噴霧干燥法脫硫是煙氣與被噴成霧狀的石灰漿液在干燥吸收塔內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)的脫硫工藝。該法屬干法脫硫工藝。因添加的吸收劑呈濕態(tài),而脫硫產(chǎn)物呈干態(tài),也被稱(chēng)為半干法。在鈣硫摩爾比1.2~1.5時(shí),脫硫率可達(dá)75%~85%,脫硫產(chǎn)物為CaSO4、CaSO3、未反應(yīng)完的CaO和飛灰等混合物。此法適用于處理低、中硫煤的煙氣。該法的優(yōu)點(diǎn)是,系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行、投資低、能耗小,脫硫產(chǎn)物呈干粉狀,無(wú)廢水排放。缺點(diǎn)是要用石灰而不是石灰石作吸收劑、干燥吸收塔內(nèi)壁易結(jié)垢、霧化裝置易磨損或堵塞、脫硫灰渣難以利用。
噴霧干燥法脫硫技術(shù)屬于半干法脫除鍋爐排煙中SO2的脫硫工藝,以石灰為脫硫劑,技術(shù)比較成熟,工藝流程較簡(jiǎn)單,占地較少,性較高,初投資較低,脫硫效率一般在80%左右,而且不產(chǎn)生廢水。但系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用較高,其脫硫劑石灰的耗量比濕法脫硫大,其鈣硫摩爾比為1.5左右。
噴霧干燥法脫硫工藝根據(jù)所采用的噴霧霧化器的形式不同可分為兩類(lèi):旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫和氣液兩相流噴霧干燥脫硫。目前,已經(jīng)投入商業(yè)化運(yùn)行的以旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫工藝為多。
噴霧干燥法脫硫工藝的特點(diǎn):
1、旋轉(zhuǎn)噴霧器是該工藝的核心設(shè)備,是一個(gè)采用變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備,轉(zhuǎn)速達(dá)7000~10000r/min,其霧化的質(zhì)量和工作的性是影響脫硫效率的關(guān)鍵因素。
2、由于排煙溫度高于煙氣酸露點(diǎn)溫度,也由于該脫硫工藝幾乎可以吸收煙氣中所有的SO3,所以,不需要對(duì)脫硫后的煙氣管道、引風(fēng)機(jī)和煙囪作的處理。
3、該系統(tǒng)的運(yùn)行工況對(duì)溫度變化范圍沒(méi)有很高的要求。
4、該系統(tǒng)在跟蹤機(jī)組負(fù)荷變化上能夠滿足調(diào)峰機(jī)組的要求。
5、由于采用石灰作為脫硫劑,應(yīng)采取措施防止在石灰的處理過(guò)程中產(chǎn)生的危害和對(duì)環(huán)境的不良影響。
6、無(wú)需采用煙氣冷卻和再加熱系統(tǒng)。
7、該工藝不產(chǎn)生大量的廢水,所產(chǎn)生的廢水主要來(lái)源于脫硫系統(tǒng)停用時(shí)脫硫劑儲(chǔ)存罐槽的沖洗水,一般只含有石灰,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。
8、脫硫固體產(chǎn)物的主要成分是CaSO3、CaSO4、Ca(OH)2、CaO、CaCO3等物質(zhì),以及粉煤灰,通常不能利用,須輸送至灰場(chǎng)妥善堆放。
9、運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題是霧化噴嘴結(jié)垢、堵塞與磨損,以及吸收塔內(nèi)壁面上結(jié)垢等。
噴霧干燥法脫硫工藝原理:
消石灰漿液經(jīng)過(guò)濾后由泵輸入到吸收塔內(nèi)的霧化裝置,在吸收塔內(nèi),漿液被霧化成細(xì)小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸,與煙氣中的SO2、SO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣(CaSO3)和硫酸鈣(CaSO4),同時(shí),脫硫劑帶入的水分被蒸發(fā)而干燥,形成粉末狀的反應(yīng)副產(chǎn)品(大部分為亞硫酸鈣),煙氣溫度隨之降低,但仍然高于酸露點(diǎn),可以直接排放,且不產(chǎn)生廢水。
吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)為:
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
Ca(OH)2+SO3→CaSO4·1/2H2O+1/2H2O
脫硫反應(yīng)的一部分產(chǎn)物及未被利用的脫硫劑以干燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔,進(jìn)入除塵器被收集下來(lái);同時(shí)由于重力的作用,一部分較大顆粒的固體產(chǎn)物沉積在吸收塔的底部,其中仍含有未經(jīng)反應(yīng)的氫氧化鈣。為了提高脫硫吸收劑的利用率,將這部分固體顆粒和除塵器收集下來(lái)的部分脫硫灰及粉塵混合物一起經(jīng)再次磨細(xì)后,加人制漿系統(tǒng)中循環(huán)使用。因此,該脫硫工藝使用的脫硫吸收劑實(shí)際上是以消石灰為主、含有少量飛灰和再循環(huán)反應(yīng)副產(chǎn)品的混合物。
由于在該工藝過(guò)程中,脫硫產(chǎn)物的氧化不好,從除塵器收集下來(lái)的粉塵主要是含亞硫酸鈣的脫硫灰,一般采用拋棄法,通過(guò)電廠的除灰系統(tǒng)排人灰場(chǎng)。
噴霧干燥脫硫工藝的脫硫效率雖然沒(méi)有濕法煙氣脫硫那樣高,但它不必處理大量廢水,可使系統(tǒng)簡(jiǎn)化、降低造價(jià)。