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噴淋泡沫塔在處理鍋爐煙氣中的應(yīng)用

  
評論: 更新日期:2012年08月06日

1 前言

在我國的一次能源消耗結(jié)構(gòu)中,燃煤占總能源消耗的70%以上,而由燃煤產(chǎn)生的SO2約占到全國SO2總排放量的90%。因此,對燃煤鍋爐煙氣進行脫硫、控制SO2的排放是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的迫切要求。北京某熱力廠擬為1臺35t/h燃煤鍋爐的煙氣進行治理,拆除現(xiàn)有φ2500mm文丘里麻石水膜除塵器,選用凈化效率穩(wěn)定、運行可靠、投資適合北京市市情的新型高效噴淋泡沫脫硫除塵塔。根據(jù)脫硫除塵系統(tǒng)需要,配置相應(yīng)的高效脫水設(shè)備、水循環(huán)系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。

2 治理方案

2.1 設(shè)計參數(shù)

根據(jù)該廠提供的測試報告和資料確定主要設(shè)計參數(shù)為:煙氣量 ≤63000m3/h,空氣預(yù)熱器出口煙氣溫度≤180℃,空氣預(yù)熱器出口含塵濃度≤2500mg/m3,燃煤含硫量≤0.8%,除塵器前系統(tǒng)阻力≤1.0kPa,脫硫效率≥90%,除塵效率≥98.2%。

2.2 治理工藝

本工藝包括煙氣系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng),工藝流程見圖1。

2.2.1 煙氣系統(tǒng)

本工藝將鍋爐煙氣引入空氣換熱器降溫到180℃以下,再通過管道切向進入噴淋泡沫塔,煙氣在塔內(nèi)經(jīng)洗滌液噴淋后由煙道進入高效脫水器,帶氣霧的煙氣經(jīng)脫水后進入引風(fēng)機,由煙道進入煙囪排放。引風(fēng)機選用GDGYNo13–左 90°–132kW–60℃防腐引風(fēng)機。流量為75000m3/h,全壓為3.6kPa。

2.2.2 水循環(huán)系統(tǒng)

由循環(huán)水泵將含有脫硫劑(MgO粉)的循環(huán)水從水池送往噴淋泡沫塔,同塔中的煙氣反應(yīng)后由溢流槽排出,經(jīng)灰水溝排入水池(容積為2400m3)。本系統(tǒng)總循環(huán)水量為252t/h。選用2臺(其中1臺備用)150UHB–ZK–250–35(75kW)耐磨防腐水泵作為循環(huán)水泵。

2.2.3 加藥系統(tǒng)

進入水池中的循環(huán)水通過pH值自動測量儀檢測pH值。當(dāng)pH<6.5時,自動打開Mg(OH)2乳液管路上的電動調(diào)節(jié)閥,注入Mg(OH)2乳液;調(diào)整到出塔循環(huán)水pH=6.5時自動關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥,經(jīng)過pH儀調(diào)節(jié)循環(huán)水清水池中水的pH值為9~11。MgO粉加到消化槽內(nèi),加水?dāng)嚢鑾追昼姵扇闋钜汉螅恐亓ψ粤鞯組g(OH)2乳液貯槽。貯槽中的乳液通過重力自流到沉淀池,供脫硫使用。MgO粉的投加量為66.8kg/h。

2.2.4 曝氣系統(tǒng)

為使沉淀池中的MgSO3氧化成溶解于水的MgSO4,需在沉淀池中進行曝氣,這樣既可大大減少循環(huán)水中的懸浮物,也可防止循環(huán)水系統(tǒng)及脫硫塔內(nèi)結(jié)垢堵塞,同時還可減少脫硫渣的生成量。曝氣壓縮空氣氣源由羅茨鼓風(fēng)機直接提供,由曝氣管路送到沉淀池。壓縮空氣從曝氣管路中以小氣泡通過循環(huán)水,從水面逸出。氧氣的消耗量為4.6m3/min。

2.2.5 自動控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)中引風(fēng)機采用變頻控制,控制盤位于鍋爐控制間。水泵亦采用變頻控制。pH值自動控制儀根據(jù)采樣的數(shù)據(jù)以4~20mA的信號控制加藥電動閥門。

2.3 工作原理

噴淋泡沫塔采用切向進風(fēng),使氣流旋轉(zhuǎn)上升。在煙氣入口上方布置1層或2層螺旋噴嘴組合層,噴嘴層上方為多孔泡沫塔板層,塔板上設(shè)噴淋布水器。整個塔分成上、下2個塔體,或上、中、下3個塔體(當(dāng)用2層塔板時),下塔體下部為循環(huán)水槽及液封排水槽。

鍋爐排放的煙氣,切向進入噴淋泡沫塔旋流段,較大粒徑的煙塵受離心力的作用產(chǎn)生附壁效應(yīng)與塔板布下的水幕匯合,流到塔底排出。煙氣繼續(xù)在塔體內(nèi)上升,先經(jīng)2層霧化噴嘴洗滌、吸收而脫除部分細(xì)顆粒煙塵和SO2,煙氣上升再經(jīng)2層泡沫塔板,布滿吸收液的多孔板鼓泡形成有巨大液膜表面積的泡沫層,同時塔板上具有極大液膜表面積的氣霧,煙塵在此階段亦發(fā)生擴散作用,從而進一步去除細(xì)顆粒煙塵和脫掉SO2,最終達到高的除塵脫硫效率。

洗滌及吸收都是依賴氣液兩相液膜界面進行的,液膜面積越大,除塵脫硫效率越高。凈化煙氣中的氣霧,在上塔體中緩慢上升,經(jīng)塔體與脫水器之間的連接管,進入高效復(fù)檔型脫水器,脫水后經(jīng)煙道進入引風(fēng)機至煙囪達標(biāo)排放。堿性循環(huán)水在塔內(nèi)吸收SO2后,pH值迅速降低,排入循環(huán)沉淀池與鍋爐堿性排污水匯合,通過加藥裝置,將200目以上的MgO粉制成Mg(OH)2乳液,通過pH自動控制儀控制加藥的電動閥門,調(diào)整水池內(nèi)的pH值,使出塔洗滌液的pH值為6.5左右。進入水池內(nèi)的循環(huán)水經(jīng)鼓風(fēng)曝氣,使脫硫產(chǎn)物最終氧化成溶于水的MgSO4。其化學(xué)反應(yīng)方程式為:

為防止水池內(nèi)硫酸鹽過飽和,需排出部分循環(huán)水,其水量約占總循環(huán)水量的2%。

3 運行效果分析

本工藝的監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 煙氣處理結(jié)果數(shù)據(jù)

?項?目?12?3?4?5?平均值?
?入塔煙氣量(×104m3/h)?5.2895.4555.6785.8455.5685.567
?出塔煙氣量(×104m3/h)?5.9445.6996.5606.4955.9426.128

?入塔SO2

濃度(×103mg/m3)

?1.061.081.111.181.071.10
出塔SO2濃度(mg/m3)?92.597.394.898.292.295.0
?脫硫效率(%)?91.391.091.591.791.491.4
?入塔煙塵濃度(×103mg/m3?1.942.052.412.272.132.16
?出塔煙塵濃度(mg/m3)?23.8?25.730.228.426.927.0
?除塵效率(%)?98.798.798.798.7?98.798.7
?入塔煙氣含氧量(%)?7.67.98.38.57.78.0
?出塔煙氣含氧量(%)?7.78.28.7?8.39.18.4

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