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时间:2018-07-18
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1、循环流化床干法脱硫(CFB-FGD)工艺1.0工艺流程及原理说明一个典型的CFB-FGD系统由预电除尘器系统、吸收剂制备及供应系统、吸收塔系统、物料再循环系统、工艺水系统、脱硫除尘器系统以及仪表控制系统等组成,其工艺流程见图工艺流程首先从锅炉的空气预热器出来的烟气温度一般为120~160℃左右,通过预除尘器后从底部进入脱硫塔(当脱硫灰与粉煤灰须分别处理时,才需要预除尘器,否则烟气可直接进入脱硫塔)。然后烟气通过脱硫塔下部的文丘里管的加速,进入循环流化床床体;物料在循环流化床里,气固两相由于气流的作用,产生
2、激烈的湍动与混合,充分接触,在上升的过程中,不断形成絮状物向下返回,而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升,使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍;脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回,进一步提高了塔内颗粒的床层密度,使得床内的Ca/S比高达50以上,SO2充分反应。这种循环流化床内气固两相流机制,极大地强化了气固间的传质与传热,为实现高脱硫率提供了根本的保证。在文丘里的出口扩管段设有喷水装置,喷入的雾化水用以降低脱硫反应器内的烟温,使烟温降至高于烟气露点20℃左右,从而使得SO2与Ca(O
3、H)2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行第二步的充分反应,生成副产物CaSO3·1/2H2O,此外还有与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca(OH)2·2H2O等。烟气在上升过程中,颗粒一部分随烟气被带出脱硫塔,一部分因自重重新回流到循环流化床内,进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。喷入的用于降低烟气温度的水,以激烈湍动的、拥有巨大的表面积的颗粒作为载体,在塔内得到充分的蒸发,保证了进入
4、后续除尘器中的灰具有良好的流动状态。由于流化床中气固间良好的传热、传质效果,SO3全部得以去除,加上排烟温度始终控制在高于露点温度20℃以上,因此烟气不需要再加热,同时整个系统也无须任何的防腐处理。净化后的含尘烟气从脱硫塔顶部侧向排出,然后转向进入脱硫后除尘器进行气固分离,再通过引风机排入烟囱。经除尘器捕集下来的固体颗粒,通过除尘器下的脱硫灰再循环系统,返回脱硫塔继续参加反应,如此循环。多余的少量脱硫灰渣通过仓泵设备外排。在循环流化床脱硫塔中,Ca(OH)2与烟气中的SO2和几乎全部的SO3,HCl,HF等
5、完成化学反应,主要化学反应方程式如下:Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O(>120℃)Ca(OH)2+2HF=CaF2+2H2OCFB-FGD工艺的主要特点1、设备使用寿命长、维护量小。2、烟气与物料接触时间长、接触充分,脱硫效率高。3、控制简单。4、单
6、塔处理能力大,已有大型化的应用业绩。5、采用流线型的底部进气结构,保证了脱硫塔入口气流分布均匀。6、脱硫塔内操作气速相对稳定,负荷适应性好。7、无须防腐。8、良好的入口烟气二氧化硫浓度变化适应性。9、脱硫副产物流动性好,易于处理;脱硫剂利用率高、脱硫副产物排放少。10、系统简洁,可靠性高。2.0脱硫系统的组成脱硫除尘改造工程脱硫除尘岛主要由预电除尘器、吸收塔、脱硫除尘器、脱硫灰循环系统、吸收剂制备及供应系统、烟气系统、工艺水系统、流化风系统、脱硫灰外排系统等组成。2.1烟气系统从锅炉的空气预热器出来的烟气经
7、预除尘器,从底部进入吸收塔进行脱硫,然后吸收塔顶部进入脱硫除尘器除尘,出来后的烟气经脱硫后引风机排往烟囱。脱硫除尘后的SO2浓度在400mg/Nm3以下,粉尘浓度在50mg/Nm3以下。在整个烟气系统中,烟气均高于露点20℃以上,且SO3基本完全脱除,不存在腐蚀问题,所以整个烟气系统均由碳钢构成,原有烟道、烟囱无需防腐。2.2吸收塔系统吸收塔是一个单文丘里管的空塔结构,主要由进口段、下部方圆节、给料段、文丘里段、锥形段、直管段、上部方圆节、顶部方形段和出口段组成(见下图)。全部采用普通钢板焊接而成(其中文丘
8、里入口采用特殊设计的耐磨钢制造,保证使用寿命10年以上,而且容易更换,榆社项目运行4年多,尚未发现磨损)。为建立良好的流化床,预防堵灰,吸收塔内部气流上升处均不设内撑,塔内完全没有任何运动部件。由于脱硫系统始终在烟气露点温度20℃以上运行,加上吸收塔内部强烈的碰撞与湍动,SO3可基本全部除去。吸收塔内部不需要任何防腐内衬,吸收塔的直径为9.8米。吸收塔的形式目前有单嘴和七个两种(如图),其设计分界线一般为40,0
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