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国外烟气循环流化床脱硫技术开发现状

时间:2021-10-08 15:55:47 作者:天科环保文章来源:本站点击:112

近几年烟气循环流化床技术发展很快,目前,已达到工业化应用的主要有四种流程,它们是:
  (1)德国Lurgi公司设备的烟气循环流化床脱硫技术(CFB)
  该工艺以循环流化床原理,吸收剂多次循环,与烟气的接触时间优良增加,从而大幅度提高了吸收剂的利用率。且其工艺简单,占地少,投资低,副产品呈干态易于处理或综合利用,并能在较低的钙硫比情况下达到与湿法相近的脱硫效率。该工艺流程主要包括吸收剂的制备系统、吸收塔、除尘器、吸收剂再循环系统以及仪表控制系统等部分,其流程与烟气循环流化床脱硫装置流程类似。
  在CFB系统中,由锅炉排出的未经处理的烟气从流化床的底部进入,如果考虑到综合利用的因素,不希望脱硫的副产品与飞灰混合在一起,则需要在吸收塔之前安装一个预除尘器。
  流化床吸收塔的底部为一个文丘里装置。烟气经文丘里管后速度加快,并与细的吸收剂粉末互相混合。它们之间的相对滑移速度很大,加上吸收剂颗粒的密度很大,因此吸收剂颗粒之间,气体与颗粒之间的摩擦非常剧烈。吸收剂与烟气中的SO2反应,生成亚硫酸钙。由于吸收剂的循环使用,吸收塔内有很高的飞灰和石灰颗粒浓度,这个浓度通常高达500~2000g/m³。经脱硫后带有大量固体颗粒的烟气由吸收塔的顶部排出进入吸收剂再循环除尘器中,该除尘器为一个机械式除尘器,也可以是电除尘器的预除尘器。烟气中的大部分颗粒被分离出来。被分离出的颗粒经过一个中间灰仓返回到吸收塔循环使用,由于大部分的颗粒被循环多次,因此固体物料的累积滞留时间很长,可达30min以上。这优良延长了烟气与吸收剂的接触时间,加大了SO2的传质总量,使吸收剂得以充分利用。
  以干粉的形式输入流化床吸收塔的吸收剂,同时还要喷入确定量的水以增大吸收剂的反应活性,提高脱硫效率。
  该系统的控制系统有三个控制回路:
  ①根据反应塔进货烟气量和烟气中原始SO2浓度控制消石灰粉的给料量,保护按要求脱硫效率所需要的钙/硫比。
  ②根据反应塔出口的烟气温度直接控制反应塔底部的喷水量,以保护烟气出口温度尽可能在接近露点温度的佳温度范围内,以获得尽可能高的脱硫效率,为此要求准确掌握进货烟气量和温度的变化。
  ③根据烟气进入吸收塔内的流量变化,保护床内确定的固体颗粒质量浓度或固/气比。沿床高度的固气比可通过床的底部和顶部的压差δP表示。运行中可通过控制再循环飞灰量来调节。
  (2)德国Wulff公司设备的回流循环流化床(RCFB)
  在Lurgi公司原有技术基础上,德国Wulff公司设备出了优良代内循环式循环流化床工艺,即脱硫吸收塔一回流循环流化床(RCFB)。该工艺主要是在吸收塔的流场设计和塔顶结构上作了较大改进,使得在吸收塔内烟气和吸收剂颗粒的向上运动中,有一部分颗粒从塔顶向下回流。这股固体回流与烟气方向相反,而且它是一股有力的的内部湍流,增加了烟气与吸收剂的接触时间,也增大了吸收剂与颗粒间的摩擦,使颗粒表面不断更新,提高了吸收剂的利用率,因此,在外部循环同时存在的情况下,脱硫性能深受优化。一般来说,塔内部回流的固体物料为外部再循环物料的30%~50%,这样塔内的回流就优良降低了反应塔出口烟尘浓度,简化了下游除尘器的设计,节省了投资。运行经验表明,该工艺对大型电厂的适用性是可以保护的。
  RCFB装置简单易操作,要求空间小,RCFB装置的直径只有相同容量喷雾干燥塔的一半。
  本工艺大的的特点是通过RCFB内部佳的反应条件,保持强烈的气固接触,固体停留时间长达30~60min及不断更新的化学反应表面,使该工艺在低消耗下实现很高的污染物脱除效率。
  运行试验表明,在低Ca/S比时,脱硫效率可达90%以上,并可除去大部分的重金属。