双碱法脱硫除尘技术总结概要.docx
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双碱法脱硫除尘技术总结概要
锅炉电除尘及双减法脱硫技术
编制人：
赵江伟
一总论
二工艺技术方案
三技术保证措施
四项目实施规划
五排放计算
六经济技术指标分析
七结论
一、总论
1.1概述
循环流化床锅炉虽然是一种新型环保锅炉，但目前由于燃料多为高含灰含硫低热值的矸石、中煤、煤泥等，燃煤量是一般锅炉的几倍，这就导致锅炉烟气初始含尘量特别高，为烟气的治理带来很多不便。
也使得佷多在燃用好煤时可行的治理方法，当使用在烧劣质煤的循环流化床锅炉上时，达不到理想的效果。
为此，我公司开发出了治理高含尘含硫烟气工艺：
即电除尘器加双碱法脱硫的方案。
⑴本方案适用于热电厂130t/h循环流化床锅炉烟气治理项目。
⑵本技术方案采用我公司的三电场电除尘器加双碱法脱硫的专有技术。
⑶本技术有较大的适用性，可根据不同工况条件进行调整。
1.2方案编制的依据和原则
1方案编制的原则
（1）选用电除尘器加钠钙双碱法脱硫的技术，保证排放烟气中SO2达到最新的排放标准。
.
（2）既考虑技术的先进性和可靠性，又要结合国情，因地制宜，节约建设资金。
（3）严格执行资源综合利用和“三同时”（防止污染和其他公害的设施和主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用）的原则，积极改进工艺技术，采用无害或少害的工艺。
1.2.2方案编制依据—锅炉基本参数和装置条件（暂定）：
（1）锅炉额定蒸发量：
130t/h
（2）锅炉年运行：
7000小时
（3）锅炉煤耗量；35t/h
（4）燃煤全硫分含量：
1.5%
（5）锅炉排烟温度：
1500C
（6）燃煤灰分含量：
50%
（7）脱硫效率：
≥90%
（8）锅炉烟气排放量：
350000m3/h
（9）排放指标：
为建设单位长远发展着想，我公司治理指标优于当前国家标准GB13223-2003《火电厂锅炉大气污染物排放标准》，其中烟尘排放浓度≤100mg/Nm3，SO2≤400mg/Nm3
1.3电厂锅炉烟气除尘脱硫技术介绍
1.3.1电厂锅炉烟气除尘脱硫技术比较
对于中小型火电厂而言，以前锅炉烟气的治理，采用较多的是花岗岩湿式除尘器。
但随着国家对锅炉烟气排放要求的提高，单独的花岗岩脱硫除尘器已不能满足环保的需要。
近年来随着技术的发展，在中小型锅炉上也开始利用电除尘器来除尘，但尽管电除尘器的除尘效率完全可满足高含尘烟气的需要，但电除尘器不能脱硫。
国内外对脱硫已有大量的研究和推广，其中最成熟的工艺还是湿式石灰（石灰石）法，占到了所有脱硫工程的90%以上，这些技术在国内也有应用，但终因其高昂的造价和高额的运行费用（即使国产化后，130t/h也需1000万左右，且其能耗占到厂用电的25%），不太适合中国国情。
根据自身从事除尘脱硫工程二十余年的经验和技术力量，结合中小锅炉的具体情况，推出了电除尘器加双碱法脱硫的工艺脱硫效率最高也能达到95%，排放烟气完全达到国家排放标准，其造价只有复杂工艺的1/5-1/10，且运行费用也大大降低，是目前最适合中小型锅炉脱硫除尘的工艺。
1.3.2电除尘器加双碱法脱硫的应用简介：
130t/h循环流化床锅炉所用燃料为当地煤矿废弃的煤矸石，因其含灰量很高，热值低，且含硫达3%以上。
经测算，，锅炉排放烟气中烟尘初始浓度也将超过50g/m3，若用炉加内加钙脱硫，烟尘浓度将超过100g/m3。
环保局要求烟气排放达到国家一类地区标准，在这种情况下，如采用电除尘加炉内喷钙的方式，即使电除尘器除尘效率最高也很难做到达标排放，而且投资会增加许多。
所以，经公司多方考察、论证、比较，最后使用的是电除尘器加MPX高效湿法脱硫除尘器的方案。
1.3.3电除尘器加双碱法脱硫技术原理
高含尘烟气进入电除尘器后，当它通过电除尘的电晕极和集尘极组成的非均匀电场时，在电晕极周围强电场的作用下，气体电离，形成气体离子和电子，并使尘粒荷电。
荷电尘粒在电场力作用下，向集尘极运动，并沉积在其表面，经振打后，烟尘落入灰斗，由出灰系统排出电除尘器外，这样达到了尘粒和气体分离的目的。
烟气中的尘粒经过三电场的除尘后，烟气中约有99.5%左右的尘粒被分离。
净化烟尘后烟气中SO2的脱除，则是在一花岗岩圆筒形反应器中，以含NaOH的循环水为吸收剂，根据煤的全硫分含量及反应器，通过特殊的喷头，使吸收剂雾化，烟气和雾化后的吸收剂在反应板上充分混合、接触，SO2与NaOH发生化学反应，生成溶于水的Na2SO3，然后Na2SO3与Ca（OH）2反应生成难溶于水的CaSO3，CaSO3与循环水经分离器分离，循环水经加石灰调节PH值，用于循环吸收，反应物与布袋除尘器中未分离的烟尘一起形成固体渣沉淀后，由挖灰设备挖出或使用压滤机进行渣水分离后送到填埋场填埋。
二、工艺技术方案
2.1设备布置
本装置工艺设备本着便于生产、操作、维修等原则，尽量布置紧凑，节约用地。
本工序设备布置在引风机前面，沿烟气的流向布置电除尘器、脱硫塔，液碱罐紧靠脱硫塔布置，沉淀池（或其他类型的分离器）则可视场地，择地布置。
2.2控制系统
控制设计将本着安全可靠，操作方便和经济合理原则进行。
在节省投资的前提下，尽可能提高装置自动化水平，高压直流供电和低压电源控制系统都实行计算机自动控制，电压部份还可实现手动操作。
同时电除尘器部份的控制系统可通过RS485接口融入到电厂整个厂级控制系统中，以提高系统运行质量，同时减轻操作人员的劳动强度。
脱硫部分的控制可根据甲方的要求采用人工操作,半自动化控制或全自动控制.
2.3主要设备的选择
2.3.1概述
本脱硫除尘系统主要设备包括三大块：
即电除尘器、脱硫除尘器以及脱硫剂的制造与添加设备。
2.3.1.1电除尘器
高压静电除尘器虽然是一个很成熟的设备，但用在循环流化床锅炉上的时间还不太长，而且对于循环流化床锅炉而言，由于燃用的都是劣质、高灰份、低热值的燃料，燃料用量大，烟气中烟尘的初始含量相当高（一般高达50g/m3，是煤粉炉烟尘含量的3~4倍）。
用电除尘器除尘时，易出现电晕封锁现象，同时由于循环流化床锅炉燃用的煤矸石中钙盐含量高，使得烟尘的比电阻较高，易影响除尘效率。
针对这些特点，我公司的MHD型电除尘器采用480C型集尘极，它可以使极板表面上的电场强度和电流分布尽可能均匀，以提高火花放电电压，减少电场风的干扰，有利于粉尘在极板面上的沉积；阴极板即放电极为独特的RS型新型芒刺线，它可以使起晕电压低，电晕电流大，特别适合于处理高含尘的循环流化床锅炉烟气的治理，可以减弱和防止粉尘浓度大时出现电晕封锁现象。
根据130t/h循环流化床锅炉的烟气量，我公司采用的电除尘器为MHD100-3型，即电场截面积为100m2的三电场电除尘器。
2.3.1.2高效脱硫除尘器
对于脱硫除尘器，本方案中采用的是MPX型高效花岗岩脱硫除尘器，它的主体为耐磨耐腐蚀性能特别好的花岗岩制成，使用寿命在三十年以上，具有其他材料无可比拟的优越性。
脱硫除尘器内部结构采用进口不锈耐酸钢，主吸收板采用无溢流孔板，辅吸收板为旋流板。
无溢流孔板是在筛板基础上发展出来的一种新型孔板，主要特点为加大了开孔的孔径和开孔率，并且所有开孔成多孔径布置，在保持烟气与循环水高传质率的同时，能有效防止筛孔的堵塞。
MPX高效脱硫除尘器的脱水除雾设施为离心脱水，具体结构为利用旋流板来强制带水烟气高速旋转，以由此产生的离心力来使水滴逐步远离烟气运动中心，并最终到达筒壁上，从而达到气水分离的目的。
值得注意的是，使用湿法脱硫除尘，易出现烟气带水现象，但我公司的高效脱硫设备，在脱水上，不但有两道旋流板强制离心脱水，而且在设备上部还设有脱水锥、锁水沟槽等结构，烟气中水分的脱除率达98%。
同时，在布置吸收板时，考虑到烟气循环水的接触频率和接触时间，在加大有效接触的同时，控制烟气的温降，使得烟气含湿状态始终保持在饱和以下，加上有效的脱水设施，完全避免了烟气带水现象的出现。
2.3.1.3脱硫剂的加入
直接参与吸收塔内脱硫反应的是溶解度高、反应速度快的NaOH，但其生成物Na2SO3和NaHSO3又通过苛化反应，再生成了NaOH。
因此最终消耗的是廉价的石灰。
脱硫湿式双碱法是一种低成本、高效率的脱硫方法。
在本工艺中，由于消耗的是石灰，与使用价格高出几倍的氧化镁、氨水相比，运行成本大大降低，同时由于直接反生反应的是NaOH，提高了反应速度与效率，大大减少了持液量。
在本方案中石灰浆液的制备在石灰乳生成罐中进行，另外，可根据实际需要和要求，增加生石灰的储存和自动加入设备。
2.4设备性能一览表
2.4.1电除尘器：
序号
1
2
3
4
5
名称
型号
电场数
同极间距
阳板型号
阴板型号
参数
MHD100-3
3
400mm
480C
RS芒刺线
名称
振打方式
烟气流通面积
处理烟气量
除尘效率
阻力
参数
侧传动重锤振打
100m2
350000m3
99.5%
250Pa
2.4.2脱硫除尘器：
序号
1
2
3
4
5
名称
直径（内）
总高度
主吸收板
辅吸收板
脱水形式
参数
4800mm
24000mm
无溢流孔板
旋流板
旋流板
名称
脱硫剂
液气比
钙硫比
脱硫效率
阻力
参数
NaOH
0．8
1.1
≥90%
≤1100Pa
2.5工艺流程
本技术方案主要流程如后面附图所示：
2.5.1工艺流程简述：
整个除尘脱硫工艺流程可分为干法预收尘、湿法脱硫除尘、喷淋水的循环以及脱硫剂的添加等部份。
2.5.1.1电除尘器
从锅炉来的高尘烟气，首先进入MHD100—3型电除尘器，在电除尘器内，在电晕极和集尘极构成的高压电场中，经过气体的电离、粉尘的荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下，沉集在集尘板表面，经过振打系统的振打后，烟尘落入灰斗，最后被排出电除尘器外，电除尘器除下的干灰可直接装车运走。
初步净化后的烟气则出来后进入下一级湿法脱硫除尘器。
经过三个电场的除尘，烟气中有99.5%左右的烟尘被除去。
2.5.1.2湿法脱硫除尘器
湿法脱硫除尘器主体为花岗岩结构，其内部从下往上安装了一层PS型无溢流筛板和三层旋流板，筛板和旋流板均由进口316L不锈耐酸钢制成。
另外还包括脱水锥、锁水沟及进、布水设施，其中筛板和最下面一层旋流板上有布水装置，布水形式为高效喷嘴喷淋，以减少循环水的喷淋死角，加大对水滴的分散度，提高对烟气中细微颗粒的捕捉和对SO2的吸收。
当烟气通过PS型塔板时，高度分散通过塔板上的10000余个筛孔，烟气加速至12.4m/s，并与板上方喷淋下来的循环水发生剧烈接触，水被气流冲激撕裂，从而雾化而产生许多粒径百微米级的小小滴。
工业试验得到的规律认为：
只要
Do≤100d（式中Do指水滴直径，d代表尘粒直径）
同时它们间存在足够的相对速度，固体微粒就能穿过水滴表面的液膜而粘结在一起。
这样，由于烟气与喷淋水的剧烈碰撞，烟气中1μm以上粒子基本被除去，初步净化后的烟气挟带着未除下的0~1μm尘粒和一部份较小粒径的水滴继续螺旋上升，进入第二塔板—旋流板段。
旋流板段装有按一定角度倾斜的旋流板，旋流板由不锈耐酸钢制成，每层板的数量根据除尘器筒体的大小及烟气中尘粒含量来确定，以保证烟气的板间流速在8m/s左右。
循环水由中间流柱的顶锥式喷头喷洒而出，均匀洒布在每块旋流板上都均匀分布有一层水雾及水膜。
当烟气在此通过时又一次得到净化。
净化后的烟气继续螺旋上升，进入除雾段。
在螺旋上升过程中，根据流体力学原理，由于彼此间的质量、体积、密度等的不同，流体中气、液、固三相由于离心力及惯性力的不同，存在着相对运动，于是烟气中剩余的微小粒径的尘粒间，尘粒与液滴间以及不同粒径、液滴间会产生碰撞。
出现大颗粒吸附颗粒，小颗粒互相粘结在一起的现象，粒子
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