煤质活性炭生产常用设备性能比较.doc

磨机 传统粉碎设备大多采用不同规格的矿用球磨机，效力低、动力消耗大，噪音污染严重，目前一些大型企业已改用雷蒙磨，该机效率高，粉碎均匀、滤速快。一、雷蒙磨适用范围R型雷蒙磨粉机经过多年的实践和不断的改进，其结构已日臻完善，具有效率高、耗能低、占地面积小、资金投入少及环境无污染等优点。因而广泛应用于冶金、建材、化工、矿山等领域内矿产品物料的粉磨加工，适宜加工莫氏硬度七级以下、湿度在6%以下的各种非易燃易爆矿产，如石膏、滑石、方解石、石灰石、大理石、钾长石、重晶石、白云石、花岗岩、高岭土、膨润土、麦饭石、铝矾土、氧化铁红、铁矿等，成品细度在613微米440微米（0.613毫米-0.44毫米）之间，通过分析机及风机的共同作用，可满足不同用户的使用要求。 雷蒙磨的优点：1.雷蒙磨粉机整个雷蒙机为立式的结构，占地面积相对小，系统性强，不论是从原材料的粗加工还是到输送到制粉及最后的包装，都可自成一个独立的生产系统。 2.雷蒙机（雷蒙磨）与其他磨粉设备相比而言，它的通筛率高，通筛率高达99%，是其他磨粉设备一般达不到的。 3.雷蒙机（雷蒙磨）主机传动装置采用密闭齿轮箱和带轮，传动平稳，运转可靠。 4.雷蒙磨粉机重要部件均采用优质铸件及型材制造，工艺精细，严谨的流程，保证了整套设备的耐用性。 二、中速磨 中速磨煤机是一种高效节能型磨煤机，适用于粉磨烟煤等中等硬度的物料，可广泛应用于电力、冶金、建材、化工等行业的制粉系统，特别是大量地用于燃用烟煤的高炉喷煤制粉系统中。目前中速磨主要包括上重的HP型，北京电力设备总厂的ZGM系列中速磨煤机 沈阳重型机械集团重矿设备厂MPS和MP型中速磨煤机。ZGM型磨煤机在继承和发扬了德国Babcock公司技术的基础上，吸取了美国Babcock公司的技术，开发了K、N、G型系列磨煤机，即对于磨盘尺寸相同的同一型号的MPS磨，设计了三种磨辊规格、风环面积和分离器，可以根据锅炉一次风率和燃煤量及煤粉细度的要求选择合适的磨煤机。同时，磨本体抗爆能力从0.1MPa提高到0.35MPa，有利于磨煤机的安全稳定运行。旋流扩散式煤粉分配器获国家专利，这一改进大大提高了磨煤机的制粉特性。ZGM系列中速磨具有容量大型化、研磨部件使用寿命长、电耗率低、出力平稳、噪音低、振动小的优点，并有如下的结构特点：（1） 采用固定的绞轴支撑磨辊，使磨辊在磨盘上有一定的倾斜度1215，研磨时磨辊单侧磨损，同时具有摆动优势，提高了耐磨件的使用寿命。（2） 磨辊在水平位置具有一定的自由度，可以摆动，对铁块、木块、石块适应性强。（3） 磨辊与磨盘端面形状相配，保证了良好的研磨效果，确保磨煤机的后期出力。（4） 三个磨辊加载负荷直接传至基础，以静定系统均匀传递研磨力、磨煤机外壳不承受重大负荷，磨煤机的稳定性最佳。（5） 煤粉均匀度度高。（6） 可带负荷启动，且布置紧凑，检修方便安全。回转炉一、内热式回转炉（1）多用于化学法生产活性炭（2）内热式回转炉是在外热式回转炉热解工艺（MRF）的基础上研究开发的煤热解新工艺，该工艺用外来煤气燃烧直接加热煤，使煤热解，具有所用设备简单、对材质要求低，易于设计放大的优点。（3）内热式回转炉虽操作简单、劳动强度小、物料活化均匀，但因烟道气温度高，不易调节控制，使产品质量不均一。（4）外热式回转炉虽有生产强度小，热效率低的优点，但炉体直接接触高温的火焰，导致使用寿命短，检修工作量大。脱硫除尘目前烟气脱硫技术种类达几十种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺。湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单；但脱硫产物的处理较难，烟气温度较低，不利于扩散，设备及管道防腐蚀问题较为突出。半干法、干法脱硫技术的脱硫产物为干粉状，容易处理，工艺较简单；但脱硫效率较低，脱硫剂利用率低。在此对各类脱硫技术的进行简单介绍。1. 干法烟气脱硫干法烟气脱硫技术包括电子束法、脉冲电晕法、荷电干粉喷射法、催化氧化法、活性炭吸附法、和流化床氧化铜法等。（1）电子束法。电子束脱硫技术是一种物理与化学方法相结合的的高新技术。它利用电子加速器产生的等离子体氧化烟气中的SO（NOx），并与注入的NH3反应，生成硫铵和硝铵化肥，实现脱硫、脱硝目的。在辐射场中，燃煤烟气中的主要成分O2、H2O(气)，吸收高能电子的能量，生成大量反应活性极强的活性基团和氧化性物质，如O、OH、O3、H2O。这些氧化性物质与气态污染物进行各种氧化反应，举例如下： SO + 2OH HSO NO+ONO NO+ OH HNO生成的HSO和HNO与加入的NH发生如下反应：HSO+ 2NH (NH)SOHNO+ NH NHNO反应生成的硫铵和硝铵气溶胶微粒带有电荷，很容易被捕集。 电子束法是1970年日本荏原(Ebara)公司首先提出的烟气脱硫技术。上个世纪80年代以来，先后在日本、美国、德国、波兰等国家进行研究并建立了中试工厂。19921994年，日本建造了三座小型示范厂，取得了预期的效果。目前，电子束法继续受到许多国家的关注。荏原公司在我国成都电厂90MW机组上实施了电子束脱硫示范工程。1998年1月，系统趋于正常，是当时世界上处理烟气量最大的电子束脱硫装置。图号图名？脱硫工艺流程如图427所示，大致由烟气冷却、加氨、电子束照射和副产品收集等几部分组成。电子在高真空的加速管里由高电压加速，然后透射过3050m的两片金属箔照射烟气。约130的排出烟气经静电除尘后，部分烟气进入喷水冷却塔降温、除尘，使烟温降到适于脱硫、脱硝的温度(65)，再进入同时喷入氨气的反应器脱硫。烟气水露点通常小于60 ，所以冷却水在塔内完全被气化，一般不会产生需进一步处理的废水。反应器内的烟气被电子加速器产生的高能电子束照射，发生脱硫、脱硝反应，生成硫铵和硝铵。在反应器中喷水可以吸收反应产生的热量。随后经干式静电除尘器将脱硫副产品与烟气分离，净化后的烟气与未处理的烟气混合升温后送入烟囱排放。 电子束法脱硫效率90，可同时脱硫脱硝，投资较低，副产物可用作肥料，无废渣排放，但运行电耗高，运行成本还受到肥料市场的直接影响。（2）气相催化氧化法。干式气相催化氧化已实际应用于有色金属冶炼和锅炉烟气脱硫。除尘净化后的含SO烟气进入催化转化器，在一定温度下通过催化剂作用，将SO2氧化为SO，继而转化为硫酸加以收集。SO2的氧化反应为：SO+1/2O+放热 实际上，这是一个可逆放热反应，因此降低反应温度和提高反应压力有利于反应的进行。能加速SO转化反应的催化剂很多，铂的活性最高，但价格昂贵且易中毒，一般不使用；CrO、FeO等金属氧化物也具有一定的活性，但使用温度过高受到限制；只有以SiO为载体的VO5价格便宜又不易中毒，且在最低温度下(500550)活性最高，目前在硫酸生产被广泛采用。气相催化氧化法对低SO（含量低于2）浓度的锅炉烟气脱硫工艺流程为，烟气在500左右除尘，再进入催化转化器反应，然后流经省煤器、空气预热器放热降温至230左右，最后进入吸收塔，用稀硫酸洗涤吸收SO，待气体冷却到104，则可得到浓度为80的硫酸。这就要求实际生产中转化反应必须分段进行。在每段中，反应是在绝热条件下进行的，反应后的气体温度必然升高，因此要将气体冷却(即除去反应热)至一定温度后，再进入下一段进行绝热反应，然后再将反应热移去，如此使转化反应和换热两个过程依次交替进行，直到达到要求的最终转化率为止。对于冶炼工业中高SO（含量高于2）浓度的烟气，催化反应放热量大，必须将反应热从系统中不断导出，才能保证最适宜的反应温度，因此工程上采用分段转化反应，一般分34段。过程是，绝热反应后的气体通过换热器（或管）冷却至一定温度，再进入下一段进行绝热反应、放热，转化反应和换热冷却两个过程依次交替进行，直到实现最终的转化率为止。 2. 半干法烟气脱硫半干法是利用烟气显热蒸发石灰浆液中的水分，同时在干燥过程中，石灰与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙等，并使最终产物为干粉状。半干法工艺较简单，干态产物易于处理，无废水产生，投资一般低于湿法，但脱硫效率和脱硫剂的利用率低，一般适用于低、中硫煤烟气脱硫。在半干法烟气脱硫技术中主要有喷雾干燥烟气脱硫、循环流化床烟气脱硫和增湿灰循环烟气脱硫等技术。（1） 旋转喷雾干燥法。这是美国JOY公司和丹麦NIRO公司1978年联合开发的脱硫工艺，已有超过10的脱硫市场占有率。喷雾干燥法脱硫率一般为85，高者可达90以上，多用于低硫煤烟气脱硫，其工艺流程如图428所示。将石灰Ca(OH) 或NaCO等制成的浆液喷入雾化干燥反应器，雾化后的碱性液滴吸收烟气中SO，同时烟气的热量使液滴干燥形成石膏固体颗粒，再用袋式除尘器将固体颗粒分离。Ca(OH) 吸收SO的总反应为： Ca(OH) SOHOCaSO2 HOCaSO2 HO1/2 OCaSO2 HO常用的雾化装置有压力喷嘴和高速旋转(1000050000r/min)离心雾化器两种。雾化液滴及其分布要细而均匀，喷嘴或雾化轮应耐磨、耐腐蚀、防堵塞。吸收剂除用Ca(OH) 或NaCO之外，石灰石、苏打粉、烧碱等也可用作吸收剂。石灰脱硫常将固体颗粒循环使用以提高吸收剂利用率，钠脱硫则一次通过吸收器即可完全反应。石灰的实际用量通常是理论计算量的2.5倍左右，循环使用可降至1.5倍，钠吸收剂利用率较高，一般为1.1倍。袋式除尘器被广泛用于喷雾干燥系统的固体捕集，因为沉积在袋上的未反应的石灰可与烟气中残余SO反应，脱硫率占系统总脱硫率的1020，滤袋可以看成一个固定床反应器。影响脱硫率的因素有烟气温度、速度、湿度和SO浓度等。反应器入口烟温为150左右，较高的入口烟温，可以增加浆液含水量，改善反应器内干燥阶段的传质条件，使脱硫率提高。出口烟温一般为80100，要求比绝热饱和温度高1030。出口烟温越低，则固体颗料中残留水分越多，传质条件越好，脱硫率越高。烟气进口SO浓度越高，需要更高的Ca/S才能达到较高的脱硫率。反应器内烟气流速约1.5m/s，石灰系统的烟气停留时间为1012s。工艺流程如下：补充图号图名（2） 炉内喷钙炉后增湿活化脱硫。这是由芬兰Tampella公司和IVO公司开发的一种脱硫率较高、设备简单、投资低、能耗少的脱硫技术。其特点是除了将石灰石粉喷入炉膛中8501150烟温区，完成式(452)和式(453)的反应之外，在空气预热器后增设了一个独立的活化反应器，在这里喷雾化水或蒸汽使烟气中未反应的CaO增湿活化，进行水合反应生成Ca(OH) ，接着与烟气中SO反应生成CaSO，部分CaSO进一步氧化成CaSO，总反应可表示为：CaOHOSO1/2OCaSOHO 烟气经过加水增湿活化和干脱硫灰再循环，可使总脱硫率达到75以上，若将干脱硫灰加水制成灰浆喷入活化器增湿活化，可使总脱硫率超过85。(3)循环流化床烟气脱硫技术循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD）技术是20世纪80年代后期由德国Lurgi公司研究开发的。目前该技术的200MW烟气循环流化床脱硫系统已投入运行。德国的Wulff公司在该技术基础上开发了回流式循环流化床烟气脱硫技术。此外，丹麦FLS.Miljo公司开发的气体悬浮吸收技术也得到了应用。循环流化床烟气脱硫系统由石灰浆制备系统、脱硫反应系统和收尘及引风系统组成，其主要设备为流化床反应器、带有特殊预除尘装置的电除尘器、水及蒸汽喷入装置，引风机等设备。其工艺过程为从锅炉出来的烟气进入GSA反应器的底部与雾化的石灰浆混合，反应器内的石灰浆在干燥过程中与烟气中的SO2及其它酸性气体进行中和反应。烟气经旋风分离器分离粉尘后进入电除尘器或滤袋式除尘器，然后符合标准的清洁气经烟囱排放到大气中。含有脱硫灰和未反应完全的石灰的流化床床料在旋风分离器中分离，其中99%的床料经调速螺旋装置送回反应器中循环，只有大约1%的床料作为脱硫灰渣排出系统。脱硫灰的循环意味着未反应的石灰可以继续进行脱硫反应，并且脱硫灰的循环可以更好地分散雾化石灰浆，促进脱硫反应的进行。主要控制参数有床料循环倍率、流化床床料浓度、烟气在反应器及旋风分离器中停留时间、钙硫比、反应器内操作温度等。主要特点如下：（1）没有喷浆系统及浆液喷嘴，只喷入水和蒸汽；（2）新鲜石灰与循环床料混合进入反应器，依靠烟气悬浮，喷水降温反应；（3）床料有98%参与循环，新鲜石灰在反应器内停留时间累计可达到30min以上，使石灰利用率可达99%；（4）反应器内烟气流速为1.836.1m/s，烟气在反应器内停留时间约3 s，可以满足锅炉负荷从30%100%范围内的变化；（5）对含硫量为6%的煤，脱硫率可达92%；（6）基建投资相对较低，不需专职人员进行操作和维护；（7）存在的问题是生成的亚硫酸钙比硫酸钙多，亚硫酸钙需经处理才可成为硫酸钙。循环流化床烟气脱硫技术是近几年新兴起的具有开发前景的烟气脱硫技术，它具有投资相对较低，脱硫效率高，运行可靠，操作维护方便的优点，是值得进一步开发的脱硫技术。此项技术在国际上已基本成熟，目前在我国处于工业示范阶段，其应用前景广阔。3. 湿法烟气脱硫已商业化或完成中试的湿法脱硫工艺包括石灰(石灰石)法、双碱法、氨吸收法、磷铵复肥法、稀硫酸吸收法、海水脱硫、氧化镁法等10多种。其中，又以湿式钙法占绝对统治地位，其优点是技术成熟、脱硫率高，Ca/S比低，操作简便，吸收剂价廉易得，副产物便于利用。（1）石灰或石灰石法。该工艺以石灰（Ca(OH) ）或石灰石（CaCO）浆液吸收烟气中的SO，脱硫产物亚硫酸钙可用空气氧化为石膏回收，也可直接抛弃，脱硫率达到95以上。吸收过程的主要反应为：CaCOSO1/2 H2OCaSO1/2HOCOCa(OH) SOCaSO1/2 HO1/2HO CaSO1/2 HOSO1/2HOCa(HSO)废气中的氧或送入氧化塔内的空气可将亚硫酸钙和亚硫酸氢钙氧化成石膏：2CaSO1/2 HOO3HO2CaSO2 HOCa(HSO)1/2OHOCaSO2 HOSO回收式石灰或石灰石脱硫工艺流程如图429所示。吸收塔内的吸收液与除尘后进入的烟气反应后，被送入氧化塔内制取石膏。烟道气脱硫常用的吸收塔有：湍球塔、板式塔、喷淋塔和文丘里/喷雾洗涤塔等。 石灰或石灰石的吸收效率与浆液的pH值、钙硫比、液气比、温度、石灰石粒度、浆液固体浓度、气体中S0浓度、洗涤器结构等众多因素有关，主要因素有：（a）浆液pH值。研究表明，硫酸钙的溶解度随pH值的变化比较小，而亚硫酸钙的溶解度随pH值降低则增大。当浆液的pH值低时，溶液中存在较多的亚硫酸钙，在CaCO颗粒表面液膜中，溶解的CaCO使液膜的pH值上升，使得亚硫酸钙在液膜中析出，沉积在CaCO3颗粒表面，抑制其与SO2的传质过程。因此，石灰的传质阻力比石灰石要小，若采用石灰石，则需要延长接触时间，增加持液量和减少石灰石粒径，以便获得相应的脱硫率。一般石灰石系统的最佳操作pH6，石灰系统pH8。；（b）液气比。由于反应中Ca2+持续地被消耗，这就需要吸收器有较大的持液量，即保证较高的液气比。显然，脱硫率随液气比增大而提高，但能耗也相应增加，当液气比大于5.3L/m3时，脱硫率平均为87；（c）石灰石的粒度。粒度越小，表面积越大，脱硫率与石灰石的利用率越高，但石灰石的磨粉耗能越大；（d）温度。降低吸收塔中的温度，脱硫率提高。吸收塔中的温度主要受进口烟温的影响，一般进口烟温要低于35。 石灰(石灰石) 吸收法的主要问题是，吸收剂和生成物液桨容易在设备中结垢和堵塞，主要原因有：（a）反应生成物CaSO1/2H2O是一种软垢，它在石灰石系统pH6.2，石灰系统pH8.0时形成，易被人工清除，也可通过降低溶液pH值使之溶解；（b）在石灰系统中，较高pH值下烟气中CO2与Ca(OH)2生成CaCO沉积物，当进口浆液的pH9时，CO2的再碳酸化作用尤为明显，但石灰石系统不存在CO2再碳酸化问题；（c）吸收塔中形成的部分亚硫酸钙和亚硫酸氢钙被烟气中残余O2氧化，最终在容器壁面和部件表面上形成很难清除的CaSO2H2O硬垢。最有效解决结垢的办法是采用添加剂，如氯化钙、硫酸镁、己二酸、氨等。添加剂除了有抑制结垢、堵塞作用，还能提高吸收SO2的效率。（2）双碱法。双碱法是针对石灰或石灰石法易结垢和堵塞的问题发展的一种脱硫工艺，又称钠碱法。首先采用钠化合物(NaOH、Na2CO或Na2SO)溶液吸收烟气中的SO2，生成Na2SO和NaHSO，接着用石灰或石灰石使吸收液再生为钠溶液，并生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀。由于吸收塔内用的是溶于水的钠化合物作为吸收剂，不会结垢。然后将离开吸收塔的溶液导入一开口反应器，加入石灰或石灰石进行再生反应，再生后的钠溶液返回吸收塔重新使用。吸收反应为：Na2COSO2Na2SOCO2 2NaOHSO2Na2SOH2O Na2SOSO2H2O2NaHSO 如果将亚硫酸钙进一步氧化，才能回收石膏。此法的脱硫率也很高，可达95以上。缺点是吸收过程中，生成的部分Na2SO会被烟气中残余O2氧化成不易清除的Na2SO，使得吸收剂损耗增加和石膏质量降低。电站锅炉烟气中，大约有510的Na2SO被氧化为Na2SO。如果溶液中的OH-和SO2-保持足够高的浓度： Na2SOCa(OH)2