摘要:通过对比分析脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法和脱硫吸收器———喷淋塔、漩流板塔等,确定了旋流板塔氧化镁湿法为山西某厂20.0t锅炉烟气除尘脱硫工程的工艺。该工艺投资少,占地面积小,运行费用低,系统运行可靠性高,除尘脱硫效率高,完全达到了国家环保标准。 关键词:旋流板塔;氧化镁法;湿法除尘脱硫
目前,世界上烟气脱硫工艺有上百种,但具有实用价值的工艺仅十几种。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法3种。湿法脱硫工艺应用广泛,占世界总量的85.0%,其中氧化镁法技术成熟,尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说,具有投资少,占地面积小,运行费用低等优点,非常适合我国的国情。
采用湿法脱硫工艺,要考虑吸收器的性能,其性能的优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等。旋流板塔吸收器具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点,可以快速吸收烟尘,具有很高的脱硫效率。1主要设计指标
1)二氧化硫(SO2)排放浓度<500mg/m3,脱硫效率≥80.0%;2)烟尘排放浓度<150mg/m3,除尘效率≥99.3%;3)烟气排放黑度低于林格曼黑度Ⅰ级;4)处理烟气量≥15000m3/h;
5)处理设备阻力在800～1100Pa之间,并保证出口烟气不带水;6)出口烟气含湿量≤8.0%。2脱硫除尘工艺及脱硫吸收器比较选择2.1脱硫除尘工艺比较选择
脱硫除尘工艺比较选择如表1所示
湿法
脱硫
石灰膏法
双碱法9098
9098氧化镁法
9098一般氨法
海水法7090高
一般
一般易摸鱼池
高
高
7085
60～75
60～90
≥90
半干法喷雾干燥
炉内喷钙
循环流化床
等离子体干法
工艺石石
钠法
9
脱硫效率/%可靠性结垢
90～98
098高易结垢
～～～～～～
高高高不不不结结结
不不堵堵
不不易结结结不不堵堵
易
不结垢
垢垢垢垢垢垢堵塞小叶双眼龙
堵塞
堵塞中
堵塞中
不堵塞中加密代理
堵塞堵塞占地
大
塞塞塞塞
小中小大中中
面积运行费用投资
通过对脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法的对比分析:石灰石-石膏法虽然工艺非常成熟,但投资大,占地面积大,不适合中、小锅炉。相比之下,氧化镁法具有投资少、占地面积小、运行费用低等优点,因此,本方案选用氧化镁法脱硫工艺。2.2脱硫吸收器比较选择
脱硫吸收器的选择原则,主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。脱硫吸收器比较选择如表2所示。吸收器类型喷淋塔填料塔湍球塔筛板塔旋流板塔
表2吸收设备中:喷淋塔液气比高,水消耗量大;筛板塔阻力较大,防堵性能差;填料塔防堵性能差,易结垢、黏结、堵塞,阻力也较大;湍球塔气液接触面积虽然较大,但易结垢堵塞,阻力较大。相比之下,旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点,适用于快速吸收过程,且具有很高的脱硫效率。因此,选用旋流板塔脱硫除尘器。3脱硫除尘原理
3.1氧化镁法脱硫原理
旋流沉砂器
氧化镁法脱硫的主要原理:在洗涤中采用含有MgO的浆液作脱硫剂,MgO被转变为亚硫酸镁(MgSO3)和硫酸镁(MgSO4),然后将硫从溶液中脱除。氧化镁法脱硫工艺有如下特点:
1)氧化镁法脱硫工艺成熟,目前日本、应用较多,国内近年有一些项目也开始应用。
2)脱硫效率在90.0%～95.0%之间。
3)脱除等量的SO2,MgO的消耗量仅为CaCO3的40.0%。
车架总成4)要达到90.0%的脱硫效率,液气比在3～5L/m3之间,而石灰石-石膏工艺一般要在10～15L/m3之间。
5)我国MgO储量约80亿t,居世界首位,生产量居世界第一。3.2旋流板塔吸收器脱硫除尘原理
来自锅炉的含尘烟气首先进入文丘里管,进行初级喷雾降尘脱硫处理,而后以15～22m/的流速切向进入旋流板塔筒体,首先通过离心力的作用,烟气中的大颗粒被甩向塔壁,并被自上而下流动的吸收液捕集。当烟气高速通过旋流塔板时,叶片上的吸收液被吹成很小的雾滴,尘粒、吸收液和雾滴相互之间在碰撞、拦截、布朗运动等机理的作用下,粒子间发
持液量低高中中高
逆流接触是是是是是
发电机冷却器防堵性能中差好中好
操作弹性较好较好中中好
设备阻力低中中中低
除尘性能差中较好较好好
高大
很一高般小
较小
低高低小大
一般
一般小
一般较小
一般大
较较小小
生碰撞,粒径不断增大。同时高温烟气向液体传热时,尘粒被降温,使水汽凝结在粒子表面,粒子质量也随之增大,在旋流塔板的导向作用下,旋转运动加剧,产生强大的离心力,粉尘很容易从烟气中脱离出来被甩向塔壁,在重力作用下流向塔底,实现气固分离。
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