧化硫含量將不再是1500-2000mg/m3,有可能增加到3000-5000mg/m3,這將會(huì)增加脫硫設(shè)備的負(fù)貨。
5 結(jié)束語(yǔ)
(1)用除塵灰、返礦制作成20-40mm的鋪底料這一工藝,本身就是一大膽創(chuàng)新,完善它并將其應(yīng)用于燒結(jié)工藝中很有現(xiàn)實(shí)意義:增加產(chǎn)量、變粉為塊,增強(qiáng)燒 結(jié)透氣性、降低成本,這一點(diǎn)領(lǐng)導(dǎo)是認(rèn)同的,但需要增加新設(shè)備投資,然而在可行性操作實(shí)驗(yàn)上,分廠領(lǐng)導(dǎo)不支持,使得計(jì)劃只得停留。
(2)用石膏部分代替或全部代替生石灰工藝更是一次革命:因?yàn)槭鄾](méi)成本、粒度滿足混合料要求、且水分適中。而生石灰的市場(chǎng)價(jià)在300元以上。按每月消耗現(xiàn)在665m2燒結(jié)機(jī)產(chǎn)能需要生石灰84000噸計(jì)算,年節(jié)約在3億余元以上;從環(huán)保角度講,變廢為寶,還能減少生石灰的制造、拉運(yùn)方面的人、財(cái)、物的投資消耗,其社會(huì)效益將會(huì)更加巨大;石膏替代生石灰在燒結(jié)工藝中還可減少給配料環(huán)境造成的污染。由于我廠還未能將石膏沫狀變成球狀體、在石灰窯上燒制出石膏灰的現(xiàn)實(shí),加上我廠領(lǐng)導(dǎo)還擔(dān)心混合料的溫度有所下降以及用此新工藝不成熟有風(fēng)險(xiǎn)。雖然我堅(jiān)持解釋到:生石灰理論上能提高料溫10-15℃,實(shí)際上能提高10℃左右 ,就按10℃的熱量我們完全可以用增加焦沫配比1-2%來(lái)徹底解決料溫問(wèn)題,再綜合計(jì)算成本,燒結(jié)礦的成本還可再降50元以上,其效益也是相當(dāng)可觀的;
(3)考慮到此工藝若能夠被推廣或普及到全社會(huì),這將是一次工業(yè)化革命,其意義將不可估量。非常期待看到或得到全社會(huì)各行專家教授關(guān)于此工藝方面的更工業(yè)化的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果,更希望同行們對(duì)分析研究給予批評(píng)指正和提出寶貴意見(jiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]高玲,唐黎華,等.不同氣氛下硫酸鈣高溫分解熱力學(xué)分析[A].上海市化學(xué)化工學(xué)會(huì)2010年度學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2010.
關(guān)鍵詞:大氣治理,脫硫脫硝,一體化技術(shù)
中圖分類號(hào):TH162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1引言
我國(guó)自然資源分布的基本特點(diǎn)是富煤、貧油、少氣,決定了煤炭在我國(guó)一次能源中的重要地位短期內(nèi)不會(huì)改變。根據(jù)《中國(guó)能源發(fā)展報(bào)告》提供的數(shù)據(jù),2012年我國(guó)煤炭產(chǎn)量36.6億噸,其中50%以上用于燃煤鍋爐直接燃燒。預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)發(fā)電用煤需求將可能上升到煤炭總產(chǎn)量的80%,每年將消耗約19.6~25.87億噸原煤。SO2、NOx作為最主要的大氣污染物,是導(dǎo)致酸雨破壞環(huán)境的主要因素,近年來(lái)燃煤電廠用于治理排放煙氣中SO2、NOx的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用不斷增加,因此研究開(kāi)發(fā)高效能、低價(jià)格的煙氣聯(lián)合脫硫脫硝一體化吸收工藝,有著極其重要的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。
2 聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)
2.1 碳質(zhì)材料吸附法
裝有活性炭的吸附塔吸附煙氣中的SO2,并催化氧化為吸附態(tài)硫酸后,與吸附塔中活性炭一同送入分離塔進(jìn)行分離;然后煙氣進(jìn)入二級(jí)再生塔中,在活性炭的催化作用下NOx被還原成N2和水;在分離塔中吸附了硫酸的活性炭在350℃高溫下熱解再生,并釋放出高濃度SO2。最新的活性炭纖維脫硫脫硝技術(shù)將活性炭制成直徑20微米左右的纖維狀,極大地增大了吸附面積,提高了吸附和催化能力,脫硫脫硝率可達(dá)90%左右[1]。
圖1 活性炭吸附法工藝流程圖
2.2 CuO吸收還原法
CuO吸收還原法通常使用負(fù)載型的CuO當(dāng)作吸收劑,普遍使用的是CuO/AL2O3。此法的脫硫脫硝原理是:往煙氣中注入一定量的NH3,將混合在一起的煙氣通過(guò)裝有CuO/AL2O3吸收劑的塔層時(shí),CuO和SO2在氧化性環(huán)境下反應(yīng)生成CuSO4,不過(guò)CuSO4和CuO對(duì)NH3進(jìn)行還原NOx有著極高的催化性。吸收飽和后的吸附劑被送往再生塔再生,將再生的SO2進(jìn)行回收[2]。其吸收還原工藝流程如圖2所示。
圖2 CuO吸附法工藝流程圖
3 同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)
3.1 NOXSO工藝
NOxSO為一種干式、可再生脫除系統(tǒng),能脫除掉高硫煤煙氣中的SO2與NOx。此工藝能被用于75MW及以上的電站及工業(yè)鍋爐高硫煤煙氣的脫硫脫硝。此工藝再生生成符合商業(yè)等級(jí)的單質(zhì)硫,是一種附加值很高產(chǎn)品。對(duì)期望提高SO2與NOx脫除率的電廠及灰渣整體利用的電廠,該工藝有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力[3]。
圖3 工藝流程圖
3.2電子束法
電子束法[4]即是一種將物理和化學(xué)理論綜合在一起的脫硫脫硝技術(shù)。借助高能電子束輻照煙氣,使其產(chǎn)生多種活性基團(tuán)以氧化煙氣中的SO2與NOx,得到與,再注入煙氣中的NH3反應(yīng)得到與。該煙氣脫硫脫硝工藝流程如圖4所示。
圖4 電子束法脫硫脫硝工藝流程圖
3.3 脈沖電暈等離子體法
脈沖電暈等離子體法可于單一的過(guò)程內(nèi)同時(shí)脫除與;高能電子由電暈放電自身形成,不需要使用昂貴的電子槍,也無(wú)需輻射屏蔽,只用對(duì)當(dāng)前的靜電除塵器進(jìn)行稍微改變就能夠做到,且可將脫硫脫硝和飛灰收集功能集于一身。其設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單易懂,成本相比電子束照射法低得多。對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫脫硝一次性治理所消耗的能量比現(xiàn)有脫除任何一種氣體所要消耗的能量都要小得多,而且最終產(chǎn)品可以作肥料,沒(méi)有二次污染。在超窄脈沖反應(yīng)時(shí)間中,電子得到了加速,不過(guò)對(duì)不產(chǎn)生自由基的慣性大的離子無(wú)加速,所以,此方法在節(jié)能方面有著極大的發(fā)展前景,其對(duì)電站鍋爐的安全運(yùn)行不造成影響。所以,其發(fā)展成為當(dāng)前國(guó)際上脫硫脫硝工藝研究的熱點(diǎn)[5]。其工藝流程如圖5 所示:
圖5 脈沖電暈等離子體法脫硫脫硝工藝流程圖
4 煙氣脫硫脫硝一體化實(shí)例應(yīng)用
本案例是根據(jù)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫脫硝工藝試驗(yàn),使變成極易為堿液所吸附的。因?yàn)橹楹0l(fā)電廠脫硫系統(tǒng)在脫硝進(jìn)行前己經(jīng)完成,只用增加脫硝裝置就行。而且脫硫脫硝一體化的重點(diǎn)在于的氧化,所以為實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝一體化技術(shù),深入研究分析氧化劑的試驗(yàn)功效并確定初步工藝參數(shù),為以后工業(yè)試驗(yàn)及示范工程提供理論及試驗(yàn)基礎(chǔ),在珠海發(fā)電廠脫硫裝置同時(shí)進(jìn)行了脫硝測(cè)量[6]。
4.1氧化劑的配制
氧化劑配制:在氧化劑配制槽中,注入適量水及濃度在50%的氧化劑,其主要成分是,攪拌均勻后配制濃度分別是39.5%、30%的氧化劑[7]。
4.2 測(cè)量?jī)x器
煙氣分析儀:英國(guó)KANE公司生產(chǎn)的KANE940,性能是對(duì)、、的濃度以及煙氣溫度,環(huán)境溫度,煙道壓力等分析。煙氣連續(xù)分析儀:德國(guó)MRU公司生產(chǎn)的MGA-5,功能是連續(xù)測(cè)量:、、、、溫度、壓力等;并配備專用數(shù)據(jù)采集處理軟件MRU Online View,自定義采集時(shí)間間隔。
4.3 試驗(yàn)裝置以及流程
測(cè)量是在珠海發(fā)電廠脫硫裝置上進(jìn)行的。脫硝裝置安裝在脫硫系統(tǒng)前部的煙道中,將煙氣注入到脫硫塔之前進(jìn)行脫硝試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程和部分現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置如下圖所示[8]:
圖5 脫硫同時(shí)脫硝測(cè)量示意圖
試驗(yàn)中,煙氣由珠海發(fā)電廠總煙道設(shè)置的旁路煙道引出,由擋板門4控制煙氣流量。氧化劑從氧化劑泵注入管道,由閥門1和流量計(jì)一起控制氧化劑總流量,之后將氧化劑分成兩個(gè)支路從噴嘴逆流注入到煙道和煙氣中進(jìn)行混合。在2、3處由各自的閥門開(kāi)關(guān)控制前后兩支路,其中2處為前閥門,控制前支路;3處為后閥門,控制后支路,前后支路都安裝有兩個(gè)噴嘴。煙氣在6處同氧化劑發(fā)生反應(yīng)后,經(jīng)由圖中5、7煙氣測(cè)點(diǎn)煙氣分析儀連續(xù)記錄試驗(yàn)前、后不同時(shí)間煙氣中、、等濃度變化,分析確定最佳試驗(yàn)參數(shù)。之后將煙氣引入脫硫系統(tǒng)[9]。
4.4 測(cè)量結(jié)果分析
在珠海發(fā)電廠脫硫同時(shí)脫硝測(cè)量中[10]:
(1)氧化度同氧化劑注入煙道的方式有關(guān)。逆流是最宜的氧化劑注入方式,所以,工業(yè)試驗(yàn)中脫硝劑最宜采用逆流注入方式。
(2)試驗(yàn)加入氧化劑后,氧化劑脫硝效果效果,可在工作應(yīng)用中深入分析研究;50%氧化劑試驗(yàn)中,氧化度最高可達(dá)60%左右。
(3)試驗(yàn)中,首先,濃度為50%的氧化劑氧化度最高;其次,整體上濃度在39.5%的氧化劑氧化度高于30%濃度氧化劑的氧化度。有條件情況下,以后的具體應(yīng)用中應(yīng)最宜選用濃度為50%的氧化劑。但出于經(jīng)濟(jì)性和試驗(yàn)效果的考慮,工業(yè)應(yīng)用中普遍選用濃度為35%的氧化劑。
5 結(jié)論
燃煤電廠脫硫脫硝技術(shù)為一項(xiàng)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的綜合性技術(shù),為了減少燃煤排放煙氣中與對(duì)大氣的污染。其一,改進(jìn)燃燒技術(shù)抑制其生成;其二,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)排煙中與的煙氣脫除工藝設(shè)計(jì)。當(dāng)前,煙氣脫硫脫硝技術(shù)是降低煙氣中的與最為有效的方法,尤其是電子束法、脈沖等離子體法等應(yīng)用更是大大地促進(jìn)了煙氣脫除工藝的發(fā)展。雖然相應(yīng)方法有著很多優(yōu)點(diǎn),但還不完善,均還處在推廣階段。所以,研究開(kāi)發(fā)高效能、低價(jià)格的煙氣聯(lián)合脫硫脫硝一體化吸收/催化劑,研發(fā)新的脫硫脫銷裝置及脫硫脫銷工藝是科研人員工作的方向。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 電廠鍋爐;煙氣除塵技術(shù);煙氣脫硫技術(shù)
環(huán)境保護(hù)是我國(guó)重要的一項(xiàng)基本國(guó)策,隨著各行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的加快以及我國(guó)環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)的不斷完善,人民越來(lái)越來(lái)注重環(huán)境保護(hù)。我國(guó)GDP的增長(zhǎng)和重化工業(yè)的不斷發(fā)展,致使我國(guó)面臨的環(huán)境壓力與日俱增,如果環(huán)境治理不能達(dá)到有效實(shí)施,我國(guó)將像西方發(fā)達(dá)國(guó)家一樣走先污染后治理的工化業(yè)道路?;痣姀S作為我國(guó)主要的發(fā)電廠,應(yīng)在環(huán)境保護(hù)方面起到模范帶頭作用,已響應(yīng)國(guó)家對(duì)在環(huán)境保護(hù)的政策。
1.電廠鍋爐煙氣除塵技術(shù)分析
1.1 靜電除塵
煙灰在運(yùn)動(dòng)摩擦中會(huì)產(chǎn)生靜電,比電阻一般在 1×104-5×104Ω?cm,靜電除塵比電阻應(yīng)低于靜電比電阻,因?yàn)殪o電除塵器的極板與煙灰之間需產(chǎn)生電勢(shì)差,煙灰顆粒才會(huì)在電場(chǎng)力的作用下向極板運(yùn)動(dòng)。靜電除塵的工作原理:在除塵器的兩極施加高壓直流電,當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)時(shí),煙塵的負(fù)電在除塵器兩極形成的電場(chǎng)力的作用下會(huì)向正極板移動(dòng),從而逐一被電極板吸附排除。靜電除塵過(guò)程大致分為五個(gè)部分:高壓電場(chǎng)電離煙氣使產(chǎn)生大量負(fù)電離子;煙塵獲取負(fù)電離子;帶靜電粉塵吸附到一起變成帶靜電大顆粒粉塵;大顆粒粉塵向正極板運(yùn)動(dòng)被吸附;清除極板上的灰塵。
1.2 水幕除塵
水幕除塵脫硫工藝,采用堿性液體脫硫除塵。選用防堵噴淋裝置,噴灑堿性液體,循環(huán)堿水在與煙氣中二氧化硫接觸時(shí)將其反應(yīng)吸收,因而達(dá)到脫硫除塵的效果。
工藝流程:
從鍋爐出來(lái)的煙氣溫度在155-200℃,煙氣夾雜著粉塵和二氧化硫等有害氣體進(jìn)入工藝裝置,與脫硫除塵噴霧同向運(yùn)動(dòng),由于煙氣溫度高與噴霧混合呈濕煙氣狀態(tài),從而被噴霧充分吸收,剩余的熱量可將水霧烘干一起由引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪而被排出。被水霧吸收的煙氣由預(yù)熱器出口進(jìn)入霧化室,使煙與堿水進(jìn)行反應(yīng),在經(jīng)過(guò)文丘管的時(shí)候高流速使煙氣產(chǎn)生紊亂,直徑大于10微米的顆粒在水重力的作用下,墜落水面得到凈化。沒(méi)有完全被吸收的煙氣和顆粒會(huì)隨旋流板到達(dá)塔內(nèi),再次與塔內(nèi)的液體接觸而被全部吸收。
1.3 布袋除塵器
箱式布袋除塵器可以根據(jù)粉塵的大小選擇布袋的數(shù)量和材料,布袋設(shè)計(jì)成圓形,采用Φ130濾袋,袋籠垂直度按國(guó)標(biāo)。用彈簧或文丘里把濾袋的上端縮進(jìn),以避免袋內(nèi)積灰。煙塵從布袋除塵器的進(jìn)風(fēng)阻流板吹進(jìn)各個(gè)袋室,并在阻流板的引導(dǎo)下,直徑較大的粉塵被直接分離到灰斗,直徑較小的粉塵會(huì)被引進(jìn)中部箱體,被濾袋吸附。過(guò)濾后的煙氣再進(jìn)入另一個(gè)箱體,由排風(fēng)管道引排出。隨著濾袋的使用率增加,濾袋上沾的顆粒會(huì)累積變厚,當(dāng)積塵的阻力值達(dá)到設(shè)定狀態(tài)時(shí),清灰裝置就會(huì)按設(shè)定的程序開(kāi)啟清灰閥,濾袋上的積塵會(huì)在清灰裝置的噴吹下抖落,由卸灰閥排出。
2.電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)分析
2.1 干式煙氣脫硫技術(shù)
在煙氣脫硫技術(shù)中根據(jù)脫硫劑的種類可分為以下幾種:CaCO3、MgO、NaSO3、NH3。國(guó)外常用的煙氣脫硫方法根據(jù)工藝的不同可以分三類:濕式拋棄工藝、濕式回收工藝以及干法工藝。
干式煙氣脫硫工藝從二十世紀(jì)八十年代開(kāi)始就常常被用在供暖鍋爐煙氣凈化。常采用的干式脫硫技術(shù)有噴霧式和粉煤式。噴霧干式煙氣脫硫工藝,與上邊提到的水幕除塵脫硫工藝相似。粉煤灰干式脫硫技術(shù),是1985年由日本研制出來(lái)的,該技術(shù)用粉煤灰作為脫硫劑除去煙塵中的硫。粉煤灰干式脫硫設(shè)備,脫硫率高達(dá)60%以上,而且成本低,用水少,具有各種優(yōu)勢(shì)。
2.2 濕法煙氣脫硫技術(shù)
采用的脫硫劑主要有石灰石,石灰,以及碳酸鈉,通過(guò)對(duì)煙氣的凈化,而除去煙氣中的硫。濕法煙氣脫硫原理可分為物理吸收和化學(xué)吸收,物理吸收的主要方式是煙氣溶解于液體,化學(xué)吸收的主要方式是與煙氣中的二氧化硫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。物理吸收與化學(xué)吸收性能不同點(diǎn)在于,物理吸收需要保持塔內(nèi)的液平衡,需要有一定的控制穩(wěn)定性,而且物理吸收相比化學(xué)吸收的效率會(huì)差一些。
4PS 型燃煤鍋爐煙氣除塵脫硫技術(shù)。該技術(shù)可同時(shí)除塵和脫硫,裝置由兩部分組成:噴霧脫硫塔和濕式除塵器。在脫硫塔內(nèi),煙氣首先經(jīng)過(guò)石灰漿噴霧,煙氣中的二氧化硫被吸收生成硫酸鈣。煙氣然后進(jìn)入濕式除塵器,除塵器內(nèi)的噴氣頭會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的風(fēng)速,將煙氣吹到除塵器底部,使其與貯水池進(jìn)行交融進(jìn)而被吸收。
技術(shù)流程為:
3.電廠鍋爐煙氣除塵脫硫技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)我國(guó)中小型電廠燃煤鍋爐的具體情況,首選的煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)是技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)可行以及無(wú)二次污染。而對(duì)于燃煤中小型鍋爐的SO2污染源,朝著因地制宜地采用成熟的煙氣脫硫技術(shù)方向發(fā)展:對(duì)電廠新建燃煤中小型鍋爐,采用除塵脫硫―體化凈化設(shè)備;現(xiàn)有燃煤電廠中小型鍋爐,對(duì)于已有除塵系統(tǒng)正常運(yùn)行者,其煙塵脫硫用低阻、中效、占地面積小的半干式噴霧脫硫器,對(duì)于除塵系統(tǒng)失效者以除塵脫硫一體化的凈化設(shè)備取代;對(duì)于有廢堿行業(yè)的電廠中小型鍋爐,可利用堿法造紙廢水進(jìn)行濕法脫硫。
總之,電廠鍋爐作為燃燒原料的設(shè)備,其在生產(chǎn)運(yùn)行期間會(huì)引起粉塵及硫氧化物的污染,破壞了周圍的生態(tài)環(huán)境??紤]到可持續(xù)發(fā)展觀對(duì)環(huán)境保護(hù)的需要,用戶在使用供暖鍋爐期間必須要控制好鍋爐的燃燒產(chǎn)物,采用先進(jìn)的除塵脫硫技術(shù)降低鍋爐污染。只有引進(jìn)高科技輔助設(shè)備操作運(yùn)行,才能在保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下創(chuàng)造理想的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于除塵脫硫綜合技術(shù)還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段路要走。因此,電廠技術(shù)人員應(yīng)不斷探索,不斷創(chuàng)新,在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),從而完善除塵脫硫綜合治理技術(shù),防止火電廠煙氣中的粉塵和污染性氣體排入大氣,改善人們的生活環(huán)境,以造福于了孫后代。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:脫硫,煙塵,石膏漿液密度,石膏
我國(guó)二氧化硫排放總量居世界首位,火電行業(yè)二氧化硫排放量占我國(guó)二氧化硫排放量的50%左右。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定了燃煤生產(chǎn)的二氧化硫仍要增加。論文參考網(wǎng)。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)提高,石灰石-石膏法、噴霧干燥法、電子束法、循環(huán)流化床煙氣脫硫法等必定會(huì)廣泛應(yīng)用于火電廠的煙氣脫硫中,隨著科技進(jìn)步會(huì)有很多其它脫硫工藝應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐。
1.石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的發(fā)展及應(yīng)用原理
1.1 石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的發(fā)展
自20世紀(jì)70年代初日本和美國(guó)率先實(shí)施控制SO2排放以來(lái),許多國(guó)家相繼制定了嚴(yán)格的SO2排放標(biāo)準(zhǔn)和中長(zhǎng)期控制戰(zhàn)略,加速了控制SO2排放的步伐。日本是應(yīng)用煙氣脫硫技術(shù)最早的國(guó)家,石灰/石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(shù)最早是由英國(guó)皇家化學(xué)工業(yè)公司提出的。迄今為止,國(guó)內(nèi)外火電廠煙氣脫硫技術(shù)主要采用石灰/石灰石—石膏法,此方法最為成熟、最為可靠且應(yīng)用最為廣泛,占世界上投入運(yùn)行的煙氣脫硫系統(tǒng)的85%以上,我國(guó)大型燃煤發(fā)電機(jī)組的脫硫方式以石灰/石灰石—石膏法工藝為主已成為必然的趨勢(shì)。
1.2 石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的該方法脫硫的基本原理是用石灰或石灰石漿液吸收煙氣中的SO2,先生成亞硫酸鈣,然后將亞硫酸鈣氧化為硫酸鈣。論文參考網(wǎng)。副產(chǎn)品石膏可拋棄也可以回收利用。
反應(yīng)原理:用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的二氧化硫分為吸收和氧化兩個(gè)工序,先吸收生成亞硫酸鈣,然后再氧化為硫酸鈣,因而分為吸收和氧化兩個(gè)過(guò)程。
(1)吸收過(guò)程在吸收塔內(nèi)進(jìn)行,主要反應(yīng)如下
石灰漿液作吸收劑:Ca(OH)2+SO2一CaSO3·1/2H2O
石灰石漿液吸收劑:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3·1/2H2O+CO2
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2
由于煙道氣中含有氧,還會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng)。
2CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20
(2)氧化過(guò)程在氧化塔內(nèi)進(jìn)行,主要反應(yīng)如下。
2CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20
傳統(tǒng)的石灰/石灰石一石膏法的工藝流程是:將配好的石灰漿液用泵送人吸收塔頂部,經(jīng)過(guò)冷卻塔冷卻并除去90%以上的煙塵的含Sq煙氣從塔底進(jìn)人吸收塔,在吸收塔內(nèi)部煙氣與來(lái)自循環(huán)槽的漿液逆向流動(dòng),經(jīng)洗滌凈化后的煙氣經(jīng)過(guò)再加熱裝置通過(guò)煙囪排空。石灰漿液在吸收SO2后,成為含有亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣的棍合液,將此混合液在母液槽中用硫酸調(diào)整pH值至4左右,送人氧化塔,并向塔內(nèi)送人490kPa的壓縮空氣進(jìn)行氧化,生成的石膏經(jīng)稠厚器使其沉積,上層清液返回循環(huán)槽,石膏漿經(jīng)離心機(jī)分離得成品石膏。論文參考網(wǎng)。
2.影響脫硫的主要因素及其主要對(duì)策
脫硫系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,影響系統(tǒng)脫硫效率的因素很多,如石灰石粉的粒度、漿液的濃度及吸收塔漿液活度/密度、PH值、漿液的流量、進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙氣中 SO2的濃度等。這里只探討煙氣中粉塵及漿液濃度等對(duì)脫硫效率的影響及其主要對(duì)策。
2.1 煙塵對(duì)脫硫效率的影響及對(duì)策
(1)煙塵對(duì)脫硫效率的影響主要有:①煙塵對(duì)脫硫設(shè)備的磨損。在實(shí)際運(yùn)行中由于脫硫系統(tǒng)前面的電除塵效果不好,使進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙塵含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)起設(shè)計(jì)要求,對(duì)引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)的通流部分嚴(yán)重磨損。②煙塵在脫硫系統(tǒng)煙道內(nèi)存積致使煙氣流速變小。③煙塵對(duì)脫硫系統(tǒng)設(shè)備GGH的灰堵影響,使得吸收塔部分起到了除塵的作用。④對(duì)吸收SO2反應(yīng)的影響。由于煙塵被漿液截留,使得漿液的PH值不好控制,直接影響對(duì) SO2的吸收效果;同時(shí)由于漿液中混有大量的煙塵,使得對(duì)漿液的密度控制也很不準(zhǔn)確。⑤影響石膏品質(zhì)。在進(jìn)行脫硫石膏脫水時(shí),這些煙塵轉(zhuǎn)入到石膏中,從而影響著對(duì)脫硫石膏的有效利用。
(2)治理煙塵的對(duì)策主要有:①加強(qiáng)電除塵設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)或改造電除塵。由于煤種的變化較多,煙塵的比電阻特性變化也較大,因此應(yīng)根據(jù)煙塵的比電阻特性來(lái)調(diào)整除塵電場(chǎng)的工作電壓;同時(shí)加強(qiáng)對(duì)電除塵的設(shè)備的運(yùn)行維護(hù),確保其運(yùn)行參數(shù)能在正常范圍之內(nèi),尤其是真打除灰設(shè)備必須工作正常。③加強(qiáng)對(duì)GGH運(yùn)行管理與沖洗。加強(qiáng)對(duì)GGH運(yùn)行管理,正常情況下吹灰器能全部覆蓋GGH,能有效地起到減少積灰對(duì)GGH運(yùn)行效果的影響;對(duì)GGH的沖洗需要停運(yùn)GGH,由于環(huán)保的要求,可能只有在停機(jī)時(shí)才可進(jìn)行沖洗工作。
2.2循環(huán)漿液濃度對(duì)脫硫效率的影響及其主要對(duì)策
(1)循環(huán)漿液濃度對(duì)脫硫效率的影響主要有:漿液濃度的選擇應(yīng)控制合適,因?yàn)檫^(guò)高的漿液濃度易產(chǎn)生堵塞、磨損和結(jié)垢,但漿液濃度較低時(shí),脫硫率較低且pH值不易控制。
(2)控制循環(huán)漿液濃度的主要對(duì)策:在磨機(jī)循環(huán)泵出口的循環(huán)管路上設(shè)有一段旁路管路,在這段旁路管路上安裝有密度計(jì),磨機(jī)系統(tǒng)就是通過(guò)這只密度計(jì)控制旋流器分配至成品漿液箱的漿液密度,循環(huán)管內(nèi)的漿液密度與成品漿液密度有著對(duì)應(yīng)關(guān)系,正常情況下成品漿液的密度控制在1220kg/m3左右,此時(shí)需將漿液循環(huán)管漿液的密度控制在1450 kg/m3左右,旋流器入口壓力為120kpa。密度左右偏差不宜超過(guò)30kg/m3,漿液循環(huán)管的密度過(guò)大,成品漿液的顆粒度就會(huì)變大,還會(huì)造成管道堵塞,漿液循環(huán)管漿液的密度過(guò)小,又會(huì)影響成品漿液的濃度,降低磨機(jī)出力,因此需要控制循環(huán)箱補(bǔ)水流量來(lái)控制漿液循環(huán)管漿液密度在一個(gè)合理范圍,保證成品漿液的品質(zhì)。石灰漿液濃度一般為10%—15%。石灰石漿液濃度為20%—30%。
3.結(jié)論
石灰/石灰石—石膏法脫硫方法的影響因素的控制要依照客觀需要和實(shí)際可能的原則,按照遠(yuǎn)期規(guī)劃確定最終規(guī)模,以現(xiàn)狀及生產(chǎn)需求為主要依據(jù)確定實(shí)施方法,既要滿足要求,又要經(jīng)濟(jì)合理,經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。