一、背景介紹
尼康科技公司位于河南省平頂山市葉縣工業(yè)園內,Ⅰ期安裝2臺30MW背壓式汽輪發(fā)電機組,配2臺260t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐,于2015年10月建成投產。設計之初考慮二氧化硫污染日益嚴重,秉著高度的社會責任感,為適應不斷嚴格的二氧化硫排放標準及企業(yè)自身發(fā)展的需求,提出3個選用脫硫工藝的原則:
(1)脫硫后排煙中的SO2應符合國家排放標準的規(guī)定和新建機組環(huán)境評價要求;(2)脫硫設施的經濟性高;(3)脫硫設施能穩(wěn)定運行,脫硫率穩(wěn)定,維修工作量小。
二、CFB-FGD半干法煙氣脫硫技術原理
典型的CFB-FGD系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、布袋除塵器系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)及供應系統(tǒng)、物料循環(huán)系統(tǒng)及電氣儀表系統(tǒng)等組成。來自鍋爐的空氣預熱器的煙氣從吸收塔底部進入吸收塔。在此處高溫煙氣與加入的吸收劑、循環(huán)脫硫灰充分預混合,進行初步的脫硫反應,在這一區(qū)域主要完成吸收劑與HCl、HF的反應。
然后煙氣通過脫硫塔下部的文丘里管的加速,進入循環(huán)流化床床體;物料在循環(huán)流化床里,氣固兩相由于氣流的作用,產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,形成類似循環(huán)流化床鍋爐所*的內循環(huán)顆粒流,使得氣固間的滑落速度高達單顆?;渌俣鹊臄凳?;
脫硫塔頂部結構進一步強化了絮狀物的返回,進一步提高了塔內顆粒的床層密度,使得床內的Ca/S比高達50以上,SO2充分反應。在文丘里的出口擴管段設有噴水裝置,噴入的霧化水用以降低脫硫反應器內的煙溫,使煙溫降至高于煙氣露點20℃左右,從而使得SO2與Ca(OH)2的反應轉化為可以瞬間完成的離子型反應。
第二步的充分反應,生成副產物CaSO3˙1/2H2O。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,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。
由于流化床中氣固間良好的傳熱、傳質效果,SO3全部得以去除,加上排煙溫度始終控制在高于露點溫度20℃以上,因此煙氣不需要再加熱,同時整個系統(tǒng)也無須任何的防腐處理。凈化后的含塵煙氣從脫硫塔頂部側向排出,然后轉向進入脫硫后除塵器進行氣固分離,再通過引風機排入煙囪。
三、尼康科技公司脫硫工藝
(一)脫硫劑的選擇。脫硫劑采用當地生產的生石灰粉,通過脫硫系統(tǒng)配套消化器制成消石灰粉,根據脫硫需要加入到脫硫塔中。
(二)主要反應機理
Ca(OH)2+SO2=CaSO3˙1/2H2O+1/2H2O
Ca(OH)2+SO3=CaSO4˙1/2H2O+1/2H2O
CaSO3˙1/2H2O+1/2O2=CaSO4˙1/2H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2˙2H2O(~75℃)(強吸潮性物料)
2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2.Ca(OH)2˙2H2O(>120℃)
Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O
(三)工藝流程及脫硫效果分析。
通過公司實時對脫硫效果進行在線檢測,煙氣處理前和處理后的具體監(jiān)測項目、數據分析在線檢測數據,煙氣處理系統(tǒng)*達到設計要求,排放指標符合《火電廠大氣污染物排放標準》及平頂山市地方環(huán)保要求。二氧化硫排放濃度由2181mg/Nm3降低至50mg/Nm3左右,排放量由11474t/a降至250t/a;鍋爐尾部煙塵濃度約為
45000mg/Nm3經布袋除塵器除塵后,其煙塵排放濃度為
10mg/Nm3左右,煙塵排放量由236753t/a減少為52.61t/a;運行以來取得了良好的社會效益。
四、系統(tǒng)維護
(1)CFB-FGD半干法煙氣脫硫工藝中噴水量的控制系統(tǒng)及其控制方法屬于半干法煙氣脫硫技術領域,噴嘴的霧化效果關系到脫硫效率機系統(tǒng)正常運行,需要高品質噴嘴且要經常性更換,維護費用較高。
(2)系統(tǒng)除塵為布袋除塵,除塵效率高,但布袋易老化破裂,最長三年就要更換一次,更換費用上百萬。在日常運行中,為了延長布袋使用壽命,應掌握好噴水量和煙氣量的比例和灰斗內的加熱設備穩(wěn)定運行,防止大量的水氣附著在布袋上。
(3)消石灰品質要符合要求,保證其純度,以減少清理積灰的次數。
結束語:
半干法煙氣凈化技術作為一項高性能多效的大氣污染控制技術,已成熟應用于尼康科技熱電車間的生產中,其副產品處理方法簡單且對環(huán)境不會造成嚴重污染,系統(tǒng)技術完達到高效除塵脫硫的效果。