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干法脱硫工艺技术分析 (下)

2013-10-17 中国环保技术网 我要评论(0) 字号:T | T
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4.预除尘器设置的探讨  对于是否使用预除尘器,很多文献或资料并没有详细说明。据国外一些资料指出,一般干法或半干法都设有

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    4.预除尘器设置的探讨
  对于是否使用预除尘器,很多文献或资料并没有详细说明。据国外一些资料指出,一般干法或半干法都设有预除尘器,但国内很多电厂没有设预除尘器。不设预除尘器,笔者认为起码会影响以下2方面。
    4.1不利于燃料灰和脱硫灰的再循环
  根据计算,锅炉燃煤产生的燃料灰的量比较多,而用于脱硫产生的脱硫灰的量比较少,通常前者是后者的三倍左右。以200 MW机组为例,耗煤量约95 t/h,产生的燃料灰约22 t(灰分的质量分数以25%计),而脱硫灰量(硫的质量分数以0.85%计)约7 t;以300 MW机组为例,耗煤量约140 t/h,产生的燃料灰约32 t,而脱硫灰量约11 t。这就是说,如果没有预除尘器,当脱硫灰和燃料灰混在一起再循环时,将有75%的再循环物是燃料灰,而这些大量的燃烧灰对提高脱硫率和降低碱酸比值并没有帮助,还会减少吸收剂、脱硫灰与SO2的接触,消耗动力,增大反应塔容量;由于再循环量变大,还会提高烟气喷射的初始速度以达到同样的流化状态,这一初始速度的提高,还会带来以下2个问题:
  a) 减小烟气在塔内的停留时间,使气体很快通过吸收塔,降低了塔内的反应率,将部分脱硫反应留在了下游设备中。
  b) 一般燃料灰比脱硫灰要粗一些,燃料灰的平均粒径大致为15μm±5μm,脱硫灰的平均粒径大致为10μm±5μm;燃料灰的体积质量一般为700~1 000 kg/m3,而脱硫灰的体积质量一般为500~1 000 kg/m3,烟气流速的加大,将大量的细微粒带出了反应塔,不利于吸收剂的有效利用,影响了碱酸比。
    4.2影响脱硫塔下游的脱硫除尘器
  是否设置预除尘器,对脱硫塔下游的脱硫除尘器会产生较大的影响。如果没有预除尘,大量燃煤灰混在脱硫灰中一起循环,使得循环量变大,脱硫除尘器的入口质量浓度也随之增大,在除尘器排放指标一定的情况下,脱硫除尘器的入口质量浓度是有限度的,太高的入口粉尘质量浓度也会使除尘器的造价上升,这样势必减少循环次数,降低吸收剂利用率,使碱酸比值变大。如果有预除尘器,这一情况将得到改善。这就可以解释GSA,NID脱硫工艺,在没有预除尘器时,循环次数只有30~50次;而CFB,RCFB脱硫工艺,由于设置了预除尘器,循环次数就可以达到100~150次。
    5.脱硫除尘器的设置
  干法、半干法脱硫用的除尘器有别于火力发电厂的常规除尘器,大型火力发电厂一般1台炉配2台除尘器,而脱硫装置如果是配单塔脱硫,则通常只配一台除尘器。除了设备数量的不同使得脱硫除尘器变大外,其差别还主要在于除尘器入口质量浓度的不同。火力发电厂所配除尘器的入口质量浓度通常在35 g/m3左右(标准状态),若烟尘排放标准以200 mg/m3计(标准状态),则效率通常为99.4%左右,而脱硫除尘器的入口质量浓度由于脱硫渣的多次再循环而变得很大,通常达到0.6~1 kg/m3(标准状态)。要达到相同的排放质量浓度,除尘效率通常要求达到99.97%以上。如使用RCFB技术的广州恒运集团公司的以大代小1×210 MW机组的烟气脱硫系统,脱硫除尘器的入口质量浓度为800 g/m3(标准状态),除尘效率要求达99.975%;使用NID技术的浙江巨化股份有限公司的230 t/h烟气脱硫用除尘器的入口质量浓度为1 kg/m3(标准状态),除尘效率要求达99.98%。凡利用循环技术进行干法、半干法脱硫的工艺,其脱硫除尘器的入口质量浓度都很高。如GSA,NID等工艺,由于循环量较大,一般循环次数为30~40次时,脱硫除尘器的入口质量浓度便达到了1 kg/m3(标准状态)。如采用预除尘器,由于再循环量减少了大约70%,其循环次数在100~150次左右时,脱硫除尘器的入口质量浓度可达到600~800 g/m3(标准状态),如RCFB工艺。对于高粉尘质量浓度的除尘器,国外有用布袋式的,也有用静电式的。由于布袋除尘价格较高,检修强度较大,更换频率快,且系统压降较大,厂用电高,我国趋向于使用静电除尘器。静电除尘器处理高质量浓度粉尘在结构上有其特殊的地方,各种工艺所采取的办法也不尽相同,如GSA工艺,在烟气进静电除尘器之前,先通过旋风分离器进行机械预除尘;NID脱硫工艺,在静电除尘器上加一段机械预除尘和小灰斗;lurgi公司采用上进气方式,通过烟气回转折流预除尘;德国WULFF公司在进口及第一电场采取预除尘措施的同时,又在振打清灰,改善放电极线形式,加大放电强度,提高放电电流强度,防止二次飞扬等方面做工作,并取得了较好的效果,获得了很高的除尘效率。尽管脱硫除尘器的入口质量浓度很高,但由于脱硫灰分的组成主要是钙的化合物,不会有燃煤灰中的Al2O3和游离SiO2等难以捕捉的物质,且脱硫灰的粉尘较细、比电阻较小,含湿量相对高一些、温度较低等因素,还是对除尘有利。但是,脱硫除尘器是干法、半干法脱硫工艺一个非常主要的设备。因为不仅有部分脱硫反应在除尘器中完成,而且除尘器还与脱硫塔的再循环联系在一起。严格意义上讲,脱硫除尘器是干法、半干法脱硫工艺的一个组成部分,与脱硫塔密不可分,实际上,国外所讲的干法脱硫工艺系统,就包括了脱硫除尘器。


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