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电厂脱硫除尘一体化解决方案

  1 LIFAC工艺特点及适用范围
  (1)适用于燃用含硫量为0.6%~2.5%煤种,300 MW以下锅炉脱硫。在Ca/S为1.5~2.0,采用再循环系统时,总脱硫效率为70%~90%。
  (2)具有一定的运行经验,国外已正式投入商业运行,根据经济比较分析,LIFAC设备投资为湿法脱硫的32%,运行费用在各类脱硫方案中最低。
  (3)占地面积小,适于改造现有运行电厂。
  1.1 脱硫方案提出
  鉴于上述特点,在老厂改造工程中,对于配置静电除尘器的电厂,在场地条件允许时,可直接采用LIFAC工艺。对于配置湿式除尘器的电厂,在LIFAC工艺的基础上加以改造,把湿式除尘器改造成湿式脱硫设备,使之既除尘又脱硫,从而提出烟气脱硫的新工艺:脱硫除尘一体化方案。该方案以炉膛喷钙作为一级脱硫,将烟气增湿作为二级脱硫,实现脱硫与除尘的集成,减小占地面积,总脱硫效率可达60%~80%,工艺流程见图1,简述如下:
  第1阶段,一定细度的石灰石粉(CaCO3)被送入锅炉炉膛内温度950~1 150 ℃的区域。CaCO3受热后分解生成CaO和CO2,烟气中部分SO2和几乎全部SO3与CaO反应生成硫酸钙CaSO4,脱硫效率为20%~30%,炉后增湿活化阶段。LIFAC工艺在空气预热器和电除尘器间安装增湿反应器,烟气流经过时被喷水增湿。为充分利用现有设备和场地条件,节约投资,本方案中不安装反应器,而是设计直接用文丘里湿式除尘器来完成尾部增湿活化功能。烟气中未反应的CaO与水反应生成在低温下具有很高活性的Ca(OH)2,同剩余SO2反应生成亚硫酸钙,部分被氧化成硫酸钙,形成稳定的脱硫产物,脱硫效率可达30%~40%。
  根据脱硫反应机理要求,应在炉膛燃烧器上方温度为950~1 150 ℃的范围内喷射石灰石粉,才能确保炉内脱硫效率,防止石灰石欠烧和过烧。同时作为改造工程,要避免对水冷壁做较大改动。为此,采用三维流动及燃烧数值计算软件包对不同负荷下炉内温度分布进行了模拟,结合现场炉内火焰温度实测结果,确定了合适的喷钙区域。要求石灰石品位达到CaCO3含量超过90%,制粉系统应确保80%以上的石灰石粉颗粒尺寸小于40 μm。
  既要确保钙粉以足够的速度喷入炉膛,以便在炉内与烟气充分混合,又要尽量减轻管道磨损并减少送入炉内的冷空气量,以免对炉内燃烧产生不利影响。根据炉膛喷射和管道输送的要求,合理设计喷口尺寸和结构,开发输送系统空气动力计算软件,确定了气力输送系统的阻力和通风量,从而根据现场条件合理布置管道和选择设备,优化系统设计。
   整理

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