半干法煙氣脫硫設(shè)備也屬于比較成熟的脫硫工藝,這種工藝以循環(huán)流化床為原理,通過噴霧干燥方法,使脫硫劑在進去吸收塔后,與煙氣中...
半干法煙氣脫硫設(shè)備也屬于比較成熟的脫硫工藝,這種工藝以循環(huán)流化床為原理,通過噴霧干燥方法,使脫硫劑在進去吸收塔后,與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應(yīng),不斷形成固態(tài)聚團物向下沉淀,同時煙氣自身所攜帶的熱量使形成的聚團物不斷干燥,之后形成固態(tài)粉末。
鍋爐出口含硫成份的煙氣從反應(yīng)塔的下部進入塔內(nèi)。在反應(yīng)塔下部由計量泵輸入脫硫用石灰漿液,通過固定噴頭在壓縮空氣噴吹下,石灰漿液霧化成霧滴,并同時與含硫煙氣充分接觸混合。煙氣的熱量使得漿液霧滴干燥,同時煙氣中的酸性氣體(SO2、HCL、HF)與石灰霧滴發(fā)生化學反應(yīng)被吸收。漿液霧滴在上升過程中深受干燥,并在到達塔頂出口前將水分充分蒸發(fā),形成固體反應(yīng)物顆粒隨煙氣進入出口煙道。
冷卻后的煙氣從吸收塔上部出口出來進入后續(xù)的布袋除塵器。未反應(yīng)的Ca(OH)2粉末進入布袋除塵器后,吸附在布袋面上,可繼續(xù)與煙氣中的酸性氣體(SO2、HCL、HF)反應(yīng),從而提高脫酸效率。
常見的半干法煙氣脫硫技術(shù)有噴霧干燥法、循環(huán)流化床法、NID脫硫技術(shù)等。
其中噴霧干燥法吸收劑選擇氫氧化鈣,將石灰制成漿液,送入吸收塔霧化裝置,霧化后與煙氣混合發(fā)生化學反應(yīng),除去煙氣中的二氧化硫。
循環(huán)流化床法吸收劑多選擇消石灰粉,從吸收塔底部投入煙氣,與吸收劑粉末混合,噴入水霧控制煙氣溫度,氧氣中二氧化硫可與吸收劑發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鈣,煙氣脫硫后從吸收塔頂部排出,吸收效率好。
1) 氣布比的選取
常規(guī)半干法脫硫配套布袋除塵器氣布比較高,一般在0.75-0.80m/min之間,但在超凈排放中,由于布袋入口煙氣中含塵量高、粉塵顆粒粘度、濕度非常大,使得布袋除塵器的過濾面積需要足夠大,才能達到較好的過濾效果。同時,為了增大細粉以及PM2.5的捕集效率,濾袋表面須覆蓋確定的粉塵層,清灰頻率不能過高。經(jīng)試驗,氣布比取值須在0.60~0.7m/min之間。
2) 氣流上升速度的選取
布袋箱體內(nèi)的氣流上升速度是一個非常關(guān)鍵的控制參數(shù)。在設(shè)計過程中,須保護氣流的上升速度小于粉塵顆粒的沉降速度,如果氣流上升速度過大,則會造成濾袋清理下來的粉塵懸浮在半空中,甚至會二次夾帶到濾袋上,必然造成布袋除塵器的阻力居高不下,使得整個清灰系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。
3) 濾料的選擇
較細面層梯度結(jié)構(gòu)濾料是針對日益嚴格的煙氣排放標準而設(shè)備的一種新型濾料,其主要分為四個部分組成,從上往下依次為:較細纖維層,細纖維層、基布和粗纖維層。傳統(tǒng)的濾料采用夾心層對稱結(jié)構(gòu),即基布上下層纖維材料全部一樣,過濾方式為深層過濾;該濾料采用纖度/密度分級組合的梯度結(jié)構(gòu),表層過濾層由較細PPS纖維形成致密層,迎塵層填充密度梯度結(jié)構(gòu),中層為高強低伸PTFE基布,里層與迎塵層形成纖度梯度結(jié)構(gòu),易于空氣通過的粗孔層。較細纖維的線密度小,纖維直徑越細,透氣通道越致密,采用較細纖維制作的梯度結(jié)構(gòu)濾料孔徑更加細小,大幅度提高濾料的過濾精度,獲取較高的排放值。該梯度層狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計有利于濾餅形成,使濾料過濾精度好且保持較大的透氣量,提高粉塵的捕集效率,降低設(shè)備運行阻力。傳統(tǒng)的濾料采用面層、基布層和底層三層的夾心對稱結(jié)構(gòu),通過針刺或者水刺作用形成緊密的濾料結(jié)構(gòu),過濾方式多為深層過濾;在實際工作中,濾料過濾含塵煙氣時,粉塵粒子能夠進入濾料內(nèi)部,由于篩濾、碰撞、滯留、擴散、靜電等效應(yīng)細微粒易于堵塞纖維之間的孔隙,使得除塵器的阻力上升增加,粉塵殘留率較高,清灰頻率較頻繁。
濾袋作為布袋除塵器的核心部件,有著舉足輕重的作用,濾料的選擇自然也成了重中之重。對于CFB鍋爐半干法脫硫后超凈排放選用較細面層梯度結(jié)構(gòu)濾料,梯度結(jié)構(gòu)濾料長期使用溫度為160℃,在溫度方面能夠滿足長期使用條件。梯度結(jié)構(gòu)濾料的常規(guī)性能測試顯示,全部滿足國家標準要求。電廠環(huán)境工況條件下氮硫含量較低,梯度結(jié)構(gòu)濾料能夠全部符合使用工況;針對梯度結(jié)構(gòu)濾料使用效果PTFE滲膜處理,提高其耐酸性、氧化腐蝕能力。采用梯度結(jié)構(gòu)濾料,濾料結(jié)構(gòu)層次分明,實現(xiàn)“類表面過濾”,能夠?qū)⒎蹓m效果優(yōu)良截留在濾料表層,減少粉塵細微顆粒的滲入,很大提高了過濾精度,實現(xiàn)超凈超低排放要求,同時也保護了后期的使用設(shè)備的運行阻力穩(wěn)定。
4) 預(yù)沉降室的設(shè)置
由于半干法脫硫塔出口的粉塵濃度要在1000-1200g/m3以上,粉塵濃度特別大。為了減輕濾袋的除塵負荷,須設(shè)置預(yù)沉降室。為了提高沉降室的除塵效率,須對沉降室做一些特除設(shè)計。如在箱體內(nèi)加裝百葉窗導流板,延長粉塵通行路程的同時,使粉塵在重力作用下逐漸沉降下來,或在箱體內(nèi)加裝“人”字形導流板,使氣流產(chǎn)生一些小股旋渦,粉塵受到離心力作用,與氣體分開,含塵氣體中的大顆粒粉塵發(fā)生自然沉降并經(jīng)導流系統(tǒng)分離后直接落入灰斗、其余粉塵在導流系統(tǒng)的引導下,隨氣流進入箱體過濾區(qū)。在布袋除塵器設(shè)計時可充分的利用此段,將其容積擴大,粉塵在此處的停留時間增大,提高預(yù)沉降室的除塵效率。同時,把布袋縮短1500mm,改變從布袋灰斗進氣的傳統(tǒng)方式,優(yōu)化為從布袋下箱體進氣的方式,如此一來,使得煙氣進入布袋除塵器后上升到濾袋有了確定的空間,也避免了布袋灰斗內(nèi)處于沸騰狀的存灰的二次揚塵。經(jīng)過如此優(yōu)化過的沉降室,預(yù)除塵效率可達到60~70%。
5) 布風系統(tǒng)的均勻性
超凈排放設(shè)計的布袋除塵器,采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,室內(nèi)分為多個小袋室,袋室與袋室之間相互獨立,如此一來,各室的進風均勻性至關(guān)重要,直接影響著布袋的除塵效果。
6) 旁路系統(tǒng)的取消
常規(guī)的布袋除塵器一般設(shè)置內(nèi)置式旁路,當鍋爐爆管時,切換煙氣走向以保護布袋。但是在超凈排放系統(tǒng)中,布袋除塵器的旁路密封性及其重要,正常運行時,如果密封性不好,原煙氣極易泄露,對凈煙氣排放濃度造成影響,導致煙塵排放濃度超標,而旁路閥又很難做到零泄漏。與此同時,環(huán)保局已經(jīng)明文規(guī)定脫硫除塵系統(tǒng)不準設(shè)置任何旁路系統(tǒng),為此在超凈排放的系統(tǒng)中,考慮取消內(nèi)置旁路系統(tǒng),拒絕泄漏的多樣可能性。
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