半干法烟气脱硫系统.doc

半干法烟气脱硫系统文章来源：徐州同鑫建材机械厂 添加人：admin 添加时间：2008-11-18 17:13:36点击：1468半干法烟气脱硫系统 一、半干法脱硫工艺 1、介绍 1997年ABB低投资烟气脱硫（FGD）技术方面的开发工作得到了广泛的报道。这种技术将低投资与优良的性能巧妙地结合，是针对亚洲和东欧的新兴市场开发的。 采用这种脱硫技术，不管燃料中的含硫量是多少，脱硫效率都有可能达到90%以上，此外，该系统适合于已有项目的改造，它的占地面积小。干法烟气脱硫技术常被忽略的一个主要特点是它在不增加投资的情况下提高了除尘效率。从干法烟气脱硫系统排出的烟气可不经加热，通过已有的烟囱排出。 2、半干法工艺过程 半干法工艺是利用含有石灰（氧化钙）的干燥剂或干燥的消石灰（氢氧化钙）吸收二氧化硫的，这两种吸收剂都可使用，也可以使用含适当碱性的飞灰。 任何干法烟气脱硫工艺中，关键的控制参数都是反应区内，即反应器及其后的除尘器内的烟气温度。在相对湿度为40%至50%时，消石灰活性增强，能够非常有效地吸收二氧化硫。烟气的相对湿度是利用给烟气内喷水的方法提高的。在传统的干法烟气脱硫工艺中，水和石灰是以浆液的状态（不论是否循环）注入烟气的，但水分布在粉料微粒的表面，水在其中的含量仅占百分之几。这样，吸收剂的循环量比传统干法烟气脱硫要高得多。即，用于蒸发的表面积非常大。进入烟气的粉料的干燥时间非常短，所以它可以采用比传统喷雾干燥技术小得多的反应器。提高了烟气的相对湿度，足以在典型的干法脱硫操作温度或高于饱和温度1020（实践中这一温度范围是6575）激活石灰吸收剂二氧化硫。 水在增湿搅拌机中加入吸收剂，然后才注入烟气。半干法技术的独到之处是所有的循环吸收剂都要在搅拌机中增湿，这样做，可以最大限度的利用循环吸收剂。经过活化和干燥之后，烟气中干燥的循环粉料在高效的除尘器，最好是袋式除尘器中被分离出来，进入搅拌机，补充石灰也是在这里加入的。注入搅拌机的水量要保证恒定的烟出口温度。控制系统以烟气的出入口温度为基础，以烟气量为辅助，采用前馈信号控制，并有反馈微调。出口的SO2也采用类似的方法进行控制：入口和出口的SO2浓度加上烟气流量决定石灰的加入速率。副产品收集在除尘器灰斗内，当达到回斗的最高料位时，副产品溢流排出。 半干法工艺的主要特点：高循环率、干燥迅速、反应器尺寸小、反应剂的利用率高： 半干法工艺的特点是循环率高，这意味着最高限度地利用了反应剂。如上所述，高循环率获得很大的表面积，供水分迅速蒸发，这使得半干法工艺采用的反应/干燥器比采用喷雾干燥技术的干法烟气循环系统的反应器小得多。 此外，在半干法工艺中，也尽可能少采用复杂的专用设备：不采用高速旋转雾化器：也不采用需要压缩空气的双流体喷嘴。在搅拌机内搅拌循环物料和反应剂消耗的电力比传统干法烟气净化系统的相应电耗要低得多。对比可知，旋转喷雾器和双流体喷嘴比半干法的搅拌机复杂得多。采用搅拌机而不采用旋转喷雾器或喷嘴的另一个重要的优点是，所有需要操作人员关照的社备都安排在接近地面的高度，与除尘器公用外罩。这种安排在降低造成价的同时也为维修带来了便利，此外，本系统也没有需要特殊泵的浆液输送系统，水是直接加入搅拌机的。高循环率使系统中循环的都是干物料。由于没有冲击装置内表面的浆液存在，也就不存在烟道接垢的可能。 二、持续的发展 1、半干法+静电除尘器 有一些情况下，最好用静电除尘器作为半干法的除尘器。对这种组合已作了一些研究与发展，包括空气动力学模拟研究，中试和实际化学机理研究。 试验表明，采用静电除尘器的半干法的脱硫效率要低几个百分点，准确的差值与实际运行条件有关：SO2浓度，氯化物含量等。旧厂改造时，采用静电除尘器的半干法很有用。已有的静电除尘器可作为半干法+静电除尘器的一部分。许多情况下，可能需要增加收尘面积，但是，由于粉尘的比电阻在半干法中大大降低，也许已有的静电除尘器已能完全满足要求。 如果采用静电除尘器，半干法装置的配置应与采用袋式除尘器时有所不同。反应器应作为静电除尘器的入口烟道的组成部分。这就是说，循环飞灰要送回到静电除尘器的入口。飞灰要经过搅拌机后，才能分布到反应器通道里。 2、用于循环流化床锅炉的半干法 将半干法用于循环流化燃烧器(FBC)的工作处于中试阶段。过程原理直接利用FBC的灰作为半干法系统的吸收剂。这样，仅把少量的石灰注入FBC对付部分硫份。石灰在FNC的温度下，不仅能够去除硫份，它本身也能烧成CaO。这样形成的CaO混合在FBC灰内，再在半干法的除尘器中被分离出来。FBC灰在半干法内循环的过程中，石灰因在半干法搅拌机内加水而活化，这说明无需给半干法系统内加额外的碱。活化通过半干法内反复地增湿/干燥循环完成,有因系统内的大量循环而增加。 由于部分硫份已在燃烧的过程中被捕集，随后的半干法装置的作用仅仅是“收尾”，以便将排放量限制在极低的水平。测试结果表明，这一原理是可行的。实验过程中，灰在半干法实验装置入口处加入烟气中。 将FBC的脱硫能力与半干法结合，可使脱硫率达到95%以上，应该注意到,将部分脱硫能力移到系统末端，注入FBC的石灰量会减少，FBC的燃料热利用率可更高。 众所周知，将石灰加入FBC会产生大量的灰渣，因为要求的脱硫效率提高了。所以，要保持低排放量，这种结合的配置实在是效率高、成本低的方案；而其主要因素即半干法的独有特点，是对FBC灰进行过程中活化。 三、结论 半干法技术是一种简洁、低投资、高性能的脱硫系统，占地面积小，容易接近。本系统使用于多种不同的场合，以上讨论了一些，还会有很多。 烟气脱硫工艺比较表 序号脱硫工艺名称脱硫工艺原理工艺特点应用情况1石灰石-石膏湿法利用石灰石粉料浆洗涤烟气，使石灰石与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙，脱去烟气中的SO2，再将亚硫酸钙氧化反应生成石膏。优点：脱硫率高：95%、工艺成熟、适合所有煤种、操作稳定、操作弹性好、脱硫剂易得、运行成本低、副产物石膏可以综合利用，不会形成二次污染；缺点：工艺流程较长，投资较高；国外应用广泛，使用比例占80-90%。国内有应用实例。2简易石灰石-石膏湿法简易湿法烟气脱硫工艺的脱硫原理和普通湿法脱硫基本相同，只是吸收塔内部结构简单（采用空塔或采用水平布置），省略或简化换热器。优点：投资和占地面积比湿法小；缺点：脱硫率低：约70%国外应用较少，国内有应用实例3海水脱硫法利用海水洗涤烟气吸收烟气中的SO2气体。优点：脱硫率比较高：90%、工艺流程简单，投资省、占地面积小、运行成本低；缺点：受地域条件限制，只能用于沿海地区。只适用于中、低硫煤种、有二次污染。国内外均有部分成功应用实例（深圳西部电厂）4旋转喷雾干燥法将生石灰制成石灰浆，将石灰浆喷入烟气中，使氢氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资也较小。缺点：脱硫率较低：约70-80%、操作弹性较小、钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。国内外均有少数成功应用实例（黄岛电厂）序号脱硫工艺名称脱硫工艺原理工艺特点应用情况5炉内干法喷钙直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉，石灰石粉在高温下分解为氧化钙，氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资也较小。缺点：脱硫率较低：约30-40%、操作弹性较小、钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。国内外均有少数成功应用实例（抚顺电厂）6炉内喷钙-尾部增湿法直接向锅炉炉膛内喷入石灰石粉，石灰石粉在高温下分解为氧化钙，氧化钙与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙。为了提高脱硫率，在尾部喷入水雾，增加氧化钙与烟气中的SO2反应活性。优点：工艺流程比石灰石-石膏法简单，投资也较小。缺点：脱硫率较低：约70%、操作弹性较小、钙硫比高，运行成本高、副产物无法利用且易发生二次污染（亚硫酸钙分解）。国内外均有少数成功应用实例（抚顺电厂）7烟气循环流化床在流化床中将石灰粉按一定的比例加入烟气中，使石灰粉在烟气当中处于流化状态反复反应生成亚硫酸钙。优点：钙利用率高、无运动部件、投资省。缺点：脱硫率较低：80%、对石灰纯度要求较高，国内石灰不易保证质量、烟气压头损失大、由于加料不均匀会影响锅炉运行。国内外均有少数成功应用实例8活性炭法使烟气通过加有催化剂的活性炭，烟气中的SO2经催化反应成SO3并吸附在活性炭中，用水将活性炭中的SO3洗涤成为稀硫酸同时使活性炭再生。优点：脱硫率较高：90%、工艺流程简单、无运动设备、投资较省、运行费用低。缺点：副产物为稀硫酸，不适宜运输，只能就地利用消化。活性炭每5年需要更换。国内外均有少数成功应用实例（四川豆坝电厂）序号脱硫工艺名称脱硫工艺原理工艺特点应用情况9电子束法将烟气冷却到60左右，利用电子束辐照；产生自由基，生成硫酸和硝酸，再与加入的氨气反应生成硫酸铵和硝酸铵。收集硫酸铵和硝酸铵粉造粒制成复合肥。优点：脱硫率高：90%、同时脱硫并脱硝，副产物是一种优良的复合肥，无废物产生。缺点：投资高，