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半干法脫硫

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1對(duì)脫硫除塵裝置總的技術(shù)要求窯爐和噴霧塔脫硫系統(tǒng)在正常工況下運(yùn)行時(shí)，保證系統(tǒng)的脫硫效率大于90％，除塵效率高于98%，脫硫后除塵器出口煙氣溫度90℃以上

詳細(xì)介紹

1 對(duì)脫硫除塵裝置總的技術(shù)要求

窯爐和噴霧塔脫硫系統(tǒng)在正常工況下運(yùn)行時(shí)，保證系統(tǒng)的脫硫效率大于90％，除塵效率高于98%，脫硫后除塵器出口煙氣溫度90℃以上。脫硫除塵裝置技術(shù)*，所有設(shè)備的制造和設(shè)計(jì)符合安全可靠、連續(xù)有效運(yùn)行的要求。性能驗(yàn)收后一年質(zhì)保期內(nèi)保證裝置作業(yè)率≥97％。采用石灰作為吸收劑。本公司所采用的技術(shù)是CFB循環(huán)半干法煙氣脫硫技術(shù)，是目前半干法類(lèi)脫硫技術(shù)中運(yùn)行穩(wěn)定、脫硫綜合效益*的一種方法。

2 工藝化學(xué)原理

CFB工藝的原理是CaO粉末和煙氣中的SO₂和幾乎全部的SO₃、HCl、HF等酸性氣體，在CaO粒子的液相表面發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)如下：

CaO+H₂O→Ca(OH)₂

Ca(OH)₂+ 2HCl→CaCl₂+2H₂O

Ca(OH)₂+ 2HF→CaF₂+2H₂O

Ca(OH)₂+ SO₂→CaSO₃+H₂O

CaSO₃+ 1/2O₂→CaSO₄

Ca(OH)₂+ SO₃→CaSO₄+H₂O

在CFB工藝的循環(huán)流化床內(nèi)，CaO粉末、煙氣及噴入的水分，在流化狀態(tài)下充分混合，并通過(guò)CaO粉末的多次再循環(huán)，使得床內(nèi)參加反應(yīng)的CaO量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于新投加的CaO量，即實(shí)際反應(yīng)的吸收劑與酸性氣體的摩爾比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于表觀摩比，從而使HCI、HF、SO₂、SO₃等酸性氣體能被充分地吸收，實(shí)現(xiàn)高效脫硫。

循環(huán)半干法工藝系統(tǒng)主要由石灰貯存輸送系統(tǒng)、循環(huán)流化床吸收塔、噴水增濕系統(tǒng)、回料系統(tǒng)、脫硫渣輸送系統(tǒng)、脫硫除塵器以及儀表控制系統(tǒng)組成，見(jiàn)附圖工藝流程圖。

從窯爐出來(lái)的煙氣與噴霧塔的出來(lái)的煙氣右，分別通過(guò)煙道從底部進(jìn)入吸收塔，煙氣通過(guò)吸收塔底部的文丘里管的加速，進(jìn)入循環(huán)流化床體，物料在循環(huán)流化床里，氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)與混合，充分接觸，在上升的過(guò)程中，不斷形成聚團(tuán)物向下返回，而聚團(tuán)物在激烈湍動(dòng)中又不斷解體重新被氣流提升，使得氣固間的滑移速度高達(dá)單顆?；?/span>移速度的數(shù)十倍。這樣的循環(huán)流化床內(nèi)氣固兩相流機(jī)制，極大地強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱，為實(shí)現(xiàn)高脫硫率提供了保證。

在文丘里的出口擴(kuò)管上段設(shè)一套噴水裝置，噴入用于反應(yīng)所需的水，通過(guò)以激烈湍動(dòng)的、擁有巨大表面積的顆粒作為載體，在塔內(nèi)得到充分蒸發(fā)，保證了進(jìn)入后續(xù)除塵器中的灰具有良好的流動(dòng)性能。同時(shí)噴入霧化水可以降低脫硫反應(yīng)器內(nèi)的煙溫，使煙溫降至90℃左右，從而使得SO₂與Ca（OH）₂的反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可以瞬間完成的離子型反應(yīng)。吸收劑、循環(huán)脫硫灰在文丘里段以上的塔內(nèi)進(jìn)行第二步的充分反應(yīng)，生成副產(chǎn)物CaSO₃·1/2H₂O，還與SO₃、HF和HCl反應(yīng)生成相應(yīng)的副產(chǎn)物CaSO₄·1/2H₂O、CaF₂、CaCl₂·Ca(OH)₂·2H₂O等。

煙氣在上升過(guò)程中，顆粒一部分隨煙氣被帶出吸收塔，一部分因自重重新回流到循環(huán)流化床內(nèi)，進(jìn)一步增加了流化床的床層顆粒濃度和延長(zhǎng)吸收劑的反應(yīng)時(shí)間，從而有效地保證了脫硫效率。

由于SO₃幾乎全部得以去除，加上排煙溫度始終控制在90℃左右，因此煙氣不需要再加熱，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)也無(wú)須特殊的防腐處理。

凈化后的含塵煙氣從吸收塔頂部彎頭排出，然后轉(zhuǎn)向進(jìn)入脫硫后布袋除塵器，再通過(guò)接力引風(fēng)機(jī)抽送煙囪。

經(jīng)布袋除塵器捕集下來(lái)的固體顆粒，通過(guò)布袋除塵器下的再循環(huán)系統(tǒng)，返回吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng)，如此循環(huán)，多余的少量脫硫灰渣通過(guò)物料輸送至脫硫灰倉(cāng)內(nèi)，再通過(guò)罐車(chē)或二級(jí)輸送設(shè)備外排。

CFB煙氣脫硫產(chǎn)物主要由飛灰、CaSO₃、CaSO₄和少量未反應(yīng)的Ca(OH)₂、CaO等組成，可用于筑路或礦井填埋等用途材料，不需特別處理，無(wú)二次污染。

3工藝流程

在工藝化學(xué)原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際情況，依據(jù)確定的設(shè)計(jì)原則，制定了本項(xiàng)目脫硫除塵系統(tǒng)的工藝流程、布置方案、工藝控制方案和電氣方案。

CFB工藝系統(tǒng)由吸收劑加料系統(tǒng)、吸收塔、吸收劑循環(huán)除塵器以及控制系統(tǒng)等組成。煙氣由流化床下部進(jìn)入流化床反應(yīng)吸收塔，與石灰顆粒和水充分混合，HCL、HF、SO₂、SO₃和其他有害氣體與石灰反應(yīng)，生成CaCL₂·2H₂O、CaF、2CaSO₃·1/2H₂O、CaSO₄·2H₂O和CaCO₃。反應(yīng)產(chǎn)物由煙氣從反應(yīng)塔上部帶出，先經(jīng)旋風(fēng)除塵器除去重濕氣的粗顆粒，再經(jīng)布袋除塵器除塵細(xì)小粉塵。分離出的固體顆粒除了含有亞硫酸鈣、硫酸鈣外，還含有碳酸鈣及相當(dāng)數(shù)量未參與反應(yīng)的氧化鈣、氫氧化鈣顆粒，這些顆粒的絕大部分被重新送回流化床吸收塔內(nèi)，再次參加反應(yīng)脫硫，以延長(zhǎng)吸收劑的作用時(shí)間，提高石灰的利用率。

CFB煙氣脫硫工藝的吸收劑可以用石灰細(xì)粉，由于這種石灰顆粒很細(xì)，因此無(wú)須磨細(xì)，即節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)磨機(jī)等大型設(shè)備的投資費(fèi)用，也減少了能源消耗，使運(yùn)行費(fèi)用大為降低。而且省去了龐大的漿液貯備罐易磨損的漿液輸送泵等組成的復(fù)雜的吸收劑制備、輸送系統(tǒng)，采用氣力輸送系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)輸運(yùn)，從而大大簡(jiǎn)化了工藝流程。

在本項(xiàng)目脫硫工藝為：在保證脫硫除塵效率的前提下，盡量減小業(yè)主投資。脫硫塔后面設(shè)置布袋除塵器，保證脫硫系統(tǒng)出口粉塵的排放要求。布袋除塵器灰斗的下端，分別設(shè)置返料口和一緊急排灰口，大部分脫硫灰和未反應(yīng)過(guò)的石灰粉通過(guò)返料口經(jīng)輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)入中間灰倉(cāng)，再由氣力輸送返回脫硫塔參與脫硫反應(yīng)。

本項(xiàng)目脫硫系統(tǒng)由煙道、脫硫塔系統(tǒng)、脫硫劑加料系統(tǒng)、脫硫灰返料系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、低壓空氣系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等組成。

4.CFB脫硫塔

CFB流化床脫硫塔為關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，根據(jù)特定流量進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。它由進(jìn)風(fēng)段、文丘里管、流化反應(yīng)室組成。進(jìn)風(fēng)段下部開(kāi)有事故處理口，即便系統(tǒng)運(yùn)行異常，也可在不停塔的條件下處理。煙氣從進(jìn)風(fēng)段進(jìn)入塔內(nèi)，先由文丘里管加速，高速?lài)娺M(jìn)反應(yīng)器內(nèi)。石灰、水等從文丘里喉部上方噴入反應(yīng)器內(nèi)。這樣，在文丘里喉部上方煙氣與石灰、水立即形成湍流，產(chǎn)生縱向流化床，確保消石灰粉被煙氣帶動(dòng)上下翻騰，從而發(fā)生優(yōu)良的化學(xué)反應(yīng)條件。由于經(jīng)布袋落下的富含Ca(OH)2的飛灰在增濕后具有的流動(dòng)性，能確保反應(yīng)器中穩(wěn)定的工況，正常運(yùn)行時(shí)幾乎沒(méi)有灰的沉降。反應(yīng)器上下兩端裝有壓差變送器，用以監(jiān)測(cè)反應(yīng)器運(yùn)行狀況。

關(guān)鍵詞：除塵器吸收塔脫硫除塵器布袋除塵器引風(fēng)機(jī)

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