喷雾干燥法烟气脱硫

课题三 喷雾干燥法烟气脱硫工艺,一、传统干式(半干法)烟气脱硫技术简介,干式烟气脱硫，是指无论加入的脱硫剂是干态的或湿态的，脱硫的最终反应产物都是干态的。 干式烟气脱硫工艺用于我国电厂脱硫始于80年代初(四川白马电厂)。主要用于燃用中低硫煤的电厂烟气脱硫。最主要的干式脱硫技术有四种： 喷雾干燥法 炉内喷钙加尾部增湿活化法 循环流化床排烟脱硫法 新式整体脱硫法,一、干式烟气脱硫技术简介,传统干法烟气脱硫工艺的优点：1、投资费用较低；2、脱硫产物呈干态；3、无需装设除雾器及烟气再热器；4、设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。,一、干式烟气脱硫技术简介,传统干法烟气脱硫工艺的缺点：1、吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；2、用于高硫煤时经济性差；3、飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；4、对干燥过程控制要求很高。,二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程,1、工艺流程图,二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程,2、工艺流程概述：利用喷雾干燥原理，将吸收剂喷入吸收塔以后，一方面吸收剂与烟气中的SO2发生化学反应，生成固体灰渣；另一方面烟气将热量传递给吸收剂，使之不断干燥，在塔内脱硫反应后形成的废渣为固体粉尘状态，一部分在塔内分离，由锥体出口排出，另一部分随脱硫后烟气进入静电除尘器。,二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程,3、喷雾干燥原理：安装于吸收塔顶部的离心喷雾机具有很高的转速，吸收剂浆液在离心力作用下喷射成均匀的雾粒，雾粒直径可小于100m。这些具有很大表面积的分散微粒，一同烟气接触，就发生强烈的热交换和化学反应，迅速将大部分水分蒸发掉，形成含水量很少的固体灰渣。由于吸收剂微粒没有完全干燥，在吸收塔之后的烟道和除尘器中仍可继续发生一定程度的吸收SO2的化学反应。,二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程,4、工艺流程分解：（1）吸收剂制备；（2）吸收剂浆液雾化；（3）雾粒与烟气的接触混合；（4）液滴蒸发与SO2吸收；（5）废渣排出。其中（2）（4）在喷雾干燥吸收塔内进行。,三、喷雾干燥法脱硫技术的化学原理,生石灰制浆：SO2被液滴吸收：吸收剂与二氧化硫的反应：,二、喷雾干燥法脱硫技术的化学原理,液滴中CaSO3过饱和沉淀析出： 部分CaSO3（液）被溶于液滴中的氧气所氧化：CaSO4难溶于水，便会迅速沉淀析出固态CaSO4。,四、主要设备与分析,喷雾干燥法FGD系统主要由以下4部分组成。 （一）吸收塔系统（二）除尘设备 （三）雾化器及料浆制备系统（四）干燥处理及输送,（一）吸收塔系统,喷雾干燥塔示意图：,（一）吸收塔系统,石灰浆液在其中雾化，并与烟气中的SO2反应脱硫，同时液滴被干燥生成能自由流动的粉末（亚硫酸钙、硫酸钙及飞灰）。吸收塔的结构尺寸由许多因素来决定，如雾化器类型、雾化器出口液滴速度、烟气量、 SO2浓度。趋近绝热饱和温度值、烟气滞留时间、吸收剂特性等。要求有较好的密封保温性能 ；吸收塔容器必须满足在颗粒达到塔壁前已足够的干燥。,（二）除尘设备,1、袋式除尘器FF袋式除尘器FF与ESP相比有以下优点：沉积在袋上的未反应的石灰可与烟气中残余SO2反应，脱硫率可达到系统总脱硫率的1530。由于烟气都必须穿过滤袋上的尘层。因此滤袋可以看成一个固定床反应器。,（二）除尘设备,2、电除尘器（ESP）根据喷雾干燥脱硫产物的特性，在很多情况下，可以采用ESP。 喷雾干燥FGD可以加装在现有ESP前面。如作为老厂改造，则不需要ESP本身做大的改动。 烟气流经阳极板，阳极板上沉积一层飞灰和吸收剂颗粒； 烟气中SO2 便与吸收剂发生反应。ESP脱硫率约占总脱硫率的1015。,（三）雾化器及料浆制备系统,包括吸收剂的制浆和雾化，在大多数制浆系统中还包括灰渣再循环，再循环又包括灰渣的处理，再制浆与新石灰的混合。 雾化器有喷嘴型（又称“空气浆液”两相液雾化器，或称二流喷嘴）和旋转离心雾化器两种。,（三）雾化器及料浆制备系统,1、喷雾吸收塔和二流体喷嘴结构示意图：,（三）雾化器及料浆制备系统,喷嘴雾化器的能量由490630kpa压缩空气提供。优点：可平行安装，切换方便。各喷嘴可独立运行，可以在线维护，喷嘴设计简单。缺点：要求高速浆液摩擦的表面耐磨性高，在采用再循环系统时要求特别耐磨；喷嘴数量要求多，其能耗大，维护检修复杂。,（三）雾化器及料浆制备系统,2、离心式雾化轮离心式雾化轮结构示意图：,（三）雾化器及料浆制备系统,由旋转盘或雾化轮使浆液分裂成微小液滴。旋转离心雾化器所产生的液滴大小与浆液流量关系不大，所以，旋转离心雾化器具有较好的调节能力，所得到的雾化区域也较喷嘴型宽得多。雾化器具有很高的雾化容量，雾化液体量可达100g/s，一般一个吸收塔只需一个雾化器。雾化轮直径为200400mm，线速度为产175250m/s。,（四）干燥处理及输送,喷雾干燥装置由吸收塔筒体、烟气分配器和雾化器组成。 吸收塔筒体下部柱体一般设计成60锥体容器以便为烟气提供大约1012s的滞留时间，以保证液滴在进入除尘器前有足够的反应时间和干燥时间。 烟气分配器使烟气沿圆周分布均匀并降低压力损失。 雾化器将吸收剂雾化成非常细小的液滴（约25200m），以提供足够大的表面积与SO2接触，加快脱硫反应和干燥过程。,（五）系统的运行控制,喷雾干燥法脱硫对烟气量及烟气中的SO2浓度的波动适应性较好。运行中根据进口烟气中和烟囱排放的SO2浓度、干燥吸收器进出口的烟温来自动调节脱硫浆液的用量。运行中，脱硫效率和脱硫剂利用率必须综合考虑。 另外一个参数是喷雾干燥吸收器中的液气比。,五、基本工艺参数及影响脱硫效率的主要因素,（）基本工艺参数 烟气在脱硫塔中的停留时间 （812s)塔的高径比 (一般为0.70.9