其中“炉内固结脱硫”可以取得远超常规炉内喷钙技术的脱硫效果,脱硫效率可以达到80%以上。当在炉内经过初步脱硫处理的烟气进入烟道后,可在炉后引入专利技术NHDD半干法技术对烟气进行二次脱硫除尘处理,两步综合脱硫效率超过90%下面,我们分别来看一下这两步工艺。
第一步 炉内固结脱硫
“一炉两用”炉内脱硫是在锅炉燃料中添加“AMC”掺烧剂,经混合均匀后入炉。在炉内煤燃烧的同时,AMC掺烧剂与煤中的硫及其他组分迅速完成固结脱硫和灰渣改性的煅烧反应过程。掺烧剂中配有对炉内固结脱硫、形成矿物等气、固相放热反应起催化作用的矿化剂、稳定剂、疏松剂等材料,可以显著加快炉内反应的速度,这对以秒计的炉内反应时间来说,无疑是十分重要的。虽然炉内内燃(煅)温度比较高,局部会有脱硫逆反应的发生,但在掺烧剂中晶形稳定剂的作用下,可以有效地抑制脱硫逆反应的发生,从而巩固脱硫效率,使炉内固结脱硫效率达到80%以上。在固结脱硫的同时,反应产物形成水硬性胶凝材料(改性灰渣,可以再加工成水泥等建筑材料),分别沿锅炉烟道及底部排出。
目前,在电厂粉煤灰渣治理的过程中,残碳含量高、活性低是影响其利用的两大难题,而且在治理方式上仍处于消极治理阶段——即排出灰渣后再利用的阶段。基于以上原因,现在各燃煤电厂排出的灰渣或因残碳含量高无法利用,或因活性低用量极其有限,必然造成污染环境,占用土地,并且消耗了巨大的灰渣储运费用。
应用“一炉两用”发明专利技术,通过在锅炉中添加“AMC”掺烧剂,一方面由于炉内放热反应热效应能加速煤的燃烬速率,减少机械不完全燃烧,从而提高煤的燃烧效率,有效地降低粉煤灰含碳量;另一方面,在煤燃烧的同时,“AMC”掺烧剂将与煤灰各组分及煤中大部分硫发生气、固相反应,在煤料混合及循环过程中实现粉煤灰炉内改性,使之成为高活性的新型组分材料。因而可以从根本上解决其利用问题,使资源能得以充分有效地利用。
第二步 炉后NHDD烟气脱硫
由于炉内已经脱去了大部分硫,炉后脱硫的压力减轻,炉后再进行二次脱硫,可使综合脱硫效率达到非常高的水平。
利用石灰(CaO)或熟石灰Ca(OH)2吸收SO2的原理把电除尘器或布袋除尘捕集下来的具有一定碱性度的循环飞灰与新补充的脱硫剂充分混合,增湿活化后作为吸收剂注入除尘器入口处烟道(反应器),即把含钙循环灰以流化风为动力借助烟道负压引力导向进入反应器,使之均匀的分布在热态烟气中,此时吸收剂表面水分被蒸发,在降温和增湿的条件下,烟气中的SO2、HCL等酸性组分被快速吸收生成CaSO3/2H2O和CaCL2·4H2O,反应后的烟气携带大量的干燥固体颗粒进入二级电除尘器,经过反应、干燥的循环灰被除尘器从烟气中分离出来,即被除尘器捕集下来的终产品与未反应的吸收剂,再部分注入混合增湿装置,与补充新鲜吸收剂后经过增湿及混合搅拌再进行循环,达到提高吸收剂利用率的目的。循环倍率达到130,洁净后的烟气在露点15摄氏度以上,无需再热,经引风机排入烟囱。
而在传统的半干法脱硫工艺中,石灰是以浆状雾化喷入吸收塔的,而本技术采用的是含水量仅为百分之几的吸收剂粉末,由于用于水分蒸发的表面积很大,干燥时间大大缩短,因此反应器体积可大大缩小(约为传统的半干法或烟气循环流化床反应器的10%-20%),并与除尘器入口烟道构成一个整体。虽然烟气在此部分的停留时间较短,但由于循环灰的蒸发表面很大及在反应段具有高的实际钙硫比,所以具有比其它半干法更优的对烟气的冷却效果和脱硫效率。
反应原理如下:
(1)化合反应(炉内)
CaO+SO2→CaSO3
(2)中和反应(炉后)
SO2在反应器直管段与碱性吸收剂发生中和反应:
CaO+SO2+2H2O→CaSO3·2H2O
(3)其他污染物(炉后)
烟气中的其他污染物如SO3、Cl、F与碱性吸收剂按以下反应式发生反应:
CaO+SO3+2H2O→CaSO4·2H2O
CaO +2HCl→CaCl2 + H2O
CaO+2HF→CaF2 + H2O
技术指标
钙硫比(Ca/S) <1.2(炉后烟气脱硫);
物料循环倍率 30—150;
脱硫效率 >90%;
除尘效率 >99.9% 字串3
系统可利用率 >98%
反应器出口烟气温度大于露点温度15度以上;
工艺特点
两步脱硫技术综合了炉内脱硫和半干法脱硫的优势,并克服了电厂单纯的湿法脱硫、半干法和干法脱硫的缺点,具有以下显著的特点:
预防腐工艺理念,无需浆液处理,克服了普通半干法反应器中可能出现的粘壁问题;
氧化钙直接利用;
反应剂的高利用率,达95%以上;
干的副产品,便于运输,可作建材生产;
系统结构简单,工艺流程短;
模块化设计,组成设备少,占地面积小;
投资、运行和维护费用低,在现有机组改造时,无需改主设备,施工周期短;
系统阻力小,无需改造引风机;
煤灰残渣含量降低程度达到40%以上;
标准化的NHDD部件模块,便于管理维护;
系统组成:
掺烧剂储存及气力输送系统
烟气系统
烟气SO2吸收系统
灰粉输送系统
增湿活化系统
公用系统
电袋复合除尘器