烟气循环流化床(CFBFGD)干法脱硫工艺介绍.
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1、前言循环流化床燃烧是指炉膛内高速气流与所携带的稠密悬浮颗粒充分接触,同时大量高温颗粒从烟气中分离后重新送回炉膛的燃烧过程。
循环流化床锅炉的脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,与石油焦中的硫份反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。
较低的炉床温度(850°C〜900°C),燃料适应性强,特别适合较高含硫燃料,脱硫率可达80%〜95%,使清洁燃烧成为可能。
2、循环流化床内燃烧过程石油焦颗粒在循环流化床的燃烧是流化床锅炉内所发生的最基本而又最为重要的过程。
当焦粒进入循环流化床后,一般会发生如下过程:①颗粒在高温床料内加热并干燥;②热解及挥发份燃烧;③颗粒膨胀及一级破碎;④焦粒燃烧伴随二级破碎和磨损。
符合一定粒径要求的焦粒在循环流化床锅炉内受流体动力作用,被存留在炉膛内重复循环的850C〜900C的高温床料强烈掺混和加热,然后发生燃烧。
受一次风的流化作用,炉内床料随之流化,并充斥于整个炉膛空间。
床料密度沿床高呈梯度分布,上部为稀相区,下部为密相区,中间为过渡区。
上部稀相区内的颗粒在炉膛出口,被烟气携带进入旋风分离器,较大颗粒的物料被分离下来,经回料腿及J阀重新回入炉膛继续循环燃烧,此谓外循环;细颗粒的物料随烟气离开旋风分离器,经尾部烟道换热吸受热量后,进入电除尘器除尘,然后排入烟囱,尘灰称为飞灰。
炉膛内中心区物料受一次风的流化携带,气固两相向上流动;密相区内的物料颗粒在气流作用下,沿炉膛四壁呈环形分布,并沿壁面向下流动,上升区与下降区之间存在着强烈的固体粒子横向迁移和波动卷吸,形成了循环率很高的内循环。
物料内、外循环系统增加了燃料颗粒在炉膛内的停留时间,使燃料可以反复燃烧,直至燃尽。
循环流化床锅炉内的物料参与了外循环和内循环两种循环运动,整个燃烧过程和脱硫过程就是在这两种形式的循环运动的动态过程中逐步完成的。
3、循环流化床内脱硫机理循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,石油焦和石灰石自锅炉燃烧室下部送入,一次风从布风板下部送入,二次风从燃烧室中部送入。
烟气干法脱硫工艺流程
烟气干法脱硫是一种高效、节能的大气污染治理技术,主要用于煤电、钢铁、化工、石化等工业领域中脱去烟气中的SO2,以达到环境保护和节能减排的目的。
以下是烟气干法脱硫的工艺流程。
一、原理
烟气干法脱硫是利用可吸收氧化物(Calcium Oxide,简称CaO)或可溶性碱金属化合物(如氢氧化钠、氢氧化钾等)与烟气中的SO2反应,生成可溶性的硫酸钙(Calcium Sulfate,简称CaSO4)或氢氧化钠、氢氧化钾等的硫酸盐,从而实现脱硫目的。
其反应方程式如下:
CaO + SO2 → CaSO4
二、工艺流程
1. 烟气收集:收集烟道中的烟气,可采用布袋除尘器等设备减少烟雾颗粒物。
2. 干式喷雾喉:在烟气通过时,向其中喷雾可溶性的脱硫剂,如CaO或NaOH水溶液。
3. 喷雾液分布系统:将液态的脱硫剂均匀地喷洒到干式喷雾喉,使其均匀湿润。
4. 旋流器:在干式喷雾喉下方添加旋流器,旋转烟气和喷雾液,促进脱硫剂和SO2的反应。
5. 颗粒物分离:在旋流器上方设置高效除尘器,过滤掉喷洒后残留的较大颗粒。
6. 除湿器:在除尘器后增设除湿器,降低烟气温度和湿度,避免SO2与水蒸气反应的影响。
7. 出口排放:经过脱硫处理后的烟气排放至大气中,同时生成的CaSO4或硫酸盐也被收集使用或处理,如制备水泥等。
三、总结
烟气干法脱硫技术具有简单、高效、节能、环保等特点,其具体工艺流程也非常清晰明了。
在未来的环保治理领域中,烟气干法脱硫应用将越来越广泛,并得到更多的技术和研究支持。
附件一循环流化床干法脱硫工艺描述1.循环流化床干法脱硫系统(CFB-FGD)概述CFB-FGD烟气循环流化床干法脱硫技术是循环流化床干法烟气脱硫技术发明人---世界著名环保公司德国鲁奇能捷斯公司(LLAG)公司具有世界先进水平的第五代循环流化床干法烟气脱硫技术(CirculatingFluidizedBedFlueGasDesulphurization,简称CFB-FGD),该技术是目前商业应用中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的一种干法烟气脱硫技术。
该技术已先后在德国、奥地利、波兰、捷克、美国、爱尔兰、中国、巴西等国家得到广泛应用,最大机组业绩容量为660MW。
简要介绍如下:发展历史德国鲁奇能捷斯(LLAG)公司是世界上最早从事烟气治理设备研制和生产的企业,已有一百多年的历史(静电除尘器的除尘效率计算公式——多依奇公式,就是该公司的工程师多依奇先生发明的)。
LLAG在上世纪六十年代末首先推出了循环流化床概念,此后把循环流化床概念应用到四十多个不同的工艺。
LLAG在发明循环流化床锅炉的基础上,首创将循环流化床技术(CFB)应用于工业烟气脱硫,经过三十多年不断的完善和提高,目前其循环流化床干法烟气脱硫技术居于世界领先水平。
LLAG公司的循环流化床干法烟气脱硫技术(CFB-FGD)的应用业绩已达150多台套,居世界干法脱硫业绩第一位。
(90年代初,全世界还只有LLAG公司拥有循环流化床烟气脱硫技术。
目前,全世界除了直接转让鲁奇能捷斯公司的烟气循环流化床技术的公司外,其它所有的烟气循环流化床脱硫技术均来自于鲁奇能捷斯公司90年代初从鲁奇公司离开的个别职工所带走的早期技术。
)2001年10月,福建龙净首家技术许可证转让LLAG公司的CFB-FGD技术;2002年底,福建龙净通过竞标获得山西华能榆社电厂2×300MW机组脱硫除尘岛总包合同,该项目已于2004年10月正式投入运行,2005年7月,华能国际委托东北电力科学院进行验收测试,各项技术指标均达到设计要求,使之成为中国同时也是世界上目前最大的、真正运行的300MW机组等级烟气循环流化床干法脱硫项目。
烟气循环流化床脱硫CFB-FGD技术简介1. 概况烟气循环流化床(CFB)脱硫技术在最近几年中已有所发展,不但用户增多,而且系统的烟气处理能力也比过去增大了,达到950,000Nm3/h,用于300MW机组的烟气脱硫系统。
目前,已达到工业化应用的主要有三种流程, 它们是:1.由德国Lurgi公司开发的烟气CFB脱硫技术;2.由德国Wulff公司在Lurgi技术基础上进行改进后的RCFB脱硫技术;3.由丹麦F.L.Smith公司开发的GSA烟气脱硫技术。
早在七十年代初,擅长于冶金工业工程建设的德国Lurgi公司就采用了烟气循环流化技术对炼铝设备的尾气进行处理。
八十年代中期,由于开始对环境质量的严格控制以及政府的有关法规的强行规定,德国的动力工业对烟气脱硫设备有了巨大的需求。
Lurgi公司在原来用于炼铝尾气处理的技术的基础上开发了一种新的适用于锅炉和其它燃烧设备的干法烟气脱硫工艺,即烟气循环流化床脱硫工艺。
这种工艺以循环流化床原理为基础,通过吸收剂的多次再循环,使吸收剂与烟气接触时间增加,一般可达30分钟以上,从而大大提高了吸收剂的利用效率。
这种工艺不但具有干法工艺的许多优点,如流程简单、占地少、投资低以及脱硫副产品呈干态,因而易于处理或综合利用,而且能在很低的钙硫比的情况下(Ca/S=1.1-1.2)达到与湿法工艺相近的脱硫效率(95%)。
德国Wulff公司是一个成立较晚的设计和建造烟气CFB脱硫工程的小型企业。
它的创始人R. Graf原是Lurgi公司在烟气CFB脱硫技术开发方面的主要负责人。
脱离Lurgi公司后自建了Wulff公司,专门从事烟气CFB脱硫技术的开发工作,在Lurgi技术的基础上开发研制了一种叫做回流式烟气循环流化床的烟气CFB脱硫技术,对烟气CFB脱硫技术作了较大的改进,使之更加适用于动力工业(详见后)。
F.L.Smith公司是丹麦最大的工业企业,在水泥工业及散装物料输送机械制造方面享有很高的声誉。
CFB系列循环流化床烟气脱硫系统系统简介循环流化床烟气脱硫技术(Circulating Fluidized Bed Flue Gas Desulfurization,简称CFB-FGD),采用消石灰或石灰作为脱硫剂。
CFB系列循环流化床烟气脱硫装置是国电南自自主开发的干法脱硫装置,该技术国电南自具有自主知识产权,循环流化床烟气脱硫技术(简称CFB-FGD),是采用消石灰或石灰作为脱硫剂,安装在空气预热器和除尘器之间。
工艺原理与工艺流程循环流化床烟气脱硫技术,在空气预热器和除尘器之间安装循环流化床系统,烟气从流化床反应器下部布风板进入反应器,与消石灰颗粒充分混合,SO2、SO3及其它有害气体,如HCl、HF等与消石灰发生反应,生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O和CaCO3等。
反应器内的脱硫剂呈悬浮的流化状态,反应表面积大,传热/传质条件很多,且颗粒之间不断碰撞、反应。
随后夹带着大量粉尘的烟气进入除尘器中,被除尘器收集下来的固体颗粒大部分又返回流化床反应器中,继续参加脱硫反应过程,同时循环量可以根据负荷进行调节。
由于脱硫剂在反应器内滞留时间长,因此使得脱硫效果和吸收剂的利用率大大提高。
另外,工业水用喷嘴喷入反应器下部,以增加烟气湿度降低烟温,从而提高了脱硫效率。
循环流化床烟气脱硫系统主要包括给料系统、反应器系统、物料循环系统、喷水系统、旁路烟道。
技术特点★ 脱硫系统流程简单、占地面积较少。
★ 脱硫工艺适用于已确定的煤种条件并适应燃煤含硫量在一定范围内可能的变动;可满足锅炉负荷从30%到120%范围内变化。
★ 系统运行费用低。
★ 采用易于取得且价廉的石灰石或消石灰作为脱硫剂,且在较低的钙硫比下(钙硫比为1.1~1.2),脱硫效率可达90%以上,系统运行费用低。
★ 采用具有自主产权的干式消化器,保证了脱硫剂的活性。
★ 由于脱硫剂的给料及硫化产物均为干态,设备不存在腐蚀现象。
“循环流化床吸收塔( CFB-FGD)”工艺进行烟气脱硫技术摘要:干法烟气脱硫装置所采用的技术是在引进国外先进的干法脱硫工艺循环流化床干法烟气脱硫(CFB-FGD)技术的基础上经不断完善、改进,形成了适合我国国情的干法脱硫技术,它具有结构简单、运行可靠、脱硫效率高(大于90%)、投资小的特点。
循环流化床烟气干法脱硫技术是目前商业应用中单塔处理能力最大、脱硫综合效益最优越的唯一一种干法烟气脱硫技术。
关键词:干法烟气脱硫;循环流化床吸收塔(CFB-FGD);烟气脱硫技术脱硫反应塔内的气固最大滑落速度是否能在不同的烟气负荷下始终得以保持不变,是衡量一个循环流化床干法脱硫工艺先进与否的一个重要指标,也是一个鉴别干法脱硫能否达到较高脱硫率的一个重要指标。
喷入的用于降低烟气温度的水[1],以激烈湍动的、拥有巨大的表面积的颗粒作为载体,在塔内得到充分的蒸发,保证了进入后续除尘器中的灰具有良好的流动状态。
由于流化床中气固间良好的传热、传质效果[2],绝大部分SO2得以去除,加上排烟温度始终控制在高于露点温度20℃以上,因此排烟不需要再加热,同时系统无需采取特殊的防腐处理。
净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出,然后转向进入脱硫除尘器[3],再通过引风机排入烟囱。
经除尘器捕集下来的固体颗粒,通过除尘器下的再循环系统,返回吸收塔继续参加反应,如此循环,多余的少量脱硫灰渣通过物料输送至脱硫灰仓内,再通过罐车运出厂外综合利用。
在循环流化床吸收塔中,Ca(OH)2与烟气中的SO2和几乎全部的SO3,HCl,HF等,完成化学反应,主要化学反应方程式如下:Ca(OH)2+ SO2=CaSO3·1/2 H2O +1/2 H2OCa(OH)2+ SO3=CaSO4·1/2 H2O +1/2 H2OCaSO3·1/2 H2O+ 1/2O2=CaSO4·1/2 H2OCa(OH)2+ CO2=CaCO3 + H2OCa(OH)2+ 2HCl=CaCl2·2H2O(~75℃)(强吸潮性物料)2Ca(OH)2+ 2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O(>120℃)Ca(OH)2+ 2HF=CaF2 + 2H2O(从上述化学反应方程式可以看出,Ca(OH)2应尽量避免在75℃左右与HCl 反应)具有以下工艺及结构特点:1)去除重金属、有机污染物等有害物质利用吸附剂及塔内物料的巨大比表面积,使烟气中的重金属、有机污染物(主要是二噁英(PCDD)和呋喃(PCDF))等大部分被去除。
莱特莱德脱硫脱硝脱硫脱硝除尘技术—干法脱硫技术(CFB-FGD)半干法脱硫(CFB-FGD),该工艺分为二级脱硫:在炉膛内喷入石灰石粉脱除部分SO2;在锅炉尾部设置文丘里脱硫塔,并喷入增湿水,有工业污水系统可以直接利用,使未反应的石灰石粉进一步得以利用对烟气进行二次脱硫。
其特点是系统简单、投资小、电负荷低、无废水排放、占地面积也较少。
但是,由于其脱硫反应是在气固两相之间进行,受到传质过程的影响,反应速度较慢,吸收剂利用率较低。
当钙硫比控制在1.5-2.5时,经二级脱硫后,脱硫效率可达80%—90%左右。
烟气脱硫设备技术特点:(1)脱硫效率高:脱硫效率可达90%以上,是目前各种干法、半干法烟气脱硫工艺中最高的,可与湿法工艺相媲美;(2)工程投资费用、运行费用和脱硫成本较低,为湿法工艺的50%~70%。
(3)工艺流程简单,系统设备少,为湿法工艺的40%~50%,且转动部件少,降低了维护和检修费用;(4)占地面积小,为湿法工艺的30%~40%,且系统布置灵活,非常适合现有机组的改造和场地紧缺的新建机组。
(5)能源消耗低,如电耗、水耗等,为湿法工艺的30%~50%。
(6)能有效脱除SO3、氯化物和氟化物等有害气体,其脱除效率远高于湿法工艺,达90%~99%,腐蚀性较小,可不采用烟气再热器,直接使用干烟囱排放烟气。
(7)对锅炉负荷变化的适用性强,负荷跟踪特性好,启停方便,可在30%负荷时投用,对基本负荷和调峰机组均有很好的适用性。
(8)对燃煤硫分的适应性强,可用于0.3%~6.5%的燃煤硫分。
且应用于中低硫煤时(<2%),其经济性优于湿法工艺。
(9)无脱硫废水排放,且脱硫副产品呈干态,不会造成二次污染,对综合利用和处置堆放有利。
半干法和干法脱硫工艺介绍1、半干法脱硫工艺CFB半干法脱硫工艺是利用消石灰作为吸收剂,以循环流化床作为脱硫吸收反应器,通过喷水将床温控制在最佳反应温度,通过固体物料的多次循环提高脱硫效率和钙利用率。
脱硫产物为CaSO3、CaSO4,未反应的CaO和飞灰等混合物。
该工艺优点是工艺技术比较成熟,投资低,占地小,在有循环并降低烟气温度条件下可获得高的脱硫效率,烟道和烟囱可以不防腐。
利用半干法脱硫最大特点和优势是:可以通过喷水(而非喷浆)将吸收塔内温度控制在最佳反应温度下,达到最好的气固紊流混合并不断暴露出未反应的消熟石灰的新表面;同时通过固体物料的多次循环使脱硫剂具有很长的停留时间,从而大大提高了脱硫剂的利用率和脱硫效率。
与湿法烟气脱硫相比,具有系统简单、造价较低,而且运行可靠,所产生的最终固态产物易于处理等特点。
技术特点半干法烟气脱硫技术是在德国鲁奇半干法烟气脱硫技术基础上,结合中国的煤质和石灰品质及国家最新环保要求,经优化、完善后开发的第三代半干法技术。
它是在球团生产线尾部利用循环流化床技术进行烟气净化,脱除烟气中的大部分酸性气体,使烟气中的有害成分达到排放要求。
世清环保半干法烟气脱硫技术具有以下特点:1、在吸收塔喉口增设了独特的文丘里管,使塔内的流场更均匀。
2、在吸收塔内设置上下两级双流喷嘴,雾化颗粒可达到50um以下,精确的灰水比保证了良好的增湿活化效果,受控的塔内温度使脱硫反应在最佳温度下进行,从而取得较高的脱硫效率,较长的滤料使用寿命。
3、采用更完善的控制系统,操作更简捷。
4、采用成熟的国产原材料和设备,降低成本,节约投资。
5、占地少,投资省,运行费用低,无二次污染。
6、非常适合中小型球团生产线的脱硫改造。
7、输灰采用上引式仓泵,耗气量小,输灰管路不易堵塞,使用寿命长。
同时,在仓泵和布袋之间增设中间灰仓,使仓泵运行更稳定、可靠。
8、固体物料经袋式除尘器收集,再用空气斜槽回送至反应器,使未反应的脱除剂反复循环,在反应器内的停留时间延长,从而提高脱除剂的利用率,降低运行成本。
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什么是CFB脱硫工艺?
半干法技术原理从锅炉尾部排出的含硫烟气被引入循环流化床反应器喉部,在这里与水、脱硫剂和还具有反应活性的循环干燥副产物相混合,石灰以较大的表面积散布,并且在烟气的作用下贯穿整个反应器。
然后进入上部筒体,烟气中的飞灰和脱硫剂不断进行翻滚、掺混,一部分生石灰则在烟气的夹带下进入旋风分离器,分离捕捉下来的颗粒则通过返料器又被送回循环流化床内,生石灰通过输送装置进入反应塔中。
由于接触面积非常大,石灰和烟气中的SO2能够充分接触,在反应器中的干燥过程中,SO2被吸收中和。
在反应器内,消除二氧化硫的化学反应如下:SO2+Ca(OH)2+H2O=CaSO3+2H2O含有废物颗粒、残留石灰和飞灰的固体物在随后的旋风分离器内分离并循环至反应器,由于固体物的循环部分还能部分反应,即循环石灰的未反应部分还能与烟气中的SO2反应,通过循环使石灰的利用率提高到最大。
脱硫剂与烟气中的SO2中和后的副产品与锅炉飞灰一起,在旋风分离器和反应主塔间循环。
因此,新鲜的生石灰与含硫烟气能保持较大的反应面积。
反应塔的高度提供了恰当的化学中和反应时间和水分蒸发吸热时间,同时由于高浓度的干燥循环物料的强烈紊流作用和适当的温度,反应器内表面积保持干净且没有沉积物,这也是该系统的主要特点之一。
最后,多余的脱硫副产物就通过螺旋器从系统中导入灰斗排至灰场,去除了SO2后的烟气通过烟道引入布袋除尘器或静电除尘器,除去粉尘和灰粒,净化的烟气通过烟囱放入大气。
循环流化床烟气脱硫系统主要由以下系统组成,石灰进料系统、循环流化床脱硫净化系统、监测控制系统、电气系统、烟道系统。