摘要:我國煙氣脫硫控制技術的國煙研究開發始于60年代初,對燃煤電廠、氣脫燃煤工業鍋爐和冶金廢氣開展了煙氣脫硫工藝研究、硫技設備研制,國煙取得實驗室小試和現場中試結果。氣脫
關鍵詞:煙氣脫硫
我國煙氣脫硫控制技術的硫技研究開發始于60年代初,對燃煤電廠、國煙燃煤工業鍋爐和冶金廢氣開展了煙氣脫硫工藝研究、氣脫設備研制,硫技取得實驗室小試和現場中試結果。國煙80年代以來,氣脫開展了一系列研究、硫技開發和產業化工作。國煙原國家科委組織了“七五”和“八五”攻關項目,氣脫對國際上現有脫硫技術主要方法進行研究和實用性工程裝置實驗;國家自然科學基金委員會設立課題支持脫硫技術的硫技基礎研究,取得了很多成績。目前我國自行研究開發的煙氣脫硫方法,尚處在工業化示范試驗階段。國家科技部在“九五”期間,組織“中小鍋爐實用脫硫防塵技術與裝備研究及產業化”攻關課題,其中包括針對燃煤電廠煙氣脫硫技術,采用脈沖電暈等離子體煙氣脫硫新技術研究;與此同時,引進了脫硫技術項目,進行示范規模試驗和工業化運行應用。
我國電廠煙氣脫硫技術起步于1961年,科研院所和高等院校相繼投入研究開發力旦,進行于法、濕法和半干法等等的煙氣脫硫的探索研究,國家科技部(原國家科委)“七五” “八五”和“九五”的脫硫專項支持取得極好進展。但目前我國自行開發的煙氣脫硫工程,尚處在小試、中試階段。工業化、產業化技術不多。
1.旋轉噴霧干法煙氣脫硫中試
1983年,在四川白馬電廠建成了處理煙氣量3500Nm3/h小型試驗裝置基礎上,在該電廠進行70000Nm3/h中試裝置。經過近一年的調試和2000小時連續運轉考查,使用石灰為脫硫劑,處理高硫煤(硫含量為3.5%)煙氣,在鈣硫比為1.4時脫硫率約為80%。
脫硫劑噴人吸收塔以后,與煙氣中SO2發生反應,生成固體灰渣,固體灰渣在塔內下落時不斷干燥,最終形成干燥固體粉塵,一部分在塔內分離排出,另一部分隨煙氣進入電除塵器除去。
工藝流程包括:吸收劑制備,吸收劑漿液霧化,接觸混合反應,液滴蒸發與SO2吸收和廢渣排出。
主要設備:
(1)噴霧機:RN—10T型,轉速1000r/min,霧化漿液10t/h。
(2)吸收塔:φ8m,圓筒體高6m。
(3)電防塵器:雙室雙電場,有效截面積2×15.8m,單電場長4.5m。
(4)引風機:Y4—73NO18D型,轉速960r/h,容量143920m3/h,壓力3300Pa。
(5)石灰消化器:φ600×4500mm,容量3-5t/h。
(6)濕式球磨機:MXQG1500型,φ1500×3000mm,出力2-7t/h(干料)。
主要技術問題,高速旋轉噴頭磨強,影響霧化質量形成,漿液輸送泵的耐久性等。
2. 旋轉噴霧干法煙氣脫硫工藝試驗研究
1987年開始,為引進丹麥Niro公司旋轉噴霧干法煙氣脫硫設備運行積累操作經驗,在北京市橡膠六廠6.5t/h鍋爐上引出部分煙氣,建立處理2000Nm3/h煙氣量的試驗裝置,開展前期工藝試驗。
Ca(OH)2漿液的霧化以及與煙氣充分混合反應脫硫裝民包括干燥吸收塔、高速離心噴算機、氣流分布器和終產物收集器。干燥吸收塔直徑2m,高5m,高速離心噴霧機轉速為17000—27200r/min,漿液流率為50kg/h。Ca(0H)2由生石灰在消化槽制成,煙氣入口溫度150℃.被處理S02濃度1000-2000ppm。絕熱飽和溫度值為24.6℃、鈣硫比1.2—1.8時,脫琉串為66%-79%。
3.湖北松木坪電廠建成5咖KIn3/h煙氣水洗再生活性炭脫硫中試
1987年建成,用含碘O.5%的活性炭為脫硫劑,填裝在并列的4座填充脫疏塔中,煙氣通過脫硫塔時,SO2被活性炭吸附并催化氧化成硫酸。飽和后的脫硫塔用不同濃度的稀硫酸隨和水分五級依次洗滌再生,炭中殘留的硫酸濃度降至約3%左右,然后用蒸汽干燥再投入脫硫運行。第一、二級洗出為20%稀硫酸產品,20%稀硫酸經濃縮制得70%硫酸。最長單塔累計運行時間約2000h,最長的全流程連續運行15天。入口S02濃度大于3000PPm,出口S02濃度小于350Ppm,脫硫率88%。
催化活性物碘的流失和稀硫酸濃縮是該法的嚴重問題、致命弱點,阻礙了擴大應用。
4.四川豆壩電廠5000Nm3/h煙氣磷銨肥料脫硫中試
1982年西安熱工研究所首先探索本方法,1983年至1985年初熱工所與四川環保科研所合作進行3m3/h小試,確定了該法的基本流程。1986年磷銨肥法煙氣脫琉被遴選為國家“七五”重點攻關專題,在四川豆壩電廠建成5000Nm3/h中試裝置,于1990年底連續運行2000h以上.經國家組織的驗收簽定確認該法流程合理可行。中試時S02濃度為1600-2700Ppm的煙氣,總脫硫效率維持在>95%,磷礦粉萃取率>90%,獲得有效成分為37%的氮磷復臺肥料數十噸。
經高效除塵后的煙氣含塵濃度<200mg/Nm3,經噴水降溫調濕后進入4塔并列的新型活性炭脫硫塔組,3塔運行、1塔再生。采用稀硫酸及三級洗滌再生,獲得濃度為30%左右的硫酸,活性炭脫琉后的煙氣進入二級脫硫塔,用磷銨溶液洗滌,凈化后的煙氣排放,在常規單槽多槳萃取槽中用脫硫制得的琉鞍分解磷礦粉萃取獲得的稀磷鞍加氨中和得磷銨,作為二級脫琉的洗滌液。二級脫琉后的肥料槳經氧化、濃縮、干燥,獲得固體氮磷復合肥料。
5.噴鈣脫硫成套技術與示范工程
在貴陽市貴州輪胎廠一臺20t/h層燃爐進行示范。鈣粉用水泥罐車運至脫硫裝置進粉管處、用氣動輸送方式經三根進粉管道送至主料斗。主料斗設有粉使測量裝置,還設有過濾裝置以除去氣動輸送排氣中的粉塵。主料斗設有四個出料口同時出料,經振動電機振動進入二次料斗,然后經加粉器均勻進入到四臺混合器中,加粉器由調速電機的轉速來控制加粉量。由高壓空氣鼓風機送來的空氣將粉料于四個不同部位噴入鍋爐爐膛,在爐內高溫作用下,碳酸鈣粉炬燒分解成為氧化鈣,同時部分氧化鈣與煙氣中的So:反應生成亞硫鞍鈣和硫鞍鈣;未反應的氧化鈣鉛隨煙氣進入文丘里管,文丘里管前端設有一個水霧化噴頭,氧化鈣粉與水霧滴碰撞,生成Ca(OH)2,進一步與煙氣中的SO2反應生成亞硫鞍鈣和硫酸鈣。顆粒物在水膜除塵器中與飛灰一并除去,脫琉后的煙氣經引風機人煙囪排出。
當Ca/S=1.5時,系統脫硫率達80%,鈣利用率為53.3%,其中包括文丘里管中噴入少量水及水膜除塵等,有20%脫硫率。