爐內(nèi)噴鈣-爐后增濕活化脫硫技術(shù)
爐內(nèi)噴鈣-爐后增濕活化(limestone injection into the furnace and activation of calcium，LIFAC)煙氣脫硫技術(shù)是芬蘭IVO公司和Tampella公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，在爐內(nèi)噴鈣的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。由于在鍋爐的預(yù)熱器和除塵器之間加裝一個(gè)活化反應(yīng)器，并進(jìn)行噴水增濕，使脫硫效率達(dá)到70%以上。
(1)反應(yīng)原理
將磨細(xì)到325目左右的石灰石粉用氣流輸送方法噴射到爐膛上部溫度為900～1250℃的區(qū)域，CaCO3立即分解并與煙氣中的SO2和少量的SO3反應(yīng)生成CaSO4。
CaCO3=CaO+CO2
CaO+SO2+1/2O2=CaSO4
CaO+SO3=CaSO4
在活化器內(nèi)爐膛中未反應(yīng)的CaO與噴入的水反應(yīng)生成Ca(OH)2, SO2與生成Ca(OH)2快速反應(yīng)生成CaSO3,有部分被氧化成CaSO4。
CaO+H2O=Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2=CaCO3+H2O
CaCO3+1/2O2=CaSO4
(2)工藝流程
爐內(nèi)噴鈣-爐后增濕活化煙氣脫硫系統(tǒng)主要由石灰石粉制備系統(tǒng)、爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)、煙氣增濕活化系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，其工藝流程示意圖如圖5-49所示。
 |
①石灰石粉制備系統(tǒng)該系統(tǒng)的作用是向廠內(nèi)提供脫硫劑石灰石粉，包括石灰石原料的運(yùn)輸、石灰石粉的制備及廠外運(yùn)輸?shù)。在距離使用地合適距離建一石灰石制粉廠，要求石灰石粉的粒度為325目，并具有較高的比表面積，以使其在較短時(shí)間內(nèi)完成緞燒及吸收SO2的反應(yīng)。若每臺(tái)發(fā)電機(jī)組安裝一套LIFAC脫硫設(shè)備，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組為125MW，按每套脫硫系統(tǒng)吸收劑用量約5.8t/h計(jì)，則每套脫硫系統(tǒng)石灰石粉的年需要量約5萬(wàn)噸。
②爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)該系統(tǒng)的主要任務(wù)是完成廠內(nèi)石灰石粉輸送、計(jì)量、送粉量調(diào)節(jié)、爐內(nèi)噴鈣、緞燒分解、與SO2反應(yīng)等。石灰石粉由廠外制粉廠用密封罐車運(yùn)至廠內(nèi)，通過(guò)壓縮空氣正壓輸送到石灰石粉倉(cāng)。每臺(tái)主粉倉(cāng)可以貯存1臺(tái)爐3天的用量。用泵將石灰石粉輸送到設(shè)置在爐前的計(jì)量給料系統(tǒng)。螺旋給料機(jī)將粉料送人混合器，再由風(fēng)機(jī)將粉料經(jīng)過(guò)噴嘴噴人爐膛。為了使石灰石粉氣流能與煙氣混合均勻，噴嘴處的噴射速度應(yīng)保持60～90 m/s，并設(shè)置了二次風(fēng)作為助推空氣。噴射到爐內(nèi)的石灰石粉立即分解為CaO,并與SO2反應(yīng)，生成CaSO4。
③煙氣增濕活化系統(tǒng)該系統(tǒng)的作用是通過(guò)活化器內(nèi)噴水與煙氣充分混合，使沒(méi)有反應(yīng)的CaO與H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2，從而進(jìn)一步脫硫口活化器是整個(gè)脫硫系統(tǒng)的心臟，其本體是直徑llm，高43m的罐狀塔，外壁需要較好保溫。煙氣在活化器的頂部分成9路進(jìn)人活化器，每一通道中有一噴嘴。壓縮空氣和水通過(guò)一根同心雙層管進(jìn)人，通過(guò)頭部的5只噴嘴呈扇狀水平噴出，形成水霧口煙氣穿過(guò)水霧層進(jìn)人活化器。
④儀表控制系統(tǒng)以小型的DCS系統(tǒng)(集中分散控制系統(tǒng))組成的自動(dòng)化裝置可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的自動(dòng)控制。在單元控制室內(nèi)，以帶屏幕顯示和鍵盤操作的操作員站為中心，實(shí)現(xiàn)脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行工況的監(jiān)視和調(diào)整、異常工況的報(bào)警和緊急事故處理等。DCS系統(tǒng)還可以提供以安全為目的的連鎖保護(hù)，對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方啟停，并對(duì)運(yùn)行工況的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析等。
該控制系統(tǒng)可以對(duì)運(yùn)行中影響工藝性能的主要參數(shù)(石灰石噴射量、活化器出口溫度、再熱器出口溫度、再循環(huán)灰渣量、助推風(fēng)風(fēng)量)進(jìn)行自動(dòng)控制。
(3)主要性能保證
①石灰石粉Caco3含量>93%，80%粉粒粒徑<40μm,Ca/S=2.5時(shí)，系統(tǒng)脫硫率≥75%(爐內(nèi)噴鈣的脫硫率約25%~35%，煙氣經(jīng)過(guò)加水增濕活化和干灰再循環(huán)，可使系統(tǒng)的脫硫率達(dá)到75%；若將電除塵器捕集的部分物料加水制成灰漿噴人活化器增濕活化，可使系統(tǒng)總脫硫率提高到85%。但這一步增加的投資約占脫硫系統(tǒng)總投資的5%)。
②電除塵器前粉塵濃度≤72g/m3(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，煙氣溫度>70℃。
③活化器出口煙氣溫度>55℃，壓力損失<I300Pa。
④系統(tǒng)的平均電負(fù)荷<76okW。
⑤系統(tǒng)的利用率>95%，系統(tǒng)的使用年限為20年。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
