石灰石石膏法脫硫技術(shù)中干磨制漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

1、石灰石石膏法脫硫技術(shù)中干磨制漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討本篇文章來(lái)源于中國(guó)脫硫脫硝資訊網(wǎng)原文鏈接：王正華 張力湖南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院摘要：干磨制漿系統(tǒng)因投資少，無(wú)腐蝕等問題，在火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。本文就干磨制漿系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析，認(rèn)為干磨系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化選型并采取措施防治二次污染及降低石灰石表面含水率以及選取合適的石灰石供應(yīng)點(diǎn)等問題，分析的結(jié)果為火電廠采用干磨制漿系統(tǒng)時(shí)提供一定的指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：脫硫，干磨1. 引言隨著我國(guó)在脫硫方面環(huán)保力度的增加以及脫硫裝置國(guó)產(chǎn)化的深入，石灰石石膏法脫硫技術(shù)將繼續(xù)成為我國(guó)煙氣脫硫工藝的主流1 。石灰石石膏濕法脫硫工藝常常采用廉價(jià)的石灰石作為脫硫吸

2、收劑，由于石灰石的品質(zhì)對(duì)脫硫效果及石膏的銷售有直接的影響，同時(shí)石灰石漿液制備系統(tǒng)的合理化設(shè)計(jì)不僅直接影響電廠脫硫裝置的初始投資和運(yùn)行成本，而且如果考慮不當(dāng)會(huì)對(duì)電廠附近區(qū)域造成二次污染。因此石灰石石膏法煙氣脫硫中石灰石漿液制備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)常常成為脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中的焦點(diǎn)。石灰石作為吸收劑的制備和供應(yīng)一般有三種方式：采用干式磨制粉、加水制漿（干式粉磨車間可建在電廠內(nèi)，也可建在電廠外、礦山附近）；采用濕式球磨機(jī)直接制漿；采購(gòu)石灰石粉成品運(yùn)至電廠，在廠內(nèi)加水制漿。由于目前地區(qū)性石灰石供應(yīng)情況不同，特別是煙氣脫硫在地區(qū)內(nèi)沒有形成規(guī)?；那闆r下，直接供應(yīng)粒徑小于20mm 的石灰石顆粒一般沒有問題，但較細(xì)的石

3、灰石粉（如粒徑小于60 am）的生產(chǎn)廠家基本很少。同時(shí)外購(gòu)石灰石粉的供應(yīng)和價(jià)格直接影響到脫硫裝置的運(yùn)行，相關(guān)文獻(xiàn)2對(duì)夏港4 X 135MW機(jī)組電廠煙氣脫硫裝置的制粉系統(tǒng)做過(guò)分析比較，結(jié)論為:當(dāng)外購(gòu)成品石灰石粉的到廠價(jià)（含稅）低于113.6元/t時(shí)。外購(gòu)成品石灰石粉方案優(yōu)于干法制備方案；當(dāng)外購(gòu)成品石灰石粉的到廠價(jià)（含稅）低于 121.8 元 t 時(shí) ,外購(gòu)成品石灰石粉方案將優(yōu)于濕法制備方案。由于目前外購(gòu)成品石灰石粉價(jià)格普遍較高（如湖南在180 元 t 左右），因此外購(gòu)成品石灰石粉方案目前設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少，前兩種方式應(yīng)用較多。字串1從表1中可以看出干磨制漿方案相對(duì)濕磨制漿方案具有一定的優(yōu)勢(shì)，因此在煙

4、氣脫硫推廣中選擇干磨制漿方案的火電廠越來(lái)越多，如杭州半山、山西太原、重慶珞璜、廣東粵連、湘潭電廠等。由于我國(guó)從脫硫技術(shù)的引進(jìn)到近期煙氣脫硫在全國(guó)性推廣，濕磨制漿方式占主導(dǎo)地位，因此很多火電廠對(duì)干磨制漿方案缺乏一定的了解，在選擇吸收劑制備方案上往往難以根據(jù)自身的情況進(jìn)行選擇?；诖吮疚膶?duì)干磨制漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析，為火電廠進(jìn)行合理化選擇吸收劑制備系統(tǒng)提供一定的參考。2. 干磨制漿制備方案我國(guó)很多地區(qū)特別是中部和南方地區(qū)的電廠周圍一般有豐富的石灰石礦山，具有在石灰石礦山附近建設(shè)干磨制粉廠的條件；加上我國(guó)很多電廠在主體工程建設(shè)時(shí)沒有預(yù)留脫硫場(chǎng)地的空間，即使預(yù)留了一定的空間，還要考慮今后新建設(shè)項(xiàng)目

5、的場(chǎng)地，如脫硝裝置等；另外廠內(nèi)自建干磨車間易造成粉塵和噪音污染問題，因此在廠外建設(shè)干磨車間、場(chǎng)內(nèi)制漿方案常常成為許多火電廠的首選。2.1 干磨制漿系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 1 和圖 2 分別給出臥式磨和立式磨系統(tǒng)流程示意圖。開采的石灰石通過(guò)卸料機(jī)械卸到石灰石堆場(chǎng)上堆放。堆場(chǎng)的堆放點(diǎn)和設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)。如果石灰石供應(yīng)點(diǎn)距離磨制車間較近，可以直接將石灰石卸到卸料斗或設(shè)計(jì)1 天左右儲(chǔ)存量的堆料廠，石灰石供應(yīng)點(diǎn)距離磨制車間較遠(yuǎn)（1 公里以上），一般易在卸料斗附近設(shè)置堆場(chǎng)，設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量約為全廠脫硫系統(tǒng)3-5 天的石灰石耗量較為適宜。堆場(chǎng)上儲(chǔ)存的石灰石塊料經(jīng)輸送機(jī)械送到堆場(chǎng)附近的卸料斗中，然后進(jìn)入吸

6、收劑制備系統(tǒng)，進(jìn)行粉磨。干磨制粉車間從石灰石卸料斗開始，并包括卸料斗。直徑不大于20mm 的石灰石塊料，經(jīng)卸料斗、皮帶輸送機(jī)、斗式提料機(jī)送至石灰石塊倉(cāng)，石灰石塊倉(cāng)設(shè)計(jì)容量應(yīng)按全廠的FGD 裝置所需1-3 天的石灰石耗量設(shè)計(jì)，石灰石塊倉(cāng)下設(shè)計(jì)兩個(gè)下料口，分別設(shè)置一臺(tái)皮帶稱重給料機(jī)，可通過(guò)變頻電機(jī)調(diào)節(jié)皮帶行走速度改變給料量，實(shí)現(xiàn)定量給料自動(dòng)控制。字串 2石灰石塊料由皮帶秤重給料機(jī)送入干磨機(jī)。符合細(xì)度要求的粉料經(jīng)輸送設(shè)備進(jìn)入粉倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)存。石灰石粉倉(cāng)設(shè)計(jì)容量按全廠的 FGD 裝置所需3-5 天石灰石耗量設(shè)計(jì)，考慮電廠石灰石粉的運(yùn)行方式，易設(shè)置兩個(gè)粉倉(cāng)，不僅可以降低石灰石粉倉(cāng)的尺寸和高度，同時(shí)有利于石灰石

7、粉的裝車。磨制好的石灰石粉用密封罐車運(yùn)至電廠的石灰石儲(chǔ)倉(cāng)，石灰石粉分別進(jìn)入石灰石漿罐分別進(jìn)行制漿，每個(gè)石灰石粉倉(cāng)設(shè)計(jì) 1-2 個(gè)下料口，每個(gè)下料口設(shè)置一個(gè)變頻旋轉(zhuǎn)給料閥和一個(gè)皮帶稱重給料機(jī)，以達(dá)到控制制漿的目的。電廠內(nèi)的石灰石漿液制備的設(shè)計(jì)方式可以采用三種方式：1） 設(shè)一座石灰石儲(chǔ)倉(cāng)母?jìng)}（儲(chǔ)量可按全廠的FGD 裝置所需約3 天的石灰石耗量設(shè)計(jì)）和各機(jī)組脫硫所需的石灰石儲(chǔ)倉(cāng)子倉(cāng) （儲(chǔ)量可按對(duì)應(yīng)的FGD 裝置所需約1 天的石灰石耗量設(shè)計(jì)）。 母?jìng)}內(nèi)的石灰石粉經(jīng)氣力輸送到石灰石儲(chǔ)倉(cāng)子倉(cāng)，就地制漿，制備的漿液供應(yīng)相對(duì)應(yīng)的脫硫裝置。2） 設(shè)各機(jī)組脫硫所需的石灰石儲(chǔ)倉(cāng)子倉(cāng)（儲(chǔ)量可按對(duì)應(yīng)的FGD 裝置所需約

8、3 天的石灰石耗量設(shè)計(jì)），就地制漿，制備的漿液供應(yīng)相對(duì)應(yīng)的脫硫裝置。3） 只設(shè)石灰石儲(chǔ)倉(cāng)母?jìng)}（儲(chǔ)量可按全廠的FGD 裝置所需3-5 天石灰石耗量設(shè)計(jì)）。就地制漿，制備的漿液供應(yīng)全廠的脫硫裝置。第一種方式所需場(chǎng)地較大，但具有相對(duì)較好的靈活性，特別是對(duì)于多臺(tái)機(jī)組的火電廠易優(yōu)先考慮；第二種方式中各脫硫裝置相對(duì)獨(dú)立，提高了石灰石粉額運(yùn)輸成本，互補(bǔ)性相對(duì)差，但省去了母?jìng)}的脫硫場(chǎng)地，一般在單臺(tái)機(jī)組火電廠或火電廠內(nèi)機(jī)組投資方相對(duì)獨(dú)立的火電廠適宜推廣；第三種方式最省場(chǎng)地，適宜于單臺(tái)機(jī)組的火電廠。在多套脫硫裝置的設(shè)計(jì)中此方案適宜用在脫硫裝置比較集中的電廠，在相距較遠(yuǎn)的情況下供漿距離較長(zhǎng)，同時(shí)缺少靈活性，一般不推

9、薦此種方式。字串 92.2 干磨制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見問題分析從表 1 中可以看出干磨制粉系統(tǒng)雖然具有投資低、系統(tǒng)腐蝕小等優(yōu)點(diǎn)，但具有磨損大、粉塵污染以及對(duì)石灰石水份較敏感等問題，因此在干磨制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中針對(duì)這些問題采取合理的設(shè)備選型及優(yōu)化設(shè)計(jì)尤為重要。.2.1 干磨系統(tǒng)的優(yōu)化選型干式磨粉系統(tǒng)一般分成臥式鋼球磨系統(tǒng)和立式輥磨系統(tǒng)（兩種磨機(jī)系統(tǒng)的流程示意圖見圖1、圖2）。2.2.1 干磨系統(tǒng)的優(yōu)化選型干式磨粉系統(tǒng)一般分成臥式鋼球磨系統(tǒng)和立式輥磨系統(tǒng)（兩種磨機(jī)系統(tǒng)的流程示意圖見圖1、圖2）。圖 1 臥式筒磨系統(tǒng)圖：圖 2 立式輥磨系統(tǒng)圖：） 臥式球磨系統(tǒng)的工作原理如下：球磨機(jī)的主體是一個(gè)水平裝在兩個(gè)

10、大型軸承上的低速回轉(zhuǎn)的筒體3 。 球磨機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)及周邊大齒輪減速傳動(dòng)，或由低轉(zhuǎn)速同步電機(jī)直接通過(guò)周邊大齒輪減速傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)部回轉(zhuǎn)。筒體內(nèi)部裝有適當(dāng)?shù)哪サV介質(zhì)鋼球或鋼段。磨礦介質(zhì)在離心力和磨擦力的作用下，被提升到一定的高度，呈拋落或泄落狀態(tài)落下。被磨制的物料由給料口連續(xù)地進(jìn)入筒體內(nèi)部，被運(yùn)動(dòng)的磨礦介質(zhì)所粉碎，并通過(guò)溢流和連續(xù)給料的力量將產(chǎn)品排出機(jī)外。然后經(jīng)高效選粉機(jī)，符合粒徑要求的成品粉氣進(jìn)入袋式收塵器，在袋式收塵器中將成品粉收集下來(lái)。而自選粉機(jī)分離出來(lái)的大顆粒仍送回至磨機(jī)入口進(jìn)行碾磨。臥式筒磨系統(tǒng)圖如圖1 所示。字串 52） 立式輥磨系統(tǒng)的工作原理如下：電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)

11、，物料從進(jìn)料口落在磨盤中央，同時(shí)熱風(fēng)從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入磨內(nèi)，在離心力的作用下，物料向磨盤邊緣移動(dòng)，經(jīng)過(guò)磨盤上的環(huán)形槽時(shí)受到磨輥的碾壓而粉碎，粉碎后的物料在磨盤邊緣被風(fēng)環(huán)處高速氣流帶起，大顆粒直接落到磨盤上重新粉磨，氣流中的物料經(jīng)過(guò)分離器時(shí)，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的作用下，粗粉落到磨盤重新粉磨，合格細(xì)粉隨氣流一起出磨，在收塵裝置中收集，即為產(chǎn)品。含有水分的物料在與熱氣體的接觸過(guò)程中被烘干，達(dá)到所要求的產(chǎn)品水分。立式輥磨系統(tǒng)圖如圖2 所示。表 2 給出了臥式筒磨系統(tǒng)和立式輥磨系統(tǒng)的比較。從表2 可以看出立磨系統(tǒng)與臥式球磨系統(tǒng)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。電廠在選擇方案時(shí)可以根據(jù)當(dāng)年的價(jià)格性能比進(jìn)行合理選擇。表 2 臥式筒磨系統(tǒng)和

12、立式輥磨系統(tǒng)的比較.2.2 防治粉塵污染的設(shè)計(jì)方案干磨制粉由于設(shè)備泄漏常常會(huì)造成周圍環(huán)境的粉塵污染，在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取有效措施，控制粉塵的污染。這些措施包括：1) 整個(gè)系統(tǒng)按負(fù)壓設(shè)計(jì)；2) 所有卸料點(diǎn)都設(shè)置袋式收塵器負(fù)壓排風(fēng)除塵；3) 石灰石塊倉(cāng)和石灰石粉倉(cāng)頂部都設(shè)置倉(cāng)頂袋收塵器，磨內(nèi)通風(fēng)和選粉機(jī)采用氣箱脈沖袋式收塵器；所有除塵器濾袋采用聚四氟乙烯覆膜濾料，保證排出氣體含塵濃度小于50mg/m3 (標(biāo)態(tài))；4) 輸送設(shè)備采用密閉的管式螺旋輸送機(jī)；5) 為了防止干粉制漿時(shí)，含粉氣體的漏出，在石灰石漿罐頂部設(shè)置了一個(gè)帶有水封的漿罐排氣裝置，有效地控制含粉氣體的逸出。2.2.3 降低石灰石表面含水率的設(shè)

13、計(jì)方案一般情況下, 礦山開采時(shí)石灰石的含水率(指石灰石表面水的相對(duì)含水量)較低，一般在0.3-0.4%之間。但由于運(yùn)輸過(guò)程中石灰石受潮以及少量的粘土摻入, 會(huì)使石灰石含水率略有增加，在石灰石運(yùn)到堆場(chǎng)前的運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中受到雨淋 , 加上混有大量泥沙時(shí), 石灰石表面的含水率會(huì)大大增加。此時(shí), 磨機(jī)內(nèi)由于含水率的增高(超過(guò)3%)，會(huì)出現(xiàn)糊球現(xiàn)象，影響石灰石干磨系統(tǒng)正常運(yùn)行。因此在設(shè)計(jì)中因采取措施降低石灰石表面含水率，一般方案為：1) 石灰石堆場(chǎng)上建防雨棚, 將石灰石堆放幾天, 使之自然晾干, 取料時(shí)采用干濕場(chǎng)地, 輪流取料, 以減少石灰石表面含水率；字串 22) 采用烘干加粉磨的磨機(jī)，這種磨機(jī)的磨

14、頭部位設(shè)置一個(gè)烘干倉(cāng)，可引入熱風(fēng), 使揚(yáng)起的物料與熱風(fēng)充分接觸，達(dá)到烘干物料的目的。2.2.4 其它在采用干磨制漿設(shè)計(jì)方案時(shí)，還要充分認(rèn)識(shí)到干磨制漿系統(tǒng)和濕磨制漿系統(tǒng)的不同，應(yīng)充分綜合電廠自身情況和外部條件進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)，如石灰石供應(yīng)點(diǎn)的選取。廠外干磨車間建設(shè)涉及面比濕磨系統(tǒng)多，如石灰石貯量、品質(zhì)、征地、運(yùn)輸路線以及用水用電和生產(chǎn)管理等因素都直接影響到初始投資和運(yùn)行成本。特別是對(duì)于多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行的電廠在煙氣脫硫裝置建設(shè)投運(yùn)有先后時(shí)，采用干磨制漿設(shè)計(jì)方案時(shí)更要統(tǒng)籌考慮。3. 總結(jié)干磨制漿系統(tǒng)相對(duì)濕磨制漿系統(tǒng)有投資低、系統(tǒng)無(wú)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在煙氣脫硫技術(shù)推廣中將會(huì)占有越來(lái)越多的市場(chǎng)，因此火電廠應(yīng)對(duì)脫硫裝置中干磨制漿系統(tǒng)進(jìn)行充分的了解，本文對(duì)干磨制漿系統(tǒng)和一些常見問題進(jìn)行了分析，認(rèn)為干磨制漿系統(tǒng)應(yīng)合理化設(shè)計(jì)，特別是設(shè)計(jì)中要進(jìn)