其中“爐內固結脫硫”可以取得遠超常規爐內噴鈣技術的脫硫效果,脫硫效率可以達到80%以上。當在爐內經過初步脫硫處理的煙氣進入煙道后,可在爐后引入技術NHDD半干法技術對煙氣進行二次脫硫除塵處理,兩步綜合脫硫效率超過90%下面,我們分別來看一下這兩步工藝。
步 爐內固結脫硫
“一爐兩用”爐內脫硫是在鍋爐燃料中添加“AMC”摻燒劑,經混合均勻后入爐。在爐內煤燃燒的同時,AMC摻燒劑與煤中的硫及其他組分迅速完成固結脫硫和灰渣改性的煅燒反應過程。摻燒劑中配有對爐內固結脫硫、形成礦物等氣、固相放熱反應起催化作用的礦化劑、穩定劑、疏松劑等材料,可以顯著加快爐內反應的速度,這對以秒計的爐內反應時間來說,無疑是十分重要的。雖然爐內內燃(煅)溫度比較高,局部會有脫硫逆反應的發生,但在摻燒劑中晶形穩定劑的作用下,可以有效地抑制脫硫逆反應的發生,從而鞏固脫硫效率,使爐內固結脫硫效率達到80%以上。在固結脫硫的同時,反應產物形成水硬性膠凝材料(改性灰渣,可以再加工成水泥等建筑材料),分別沿鍋爐煙道及底部排出。
目前,在電廠粉煤灰渣治理的過程中,殘碳含量高、活性低是影響其利用的兩大難題,而且在治理方式上仍處于消極治理階段——即排出灰渣后再利用的階段。基于以上原因,現在各燃煤電廠排出的灰渣或因殘碳含量高無法利用,或因活性低用量有限,必然造成污染環境,占用土地,并且消耗了巨大的灰渣儲運費用。
應用“一爐兩用”發明技術,通過在鍋爐中添加“AMC”摻燒劑,一方面由于爐內放熱反應熱效應能加速煤的燃燼速率,減少機械不*燃燒,從而提高煤的燃燒效率,有效地降低粉煤灰含碳量;另一方面,在煤燃燒的同時,“AMC”摻燒劑將與煤灰各組分及煤中大部分硫發生氣、固相反應,在煤料混合及循環過程中實現粉煤灰爐內改性,使之成為高活性的新型組分材料。因而可以從根本上解決其利用問題,使資源能得以充分有效地利用。
第二步 爐后NHDD煙氣脫硫
由于爐內已經脫去了大部分硫,爐后脫硫的壓力減輕,爐后再進行二次脫硫,可使綜合脫硫效率達到非常高的水平。
利用石灰(CaO)或熟石灰Ca(OH)2吸收SO2的原理把電除塵器或布袋除塵捕集下來的具有一定堿性度的循環飛灰與新補充的脫硫劑充分混合,增濕活化后作為吸收劑注入除塵器入口處煙道(反應器),即把含鈣循環灰以流化風為動力借助煙道負壓引力導向進入反應器,使之均勻的分布在熱態煙氣中,此時吸收劑表面水分被蒸發,在降溫和增濕的條件下,煙氣中的SO2、HCL等酸性組分被快速吸收生成CaSO3/2H2O和CaCL2·4H2O,反應后的煙氣攜帶大量的干燥固體顆粒進入二級電除塵器,經過反應、干燥的循環灰被除塵器從煙氣中分離出來,即被除塵器捕集下來的終產品與未反應的吸收劑,再部分注入混合增濕裝置,與補充新鮮吸收劑后經過增濕及混合攪拌再進行循環,達到提高吸收劑利用率的目的。循環倍率達到130,潔凈后的煙氣在露點15攝氏度以上,無需再熱,經引風機排入煙囪。
而在傳統的半干法脫硫工藝中,石灰是以漿狀霧化噴入吸收塔的,而本技術采用的是含水量僅為百分之幾的吸收劑粉末,由于用于水分蒸發的表面積很大,干燥時間大大縮短,因此反應器體積可大大縮小(約為傳統的半干法或煙氣循環流化床反應器的10%-20%),并與除塵器入口煙道構成一個整體。雖然煙氣在此部分的停留時間較短,但由于循環灰的蒸發表面很大及在反應段具有高的實際鈣硫比,所以具有比其它半干法更優的對煙氣的冷卻效果和脫硫效率。
反應原理如下:
(1)化合反應(爐內)
CaO+SO2→CaSO3
(2)中和反應(爐后)
SO2在反應器直管段與堿性吸收劑發生中和反應:
CaO+SO2+2H2O→CaSO3·2H2O
(3)其他污染物(爐后)
煙氣中的其他污染物如SO3、Cl、F與堿性吸收劑按以下反應式發生反應:
CaO+SO3+2H2O→CaSO4·2H2O
CaO +2HCl→CaCl2 + H2O
CaO+2HF→CaF2 + H2O
技術指標
鈣硫比(Ca/S) <1.2(爐后煙氣脫硫);
物料循環倍率 30—150;
脫硫效率 >90%;
除塵效率 >99.9% 字串3
系統可利用率 >98%
反應器出口煙氣溫度大于露點溫度15度以上;
工藝特點
兩步脫硫技術綜合了爐內脫硫和半干法脫硫的優勢,并克服了電廠單純的濕法脫硫、半干法和干法脫硫的缺點,具有以下顯著的特點:
預防腐工藝理念,無需漿液處理,克服了普通半干法反應器中可能出現的粘壁問題;
氧化鈣直接利用;
反應劑的高利用率,達95%以上;
干的副產品,便于運輸,可作建材生產;
系統結構簡單,工藝流程短;
模塊化設計,組成設備少,占地面積小;
投資、運行和維護費用低,在現有機組改造時,無需改主設備,施工周期短;
系統阻力小,無需改造引風機;
煤灰殘渣含量降低程度達到40%以上;
標準化的NHDD部件模塊,便于管理維護。
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