干法脱硫工艺流程及原理说明.docx

干法脱硫工艺流程及原理说明 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08] 工艺流程及原理说明 一个典型的 CFB-FGD 系统由预电除尘器、吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、注水系统、脱硫除尘器以及仪表控制系统等组成，其工艺流程见上图。 首先从锅炉的空气预热器出来的烟气温度一般为 120～180℃左右，通过预除尘器后从底部进入吸收塔（当脱硫渣与粉煤灰须分别处理时，才需要一级除尘器，否则烟气可直接进入脱硫塔），在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分预混合，进行初步的脱硫反应，在这一区域主要完成吸收剂与 HCl、HF 的反应。然后烟气通过吸收塔底部的文丘里管的加速，进入循环流化床体，物料在循环流化床内，气固两相由于气流的作用， 产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；吸收塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的 Ca/S 比高达 50 以上。这样循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现高脱硫率提供了根本的保证。 在文丘里的出口扩管段设一套喷水装置，喷入的雾化水以降低脱硫反应器内的烟温，使烟温降至高于烟气露点 20℃左右，从而使得 SO2 与 Ca（OH）2 的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行第二步的充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O，还与 SO3、HF 和 HCl 反应生成相应的副产物 CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca(OH)2·2H2O 等。 烟气在上升过程中，颗粒一部分随烟气被带出吸收塔，一部分因自重重新回流到循环流化床内，进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。由于提供的脱硫系统有清洁烟气再循环技术，无论锅炉负荷如何变化，烟气在文丘里以上的塔内流速均为 5m/s 左右，从文丘里以上的塔高大约 40m 左右，这样烟气在塔内的气固接触时间大约为 8 秒左右，从而有效地保证了脱硫效率。 从化学反应工程的角度看，SO2 与氢氧化钙的颗粒在循环流化床中的反应过程是一个外扩散控制的反应过程；SO2 与氢氧化钙反应的速度主要取决于 SO2 在氢氧化钙颗粒表面的扩散阻力， 或说是氢氧化钙表面气膜厚度。当滑落速度或颗粒的雷诺数增加时，氢氧化钙颗粒表面的气膜厚度减小，SO2 进入氢氧化钙的传质阻力减小，传质速率加快，从而加快 SO2 与氢氧化钙颗粒的反应。 只有在循环流化床这种气固两相流动机制下，才具有最大的气固滑落速度。同时，脱硫反应塔内的气固最大滑落速度是否能在不同的锅炉负荷下始终得以保持不变，是衡量一个循环流化床干法脱硫工艺先进与否的一个重要指标，也是一个鉴别干法脱硫能否达到较高脱硫率的一个重要指标。当气流速度大于 10m/s 时，气固间滑落速度很小或只在脱硫塔某个局部具有滑落速度，要达到很高的脱硫率是不可能的。喷入的用于降低烟气温度的水，通过以激烈湍动的、拥有巨大的表面积的颗粒作为载 体，在塔内得到充分的蒸发，保证了进入后续除尘器中的灰具有良好的流动状态。 由于SO3 全部得以去除，加上排烟温度始终控制在高于露点温度 20℃，因此烟气不需要再加热，同时整个系统也无须任何的防腐处理。 净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出， 然后转向进入脱硫除尘器，再通过锅炉风机排入烟囱。经除尘器捕集下来的固体颗粒， 通过除尘器下的再循环系统，返回吸收塔继续参加反应，如此循环，多余的少量脱硫灰渣通过物料输送至脱硫灰仓内，再通过罐车或二级输送设备外排。 在循环流化床脱硫塔中，Ca（OH）2 与烟气中的 SO2 和几乎全部的 SO3，HCl，HF 等，完成化学反应，主要化学 反 应 方 程 式 如 下 ： Ca(OH)2+ SO2=CaSO3·1/2 H2O +1/2 H2O Ca(OH)2+ SO3=CaSO4·1/2 H2O +1/2 H2O CaSO3·1/2 H2O+ 1/2O2=CaSO4·1/2 H2O Ca(OH)2+ CO2=CaCO3 + H2O Ca(OH)2+ 2HCl=CaCl2·2H2O（～75℃）（强吸潮性物料） 2Ca(OH)2+ 2HCl= CaCl2·Ca(OH)2·2H2O（＞120℃） Ca(OH)2+ 2HF=CaF2 + 2H2O（从上述化学方应方程可以看出，Ca(OH)2 应尽量避免在 75℃左右与 HCl 反应）