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DCL型固硫技术在大型高压煤粉锅炉的应用
http://www.31boiler.com 2015-12-28 13:43:35

  DCL型燃煤固硫剂脱硫技术是国家环保总局下达给中科院的“九五”攻关项目,已通过国家科委的成果鉴定,并于1999年9月在鞍钢第一发电厂130t/h锅炉上进行了工业试验运行并取得成功,Ca/S摩尔比在2. 0~2.5时,2的排放削减量稳定在59T~66%之间。中国石化集团广州石油化工总厂与广州市首实业有限公司合作在广州石化总厂自音热电站4锅炉(WGZ22000 -13型高压、单汽包、自然循环、固态排渣煤粉炉)进行DCL型固硫剂示范工程,从固硫剂储存、输送、喷射工艺上采取了先进技术,在试运行中取得较好效果,达到成果鉴定的S2排放削减率。在燃煤含硫量为0. 0和2.5时,2排放削减率分别达到了57.9T和65.5T.一、固硫技术基本原理煤按不同的含硫量称为低、中、高硫煤。硫在煤中以无机硫(单质硫、硫化物、硫酸盐),有机硫(硫醇、硫键、杂环硫)等不同形态存在,在燃烧过程中生成硫氧化物SOx.SOx排入大气经光化学反应形成硫酸雾进而形成酸雨严重危害生态环境。

  固硫技术是指在锅炉燃烧过程的一定温度区域中加入固硫剂脱硫的方法,使燃烧过程中产生的SOx立即转化为MeSOx,固定在炉渣及煤灰中,而不排入大气环境其原理为:S2+MeO但此反应式没有表达反应的复杂机理和各种条件因素。可燃硫燃烧后生成SOx,当锅炉过剩空气系数2、燃烧室出口温度1100°C时绝大部份是SO2,O3仅为~5%,随过剩空气和燃烧室出口温度加大而增加。如果用CaO来吸收SO2,吸收率是非常低的。生成的Ca-SO3在过剩空气为2T~3%时,也只有少部份CaSO3被氧化成稳定的CaSOu大部份又被分解为CaO与SO2.而CaO吸收SO3的效果要好得多其吸收率取决于CaO的活性(比表面及活化中心)加在CaO中加入一定量的催化剂进行活化处理,CaO对SO3的吸收率则大大提高了。

  DCL型固硫剂正是运用这个原理在MeO中加一定量的助剂;I将催化的概念引入固硫通过提高固硫剂的吸附表面及活性,同时将SO2转化为SO3,或使MeSO3转化为MeSOu,从而使CaO固硫率大大提高,DCL型固硫剂不同于传统的固硫剂掺加到原煤中,而是喷到锅炉燃烧中心上部,固硫剂直接与烟气中的SOx反应,对燃烧没有造成不良影响对锅炉效率影响甚微。

  二DCL型固硫剂炉内喷射基本工艺按照DCL型固硫剂的技术要求,与烟气最佳反应温~1050°C.固硫剂喷嘴的位置确定在23. 1前墙看火孔处,该处处于锅炉转向室之前屏式过热器烟气入口中心点下3处,在锅炉负荷170t/h时,利用阿吉玛红外线热像测得该处温度为1045°C -10750这样芫全不用对锅炉进行改造。

  外观灰色粉状物含水量%5T根据固硫剂容易受潮和粘附力较强的特性,我们在考虑工艺系统设计时,尽量简化系统、优化工艺,并在整个系统中考虑到不发生二次污染,而且要有一定自控程度。整个工艺流程见。

  如所示,100m3储罐为钢结构储料仓,储料仓根据DCL固硫剂物理特性设置自动加热的空气流化设施,高低料位采用美国DE公司产品。罐顶设置布袋除尘器,用于处理散装车输料进罐的动力气源。发送器输送能力为6~8t/h气灰度为139.22m层小料仓为2m3x2同样设置美国DE公司料位计、加热板、布袋除尘器。喷射部份包括了罗茨风机、螺旋给料机(带变频调速)、喷嘴。

  发送系统采用了PLC程控:小料仓料位低'发送器启动留第二台炉位置。

  为了保证喷嘴不会堵塞,设置罗茨风机任何一种状况下停机均联跳对应给料机。罗茨风机停运、系统设置在程控状态下,给料机不能启动。其它参数均能在表盘显示给料机可人工任意调整转速来调节给料量。

  固硫剂喷嘴从锅炉标高23. 1m处下两个手孔插入,喷嘴采用耐热合金钢铸造内管钢材为lCrllNWT!。助推风利用锅炉热风道送来的热风气料比为<证固硫剂能在炉内迅速均匀扩散,喷嘴在出厂前进行了冷态试验,保证足够的旋流强度,使物料离开喷嘴迅速扩散并形成一个回流区,保证固硫剂均匀扩散。系统中采用了不少外国先进专利技术整个系统耗能见表1和表2.表1输送喷射设备电耗表设备名称单机功率实际总耗电(合计)罗茨风机2台给料机2台空气加热器加热板表2输送喷射设备气耗表设备名称最大耗气量实际耗气量发送器热空气流化床除尘器反吹风三、固硫剂在锅炉应用的几个关键问题1.固硫剂喷入炉内区域选择实验室高温固硫表明,温度对固硫效率是相当重要的,当温度超过1200.时S2重新释放出来,固硫率接近于零。这是因为:S2通过覆盖在CaS4表面的保护层的扩散速度随着温度的升高而增大;另一种原因可能是在当固硫剂里面的催化剂失效时,S2与MeO生成的MeS3又分解为S2和MeO.从41炉试验结果来看第二种可能更大一些。

  41炉第一次试验嘴装在20. 8m处入区域温度高于1200.激据显示出口烟气中的S2较未喷固硫剂时烟气中的S2还高出53~10%.当喷嘴装到23.1m处时,(测得温度约为1045.固硫效率明显提高。

  2.选择合适的钙硫比不同的固硫剂添加量有不同的固硫效果,取决于原煤含硫量、燃煤用量,它可通过钙硫摩尔比来求得:AxBxX耗煤量t/h B――煤中含硫量3X――Ca/S摩尔比假设220t/h锅炉燃煤量为28t/h,煤中含硫量为0.83要求Ca/S摩尔比为2时,则固硫剂喷入量为表3DCL型燃煤固硫剂固硫效果监测结果烟道采样孔编号锅炉运行工况时间802浓度so2排放量空白平均值so2排放削减率(%)工况二平均值S2排放削减率(%)注:广州市环境保护科学研究所监测表6月18日各反应ft咖i效果对比遍(*)气温(m/1)进水出水2.睢特净生物菌剂在低污泥浓度下与自然条件下驯化的高浓度的活性污泥处理效果比较普通活性污泥是利用自然的菌种进行增殖培养的,由于自然界的情况复杂,各个系统培养出的活性污泥在性状上都不同,净化功能也参差不齐。睢特净生物菌剂是经过功能强化的专性菌种,因此在同样的污泥浓度条件下较自然菌的净化功能强。

  污泥培养期间在3反应池污泥沉降比SV30达到~12%时该池出水水质与其它反应池(SV30在18%左右)的基本相似对雎特净生物菌剂构成的污水处理系统在较低的污泥浓度下进行操作提供了实际的依据(见表和3.四、结论1.睢特净生物菌剂提供的高效微生物繁殖速度快,可以在短时间内形成活性污泥,大大缩短了污泥培养驯化的时间,比传统的自然培养方法缩短了三分之一。

  2.由睢特净生物菌剂培养出的活性污泥,在低污泥浓度下,较自然条件下生成的活性污泥处理效率高,可以保证污水处理出水水质的稳定。

  通过睢特净菌剂在延庆污水处理厂贫营养状态下快速提升污泥浓度的成功实施,为以活性污泥法作为主要处理工艺的污水处理厂的污泥培养提供了一种新的快速有效的方法可明显缩短运行周期和节省费用。

  2上接第63页)需要说明的是,固硫剂喷入炉内后,最终与粉煤灰一起被电除尘捕捉。不能无限度的提高Ca/S摩尔比,否则,电除尘前烟尘浓度增大后,影响电除尘正常运行。在电除尘满负荷运行状态下,电除尘出口烟尘排放浓度依然超标。根据4炉投入固硫剂后对电除尘前后烟尘浓度和除尘效率检测结果表明,当Ca/S摩尔比在2.5以下时除尘效率和出口烟尘浓度变化不大。

  3.喷嘴助推风对脱硫效率的影响由于各种锅炉结构不同,设计煤种和实际用的煤种不一样,锅炉的温度场分布不一样,广石化4炉最后确定的固硫剂喷入位置为23.lm处,该处炉内结构见。

  锅炉屏式过热器当喷嘴二次风速过高时,S2排放量曾出现过削减率不到35/当调整了二次风开度降低了风速,2削减率即上升到55/以上。在不同锅炉应用时喷嘴的助推风(二次风)的风速的调整是相当重要的。

  目前供应商提供的固硫剂为200元一吨雁据Ca/S摩尔比在2. 0和2.5时的SO2削减率,按广石化动力事业部4锅炉试验时的原煤含硫量和耗煤量理论测算,当Ca/S摩尔比在2. 0时,削减每吨S2固硫剂成本为1509元;当Ca/S摩尔比在2. 5时,固硫剂成本为1687元,每kw.h发电成本约增加0.006元00.008元。S2排放大气环境造成的损失远远大于此数,也大大低于国外脱硫设施削减一吨SO2的成本。

  DCL型燃煤固硫剂技术,具有投资少、占地小、效率高、运行费用低等优点,对锅炉运行安全可靠性影响甚微,非常适合我国国情。DCL型固硫剂固硫技术对新建企业锅炉的环保“三同时”,对现有企业的改扩建、削减企业的SO2排放总量是一个可行的高新技术。

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