PW-CFB循環(huán)流化床是科林與國際知名合作開發(fā)并擁有自主知識產(chǎn)權的一種新型技術。與現(xiàn)有的其它技術相比,該技術裝置效率高、建設投資較少、占地小、結構簡單、易于操作,運行費用低,兼有高效除塵和脫HF、HCl功能,適用于在中小型火力發(fā)電廠及相關產(chǎn)業(yè)的燃煤系統(tǒng)上安裝使用。
科林環(huán)保工程有限責任結合國內外脫硫技術的應用情況和發(fā)展趨勢,以及我國燃煤電廠燃用煤種、運行條件等方面的特點,開展了大量的試驗開發(fā)研究。建立了用于循環(huán)流化床脫硫技術的研究開發(fā)平臺,包括熱態(tài)試驗臺和中試試驗裝置,對反應器內的氣、固兩相流動進行?;囼炑芯?、對循環(huán)流化床煙氣脫硫的各技術環(huán)節(jié)進行全面的研究,開發(fā)出多種循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝技術。
開發(fā)的脫硫工藝通過15000Nm3/h煙氣量的工業(yè)試驗,能夠滿足大型化和工程化的需要,可完成關鍵設備和專用設備的制造,已形成循環(huán)流化床煙氣脫硫技術的設計、制造和商業(yè)化能力??筛鶕?jù)燃煤鍋爐及工業(yè)鍋爐的不同情況和實際要求,提供具體的脫硫裝置。目前開發(fā)的各種循環(huán)流化床煙氣脫硫技術已申報國家。
工藝過程
來自鍋爐的煙氣,通過煙道進入反應器底部彎頭,經(jīng)文丘里管進入反應器。在文丘里管的縮徑處,來自水系統(tǒng)的水經(jīng)壓縮空氣霧化噴入反應器,使煙氣降溫至70℃左右。與此同時,循環(huán)灰和脫硫劑從反應器底部的一側、文丘里管縮徑的上面循環(huán)到反應器入口處,在文丘里管縮徑處所形成的高速煙氣流與循環(huán)灰和脫硫劑固體顆粒及液霧滴迅速混合,在反應器中形成氣-固-液三相流。循環(huán)灰及脫硫劑是以固體顆粒的形式循環(huán)流動,并產(chǎn)生高度返混,在外循環(huán)的同時,在反應器內形成內循環(huán),提高了脫硫效率。在反應器中,煙氣與脫硫劑充分接觸,脫硫劑與二氧化硫的反應將二氧化硫脫除。由于循環(huán)流化使脫硫劑整體形成非常大的反應表面,脫硫劑與煙氣中的酸組分充分接觸,所以脫硫效率很高。煙氣離開反應器后進入旋風分離器,在此將循環(huán)灰分離出來,溫度降至65~75℃的煙氣進入電。循環(huán)灰進入循環(huán)灰箱經(jīng)循環(huán)灰螺旋輸送機被再次送入反應器。脫硫劑經(jīng)脫硫劑給料斗由螺旋輸送機送至循環(huán)灰螺旋輸送機,與循環(huán)灰混合后一起送入反應器。
工藝原理
鍋爐排煙通過以脫硫劑為主要床料的循環(huán)流化床;
熱煙氣與脫硫劑在湍流床內混合;
SO2被脫硫劑吸收并轉化成亞硫酸鈣和硫酸鈣;
通過噴水控制最佳反應溫度;
床內粒子碰撞,使吸收劑顆粒表面發(fā)生碰撞、磨蝕,不斷地去除反應劑表面的反應產(chǎn)物,暴露出新的反應面;
通過床料在床內反混及外置分離器可實現(xiàn)顆粒多次循環(huán),以提高脫硫劑的利用率。
反應機理
l CaO+H2O→Ca(OH)2
l Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
l Ca(OH)2+SO3→CaSO4+H2O
l CaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O
l Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
l Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O
l Ca(OH)2+2HF→CaF2+2H2O
技術特點
固體吸收劑粒子停留時間長;
固體吸收劑與SO2間的傳熱傳質交換強烈;
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(huán)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(tǒng)的半干法比較,吸收劑可節(jié)省30%;
鍋爐負荷在30~100%范圍波動,脫硫效果仍能滿足達標要求;
操作簡單,運行可靠,反應溫度可降至煙氣露點附近;
結構緊湊,循環(huán)流化床反應器不需要很大的空間;
可實現(xiàn)大型化;
脫硫產(chǎn)物以固態(tài)排放;
無制漿系統(tǒng);
對改造工程的電無需改造。
主要控制回路
控制系統(tǒng)通過調節(jié)加入水量的多少來保證反應器中反應的溫度及恒定的煙氣出口溫度,同時對進出口煙氣量連續(xù)監(jiān)測,進口、出口SO2的濃度和煙氣流量決定了系統(tǒng)吸收劑的加入量。循環(huán)脫硫灰在的灰斗中得到收集,當高于灰斗最大的料面時,通過溢流方式排出。由于排出的脫硫灰含水率只有2%左右,流動性好,適宜采用氣力輸送裝置外送,也可用水力沖灰或汽車運輸?shù)确绞剿椭粱覉觥?br />
技術經(jīng)濟指標
鈣硫比(Ca/S) <1.6
物料循環(huán)次數(shù) 30—100
脫硫效率 >80%
SO3脫除效率 >99%
除塵效率 >99.9%
系統(tǒng)可利用率 >98%
工程應用
PW-CFB循環(huán)流化床煙氣脫硫技術在赤峰熱電廠130T/h鍋爐上應用。脫硫主設備位于6號鍋爐的電除塵器與7號鍋爐電除塵器之間,占地面積約232m2。工程實施后,排空的煙氣含硫量由改造前的1400mg/Nm3降至280mg/Nm3。系統(tǒng)的阻力約增加2200Pa,對原有風機改造,更換風機后裝機容量增加410KW。目前整套裝置正處于試運行階段。