其工作原理是將石灰石粉加水制成漿液,作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合。煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣和從塔下部吹入的空氣反應生成硫酸鈣,當硫酸鈣達到壹定飽和度時,結晶形成二水石膏。吸收塔排出的石膏漿液經濃縮脫水,使其含水量小於10%,然後由輸送機送至石膏儲料倉堆放。脫硫後的煙氣經過除霧器除去霧滴,然後通過熱交換器加熱,再通過煙囪排入大氣。由於吸收塔內的吸收劑漿液通過循環泵與煙氣反復接觸,吸收劑利用率高,鈣硫低,脫硫效率可大於95%。
系統組成:
(1)石灰石儲運系統
(2)石灰石漿液制備和供應系統
(3)煙氣系統
(4)SO2吸收系統
(5)石膏脫水系統
(6)石膏儲運系統
(7)泥漿排放系統
(8)工藝水系統
(9)壓縮空氣系統
(10)廢水處理系統
(11)氧化空氣系統
(12)電氣控制系統
技術特征:
(1)吸收劑應用範圍廣:FGD裝置中可使用各種吸收劑,包括石灰石、石灰、氧化鎂、廢堿液等。
⑵.燃料適用範圍廣:適用於燃煤、重油、奧裏油、石油焦鍋爐的尾氣處理;
(3)對燃料硫含量變化範圍適應性強:可處理燃料硫含量高達8%的煙氣;
(4)機組負荷變化適應能力強:能滿足機組在15 ~ 100%負荷變化範圍內穩定運行;
5.脫硫效率高:壹般大於95%,最高可達98%;
[6],專利塔盤技術:有效降低液/氣比,有利於塔內氣流分布均勻,節省材料和能耗,便於吸收塔內件的維護;
(7)吸收劑利用率高:鈣硫比低至1.02 ~ 1.03;
(8)副產品純度高:可生產純度95%以上的商品石膏;
(9)燃煤鍋爐煙氣除塵效率高:80% ~ 90%;
⑽.交叉噴淋管布置技術:有利於降低吸收塔的高度。
推薦的應用範圍:
(1)、200MW及以上大中型新建或改造機組;
(2)煤的硫含量為0.5 ~ 5%及以上;
(3)要求脫硫效率在95%以上;
(4)在石灰石豐富、石膏廣泛使用地區的噴霧幹燥脫硫工藝中,采用石灰作為脫硫吸收劑,將石灰消化後加水制成石灰-熟石灰乳,泵入位於吸收塔內的霧化裝置。在吸收塔中,霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸,與煙氣中的SO2發生化學反應生成CaSO3,煙氣中的SO2被脫除。同時吸收劑帶來的水分迅速蒸發幹燥,煙氣溫度降低。脫硫反應產物和未使用的吸收劑以幹燥顆粒的形式隨煙氣帶出吸收塔,然後進入除塵器收集。脫硫後的煙氣經除塵器除塵後排放。為了提高脫硫吸收劑的利用率,壹般在制漿系統中加入部分除塵器收集,進行回收利用。這個過程有兩種不同的霧化形式可供選擇,壹種是旋轉噴輪霧化,另壹種是氣液兩相流。
噴霧幹燥脫硫工藝具有技術成熟、工藝流程簡單、系統可靠性高等特點,脫硫率可達85%以上。這種工藝在美國和西歐壹些國家有壹定的應用範圍(8%)。脫硫渣可用於制磚、築路,但多棄於灰場或用廢礦回填。磷銨化肥煙氣脫硫技術屬於回收法,因其副產品磷酸銨而得名。該工藝主要由吸附(活性炭脫硫制酸)、萃取(用稀硫酸分解磷礦提取磷酸)、中和(制備磷酸銨中和液)、吸收(磷酸銨溶液脫硫制肥)、氧化(亞硫酸銨氧化)、濃縮幹燥(制備固體肥料)等單元組成。它分為兩個系統:
煙氣脫硫系統——煙氣經過高效除塵器後粉塵含量小於200mg/Nm3,煙氣壓力由風機提升至7000Pa。壹次脫硫後的煙氣經噴水降溫調濕後,進入四塔並聯的活性炭脫硫塔組(其中壹塔周期性切換再生),控制壹次脫硫率大於等於70%,制得濃度約為30%的硫酸。壹級脫硫後的煙氣進入二級脫硫塔除磷。
肥料制備系統——在常規單罐多漿提取罐中,同級脫硫制得的稀硫酸分解磷礦粉(P2O5含量大於26%),過濾後得到稀磷酸(其濃度大於10%),加氨中和後制得磷銨,作為二級脫硫劑,二級脫硫後的料漿經濃縮幹燥制得磷銨復合肥。為了提高脫硫效率,爐內噴鈣及尾部煙氣增濕活化脫硫工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上,在鍋爐尾部增加增濕段。在這個過程中,石灰石粉主要用作吸收劑。石灰石粉被氣動噴入爐內850~1150℃的溫度範圍內。石灰石受熱分解成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣。由於反應在氣固兩相之間進行,受傳質過程影響,反應速度慢,吸收劑利用率低。在尾部增濕活化反應器中,增濕水以霧狀噴出,與未反應的氧化鈣接觸生成氫氧化鈣,再與煙氣中的二氧化硫反應。當鈣硫比控制在2.0~2.5時,系統的脫硫率可達65~80%。由於添加了加濕水,煙氣溫度下降。壹般情況下,出口煙氣溫度控制在露點溫度10~15℃以上。增濕的水由於煙氣溫度的加熱而迅速蒸發,未反應的吸收劑和反應產物以幹燥狀態隨煙氣排出,並被集塵器收集。
該脫硫工藝已在芬蘭、美國、加拿大、法國等國家得到應用,采用該脫硫技術的最大單機容量已達30萬千瓦。煙氣循環流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰回收、除塵器和控制系統組成。在該工藝中,吸收劑壹般采用幹熟石灰粉,其他對二氧化硫有吸收和反應能力的幹粉或漿液也可作為吸收劑。
鍋爐排出的未經處理的煙氣從吸收塔(即流化床)底部進入。吸收塔底部有壹個文丘裏裝置。煙氣流經文丘裏管後,速度加快,並與細吸收劑粉末混合,顆粒、氣體、顆粒劇烈摩擦,形成流化床。在噴入均勻水霧降低煙氣溫度的條件下,吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應生成CaSO3和CaSO4。脫硫後含有大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出,進入回收除塵器,分離出的顆粒通過中間灰倉返回吸收塔。由於固體顆粒循環使用數百次,吸收劑利用率高。
該工藝產生的副產品為幹粉,其化學成分與噴霧幹燥脫硫工藝相似,主要由粉煤灰、CaSO3、CaSO4和未反應的吸收劑Ca(OH)2組成,適用於廢棄礦山和路基回填。
典型的煙氣循環流化床脫硫工藝,當煤的硫含量在2%左右,鈣硫比不大於1.3時,脫硫率可達90%以上,排煙溫度在70℃左右。該工藝目前在國外10 ~ 20萬千瓦機組上使用。由於占地面積小,投資低,特別適用於老機組的煙氣脫硫。燃燒前脫硫就是在燃燒前將煤中的硫去除。燃燒前脫硫技術主要包括物理洗選煤法、化學洗選煤法、添加固硫劑、煤氣化液化、水煤漿技術等。洗煤是用物理、化學或生物的方法對鍋爐所用的原煤進行清洗,以除去煤中的硫,凈化煤,生產不同質量和規格的產品。微生物脫硫技術本質上也是壹種化學方法,將煤粉懸浮在含有細菌的氣泡液體中,細菌產生的酶能促進硫氧化成硫酸鹽,從而達到脫硫的目的;目前,微生物脫硫技術中常用的脫硫菌有:氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫硫桿菌、古菌、熱硫化葉真菌等。添加固硫劑是指在煤中添加具有固硫作用的物質,制成各種規格的型煤。在燃燒過程中,煤中的含硫化合物與固硫劑反應生成硫酸鹽等物質並留在爐渣中,不會形成SO2。煤氣化是指利用蒸汽、氧氣或空氣作為氧化劑,在高溫下與煤反應,生成H2、壹氧化碳和甲烷等可燃混合氣體(稱為煤氣)的過程。煤炭液化是將煤炭轉化為清潔液體燃料(汽油、柴油、航空煤油等)的先進潔凈煤技術。)或化工原料。水煤漿是將灰分小於65,438+00%,硫含量小於0.5%,高揮發分的原煤磨成250~300μm的細煤粉,加入65%~70%的煤、30%~35%的水和約65,438+0%的添加劑制成的。燃燒時,水煤漿從噴嘴高速噴出,霧化成50~70μm的霧滴,在預熱到600~700℃的爐內迅速蒸發,並與微爆混合。煤揮發著火,其著火溫度低於幹煤粉。
燃燒前脫硫技術中,物理洗煤技術成熟,應用最廣,最經濟,但只能脫除無機硫;生物和化學脫硫既能脫除無機硫,也能脫除有機硫,但生產成本昂貴,離工業化應用還很遠。煤的氣化和液化需要進壹步研究和改進;微生物脫硫技術正在開發中;水煤漿是壹種替代石油的新型低汙染燃料。既保持了煤原有的物理特性,又具有油壹樣的流動性和穩定性。它被稱為液體煤產品,具有巨大的市場潛力,現已商業化。
雖然燃煤前脫硫技術還存在各種問題,但其優點是可以同時除灰,減少運輸量,減少鍋爐的汙染和磨損,減少電廠的灰處理量,回收部分硫資源。爐內脫硫是在燃燒過程中向爐內加入固硫劑如CaCO3,使煤中的硫轉化為硫酸鹽,隨爐渣排出。其基本原則是:
CaCO3==高溫= = Cao+CO2 =
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2====2CaSO4
⑴臨邊爐臨邊噴吹技術
早在60年代末70年代初,就已經開展了爐內噴吹固硫劑脫硫技術的研究。但由於脫硫效率低於10% ~ 30%,既不能與濕法FGD相比,也達不到90%去除率的要求。曾經被冷落。但在1981,美國環保局研究了爐內噴鈣多級燃燒降低氮氧化物的脫硫技術,取得了壹定的經驗。當Ca/S大於2時,以石灰石或熟石灰為吸收劑,脫硫率分別可達40%和60%。對於中低硫煤的脫硫,只要能滿足環保要求,就不必采用投資成本高的煙氣脫硫技術。爐內噴鈣脫硫工藝簡單,投資費用低,特別適合老廠改造。
⑵ LIFAC煙氣脫硫工藝
LIFAC工藝是將石灰石粉噴入燃煤鍋爐內合適的溫度區域,並在鍋爐空氣預熱器後增加壹個活化反應器,以脫除煙氣中的SO2。芬蘭坦佩拉和ⅳO公司開發的脫硫工藝於1986年首次投入商業運行。LIFAC工藝的脫硫效率壹般為60% ~ 85%。
加拿大最先進的燃煤電廠Shand電站采用LIFAC煙氣脫硫工藝。8個月的運行結果表明,脫硫工藝性能良好,脫硫率和設備可用率達到了壹些成熟SO2控制技術的水平。中國下關電廠引進了LIFAC脫硫工藝,具有工藝投資少、占地面積小、無廢水排放等優點,有利於老電廠的改造。簡介
(煙氣脫硫,簡稱FGD)
燃煤煙氣脫硫技術是目前應用最廣泛、效率最高的脫硫技術。對於燃煤電廠,煙氣脫硫將是今後相當長壹段時間內控制SO2排放的主要方法。目前國內外火電廠煙氣脫硫技術的主要發展趨勢是:脫硫效率高、裝機容量大、技術水平先進、投資少、占地少、運行費用低、自動化程度高、可靠性好。
幹法脫硫
該工藝在20世紀80年代早期被用於電廠的煙氣脫硫。與傳統的濕法洗滌工藝相比,它具有以下優點:投資成本低;脫硫產物幹燥後與粉煤灰混合;無需安裝除霧器和再熱器;設備不易腐蝕、結垢和堵塞。其缺點是:吸收劑利用率低於濕法煙氣脫硫工藝;用於高硫煤時,經濟性差;飛灰與脫硫產物混合可能影響綜合利用;幹燥過程的控制要求很高。
⑴噴霧幹法煙氣脫硫工藝:噴霧幹法煙氣脫硫(以下簡稱幹法FGD)最早由美國JOY公司和丹麥Niro Atomier公司合作開發,於20世紀70年代中期發展起來,並迅速在電力行業推廣應用。在此過程中,霧化的石灰漿在噴霧幹燥塔中與煙氣接觸,石灰漿與SO2反應生成幹燥的固體反應物,最終與飛灰壹起被除塵器收集。我國曾經在四川白馬電廠進行了旋轉噴霧幹法煙氣脫硫的中試試驗,取得了壹定的經驗,為200 ~ 300 MW機組旋轉噴霧幹法煙氣脫硫優化參數的設計提供了依據。
⑵粉煤灰幹法煙氣脫硫技術:日本從1985開始研究以粉煤灰為脫硫劑的幹法煙氣脫硫技術。到1988年底完成工業實際試驗,191年初投運首臺粉煤灰幹法煙氣脫硫設備,煙氣處理能力644000 nm3/h,其特點:脫硫率高達60%以上,性能穩定,達到壹般濕法脫硫性能水平;脫硫劑成本低;用水量少,無需排水處理和煙氣再熱,總設備費用比濕法脫硫低1/4;粉煤灰脫硫劑可以重復使用;無漿料,維護方便,設備系統簡單可靠。
濕版洗印
世界上濕法煙氣脫硫的工藝流程、形式和機理都大同小異,主要是利用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作為洗滌劑,在反應塔中洗滌煙氣,從而脫除煙氣中的SO2。這個過程已經有50年的歷史了。經過不斷改進和完善,技術成熟,具有脫硫效率高(90% ~ 98%)、單機容量大、煤種適應性強、運行費用低、副產品易回收等優點。據環保局(EPA)統計,美國火電廠使用的濕法脫硫裝置中,濕石灰法占39.6%,石灰石法占47.4%,兩種方法占87%。雙堿法占4.1%,碳酸鈉法占3.1%。在世界各國(如德國、日本等。),90%以上的大型火電廠采用濕式石灰/石灰石-石膏煙氣脫硫工藝。
石灰或石灰石法的主要化學反應機理是:
石灰法:SO2+Cao+1/2h2o→caso 3·1/2h2o。
石灰石法:SO2+CaCO3+1/2h2o→caso 3 . 1/2h2o+CO2。
其主要優點是可廣泛商業化,吸收劑資源豐富,成本低廉。廢渣可以作為商業石膏丟棄和回收。目前,石灰/石灰石法是世界上應用最廣泛的煙氣脫硫工藝。對於高硫煤,脫硫率可達90%以上,對於低硫煤,脫硫率可達95%以上。
傳統的石灰/石灰石工藝有其潛在的缺陷,主要表現在設備結垢、堵塞、腐蝕和磨損。為了解決這些問題,各種設備制造商采用了各種方法來開發第二代和第三代石灰/石灰石脫硫工藝系統。
濕法FGD工藝比較成熟:氫氧化鎂法;氫氧化鈉法;美國Davy Mckee的Wellman-Lord FGD工藝;氨法等。
在濕法工藝中,煙氣的再熱直接影響整個脫硫工藝的投資。由於濕法脫硫後的煙氣溫度壹般較低(45℃),大多在露點以下,如果不經再熱直接排入煙囪,容易形成酸霧,腐蝕煙囪,不利於煙氣擴散。因此,濕法FGD裝置壹般都配有煙氣再熱系統。目前,蓄熱式(回轉式)煙氣換熱器(GGH)應用廣泛。GGH價格昂貴,占整個FGD工藝投資的比例很高。近年來,日本三菱公司開發了無泄漏GGH,很好地解決了煙氣泄漏問題,但價格仍然較高。前德國舒公司開發了壹種可以拯救和煙囪的新技術。它將整套煙氣脫硫裝置安裝在電廠的冷卻塔中,利用電廠循環水的余熱加熱煙氣。它運行良好,是壹個非常有前途的方法。等離子體煙氣脫硫技術的研究始於20世紀70年代,目前世界上已大規模開發的方法有兩種:
電子束方法
當電子束照射含有水蒸氣的煙氣時,煙氣中的分子,如O2、H2O等會被激發、電離或裂解,產生強氧化性的自由基,如O、OH、HO2、O3等。這些自由基將煙氣中的SO2和NO分別氧化成SO3和NO2或相應的酸。在氨的存在下,生成穩定的硫酸銨和硫酸銨固體,被除塵器捕獲,達到脫硫脫硝的目的。
脈沖法
脈沖電暈放電脫硫脫硝的基本原理與電子束輻照脫硫脫硝基本相同。世界上許多國家都進行了大量的實驗研究和大規模的中試,但仍有許多問題需要研究和解決。海水通常呈堿性,其天然堿度約為1.2 ~ 2.5 mmol/L,使海水具有天然的酸堿緩沖能力和SO2吸收能力。國外壹些脫硫公司利用海水的這壹特性開發並成功應用海水洗滌煙氣中的SO2,達到煙氣凈化的目的。
海水脫硫工藝主要由煙氣系統、海水供排系統和海水回收系統組成。脫硫系統中常見的主要設備有吸收塔、煙道、煙囪、脫硫泵、增壓風機等主要設備。美佳華技術在脫硫泵、吸收塔、煙道、煙囪等防腐防磨效果顯著,分別敘述。
申請1
濕法煙氣脫硫環保技術因其脫硫率高、煤質適用範圍廣、技術成熟、穩定運行期長、受負荷變化影響小、煙氣處理量大等優點,在大中型火電廠得到廣泛應用,成為國內外火電廠煙氣脫硫的主導技術。但同時,該工藝具有介質腐蝕性強、煙氣溫度高、SO2吸收液固含量高、磨蝕性強、設備防腐面積大、施工工藝和質量要求高、防腐失效維修困難等特點。因此,設備的腐蝕控制壹直是影響設備長期安全運行的關鍵問題之壹。
濕法煙氣脫硫吸收塔和煙囪內筒的防腐材料選擇必須考慮以下幾個方面:
(1)滿足復雜化學條件下的防腐要求:煙囪內化學環境復雜,煙氣含酸量高,內襯表面形成的冷凝液對大部分建築材料具有強腐蝕性,要求內襯材料具有較強的耐酸腐蝕性;
(2)耐溫要求:煙氣溫度變化較大,濕法脫硫後的煙氣溫度在40℃~ 80℃之間。脫硫系統檢修或不運行、機組運行時,煙囪內煙氣溫度在130℃~ 150℃之間,要求襯裏具有抵抗溫差變化的能力,在溫度變化頻繁的環境中不開裂,經久耐用;
(3)耐磨性好:煙氣中含有大量粉塵,在腐蝕性介質的作用下,實際磨損可能比較明顯,因此要求防腐材料具有良好的耐磨性;
(4)具有壹定的抗彎性能:由於壹些煙囪的高空特性,包括地球本身的運動、地震、風等,煙囪尤其是高空部分可能發生傾斜或偏移,在煙囪的安裝和運輸過程中可能發生壹些不可控的力學效應,因此要求防腐材料具有壹定的抗彎性能;
(5)附著性好:防腐材料必須具有很強的附著強度,這不僅意味著材料本身的附著強度高,還意味著材料與基材之間的附著強度高。同時要求材料不易開裂、脫層、剝離,附著力和沖擊強度好,從而保證良好的耐腐蝕性。通常我們要求底漆與鋼結構基礎之間的附著力至少能達到10MPa。
應用程序2
脫硫漿液循環泵是脫硫系統中中繼換熱器和增壓風機後的大型設備。壹般是離心式的,直接從塔底抽漿循環。它是脫硫工藝中流量最大、使用條件最苛刻的泵,腐蝕和磨損經常導致其失效。其特點主要包括:
(1)強研磨性
脫硫塔底部漿液中含有大量固體顆粒,主要是飛灰和脫硫介質顆粒,粒徑壹般為0-400 & micro;m,90%以上是20 ~ 60 & microm,濃度為5% ~ 28%(質量比),這些固體顆粒(尤其是Al2O3和SiO2顆粒)具有較強的研磨性。
(2)強腐蝕性
在典型的石灰石(石灰)-石膏脫硫工藝中,塔底漿液的pH值壹般為5 ~ 6,加入脫硫劑後pH值可達6 ~ 8.5(循環泵內漿液的pH值與脫硫塔的運行條件和脫硫劑的加入點有關);Cl-可富集到80000mg/L以上,在低pH值下會產生強腐蝕性。
(3)空穴現象
在脫硫系統中,循環泵輸送的漿液中往往含有壹定量的氣體。離心循環泵輸送的漿液實際上是氣-固-液多相流,固相對泵性能的影響是連續的、均勻的,而氣相對泵的影響遠比固相更復雜、更難預測。當泵輸送的液體中含有氣體時,泵的流量、揚程和效率都下降,含氣量越大,效率下降越快。隨著含氣量的增加,泵內會出現額外的噪聲和振動,可能導致泵軸、軸承和密封的損壞。積聚在泵吸入口和葉片背面的氣體會導致流阻增大甚至斷流,進而使工況惡化。泵工況惡化的主要原因是氣蝕增加、氣體密度低、比容大、可壓縮性高、流變性強、離心力小、轉換能量性能差。試驗表明,當液體中氣體體積比達到3%左右時,泵的性能會突然下降,當進氣量達到20% ~ 30%時,泵會完全關斷。離心泵的允許空氣含量(體積比)限值小於5%。
高分子復合材料現場應用的主要優點是:常溫操作,避免了焊接修補等傳統工藝帶來的熱應力變形,避免了對零件的二次損傷;此外,施工工藝簡單,修復工藝可現場操作或部分拆卸修復;美佳華材料具有良好的可塑性和優異的耐磨性和抗沖蝕性,是解決此類問題最理想的應用技術。