鼓泡塔脱硫技术的应用.docVIP

鼓泡塔烟气脱硫技术在600MW机组中的应用 日本千代田公司自行开发的CT-121脱硫工艺是一种先进的湿法石灰石脱硫工艺。无论是对于低硫煤、高硫煤还是燃油, 这种工艺都显示出优越的性能。这种工艺的脱硫率能够稳定,连续地达到95%以上,粉尘排放率在10mg/Nm3以下时可靠性高且实用性好。 　　这项技术将SO2的吸收、氧化、中和、结晶以及除尘等必不可少的工艺过程合并到一单独的气相-液相-固相反应器中进行。这个反应器就叫做鼓泡式反应器(JBR)。本文就该项技术在国华台山发电厂1号、2号机组(2×600MW)烟气脱硫项目上的应用作一介绍。 1. 鼓泡塔烟气脱硫工艺介绍 1.1 工艺原理 　　鼓泡塔石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)工艺的化学原理如下：①烟气中的SO2在鼓泡塔里溶解于水，生成亚硫酸并分解成氢离子H+和离子；②烟气中的氧和氧化风机送入空气中的氧将溶液中的氧化成；③吸收剂中的碳酸钙在一定条件下从溶液中分解出Ca2+；④在吸收塔内，溶液中的、Ca2+与水反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。化学反应式分别如下： SO2＋H2O→H2SO3→H+＋(1) H+＋＋1/2O2→2H+＋(2) CaCO3＋2H+＋H2O→Ca2+＋2H2O＋CO2↑(3) Ca2+＋＋2H2O→CaSO4·2H2O(4) 　　由于吸收剂和氧化空气的送入，吸收塔下部浆池中的或亚硫酸盐几乎全部被氧化为硫酸根或硫酸盐，最后当CaSO4达到一定过饱和度后结晶形成石膏——CaSO4·2H2O。石膏可根据需要进行综合利用或作抛弃处理。 1.2 烟气脱硫工艺系统 　　本项目的烟气脱硫装置由8个系统组成：①烟气系统；②SO2吸收系统；③石灰石浆液制备系统；④石膏脱水系统；⑤废水输送系统；⑥工艺水系统；⑦废水处理系统；⑧吸收塔紧急系统。其中烟气系统和SO2吸收系统单元机组各配1套，而石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、废水输送系统、工艺水系统、废水处理系统和吸收塔紧急系统属公用系统，即两套脱硫系统公用。 　　(1) 烟气系统。来自锅炉引风机的烟气经增压风机增压后进入烟气—烟气加热器(GGH)。在GGH中，未经处理的烟气与来自吸收塔的洁净的烟气进行热交换后被冷却。被冷却的烟气引入烟道的烟气冷却区域。来自吸收塔的洁净烟气在GGH中热交换后被加热到80℃以上，然后排向大气。在锅炉起动阶段和烟气脱硫设备停止运行时,烟气通过旁路烟道进入烟囱。 图1 故障电流互感器 (2) SO2吸收系统。CT-121脱硫工艺的核心是使用了JBR。JBR的内部示意图如图1所示。烟气首先通过GGH，然后进入烟道的烟气冷却区域再进入吸收塔。在烟气冷却区域中, 喷入工艺水和吸收塔内浆液, 使得烟气被冷却到饱和状态。冷却后的烟气进入由顶板和底板形成的封闭的吸收塔入口舱，再由装在入口舱底板的喷射管导入吸收塔鼓泡区(泡沫区)的石灰石浆液面以下的区域。在鼓泡区域发生所有反应：SO2的吸收、 亚硫酸氧化、硫酸中和反应生成石膏、石膏结晶析出。发生上述反应后,烟气通过上升管流入位于入口舱上方的出口舱,然后流出吸收塔。离开吸收塔后,洁净的烟气进入除雾器去除烟气所携带的雾滴。使净烟气的液滴含量不超过保证值。处理后的烟气最后经GGH升温至80℃后排入大气。 吸收塔浆池中的亚硫酸钙的氧化是利用空气中的氧气进行的，不再加入硫酸或其他化合物。因为JBR提供了高效的气-液接触方式, 通过鼓泡装置,烟气均匀地扩散到浆液中，从而可以在稳定和可靠的基础上高效地脱出SO2和粉尘，使得JBR达到很高的性能。 　　(3) 石灰石浆液制备系统。本项目使用的石灰石是经过处理的,粒径小于20mm,所以不设石灰石预破碎系统。在石灰石卸到石灰石卸料斗后，用斗式提升机和皮带式输送机将其送到石灰石储存仓。 石灰石储存仓给料机将石灰石送到湿式球磨机。用湿式球磨机将石灰石磨成石灰石浆液。经过旋流器再分离石灰石浆液中25%的固体颗粒。石灰石浆液储存在石灰石浆液储存箱，并用石灰石浆液泵将其送到吸收塔。粒径超过要求的颗粒送回湿式球磨机。 　　(4) 石膏脱水系统。吸收塔的石膏浆液通过石膏浆液排出泵送入石膏旋流器进行浓缩，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水机。经脱水处理后的石膏表面含水率已不超过10%。脱水后的石膏储存在石膏仓内存放待运。石膏旋流分离出来的溢流液一部分进入废水箱，由废水旋流给料泵送入废水旋流器，并送至废水处理系统，底流则返回吸收塔的石灰石浆液循环箱，并用石灰石浆液循环泵将其送到石灰石旋流分离器进行粗颗粒的分离。 　　为了控制脱硫石膏中Cl-离子等成分的含量，确保脱硫石膏品质，在石膏脱水过程中用工艺水对石膏及滤布进行冲洗。石膏过滤水收集在滤液水箱中，并且由滤液水泵将其送到吸收塔和湿式球磨机。