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湿式烟气脱硫中的产生机理和SDS干法烟气脱硫工艺

2020-07-09 09:42:18
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【一】、湿式烟气脱硫中的产生机理

湿式烟气脱硫中烟囱排出的饱和湿烟气与温度较低的环境空气接触时,在烟气降温过程中,烟气中所含水蒸气过饱和凝结,凝结水滴对光线产生折射、散射,从而使烟羽呈现出白色或者灰色,其被称为'湿烟羽'。

目前,我国大量的锅炉机组烟气脱硫采用湿法脱硫工艺。主要为氨法脱硫工艺。此工艺采用氨水或液氨作为脱硫剂,去除烟气中的二氧化硫,原烟气通过脱硫塔吸收后净烟气温度降低到50一60℃,烟气从高温十烟气变为低温饱和湿烟气,经烟囱或塔顶直排烟囱进人大气环境,遇冷凝结成微小液滴,产生'白色烟羽'。白色烟羽不仅造成视觉污染,同时腐蚀周边设备和环境,对周围居民生活造成困扰。

湿法脱硫之所以产生白烟,是因为在湿式脱硫系统中,脱硫剂溶液和高温烟气直接接触,使烟气被增湿冷却,而脱硫剂溶液中的水分则吸热汽化,导致烟气中的水蒸汽总量大大增加。而随着脱硫过程的进行,烟气温度逐渐降低,烟气温度的降低使烟气携带蒸汽的能力降低,70℃的烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0.1967kb/m3,50℃时的烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0.0827kb/m3(烟气),单位体积烟气的水蒸汽携带能力降低了近140%。若环境温度为25℃时,此时烟气达到饱和的情况下所能携带的水蒸汽量为0.023kg/m',烟气排放温度为50℃,排出大气后烟气会有5-15℃的温度下降,超出了烟气的携带水蒸汽的能力,就会有大量的水蒸汽凝结为小水滴,加上粉尘的作用,湿烟气直接排放形成白烟。

反应结束后需将分子筛反应釜的物料冷却。装置设计了油冷却器,油冷却器可以将分子筛反应釜内温度在较短的时间里降至80℃左右。

现有的烟气脱白技术目前国内烟气脱白技术主要有烟气加热技术、烟气再热器技术(GGH)、直接混风技术等。

1)烟气加热技术。烟气加热技术是对脱硫出目的湿饱和烟气进行加热,使烟气相对湿度远离饱和湿度曲线。

2)GGH技术。GGH技术是我国引进的石灰石一石膏湿法脱硫成套技术中的配套技术,通过湿烟气与干烟气间接换热,将烟气温度升至80℃以上进行排放。GGH技术需设置1台换热器,应用中容易出现了堵塞、腐蚀、串烟等导致排放超标的问题。

3)直接混风技术。国外也有用户采用辅助燃烧产生的高温干烟气与脱硫后湿烟气混风+升温,进行脱白。加热技术和直接混风技术脱白的共同问题是烟气中的水分未降低,烟气中的溶解盐未能去除,且都需要另外增加能耗,运行成本较高。

【二】、SDS干法烟气脱硫工艺

1工艺原理

焦炉烟气从余热锅炉后引出(160-230℃,进入SDS干法脱硫系统。通过喷射及均布装置,将研磨好的脱硫剂(20-301m的小苏打粉末)均匀喷射在反应器和烟道内,小苏打粉末在烟道内被热激活,比表而积迅速增大,与焦炉酸性烟气充分接触,发生物理、化学反应,烟气中的SO2等酸性物质被吸收净化。净化后烟气中SO2含量小于30mg/Nm3。

2整体设备结构原理

脱硫系统主要包括磨机系统、反应烟道等。磨机系统包括磨机,风选风机、螺旋输送斗、供料风机。

本改造项目中小苏打研磨系统集给料系统(含料斗,混料和定量给料装置)、分级研磨机、输送风机、自动清洗系统一起撬装成整机设备,各系统之间相互隔离又相互协作。

磨机系统采用负压输送设计,原料经给料系统装置进行搅扑破碎(部分已结块的小苏打)山定量给料螺旋将物料输送至研磨腔,经卧式研磨盘机械粉碎,达到符介粒度要求(20-30μm)的将被分选装置分选出,经风机输送到喷射点,未达到粒度要求的将继续返回研磨腔进行粉碎研磨。

设备工艺流程为:原料仓装料一原料仓下料一研磨机料斗引几料、定量给料一研磨一分级一风机输送一管道喷入。

3除尘工艺系统3.1工艺路线

经干法脱硫后的烟气进入布袋除尘器气固分离和烟气过滤净化,脱硫除尘后的净烟气经引风机进入原烟囱排放,实现脱硫灰收集及出日粉尘浓度达标排放。

该烟气消白工艺路线比较成熟,应用较多,能够适应特别排放限值的高要求,在设计条件下保证出日粉尘浓度<15mg/Nm3;且可靠,运行费用低。

3.2整体设备结构

系统主要由除尘器本体(箱体、灰斗、进气通道、滤袋、袋笼、清灰装置、顶部盖板、保护系统等)、压缩空气系统、电气及控制系统等组成。

1)除尘器采取负压运行方式,出日颗粒物排放浓度<15mg/Nm3。

2)每台除尘器分为多个并列的除尘室,关闭其中1个室后,另外几个室照常可以投入运行。

3)布袋除尘器为离线清灰气箱脉冲除尘器,清灰功能利用时序或手动功能控制离线阀关闭清灰仓室,启动脉冲喷吹阀喷吹,使滤袋径向变形膨胀,抖落灰尘。

4)除尘器的脉冲清灰控制采用手动和自动两种方式,可相互转换。自动控制采用压差(定阻)和定时控制方式(时间优先),可相互转换。当达到设定的压差值时或时间周期时,除尘器各室依次进行脉冲喷吹清灰,清灰状态的选择由PLC实现。清灰程序的执行由主控柜(PLC)自动控制。

5)除尘系统设置储气包、压缩净化处理等装置,满足清灰时对压缩气源的要求。

6)整体结构的袋笼,袋笼长7米,整体结构,避免分节袋笼小同心、脱节等弊病。加工精度有保证。袋笼上都带有碳钢环,无需使用工具,就能很方便地将过滤布袋的绑扣锁在孔上,维护人员在孔板板而上行走也小会造成对袋的损害,袋笼的下部分接入1.2mm厚的低碳钢帽。

7)滤袋材质采用符介工况要求的氟美斯材料,并进行表而覆膜处理,经化学处理后正常使用温度≤230℃,瞬间温度250℃以下,可满足焦炉出目烟气对滤袋适应温度的需要。布袋采用包边缝制,无拼缝。重叠搭接宽度小小于lOmm,进行加厚处理,以提高袋底的强度和抗冲刷能力。

8)在下列特殊工况时为设备提供保护措施:①当烟温出现超过所选用的布袋滤料允许使用温度时,除尘器警报。

②在停运时,充分喷吹布袋,并打开上箱盖,避免积灰结露造成'糊袋'现象。