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烟气循环流化床脱硫工艺的技术经济分析
浏览: 361 发布日期:2019-10-26

  烟气循环流化床锅炉除尘器工艺是 近几年迅速发展起来的、适用于燃煤电厂的一种新的干法脱硫工艺。它基于循环流化床原理,通过物料在反应塔内的内循环和高倍率的外循环,形成含固量很高的烟气流化床,从而强化了脱硫吸收剂颗粒之间、烟气中SO2,SO3,HC1,HF等气体与脱硫吸收剂间的传热传质性能,将运行温度降到露 点附近,并延长了固体物料在反应塔内的停留时间(达30~60min),提高了吸收剂的利用率和脱硫效率。在钙硫比为1.1~1.5的情况下,系统脱硫效率可达90%以上,完全可与石灰石/石膏湿法工艺相媲美。是 一种性价比较高的干法或半干法烟气脱硫工艺。

  经过20多年的深入研究和商用经验的积累,以及对工艺化学过程和工程实践理解的深入,烟气循环流化床脱硫技术在较近几年得到了快速发展,不仅技术成熟可靠,而且投资运行费用也大为降低,约为湿法工艺的50%一70%。

  其主要特点:(1)吸收剂为干态消石灰粉。吸收剂从反应塔上游的入口烟道喷入,属干法脱硫工艺;(2)采用的烟气增湿系统,增湿水量仅与反应塔出口烟气温度有关,而与烟气中的SO2浓度、吸收剂喷入量等无关;(3)采用部分净化烟气再循环的方式来提高低负荷时的运行可靠性和反应塔床料的稳定性;(4)采用机械式预除尘器。

  RCFB工艺流程。与CFB工艺相比,RCFB工艺主要在反应塔的流场设计和塔顶结构上作了较大改进。它的主要特点是 :(1)反应塔内增加了扰流板和塔顶物料回流装置,强化了内循环,取消了预除尘器;(2)吸收剂为干态消石灰粉或石灰浆液,从反应塔底部喷入,属干法或半干法脱硫工艺;(3)反应塔扩散段上安装了若干个回流式压力水喷嘴,使吸收剂颗粒与水雾接触更均匀、更充分;(4)烟气在塔内的停留时间长,达4s以上。

  GSA工艺流程。其主要特点是 :(1)吸收剂以石灰浆液形式从反应塔底部的中心喷入,属半干法脱硫工艺;(2)采用高位布置的旋风分离器作为预除尘器;(3)可在较低的趋近绝热饱和温度(△T3~6℃)下运行。

  在场地紧缺的现有机组和新建机组建设脱硫工程时,烟气循环流化床脱硫工艺是 可选的、有效的脱硫方案之一。其主要原因是 该工艺结构简单、设备布置紧凑、且可利用现有的设备如烟囱、除尘器等,占用场地仅为湿法工艺的30%一40%。

  1、技术优点

  (1)脱硫效率高。在钙硫比为1.1~1.5时,脱硫效率可达90%以上,是 目前各种干法、半干法烟气脱硫工艺中较高的,可与湿法工艺相媲美。

  (2)工程投资、运行费用和脱硫成本较低。约为湿法工艺的50%~70%。

  (3)工艺流程简单,系统设备少。约为湿法工艺的40%~50%,且转动部件少,从而提高了系统的可靠性,降低了维护和检修费用。

  (4)占地面积小。约为湿法工艺的30%~40%,且系统布置灵活,非 常适合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组。

  (5)能源消耗低。电耗、水耗等约为湿法工艺的30%一50%。

  (6)能有效脱除SO3氯化物和氟化物等有害气体。锅炉脉冲除尘器其脱除效率远高于湿法工艺,达90%一99%,因而对反应塔及其下游的烟道、烟囱等设备的腐蚀性较小,可不采用烟气再热器,对现有的烟囱可不进行防腐处理,直接使用干烟囱排放脱硫烟气。

  (7)无脱硫废水排放,且脱硫副产品呈干态。不会造成二次污染,对综合利用和处置堆放有利。

  (8)脱硫后烟尘既可用静电除尘器,也可用布袋除尘器捕集。

  (9)已有10多年的运行经验,工艺成熟、可靠。已应用的较大装机容量达300MW。

  (10)在脱硫吸收剂中加入少量的铁基催化剂,可脱除60%一90%的氮氧 化物。具有脱硫、脱氮一体化的发展潜力。

  2、缺点和有待解决的问题

  (1)需要高品位的石灰作为吸收剂。由于发达国家石灰工业发达,易得到高质量的商品石灰,因此,以石灰作为吸收剂不会有任何供应上的问题。但我国石灰的供应尚存在品位低、质量不稳定、供应量不足、供应源分布不均、价格过高等缺陷。

  (2)脱硫副产品的综合利用问题。本工艺的脱硫副产品含有一定量的亚硫酸钙,因其化学性能不稳定,在自然环境下会逐渐氧 化为硫酸钙,同时体积增大,影响原粉煤灰的综合利用。如要保持原粉煤灰的综合利用价值,则脱硫系统必须布置在锅炉除尘器之后,且必须增设用于捕集脱硫副产品的脱硫除尘器。目前,国内外对脱硫副产品的综合利用已积累了不少经验,新的利用途径也正在开发之中;

  (3)系统的压力降较大(1500~2500Pa)。一般现有电厂引风机的压头裕量难以克服如此大的压降,需要增加新的脱硫风机。高的压力损失还使得运行费用有所增加;

  (4)反应塔的压力降波动较大。由于反应塔内大量物料不断湍动,反应塔压力降的较大波动,布袋收尘器对锅炉炉堂内负压的稳定性有一定影响。如将脱硫增压风机设置在脱硫系统上游,可适当减小影响。




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