CFB干法烟气脱硫工艺向酸雨说NO!

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烟气中含有硫和硝的成分,如果直接排放空中,就会形成酸雨污染环境,所以烟气排放前就必然要经过脱硫工艺的处理。今天就向大家介绍一种常用的烟气脱硫工艺-CFB干法烟气脱硫工艺,又名循环流化床脱硫工艺,它具有投资少、占地面积小、脱硫副产品少,无废水排放,无二次污染等优势。下面就带大家,去了解一下这项工艺的工艺原理、工艺流程、工艺特点、以及影响脱硫效果的因素。
这项工艺如何做到副产品少、无废水排放的呢?这和它的工艺原理有关,就让我们先了解一下它的工艺原理。
工艺原理
1化学反应

可以看出,在流化床脱硫塔中二氧化硫三氧化硫与氢氧化钙反应,生成易于分离的固相硫酸钙和亚硫酸钙。
2技术参数
钙硫比Ca/S:<1.4
物料循环次数:30—100
脱硫效率:>80%
SO3脱除效率:>99%
除尘效率:>99.9%
系统可利用率:>98%

首先从锅炉的空气预热器出来的烟气温度一般为120~180℃左右,通过预除尘器后从底部进入吸收塔(当脱硫渣与粉煤灰须分别处理时,才需要一级除尘器,否则烟气可直接进入脱硫塔),在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合,进行初步的脱硫反应,在这一区域主要完成吸收剂与HCl、HF的反应。

然后烟气通过吸收塔底部的文丘里管的加速,进入循环流化床体,物料在循环流化床内,气固两相由于气流的作用,产生激烈的湍动与混合,充分接触,在上升的过程中,不断形成絮状物向下返回,而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升,使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍;吸收塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回,进一步提高了塔内颗粒的床层密度,使得床内的Ca/S比高达50以上。这样循环流化床内气固两相流机制,极大地强化了气固间的传质与传热,为实现高脱硫率提供了根本的保证。

在文丘里的出口扩管段设一套喷水装置,喷入的雾化水以降低脱硫反应器内的烟温,使烟温降至高于烟气露点20℃左右,从而使得SO2与Ca(OH)2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行第二步的充分反应,生成副产物CaSO3˙1/2H2O,还与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4˙1/2H2O、CaF2、CaCl2˙Ca(OH)2˙2H2O等。烟气在上升过程中,颗粒一部分随烟气被带出吸收塔,一部分因自重新回流到循环流化床内,进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。由于提供的脱硫系统有清洁烟气再循环技术,无论锅炉负荷如何变化,烟气在文丘里以上的塔内流速均为5m/s左右,从文丘里以上的塔高大约40m左右,这样烟气在塔内的气固接触时间大约为8秒左右,从而有效地保证了脱硫效率。
上图为几种典型的CFB干法烟气脱硫工艺示意图,具体工艺参数仅供参考。
工艺特点
1脱硫效率高,煤种适应范围广。
2吸收剂利用率高,良好的入口烟气二氧化硫浓度变化适应性。
3设备少,工艺简单。
4占地小,投资低,设备使用寿命长,维修费用低。
5启停方便,负荷跟踪特性好,可适应40%低负荷时投用。
6无污水排放,烟气可不加热。
7对系统及其后续设备腐蚀小,无须防腐。
影响脱硫效率的因素
1反应温度
运行过程中反应塔的温度变化对脱硫效率的影响较大,反应塔烟气温度越低,脱硫效率越高。控制脱硫反应温度是通过向反应塔内喷入工艺水来调节的。通过调节高压回流喷嘴回流水量的大小来控制喷入反应塔内的工艺水量,从而控制反应塔的温度。
喷入的雾化水量多少,由反应塔出口烟温与烟气饱和温度的差值ΔT来决定。干法烟气脱硫后的烟气饱和温度在50℃左右,ΔT一般控制在20~30℃,即运行过程中反应塔出口烟温一般控制在70~80℃。
虽然吸收塔出口烟气温度越低,脱硫效率越高,但是反应温度越低,塔内固体颗粒物粘壁的可能性越大,严重时会发生颗粒物结块的现象。结块后的物料破坏了塔内流化床的稳定性,导致反应塔积灰堵塞。因此,实际运行过程中根据所需要达到的脱硫效率和使用的吸收剂品质来控制反应温度,不可一味地通过降低反应温度来提高脱硫效率。
2流化床床压
与传统的湿法脱硫工艺不同,循环流化床反应塔内流场的稳定性和均匀性直按影响脱硫效率和设备的稳定性。若流化床床料压降太小,烟气和吸收剂颗粒接触不充分,脱硫效率难以保证;流化床床料压降太大,则易发生“塌床”现象。因此,建立稳定的流化床床压是保证循环流化床脱硫效率和运行稳定的关键。
运行时将床料压降设定为600Pa。由于气化斜槽回料量不稳,反应塔内流化床床压会在500~800Pa之间波动,在这个范围内,系统能稳定运行,脱硫效率能稳定在85%以上。当锅炉在低负荷运行时(低于70%),通过调节再循环烟道挡板门开度来增加烟气流量,保证流化床床压和系统的稳定运行。

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