煙氣半干法脫硫技術方案

煙氣半干法脫硫技術方案1.吸收塔1.1工藝流程3尸口圖1-1循環(huán)流化床半干法工藝流程示意圖原煙氣由循環(huán)流化床半干法凈化裝置底部進入循環(huán)懸浮流化床脫硫塔。Ca(OH)2原料經(jīng)過螺旋輸送機送入脫硫塔，流態(tài)化的物料和煙氣中的二氧化硫在脫硫塔中發(fā)生化學反應，脫除掉大部分的二氧化硫。煙氣通過脫硫塔底部的文丘里管的加速，進入循環(huán)流化床體，物料在循環(huán)流化床里，氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動與混合，充分接觸，在上升的過程中，不斷形成絮狀物向下返回，而絮狀物在激烈湍動中又不斷解體重新被氣流提升，使得氣固間的滑落速度高達單顆?；渌俣鹊臄?shù)十倍；脫硫塔頂部結構進一步強化了絮狀物的返回，進一步提高了塔內(nèi)顆粒的床層密度，使得床內(nèi)的Ca/S比高達50以上。這樣循環(huán)流化床內(nèi)氣固兩相流機制，極大地強化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱，為實現(xiàn)污染物高脫除率提供了根本的保證。噴嘴的安裝位置設置在文丘里擴散段，噴入的霧化水以降低脫硫塔內(nèi)的煙溫，從而使得SO2與Ca(OH)2的反應轉(zhuǎn)化為可以瞬間完成的離子型反應。吸收劑、循環(huán)脫硫灰在文丘里段以上的塔內(nèi)進行第二步的充分反應，生成副產(chǎn)物CaSO3?1/2H2O,還與SO3等反應生成相應的副產(chǎn)物CaSO4?1/2H2O等。煙氣在上升過程中，顆粒一部分隨煙氣被帶出脫硫塔，一部分因自重重新回流到循環(huán)流化床內(nèi)，進一步增加了流化床的床層顆粒濃度和延長吸收劑的反應時間。煙氣在文丘里以上的塔內(nèi)流速為3.5?5.5m/s,煙氣在塔內(nèi)的氣固接觸時間大約為6?8秒左右，從而有效地保證了脫硫效率。從化學反應工程的角度看，SO2與氫氧化鈣的顆粒在循環(huán)流化床中的反應過程是一個外擴散控制的反應過程；SO2與氫氧化鈣反應的速度主要取決于SO2在氫氧化鈣顆粒表面的擴散阻力，或說是氫氧化鈣表面氣膜厚度。當滑落速度或顆粒的雷諾數(shù)增加時，氫氧化鈣顆粒表面的氣膜厚度減小，SO2進入氫氧化鈣的傳質(zhì)阻力減小，傳質(zhì)速率加快，從而加快SO2與氫氧化鈣顆粒的反應。只有在循環(huán)流化床這種氣固兩相流動機制下，才具有最大的氣固滑落速度。同時，脫硫脫硫塔內(nèi)的氣固最大滑落速度是否能在不同的鍋爐負荷下始終得以保持不變，是衡量一個循環(huán)流化床半干法脫硫工藝先進與否的一個重要指標，也是一個鑒別半干法脫硫能否達到較高脫硫率的一個重要指標。當氣流速度大于10m/s時，氣固間滑落速度很小或只在脫硫塔某個局部具有滑落速度，要達到很高的脫硫率是不可能的。噴入的用于降低煙氣溫度的水，通過以激烈湍動的、擁有巨大的表面積的顆粒作為載體，在塔內(nèi)得到充分的蒸發(fā)，保證了進入后續(xù)除塵器中的灰具有良好的流動狀態(tài)。凈化后的含塵煙氣經(jīng)脫硫塔的頂部出口進入布袋除塵器除去大部分細灰，由除塵器除下的細灰和大顆粒大部分經(jīng)過空氣斜槽循環(huán)進入脫硫塔，少量儲存于除塵器下灰斗外排。凈化后的煙氣經(jīng)引風機由煙囪排入大氣。當霧化水經(jīng)過回流式霧化噴嘴在脫硫塔中霧化，并與煙氣充分接觸，煙氣冷卻并增濕，氫氧化鈣粉顆粒同H2O、SO2、H2sO3反應生成干粉產(chǎn)物，整個反應分為氣相、液相和固相三種狀態(tài)反應，反應步驟及方程式如下：⑴SO2被液滴吸收；SO2（氣）+H20TH2so3（液）⑵吸收的SO2同溶液的吸收劑消石灰粉反應生成亞硫酸鈣；Ca（OH）2（液）+H2so3（液）TCaS03（液）+2H2OCa（OH）2（l3）+H2so3（液）iCaS03（液）+2H2O⑶液滴中CaSO3達到飽和后，即開始結晶析出CaSO3（液）iCaS03（固）⑷部分溶液中的CaSO3與溶于液滴中的氧反應，氧化成硫酸鈣CaSO3（液）+1/2O2（液）TCaS04（液）⑸CaSO4（液）溶解度低，從而結晶析出CaSO4（液）iCaSO4（固）⑹對未來得及反應的Ca（OH）2（固），以及包含在CaSO3（固）、CaSO4（固）內(nèi)的Ca（OH）2（固）進行增濕霧化。Ca（OH）2（固）iCa（OH）2（液）SO2（氣）+H20TH2so3（液）Ca（OH）2（液）+H2so3（液）TCaS03（液）+2H2OCaSO3（液）iCaS03（固）CaSO3（液）+1/2O2（液）TCaS04（液）CaSO4（液）TCaS04（固）⑺布袋除塵器脫除的煙灰中的未反應的Ca（OH）2（固），以及包含在CaSO3（固）、CaSO4（固）內(nèi)的Ca（OH）2（固）循環(huán)至脫硫塔內(nèi)繼續(xù)反應。Ca（OH）2（固）TCa（0H）2（液）SO2（氣）+H20TH2so3（液）Ca（OH）2（液）+H2so3（液）TCaS03（液）+2H2OCaSO3（液）TCaS03（固）CaSO3（液）+1/2O2（液）TCaS04（液）CaSO4（液）TCaS04（固）1.2工藝、結構特點：1）采用計算流場模擬，優(yōu)化吸收塔結構通過計算機模擬技術，對吸收塔進出口導流板設置以及文丘里設計提供指導，采用七孔文丘里，使塔內(nèi)流場均勻，無煙氣死角,平衡吸收塔阻力，防止塔內(nèi)積灰。

單孔文丘里流場經(jīng)過優(yōu)化的七孔文丘里流場5.iiUt+ijij，再g如4.50t+OD4.S5t+0O4.D0ctD03.75<+n03.50t*00：3.35cti：h：i3.D0i*D02.?5<+Q0a.通to2.35t+ULi2.D0e*D01.15q必1.?c*0i：i1.35(+001.gg如?.50<-Cr15.0Ot-ai3.5Oc-014.754*004.5Dt+[in&很皿i4M7031752+00S50c*00asm單孔文丘里流場經(jīng)過優(yōu)化的七孔文丘里流場5.iiUt+ijij，再g如4.50t+OD4.S5t+0O4.D0ctD03.75<+n03.50t*00：3.35cti：h：i3.D0i*D02.?5<+Q0a.通to2.35t+ULi2.D0e*D01.15q必1.?c*0i：i1.35(+001.gg如?.50<-Cr15.0Ot-ai3.5Oc-014.754*004.5Dt+[in&很皿i4M7031752+00S50c*00asm3.UUC*LIHa7區(qū)+口口asfc-ooaa^+ijijaOOc*DO1.75<-i：?：i150t*00125h+0O1.|：||：11*0|：|75(k-cn5OCt-OIash-ciu.Ddc+uu圖1-2脫硫反應器流場數(shù)值模擬計算2）設備使用壽命長、維護量小。塔內(nèi)完全沒有任何運動部件和支撐桿件，操作氣速合理，塔內(nèi)磨損小，沒有堆積死角，設備使用壽命長、檢修方便。特別是由于通過進氣結構的改進設計，使煙氣負荷在30%?110%變化范圍內(nèi)，均可保證塔內(nèi)良好的氣固混合和充分的接觸，無須在塔內(nèi)增加絮流圈，保證了塔內(nèi)不出現(xiàn)堆積死角。吸收塔文丘里部分選用耐磨的16Mn鋼，防止高速煙氣的快速磨損。3）煙氣與物料接觸時間長、接觸充分，脫硫效率高。由于設計選擇最佳的操作氣速，使得氣固兩相流在脫硫塔內(nèi)的滑落速度最大，脫硫反應區(qū)床層密度高，顆粒在脫硫塔內(nèi)停留時間長，煙氣在塔內(nèi)的氣固接觸時間長，使得脫硫塔內(nèi)的氣固混合、傳質(zhì)、傳熱更加充分，優(yōu)化了脫硫反應效果，從而保證了達到較高的脫硫效率。4）控制簡單。投標人提供的循環(huán)流化床半干法脫硫技術的工藝控制過程主要通過三個回路實現(xiàn)（見圖1-2）,這三個回路相互獨立，互不影響。清潔煙氣圖1-3CFB-FGDH藝控制回路圖a.SO2排放控制：根據(jù)脫硫塔出口煙氣SO2濃度控制消石灰粉的給料量，保證達到按要求的SO2排放濃度。b.溫度控制：為了促進消石灰和SO2的反應，通過向脫硫塔內(nèi)噴水來降低煙氣的溫度。通過對脫硫塔出口溫度的測定，控制雙流體噴嘴向脫硫塔內(nèi)噴水，以使溫度降低到設定值。工藝水通過水泵以一定的壓力注入，經(jīng)霧化后噴入至脫硫塔中。脫硫系統(tǒng)停止運行時，工藝水會自動停止注入。c.脫硫塔的壓降控制：脫硫塔的壓降由煙氣壓降和固體顆粒壓降兩部分組成。由于循環(huán)流化床內(nèi)的固體顆粒濃度（或稱固一氣比）是保證流化床良好運行的重要參數(shù)，在運行中只有通過控制脫硫塔的壓降來實現(xiàn)調(diào)節(jié)床內(nèi)的固一氣比，以保證脫硫塔始終處于良好的運行工況，它是通過調(diào)節(jié)除塵器灰斗下料進空氣斜槽的物料量，以控制送回脫硫塔的再循環(huán)量，從而保證了床內(nèi)脫硫反應所需的固體顆粒濃度。加入脫硫塔的消石灰和水是相對獨立的，便于控制消石灰用量及噴水量，從而使操作溫度的控制變得更加容易。5）無須防腐。循環(huán)流化床半干法脫硫塔內(nèi)具有優(yōu)良的傳質(zhì)傳熱條件，使塔內(nèi)的水分迅速蒸發(fā)，并且可脫除幾乎全部的SO3，煙氣溫度高于露點15c以上，脫硫塔及其下游設備不會產(chǎn)生腐蝕。6）良好的入口煙氣二氧化硫濃度變化適應性。當要求的脫硫效率發(fā)生變化時，無需增加任何工藝設備，僅需調(diào)節(jié)脫硫劑的耗量便可以滿足更高的脫硫率的要求。2,布袋除塵器詳細說明除塵器采用布袋除塵器，當凈化反應后的含塵氣體由煙道進入布袋除塵器進風口，考慮到凈化除塵效果的要求，布袋除塵器內(nèi)部結構上增設了沉降室，起到預分離的作用，進一步加強布袋預收塵，并保證布袋除塵器安全運行。在此沉降段內(nèi)，煙氣與導流板相撞擊，粗顆粒粉塵掉入灰斗。氣流隨后折轉(zhuǎn)向上，通過內(nèi)部裝有金屬架的濾袋，粉塵被捕集在濾袋的外表面，使氣體凈化。凈化后的氣體進入濾袋室上部的清潔室，匯集到出風管排出。隨著除塵器的連續(xù)運行，當濾袋表面的粉塵達到一定厚度時，氣體通過濾料的阻力增大，布袋的透氣率下降，用脈沖氣流清吹布袋內(nèi)壁，將布袋外表面上的粉餅層吹落，塵層跌入灰斗，濾袋又恢復了過濾功能。該系統(tǒng)分為多個室，采用“離線脈沖反吹清灰”的清灰方式。清灰采用“定時清灰”和“差壓清灰”兩種控制方式，采用優(yōu)先控制原則，時間到，定時清灰優(yōu)先；差壓到，差壓清灰優(yōu)先。定時清灰：當清灰時間到，布袋除塵器將自動清灰，清灰結束后，重新計時；定壓清灰：當布袋除塵器進出口壓差達到設定值1200Pa（可根據(jù)調(diào)試情況調(diào)整），布袋除塵器將自動清灰，清灰結束后，重新計時。布袋除塵器本體設有旁路煙道，當溫度或差壓超過設定值時，旁路自動運行，以保證系統(tǒng)安全平穩(wěn)工作。除塵器的底部灰斗中的灰部分經(jīng)流量控制閥排出。除塵器灰斗上設有電加熱保溫，在冷態(tài)情況下啟動或臨時停運時使用，保證布袋除塵器本體內(nèi)壁不至于出現(xiàn)酸結露，在鍋爐正常運行的條件下加熱器關閉。煙氣經(jīng)布袋除塵器除塵后，經(jīng)煙道進入引風機后被排入大氣。本系統(tǒng)供氣由獨立貯氣罐供給，氣源由業(yè)主提供。本系統(tǒng)除塵效率299.997%,阻力wl200Pa,保證阻力wl500Pa。（1）本工程布袋除塵器總體技術性能：1）布袋除塵器入口煙塵濃度按800?1200g/Nm3考慮2）除塵器出口排放濃度：＜30mg/Nm3o3）除塵器采用定阻、定時兩種清灰程序自動控制。4）除塵器漏風率：＜1%。5）除塵器過濾風速：0.749m/min。6）濾袋材質(zhì)：PPS+PTFE浸漬處理。7）布袋規(guī)格①160x6800,單進風雙排共12室，共有濾袋數(shù)量1512只。總過濾面積5160m2。8）除塵器設有旁路閥，旁路閥本體的泄漏率為零。9）除塵器所有的傳動部件充分考慮到結構的熱膨脹、煙氣中的灰塵以及酸腐蝕，并采用完善的技術措施，實現(xiàn)影響鍋爐運行的故障率為0。10）所提供的設備為當代成熟技術制造，并具有良好的啟動靈活性和可靠性，能滿足機組變負荷的需要及技術參數(shù)的要求，并能在招標方所提供的煙氣含塵條件和自然條件下長期、安全地運行并達到排塵要求。除塵主體設備的使用壽命為30年。11）電磁脈沖閥使用壽命可達到100萬次。12）除塵器按承受正壓7000Pa,負壓8000Pa設計。3.消化站為了統(tǒng)一考慮現(xiàn)有2x85t/h循環(huán)流化床鍋爐和新建1x135t/h鍋爐脫硫吸收劑——消石灰的供應，降低消石灰的采購成本，同時提高消石灰品質(zhì)，降低建設造價，故利用現(xiàn)有建材廠的現(xiàn)有設備，進行改造，提高消石灰品質(zhì)。吸收劑消石灰粉制備存儲及輸送系統(tǒng)主要包括生石灰粉倉系統(tǒng)（倉頂布袋除塵器、壓力釋放閥、倉底流化風、高低料位，該設備利舊）、手動插板閥、計量給料機（含稱重倉）、生石灰緩沖倉、三級干消化器、星形鎖氣器、消化水泵、消化水箱、輸送倉泵（利舊）、散裝機、羅茨風機、管道等。生石灰粉品質(zhì)要求：純度：＞85%細度：w2mm加適量水后4min內(nèi)溫度可升高至60c干消化器采用三級干消化器，生石灰粉從現(xiàn)有生石灰粉倉通過氣體輸送至生石灰緩沖倉，通過計量給料機（含稱重倉）進入三級干消化器，先在第一級消化器中進行預消化，然后再第二級消化器中，第三極消化器中進行消化，然后通過鎖氣器，噴射泵輸送至消石灰粉倉儲存。其中，2x85t/h循環(huán)流化床鍋爐脫硫反應器消石灰粉倉，利用現(xiàn)有倉泵，移至新建消石灰粉倉。通過散裝機，密封槽車，運至新建1x135t/h鍋爐脫