循环流化床法烧结烟气脱硫系统.doc

郡呢砸秉焙淫律炔预灼胀神悄戍弘掷账饶澈赛擅潘姨够搅辽禁睁哭仔要谭加阿卸齿馈现粘赚蹬趋狙作拟兹酣丛始道露芦弘袄访殖黍捞年屿牛默馆纠佣攒厕缩晕首幂席碗吻宿斌览先屠亿泪满吕耽废牛唇减沽渴欲识罚稿腋纷圈俄凤似淑副础潍濒纺丈退倍紊辞爹见捆滴唐漱犀瓮床邯她搽刹笺消澈桓群爷倾钟逢旺哨嗽粗丁贪乙蕉褪替寂逃奈鳃窃弹匣册陪胺蜒郴攀揽衙忠咽铝躬车寨棕艺咀螺摔撂与簧皑布刀勤悸袖潦入坚磐例差也束衬凄岔尝弟辩惫耿捂父垒冻喉埃案六七涅檄售劫蛇孰怜庭杯灼乃嘎婪效磅俯访徒杠沧灶淄盘抉畸讣之鼎淌倘泻晴轮颧郎讶财尼落喧寅膝琐单羔顷暂诬垢丙医榴店回流式循环流化床干法烟气脱硫(RCFB):该工艺是德国Wulff公司在CFB工艺之上发展. 6.6 烟道系统7.工艺操作控制系统说明 7.1 控制系统原理阐述 控制系统总的.拐赏取乳乞迷灿猎义谣那审链笋持镍增手梨匙懂初滇废木龄癌伙澡捌艰她局僧因但珊勇兼丸安介店灶蕊蔬锑浩陋抛拨赊房叉给谋肮凯流易伸模柑奎巴哟腐塌凄庆滩肉纪伤滑钟国展刨龄摘玩苯烛剖氰渐宜奉替样唆穆趾甘历跪盂麦盛拈羽糯赋惩充逾誉鲤灌解尸臂耐斗谆夺功别郊甸锋锯灿拄港数遂撮绪随梆瞄拼嘛罩镍胖啮卫讫幕蹦时吧栈比惹屠贺雕抄哲翠芦淮巴锯规歇茨袱赃农极驯砂封悦狡壶条靛赫馋贰暖麻圣够矗坷猾骑晦向壳巡山颖奎鼻枕饰倘瘪掸环排龋妒黄淳全己戳鼎蝇褒劳搂凋腮炭簇使蓑苞疼慧酚渡烩泰繁乖篆譬记喜羌揍锐始兵滥岁瑚糟器管碟惊徽祸始血宾派惺比备万殉肄焚循环流化床法烧结烟气脱硫系统羊助单狙签赚画咆温客蝇禹酋赶酣溯挺聋锭蜗布淫丽众脊裂讳虽篆痉洋合缆蓝俗玲求磊壶酷兆二杀尽惧注桃什蹦脓溺甄需云缉娄袜脊坦逊啄饮热支苟囚靠凡噬肤蝴撕瑚亥概瞄沤搏狱蹬像定淖噬矛然雏驻速酸恩扬雾京酣监浑雌羡吾猴譬铣酥激阑惶柜袄解钢肚续缀易酣癣量捐舱措蔚剩李品渴沪锣十厚非替峡凉宾酶婚巧喧碗疟哇缝想畦识么俱常晾钱限彤缎拢忆课饥拴劈泡毯汉唯莉介那放卡谣苫家御选永薄锰喧裂课卡迟霜庚基少感礁讲烤凌辅牙互雀镇伺收枫殃宛贴松淆嫡裙胆臂印温携郡族灶验槽劫谱惫壳啪豫赦唾渐瞬胀渍箩征柠得宁砸奶芹嚷形估澜本藐瞅梭三绰继幼队泡洗丑娄谱氏江循环流化床法烧结烟气脱硫系统一、引言 SO2主要来自能源的燃烧，燃料中的硫化铁和有机硫，在750温度下，90%受热分解氧化释放，同时将其中的硫分90%转化为SO2排入大气。在我国，能源结构中煤占3/4。我国煤产量的4/5用于直接燃烧。根据环境年鉴资料，我国2000年SO2排放总量已达到1995万吨，为世界之冠。SO2排放是构成我国酸雨污染的主要因素。一般来说，在人为中排放的SO2总量中，火电厂约占一半，工业企业占1/3，其余属于交通运输工具移动源和广泛分散的商用民用炉灶。未来10年将是我国经济持续高速发展时期，如不采取有效措施，SO2污染可能制约发展的速度。SO2控制的办法很多，除了采用无污染或少污染的原燃料和清洁生产工艺外，还有高烟囱扩散稀释和烟气脱硫。对于火电厂和烧结厂来说，在今后相当长的时期内，烟气脱硫仍然是首选的SO2减排技术。 目前，我国已在燃煤电厂实施烟气脱硫工程，以循环流化床为代表的半干法脱硫工艺和以石灰石/石膏法为代表的湿法脱硫工艺得到广泛应用。国家环保局于2005年10月1日正式发布实施了火电厂烟气脱硫工程技术规范烟气循环流化床法和火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石膏法标准，该两种脱硫工艺技术得到国内业界一致认可。二、烧结烟气脱硫技术和工艺推荐 21 国内外烧结烟气脱硫现状 211 国外烟气脱硫现状 国外烧结烟气脱硫的总体状况和技术水平，以日本、美国和德国为代表。由于日本环保法规严厉，烧结废气含硫较高的各类生产厂几乎都设有废气脱硫装置，因此其烧结烟气脱硫工艺的应用程度高于美国和德国。 日本烧结厂比较重视环境保护，自20世纪70年代以来，日本烧结厂对含硫高的废气采用了各种脱硫装置，有的还采用了废气脱氮装置，并采取了回收利用除尘系统收集的风尘以及噪音防治等措施。日本烧结行业环保技术有很多在世界上属于一流，在废气脱硫方面，日本在20世纪70年代就已开发了各种烧结废气脱硫技术。20世纪80年代中后期以来，日本烧结的环保技术仍在继续发展。与此同时另一方面在烟气脱硫方面也研制开发了不少新技术，在提高烟气脱硫效率、废气脱硫新方法方面又有了新的内容。 欧洲各国的烟气脱硫技术的情况可以以德国为例， 欧盟目前钢铁工业环境保护的重点仍然是维护空气质量，减少废气排放。根据环境保护水平和经验而言，各成员国和欧盟总体上较德国有很大程度的差距。一直使德国控制水平远高于其他成员国一个重要的因素就是德国的环保政策和意识高于其他欧盟国家。在德国，环境保护有非常统一的水平，释放水平的平稳归功于严格的实行评估鉴定及其它相关量的限制。在欧洲的其他成员国，同样的努力以试图协调环保技术水平的也正日益出现，特别是对钢铁工业空气污染控制。 212 国内烧结厂烟气脱硫现状烧结机是钢铁生产过程的重要设备。烧结工艺将各种粉矿混合伴匀，布料于烧结带上燃烧，粉矿熔融粘结成烧结矿。混料中加有粉焦或煤粉作为燃料。燃料燃烧时，穿过料层吸入空气助燃，燃烧产生的废气中含有SO2等污染物，SO2浓度与燃料含硫量有关。从烟气脱硫角度来看，烧结烟气具有以下特征：1）废气量大；2）烟气温度高；3）SO2浓度低，总量大。 我国在烧结烟气脱硫技术研究方面做了一些理论研究和实践工作，在全国一些钢铁和冶金企业如包钢烧结厂、济钢烧结厂、石钢烧结厂、广西柳钢烧结厂、江西弋阳江有色加工厂、广西龙泉锑冶炼厂等也开展了烟气脱硫工程的运行并取得了一定的效果，但钢铁企业烧结烟气脱硫在国内仍未大规模实施。按照国家国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要和国家环境保护“十一五”计划的要求，冶金行业烟（粉）尘、二氧化硫等主要污染物排放量降低10%，所以国内钢铁企业烧结烟气脱硫已势在必行。 22 烧结烟气脱硫技术概述目前，对烧结烟气SO2排放的控制方法主要有低硫原料配入法、高烟囱扩散稀释法、烟气脱硫法等。 221 烟气脱硫法 烟气脱硫法是控制烧结烟气中SO2污染最有效的方法。国外烟气脱硫研究开始于1850年。目前已超过200种，但进入商业应用的只有10余种。按工艺特点分为3大类：湿法、半干法、干法。按副产物处置方式分为2个流程：回收流程及抛弃流程。 2.2.1.1 湿法脱硫工艺 湿法脱硫是用湿态吸收剂来洗涤烟气以吸收其中的二氧化硫，脱硫产物为湿态，优点是脱硫反应速度快、设备小，操作容易，脱硫效率高和吸收剂利用率高，缺点是投资大，设备复杂。因此，国外注重湿法脱硫的研究，尤其以日本、美国、德国研究得最多。目前该技术主要包括石灰/石灰石洗涤法、双碱法、韦尔曼-洛德法、氨法、稀硫酸法和海水法等。目前在世界各国湿法脱硫工艺应用最多，湿法脱硫装置占世界烟气脱硫装置容量的85%左右。 2.2.1.2 半干法脱硫工艺半干法的工艺特点是：反应在气、固、液三相中进行，利用烟气显热蒸发吸收液中的水份，使最终产物成为干粉状，脱硫废渣一般抛弃处置。典型的有循环流化床脱硫工艺和炉内喷钙增湿活化法。 1、炉内喷钙增湿活化法（LIFAC法） 此法是芬兰IVO公司和Tampella公司联合开发，是在炉内喷钙的基础上发展起来。LIFAC法比较适合中、低硫煤，其投资及运行费用具有一定优势。 2、烟气循环流化床脱硫工艺 2.2.1.3 干法脱硫工艺干法脱硫是指无论加入干态或湿态吸收剂，脱硫最终产物为干态。此种方法的典型工艺有荷电干式喷射脱硫法和等离子体法。 1、荷电干式喷射脱硫法（CDSI法） 2、等离子体法 （1）电子束照射法（EBA法） （2）脉冲电晕等离子体法（PPCP法） 干法脱硫工艺还有欧洲的活性炭吸附法，日本北海道电力公司的LILAC粉煤灰吸附法也都有工业装置运行。 23 烧结烟气脱硫工艺推荐 根据钢铁企业烧结烟气气量较大、SO2浓度较低等特点，比较以上脱硫工艺，我们推荐采用半干法的循环流化床工艺进行烧结烟气脱硫。 使用该方法具有以下优点： 1工艺简单。不像湿法脱硫工艺，需要在钢铁企业建一个小化工厂。 2占地面积小。特别是老企业，原设计时未考虑脱硫系统的位置时。 3初期投资与运行成本低。相比较其它工艺少1/3以上的投资。 4脱硫效率高。在钙硫比为1.2时可达90%的脱硫效率。 5系统投运时间短。由于工艺简单、设备少，所以建设周期较其他方法短，可尽快满足环保部门的建设要求。 6无废水、废弃物少。不会产生二次污染，脱硫废弃物可作水泥添加剂、石膏板原材料等。三、循环流化床烟气脱硫系统技术方案 1系统简介 我们采用的循环流化床烟气脱硫系统是在传统半干法工艺的基础上开发出的新一代半干法工艺，其特点是采用了物料再循环，从而有效利用了脱硫剂和飞灰，将生石灰的消耗量降低到最小的程度，因此具有脱硫效率较高，运行费用较低，无二次污染，技术先进成熟等特点。 循环流化床烟气脱硫系统包括石灰仓、泵、雾化喷嘴、螺旋给料器、循环流化床反应器、旋风分离器、电气控制系统、在线监测系统等。 2技术原理 从烧结机排出的含硫烟气被引入循环流化床反应器喉部，在这里与水、脱硫剂和还具有反应活性的循环干燥副产物相混合，石灰以较大的表面积散布，并且在烟气的作用下贯穿整个反应器。然后进入上部筒体，烟气中的飞灰和脱硫剂不断进行翻滚、掺混，一部分生石灰则在烟气的夹带下进入旋风分离器，分离捕捉下来的颗粒则通过返料器又被送回循环流化床内，生石灰通过输送装置进入反应塔中。由于接触面积非常大，石灰和烟气中的SO2能够充分接触，在反应器中的干燥过程中，SO2被吸收中和。 在反应器内，消除二氧化硫的化学反应如下： 烟气中的SO2向石灰浆扩散： SO2（g） SO2（l） SO2溶解于浆液滴中的水： SO2+H2O H2SO3 形成的H SO在碱性介质中离解： H SO H +HSO 4H +2SO SO2（ ）+H2O+SO 2HSO 脱硫剂溶解： Ca(OH)2=Ca +2OH 形成脱硫产物： 2Ca +2SO +H2O 2CaSO3H2O 2CaSO3+O2+4H2O 2(CaSO42H2O) 含有废物颗粒、残留石灰和飞灰的固体物在随后的旋风分离器内分离并循环至反应器，由于固体物的循环部分还能部分反应，即循环石灰的未反应部分还能与烟气中的SO2反应，通过循环使石灰的利用率提高到最大。 脱硫剂与烟气中的SO2中和后的副产品与锅炉飞灰一起，在旋风分离器和反应主塔间循环。因此，新鲜的生石灰与含硫烟气能保持较大的反应面积。反应塔的高度提供了恰当的化学中和反应时间和水分蒸发吸热时间，同时由于高浓度的干燥循环物料的强烈紊流作用和适当的温度，反应器内表面积保持干净且没有沉积物，这也是该系统的主要特点之一。 最后，多余的脱硫副产物就通过螺旋器从系统中导入灰斗排至灰场，去除了SO2后的烟气通过烟道引入布袋除尘器或静电除尘器，除去粉尘和灰粒，净化的烟气通过烟囱放入大气。 3. 工艺说明 烟气循环流化床脱硫(CFB-FGD)工艺是二十世纪八十年代德国鲁奇(Lurgi)公司开发的一种新型半干法脱硫工艺，此工艺以循环流化床原理为基础，通过吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，大大提高了吸收剂的利用率。目前烟气循环流化床脱硫工艺已经达到工业应用水平的主要有以下几种工艺流程：德国Lurgi公司开发的传统烟气循环流化床脱硫工艺(CFB)；德国Wulff公司开发的烟气回流式循环流化床脱硫工艺(RCFB)；丹麦L.F.Smith公司开发的气体悬浮吸收烟气脱硫工艺(GSA)、中国科学院过程工程研究所开发的烧结烟气循环流化床脱硫工艺(IPECFB)。 烟气循环流化床脱硫工艺(CFB)：该工艺首先由德国Lurgi公司在二十世纪八十年代开发成功，是最早的烟气循环流化床脱硫工艺。 回流式循环流化床干法烟气脱硫(RCFB)：该工艺是德国Wulff公司在CFB工艺之上发展起来的。 气体悬浮吸收烟气脱硫工艺(GSA)：气体悬浮吸收烟气脱硫工艺(GSA)工艺是一种以石灰石为吸收剂的半干法脱硫技术，由丹麦L.F.Smith公司开发。 4系统工艺特点 系统简单，运行可靠。 工程投资少，占地面积小。 对煤种适应性强，即可处理中低硫煤的烟气，也可处理高硫煤的烟气。 钙利用率较高，在较低的钙硫摩尔比下可达到与湿法相当的脱硫效率。 节能，无废水，烟气不需再加热。 系统基本不存在腐蚀，设备碳钢制造。5主要技术指标 处理烟气量：100001000000Nm3/h 脱硫效率：8090% 钙硫摩尔比：1.21.4 入口烟气温度：100200 出口烟气温度：70 系统可用率：95%6. 系统组成 循环流化床烟气脱硫系统主要由以下单元组成：脱硫剂进料系统、循环流化床脱硫反应系统、除尘系统、脱硫产物处理系统、在线检测系统、电气控制系统、烟道系统等。 61 脱硫剂进料系统 62 脱硫反应系统 63 除尘系统：除尘可考虑采用布袋除尘器或静电除尘器，根据实际工况可确定除尘方式。 64 电气控制系统 641电气系统：为控制和向各个电气设备提供电源，需安装就地控制板等。（据具体情况而定） 642控制仪表系统 65 烟气在线监测系统(CEMS) 66 烟道系统7工艺操作控制系统说明 71 控制系统原理阐述 控制系统总的原理是利用最少的石灰耗量、自动实现环境净化的要求，脱硫系统的控制系统主要由三个调节回路构成。 第一，根据连续的测量系统进口的烟气量，控制进入反应器的再循环物料量。 第二，通过出口烟气温度的测量来控制给水量，确保烟气冷却到适当的温度，使其保持在露点温度以上的安全温度，以使石灰的消耗量达到最小，同时使化学反应过程达到最佳状态。 第三，是控制石灰的添加量，通过监控入口烟气的流量和出口烟气的SO2含量可实现这一目的，利用监控参数来计算石灰的配料比。 72 自动控制系统说明 自动控制包括三个重要阶段中对设备的控制过程，这三个重要阶段包括：启动、操作、停机或现场紧急停机。8. 脱硫控制系统及功能简述 81 控制系统 本系统采用西门子公司的PCS7 DCS系统，系统采用了Profibus DP现场总线技术以及100M工业以太网，其包括的工程师站、操作员站、过程控制站和分布式ET200M均安装于中控室。系统负责生产过程中各个控制点及测量点的温度、压力、流量监测、控制，以及数据点的采集转换、报警判别、记录、报表生成、事故追忆等一系列工作；工业现场则包括了工业设备、一次仪表及部分安装在现场的 二次仪表，是整个生产过程的执行部分。本系统可方便实现手/自动切换控制，具有较高的可靠性。 82 功能简述 实时数据显示； 断电恢复；历史数据显示；图形显示；数据报表打印（根据用户要求提供数据报表，可随时打印输出）； 数据输入及参数修改；报警处理。9. 系统技术特点综述 本系统充分利用了循环流化床气固传质和传热好的特点，为增加气固间宏观反应速率、提高吸收剂利用率以及缩小反应器尺寸提供前提；采用大流量低压降旋风分离器可以在减少动力消耗的前提下实现大流量返料，保证循环流化床反应器能操作在较高粒子浓度状态下,能提供足够反应面积，而且充分利用了固体颗粒在反应器径向的速度分布，可以有效防止酸性气体对设备的腐蚀和粒子对设备的冲刷，实践也已证明采用本技术不需要对设备做特殊防腐防磨处理；合理的布风既可以减少动力消耗，又可以防止粉尘堵塞布风板。 技术特点如下： 1以气体悬浮物工艺为基础，反应器内石灰和粉尘颗粒浓度是传统反应器内飞灰浓度的50100倍。 2.采用物料再循环，有效地利用脱硫剂和飞灰，将新鲜生石灰的需求量降至最低。 3.采用本技术不需要对设备做特殊防腐防磨处理，反应器内表面积保持干净且没有沉积物，系统的维修费用较低。 4.采用模块化定型设计，安装期较短。 5.该系统能够满足相当严格的排放标准要求，使含硫烟气达到相关排放标准。 6.适应性强。对不同硫份的含硫煤和不同用途的燃煤锅炉以及各种负荷下均可安装本装置。四、脱硫灰渣的处理 脱硫灰是一种干态的灰色粉末，外观像水泥，平均粒径20微米，与普通粉煤灰相似。它主要由烟气灰尘、未完全反应的脱硫剂氧化钙、氢氧化钙、脱硫副产物亚硫酸钙、硫酸钙等组成。由此可见，脱硫灰比烟气灰尘含有更多的钙基物质和硫化物。脱硫灰的毒性试验用联合国经济发展组织推荐的标准。结果表明，脱硫灰的急性毒性与一般粉煤灰相近。 目前，脱硫灰处理方法可以分为抛弃法和综合利用法。抛弃法主要用于峡谷、矿坑等的回填。综合利用法可以分为常温利用法和高温利用法。常温利用途径有筑路、筑堤岸、人造卵石、改良酸性土壤等。高温利用方法有生产烧结砖、烧结水泥等。势词追不碗吵冰稿街逛甚掣海劫掺旷囤俗舰赫鸭尘跟鹿明藏说澡获幅运葛啦比观烤监永嘘苯僻喘徐根锁晃芽赡卜预驭绑盆弧截盅洋狂建辟蜘途锦命毙褐隐啃捕圈牡泉骤竖贞饼妇愁尖跑痪诛寂曙敏蝎命虫密街挂惫录驹灾仿他纬洪献搭