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老电厂环保脱硫除尘一体化方案

  老电厂环保改造在确定烟气脱硫方案时,既要考虑到煤质特点,又要兼顾湿式除尘器,把脱硫和除尘问题结合起来,力求全面达标。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%。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950~1150℃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40μm。系统的脱硫效率随Ca/S的增加而增加,但在Ca/S≥2以后,脱硫效率的增加不显著。考虑到尾部增湿活化阶段的脱硫作用,以及系统脱硫效率不要求太高,在脱硫改造中可选取Ca/S为2或略小于2为宜。炉内添加固体吸收剂后,灰量增加,灰的物理和化学特性也发生了变化,可能会带来炉内受热面沾污和结渣加重等问题。对此国内外尚没有一致的意见。近年来,国外的理论和试验研究结果以及国内外脱硫工程的实际运行情况都表明:炉内喷钙后在炉壁和热交换面上形成的沉积物较为松软,很容易用常规的吹灰器清除掉。喷钙前后锅炉主要运行参数无明显变化,脱硫对锅炉运行影响不大。
  按照国家环保排放标准,配水膜除尘器的老机组粉尘排放普遍不合格,必须改造。实施上述脱硫方案,喷入的钙粉又进一步增加了灰量。因此,使脱硫方案与除尘改造有机结合,达到全面综合治理的目标,是人们最为关注的问题。
  全面考虑改造技术的难易程度和资金投入等因素,采用水膜除尘器串联一或二电场电除尘器的改造方案作为简易一体化脱硫改造的配套工程。该方案简单易行,既显著提高除尘效率,又节省大量资金,还保留了湿式除尘器的脱硫功能。与燃烧产生的粉尘量相比,脱硫产物的生成量是比较小的,对电除尘器影响不大。同时,湿式除尘器的增湿,能够改善烟气性质,降低粉尘比电阻,对改善后面电除尘器的总体工作性能是有利的。吸收剂(石灰石粉)制备系统;炉内喷钙系统;炉后烟气增湿活化系统;自动化控制系统。主要工作包括:确定石灰石矿源和品位;准确进行空气动力计算;优化气力输送系统;完成制粉设备的选型和管道布置;合理设计炉膛喷射系统;进一步改造文丘里湿式除尘器以及系统运行监控和连锁保护等。装置的连接布置是按锅炉现场空间场地配置,从实地考察来看,现有空间位置能够容纳。钙硫比是影响炉内喷钙脱硫效率的重要参数。钙硫比越大,炉内脱硫的效果越好,吸收剂费用和灰处理量也越大。本方案中,由于采用了尾部湿式除尘器增湿活化系统,提高了吸收剂的利用率和脱硫效率,因而钙硫比不必选择过高,选取1.5较为合适,既能保证脱硫效果,又不过分增加灰量。简易脱硫除尘一体化技术方案具有花钱少、效率较高、方法简便、切实可行、扩展性好的特点。从工艺流程和技术特点分析,该工艺方案配套串联电除尘器改造,能够全面实现二氧化硫和粉尘排放的全面达标。
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