半干法烟气脱硫系统 当前位置:首页废气治理
 

一、半干法脱硫工艺

1、介绍

    1997年ABB低投资烟气脱硫(FGD)技术方面的开发工作得到了广泛的报道。这种技术将低投资与优良的性能巧妙地结合,是针对亚洲和东欧的新兴市场开发的。
    采用这种脱硫技术,不管燃料中的含硫量是多少,脱硫效率都有可能达到90%以上,此外,该系统适合于已有项目的改造,它的占地面积小。干法烟气脱硫技术常被忽略的一个主要特点是它在不增加投资的情况下提高了除尘效率。从干法烟气脱硫系统排出的烟气可不经加热,通过已有的烟囱排出。

2、半干法工艺过程

    半干法工艺是利用含有石灰(氧化钙)的干燥剂或干燥的消石灰(氢氧化钙)吸收二氧化硫的,这两种吸收剂都可使用,也可以使用含适当碱性的飞灰。
   任何干法烟气脱硫工艺中,关键的控制参数都是反应区内,即反应器及其后的除尘器内的烟气温度。在相对湿度为40%至50%时,消石灰活性增强,能够非常有效地吸收二氧化硫。烟气的相对湿度是利用给烟气内喷水的方法提高的。在传统的干法烟气脱硫工艺中,水和石灰是以浆液的状态(不论是否循环)注入烟气的,但水分布在粉料微粒的表面,水在其中的含量仅占百分之几。这样,吸收剂的循环量比传统干法烟气脱硫要高得多。即,用于蒸发的表面积非常大。进入烟气的粉料的干燥时间非常短,所以它可以采用比传统喷雾干燥技术小得多的反应器。提高了烟气的相对湿度,足以在典型的干法脱硫操作温度或高于饱和温度10℃~20℃(实践中这一温度范围是65℃~75℃)激活石灰吸收剂二氧化硫。
    水在增湿搅拌机中加入吸收剂,然后才注入烟气。半干法技术的独到之处是所有的循环吸收剂都要在搅拌机中增湿,这样做,可以最大限度的利用循环吸收剂。经过活化和干燥之后,烟气中干燥的循环粉料在高效的除尘器,最好是袋式除尘器中被分离出来,进入搅拌机,补充石灰也是在这里加入的。注入搅拌机的水量要保证恒定的烟出口温度。控制系统以烟气的出入口温度为基础,以烟气量为辅助,采用前馈信号控制,并有反馈微调。出口的SO2也采用类似的方法进行控制:入口和出口的SO2浓度加上烟气流量决定石灰的加入速率。副产品收集在除尘器灰斗内,当达到回斗的最高料位时,副产品溢流排出。
    半干法工艺的主要特点:高循环率、干燥迅速、反应器尺寸小、反应剂的利用率高:
半干法工艺的特点是循环率高,这意味着最高限度地利用了反应剂。如上所述,高循环率获得很大的表面积,供水分迅速蒸发,这使得半干法工艺采用的反应/干燥器比采用喷雾干燥技术的干法烟气循环系统的反应器小得多。
    此外,在半干法工艺中,也尽可能少采用复杂的专用设备:不采用高速旋转雾化器:也不采用需要压缩空气的双流体喷嘴。在搅拌机内搅拌循环物料和反应剂消耗的电力比传统干法烟气净化系统的相应电耗要低得多。对比可知,旋转喷雾器和双流体喷嘴比半干法的搅拌机复杂得多。采用搅拌机而不采用旋转喷雾器或喷嘴的另一个重要的优点是,所有需要操作人员关照的社备都安排在接近地面的高度,与除尘器公用外罩。这种安排在降低造成价的同时也为维修带来了便利,此外,本系统也没有需要特殊泵的浆液输送系统,水是直接加入搅拌机的。高循环率使系统中循环的都是干物料。由于没有冲击装置内表面的浆液存在,也就不存在烟道接垢的可能。

二、持续的发展

1、半干法+静电除尘器

    有一些情况下,最好用静电除尘器作为半干法的除尘器。对这种组合已作了一些研究与发展,包括空气动力学模拟研究,中试和实际化学机理研究。
    试验表明,采用静电除尘器的半干法的脱硫效率要低几个百分点,准确的差值与实际运行条件有关:SO2浓度,氯化物含量等。旧厂改造时,采用静电除尘器的半干法很有用。已有的静电除尘器可作为半干法+静电除尘器的一部分。许多情况下,可能需要增加收尘面积,但是,由于粉尘的比电阻在半干法中大大降低,也许已有的静电除尘器已能完全满足要求。
    如果采用静电除尘器,半干法装置的配置应与采用袋式除尘器时有所不同。反应器应作为静电除尘器的入口烟道的组成部分。这就是说,循环飞灰要送回到静电除尘器的入口。飞灰要经过搅拌机后,才能分布到反应器通道里。

2、用于循环流化床锅炉的半干法

    将半干法用于循环流化燃烧器(FBC)的工作处于中试阶段。过程原理直接利用FBC的灰作为半干法 系统的吸收剂。这样,仅把少量的石灰注入FBC对付部分硫份。石灰在FNC的温度下,不仅能够去除硫份,它本身也能烧成CaO。这样形成的CaO混合在FBC灰内,再在半干法的除尘器中被分离出来。FBC灰在半干法内循环的过程中,石灰因在半干法搅拌机内加水而活化,这说明无需给半干法系统内加额外的碱。活化通过半干法内反复地增湿/干燥循环完成,有因系统内的大量循环而增加。
由于部分硫份已在燃烧的过程中被捕集,随后的半干法装置的作用仅仅是“收尾”,以便将排放量限制在极低的水平。测试结果表明,这一原理是可行的。实验过程中,灰在半干法实验装置入口处加入烟气中。
    将FBC的脱硫能力与半干法结合,可使脱硫率达到95%以上,应该注意到,将部分脱硫能力移到系统末端,注入FBC的石灰量会减少,FBC的燃料热利用率可更高。
众所周知,将石灰加入FBC会产生大量的灰渣,因为要求的脱硫效率提高了。所以,要保持低排放量,这种结合的配置实在是效率高、成本低的方案;而其主要因素即半干法 的独有特点,是对FBC灰进行过程中活化。

三、结论

   半干法技术是一种简洁、低投资、高性能的脱硫系统,占地面积小,容易接近。本系统使用于多种不同的场合,以上讨论了一些,还会有很多。