半干法煙氣脫硫技術是利用CaO加水制成Ca（OH）2懸浮液與煙氣接觸反應，去除煙氣中SO2、HCl、HF、SO3等氣態(tài)污染物的方法。半干法脫硫工藝具有技術成熟、系統(tǒng)可靠、工藝流程簡單、耗水量少、占地面積小的優(yōu)點，一般脫硫率可超過85%。目前應用較為廣泛的主要有兩種：旋轉噴霧干燥法工藝和煙氣循環(huán)流化床工藝。

 

一、旋轉噴霧干燥法脫硫技術（SDA）

 

1.1工藝流程簡介

 

旋轉噴霧干燥法脫硫技術的吸收劑主要為生石灰和熟石灰;一般使用生石灰(CaO)作為吸收劑，生石灰經過消化后與再循環(huán)脫硫副產物制成熟石灰漿液(Ca（OH）2)。消化過程被控制在合適的溫度（90-100℃），使得消化后的熟石灰漿液（含固量25%-30%）具有非常高的活性。

 

熟石灰漿液通過泵輸送至吸收塔頂部的旋轉霧化器，在霧化輪接近10000rpm的高速旋轉作用下，漿液被霧化成數以億計的50um的霧滴。未經處理的熱煙氣進入吸收塔后，立即與呈強堿性的吸收劑霧滴接觸，煙氣中的酸性成分(HCI、HF、SO2、SO3)被吸收，同時霧滴的水分被蒸發(fā)，變成干燥的脫硫產物。

 

這些干燥的產物有少量直接從吸收塔底部排出，大部分隨煙氣進人吸收塔后的除塵器內被收集，再通過機械或氣力方式輸送，處理后的潔凈煙氣通過煙囪排放。根據實際情況，SDA系統(tǒng)還可以采用部分脫硫產物再循環(huán)制漿以提高吸收劑的利用率。

 

 

煙氣在噴霧干燥吸收塔中的停留時間一般為10-12S，吸收塔內飛灰和脫硫灰大部分通過除塵器收集，只有5%-10%的干燥固體物從吸收塔底部排出。

 

1.2影響脫硫效率的主要因素

 

1.2.1霧滴粒徑

 

霧滴粒徑越小，傳質面積也越大，但粒徑過細，干燥速度也越快，氣液反應就變成了氣固反應，脫硫效率反而會降低。有關研究表明，霧化粒徑在50um時脫硫率較高。

 

1.2.2接觸時間

 

在旋轉噴霧干燥法脫硫技術中，以煙氣在脫硫塔中的停留時間來衡量煙氣與脫硫劑的接觸時間，停留時間主要取決于液滴的蒸發(fā)干燥時間，一般為10-12S，降低脫硫塔的空塔流速，延長停留時間，有利于提供脫硫率。通�？账俣葹�0.2-0.5m/s.

 

1.2.3鈣硫比

 

半干法的鈣硫比通常在1.2-2.0之間。

 

1.2.4脫硫塔出口煙氣溫度

 

半干法脫硫工藝中一個重要的運行參數為近絕熱飽和溫度差（AAST），即脫硫塔出口煙氣溫度與煙氣絕熱飽和溫度之差，AAST越小，表明脫硫塔出口煙氣溫度越低，煙氣濕度越大，液滴蒸發(fā)干燥速率越慢，需要的停留時間越長。一般情況下，AAST取值為10-25℃，對于脫硫率要求較小的系統(tǒng)，可采用較高的AAST，對于脫硫率要求較高的系統(tǒng)，應當選取低值，一般為10-15℃。通常情況，脫硫后煙氣溫度約為65-70℃。

 

1.2.5脫硫產物再循環(huán)

 

在脫硫反應產物中，還有很高濃度未反應的Ca（OH）2，當進入脫硫塔的脫硫灰渣與脫硫吸收劑的質量比為2：1時，脫硫率可達到80%以上，循環(huán)倍率達到5倍以上時，影響不再明顯。

 

二、循環(huán)流化床煙氣脫硫技術

 

2.1工藝流程簡介

 

煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成。該工藝一般采用干態(tài)的消石灰粉作為吸收劑，也可采用其它對二氧化硫有吸收反應能力的干粉或漿液作為吸收劑。由鍋爐排出的未經處理的煙氣從吸收塔（即流化床）底部進入。

 

吸收塔底部為一個文丘里裝置，煙氣流經文丘里管后速度加快，并在此與很細的吸收劑粉末互相混合，顆粒之間、氣體與顆粒之間劇烈摩擦，形成流化床（流速4-6m/s），在噴入均勻水霧降低煙溫的條件下，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應生成CaSO3和CaSO4。

 

脫硫后攜帶大量固體顆粒的煙氣從吸收塔頂部排出，進入再循環(huán)除塵器，被分離出來的顆粒經中間灰倉返回吸收塔，由于固體顆粒反復循環(huán)達百次之多，故吸收劑利用率較高。

 

吸收塔的流化床中巨大表面積的、激烈湍動的顆粒，為注水的快速汽化和快速可控的降溫提供了根本保證，從而創(chuàng)造了良好的化學反應溫度條件( 露點以上20-30°C)，使二氧化硫與氫氧化鈣的反應轉化為瞬間完成離子型反應。

 

主要化學反應方程式如下:

 

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

 

2Ca（OH）2+ 2HCl=CaCl2·Ca（OH）2·2H2O

 

Ca（OH）2+ 2HF=CaF2+ 2H2O

 

典型的煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝，鈣硫比不大于1.3時，脫硫率可達90%以上，排煙溫度約70℃。

 

 

2.2主要影響因素

 

2.2.1固體顆粒物濃度

 

循環(huán)流化床具有較高的脫硫率，其中一個重要原因就是在反應器中存在一個飛灰、粉塵、石灰的高密度接觸反應區(qū)，其濃度通�？蛇_0.5-2kg/m3，相當于一般反應器的50-100倍。

 

2.2.2鈣硫比

 

鈣硫比越大，脫硫率也越高，當鈣硫比為1.1-1.5時，脫硫率可達到90%-97%。

 

2.2.3停留時間

 

循環(huán)流化床里，SO2脫除的反應大部分發(fā)生在1-3S的漿液蒸發(fā)期內，當液相蒸發(fā)完畢，反應基本停止。

 

2.2.4脫硫塔出口煙氣溫度

 

半干法脫硫工藝中一個重要的運行參數為近絕熱飽和溫度差（AAST），即脫硫塔出口煙氣溫度與煙氣絕熱飽和溫度之差，AAST越小，表明脫硫塔出口煙氣溫度越低，煙氣濕度越大，液滴蒸發(fā)干燥速率越慢，需要的停留時間越長。一般情況下，AAST取值為15-20℃。

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