電廠脫硫工藝及脫硫灰性質(zhì)

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1、3脫硫灰的產(chǎn)生與常見(jiàn)的脫硫工藝煙氣脫硫（FlueGasDesulfurization，簡(jiǎn)稱(chēng)FGD）是目前燃煤電廠控制SO2氣體排放最有效和應(yīng)用最廣的技術(shù)。20世紀(jì)60年代后期以來(lái)，煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展迅速，根據(jù)美國(guó)電力研究院(EPRI)的統(tǒng)計(jì)，大約有300種不同流程的FGD工藝進(jìn)行了小試或工業(yè)性試驗(yàn)，但最終被證實(shí)在技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理并且在燃煤電廠得到采用的成熟技術(shù)并不多。目前在火電廠大、中容量機(jī)組上得到廣泛應(yīng)用并繼續(xù)發(fā)展的主流工藝有4種:石灰石/石灰一石膏濕法脫硫工藝，噴霧干燥脫硫工藝，爐內(nèi)噴鈣爐后增濕活化脫硫工藝(LimestoneInjectio

2、nintotheFurnaceandActivationofCalcium，簡(jiǎn)稱(chēng)LIFAC)和循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝（CirculatingFluidizedBedFlueGasDesulfurization，簡(jiǎn)稱(chēng)CFB一FGD)。3.1石灰石/石灰-石膏脫硫工藝石灰石/石灰一石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前使用最多的一種濕法煙氣脫硫工藝工藝。根據(jù)吸收塔型式不同，該工藝又可分為三類(lèi):逆流噴淋塔工藝、順流填料塔工藝和噴射鼓泡反應(yīng)器工藝三種。常用的逆流噴淋塔型濕法工藝，其工藝流程為:從除塵器出來(lái)的煙氣經(jīng)氣一氣換熱器降溫后進(jìn)入FGD吸收塔，在吸收塔內(nèi)煙氣和噴淋下

3、的石灰石粉懸浮液充分接觸，SO2與漿液中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被吸收。新鮮的石灰石漿液不斷加入到吸收塔中，洗滌后的煙氣通過(guò)除霧器再經(jīng)氣-氣換熱器升溫后由煙囪引至高空排放。吸收塔底部的脫硫產(chǎn)物由排液泵抽出，送去脫水或作進(jìn)一步處理。3.2噴霧干燥脫硫工藝噴霧干燥脫硫工藝以石灰作為脫硫劑，首先把石灰消化制成消石灰漿。消石灰漿液經(jīng)旋轉(zhuǎn)噴霧裝置或兩相流噴嘴霧化成非常細(xì)的液滴，在吸收塔內(nèi)與待處理的煙氣充分混合。通過(guò)氣液傳質(zhì)，煙氣中的SO2與脫硫劑反應(yīng)生成CaSO3而被去除，粉末狀的脫硫副產(chǎn)物隨煙氣一起排出由下游的除塵器收集，收集下的固體灰渣一部分排入配漿池循環(huán)利

4、用，一部分外排。凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)引至煙囪排放。3.3爐內(nèi)噴鈣爐后增濕活化脫硫工藝（簡(jiǎn)稱(chēng)LIFAC）LIFAC脫硫技術(shù)是由芬蘭的Tempella公司和IVO公司首先開(kāi)發(fā)成功并投入商業(yè)應(yīng)用的，該技術(shù)是將石灰石于鍋爐的900℃～1250℃部位噴入，脫硫劑在高溫下迅速分解產(chǎn)生CaO，同時(shí)與煙氣中的SO2反應(yīng)生成CaS03，起到部分固硫作用，在尾部煙道的適當(dāng)部位(一般在空氣預(yù)熱器與除塵器之間)裝設(shè)增濕活化反應(yīng)器，使?fàn)t內(nèi)未反應(yīng)的CaO和水反應(yīng)生成Ca(OH)2，進(jìn)一步吸收SO2，提高脫硫率。其反應(yīng)原理是:將磨細(xì)到325目左右的石灰石粉用氣流輸送方法噴射到爐膛

5、上部溫度為900℃～1250℃的區(qū)域，CaCO3立即分解并與煙氣中的SO2和少量的SO3反應(yīng)生成CaSO4。在活化器內(nèi)爐膛中未反應(yīng)的CaO與噴入的水反應(yīng)生成Ca(OH)2，SO2與生成Ca(OH)2快速反應(yīng)生成CaSO3，有部分被氧化成CaSO4。該技術(shù)已在美國(guó)、日本、加拿大和歐洲國(guó)家得到工業(yè)應(yīng)用，是一種具有廣闊發(fā)展前景的脫硫技術(shù)。目前，典型的爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫技術(shù)有芬蘭的爐內(nèi)噴石灰石及氧化鈣活化反應(yīng)(LIFAC)技術(shù)、美國(guó)的爐內(nèi)噴鈣多級(jí)燃燒器(LIMB)技術(shù)等。3.4.循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝(簡(jiǎn)稱(chēng)CFB-FGD)循環(huán)流化床煙氣脫硫(CFB-FGD

6、)工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，通過(guò)脫硫劑的多次再循環(huán)，延長(zhǎng)脫硫劑與煙氣的接觸時(shí)間，大大提高了脫硫劑的利用率。鍋爐煙氣進(jìn)入脫硫塔底部的文丘里管狀入口段，在此煙氣被加速并均勻分布于塔內(nèi)，同時(shí)在此處加入適量的脫硫劑和霧化水。由于流化床反應(yīng)塔內(nèi)呈流化狀態(tài)，氣固相互運(yùn)動(dòng)劇烈，混合均勻，煙氣中的SO2與脫硫劑快速反應(yīng)，大部分SO2及其它酸性氣體被脫除。脫硫后的反應(yīng)物連同飛灰及未反應(yīng)的脫硫劑被煙氣攜帶進(jìn)入返料除塵器，除塵器分離下的固體產(chǎn)物一部分返回塔內(nèi)循環(huán)利用，另一部分外排。凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)排至煙囪實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。4脫硫灰的性質(zhì)脫硫灰是燃煤鍋爐采用干法或半干法煙

7、氣脫硫工藝而產(chǎn)生的固體廢棄物，是粉煤灰和脫硫產(chǎn)物的混合物，其化學(xué)組成與粉煤灰大體相似，只是增加了鈣含量和硫含量。隨著我國(guó)對(duì)火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求的日益嚴(yán)格，燃煤電廠脫硫裝置將會(huì)大規(guī)模啟用，隨之而來(lái)的脫硫灰的處理處置己成為擺在我們面前的非常迫切的問(wèn)題。4.1脫硫灰的物理性質(zhì)脫硫灰是一種淺灰色粉末，外觀像水泥，其主要物理性能是:含水量0.02%～0.36%，容積密度0.55～1.0t/m3，，真密度2.25～2.69t/m3。加水壓實(shí)后，會(huì)像水泥一樣硬化，其壓實(shí)密度為1.4t/m3，最佳加水量為21%~26%，壓實(shí)后的滲透率為103～107t/m3，其

8、抗壓強(qiáng)度為28d強(qiáng)度2～4MPa。表7與表8列出了脫硫灰與普通粉煤灰的物理性能和粒徑分布對(duì)比。表7脫硫灰與普