半干法脱硫技术Word下载.docx
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8、固体物料经袋式除尘器收集,再用空气斜槽回送至反应器,使未反应的脱除剂反复循环,在反应器内的停留时间延长,从而提高脱除剂的利用率,降低运行成本。
9、根据烟气净化需要,添加适量的活性炭等添加剂可改变循环物料组成,有效的吸附脱除二噁英和重金属等毒性大、难去除的污染物,达到特殊净化效果。
由于采用了大量的技术改良和优化,目前掌握的第三代半干法烟气脱硫技术克服了第一代半干法脱硫装置易塌床、易磨损、系统阻力大、运行不可靠及第二代半干法脱硫装置塔内易结垢、效率较低等缺点,具有先进、可靠、高效、低维护要求的特点,适用于200MW以下发电机组的尾部烟气净化工程。
三、方案设计依据
1.1
项目概况
单台锅炉设计参数表
项目名称
型号
备注
蒸发量(t/h)
130×
3
燃料
耗煤量
29t/(h·
台)
粉炉
煤种
劣质烟煤
(依兰长焰煤)
煤含硫量
0.38%~0.29%
烟气原始参数
烟气量(工况)
270000~310000m3/h
烟气排放温度
180℃
现有除尘器类型
布袋
除尘器除尘效率
99.99%
氧含量
<
10%
外排烟气湿度
未测
烟气排放浓度
50<
mg/Nm3
引风机参数
AX×
75-5NO.21D
引风机全压
6500Pa
配置方式
2台/炉
风量
160000m3/h
2台为320000m3/h
风量控制方式
一个风门全开
一个变频
现有风机余量
50000m3/h
排放要求
SO2排放浓度
100mg/Nm3
脱硫效率
>
85%
烟尘排放浓度
50mg/Nm3
经济指标
电费
0.495元/度
水费
0.8元/吨
脱硫剂
1.2
气象条件
厂区所在地属亚寒带温暖潮湿季风气候区,冬季漫长寒冷,夏季短促。
其主要气象要素为:
(1)气温
年平均气温 3.2℃
绝对最低气温 -39.5℃
冬季平均最低气温 -11.1℃
历年最高月平均气温 28℃
历年最低月平均气温 -25℃
(2)湿度
夏季平均相对湿度73%
冬季平均相对湿度71%
年平均相对湿度 72%
(3)气压
夏季最高气压98.60kPa
冬季最高气压100.50kPa
年平均气压 99.64kPa
最大积雪深度24cm
设计雪荷载0.3kPa
(4)风速
年平均风速 3.0m/s
最大风速 28.0m/s
风压值4.5kPa
风向频率
全年主导风向为WS
(5)降雨量
年平均降雨量 415.5mm
1小时最大降雨量 40.3mm
24小时最大降雨量 83.2mm
1.3
脱硫剂要求
消石灰粉的品质分析数据
对消石灰粉的品质要求:
Ca(OH)2消石灰:
平均粒径(50%的筛余量)
7±
3μm
规定表面积(用BET方式测量)≥16±
2m2/g
纯度,自由活性Ca(OH)2
80±
15%
四、技术要求4.1脱硫除尘岛范围
脱硫岛包括脱硫吸收塔系统、再循环系统、连接烟道、脱硫剂储运系统、工艺水系统、输送风系统、流化系统、仓泵等;
所有的设备、管道、电控、保温、防腐、防护、消防等的设计、制造、供货、运输、安装、培训、调试等。
4.2对脱硫除尘岛总的技术要求
在燃用电厂所提供的设计煤种时,脱硫除尘岛能满足本方案书的技术要求。
4.2.1
脱硫系统的选择考虑了煤种变化的可能。
按含硫量波动范围±
0.5%,脱硫效率大于85%。
4.2.2
脱硫除尘岛达到技术先进、所有设备的制造和设计符合安全可靠、连续有效运行的要求,设备的可用率不低于98%。
脱硫除尘岛在Ca/S摩尔比为1.1~1.25范围内,最低脱硫率保证值不低于85%。
脱硫后除尘器出口粉尘浓度不大于50mg/Nm3。
五、可达到的技术经济指标承包商按以下要求填写性能保证值。
5.1脱硫除尘岛在下列条件下,脱硫保证效率≥85%,出口烟气含尘量浓度≤50mg/Nm3。
(锅炉运行范围为锅炉最大连续出力,锅炉设计出口烟气量和出口烟气温度为BMCR工况下数值。
)
5.2脱硫除尘岛Ca/S(mol/mol)≤1.20(硫份为锅炉出口烟气中SO2的摩尔数,BMCR工况)。
5.3脱硫除尘岛吸收塔出口烟气温度约70-80℃;
5.4烟气通过脱硫除尘岛的压降≤3200Pa(从吸收塔进口到烟囱入口)
5.5脱硫除尘岛功率≤3×
95KW。
5.6脱硫后,烟气进入除尘器前烟尘浓度≤800-1000g/Nm3
5.7脱硫除尘岛耗水量≤3×
4.8t/h
5.8在85%纯度的熟石灰条件下,脱硫除尘岛消石灰粉耗量≤3×
0.28t/h
5.9脱硫剂循环倍率≥200
5.10压缩空气耗量≤20Nm3/min
5.11脱硫除尘岛设备的噪音不高于85dB(A)(距离设备外1m,操作平台1.2m处测试)
5.12设备可用率不低于98%。
5.13吸收塔的漏风率分别为:
≤1%
5.14系统的蒸汽耗量约为0.5t/h。
六、脱硫除尘岛的布置
鉴于目前已有两台锅炉上了布袋除尘器,其形式为反吹风类型。
根据我们多年的经验,这种类型的布袋除尘器属于弱清灰能力的除尘器,因此不适应处理高浓度含尘烟气,否则会使除尘器阻力居高不下,影响锅炉的出力。
根据现场实际情况,我们提出两种方案供业主参考。
方案一利用现有除尘器,对其改造,在除尘器前加装脱硫塔,此方案目前仅适用新上的流化床锅炉,对老的煤粉炉,除尘器与锅炉房之间没有距离,无法加装脱硫塔。
方案二在引风机后新增脱硫塔和布袋除尘器,该方案适用3台煤粉炉,其烟囱后还要场地,但对新的流化床锅炉,烟囱后没有布置场地。
除尘脱硫岛采用一炉一塔布置。
除尘脱硫岛的进口烟道与锅炉空预器出口烟道相连接。
除尘脱硫岛横向布置,按工艺流程分别为吸收塔、布袋除尘器和引风机各一台。
系统设置一个消石灰仓,为钢结构,布置在吸收塔和布袋除尘器之间,并设专用运输通道与外侧规划主干道路相连,便于吸收剂的运输和卸料;
工艺水箱、仓泵、储气罐等置于布袋除尘器支撑架下方;
流化风机、蒸气加热器、气化斜槽均置于吸收塔和布袋除尘器之间,充分利用其地面空间。
整个除尘脱硫岛布置独立成岛。
布置图设计充分考虑本工程现有场地条件、吸收剂运输方便、全厂道路通畅以及锅炉炉后所有设备的安装检修方便。
承包商提供了总系统流程图和布置图,对系统内的主要设备和附件有明确的标示,并指明了与业主方的机械接口。
另外,脱硫除尘岛旁布置灰库。
(详见除尘脱硫岛平面布置图)
七、烟气净化系统工艺流程从锅炉出来的原烟气,由循环悬浮式半干法净化装置底部进入循环悬浮流化床反应器。
同时Ca(OH)2原料经过螺旋给料器与循环灰一起送入反应器,流态化的物料和烟气中的二氧化硫等酸性物质在反应器中发生化学反应,脱除掉大部分的二氧化硫、氯化氢等;
烟气经反应器的顶部出口排出后进入袋式除尘器除去大部分细灰,由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分经过空气斜槽循环进入反应器,少量经过排灰装置到输灰系统外排。
净化后的烟气经引风机由烟囱排入大气。
系统图如下:
八、工艺原理描述锅炉尾气在循环悬浮式半干法烟气净化系统中得以净化,该系统主要是根据循环流化床理论和喷雾干燥原理,采用悬浮方式,使吸收剂在吸收塔内悬浮、反复循环,与烟气中的SO2等酸性气体充分接触、反应来实现脱除酸性气体及其它有害物质的一种方法。
烟气脱硫工艺分7个步骤:
⑴吸收剂存储和输送;
⑵烟气雾化增湿调温;
⑶脱硫剂与含湿烟气雾化颗粒充分接触混合;
⑷二氧化硫吸收;
⑸增湿活化;
⑹灰循环;
⑺灰渣排除。
⑵、⑶、⑷、⑸四个步骤均在吸收塔中进行,其化学、物理过程如下所述。
1、化学过程:
当雾化水经过双流体雾化喷嘴在吸收塔中雾化,并与烟气充分接触,烟气冷却并增湿,氢氧化钙粉颗粒同H2O、SO2等反应生成干粉产物,整个反应分为气相、液相和固相三种状态反应,反应步骤及方程式如下:
⑴SO2被液滴吸收;
SO2(气)+H2O→H2SO3(液)
⑵吸收的SO2同溶液的吸收剂反应生成亚硫酸钙;
Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O
Ca(OH)2(固)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O
⑶液滴中CaSO3达到饱和后,即开始结晶析出
CaSO3(液)→CaSO3(固)
⑷部分溶液中的CaSO3与溶于液滴中的氧反应,氧化成硫酸钙
CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)
⑸CaSO4(液)溶解度低,从而结晶析出
CaSO4(液)→CaSO4(固)
⑹对未来得及反应的Ca(OH)2(固),以及包含在CaSO3(固)、CaSO4(固)内的Ca(OH)2(固)进行增湿雾化。
Ca(OH)2(固)→Ca(OH)2(液)
SO2(气)+H2O→H2SO3(液)
Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O
⑺布袋除尘器脱除的烟灰中的未反应的Ca(OH)2(固),以及包含在CaSO3(固)、CaSO4(固)内的Ca(OH)2(固)循环至吸收塔内继续反应。
Ca(OH)2(固)→Ca(OH)