干法脫硫工藝技術(shù)分析

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1、干法脫硫工藝技術(shù)分析火電廠排放的二氧化硫形成的酸雨已嚴(yán)重危害人類(lèi)的生存環(huán)境，國(guó)家強(qiáng)制要求火電廠必須安裝煙氣脫硫裝置。但是，受技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等條件的限制，必須發(fā)展脫硫率高、系統(tǒng)可利用率高、流程簡(jiǎn)化、系統(tǒng)電耗低、投資和運(yùn)行費(fèi)用低的脫硫技術(shù)和工藝。在這種形勢(shì)下，干法脫硫工藝應(yīng)運(yùn)而生。為此，結(jié)合國(guó)內(nèi)外目前比較成熟、大型商業(yè)化運(yùn)行的幾種干法、半干法脫硫工藝，分析了干法、半干法脫硫工藝在大型化發(fā)展、控制調(diào)節(jié)、預(yù)除塵器和脫硫除塵器設(shè)置的技術(shù)要點(diǎn)，最后指出干法脫硫工藝具有廣闊的應(yīng)用前景。　1煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀

2、世界上煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下3個(gè)階段：　a)20世紀(jì)70年代，以石灰石濕法為代表第一代煙氣脫硫?！)20世紀(jì)80年代，以干法、半干法為代表的第二代煙氣脫硫。主要有噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣加爐后增濕活化（LIFAC）、煙氣循環(huán)流化床（CFB）、循環(huán)半干法脫硫工藝（NID）等。這些脫硫技術(shù)基本上都采用鈣基吸收劑，如石灰或消石灰等。隨著對(duì)工藝的不斷改良和發(fā)展，設(shè)備可靠性提高，系統(tǒng)可用率達(dá)到97%，脫硫率一般為70%～95%，適合燃用中低硫煤的中小型鍋爐c)20世紀(jì)90年代，以濕法、半干法和干法脫硫

3、工藝同步發(fā)展的第三代煙氣脫硫?！∮捎诩夹g(shù)和經(jīng)濟(jì)上的原因，一些煙氣脫硫工藝已被淘汰，而主流工藝，如石灰石-石膏濕法、煙氣循環(huán)流化床、爐內(nèi)噴鈣加爐后增濕活化、噴霧干燥法、氣體懸浮吸收脫硫工藝（GSA）以及改進(jìn)后的NID卻得到了進(jìn)一步的發(fā)展，并趨于成熟。這些煙氣脫硫工藝的優(yōu)點(diǎn)是：脫硫率高(可達(dá)95%以上)；系統(tǒng)可利用率高；工藝流程簡(jiǎn)化；系統(tǒng)電耗低；投資和運(yùn)行費(fèi)用低。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，中國(guó)先后從國(guó)外引進(jìn)了各種類(lèi)型的脫硫技術(shù)，建成了6個(gè)示范工程項(xiàng)目，涉及濕法、半干法和干法煙氣脫硫技術(shù)，見(jiàn)表1。2脫硫

4、塔大型化的要點(diǎn)2.1盡量使用單塔脫硫隨著機(jī)組容量的增大，脫硫塔的直徑也隨著增大。在能使用單塔的情況下，盡量不要使用雙塔和多塔，因?yàn)閱我晃账夹g(shù)提高了系統(tǒng)的可靠性和脫硫率，而且初期投資費(fèi)可降低30%～50%。脫硫副產(chǎn)品回收利用的研究開(kāi)發(fā)，也拓寬了其商業(yè)應(yīng)用的途徑?！?.2脫硫塔大型化的主要問(wèn)題脫硫塔大型化最主要的問(wèn)題是要保證塔內(nèi)流場(chǎng)中溫度的均勻性和調(diào)節(jié)的靈敏性。a)塔內(nèi)流場(chǎng)中溫度均勻性的要求　在塔的高度方向的各個(gè)斷面上，各點(diǎn)的溫度趨于一致，不能有高、低溫差異太大的情況出現(xiàn)。因?yàn)楦邷靥幍腟O2吸收

5、反應(yīng)效果較差，高溫時(shí)吸收劑的活性較小，反應(yīng)溫度與煙氣露點(diǎn)溫度的差值較大（AST），反應(yīng)率就低；而低溫處，尤其出現(xiàn)低于露點(diǎn)溫度，即AST＜0時(shí)，容易出現(xiàn)局部的結(jié)露、粘連和筒壁腐蝕，這就是為什么有些脫硫工藝需要在反應(yīng)塔內(nèi)加裝內(nèi)襯的原因，其實(shí)，這種情況的危害性較大，反應(yīng)塔可以通過(guò)內(nèi)襯防腐，但煙氣下游的設(shè)備和煙氣管道卻難以防腐，且花費(fèi)較大。b)脫硫塔調(diào)節(jié)的靈敏性要求隨著負(fù)荷、工況的變化，各參數(shù)的負(fù)荷應(yīng)變時(shí)間短，較少滯后，使脫硫效率隨著工況的變化而變化，從而保證各種工況下脫硫率穩(wěn)定。　2.3循環(huán)流化床煙氣

6、脫硫塔　為保證脫硫反應(yīng)塔溫度的均勻性和調(diào)節(jié)靈敏性，要求塔內(nèi)有良好的傳質(zhì)特性。物料的傳質(zhì)往往比傳熱更重要，而且能更快達(dá)到更好的效果，單純的傳熱速度較慢，而且熱力場(chǎng)有熱力梯度，很難使各點(diǎn)的溫度在短時(shí)間內(nèi)很均勻，利用循環(huán)流化床的原理而設(shè)計(jì)的脫硫塔，在這一方面比較能夠達(dá)到這一要求，它使反應(yīng)塔內(nèi)的傳熱傳質(zhì)非常強(qiáng)烈?！?.3.1循環(huán)流化床脫硫塔的特點(diǎn)　根據(jù)循環(huán)流化床原理而設(shè)計(jì)制造的脫硫反應(yīng)塔，其煙氣進(jìn)入反應(yīng)塔底部時(shí)，塔內(nèi)文丘里的加速，將噴入塔內(nèi)的吸收劑和循環(huán)回流的物料吹起，形成沸騰床體，氣體和物料無(wú)論處于流

7、化床的過(guò)渡段還是穩(wěn)定段，都處于強(qiáng)烈的紊流狀態(tài)，物料之間的碰撞、摩擦、反應(yīng)、傳熱等物理化學(xué)過(guò)程非常強(qiáng)烈，任何工況變化所引起的波動(dòng)都會(huì)在這個(gè)強(qiáng)烈的傳熱傳質(zhì)狀態(tài)下迅速達(dá)到新的平衡。這樣，布置在塔頂?shù)臏囟葴y(cè)點(diǎn)產(chǎn)生假信號(hào)或幾個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度信號(hào)不一致而使控制系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)進(jìn)行各種物料的調(diào)節(jié)的可能性大為減少，同時(shí)也使脫硫設(shè)備出現(xiàn)低溫、結(jié)露、腐蝕的概率大為減少。2.3.2回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫塔的特點(diǎn)尤其是德國(guó)WULFF公司的回流式煙氣循環(huán)流化床（RCFB），其獨(dú)特的流場(chǎng)和塔頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在RCFB吸收塔中，煙氣和

8、吸收劑顆粒的向上運(yùn)動(dòng)中會(huì)有一部分因回流（Reflux）而從塔頂向下返回塔中。這股向下的回流固體與煙氣的方向相反，而且，它是一股很強(qiáng)的內(nèi)部湍流，從而增強(qiáng)了煙氣與吸收劑的接觸時(shí)間。實(shí)際上可以認(rèn)為這是一種與外部再循環(huán)相似的內(nèi)部再循環(huán)。在內(nèi)部再循環(huán)的作用下，RCFB工藝的脫硫效率得到了優(yōu)化。也許很多脫硫工藝都很難避免腐蝕情況的出現(xiàn)，但這種概率和趨向則可以把握?！?.4脫硫塔內(nèi)煙氣濕度的控制溫度的控制，實(shí)質(zhì)上是對(duì)煙氣濕度的控制。脫硫工藝中，煙氣的濕度對(duì)脫硫效率的影響很大。例如爐內(nèi)噴鈣尾部增濕工藝，其爐內(nèi)噴