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公司動(dòng)態(tài)

煙囪脫硫公司技術(shù)

閱讀:126          發(fā)布時(shí)間:2013-11-6

在原國(guó)家科委、【(0)136 2620 7158 (0)136 2622 7158】機(jī)械工業(yè)部和環(huán)保局支持下,經(jīng)連續(xù)三個(gè)五年計(jì)劃科技攻關(guān)研究,成功開發(fā)爐內(nèi)噴鈣一爐后增濕水合固硫成套技術(shù)。經(jīng)過工業(yè)示范、驗(yàn)收鑒定證實(shí),該項(xiàng)技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)單,占地面積小、設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用低,不僅適用于新建機(jī)組,而且特別適用于現(xiàn)有設(shè)備煙氣脫硫技術(shù)改造,不僅適用于大型電站鍋爐,而且適用于中小型工業(yè)鍋爐。合理組織爐內(nèi)噴鈣,保證不影響爐內(nèi)燃燒、結(jié)渣、沾污等爐內(nèi)過程,爐后增濕水合固硫不僅采用分級(jí)增濕、分體增濕,還開發(fā)有濕顆粒裝置發(fā)展為過飽和增濕、除塵、除濕,將增濕水合固硫和 除塵結(jié)合為一體,簡(jiǎn)化系統(tǒng),保證高性能、高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),是當(dāng)前非常適合中國(guó)國(guó)情的煙氣凈化技術(shù)。
 
  噴鈣脫硫成套技術(shù)由爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕水合固硫兩部分組成,CaCO3在爐內(nèi)熱解為高活性CaO,與SO2反應(yīng),脫除部分SO2,爐后增濕CaO水合為Ca(OH)2再次與SO2反應(yīng)脫硫。成套技術(shù)工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積少,與其它煙氣脫硫技術(shù)相比,能以zui低的費(fèi)用得到較高的脫硫效果,在Ca/S小于等于1.5-2.0時(shí),脫硫率達(dá)70-80%以上。對(duì)鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行基本沒有影響,沒有二次污染,不僅適用于新建鍋爐機(jī) 組,而且特別適用于現(xiàn)役鍋爐煙氣脫硫技術(shù)改造,不僅國(guó)外已有多臺(tái)大型火電機(jī)組成功運(yùn)行實(shí)例。而且國(guó)內(nèi)有中小型工業(yè)鍋爐工業(yè)示范業(yè)績(jī)。
 
 
脫硫工藝對(duì)煙囪的影響
1.1.1 脫硫工藝簡(jiǎn)況
我國(guó)是一個(gè)能源結(jié)構(gòu)以燃煤為主的國(guó)家,大氣污染屬煤煙型污染,粉塵、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)是電廠對(duì)大氣的主要污染物,其中二氧化硫造成了酸雨等污染情況。因此,對(duì)二氧化硫的防治是勢(shì)在必行。目前,國(guó)內(nèi)外燃煤火電廠中煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization 簡(jiǎn)稱“FGD”),是控制二氧化硫排放的主要措施。其中濕法石灰石洗滌法是當(dāng)今世界各國(guó)應(yīng)用zui多和zui成熟的工藝,國(guó)家電力公司已將濕法石灰石脫硫工藝確定為火電廠脫硫的主導(dǎo)工藝。
濕法脫硫工藝主要流程是,鍋爐的煙氣從引風(fēng)機(jī)出口側(cè)的煙道接口進(jìn)入煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)。在煙氣進(jìn)入脫硫吸收塔之前經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓,然后通過煙氣—煙氣加熱器(GGH),將煙氣的熱量傳輸給吸收塔出口的煙氣,使吸收塔入口煙氣溫度降低,有利于吸收塔安全運(yùn)行,同時(shí)吸收塔出口的清潔煙氣則由GGH加熱升溫,煙氣溫度升高,有利于煙氣擴(kuò)散排放。經(jīng)過GGH加熱器加熱后煙氣溫度一般在80℃左右,可使煙囪出口處達(dá)到更好的擴(kuò)散條件和避免煙氣形成白霧。GGH之前設(shè)的增壓風(fēng)機(jī),用以克服脫硫系統(tǒng)的阻力,加熱后的清潔煙氣靠增壓風(fēng)機(jī)的壓送排入煙囪。
在鍋爐啟動(dòng)過程或脫硫裝置因故障而解列時(shí),煙氣可不進(jìn)入脫硫裝置,而通過旁路煙道進(jìn)入煙囪排向大氣。
1.1.2脫硫?qū)焽璧挠绊?br />煙氣經(jīng)過脫硫后,雖然煙氣中的二氧化硫的含量大大減少,但是,洗滌的方法對(duì)除去煙氣中少量的三氧化硫效果并不好。由于經(jīng)濕法脫硫,煙氣濕度增加、溫度降低,煙氣極易在煙囪的內(nèi)壁結(jié)露,煙氣中殘余的三氧化硫溶解后,形成腐蝕性很強(qiáng)的稀硫酸液。調(diào)查實(shí)際的煙囪發(fā)現(xiàn),脫硫煙囪內(nèi)的煙氣有以下特點(diǎn):
1)    煙氣中水份含量高,煙氣濕度很大;
2)    煙氣溫度低,脫硫后的煙氣溫度一般在40~50℃之間,經(jīng)GGH加溫器升溫后一般在80℃左右;
3)    煙氣中含有酸性氧化物,使煙氣的酸露點(diǎn)溫度降低;
4)    煙氣中的酸液的濃度低,滲透性較強(qiáng),對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的腐蝕性。
由于脫硫煙囪內(nèi)煙氣的上述特點(diǎn),對(duì)煙囪設(shè)計(jì)有如下影響:
1)煙氣濕度大,含有的腐蝕性介質(zhì)在煙氣壓力和濕度的雙重作用下,煙囪內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)致密度差的材料內(nèi)部很易遭到腐蝕,影響結(jié)構(gòu)耐久性。
2)低濃度稀硫酸液比高濃度的酸液腐蝕性更強(qiáng)。
3)酸液的溫度在40-80℃時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性特別強(qiáng)。以鋼材為例,40-80℃時(shí)的腐蝕速度比在其它溫度時(shí)高出約3-8倍。
由此可知,排放脫硫煙氣的煙囪比排放普通未脫硫煙氣的煙囪對(duì)防腐蝕設(shè)計(jì)要求要高得多,這也許與我們的傳統(tǒng)觀念有所不同。故在設(shè)計(jì)脫硫煙囪時(shí),煙囪內(nèi)壁的防腐蝕措施應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。
此外,由于在煙囪運(yùn)行時(shí),煙氣有可能不進(jìn)入脫硫裝置,而通過旁路煙道進(jìn)入煙囪。此時(shí),煙氣溫度較高,一般在130℃左右,故設(shè)計(jì)煙囪時(shí),還必須考慮在此溫度工況下運(yùn)行對(duì)煙囪的影響。
1.1.3電廠煙囪運(yùn)行工況
目前,電廠煙囪主要在以下三種工況下運(yùn)行:
1)排放未經(jīng)脫硫的煙氣,進(jìn)入煙囪的煙氣溫度在1300C左右。在此條件下,煙囪內(nèi)壁處于干燥狀態(tài),煙氣對(duì)煙囪內(nèi)壁材料不直接產(chǎn)生腐蝕。
2)排放經(jīng)濕法脫硫后的煙氣,并且煙氣經(jīng)GGH系統(tǒng)加熱,進(jìn)入煙囪的煙氣溫度在800C左右,煙囪內(nèi)壁有輕微結(jié)露,導(dǎo)致排煙內(nèi)筒內(nèi)側(cè)積灰。根據(jù)排放煙氣成分等條件的不同,結(jié)露狀況將有所變化。
此外,煙囪設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮在鍋爐事故狀態(tài)排放煙氣的溫度,一般該溫度在1800C左右。
電廠煙囪安全運(yùn)行的必要條件是承重的鋼筋混凝土外筒不被煙氣腐蝕,排煙內(nèi)筒在電廠運(yùn)行期間盡可能的抵抗煙氣腐蝕。
脫硫后煙囪運(yùn)行條件如下表:
脫硫有GGH工況脫硫無GGH工況
煙囪內(nèi)煙氣溫度℃74~8041~45
煙囪入口煙氣酸露點(diǎn)溫度℃81~8688~94
煙囪入口煙氣壓力Kpa(a)101101

由此表可知,在有無GGH系統(tǒng)的情況下,煙囪內(nèi)壁均存在酸結(jié)露狀況。
2、脫硫后煙囪鋼內(nèi)筒防腐設(shè)計(jì)
2.1  脫硫后煙囪鋼內(nèi)筒內(nèi)襯概況
煙囪內(nèi)化學(xué)環(huán)境復(fù)雜,煙氣含酸量很高,在內(nèi)襯表面形成的凝結(jié)物,對(duì)于大多數(shù)的建筑材料都具有很強(qiáng)的侵蝕性,所以對(duì)內(nèi)襯材料要求具有抗強(qiáng)酸腐蝕能力;煙氣溫差變化大,濕法脫硫后的煙氣溫度在40℃~80℃之間,在脫硫系統(tǒng)檢修或不運(yùn)行而機(jī)組運(yùn)行工況下,煙囪內(nèi)煙氣溫度在130℃~150℃之間,那么要求內(nèi)襯具有抗溫差變化能力,在溫度變化頻繁的環(huán)境中不開裂并且耐久,滿足兩方面性能對(duì)內(nèi)襯材料至關(guān)重要。
煙囪鋼內(nèi)筒選擇一個(gè)合適的內(nèi)襯,必須考慮以下幾方面的因素,一、技術(shù)可行性,滿足復(fù)雜化學(xué)環(huán)境下的防腐要求;二、經(jīng)濟(jì)合理,較低的建筑成本,一次性投資費(fèi)用要低;三、施工容易進(jìn)行速度快,周期短;四、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低,并且方便檢修。需注意的是,用材的選擇不僅應(yīng)考慮初期成本,還應(yīng)考慮裝置的可靠運(yùn)行周期(即大修周期)和總使用壽命等相關(guān)問題,以便作出經(jīng)濟(jì)上的合理決定。
歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家電廠煙氣脫硫開始的時(shí)間比較早,根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn),目前濕法脫硫后的煙囪鋼內(nèi)筒內(nèi)襯防腐主要有三類形式,*類采用耐腐蝕的輕質(zhì)隔熱的制品粘貼,隔絕煙氣和鋼內(nèi)筒接觸,如發(fā)泡耐酸玻璃磚內(nèi)襯;第二類貼襯薄板,采用耐酸腐蝕的金屬合金薄板材作內(nèi)襯,內(nèi)襯材料包括鈦板(TiCr2)、鎳基合金板(C-276、C22)或鐵-鎳基耐蝕合金板(AL-6XN);第三類采用耐酸耐熱混凝土和玻璃鱗片涂層等防酸腐蝕涂料。
電廠煙氣脫硫是近些年的事,由于我國(guó)這方面起步比較晚,缺乏工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。對(duì)濕法脫硫后的煙氣情況有待進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)??晒┟摿蚝鬅焽桎搩?nèi)筒內(nèi)襯選擇的方案有鎳基耐蝕合金C-276襯板、C22襯板、TiCr2鈦襯板、鐵-鎳基耐蝕合金AL-6XN襯板、耐蝕鱗片膠泥內(nèi)襯、鉀水玻璃耐酸砂漿層內(nèi)襯、刷防腐涂料層+耐酸耐熱混凝土、耐硫酸露點(diǎn)鋼內(nèi)刷防腐涂料層、內(nèi)筒為耐硫酸露點(diǎn)鋼(鋼板厚考慮一定腐蝕余量)等。
脫硫后煙氣的特點(diǎn)
煙氣經(jīng)過脫硫后,雖然煙氣中的二氧化硫的含量大大減少,但是,洗滌的方法對(duì)除去煙氣中少量的三氧化硫效果并不好。由于經(jīng)濕法脫硫,煙氣濕度增加,經(jīng)GGH加熱升溫,產(chǎn)生溫度達(dá)75~85℃的混合氣體,混合的結(jié)果,處理后的氣體中的大部份冷凝物質(zhì)蒸發(fā)了。然而小部分的侵蝕性冷凝物保留了下來,蒸發(fā)的結(jié)果,使這些冷凝物的硫酸含量非高,75~85℃的溫度和高硫酸含量相結(jié)合,對(duì)于大多數(shù)的建筑材料都具有很強(qiáng)的侵蝕性。根據(jù)上海龍凈環(huán)保公司提供的資料,經(jīng)過脫硫裝置的氣體中主要物質(zhì)SO3的露點(diǎn)溫度為150℃,這表明,煙氣在與煙囪的內(nèi)壁極易結(jié)露,從而形成酸液。

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