LIFAC煙氣脫硫系統(tǒng)脫硫原理

爐膛內(nèi)噴鈣脫硫的基本原理：石灰石粉借助氣力噴入爐膛內(nèi)850~1150度（攝氏）煙溫區(qū)，石英鐘灰石煅燒分解成CaO和CO2，部分CaO與煙氣中的SO2。爐膛內(nèi)噴入石灰石后的SO2。反應(yīng)生成CaSO4，脫除煙氣中一部分SO2。爐膛內(nèi)噴入石灰石后的SO2脫除率隨煤種、石灰石粉特性、爐型及其空氣動(dòng)力場和溫度場特性等因素而改變，一般在20%~50%。

活化器內(nèi)脫硫的基本原理：煙氣增濕活化售硫反應(yīng)的機(jī)理主要是由于脫硫劑顆粒和水滴相碰撞以后，在脫硫劑顆粒表面形成一層水膜，脫硫劑及SO2氣體均向其中溶解，從而使脫硫反應(yīng)由原來的氣-固反應(yīng)轉(zhuǎn)化成水膜中的離子反應(yīng)，煙氣中大部分未及時(shí)在爐膛內(nèi)參與反應(yīng)的CaO與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaSO3和CaSO4?；罨磻?yīng)器內(nèi)的脫硫效率通常在40%~60%，其高低取決于霧化水量、液滴粒徑、水霧分布和煙氣流速、出口煙溫，最主要的控制因素是脫硫劑顆粒與水滴碰撞的概率。

由于活化反應(yīng)器出口煙氣中還有一部分可利用的鈣化物，為了提高鈣的利用率，可以將電除塵器收集下來的粉塵返回一部分到活化反應(yīng)器中再利用，即脫硫灰再循環(huán)?；罨鞒隹跓煖匾蜢F化水的蒸發(fā)而降低，為避免出現(xiàn)煙溫低于露點(diǎn)溫度的情況發(fā)生，可采用煙氣再加熱的方法，將煙氣溫度提高至露點(diǎn)以上10~15度（攝氏）加熱工質(zhì)可用蒸氣或熱空氣，也可用未經(jīng)活化器的煙氣。

整個(gè)LIFAC工藝系統(tǒng)的脫硫效率η為爐膛脫硫效率η和活化器脫硫效率η之和，即η=η1 （1-η1）η2，一般為60%~85%。LIFAC脫硫方法適用于燃用含硫量為0.6%~2.5%的煤種、容量為50~300MW燃煤鍋爐。與濕式煙氣脫硫技術(shù)相比，投資少，占地面積小，適合于現(xiàn)有電廠的改造。

（1）石灰石粉系統(tǒng)包括石灰石粉的制備、計(jì)量、運(yùn)輸、貯存、分配和噴射等設(shè)備。

（2）水利化反就器系統(tǒng)包括水利化水霧化、煙氣與水混合反應(yīng)、下部碎渣與除渣、器壁防垢等設(shè)備。

（3）脫硫灰再循環(huán)系統(tǒng)包括電除塵器下部集灰、貯存、輸送等裝置。

（4）煙氣再熱系統(tǒng)包括煙氣再熱裝置和主煙氣混合用噴嘴等。

芬蘭LIFAC(爐內(nèi)噴鈣及未反應(yīng)氧化鈣活化)是一種先進(jìn)的煙氣脫硫工藝,自八十年代以來,在世界各地的燃煤電廠得到了廣泛的應(yīng)用。芬蘭Tampella和IVO公司開發(fā)的這種脫硫工藝，于1986年首先投入商業(yè)運(yùn)行。LIFAC工藝的脫硫效率一般為60%～85%。加拿大最先進(jìn)的燃煤電廠Shand電站采用LIFAC煙氣脫硫工藝，8個(gè)月的運(yùn)行結(jié)果表明，其脫硫工藝性能良好，脫硫率和設(shè)備可用率都達(dá)到了一些成熟的SO2控制技術(shù)相當(dāng)?shù)乃?。我國下關(guān)電廠引進(jìn)LIFAC脫硫工藝，其工藝投資少、占地面積小、沒有廢水排放，有利于老電廠改造。

目前,中芬電氣通過下關(guān)電廠和浙江錢清電廠的125MW機(jī)組煙氣脫硫工程已經(jīng)具體地掌握了芬蘭的LIFAC技術(shù),再加上有多年獨(dú)立研究開發(fā)的基礎(chǔ),國內(nèi)在大中型機(jī)組實(shí)施噴鈣脫硫成套技術(shù)有成功的把握。在國內(nèi)LIFAC噴鈣脫硫成套技術(shù)開發(fā)的攻關(guān)成果得到了有關(guān)部門的充分肯定,1996年獲國家環(huán)保局科學(xué)進(jìn)步三等獎(jiǎng),國家計(jì)委、國家科委、國家財(cái)務(wù)部“八五”科技攻關(guān)重大科技成果獎(jiǎng),國家環(huán)保局示范工程榮譽(yù)證書,1997年獲國家環(huán)保局環(huán)?？萍汲晒D(zhuǎn)化項(xiàng)目證書,1998年獲得國家環(huán)?？偩汁h(huán)保實(shí)用技術(shù)推廣計(jì)劃項(xiàng)目證書,機(jī)械工業(yè)部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)等。

“九五”以來,(原)國家科委,國家環(huán)?？偩种С诌M(jìn)行電站鍋爐噴鈣脫硫成套技術(shù)工程化開發(fā),不但進(jìn)行了有關(guān)工程化問題的物理模擬試驗(yàn),而且開發(fā)了一系列計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬程序,對35t/h、130t/h、420t/h煤粉鍋爐實(shí)施噴鈣脫硫成套技術(shù)進(jìn)行了可行性研究,并做出設(shè)計(jì)方案。與此同時(shí),國內(nèi)還配合南京下關(guān)電廠引進(jìn)同類型的芬蘭LIFAC技術(shù)專門開發(fā)了新型的420t/h鍋爐。

LIFAC工藝即在燃煤鍋爐內(nèi)適當(dāng)溫度區(qū)噴射石灰石粉，并在鍋爐空氣預(yù)熱器后增設(shè)活化反應(yīng)器，用以脫除煙氣中的SO2。

LIFAC脫硫的主要工藝有三個(gè)階段：爐內(nèi)噴鈣 活化及干灰再循環(huán) 灰漿再循環(huán)

第一步、爐內(nèi)噴鈣

其主要特征為在爐膛上部恰當(dāng)?shù)母邷貐^(qū)域噴脫硫劑石灰石粉，使之與煙氣中的 SO2 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

第二步、活化及干灰再循環(huán)

在爐膛中未反應(yīng)的石灰粉和 SO2 進(jìn)入到布置在鍋爐后面的煙氣增濕－－活化反應(yīng)塔內(nèi)作進(jìn)一步的化學(xué)反應(yīng),大大提高了脫硫效率。(按電廠的實(shí)際情況,推薦采用前面兩個(gè)脫硫階段,即可獲得滿意的效率。)在捷克2×362MW的電廠中,只運(yùn)用第二步就可穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)85%的脫硫效率。

第三步、灰漿再循環(huán)

是把ESP和活化器下面灰斗中部分的灰加水成灰漿后,再循環(huán)到活化器中脫除SO2,以進(jìn)一步提高脫硫效率,使脫硫效率可達(dá)90% 。

主要設(shè)備有：

噴鈣設(shè)備、活化反應(yīng)器、灰處理設(shè)備及顆粒收集器。2100433B

孫志寬，神華能源集團(tuán)公司，一直致力于煙氣脫硫系統(tǒng)檢修與運(yùn)行相關(guān)工作，結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對煙氣脫硫系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、調(diào)整、運(yùn)行維護(hù)、定期試驗(yàn)和事故處理等內(nèi)容做了較系統(tǒng)的闡述

《煙氣脫硫系統(tǒng)檢修運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)系列叢書》首次定義了脫硫系統(tǒng)檢修等級(jí)、檢修工期、檢修內(nèi)容和檢修工藝及質(zhì)量要求，創(chuàng)新性地建立了煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行導(dǎo)則、檢修導(dǎo)則和檢修費(fèi)用定額為一體的管理系統(tǒng)。 本書為《煙氣脫硫系統(tǒng)檢修運(yùn)行管理標(biāo)準(zhǔn)系列叢書》的一個(gè)分冊。本書以《火電廠石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)檢修導(dǎo)則》（以下簡稱《脫硫?qū)t》）為基礎(chǔ)，對設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)分類劃項(xiàng)，與《脫硫?qū)t》內(nèi)容相銜接，基本以其標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目為計(jì)算依據(jù)，把脫硫設(shè)備檢修技術(shù)與經(jīng)濟(jì)管理有機(jī)結(jié)合起來，解決了以往兩者脫節(jié)的現(xiàn)象；采取基礎(chǔ)定額費(fèi)用與取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)分、合的編制，既能適用于檢修工程總費(fèi)用招投標(biāo)制或包工不包料，又能滿足發(fā)電廠（公司）內(nèi)部核算、指標(biāo)考核等多種形式的工程成本管理，解決了定額使用的靈活性問題。此外，基礎(chǔ)費(fèi)用定額可按企業(yè)實(shí)際靈活取舍、組合，更加靈活用于項(xiàng)目費(fèi)用調(diào)整，并可采用不同的價(jià)格和取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，對相關(guān)費(fèi)用項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)用計(jì)算機(jī)操作。本書緊密結(jié)合火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)實(shí)際，具有很強(qiáng)的針對性和可操作性，為集團(tuán)公司、發(fā)電企業(yè)和檢修施工企業(yè)脫硫檢修項(xiàng)目的計(jì)算、預(yù)（決）算和招投標(biāo)等管理工作提供了科學(xué)依據(jù)。

煙氣自現(xiàn)有的煙囪煙道到達(dá)FGD系統(tǒng)的新煙道。熱煙氣通過該煙道，經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)送達(dá)脫硫(FGD)系統(tǒng)?，F(xiàn)有煙道可作為旁路煙道將煙氣直接排至煙囪，這意味著煙氣可以100%經(jīng)旁路煙道被旁路。脫硫系統(tǒng)可通過雙百葉窗式擋板與旁路煙道分離。

煙道將未處理的原煙氣引至升壓風(fēng)機(jī)，經(jīng)煙氣換熱器(GGH)將熱原煙氣中的熱量蓄積并加熱吸收塔出來凈化后的冷煙氣。原煙氣溫度由150℃降至113℃經(jīng)過吸收塔的入口向上流動(dòng)穿過托盤及噴淋層，在此，煙氣被冷卻、飽和，煙氣中的SO2被吸收。經(jīng)過噴淋洗滌的冷煙氣進(jìn)入煙氣換熱器(GGH)的冷端，離開GGH后被加熱至82℃，加熱后的冷煙氣通過煙道進(jìn)入煙囪。

FGD裝置配有1臺(tái)回轉(zhuǎn)再生式煙氣換熱器，以使凈煙氣在煙囪進(jìn)口的最低溫度高于80℃。該裝置是利用鍋爐出來的原煙氣來加熱經(jīng)脫硫之后的凈煙氣，使之溫度大于酸露點(diǎn)溫度后排放到煙囪。為防止GGH傳熱面間的沉積結(jié)垢，需用清洗設(shè)備進(jìn)行清洗，清洗設(shè)備一般用噴槍。在換熱器的原煙氣部分“熱側(cè)”有一個(gè)噴槍，“冷側(cè)”有一個(gè)噴槍。用壓縮空氣每天沖洗換熱器，或當(dāng)壓降超過給定最大值時(shí)，用高壓工藝水沖洗。但用高壓工藝水沖洗只能在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行（一年約12次，根據(jù)裝置的運(yùn)行情況）。當(dāng)FGD裝置停運(yùn)時(shí)，可用低壓水沖洗換熱器。

升壓風(fēng)機(jī)用于克服FGD裝置造成的煙氣壓降。采用靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，F(xiàn)GD系統(tǒng)共設(shè)一臺(tái)升壓風(fēng)機(jī)。升壓風(fēng)機(jī)將根據(jù)正常運(yùn)行和異常情況可能發(fā)生的最大流量、最高溫度和最大壓損設(shè)計(jì)，還將考慮事故情況。升壓風(fēng)機(jī)在容量、設(shè)計(jì)和構(gòu)造上將保證從零到滿負(fù)荷時(shí)都能運(yùn)行，除了滿足鍋爐在MCR工況下的運(yùn)行要求外，還將滿足FGD最差的設(shè)計(jì)條件。即：

a. 基本風(fēng)量按鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤種和BMCR工況下升壓風(fēng)機(jī)入口的煙氣量考慮。

b. 風(fēng)量裕量不低于10%，另加10℃的溫度裕量。

c. 壓頭裕量不低于20%。

來自鍋爐的煙氣分別從與煙囪相連的鋼煙道中引出后，進(jìn)入升壓風(fēng)機(jī)，經(jīng)升壓風(fēng)機(jī)增壓后，依次通過煙氣換熱器（GGH）降溫側(cè)、吸收塔、GGH升溫側(cè)接入煙囪。FGD系統(tǒng)的風(fēng)壓損失由升壓風(fēng)機(jī)提供。煙氣經(jīng)GGH降溫側(cè)冷卻后流入吸收塔。在吸收塔中，煙氣首先經(jīng)托盤將氣體均勻分布，調(diào)整煙氣流速。均勻分布的煙氣逐漸上升，與從吸收塔內(nèi)噴淋管組噴出的懸浮液滴逆向接觸，使煙氣中的SO2、SO3、HCl、HF、飛灰和其他污染物得到去除。從吸收塔頂部出來的凈煙氣經(jīng)GGH升溫側(cè)再熱后，從煙囪排放到大氣中。煙道上設(shè)有擋板系統(tǒng)，以便于FGD系統(tǒng)旁路運(yùn)行，包括1個(gè)進(jìn)口擋板（原煙氣擋板），1個(gè)旁路擋板和1個(gè)FGD出口擋板（凈煙氣）。所有擋板都配有密封系統(tǒng)，以保證“零”泄露。在正常運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)旁路擋板門關(guān)閉，每個(gè)旁路擋板門的差壓通過升壓風(fēng)機(jī)的可調(diào)葉片控制為0kPa。

在故障情況下，開啟煙氣旁路擋板門，煙氣通過旁路煙道繞過FGD系統(tǒng)直接排到煙囪。