火電廠FGD脫硫系統(tǒng)中石灰石粉的制備技術(shù)
摘要:火電廠發(fā)電機(jī)組煙氣采用石灰石—石膏煙氣脫硫濕法)工藝(FGD),其脫硫劑大都為石灰石粉,本文主要介紹了采用立磨制備石灰石粉工藝的技術(shù)。
2004年,我國(guó)原煤消耗約9億噸,比2003年多消耗1億多噸。我國(guó)SO2排放量居世界第一,2003年以達(dá)2159萬(wàn)噸。燃煤火電廠是SO2污染最集中、規(guī)模最大的行業(yè),也是我國(guó)控制SO2污染的重點(diǎn)行業(yè)。迄今為止,在所建成或建設(shè)中的國(guó)內(nèi)外大型火電廠機(jī)組煙氣脫硫均以石灰石—石膏煙氣脫硫濕法工藝(FGD)為主,其脫硫劑為石灰石粉,而石灰石粉的品質(zhì)、細(xì)度及顆粒分布是影響脫硫效果關(guān)鍵性因素之一,因此脫硫用石灰石粉的制備對(duì)整個(gè)脫硫過(guò)程起著至關(guān)重要的作用。
1 國(guó)內(nèi)火電廠脫硫用石灰石粉制備技術(shù)現(xiàn)狀
2002年底,我國(guó)火電廠煙氣脫硫在政策上和技術(shù)上完成了準(zhǔn)備工作,2003年底進(jìn)入發(fā)展期,2004年進(jìn)入快速發(fā)展期。2004年底,全國(guó)約有2000萬(wàn)千瓦裝機(jī)的煙氣脫硫設(shè)施投運(yùn)或建設(shè),約3000萬(wàn)千瓦裝機(jī)的煙氣脫硫設(shè)施正在施工建設(shè)。截至2004年12月底,全國(guó)已投運(yùn)和煙氣脫硫項(xiàng)目 16065MW,占火電廠總裝機(jī)容量的4.9%,其中以石灰石粉為脫硫劑的濕法脫硫占總裝機(jī)容量的96%。目前我國(guó)大型火電機(jī)組脫硫用石灰石粉制備技術(shù)大都使用傳統(tǒng)的管磨工藝,成品細(xì)度為150目左右,成品的顆粒分布不合理,導(dǎo)致脫硫率下降。
2 國(guó)外火電廠脫硫用石灰石粉制備技術(shù)現(xiàn)狀
目前,全世界已有17個(gè)國(guó)家和地區(qū)采用了石灰石—石膏煙氣脫硫濕法工藝(FGD),電站裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)2~2.5億KW,每年脫除1000萬(wàn)噸SO2。日本是世界上最早大規(guī)模應(yīng)用FGD技術(shù)的國(guó)家,截至1990年其裝置達(dá)1900多套,總裝機(jī)容量0.5~0.6億KW。美國(guó)采用的脫硫工藝80%是FGD 技術(shù)。歐洲的FGD技術(shù)以德國(guó)發(fā)展最為迅猛,其裝機(jī)容量超過(guò)0.36~0.46億KW,居世界第三。以上發(fā)達(dá)國(guó)家脫硫中所使用的石灰石粉的制備及石灰石原料的選擇,是根據(jù)一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及高效的制粉工藝生產(chǎn)出來(lái)的,因此其脫硫率高,運(yùn)行費(fèi)用低。
3 石灰石粉制備工藝中影響脫硫效率的幾個(gè)主要因素
3.1 石灰石品位
石灰石品位由CaO含量來(lái)確定,純石灰石的CaO最高含量為56%,石灰石純度越高,脫硫效率越好。作為工藝設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行配料設(shè)計(jì)時(shí),既要計(jì)算其化學(xué)成份,也要了解它的物理性能。石灰石一級(jí)品的氧化鈣含量為48%~54%;石灰石不一定要求CaO含量越高越好。CaO>54%的石灰?guī)r,其純度較高而大理石化,不易粉磨,化學(xué)穩(wěn)定性也強(qiáng),就不適合作為脫硫劑來(lái)用。
3.2石灰石粉的細(xì)度
石灰石粉顆粒的粒度越小,質(zhì)量比表面積就越大。由于石灰石的消溶反應(yīng)是固—液兩相反應(yīng),其反應(yīng)速率與石灰石顆粒比表面積成正比,因此,較細(xì)的石灰石顆粒的消溶性能好,各種相關(guān)反應(yīng)速率較高,脫硫效率及石灰石利用率較高,但石灰石的粒度愈小,破碎的能耗愈高。通常要求的石灰石粉通過(guò)325目篩(44微米)的過(guò)篩率達(dá)到95%。
同時(shí)石灰石粉的粒度與石灰石的品質(zhì)有關(guān)。為保證脫硫效率和石灰石利用率達(dá)到一定水平,當(dāng)石灰石中雜質(zhì)含量較高時(shí),石灰石應(yīng)當(dāng)磨制得更細(xì)一些。
4 采用立磨工藝的石灰石粉制備技術(shù)
采用石灰石粉作為脫硫劑的FGD工藝,石灰石粉需通過(guò)固—液兩相的消溶反應(yīng),其反應(yīng)速率與石灰石顆粒比表面積成正。石灰石粉粒顆粒的粒度越小,質(zhì)量比表面積就越大,石灰石顆粒的消溶性能好,各種相關(guān)反應(yīng)速率較高。但石灰石的粒度愈小,破碎的能耗愈高。通常要求的石灰石粉通過(guò)325目篩(44微米)的過(guò)篩率達(dá)到95%。同時(shí)石灰石粉的粒度與石灰石的品質(zhì)有關(guān)。為保證脫硫效率和石灰石利用率達(dá)到一定水平,當(dāng)石灰石中雜質(zhì)含量較高時(shí),石灰石要磨制得更細(xì)一些。采用傳統(tǒng)的管磨技術(shù)制備石灰石粉,能耗大,產(chǎn)量低,工藝流程復(fù)雜,細(xì)度及顆粒級(jí)配難以控制。隨著粉磨技術(shù)的發(fā)展,采用立磨粉磨技術(shù),由于其采用料層粉磨原理,能耗低(比管磨機(jī)的電耗低20~30%),產(chǎn)品化學(xué)成分穩(wěn)定、顆粒級(jí)配均齊,工藝流程簡(jiǎn)單。
4.1 制備工藝簡(jiǎn)介
進(jìn)廠石灰石由汽車(chē)或鏟車(chē)卸入料斗,石灰石采用一級(jí)破碎,石灰石經(jīng)板式喂料機(jī)將石灰石塊送入破碎機(jī),進(jìn)料粒度一般控制在400-500mm,出料粒度控制在15mm左右,破碎后的石灰石經(jīng)輸送機(jī)設(shè)備送入石灰石庫(kù)內(nèi),庫(kù)頂設(shè)單機(jī)收塵器除塵。
經(jīng)破碎后的石灰石由庫(kù)底調(diào)速皮帶秤計(jì)量配料后,由皮帶輸送機(jī)喂入立磨進(jìn)行粉磨,成品為細(xì)度250目石灰石粉。粉磨后的石灰石粉經(jīng)輸送機(jī)送入成品庫(kù)儲(chǔ)存。儲(chǔ)庫(kù)庫(kù)頂設(shè)有單機(jī)收塵器除塵。
成品由設(shè)在庫(kù)底的散裝機(jī),送入散裝罐汽車(chē)運(yùn)輸出廠。
5 采用立磨工藝的石灰石粉制備工藝技術(shù)的主要特點(diǎn)
立磨粉磨工藝采用料層分摸磨原理,碾磨壓力可調(diào)、噪音低、能耗低、磨損小,對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng),工藝流程簡(jiǎn)單,系統(tǒng)效率高。全系統(tǒng)為負(fù)壓操作,粉塵污染小。立磨粉磨工藝,其產(chǎn)品顆粒級(jí)配均齊,產(chǎn)品細(xì)度可調(diào)(產(chǎn)品細(xì)度可達(dá)600目以上),同時(shí)產(chǎn)品的細(xì)度可以快速測(cè)定、校正。
該生產(chǎn)線工藝采用國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)的設(shè)備、工藝流程通暢,投資省上馬快,易于生產(chǎn)管理。在選擇生產(chǎn)工藝方案和設(shè)備選型時(shí), 采用成熟、可靠的新工藝、新技術(shù),做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可靠。電氣自動(dòng)化控制水平做到可靠、實(shí)用。高度重視了環(huán)境的綜合治理,可以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo):石灰石粉細(xì)度:325目,篩余<5%;綜合電耗:45KW/噸。
綜上所述,采用立磨工藝的石灰石粉制備技術(shù),其產(chǎn)品的細(xì)度及顆粒級(jí)配均齊、產(chǎn)品的細(xì)度可以快速測(cè)定、校正,能夠很好滿煙氣脫硫所需要的合適的石灰石粉,提高脫硫效率。 其工藝流程簡(jiǎn)單,能耗比傳統(tǒng)的管磨工藝降低20~30%,產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高。
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