1、课题三课题三 喷雾干燥法烟气脱硫工艺喷雾干燥法烟气脱硫工艺一、传统干式一、传统干式(半干法半干法)烟气脱硫技术简烟气脱硫技术简介介 o 干式烟气脱硫干式烟气脱硫，是指无论加入的脱硫剂是干态的或，是指无论加入的脱硫剂是干态的或湿态的，脱硫的最终反应产物都是干态的。湿态的，脱硫的最终反应产物都是干态的。o 干式烟气脱硫工艺用于我国电厂脱硫始于干式烟气脱硫工艺用于我国电厂脱硫始于80年代年代初初(四川白马电厂四川白马电厂)。o 主要用于燃用主要用于燃用中低硫煤中低硫煤的电厂烟气脱硫。的电厂烟气脱硫。o 最主要的干式脱硫技术有四种：最主要的干式脱硫技术有四种：喷雾干燥法喷雾干燥法 炉内喷钙加尾部增湿活
2、化法炉内喷钙加尾部增湿活化法 循环流化床排烟脱硫法循环流化床排烟脱硫法 新式整体脱硫法新式整体脱硫法一、干式烟气脱硫技术简介一、干式烟气脱硫技术简介o传统干法烟气脱硫工艺的优点传统干法烟气脱硫工艺的优点：1、投资费用较低；、投资费用较低；2、脱硫产物呈干态；、脱硫产物呈干态；3、无需装设除雾器及烟气再热器；、无需装设除雾器及烟气再热器；4、设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。、设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。一、干式烟气脱硫技术简介一、干式烟气脱硫技术简介o传统干法烟气脱硫工艺的缺点传统干法烟气脱硫工艺的缺点：1、吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；、吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；2、用
3、于高硫煤时经济性差；、用于高硫煤时经济性差；3、飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；、飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；4、对干燥过程控制要求很高。、对干燥过程控制要求很高。二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程1、工艺流程图、工艺流程图二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程2、工艺流程概述：、工艺流程概述：o 利用喷雾干燥原理，将吸收剂喷入吸收塔以利用喷雾干燥原理，将吸收剂喷入吸收塔以后，一方面吸收剂与烟气中的后，一方面吸收剂与烟气中的SO2发生化学发生化学反应，生成固体灰渣；另一方面烟气将热量反应，生成固体灰渣；另一方面烟气将热
4、量传递给吸收剂，使之不断干燥，在塔内脱硫传递给吸收剂，使之不断干燥，在塔内脱硫反应后形成的废渣为固体粉尘状态，一部分反应后形成的废渣为固体粉尘状态，一部分在塔内分离，由锥体出口排出，另一部分随在塔内分离，由锥体出口排出，另一部分随脱硫后烟气进入静电除尘器。脱硫后烟气进入静电除尘器。二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程o 3、喷雾干燥原理：、喷雾干燥原理：o 安装于吸收塔顶部的离心喷雾机具有很高的转速，安装于吸收塔顶部的离心喷雾机具有很高的转速，吸收剂浆液在离心力作用下喷射成均匀的雾粒，雾吸收剂浆液在离心力作用下喷射成均匀的雾粒，雾粒直径可小于粒直径可小于100m
5、。这些具有很大表面积的分。这些具有很大表面积的分散微粒，一同烟气接触，就发生强烈的热交换和化散微粒，一同烟气接触，就发生强烈的热交换和化学反应，迅速将大部分水分蒸发掉，形成含水量很学反应，迅速将大部分水分蒸发掉，形成含水量很少的固体灰渣。由于吸收剂微粒没有完全干燥，在少的固体灰渣。由于吸收剂微粒没有完全干燥，在吸收塔之后的烟道和除尘器中仍可继续发生一定程吸收塔之后的烟道和除尘器中仍可继续发生一定程度的吸收度的吸收SO2的化学反应。的化学反应。二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程二、喷雾干燥法烟气脱硫技术工艺流程4、工艺流程分解：、工艺流程分解：（1）吸收剂制备；）吸收剂制备；（2）吸收剂浆液雾化
6、；）吸收剂浆液雾化；（3）雾粒与烟气的接触混合；）雾粒与烟气的接触混合；（4）液滴蒸发与）液滴蒸发与SO2吸收；吸收；（5）废渣排出。）废渣排出。o 其中（其中（2）（）（4）在喷雾干燥吸收塔内进）在喷雾干燥吸收塔内进行。行。三、三、喷雾干燥法脱硫技术的化学原理喷雾干燥法脱硫技术的化学原理 o 生石灰制浆：生石灰制浆：o SO2被液滴吸收：被液滴吸收：o 吸收剂与二氧化硫的反应：吸收剂与二氧化硫的反应：二、二、喷雾干燥法脱硫技术的化学原理喷雾干燥法脱硫技术的化学原理o 液滴中液滴中CaSO3过饱和沉淀析出：过饱和沉淀析出：o 部分部分CaSO3（液）被溶于液滴中的氧气所氧化：（液）被溶于液滴中
7、的氧气所氧化：o CaSO4难溶于水，便会迅速沉淀析出固态难溶于水，便会迅速沉淀析出固态CaSO4。四、主要设备与分析四、主要设备与分析o 喷雾干燥法喷雾干燥法FGD系统主要由以下系统主要由以下4部分组成。部分组成。（一）吸收塔系统（一）吸收塔系统（二）除尘设备（二）除尘设备（三）雾化器及料浆制备系统（三）雾化器及料浆制备系统（四）干燥处理及输送（四）干燥处理及输送（一）吸收塔系统（一）吸收塔系统 o 喷雾干燥塔示意图：喷雾干燥塔示意图：（一）吸收塔系统（一）吸收塔系统o 石灰浆液在其中雾化，并与烟气中的石灰浆液在其中雾化，并与烟气中的SO2反反应脱硫，同时液滴被干燥生成能自由流动的应脱硫，同
8、时液滴被干燥生成能自由流动的粉末（亚硫酸钙、硫酸钙及飞灰）。粉末（亚硫酸钙、硫酸钙及飞灰）。o 吸收塔的结构尺寸由许多因素来决定，如雾吸收塔的结构尺寸由许多因素来决定，如雾化器类型、雾化器出口液滴速度、烟气量、化器类型、雾化器出口液滴速度、烟气量、SO2浓度。趋近绝热饱和温度值、烟气滞留浓度。趋近绝热饱和温度值、烟气滞留时间、吸收剂特性等。时间、吸收剂特性等。o 要求有较好的密封保温性能要求有较好的密封保温性能；吸收塔容器吸收塔容器必须满足在颗粒达到塔壁前已足够的干燥。必须满足在颗粒达到塔壁前已足够的干燥。（二）除尘设备（二）除尘设备 1、袋式除尘器、袋式除尘器FFo 袋式除尘器袋式除尘器FF
9、与与ESP相比有以下优点：沉相比有以下优点：沉积在袋上的未反应的石灰可与烟气中残余积在袋上的未反应的石灰可与烟气中残余SO2反应，脱硫率可达到系统总脱硫率的反应，脱硫率可达到系统总脱硫率的1530。由于烟气都必须穿过滤袋上。由于烟气都必须穿过滤袋上的尘层。因此滤袋可以看成一个固定床反应的尘层。因此滤袋可以看成一个固定床反应器。器。（二）除尘设备（二）除尘设备2、电除尘器（、电除尘器（ESP）o 根据喷雾干燥脱硫产物的特性，在很多情况下，根据喷雾干燥脱硫产物的特性，在很多情况下，可以采用可以采用ESP。o 喷雾干燥喷雾干燥FGD可以加装在现有可以加装在现有ESP前面。如作前面。如作为老厂改造，则
10、不需要为老厂改造，则不需要ESP本身做大的改动。本身做大的改动。o 烟气流经阳极板，阳极板上沉积一层飞灰和吸烟气流经阳极板，阳极板上沉积一层飞灰和吸收剂颗粒；收剂颗粒；烟气中烟气中SO2 便与吸收剂发生反应。便与吸收剂发生反应。o ESP脱硫率约占总脱硫率的脱硫率约占总脱硫率的1015。（三）雾化器及料浆制备系统（三）雾化器及料浆制备系统 o 包括吸收剂的制浆和雾化，包括吸收剂的制浆和雾化，在大多数制浆系在大多数制浆系统中还包括灰渣再循环，再循环又包括灰渣统中还包括灰渣再循环，再循环又包括灰渣的处理，再制浆与新石灰的混合。的处理，再制浆与新石灰的混合。o 雾化器有喷嘴型雾化器有喷嘴型（又称（又
11、称“空气空气浆液浆液”两相两相液雾化器，或称二流喷嘴）液雾化器，或称二流喷嘴）和旋转离心雾化和旋转离心雾化器两种。器两种。（三）雾化器及料浆制备系统（三）雾化器及料浆制备系统o 1、喷雾吸收塔和二流体喷嘴结构示意图：喷雾吸收塔和二流体喷嘴结构示意图：（三）雾化器及料浆制备系统（三）雾化器及料浆制备系统o 喷嘴雾化器的能量由喷嘴雾化器的能量由490630kpa压缩压缩空气提供。空气提供。优点：优点：o 可平行安装，切换方便。各喷嘴可独立运行，可平行安装，切换方便。各喷嘴可独立运行，可以在线维护，喷嘴设计简单。可以在线维护，喷嘴设计简单。缺点：缺点：o 要求高速浆液摩擦的表面耐磨性高，在采用要求高
12、速浆液摩擦的表面耐磨性高，在采用再循环系统时要求特别耐磨；喷嘴数量要求再循环系统时要求特别耐磨；喷嘴数量要求多，其能耗大，维护检修复杂。多，其能耗大，维护检修复杂。（三）雾化器及料浆制备系统（三）雾化器及料浆制备系统2、离心式雾化轮、离心式雾化轮o 离心式雾化轮结构示意图：离心式雾化轮结构示意图：（三）雾化器及料浆制备系统（三）雾化器及料浆制备系统o 由旋转盘或雾化轮使浆液分裂成微小液滴。由旋转盘或雾化轮使浆液分裂成微小液滴。o 旋转离心雾化器所产生的液滴大小与浆液流旋转离心雾化器所产生的液滴大小与浆液流量关系不大，所以，旋转离心雾化器具有较量关系不大，所以，旋转离心雾化器具有较好的调节能力，
13、所得到的雾化区域也较喷嘴好的调节能力，所得到的雾化区域也较喷嘴型宽得多。型宽得多。o 雾化器具有很高的雾化容量，雾化液体量可雾化器具有很高的雾化容量，雾化液体量可达达100g/s，一般一个吸收塔只需一个雾化，一般一个吸收塔只需一个雾化器。雾化轮直径为器。雾化轮直径为200400mm，线速，线速度为产度为产175250m/s。（四）干燥处理及输送（四）干燥处理及输送 o 喷雾干燥装置喷雾干燥装置由吸收塔筒体、烟气分配器和雾化器由吸收塔筒体、烟气分配器和雾化器组成。组成。o 吸收塔筒体吸收塔筒体下部柱体一般设计成下部柱体一般设计成60锥体容器以便锥体容器以便为烟气提供大约为烟气提供大约1012s的
14、滞留时间，以保证液的滞留时间，以保证液滴在进入除尘器前有足够的反应时间和干燥时间。滴在进入除尘器前有足够的反应时间和干燥时间。o 烟气分配器烟气分配器使烟气沿圆周分布均匀并降低压力损失。使烟气沿圆周分布均匀并降低压力损失。o 雾化器雾化器将吸收剂雾化成非常细小的液滴（约将吸收剂雾化成非常细小的液滴（约25200m），以提供足够大的表面积与），以提供足够大的表面积与SO2接触，接触，加快脱硫反应和干燥过程。加快脱硫反应和干燥过程。（五）系统的运行控制（五）系统的运行控制 o 喷雾干燥法脱硫对烟气量及烟气中的喷雾干燥法脱硫对烟气量及烟气中的SO2浓浓度的波动适应性较好。度的波动适应性较好。o 运行
15、中根据运行中根据进口烟气中和烟囱排放的进口烟气中和烟囱排放的SO2浓浓度度、干燥吸收器进出口的烟温干燥吸收器进出口的烟温来自动调节脱来自动调节脱硫浆液的用量。硫浆液的用量。o 运行中，脱硫效率和脱硫剂利用率必须综合运行中，脱硫效率和脱硫剂利用率必须综合考虑。考虑。o 另外一个参数是喷雾干燥吸收器中的另外一个参数是喷雾干燥吸收器中的液气比液气比。五、基本工艺参数及影响脱硫效率的主五、基本工艺参数及影响脱硫效率的主要因素要因素（）基本工艺参数（）基本工艺参数 o 烟气在脱硫塔中的停留时间烟气在脱硫塔中的停留时间（812s)o 塔的高径比塔的高径比(一般为一般为0.70.9)o 吸收塔烟气出口温度吸收塔烟气出口温度(一般用吸收塔出口实一般用吸收塔出口实际温度与相同状态下的绝热饱和温度之差际温度与相同状态下的绝热饱和温度之差T来表示来表示)T一般在一般在1018之间，最高不超过之间，最高不超过30。五、基本工艺参数及影响脱硫效率的主五、基本工艺参数及影响脱硫效率的主要因素要因素（二）影响脱硫效率的主要因素（二）影响脱硫效率的主要因素o 1、钙硫比、钙硫比 o 2吸收塔出口烟温吸收塔出口烟温o 3、灰渣再循环、灰渣再循环
