2.中脫硫率工藝脫硫率70%~90%
中等脫硫技術(shù)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(shè)備較復(fù)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(shù)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(yīng)用的該技術(shù)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(dāng)部位(一般在空氣預(yù)熱器與除塵器之間)裝設(shè)增濕活化反應(yīng)器,使?fàn)t內(nèi)未反應(yīng)的CaO和水反應(yīng)生成Ca(OH)2,進一步吸收SO2,提高脫硫率。
LIFAC技術(shù)是將循環(huán)流化床技術(shù)引入到煙氣脫硫中來,是其開創(chuàng)性工作,目前該技術(shù)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(shù)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(shù)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(guān)電廠和紹興錢清電廠從芬蘭引進的LIFAC脫硫技術(shù)和設(shè)備目前已投入運行。
(2) 爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫技術(shù)是由德國Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司開發(fā)的。該技術(shù)的基本原理是:在鍋爐爐膛適當(dāng)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(shè)循環(huán)流化床反應(yīng)器,爐內(nèi)未反應(yīng)的CaO隨著飛灰輸送到循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi),在循環(huán)硫化床反應(yīng)器中大顆粒CaO被其中湍流破碎,為SO2反應(yīng)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(shù)將循環(huán)流化床技術(shù)引入到煙氣脫硫中來,是其開創(chuàng)性工作,目前該技術(shù)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(chǔ)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(yīng)器內(nèi),以此代替了爐內(nèi)噴鈣。在循環(huán)流化床反應(yīng)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(yīng)提供更大反應(yīng)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(shù)是一項發(fā)展最成熟的煙道氣脫硫技術(shù)之一。該技術(shù)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(yīng)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(shù)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(yīng),生成粉狀鈣化合物的混合物,再經(jīng)過除塵器和吸風(fēng)機,然后再將干凈的煙氣通過煙囪排出,其反應(yīng)方程式為:
SO2 + Ca(OH)2? CaSO3 + H2O
SO3 + Ca(OH)2?? CaSO4 + H2O
該技術(shù)一般可分為吸收劑霧化、混合流動、反應(yīng)吸收、水汽蒸發(fā)、固性物的分離五個階段,與其它干燥技術(shù)相比其獨特之處就在于吸收劑與高溫?zé)煔饨佑|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(yīng)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(shù)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(shù)意味著要承擔(dān)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(shù),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(yīng)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(yīng)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(shè)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 |