2 奧地利能源與環(huán)境工程公司的Turbosorp 法 (循環(huán)流化床技術(shù))
奧地利能源與環(huán)境工程公司(AEE 公司)采用 Turbosorp 法(循環(huán)流化床技術(shù))加布袋除塵器脫硫 技術(shù),脫除SO2、煙塵和重金屬等污染物,可預(yù)留脫 硝接口。該工藝主要由煙氣系統(tǒng)、湍流器脫硫塔、脫 硫灰再循環(huán)系統(tǒng)、吸收劑制備及輸送系統(tǒng)、脫硫后布 袋除塵器系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、終產(chǎn)物收集系統(tǒng)、壓縮 空氣輔助系統(tǒng)、電氣儀表控制系統(tǒng)等組成。Turbosorp 脫硫脫硝系統(tǒng)工藝流程見圖2。
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該脫硫工藝采用熟石灰作為脫硫劑,同時(shí)可 添加少量活性炭以提高脫硫效率。熟石灰是采用 專門的石灰消化器由生石灰消化而得。 石灰消化系統(tǒng)采用臥式雙軸攪拌干式 消化器。
燒結(jié)煙氣通過引風(fēng)機(jī)由脫硫塔底部 進(jìn)入文丘里管,流速增大,并形成循環(huán)流 化床體,在脫硫塔底部高溫?zé)煔馀c脫硫 劑、循環(huán)脫硫灰充分預(yù)混合,進(jìn)行初步脫 硫反應(yīng),主要完成脫硫劑與SO2、SO3 的反 應(yīng)以及重金屬吸附,煙氣在脫硫塔內(nèi)與 脫硫劑反應(yīng)脫除SO2,從頂部排入布袋除 塵器脫除灰塵,灰塵固體顆粒通過除塵 器下的脫硫灰再循環(huán)系統(tǒng),返回吸收塔 繼續(xù)參加反應(yīng),往復(fù)循環(huán)。煙氣經(jīng)脫硫塔底部進(jìn)入,由于氣固兩相流的作用進(jìn)行湍流接觸,上 升過程中不斷形成絮狀物向下返回,在激烈湍動中 又不斷解體重新被氣流提升,形成類似循環(huán)流化床 鍋爐所特有的內(nèi)循環(huán)顆粒流,使氣固間滑落速度高 達(dá)單顆?;渌俣鹊臄?shù)十倍。脫硫塔頂部結(jié)構(gòu)進(jìn)一 步強(qiáng)化絮狀物的返回,提高塔內(nèi)顆粒的床層密度,使 床內(nèi)Ca/S(離子個(gè)數(shù)比)值高達(dá)50 以上。循環(huán)流化 床內(nèi)氣固兩相流機(jī)制,極大地強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì) 與傳熱,為實(shí)現(xiàn)高脫硫率提供根本保證。多余的少量 脫硫灰渣通過氣力輸送至脫硫灰?guī)靸?nèi),再通過罐車 或二級輸送設(shè)備外排。
該脫硫技術(shù)和除塵工藝具有以下技術(shù)特點(diǎn):無污 水外排;單塔處理能力大;無須防腐措施;脫硫裝置對 負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)。1999 年,奧地利AEE 公司為德 國某廠設(shè)計(jì)建造了燒結(jié)廢氣回收處理凈化裝置,主要 由噴淋吸收塔、活性褐煤噴射器和石灰乳噴射器以及 布袋除塵過濾器組成,生石灰經(jīng)加水形成石灰乳后通 過高達(dá)13 000 r/min 的旋轉(zhuǎn)噴射器在吸收塔下部逆 向氣流噴射而出,石灰乳與煙氣中的硫化物混合發(fā)生 化學(xué)反應(yīng),形成石膏,完成脫硫過程,脫硫后的煙氣通 過管道進(jìn)入布袋除塵器,管道上還安裝活性褐煤噴射 器,將褐煤噴入管道與煙氣進(jìn)行混合以脫除二惡英, 煙氣進(jìn)入布袋除塵器后,完成氣與塵的分離,塵循環(huán) 使用一定次數(shù)后外排,用于填埋廢舊礦山。Turbosorp 脫硫效果及運(yùn)行消耗見表2,表3。
1.3 法國阿爾斯通公司的NID 法(脫硫除塵一體 化技術(shù))
NID 脫硫除塵一體化技術(shù)是Alstom 公司在20 世紀(jì)90 年代初從噴霧干燥法開發(fā)而成。該系統(tǒng)是利 用含有CaO 或消石灰的吸收劑與二氧化硫反應(yīng)生 成CaSO3 和CaSO4,除塵器收集下來有一定堿性的 粉塵與CaO 混合增濕后再進(jìn)入除塵器入口煙道和 煙箱,反復(fù)循環(huán)。NID 脫硫除塵系統(tǒng)包括反應(yīng)器、高 濃度除塵器(ESP 或FF)、混合器、循環(huán)灰輸送系統(tǒng) 四個(gè)核心系統(tǒng)。中國武漢鋼鐵公司正在進(jìn)行NID 脫 硫除塵工藝的設(shè)計(jì)建設(shè)。NID 脫硫除塵系統(tǒng)工藝流 程見圖3。
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從ESP 或FF 等方式的預(yù)除塵器出來的高溫?zé)?結(jié)煙氣進(jìn)入煙道反應(yīng)器,加水增濕的循環(huán)灰和脫硫 劑在混合器中混合后同時(shí)進(jìn)入煙道反應(yīng)器。煙道反 應(yīng)器內(nèi)形成充滿高濃度濕灰和脫硫劑的環(huán)境,煙氣 迅速降溫、增濕。煙氣溫度降到70 ℃左右,煙氣相對 濕度達(dá)到約40%, 此時(shí)煙氣中SO2 與吸收劑 Ca(OH)2 反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。反應(yīng)后的煙 氣攜帶大量的干燥固體顆粒進(jìn)入脫硫后的高濃度布 袋除塵器內(nèi)收集凈化,凈煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)排入煙囪。 除塵器捕集下來的干燥固體顆粒落入灰斗,大部分 經(jīng)循環(huán)灰輸送設(shè)備再次進(jìn)入煙道反應(yīng)器,以便充分 利用吸收Ca(OH)2。少部分排出系統(tǒng)外,形成脫硫 終產(chǎn)物。
NID 工藝特征是脫硫劑的低溫度和高比例循 環(huán)。NID 脫硫工藝與除塵器組合為一體,結(jié)構(gòu)簡單, 設(shè)備緊湊,占地面積小、物料循環(huán)倍率可達(dá)30~50 次 以上。正常情況下脫硫效率達(dá)85%以上,具有運(yùn)行簡 單可靠,負(fù)荷可調(diào)等特點(diǎn)。NID 脫硫除塵一體化技術(shù) 為半干法脫硫技術(shù),易形成酸霧的SO3 能被100%脫 除,排煙溫度高于露點(diǎn)溫度25 ℃以上,不存在酸露腐蝕,現(xiàn)有煙囪不需要任何額外處理,比較適合改造 項(xiàng)目。NID 工藝的核心是其混合器/ 調(diào)濕器。通過向 除塵器集塵中加水將灰塵中的平衡水分含量增加幾 個(gè)百分點(diǎn)。在混合器中水被均勻地加在循環(huán)煙塵中, 固體粉塵可自由流動而不黏結(jié),確保了濕塵在煙氣 流中均勻分布并吸收SO2。石灰、水、循環(huán)煙塵的混 合在煙氣流外完成,保證了其在噴入煙氣流前混合均勻。
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