循环回流半干法脱硫技术介绍电站锅炉ppt课件.ppt

循环回流半干法脱硫 高效脉冲袋式除尘在电站锅炉烟气处理上的应用 1 循环回流半干法烟气脱硫工艺原理 来自锅炉的烟气经静电除尘器初步除尘后由净化塔下部通过布风装置进入净化塔 雾化水由净化塔喉部的高压回流喷枪喷入净化塔 以很高的传质速率在净化塔中与烟气混合 烟气中小液滴与氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应 生成CaSO4和CaSO3等反应产物 这些干态产物小部分从净化塔塔底排灰口排出 大部分经过布袋除尘器分离 收集 锅炉烟气经过净化塔脱硫净化后 进入布袋除尘器系统 2 为提高Ca2 的利用率及脱硫效率 本设计设置了脱硫灰再循环系统 根据反应器进出口压差来调节循环倍率 循环灰来自布袋除尘器 布袋除尘器灰斗灰经船型灰斗底部的空气斜槽分两路 一路为大量的灰经返料阀回送至净化塔下部文丘里扩散段出口处 其余的灰经另一路经过中间仓再由仓泵输送入灰库外排 循环回流半干法烟气脱硫工艺原理 3 循环回流半干法烟气脱硫工艺流程 4 循环回流半干法烟气脱硫工艺流程 5 循环回流半干法烟气脱硫反应过程 1 化学过程当雾化水经过高压回流喷枪在吸收塔文丘里扩散段上部雾化 并与烟气充分接触 烟气冷却并增湿 氢氧化钙粉颗粒同H2O SO2 H2SO3反应生成干粉产物 整个反应分为气相 液相和固相三种状态反应 反应步骤及方程式如下 SO2被液滴吸收 SO2 气 H2O H2SO3 液 吸收的SO2同溶液的吸收剂反应生成亚硫酸钙 Ca OH 2 液 H2SO3 液 CaSO3 液 2H2OCa OH 2 固 H2SO3 液 CaSO3 液 2H2O 6 循环回流半干法烟气脱硫反应过程 部分溶液中的CaSO3与溶于液滴中的氧反应 氧化成硫酸钙CaSO3 液 1 2O2 液 CaSO4 液 CaSO4 液 溶解度低 从而结晶析出CaSO4 液 CaSO4 固 对未来得及反应的Ca OH 2 固 以及包含在CaSO3 固 CaSO4 固 内的CaO 固 进行增湿雾化 布袋除尘器脱除的烟灰中的未反应的Ca OH 2 固 以及包含在CaSO3 固 CaSO4 固 内的Ca OH 2 固 循环至吸收塔内继续反应 石灰消化原理 CaO 固 H2O 液 Ca OH 2 固 7 循环回流半干法烟气脱硫反应过程 2 物理过程物理过程系指液滴的蒸发干燥及烟气冷却增湿过程 液滴从蒸发开始到干燥所需的时间 对吸收塔的设计和脱硫率都非常重要 影响液滴干燥时间的因素有液滴大小 液滴含水量以及趋进绝热饱和的温度值 液滴的干燥大致分为两个阶段 第一阶段由于浆料液滴中固体含量不大 基本上属于液滴表面水的自由蒸发 蒸发速度快而相对恒定 随着水分蒸发 液滴中固体含量增加 当液滴表面出现显著固态物质时 便进入第二阶段 8 循环回流半干法烟气脱硫反应过程 由于蒸发表面积变小 水分必须穿过固体物质从颗粒内部向外扩散 干燥速率降低 液滴温度升高并接近烟气温度 最后由于其中水分蒸发殆尽形成固态颗粒而从烟气中分离 吸收塔内反应灰的高倍率循环使循环灰颗粒之间发生激烈碰撞 使颗粒表面生成物的固形物外壳被破坏 里面未反应的新鲜颗粒暴露出来继续参加反应 客观上起到了加快反应速度 干燥速度以及大幅度提高吸收剂利用率的作用 9 循环回流半干法烟气脱硫系统组成 二级除尘器 返排料系统 旁路系统 吸收剂制备系统 脱硫塔系统 一级除尘器 压缩空气系统 电气控制系统 10 脱硫塔系统主要包括塔体高压回流喷枪和塔底排灰系统 塔体包括进口段 导流沉降室 文丘里加速段 反应吸收段和出口段 脱硫塔系统设备组成 11 脱硫塔系统工艺流程图 12 脱硫塔系统设备 高压回流喷枪 开度20 雾化效果 开度50 雾化效果 13 脱硫塔系统设备 塔底排料系统 14 吸收剂制备系统 主要设备包括生石灰贮仓 称重给料机 消化器 消石灰贮仓 变频旋转给料机和气力输送装置 15 返排料系统工艺流程图 16 返排料系统设备组成 返料及输送系统主要包括船型灰斗 返料控制阀 排料控制阀 空气斜槽 中间灰仓和气力输灰系统 17 返排料系统设备组成 返排料控制阀 返料控制阀 排料控制阀 18 返排料系统设备组成 空气斜槽 19 返排料系统设备组成 气力输灰系统 20 电气控制系统 21 监控画面 22 反应器压降 产品循环量 反应器内固体含量 反应器出口温度 工艺水加入量洁净气体中SO2浓度 新鲜吸收剂加入量反应器中最低烟气流量 旁路烟道或循环烟道的控制阀位置 几个典型的闭环控制回路 23 为什么采用循环回流半干法烟气脱硫工艺 无污水工艺低投资成本工艺对于老厂改造的最理想工艺高可用率安装时间短占地小维修成本低最终产品可出售或填埋 24 气相条件 喷射水量 烟气中的相对湿度 反应温度固相条件 吸潮物质 如CaCl2 nH2O 吸收剂的比表面积 15m g BET法 反应器条件 气 固相在反应器中的湍流接触 反应时间 部分反应的吸收剂最大循环次数 影响反应的主要因素 25 吸收剂 消石灰 26 最终产品 27 稳定单相气体流动反应器内气速分布情况 28 反应器内以气体空隙率计算的固相分布 29 反应器内以气体空隙率计算的固相分布 30 低压脉冲袋式除尘器工作原理 具有离线清灰 离线检修功能 即可实现不停机检修 采用固定式管喷清灰技术的XLDM型高效低压脉冲袋式除尘器的过滤方式为外滤式 即含尘气体在滤袋外 过滤后的洁净气体在滤袋内部 并通过排风总管排放 31 过滤状态 清灰状态 32 随着除尘器过滤工作的延续 除尘器滤袋表面的粉尘将越积越厚 直接导致除尘器阻力的上升 因此 需要对滤袋表面的粉尘进行定期的清除 即清灰 33 脉冲阀启闭过程 34 除尘器的清灰功能也可通过设置在进出风总管上的差压检测装置或控制系统中的定时装置反馈实现 定阻控制和定时控制可以并存 并以先期满足条件的控制方式启动清灰程序 滤袋表面的粉尘经清灰后落入灰斗中 经由卸灰阀排出后 利用输灰设施集中送出 35 设计理念 袋式除尘器属于一级过滤 即所有仓室 所有滤袋之间均为并联关系 区别于电除尘器几个电场串联进行数级过滤捕集方式 因此 设计时要求充分考虑进风总管与各支管的流量分配和阻力分布情况 合理选择气流速度 合理设置均风导流装置 促使烟气能够在各仓室等量分布 各滤袋承受负荷均匀 以达到降低设备阻力和延长滤袋使用寿命的目的 从而保证设备能够长期稳定可靠 经济高效的运行 36 在设计过程中 我们尤为强调分段化和组合化设计 结合以往大量类似工程的设计和运行经验 分析出本工程与其它工程的异同点 在场地允许条件下 我们将采用模块组合式方法 即依据风量大小来调整仓室的数量 尽量使仓室排布形式与已运行设备的仓室排布形式相同 在减少设计和试验工作量的同时 还可以保证设计完善可靠 而进出风总管就要依据风量 粉尘浓度进行分段化设计 对于粉尘浓度大的工况 我们倾向采用楔形通道 而对于粉尘浓度小的工况 我们倾向采用阶梯形通道 37 楔形进风总管 阶梯形进风总管 38 设备组成 XLDM型高效低压脉冲袋式除尘器主要由本体系统 过滤系统 清灰系统 仪表控制系统所组成 过滤系统 清灰系统 本体系统 仪表控制系统 保护系统 39 除尘器三维效果 40 本体系统 1 结构框架及箱体 结构框架用于支撑除尘器本体 灰斗及卸灰设备等 箱体包括上箱体 中箱体及灰斗等2 花板 用于支撑滤袋组件和分隔过滤室 含尘段 及净气室 并作为除尘器滤袋组件的检修平台 滤袋组件从花板装入3 进气系统 包括进风导流总管 导流板 手动调节阀等4 排气系统 包括由排气管道 气动提升阀等组成的除尘器净化气体排放系统 41 5 卸灰系统 装置于除尘器灰斗上的清堵空气炮 手动插板阀等组成了除尘器的卸灰系统 下部可配接仓泵等输灰设备6 平台 栏杆 爬梯及手 气 动阀门的检修平台除尘器顶部防雨棚 用于保护电磁脉冲阀等除尘器顶部装置7 压缩空气系统 包括储气罐 压缩空气管道 减压阀 压力表 气源处理三联件等 8 除尘器照明系统9 保温 包括岩棉 彩钢瓦等 42 过滤系统 滤袋和笼骨组成了除尘器的过滤系统 1 滤袋对于整台锅炉布袋除尘器而言 滤袋是其核心部件 滤料质量直接影响除尘器的除尘效率 滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用 因而 通常滤料我们根据除尘器运行环境和介质情况选用进口优质赖登针刺毡 PPS PPS551 聚苯硫醚 烧毛压光 PTFE乳液浸泡处理 耐温190 瞬间200 单位重量 550g m2 43 滤袋上端采用了弹簧涨圈形式 密封性能好 安装可靠性高 换袋快捷 仅需1 2人就能通过机顶便掀式顶盖进行换袋操作 滤袋的装入和取出均在净气室进行 无须进入除尘器过滤室 44 此滤料为表面过滤型滤料 清灰彻底 减少了粉尘在滤袋表面形成布粉层后板结的可能 滤料耐酸碱性和抗水解性强 加上我们在除尘器结构方面的改进 能够使滤料达到4年以上的正常使用寿命 45 2 袋笼袋笼采用圆型结构 袋笼的纵筋和反撑环分布均匀 并有足够的强度和刚度 防止损坏和变形 纵筋直径 4 12条 加强反撑环 5 间距200 顶部加装 形冷冲压短管 用于保证袋笼的垂直及保护滤袋口在喷吹时的安全 笼骨材料采用20 碳钢 使用笼骨生产线一次成型 保证笼骨的直线度和扭曲度 滤笼碰焊后光滑 无毛刺 并且有足够的强度不脱焊 无脱焊 虚焊和漏焊现象 加工完成后的滤笼表面进行有机硅静电喷涂 46 清灰系统 除尘器的清灰采用压缩空气低压脉冲清灰 采用离线清灰方式 清灰功能的实现是通过PLC利用差压 定阻 定时或手动功能关闭离线阀 启动脉冲喷吹阀喷吹 使滤袋径向变形 抖落灰尘 清灰用的喷吹管采用无缝管 借助校直机进行直线度校正 喷吹短管 又称喷嘴 与喷吹管的焊接采用了工装模具 二氧化碳保护焊接 减少变形 保证喷吹短管间的形位公差 喷吹管借助支架固定在上箱体中 并设置了定位销 方便每次拆装后的准确复位 47 清灰系统设置储气罐和分气包 精密过滤器 除油 水 尘 保证供气的压力和气量和品质 清灰力度和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求 清灰系统设计合理 离线阀 脉冲阀动作灵活可靠 在设备出厂前 对清灰系统等主要部件进行了预组装 以保证质量 48 仪表控制系统 仪表控制系统一般包括测温仪 湿度仪 料位计 行程开关 差压计等仪器仪表 以PLC可编程控制器为主体的除尘器主控柜 MCC柜 现场操作柜 检修电源箱 照明电源箱等 如业主有特殊要求 也可将PLC控制柜制作成触摸屏形式或工控画面监控系统 49 显示和报警 a 烟气温度显示和报警b 烟气湿度显示和报警c 旁路阀工作状态显示d 离线阀工作状态显示e 各仓室清灰状态显示f 压差显示和报警g 滤袋状态显示和报警h 系统各运转设备故障报警等 50 技术特点 XLDM型高效低压脉冲袋式除尘器的研制开发和付诸运行积聚了众多业界专家的智慧 公司很多技术人员更是倾注了大量的心血 低压脉冲 离线清灰 不停机检修和保护技术等结合锅炉烟气特性和电厂运行要求而对除尘器功能的添置 逐渐体现出其优越性 也越来越多的得到设计院所 电厂的认同和赞许 区别于其它行业所采用的脉冲袋式除尘器的技术特点有 51 1 低压喷吹技术考虑到脱硫所产生的烟尘浓度大 设备阻力将快速增加 清灰频次将因此而加快 采用高压喷吹对滤袋使用寿命将带来不利影响 且附着在滤袋上的粉尘层会被完全冲散 不仅不利于粉尘借助自身重力降落到灰斗中 而且还容易造成粉尘的二次吸附 我们通过摄像探头实地监测 以较低的压力进行清灰 不但能够达到理想的清灰效果 而且可以缩短粉尘降落至灰斗内的时间 能够避免二次吸附和因频繁清灰导致滤袋使用寿命缩短等现象发生 52 53 2 导流技术电磁脉冲阀 滤袋是XLDM型高效低压脉冲袋式除尘器的核心部件 而导流是核心技术 结合我公司的设计理念 我们采取了一系列措施 促使烟气均匀分布到每条布袋上 在保证滤袋承受负荷均匀而延长滤袋使用寿命的同时 最大程度上降低设备阻力 含尘气体由设置有导流板的进风总管通过变径三通接入到每个单元灰斗进风口 进风总管因进行了分段化设计 可以保证进入到每个单元灰斗内的烟气量不均匀度小于5 此不均匀度可借助安装在灰斗进风口上的手动调节风阀进行微调 54 从除尘器总的入口来的烟气经过总管断面流速控制 导流系统分配和进风口调节风阀微调 进入到各单元灰斗中的烟气量已趋于均衡 此时 需要对各单元灰斗内的上升气流进行引导和控制 于是 我们在灰斗中设置交叠式导流板 以达到将积聚的气流分散开来的目的 55 同时设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够合理的净空 滤袋间距亦进行了专门设计 气流通过前部导流后 依靠阻力分配原理自然分布 达到整个过滤室内气流以及各空间阻力的分布均匀 保证合理的烟气抬升速度 最大限度地减少紊流 防止二次扬尘 56 3 离线清灰 不停机检修技术为保证清灰更为彻底有效 我们在每个单元仓室出风口设置气动提升阀 可以保证需要清灰的当前仓室单独切断 使清灰不受上升气流的干扰 加速粉尘降落的时间 气动提升阀采用气动薄板快开式结构 整个启闭过程为直线运动 辅助导向滑轨以便准确定位 避免了高温状态下转动结构易出现故障率高的现象发生 借助气动提升阀关闭和灰斗进风口手动调节风阀关闭 可以实现当前仓室换袋等检修维护工作 其它工作均在机外执行 可以实现不停机检修 57 4 固定管喷清灰技术固定管喷清灰技术是当今除尘行业普遍采用的一种清灰技术 它避免了旋转喷吹轴承容易损坏 润滑难以解决导致故障率高的不良现象发生 避免了反吹风清灰不够彻底导致设备阻力居高不下问题的出现 它借助经过处理后的压缩空气诱导上箱体的净空气瞬间向滤袋内筒喷吹 形成脉冲抖动