2.中脫硫率工藝脫硫率70%~90%
中等脫硫技術包括三種工藝:爐內(nèi)噴鈣加增濕活化工藝(LIFAC),煙氣循環(huán)流化床(CFB,包括噴鈣和常規(guī))和噴霧干燥工藝。與低脫硫效率的工藝相比,脫硫效率有所提高,運行費用相對減少,設備較復雜,因而投資費用增加。與高效率的濕法工藝相比具有啟停方便,負荷跟蹤能力強的特點。適用于燃用中低含硫量的現(xiàn)有機組的脫硫改造。
(1) LIFAC脫硫技術是由芬蘭的Tampella公司和IVO公司首先開發(fā)成功并投入商業(yè)應用的該技術是將石灰石于鍋爐的800℃~1150℃部位噴入,起到部分固硫作用,在尾部煙道的適當部位(一般在空氣預熱器與除塵器之間)裝設增濕活化反應器,使爐內(nèi)未反應的CaO和水反應生成Ca(OH)2,進一步吸收SO2,提高脫硫率。
LIFAC技術是將循環(huán)流化床技術引入到煙氣脫硫中來,是其開創(chuàng)性工作,目前該技術脫硫率可達90%以上,這已在德國和奧地利電廠的商業(yè)運行中得到實現(xiàn)。
LIFAC技術具有占地小、系統(tǒng)簡單、投資和運行費用相對較、無廢水排放等優(yōu)點,脫硫率為60%~80%;但該技術需要改動鍋爐,會對鍋爐的運行產(chǎn)生一定影響。我國南京下關電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進的LIFAC脫硫技術和設備目前已投入運行。
(2) 爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床反應器脫硫技術是由德國Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司開發(fā)的。該技術的基本原理是:在鍋爐爐膛適當部位噴入石灰石,起到部分固硫作用,在尾部煙道電除塵器前裝設循環(huán)流化床反應器,爐內(nèi)未反應的CaO隨著飛灰輸送到循環(huán)流化床反應器內(nèi),在循環(huán)硫化床反應器中大顆粒CaO被其中湍流破碎,為SO2反應提供更大的表面積,從而提高了整個系統(tǒng)的脫硫率。
該技術將循環(huán)流化床技術引入到煙氣脫硫中來,是其開創(chuàng)性工作,目前該技術脫硫率可達90%以上,這已在德國和奧地利電廠的商業(yè)運行中得到證實。在此基礎上,美國EEC(Enviromental? Elements Corporation)和德國Lurgi公司進一步合作開發(fā)了一種新型煙氣的脫硫裝置。在該工藝中粉狀的Ca(OH)2和水分別被噴入循環(huán)流化床反應器內(nèi),以此代替了爐內(nèi)噴鈣。在循環(huán)流化床反應器內(nèi),吸收劑被增濕活化,并且能充分的循環(huán)利用,而大顆粒吸收劑被其余粒子碰撞破碎,為脫硫反應提供更大反應表面積。
本工藝流程的脫硫效率可達95%以上,造價較低,運行費用相對不高,是一種較有前途的脫硫工藝。
(3) 噴霧干燥法煙氣脫硫技術是一項發(fā)展最成熟的煙道氣脫硫技術之一。該技術采用了旋轉(zhuǎn)噴霧器,投資低于濕法工藝,在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應用,在西歐的德國、意大利等國家利用較多。對中高硫燃料的SO2脫硫率能達到80-90%。
該技術的基本原理是由空氣加熱器出來的煙道氣進入噴霧式干燥器中,與高速旋轉(zhuǎn)噴嘴噴出的充分霧化的石灰、副產(chǎn)品泥漿液相接觸,并與其中SOX反應,生成粉狀鈣化合物的混合物,再經(jīng)過除塵器和吸風機,然后再將干凈的煙氣通過煙囪排出,其反應方程式為:
SO2 + Ca(OH)2? CaSO3 + H2O
SO3 + Ca(OH)2?? CaSO4 + H2O
該技術一般可分為吸收劑霧化、混合流動、反應吸收、水汽蒸發(fā)、固性物的分離五個階段,與其它干燥技術相比其獨特之處就在于吸收劑與高溫煙氣接觸前首先被霧化成了細小的霧滴,這樣便極大增加了吸收劑的比表面積,使得反應吸收及傳熱得以快速進行。其工藝流程如圖1所示【3】。該技術安裝費用相對較低,一般是同等規(guī)模的石膏法煙氣脫硫系統(tǒng)的70%左右。但存在著石灰石用量大、吸收劑利用率低及脫硫后的副產(chǎn)品不能夠再利用的難題,故該技術意味著要承擔雙倍的額外費用,即必須購買更多的石灰石和處理脫硫后的副產(chǎn)品,然后還要將其中的一部分花錢倒掉。
3.高脫硫率工藝 脫硫率>90%
濕法煙氣脫硫工藝是目前碚硫率最高的FGD技術,一般在Ca/S為1.05左右,脫硫效率達到90%以上。濕法工藝包括了許多不同類型的工藝流程,但是使用最多的還是以石灰石作為吸收劑的石灰石/石灰——石膏煙氣碚硫工藝。根據(jù)吸收塔的型式不同,石灰石/石灰——石膏工藝又可分為三類:逆流噴淋塔,順流填料塔和噴射流泡反應器。
高脫硫率煙所脫硫工藝的特征
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特性 | FGD工藝 | ||
逆流噴淋塔 | 順流填料塔 | 噴射流泡反應器 | |
脫硫效率(%) | 90~95%以上 | 90~95%以上 | 90~95%以上 |
使用的吸收劑 | 石灰或石灰石 | 石灰或石灰石 | 石灰或石灰石 |
脫硫副產(chǎn)品的處置和利用 | 商業(yè)化石膏、堆入灰場、回填 | 商業(yè)化石膏、堆入灰場、回填 | 商業(yè)化石膏、堆入灰場、回填 |
對電廠現(xiàn)有設備的影響 | 對除塵器沒有影響、吸收塔煙氣壓降為1.2-1.4kPa、煙氣對煙道和煙囪有腐蝕 | 對除塵器沒有影響、吸收塔煙氣壓降為1.2-1.4kPa、煙氣對煙道和煙囪有腐蝕 | 對除塵器沒有影響、吸收塔煙氣壓降為2.4-3.6kPa、煙氣對煙道和煙囪有腐蝕 |