電子束法煙氣脫硫工程中工藝單元的設(shè)計(jì)包括多個(gè)方面的內(nèi)容，在這里以成都電廠、北京京豐熱電公司以及杭州協(xié)聯(lián)熱電廠的工程為例予以說明，對(duì)于這三個(gè)工程將在后面的工程案例中做出詳細(xì)的介紹與說明。

1、煙氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)

杭州協(xié)聯(lián)的設(shè)計(jì)由于考慮進(jìn)入裝置界區(qū)的粉塵質(zhì)量濃度較大,增設(shè)了預(yù)洗室和除霧器,進(jìn)行降溫除霧,將粉塵質(zhì)量含量降到175 m g/m 3,濕度降到100m g/m 3后進(jìn)入輻照反應(yīng)器。

成都裝置的煙氣調(diào)節(jié)塔雖在設(shè)計(jì)上考慮為高壓霧化全蒸發(fā)形式,但實(shí)際操作中,由于水汽化不完全,在塔底部集聚,且酸性氣體溶解在其中,使塔底部氣液接觸面腐蝕嚴(yán)重。

京豐工程煙氣調(diào)節(jié)塔的設(shè)計(jì)思想與成都裝置相同,但在具體的噴頭霧化設(shè)計(jì)選型上與其不同,進(jìn)行了改進(jìn),很大程度上避免了塔底部液體的聚集,避免酸性液體對(duì)塔體的腐蝕。

2、輻照反應(yīng)系統(tǒng)

(1)電子加速器。與電子加速器配套的高壓直流電源。

成都裝置的電子加速器配套高壓直流電源的絕緣采用油絕緣,絕緣的可靠性低,在調(diào)試及試生產(chǎn)期多次因絕緣損壞而被迫停機(jī)檢修,并送回日本修復(fù)后重新裝配。在杭州裝置和京豐工程裝置上使用的高壓直流電源絕緣均改用了SF6氣體絕緣。據(jù)杭州協(xié)聯(lián)電廠實(shí)際運(yùn)行情況,比采用油絕緣的可靠性有較大提高。在京豐工程中,設(shè)置了3臺(tái)大功率加速器,其中2臺(tái)為俄羅斯制造,1臺(tái)為蘭州近代物理研究所研制。這3臺(tái)加速器在控制設(shè)計(jì)上既可1臺(tái)運(yùn)行,也可2臺(tái)或3臺(tái)同時(shí)運(yùn)行。

(2)輻照反應(yīng)器及掃描窗。

成都裝置采用煙道刮板機(jī)處理在反應(yīng)器中產(chǎn)生的粉塵積聚;在加氨方式上采用氨、壓縮空氣和軟水混合的方式噴入。杭州裝置在該系統(tǒng)中為防止生成的副產(chǎn)物產(chǎn)生積累和堵塞,設(shè)置了水沖洗裝置;在加氨時(shí)也采用氨與空氣混合加入的方式。京豐工程在處理副產(chǎn)物的方式上同成都裝置,在輻照反應(yīng)器內(nèi)考慮設(shè)置了刮板輸送機(jī);加氨方式則與前二者不同,采用氣氨直接加入的方式。在鈦窗的冷卻吹掃方式及整流的組織、含臭氧氣體的處理方式上,京豐工程與前二者亦有所不同。

3、煙道的屏蔽防護(hù)

成都裝置和杭州裝置在輻照反應(yīng)器后采用曲折煙道的形式進(jìn)行韌致X射線的衰減和防護(hù);京豐工程的設(shè)計(jì)思路亦基本相同,增設(shè)了一個(gè)比煙道體積大得多的“沉降箱”進(jìn)行處理。設(shè)置沉降箱主要考慮有利于衰減射線,同時(shí)將生成的副產(chǎn)物由被動(dòng)沉降改為主動(dòng)沉降,通過煙氣速度和氣流路線的變化,將其中的部分粉塵沉降,用刮板機(jī)輸出。一方面減輕了副產(chǎn)物收集器的負(fù)荷,有利于減少副產(chǎn)物收集器的設(shè)計(jì)規(guī)模;另一方面也有利于提高粉塵的收集效率減少粉塵的排放量。

4、副產(chǎn)物收集器

成都裝置收集器最初設(shè)計(jì)為3電場(chǎng),實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)收塵效率不高,運(yùn)行不穩(wěn)定。由3電場(chǎng)改為5電場(chǎng),對(duì)振打脫附方式進(jìn)行調(diào)整,更換了極板、極線材質(zhì),副產(chǎn)物收集器運(yùn)行的穩(wěn)定性有所提高。杭州裝置的副產(chǎn)物收集器采用了4電場(chǎng)形式運(yùn)行情況良好。京豐工程的副產(chǎn)物收集器在設(shè)計(jì)上采用了雙室4電場(chǎng)的形式,同時(shí)對(duì)極板、極線進(jìn)行了重新配置對(duì)振打脫附措施進(jìn)行了調(diào)整。

5、引風(fēng)機(jī)

成都裝置在設(shè)計(jì)上考慮的是采用引風(fēng)機(jī),而杭州裝置采用增壓風(fēng)機(jī)克服脫硫系統(tǒng)的阻力。京豐工程由于處理的是50 M W+100 M W 2臺(tái)機(jī)組產(chǎn)生的煙氣,且要求在50 M W最低穩(wěn)燃負(fù)荷時(shí)裝置亦能正常運(yùn)行,其煙氣變化范圍之寬是其他裝置沒有的。為解決此問題,工程設(shè)計(jì)上考慮帶變頻的雙吸引風(fēng)機(jī),這在同類型裝置上沒有,且采用其他脫硫技術(shù)的裝置上也少見。

6、裝置運(yùn)行成本

為對(duì)目前國(guó)內(nèi)幾個(gè)EA-FGD裝置的生產(chǎn)消耗及成本進(jìn)行比較,將液氨的價(jià)格按2 000元/t，水按2.00元/m 3，電按0.55元/(kW·h)，蒸汽按60.00元/t副產(chǎn)品的售價(jià)按600元/t，裝置運(yùn)行成本的比較見圖5。

通過比較可以看出,煙氣中的SO2質(zhì)量含量越高,則脫除每噸SO2的成本相對(duì)越低。

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