干法电石渣在火电厂烟气脱硫工艺中的应用.pdf

6 6 第 3 8 卷 ， 第 5 期 2 0 1 2年 l 0月 安 徽 化 工 ANHUI C HEMI C AL I NDU S T R Y Vo 1 ． 38． No． 5 0c t ． 2 01 2 干法电石渣在火电厂烟气脱硫工艺中的应用 殷继沛 ， 张迎新 z 1 ． 、； 阳市质量技术监督检验测试中心 ， 河南 焦作 4 5 4 5 5 0 ； 2 ． 河南化工技师学院， 河南 开封 4 7 5 0 0 2 摘要 论证了干法电石渣在电厂烟气脱硫系统中应用的经济性及可行性。 关键词 火电厂； 电石渣； 烟气； 脱硫； 工艺 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 8 5 5 3 X． 2 0 1 2 ． 0 5 ． 0 2 2 中图分类号 X 7 0 1 ． 3 文献标识码 B 文章编 号 1 0 0 8 5 5 3 X 2 0 1 2 0 5 0 0 6 6 0 3 1 概 述 烟气脱硫系统是燃煤火 电厂为了减少二氧化硫 向 空中排放而建设的环保设施 ， 具有 良好的环境效益和社 会效益。但对火电厂而言 ， 该系统的运行却提升了发电 成本 。 如何在保护环境的同时又降低火 电厂脱硫系统消 耗的成本 已经成为发电企业要解决的课题之一 。 电石渣作为电石 一乙炔法生产 P V C过程中产生的 废渣 ，在很长的一段时问内是作为废料被直接丢弃 的。 随着国家环保 、 节能减排要求 的不断提高 ， 电石渣资源 逐渐被重视起来。 电石渣法脱硫、 电石渣法制碱、 电石渣 法制水泥等越来越多以电石渣为原料的生产工艺被开 发了出来 。 本文即论证 了电石渣在火电厂烟气脱硫系统 中应用的经济性及可行性 。 2 烟气脱硫技术 2 ． 1石灰石一石膏法烟气脱硫工艺 石灰石～石膏法脱硫工艺是 当前世界上应用最广 泛的一种脱硫技术 。 它是将石灰石粉加水制成浆液泵人 吸收塔与烟气充分接触混合， 烟气中的二氧化硫与浆液 中的碳酸钙 以及从塔下部鼓人的空气进行氧化反应生 成硫酸钙 ， 硫酸钙达到一定饱 和度后 ， 结晶形成二水石 膏。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴 ， 由烟 囱排人大 气 。 该工艺 由于吸收塔 内吸收剂浆液通过循环泵反复循 环与烟气接触 ， 所以吸收剂利用率很高 ， 脱硫效率可达 9 5 ％以上 。 2 。 2旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺 旋转 喷雾干燥烟气脱硫工艺是以石灰为脱硫吸收 剂 ， 石灰经消化加水制成消石灰乳 ， 消石灰乳 由泵打入 位于吸收塔内的雾化装置 ， 在吸收塔内被雾化成细小液 滴的吸收剂与烟气混合接触， 吸收剂与烟气中的S O 发 生化学反应生成 C a S O ， 烟气中的 S O 被除去。 2 ． 3磷铵肥法烟气脱硫工艺 磷铵肥法烟气脱硫工艺属于 回收法脱硫技术 ， 它是 由吸附 、 萃取 、 中和 、 吸收 、 氧化 、 浓缩干燥等单元组成 ， 分为两个系统 ①烟气脱硫系统 烟气经高效除尘器后 ， 经文氏管进入脱硫塔组 ， 再进入二级脱硫塔 ， 用磷铵浆 液洗涤脱硫 ， 净化后 的烟气经分离雾 沫后排放 ； ②肥料 制备系统 在常规单槽多浆萃取槽 中的浆液经过过滤后 获得稀磷酸 ， 再加氨中和后制得磷氨。 2 ． 4炉 内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺 炉 内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺是在炉 内喷钙脱 硫工艺的基础上 ， 在锅炉尾部增加增湿段 ， 以提高脱硫 效率。 该工艺多以石灰石粉为吸收剂。石灰石粉 由气力 喷入炉膛 ， 石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳 ， 氧化 钙与烟气 中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙 ， 以此除去烟 气 中的二氧化硫。 2 ． 5烟气循环流化床脱硫工艺 烟气循环流化床脱硫工艺 由吸收剂的制备 、吸收 塔 、 脱硫灰再循环 、 除尘器及控制系统等部分组成 。 锅炉 排出的烟气从吸收塔底部进入， 流经文丘里管， 与很细 的吸收剂粉末互相混合 ， 吸收剂与烟气中的二氧化硫反 应生成 C a S O 和 C a S O 。脱硫后携带大量固体颗粒的烟 气从吸收塔顶部排 出， 进入再循 环除尘器 ， 被分离 出来 的颗粒经中间灰仓返 回吸收塔 。由于 固体颗粒反复循 环 ， 故吸收剂利用率较高。 收稿 日期 2 0 1 2 0 7 1 0 作者 简介 殷继 沛 1 9 6 6 ～ ，男 ， 1 9 9 1年毕业 于太 原机 械学 院化 学工 程 系 ，工 程师 ，目前 从事 质量 技术 监督 工 作 ， 1 3 9 3 9 1 5 1 8 1 7 ， 0 3 9 1 5 6 9 0 9 4 5 h j q y i n j i p e i 1 6 3 ． c o rn。 殷继沛， 等 干法电石渣在火电厂烟气脱硫工艺中的应用 6 7 2 ． 6 海水脱硫工艺 海水脱硫工艺是利用海水 中的碱脱除烟气 中二氧 化硫的一种脱硫技术。在脱硫吸收塔内， 大量海水喷淋 洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气 ， 烟气 中的二氧化硫被海 水吸收而除去 ， 净化后的烟气经除雾器除雾并经烟气换 热器加热后排人大气。 2 _ 7 电子束法脱硫工艺 电子束法脱硫工艺由排烟预除尘、 烟气冷却、 氨的 充入、 电子束照射和副产品捕集等工序组成。锅炉排 出 的烟气经除尘器进入冷却塔 、 反应器 ， 在反应器人 口处 将氨水 、压缩空气和软水混合喷人 ，经电子束照射后 ， S O 和 N O 反应生成硫酸和硝酸 。硫酸和硝酸与共存的 氨进行中和反应 ， 生成粉状微粒 。这些粉状微粒一部分 沉淀到反应器底部， 通过输送机排出； 另一部分被副产 品除尘器分离和捕集 ， 经造粒处理后被送到副产品仓库 储藏。净化后的烟气经脱硫风机由烟囱排人大气。 2 ． 8氨水洗涤法脱硫工艺 氨水洗涤法脱硫工艺是 以氨水为吸收剂 ， 副产 品为 硫酸铵的脱硫工艺。锅炉排出的烟气经烟气换热器、 预 洗涤器进入前置洗涤器 。在前置洗涤器中 ， 氨水 自塔顶 喷淋洗涤烟气 ， 烟气 中的 S O 被洗涤吸收除去 ， 经洗涤 的烟气排出后经液滴分离器除去携带的水滴， 进入脱硫 洗涤器 ， 再经烟气换热器加热后由烟囱排人大气。 3 N I D脱硫工艺技术 浙江菲达机电集团公司引进瑞典 AB B公司的半干 法脱硫技术， 经国产化的新型烟气脱硫技术处理 ， 简称 N I D 。它是在旋转喷雾半干法脱硫技术基础上发展起来 的 ， 系统简单 ， 投资相对较小 ， 非常适合 3 0 0 MW 以下机 组火 电厂使用 。 3 ． 1 NI D的脱硫原理 以一定细度 的石灰粉 C a O 经消化增湿处理后与大 倍率的循环灰混合直接喷人反应器 ， 在反应器中与烟气中 的二氧化硫反应生成固态的亚硫酸钙及少量的硫酸钙 ， 再 经除尘器除尘， 达到烟气脱硫的目的。化学反应式如下 C a O H2 O- “ C a O H 2 C a 0 H 2 S 0 2 C a S O 3 H 2 0 N I D脱硫工艺对脱硫剂的技术要求见表 1 。 表 1 N I D脱硫工艺对脱硫剂的技术要求 3 ． 2 NI D工艺流程 图 1 图 1 N I D工艺流程图 机 4用电石渣代替石灰作脱硫剂的 NI D工艺 4 ． 1 电石渣的特性分析 巨化热 电厂委托美国阿兰柯环境技术 北京 有 限 公司对多家企业产生的电石渣进行了理化分析， 得 出如 下结果 ， 见表 2 。 表 2 电石渣的测试数据 测试项目 测试数据 C a O H 含量 比表面积 粒径 91．2％ ～ 96 ． 1 ％ 27．5-3 2． 1 m ≤5 O 微米 从 电石渣的成分来看 ， 作为脱硫剂 的电石渣完全能 起到与石灰相同的作用。在折算 C a O H 纯度、 比表面 积等方面 ， 电石渣的性能超过 了石灰 ， 因此 电石渣作为 脱硫剂可能适合 N I D工艺。而且采用电石渣后原 N I D 工艺设备不需做任何变动，石灰的消化过程又取消， 从 电石渣粉仓来 的电石渣粉通过流量控制阀直接注入混 合增湿器。这样， 工艺更加简单 ， 运行更为可靠， 只需将 电石渣的含水率控制在 1 ． 5 ％以下即可。 4 ． 2 电石渣干燥制粉工艺流程 图 2 双轴 尘器 图 2 电石渣 干燥制粉工艺流程图 下转 第 6 9页 于鲤铭 气化锁斗冲洗水管路振动原因及改良方法 6 9 的是， 这种方法并不能消除振动 ， 而仅仅是减弱振动。 改 变管路特性的方法有 ①增加支 吊架等约束结构 ； ②安 装膨胀节软管； ③改变管路长度。 增加管道支架可以调整管道机械 固有频率 ， 打断管 道频率与激励频率之间的耦合， 从而减弱振动。这种方 法简便易行 ， 成本较低 ， 但是必须在安装管道之初对管 道进行分析 ， 并且在建筑物内提供支撑支吊架 的承重梁 等结构 ， 同时支架必须有足够 的刚性强度 ； 必要时 ， 可在 支架与管道间加弹簧支架 以进一步减轻与管道的受力。 相 比较而言 ，增加膨胀节则是一种简便易行的方 法。 由于膨胀节是柔性连接 ， 不会传递振动 ， 所以可以改 变管道的自 有振动频率， 从而达到减振的目的。但是膨 胀节吸收的振动量有限， 必须事先计算好膨胀节的振动 吸收量 ， 并且 由于膨胀节为软性连接 ， 在强振动状态下 极易与管道开脱。 需要注意的是 ， 支架与膨胀节都应设置于弯头或者 流型改变处等盲板力较严重的地方 ， 以求在振动产生之 初就减弱振动， 否则会产生更大的振幅。 相比较以上几种方法 ， 还有人提出改变管道长度的 办法，也就是改变管道出口设备与人口设备的相对距 离 ， 从而改变其 间连接管道的长度 ， 而达到减振的 目的。 然而这种方法需要在设计之初就要拉近两设备的相对 距离 ， 既保证冲洗水罐的高度足够低 ， 同时还要保证 冲 洗水的 自重压力足够大 ，这就陷人了一个两难的境地 ； 同时， 这种办法仍然治标不治本 。 相 比较前两种方法， 这 种方法周期长、 成本高、 遗留问题多、 不易更改， 而且往 往不能有效地解决问题 ， 所以极少采用。 3 结论 气化锁斗冲洗水管道的振动是一个十分常见的问 题 ， 严重情况下这种振动极易损坏管道甚至影响到建筑 结构 ， 其危害不容忽视。综上分析几种引起振动 的原 因 以及解决方法， 比较简单易行且效果显著的方法就是增 加膨胀节并且外加支吊架 。 通过两种或者 以上的复合方 式能够扬长避短 ， 在避免振动的同时还能保护膨胀节不 致损坏。 参 考 文 献 【 1 ]温睿麟． 电站汽水管道激振型振动控制方法[ J ] ． 技术交流与应 用 ， 2 0 1 0 4 5 7 5 9 ． I 2 ]刘奇洪． 调节阀改型解决凝结水再循环管路振动的实践【 J 】 ． 浙 江电力 ， 2 O L O 5 3 9 - 4 2 ． [ 3 】赵玉清． 对简谐力作用下含干摩擦管道系统的振动治理[ J 】 ． 机 械管理开发， 2 0 1 0 ， 2 5 4 8 5 8 6 ． 口 Pi p i ng Vi br a t i o n Ana l y s i s a nd M o d i fic a t i o n o f t h e Lo c k Ho p pe r Fl u s h i ng W a t e r S ys t e m YU Li - mi n g E a s t C h i n a E n g i n e e r i n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C O． ，L T D，H e f e i 2 3 0 0 2 4 ， C h i n a Ab s t r a c t T o b e a i me d a t p i p i n g v i b r a t i o n o f l o c k h o p p e r f l u s h i n g wa t e r s y s t e m ，c o mb i n e d w i t h t h e a c t u a l s i t u a t i o n i n s o me t e s t o p e r a t i o n ，a n a l y s i s t h e r e a s o n o f v i b r a t i o n a n d fi n d i n g o u t s o me s o l u t i o n me t h o d t o c o n t r o l a n d r e d u c e t h e v i b r a t i o n． Ke y wo r d s g a s i fi c a t i o n； l o o k h o p p e r ； fl u s h i n g wa t e r ； v i b r a t i o n 上接 第 6 7页 5经济核算 巨化 N I D系统综合运行成本约 0 ． 0 0 8元 ／ k w h ， 其拥 有电石渣 P V C生产线 ， 干法乙炔实施后 ， 电石渣含水率 在 5 ％一 1 0 ％， 已具有非常好的流动性 ， 这样电石渣干燥 制粉工艺可以简化 ， 不再需要上述龙式粉碎机 ， 蒸汽的 能耗也会大幅度降低 。N I D工艺中， 石灰石的购买和制 粉是脱硫系统运行的主要费用。因此 ， 用电石 一乙炔法 生产 P V C过程中产生的电石渣作脱硫剂有成本优势， 将低于 0 ． 0 0 8 元 ／kw h 。 6结束语 利用电石渣代替石灰粉脱硫， 一方面减少了电石渣 对环境的污染 ， 同时又为湿法脱硫提供了高效且廉价的 吸收剂 ， 还减少了对石灰石矿的开采 ， 可以从源头上节 约资源， 提高资源利用率， 降低生产成本， 从而促进我国 经济社会与 自然生态环境的协调发展 。口