信息詳細內(nèi)容2005年,我院根據(jù)市場需求,從臺塑重工引進氧化鎂法脫硫技術(shù)。該工藝先后在招遠熱電、海西熱電、泰能熱電等多處脫硫工程中被應用,運行穩(wěn)定,操作簡單、脫硫效率高,受到客戶的一致好評。我院基于其自身的設(shè)計能力,對原有工藝進行了不斷的改善、創(chuàng)新,使工藝系統(tǒng)逐漸趨于完善。
氧化鎂法煙氣脫硫技術(shù)早在上世紀80年代即已有商業(yè)運行。在美國、日本、韓國、波蘭以及中國臺灣等地區(qū)都有大量的應用業(yè)績,其中在日本已經(jīng)先后建成了100多個鎂法脫硫項目,臺灣地區(qū)95%的電廠采用的是氧化鎂法脫硫工藝。近年來,氧化鎂法脫硫技術(shù)在我國大陸也有大量的工業(yè)應用。
1.氧化鎂法脫硫技術(shù)的特點
①技術(shù)成熟。鎂法脫硫技術(shù)是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝,在世界各地都有很多成功的應用業(yè)績,
②原料來源充足。我國菱鎂礦的儲量十分可觀,目前已探明的菱鎂礦儲藏量約為160億噸,占全世界的80%左右。其資源主要分布在遼寧、山東、四川、河北等省。
③脫硫效率高。氧化鎂的化學反應活性要遠遠大于鈣基脫硫劑,鎂法的脫硫效率可達到95~98%以上,而鈣法的脫硫效率一般在90~95%左右。
④系統(tǒng)簡單,投資低。相同條件下,鎂法的投資費用要比鈣法、氨法和雙堿法的投資節(jié)省20%以上。
⑤系統(tǒng)腐蝕小。鎂法的PH值控制在6.0~6.5之間,設(shè)備的腐蝕問題相對于其他工藝要小的多。
⑥運行安全、可靠。鎂法脫硫相對于鈣法的最大優(yōu)勢是系統(tǒng)不會發(fā)生設(shè)備結(jié)垢、堵塞的問題,能保證整個脫硫系統(tǒng)能夠安全有效的運行。
2. 化學過程原理
氧化鎂法煙氣脫硫技術(shù)是用氧化鎂作為脫硫劑進行煙氣脫硫的一種濕法脫硫方式。氧化鎂的脫硫機理與氧化鈣(石灰)的脫硫機理相似,都是堿性氧化物與水反應生成氫氧化物,再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸溶液進行酸堿中和反應,反應生成亞硫酸鎂和硫酸鎂,亞硫酸鎂氧化后生成硫酸鎂。其主要化學反應過程如下。
氧化鎂漿液制漿過程的化學反應為:
鎂法煙氣脫硫過程的基本化學反應為:
曝氣氧化反應為:
3.脫硫系統(tǒng)組成
氧化鎂法脫硫技術(shù)根據(jù)其副產(chǎn)物的處理方式不同,其工藝系統(tǒng)也有所不同。大體上由脫硫劑氫氧化鎂漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)、工藝水與廢水處理系統(tǒng)等組成。
(1)脫硫劑制備與供給系統(tǒng)
脫硫劑制備與供給系統(tǒng)為公用系統(tǒng)。氧化鎂的取得有一般兩種方式:太空包裝或密封罐車運送至廠區(qū)。不論何種方式均卸入氧化鎂粉倉儲存,但采用后者無論是從自動化程度還是從電廠清潔來看,都要好于前者。200目氧化鎂粉由汽車運輸直接運送到廠內(nèi),通過氣力輸送系統(tǒng)將氧化鎂粉送至一個氧化鎂粉倉,在粉倉下部分出兩個出口,隨著運行要求卸入熟化槽(苛化槽),并加入熱水攪拌成20%氫氧化鎂溶液,而后再進入氫氧化鎂漿液儲罐,由供給泵送入主吸收塔。
一般系統(tǒng)可設(shè)一個粉倉、對應的熟化罐和漿液儲罐。氧化鎂粉倉設(shè)計有除塵通風系統(tǒng),氧化鎂粉倉的容量按系統(tǒng)中所以鍋爐在燃用校核煤種時BMCR工況運行5天(每天按24小時計)的脫硫劑耗量設(shè)計。氧化鎂苛化槽、氫氧化鎂儲罐內(nèi)各設(shè)一臺攪拌器,以保證漿液濃度均勻并可防止?jié){液沉降結(jié)塊。
圖1. 氧化鎂法脫硫工藝圖
(2)煙氣系統(tǒng)
從鍋爐引風機后的總煙道上引出的煙氣通過吸收塔前煙氣預冷段進行降溫后進入吸收塔,在吸收塔內(nèi)脫硫凈化,經(jīng)除霧器除去水霧后通過煙道、煙囪排入大氣。在煙道上設(shè)置旁路擋板門,當鍋爐啟動、進入FGD的煙氣超溫和FGD裝置因故障停運時,煙氣通過旁路擋板經(jīng)煙囪排放。
對于中小型熱電廠通常不設(shè)氣-氣換熱器,煙氣以濕態(tài)排放,排放溫度一般在50℃左右。對于改造電廠,一般要加增壓風機,以克服脫硫系統(tǒng)帶來的煙氣阻力。
(3)SO2吸收系統(tǒng)
SO2吸收系統(tǒng)包括:預冷段裝置、吸收塔、吸收塔漿液循環(huán)及攪拌裝置、脫硫廢液排出裝置、煙氣除霧及輔助的放空、排空設(shè)施等。
吸收塔的是整個脫硫系統(tǒng)的核心部件,目前氧化鎂脫硫市場上采用的吸收塔主要有噴淋塔和篩板塔兩種類型,兩種塔型各有利弊。篩板塔要求液氣比小,脫硫效率高,但阻力大;噴淋塔阻力小,但要求的液氣比相對高一些。
一般煙氣進塔處需設(shè)置預冷段裝置。設(shè)置預冷段裝置的主要目的是降低煙氣溫度,避免塔內(nèi)元件因高溫煙氣所損壞,同時提高脫硫效率。整個系統(tǒng)可適應鍋爐負荷的變化。脫硫后的煙氣夾帶的液滴由吸收塔出口的除霧器收集,從而使凈煙氣的液滴含量不超過保證值。
脫硫劑氫氧化鎂漿液通過循環(huán)泵從吸收塔漿池送至塔內(nèi)噴淋系統(tǒng),與煙氣接觸發(fā)生化學反應吸收煙氣中的SO2,主要生成亞硫酸鎂。由曝氣鼓風機提供空氣,使得造成化學需氧量之物質(zhì)MgSO3,氧化成MgSO4。吸收塔漿液排出系統(tǒng)可單設(shè)排出泵或直接由循環(huán)管道上設(shè)支路送到脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)。
(4)脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)
吸收塔內(nèi)的脫硫漿液通過漿液排出泵送入副產(chǎn)物處理系統(tǒng)。對于兩種不同工藝,副產(chǎn)物處理系統(tǒng)也完全不同。
①拋棄法
拋棄法的脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng)非常簡單,顧名思義就是副產(chǎn)物不做回收或再生,脫硫漿液經(jīng)過曝氣氧化、中和、沉淀后直接拋棄。由于脫硫廢液為可溶性的硫酸鎂溶液,
②回收法
從吸收塔排出的溶液打入過濾機,除去硫酸鎂溶液中的灰渣和不溶固體,得到清液。脫硫廢固(主要成分為煙灰和脫硫劑雜質(zhì)不溶物)裝車運出。從過濾機流出來的上清液進入結(jié)晶給料罐后,由泵打入蒸發(fā)結(jié)晶裝置,硫酸鎂溶液在蒸發(fā)結(jié)晶器中蒸發(fā)結(jié)晶,生成的結(jié)晶漿液流入過濾離心機分離得到固體得到濕態(tài)七水硫酸鎂(含水量5~10%)。將蒸發(fā)濃縮得到的七水硫酸鎂送入干燥機,干燥后的成品入料倉進行包裝,即可得到肥料七水硫酸鎂。
(5)脫硫廢水處理系統(tǒng)
脫硫廢水處理系統(tǒng)采用中和→沉淀→過濾的處理工藝。中和過程在氧化槽內(nèi)完成,經(jīng)此過程脫硫廢液的PH值被調(diào)整在6~9之間,然后排入沉淀池,經(jīng)沉淀、過濾后的清液排入廠區(qū)污水處理系統(tǒng)。
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