爐內噴鈣增濕活化法爐內噴鈣增濕活化法
爐內噴鈣增濕活化法脫硫limestoneinjectionintothefurnaceandactivationofcalcium,LIFAC
是個吸熱反應，而硫化反應是個放熱反應.試驗表明，爐內噴鈣脫硫效率與吸收劑的細度、表面積、反應活性、加人量、噴人點的溫度、煙氣的混合擾動程度等因素有關。石灰石噴人點的最佳溫度為850~1150℃區域。爐內噴鈣的脫硫效率一般為20%~50%。時間一50之C.SOCASO-50.加熱與艘燒過理艘燒過握碗化過粗成化和吼口堵右圖1吸收劑在燃燒過程中脫硫原理示意圖第二階段為煙氣增濕活化。鍋爐煙氣在活化反應器中噴水增濕，煙氣中未反應的CaO與水反應生成Ca(OH)2，ea(OH)2與煙氣中剩餘的502反應生成CaSO。，部分氧化成CaSO;，其反應式如下:CaO+HZO~Ca(OH)2Ca(OH):+502~CaSOa+HZOCaSO3+l/202~CaSO。以活化反應器增濕後煙氣溫度與水露點溫度差值(山)來控制噴水量，以便使LIFAC工藝的脫硫產物呈乾態，且可取得最佳的脫硫效率。控制山值愈低，活化反應器的脫硫效率愈高.一般控制山在15℃左右。增濕活化反應後的系統脫硫效率可以從上述的20環一50%增加到60%~80%。工藝流程爐內噴鈣增濕活化脫硫工藝由吸收劑製備、爐內噴鈣、煙氣增濕活化等三部分組成。見圖2。空氣加熱圖2LIFAC工藝流程簡圖吸收劑製備將塊狀石灰石經粉碎、研磨、分選、收集等幾道工序製成80%通過325目篩(44拜m)的石灰石粉，然後儲存於粉倉內。研磨設備一般採用乾式磨機.爐內噴鈣將石灰石粉從儲倉用氣力輸送到計量倉，再用變頻調速螺旋給料機將粉料送人混合器，然後用來自羅茨風機的風力將混合器中粉料送人爐膛。一般設兩層噴嘴，每層設多個噴嘴，以適應鍋爐變動負荷的需要。為使石灰石粉氣流能與煙氣主氣流混合均勻，含粉氣流噴射速度保持在60~90m/s。石灰石粉適宜lunelPengolZengsh一huohUofotuol一u爐內噴鈣增濕活化法脫硫(limestoneinjee-tionintothefurnaeeandaetivationofealeium，LIFAC)向鍋爐爐臉上部噴人吸收劑並採用煙氣增濕活化的脫硫工藝。該法適用於處理低、中硫煤，在Ca/S為2.5時，系統脫硫率可達60%一80%，脫硫產物CaSO。、CaSO3、未參與反應的CaO、CaCO3等與飛灰混合排出。該法的優點是:①系統簡單、投資省、占地面積小;②可用價廉、源廣的石灰石;③脫硫產物呈千態，無廢水排放問題。缺點是:①石灰石利用率低，僅為35%~40%;②脫硫後煙氣粉塵濃度增高，靜電除塵器粉塵負荷加重;③對鍋爐的熱效率和受熱面積會有不良影響。薈本原理爐內噴鈣增濕活化脫硫工藝可分兩個主要工藝階段。第一階段為爐內噴鈣。石灰石進人爐膛後，在高溫作用下發生一系列物理、化學變化，大致過程如圖1所示.在初始階段，吸收劑經高溫鍛燒而分解，形成具有高比表面積、多孔的、高活性的鹼性氧化物(Cao)。然後，煙氣中的502與Cao顆粒的外表面接觸，並通過擴散進人顆粒孔隙的內表面，反應生成CaS03和Caso。。當50:繼續與顆粒接觸和反應時，S(〕2通過穎粒表層的CaS03和CaSO;向顆粒內層擴散，把內層的Cao轉化為CaS()3和CaSO;。CaS()3的分解的噴人點要根據鍋爐爐膛結構及其燃燒方式確定。活化反應器為圓柱形筒體。煙氣從頂部進人，同時通過空氣霧化噴嘴將水呈霧狀(液滴直徑約50~10。拼m)噴人。煙氣進人活化器時必須穿過整個水霧區，使煙氣增濕。煙氣含有的未反應的Cao繼續與50:發生硫化反應。淨化後的煙氣由活化器下部引出。活化器出口煙溫一般為55~60℃。為防止靜電除塵器和煙自結露腐蝕，煙氣需經再加熱後進人除塵器。為提高活化器的脫硫效率，可將經破碎後的活化器底渣和除塵器排出的部分飛灰再返回到活化器進口煙道，實現底渣和飛灰再循環。試驗表明，採用底渣和飛灰再循環，可使活化器脫硫效率提高5%~15%，且可改善活化器運行狀況，消除活化器器壁結垢和積灰。歷史與發展早在20世紀60年代末和70年代初，在美國和歐洲就開展了將石灰石粉與煤粉混合送人爐膛的脫硫試驗。由於爐膛溫度過高，大部分石灰石穎粒被“燒死”。脫硫率僅為10%~30%。20世紀80年代中期，在美國、聯邦德國、芬蘭、加拿大等國開展了選擇爐內適宜溫度區噴石灰或石灰石粉的大量半工業性和工業性試驗，取得了較好的效果。但僅採用爐內噴鈣，無論採用石灰石還是消石灰為吸收劑，脫硫效率均較低，最高為50%，最低僅20緯。因此，芬蘭等國廠商在爐後增加了增濕活化工藝，使整體脫硫效率得到了較大幅度的提高，並實現了商業化運行。至今已有8套LIFAC裝里投人了運行。在美國RlcHMOND電力照明公司的白水河谷電廠(WhitewatervalleyStation)2號機組(60MW)上美國和芬蘭共同對LIFAC工藝做了工業示範試驗，燃煤含硫量為2.0腸~2.8寫，在Ca/S摩爾比為2時，系統脫硫效率為75寫~85%。南京下關電廠的兩台125MW機組上也裝有這種脫硫裝置，均已於1999年投人運行。
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