黄振房
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摘要:随着目前大气环境污染的加重,对二氧化硫进行有效治理愈发紧迫和重要。本文对优化循环流化床锅炉烟气脱硫措施展开详细论述,提出进一步完善和建议,促进大气污染治理。
关键词:循环流化床;锅炉;烟气脱硫;运行
1烟气脱硫技术
目前国内锅炉烟气脱硫脱硝系统中使用的脱硫技术主要为以下三种:(1)干法脱硫技术:其主要是将石灰粉喷入烟道中并与酸性气体在除尘器滤袋周围产生化学反应形成化合物,然后与灰尘仪器进入除尘器,这种工艺具有操作简单、经济实惠、占地面积小的优势,且石灰粉不容易堵塞管道,但是缺点是石灰粉消耗量大且反应率较低;(2)半干法脱硫技术:其主要是将吸收剂喷入反应塔,在反应的过程中利用余热使吸收剂水分蒸发,最终以固态的形式排出;该方法具有脱硫效率高且操作简单,容易处理反应物且占地面积小的优势。目前在市场中得到了广泛的应用;(3)湿法脱硫技术:该技术主要是通过吸收塔的方式让酸性气体进入塔内并充分与碱性液体反应从而达到脱硫的目的。这种方法具有脱硫效率高且原材料消耗量少的优势,但是流程比较复杂且由于需要处理反应液体,涉及到废水处理问题。
2循环流化床锅炉烟气脱硫运行策略
2.1循环流化床烟气脱硫技术
循环流化床锅炉的脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,常见以石灰石为脱硫吸收剂,受热分解为氧化钙和二氧化碳,其中氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸钙达到脱硫目的。
影响循环流化床锅炉脱硫的因素较多,既有设备设计安装因素,例如炉膛高度布局设计,烟道位置尺寸设计、喷淋塔除雾器选型设计等。又有生产运行管理因素,如炉膛炉温控制、石灰石粉控制、烟气流速控制等。
2.2烟气系统优化
(1)进气方式选用合适的角度,采用斜向下的方式。(2)在烟气进入处的合适位置安装导流板,让气流的分布更加均匀,降低压降。(3)膨胀节要选择柔性好、无反推力的非金属材质,避免烟道因高温扩展出现位移情况。
2.3二氧化硫吸收系统优化
2.3.1吸收塔的影响因素
①设置液气比。选择合适的液气比可以提高液气比,增加塔内喷淋密度和接触面积,进一步提高脱硫率。液气比一般在8-25l/m3之间。②设置烟气速度。提高烟气流速可以减小吸收塔的直径,降低钢材和其他设备的消耗。但烟气流速不能设定过高,否则会增加吸收塔的内压和负荷。烟气流速一般为3.5m/s。
2.3.2吸收器直径优化设计
吸收器直径优化的关键是综合考虑脱硫塔内的传质和气液分布。在烟气流速较低的情况下,烟气流速的增加率大于压降的增加率。随着烟气流速的不断增大,会发生溢流。因此,在设计吸收塔直径时,应根据吸收液滴的大小来设定烟气流速,一般设定为喷淋塔溢流量的50%-80%。
2.3.3喷层计算选择优化
①喷涂层的设计与选择。目前,喷嘴材料主要是玻璃钢和碳钢。前者具有良好的耐磨性和耐化学腐蚀性,但硬度较低,仅用于制造硬度要求较低的支管。碳钢具有高硬度,可用于制造支撑梁等关键管道。②喷层安装布局优化。塔中喷嘴的具体位置应确定,并根据提供的管径和喷嘴与支管的距离进行设计,以防脱硫浆液与喷嘴发生碰撞。③喷嘴选型优化。脱硫塔喷嘴应具有耐磨、耐腐蚀的特点,喷嘴应为螺旋形或锥形。大口径设计可避免喷嘴堵塞和结垢,使气液充分接触,提高雾化效果。
2.3.4除雾器优化
①对除雾器的选型进行了优化。挡板式除雾器垂直放置时,挡板之间的数值设定为20-70mm,烟气流量控制为2-3m/s;水平放置时,烟气流量控制在6-10m/s。波片除雾器通过惯性力分离液滴。当风速一定时,大体积液滴惯性较大,会出现分离现象。临界分离粒径是衡量除雾器性能的重要指标,其值越小,除雾器性能越强。②优化了烟气停留时间。除雾器的优化应充分考虑烟气流量、脱硫喷淋塔时间长短等因素,除雾器高度一般设置在7m~10m之间。另外,为了减少进入烟道的脱硫浆液,第一层脱硫喷淋层的高度应设置在3m-3.5m,喷淋层的高度应设置在2m-2.5m,以便烟气在脱硫塔中停留足够的时间去除二氧化硫。③除雾器冲洗优化。冲洗时应清除固体残渣和残浆,以免结垢堵塞,否则会增加烟气流动阻力,降低脱硫效果。第一层冲洗水流量可设为1L/s·m2,第二层冲洗水流量可设为0.34L/s·m2。
2.4运行过程优化调整措施
2.4.1优化炉内脱硫效率
①床温控制。锅炉床层温度会对脱硫剂的使用产生影响。当锅炉床温低于800℃或大于870℃,不利于脱硫反应,降低脱硫效率。因此,炉床温度应控制在800℃之间℃和870℃,从而使脱硫剂发挥最佳状态,保证脱硫效果。②充分利用炉内脱硫特性。炉内脱硫后,烟气中会有活性氧化钙,通过减少吸收剂的用量,有效利用活性氧化钙,可以进一步脱硫。减少或不使用吸收剂,可满足脱硫要求,降低脱硫成本。③石灰石质量控制。石灰石粉含量高有利于提高脱硫性能,并尽可能降低石灰石粉的含水量,最佳含水量小于1%。石灰石破碎系统的设计和设备的选择应遵循分级破碎的原则。粗碎采用破碎机,细碎采用柱磨机。石灰石粒径小于30mm时,可直接使用。石灰石的粒径一般为0.2-1.5mm。④物料停留时间控制。SO2与Cao的有效反应时间越长,脱硫效果越好。因此,有必要合理控制流态化风速、循环量、烟气流速等参数。
2.4.2脱硫操作流程优化
①它可以延长浓浆的浓缩时间,增大颗粒粒径,提高固液分离效率。同时可安装循环浆液密度计,保证颗粒含量在标准范围内,减少设备磨损。②一般运行两台循环泵。供浆泵、污水泵、2搅拌机常开,形成浆液循环。当pH值保持在6,SO2转化值仍在280mg/m3以上时,应再开启一台循环泵。如果启动三台循环泵,保持pH值在6,SO2的转化值仍在280mg/m3以上,则pH值将升高到最高值6.4。当pH值保持在6时,如果SO2的转化值小于100mg/m3,应尽量关闭一台循环泵,但应密切注意数据的变化。如果有上升趋势,再次打开两个循环泵。③如果供浆泵和污水泵开启时pH值小于6,则启动2?先搅拌,然后启动给料机,开始添加石灰,直到pH值缓慢上升,关闭给料机;当制浆池水位不足时,补水泵自动将锅炉废水抽至制浆池或启动污水泵补水。④反应罐液位应随时保持在5m左右,即距平台1m左右。如果液位过低,应打开自动冲洗开关,并将时间改为10秒,以便快速补水。当液位距平台约1m时,将时间调回正常值。
2.4.3锅炉废水处理优化
①废水处理系统的中间罐可更换为第二浆液罐,以增加石膏浆液的反应时间,使石膏颗粒充分结晶,提高压滤机的工作效率。②应注意沉淀池的清洗,以减少污水颗粒物的数量,提高污水处理效率。③保持污水泵打开,如果炉渣太稀(全部是水),则停止炉渣。鼓形过滤器必须每天清洗干净。污水泵和供浆泵需要交替使用,其中一台不能一直打开,更不用说不打开阀门的泵(其他泵也一样)。
结论
综上所述,循环流化床锅炉烟气脱硫能有效降低烟气中的污染物,具有较高的推广价值,有利于生态保护和改善环境,为居民提供舒适的生活空间,为环境保护提供新的动力。
参考文献:
[1]刘冲,初静平.锅炉烟气脱硫脱硝系统运行问题与处理对策分析[J].中国化工贸易,2018,10(12):192.
[2]娄春城.锅炉烟气脱硫脱硝系统运行问题及处理措施[J].建筑工程技术与设计,2019,2(5):3588.