CFB—FGD半干法脫硫技術(shù)的應(yīng)用

陸慷

摘 要：循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝是八十年代末德國魯奇（LURGI）公司開發(fā)的一種新的半干法脫硫工藝，這種工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)以干態(tài)消石灰粉Ca（OH）2作為吸收劑，通過吸收劑的多次再循環(huán)，在脫硫塔內(nèi)延長吸收劑與煙氣的接觸時間，以達到高效脫硫的目的，同時大大提高了吸收劑的利用率。

關(guān)鍵詞：半干法脫硫；SO2達標排放

一、背景介紹

尼龍科技公司位于河南省平頂山市葉縣工業(yè)園內(nèi)，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(chǎn)。設(shè)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(yīng)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(yīng)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(shè)施的經(jīng)濟性高；（3）脫硫設(shè)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(shù)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(yīng)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(yù)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(yù)混合，進行初步的脫硫反應(yīng)，在這一區(qū)域主要完成吸收劑與HCl、HF的反應(yīng)。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(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，形成類似循環(huán)流化床鍋爐所特有的內(nèi)循環(huán)顆粒流，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(jié)構(gòu)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，SO2充分反應(yīng)。在文丘里的出口擴管段設(shè)有噴水裝置，噴入的霧化水用以降低脫硫反應(yīng)器內(nèi)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(yīng)轉(zhuǎn)化為可以瞬間完成的離子型反應(yīng)。第二步的充分反應(yīng)，生成副產(chǎn)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(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(yīng)時間。

由于流化床中氣固間良好的傳熱、傳質(zhì)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(cè)向排出，然后轉(zhuǎn)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、尼龍科技公司脫硫工藝

（一）脫硫劑的選擇。脫硫劑采用當?shù)厣a(chǎn)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(jù)脫硫需要加入到脫硫塔中。

（二）主要反應(yīng)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(shù)據(jù)分析在線檢測數(shù)據(jù)，煙氣處理系統(tǒng)完全達到設(shè)計要求，排放指標符合最新《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50 mg/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(jīng)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(shù)領(lǐng)域，噴嘴的霧化效果關(guān)系到脫硫效率機系統(tǒng)正常運行，需要高品質(zhì)噴嘴且要經(jīng)常性更換，維護費用較高。（2）系統(tǒng)終極除塵為布袋除塵，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(yīng)掌握好噴水量和煙氣量的比例和灰斗內(nèi)的加熱設(shè)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(zhì)要符合要求，保證其純度，以減少清理積灰的次數(shù)。

結(jié)束語：半干法煙氣凈化技術(shù)作為一項高性能多效的大氣污染控制技術(shù)，已成熟應(yīng)用于尼龍科技熱電車間的生產(chǎn)中，其副產(chǎn)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(shù)完全能達到高效除塵脫硫的效果。

參考文獻：

[1] 閻維平，潔凈煤發(fā)電技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2002.