旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(SDA)脫硫技術(shù)主要設(shè)備介紹
噴霧干燥吸收塔
噴霧干燥吸收塔在脫硫系統(tǒng)中同時兼有反應(yīng)吸收和干燥兩項功能。煙氣在吸收塔內(nèi)停留約10-12秒,以保證這兩項功能的完成所需時間。按照SDA系統(tǒng)所有吸收塔只配一個霧化器的設(shè)計原則,單個霧化器的最大出力為450MW,也就是450MW及以下的脫硫機組均可配備一個吸收塔,用來處理機組100%的煙氣量。450MW以上更大機組可按2個吸收塔設(shè)計。
吸收塔內(nèi)的核心設(shè)備和部件是旋轉(zhuǎn)霧化器和煙氣分布器
吸收塔由圓柱體和圓錐體上下部兩部分組成,殼體全部由碳鋼制作。
SDA工藝吸收采用兩點排放系統(tǒng),即吸收塔內(nèi)飛灰和反應(yīng)產(chǎn)物固體,大部分在布袋除塵器中被收集,另有大約5%-10%的干燥固體物從吸收塔底部排出。兩點排放系統(tǒng)的優(yōu)點是可以避免煙道堵塞,甚至在運行不正常時也同樣可以避免煙道堵塞。脫落的塔壁沉積物、潮濕的結(jié)塊或甚至是過量的漿液,都落到吸收塔底部,經(jīng)過破碎后排出系統(tǒng)。
鍋爐煙氣中含有的少量SO3凝結(jié)在堿性液滴上,形成硫酸鈣,在噴霧干燥器中被完全吸收。對出口煙氣成分的多次測定均證明,SO3的濃度低于檢測值,也就是說絕大部分被吸收了。噴霧干燥吸收塔及其下游設(shè)備的材料僅選擇普通碳鋼即可,不必采用貴的合金鋼或橡膠襯里。因此噴霧干燥吸收塔投資和維護費顯著低于濕法脫硫吸收塔。
旋轉(zhuǎn)霧化器
SDA工藝的核心設(shè)備是采用Niro公司防磨軸專利技術(shù)的旋轉(zhuǎn)霧化器。經(jīng)過多年的開發(fā),該霧化器已具有絕對可靠、連續(xù)工作、維護量最少的特性和優(yōu)勢。
霧化器的設(shè)計霧化出力可以滿足達(dá)450MW大機組脫硫的需要,可以處理相當(dāng)大的漿液量并保證霧化液滴尺寸分布均勻一致。從而,在已運行的SDA工藝中,隨著煙氣流量、溫度和組分的動態(tài)變化,相應(yīng)的吸收漿液供應(yīng)也隨之變化,但不會改變霧化器的霧化效果(即:液滴尺寸)。一個持續(xù)不變的噴霧霧化效果是吸收反應(yīng)的基礎(chǔ),加上持續(xù)的吸收和干燥過程,為整個系統(tǒng)最終的脫硫效果提供可靠的保證。在所有吸收塔中只安裝一個霧化器、良好的霧化效果、系統(tǒng)在超過飽和溫度10-20℃運行以及采用獨特的煙氣分布系統(tǒng),這些條件的組合確保最穩(wěn)定、最有效的煙氣/噴霧的連續(xù)混合,確保不會在吸收塔塔壁上形成濕的沉積物。
霧化器由上下兩部分組成,中間被圓形支撐板分離開來。霧化器的上部分由帶有潤滑系統(tǒng)的齒輪箱和上部的油箱組成。放置在齒輪箱頂部的立式法蘭連接電機供給霧化器能量,該能量通過彈性聯(lián)軸器傳輸給立式齒輪箱輸入軸。
專利的霧化器旋轉(zhuǎn)輪的設(shè)計原理是:暴露于漿液的腐蝕/磨損部件采用抗磨損設(shè)計,并可替換。在運行期間,圓柱部分的內(nèi)壁會形成一層漿液/反應(yīng)產(chǎn)物的覆蓋層。這樣,磨損會發(fā)生在這個覆蓋層上,而不是柱體本體部分。通常旋轉(zhuǎn)霧化器不會發(fā)生機械故障,但是如果發(fā)生了故障,更換也非常簡單,只要將霧化器提上來,進行維修或安裝備用霧化器。這一操作可在線進行,無需停機,大約需要三十分鐘。
當(dāng)霧化器的噴嘴內(nèi)孔磨損到了一定程度時,通過轉(zhuǎn)動這些噴嘴的角度多次使用達(dá)三次。
煙氣分布器用于噴霧干燥器的煙氣分布器由低碳鋼制做。Niro采用標(biāo)準(zhǔn)型號的煙氣分布器設(shè)計,通常用于處理燃煤煙氣的噴霧干燥塔的是一種屋脊式煙氣分布器,帶有可調(diào)節(jié)導(dǎo)向葉片。對含有高濃度腐蝕性飛灰的煙氣,需使用特殊防腐的屋脊式煙氣分布器,這種煙氣分布器常用于很多市政固體垃圾焚燒廠的噴霧干燥吸收塔中。用來處理超過400,000Nm3/h大煙氣量的吸收塔,通常采用復(fù)合式煙氣分布器。這種分布器由兩部分組成,一部分為屋脊部分,另一部分為中心部分。煙氣被分成兩股,其中60%的通過屋脊煙氣分布器由吸收塔頂部進入塔內(nèi),而剩余的40%通過中心煙氣分布器進入塔內(nèi)。帶有這種煙氣分布器的吸收塔用在大多數(shù)燃煤電廠的SDA工藝系統(tǒng)中。
吸收劑漿液制備系統(tǒng)設(shè)備
包括石灰制備系統(tǒng)和可選的循環(huán)物料漿液制備系統(tǒng)。定量控制加進消化/混合罐的石灰或循環(huán)物料,在罐中物料與一定的水混合達(dá)到一個設(shè)定的固體濃度。在消化/混合罐中,漿液通過震動篩篩分去除大顆粒固體物分別重力自流至石灰漿罐和循環(huán)物料漿液罐中。罐中的石灰漿液和循環(huán)漿液被泵送到霧化器上方供漿罐中。
吸收劑漿液制備系統(tǒng)主要設(shè)備有石灰消化器(罐)、漿液罐、漿液泵、計量儀表及振動篩等。
顆粒收集器
收集器布置于吸收塔后,用來收集經(jīng)脫硫產(chǎn)生的固體顆粒產(chǎn)物和煙氣中的灰分。吸收塔下游的收集器通常采用布袋除塵器或電除塵器。由于脫硫副產(chǎn)物固體顆粒與燃煤飛灰的物理性質(zhì)相近,吸收塔出口煙氣條件(溫度、煙塵濃度等)與燃煤鍋爐下游的除塵器入口條件相當(dāng),幾乎可以與很多燃煤鍋爐使用的除塵器一樣設(shè)計。甚至由于吸收塔出口煙氣溫度更低、顆粒物粒徑更大等原因,吸收塔下游煙氣更容易除塵,除塵器設(shè)計更容易,除塵器尺寸更小。
通常在SDA/布袋除塵器的工藝系統(tǒng)中,有10-20%的SO2脫除率是在布袋除塵器內(nèi)實現(xiàn)的。當(dāng)對SO2脫除效率要求較高時,采用布袋除塵器是必要的。此時,布袋除塵器肩負(fù)著二級吸收的作用,但設(shè)計時應(yīng)偏重考慮厚灰層和低的過濾速度。
雖然SDA/電除塵器工藝中的電除塵器在作為下游除塵器時,進一步的吸收反應(yīng)的能力與SDA/布袋除塵器工藝中的布袋除塵器有相當(dāng)?shù)牟罹,但采用電除塵器時仍可獲得10%左右附加的SO2脫除率。
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