半濕半干法煙氣脫硫(semi drymethod flue gas desulfurlzation)屬于半干法煙氣脫硫范疇,是在克服了半干法中旋轉噴霧制漿系統龐大,設備磨損嚴重,爐內噴鈣增濕的鈣硫比過高等缺點而發展起來的新型半干法煙氣脫硫技術。具有投資少,運行費用低和脫硫灰可制磚等許多優點。半濕半干法工藝是,鍋爐煙氣直接進入脫硫塔,但在入塔前需同脫硫劑(CaO或Ca(OH)?粉末)混合。
半干法脫硫原理
半干法脫硫以循環流化床為原理,通過物料在床內的內循環和高倍率 的外循環, 是脫硫劑在吸收塔中發生化學反應后,形成的固態粉末飄散在煙氣中,這種氣-固混合煙氣經脫硫塔頂部出口側向排出后進入到高效除塵設備進行除塵處理,最后凈化后的煙氣通過鍋爐風機進入到煙囪排放出去,經高效除塵設備捕捉下來的固態顆粒,通過再循環系統重新返回到脫硫塔內繼續參加化學反應,從而進入反復循環流程。
半干法脫硫化學反應
Ca(OH)2+SO2=CaSO31/2H2O
Ca(OH)2+SO3+H2O=CaSO42H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2O
Ca(OH)2+SO2+1/2O2=CaSO4+H2
半干法脫硫方法
1、噴霧半干法
噴霧半干法是利用噴霧干燥原理,將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。在吸收塔內,吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發上化學反應的同時,吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發干燥,脫硫反應后的廢渣以干態排出。
優缺點
工藝流程比石灰石-石膏法簡單,投資也較小。缺點是脫硫率較低,一般為70-80%、操作彈性較小、鈣硫比高,運行成本高、副產物無法利用。國內使用較少,青島黃島電廠使用此工藝,運行存在塔壁積灰、霧化器堵塞磨損嚴重等問題。
2、爐內噴鈣尾部增濕活化法
將磨細石灰石粉用氣流輸送方法噴射到爐膛上部溫度為900~1250℃的區域,CaCO3立即分解并與煙氣中的SO2和少量的SO3反應生成CaSO4。在活化器內爐膛中未反應的CaO與噴入的水反應生成Ca(OH)2,SO2與生成Ca(OH)2快速反應生成CaSO3,有部分被氧化成CaSO4。
優缺點
優點是設備投資較小,但是在優化爐內噴鈣條件下,CaCO3熱解生成高活性CaO,雖然難以直接在爐內得到很高的脫硫率,但爐內未與SO2反應的CaO在鍋爐后部噴水增濕、水合為Ca(OH)2,低溫下可再次與SO2反應,能顯著提高系統脫硫率和鈣基吸著劑利用率,但脫硫率較一般在60%~70%。總的來看,爐內脫硫率和鈣基吸著劑利用率都不夠高,其技術經濟性能的競爭力不夠強。
3、氣循環流化床法
從鍋爐出來的含有粉塵和SO2的煙氣,從脫硫塔的底部經過文丘里管上升,進入塔內。生石灰在消化器內加水消化后,在消石灰倉儲存。將一定量的消石灰粉和水在文丘里喉口上端加入,在脫硫塔內與煙氣混合流動,并與煙氣中的SO2反應,生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。攜帶反應產物和煤灰的煙氣冷卻到稍高于露點以上的溫度,進入后面的布袋除塵器。反應產物和煤灰被除塵器處理后,通過空氣斜槽返回塔內,再次循環參與脫硫反應。在垃圾焚燒爐煙氣凈化中,在除塵器前加入活性炭末,通過多次循環,以達到脫除重金屬、二噁英的效果,脫硫灰通過倉泵輸灰至灰倉外排。由于消石灰、煤灰和反應產物多次在脫硫塔和除塵器之間循環,增加了反應時間,消石灰的作用得以充分發揮,用量減少,同時脫硫效率得以提高。
優缺點
煙氣循環流化床法脫硫效率高,對高硫煤(含硫3%以上)也能達到90%以上的脫硫效率。
由于床料循環利用,從而提高了吸收劑的利用率;在相同的脫硫效率下,與傳統的半干法比較,吸收劑可節省30%;脫硫產物為干灰以固態排放;可實現大型化。主要缺點是對鍋爐負荷變化的適應性差;脫硫和除塵相互影響,脫硫系統之后必須再加除塵設備,運行控制要求較高。
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