目前最典型的干法和半干法脫硫技術包括法國ALSTOM公司的NID技術(見圖1)和德國WULFF公司的循環流化床半干法脫硫技術,即RCFB技術(見圖2)。另外,還有德國LURGI公司的CFB技術和丹麥SMITH公司的F•L•S技術等。這些干法和半干法脫硫工藝在國內300MW以下機組的煙氣脫硫工程中都有應用。
圖1 NID脫硫工藝圖
圖2 RCFB半干法脫硫工藝圖
2.干法和半干法脫硫后的煙塵特點1)干法脫硫的機理是利用大量的粉狀吸收劑來吸收煙氣中的SO2。與不脫硫的常規粉煤灰相比,脫硫灰中增加了鈣鹽和水分,粉塵的粘性增加。
2)干法和半干法脫硫采用粉塵大量循環的方法,煙氣中粉塵濃度大幅度提高,正常時為800~1200g/m3(標準狀態),高峰時可達2000g/m3(標準狀態)。
3)由于需要向塔內噴水降溫以形成適宜的反應環境,煙氣濕度為5%~15%。
4)干法和半干法脫硫的粉塵成分主要是亞硫酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鈣、氧化鈣等,比較穩定。
3.對袋式除塵器的設計要求
1)袋式除塵器必須具有高強度的清灰能力,宜采用脈沖噴吹清灰方式。
2)宜采用自上而下的進風方式,或側向進風。
3)應具有預分離功能,并有合理的氣流分布裝置。
4)所用的濾料應有良好的粉塵剝離能力。
4.工程實例
【鍋爐脫硫除塵案例】某公司熱電廠兩臺100Mw機組,采用半干法脫硫工藝。煙氣預除塵采用電除塵器,脫硫后的煙氣除塵采用袋式除塵器。
1)鍋爐參數
①定蒸發量:410t/h;
②鍋爐燃煤量:53.04t/h。
2)鍋爐出口煙氣參數:鍋爐空氣預熱器出口煙氣參數見表1。
表1空氣預熱器出口煙氣參數
項目 | 數值 |
煙氣量/(m3/h)(標準狀態) | 440000 |
煙氣溫度/℃ | 147 |
CO2體積分數/% | 13.7 |
H2O體積分數/% | 11.6 |
O2體積分數/% | 6.0 |
N2體積分數/% | 68.5 |
SO2濃度/(mg/m3)(標準狀態) | 4200 |
NOx濃度/(mg/m3)(標準狀態) | 610.0 |
CO濃度/(mg/m3)(標準狀態) | 平均60,最大105 |
飛灰濃度/(mg/m3)(標準狀態) | 30.66 |
表2脫硫塔出口在不脫硫和脫硫時的煙氣參數
項目 | 數值 | ||
不脫硫 | 脫硫 | ||
煙氣量 | 標況/(m3/h) | 450993 | 478083 |
工況/(m3/h) | 711340 | 649400 | |
煙氣溫度/℃ | 143 | 80 | |
煙氣露點溫度/℃ | 90 | 51.6 | |
CO2體積分數(%) | 13.37 | 12.6 | |
H2O體積分數(%) | 11.32 | 14.6 | |
O2體積分數(%) | 6.37 | 6.4 | |
N2體積分數(%). | 68.74 | 66.34 | |
SO2體積分數(%) | 0.15 | 0.01 | |
NOx體積分數(%) | 0.05 | 0.05 | |
粉塵濃度/(mg/m3)(標準狀態) | 5.81 | 600~1100 |
為保證濾袋的使用壽命,規定濾袋的允許使用溫度為170℃,允許的最高使用溫度為190℃,每年在最高使用溫度下運行時間累計不超過400h。袋式除塵器主要規格和參數見表3.
表3 回轉管低壓脈沖袋式除塵器主要規格和設計參數
名稱 | 參數 |
濾袋材質 | PPS針刺氈 |
濾袋尺寸(直徑×長度)/mm | φ127(當量直徑)×8000 |
過濾面積/m2 | 13800 |
過濾速度/(m/min) | 0.78~0.90 |
濾袋框架尺寸(直徑×長度)/mm | φ120(當量直徑)×8000 |
出口含塵濃度/(mg/m3)(標準狀態) | ≤50 |
設備阻力/Pa | 1500~2000 |
噴吹氣源壓力/MPa | 0.085~0.15。 |
耗氣量/(m3/min) | 35~70 |
5)運行效果:經實測,袋式除塵器出口粉塵排放濃度<30mg/m3(標準狀態),設備阻力為1000~2000Pa,設備漏風率為2%。
鍋爐煙氣除塵解決方案 |
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