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半干法烟气脱硫脱硫机理和锅炉增设脱硝脱硫装置

2020-12-12 12:46:40

【一】、半干法烟气脱硫脱硫机理
  半干法烟气脱硫不同于湿法与干法之处在于,湿法烟气脱硫是以石灰浆Ca(OH)2等碱性浆液为脱硫剂,脱硫剂在吸收塔中与SO2发生气液化学反应;干法烟气脱硫则是将干性脱硫剂加入炉内或喷入烟气中,脱硫剂与SO2发生气固反应,以达到脱除SO2的目的;半干法脱硫吸附剂是以溶液的形式喷入烟气中,吸附剂与SO2发生化学反应的同时,溶液水分全部蒸发。
  半干法烟气脱硫的机理是:烟气经水雾喷射器增湿,同时喷入的CaO粉末与水反应生成低温下有很高活性的Ca(OH)2,Ca(OH)2与烟气中的SO2再发生气液反应。在反应初期,SO2浓度较高,气相推动力较大,气膜阻力相对于SO2在液相的溶解阻力来说不占优点,故溶解阻力成为反应的控制阻力。随着反应的进行,气膜阻力逐渐增大,但由于此时Ca(OH)2吸附的水分逐渐蒸发,SO2溶解阻力也成递增趋势,故液相溶解阻力仍是整个反应的控制阻力。在实际反应过程中,当烟气中SO2浓度较低时,只要暴露时间足够长,浆滴中已经电离出来的Ca2+便可以完成吸收过程;当SO2浓度较高时,Ca2+从Ca(OH)2颗粒上的溶出速率低于Ca2+和SO32-的扩散和反应速率,且由于生成物CaSO4的摩尔分子体积为52.16mL/mol,大于Ca(OH)2的摩尔分子体积33.04mL/mol,因此会造成反应通道的堵塞,由于上述两个原因,导致实际脱硫效率下降。
  由反应的平衡常数可知,式(2)虽然可以进行,但因平衡常数很低,生成的H2SO3较少,因此式(5)及(6)也可以忽略,式(4)和(7)描述的是干燥吸收剂的脱硫行为。试验结果表明,在中低温条件下,干燥吸收剂颗粒硫盐化反应的速率明显低于湿的吸收剂颗粒,并且随转化率增加,干燥吸收剂反应速率衰减极为,但是钙转化率对湿颗粒反应速率的影响却很小。因此,半干法烟气脱硫反应,主要为式(1)、(3)、(8)。
  【二】、锅炉系统后增设脱硝装置和脱硫装置
  1、设置引风机和脱硫增压风机,引风机同时克服锅炉烟风系统和脱硝装置的阻力,增压风机克服脱硫装置阻力。
  由于目前还没有脱硝装置与主体工程同步进行的规定,所以在新建项目中,一次性提高引风机全压直至满足脱硝阻力的情况还较少,但随着环保要求的提高,本配置应该是将来系统设计的重要趋势。
  在炉内脱硝方案中,引风机的这种配置也同样适用。
  2、设置引风机和脱硫增压风机,新建时引风机只需克服锅炉烟风系统阻力,增压风机克服脱硫装置阻力,设计时应充分考虑将来脱硝改造的需求。
  脱硝改造的预留主要考虑了以下几个因素:
  (1)预留脱硝改造场地;
  (2)风机和电动机基础保持不变;
  (3)风机定子部分改动小,好不要改造;由于脱硝装置的差异,其阻力通常在900~1800Pa之间,风机可以选择改变叶片数量、安装角、叶型、轮毂比、叶轮直径或者提高转速以满足全压升高的要求;
  (4)电动机是否更换无论电动机容量增加或者转速提高都需要更换电动机,在进行充分的经济性比较后也可以选择电动机预留脱硝容量以后不再更换。
  在方案确定之前,设计单位与设备厂家应该充分沟通,根据系统特性、改造时间、风机运行成本、改造成本等进行经济性比较,以求达到佳效果。
  已运行的机组进行脱硝改造的情况也类似,值得注意的是,改造前应该进行系统性能测试,准确掌握运行数据,才能做到有的放矢,提高改造成效。
  3、单设引风机,同时克服烟风系统、脱硝装置和脱硫装置阻力。
  风机全压要求往往高达8000~9000Pa,甚至。风机运行负载越大,风机线速度、强度要求、磨损程度就越高,执行器功率或调节油压也越高;电动机功率大幅度提高,制造难度加大,性要求。目前国内尚无实际运行经验,选择本方案时需要格外慎重。

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