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燃煤供热锅炉及除尘脱硫装置的配置

201907-2519:28:05
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  随着经济发展,环境保护越来越被人们所重视,人们认识到经济发展与环境保护之间的关系,逐渐接受和认同可持续发展的理念。国内各城市、地区陆续出台关于锅炉大气污染物的排放标准,对供热锅炉污染物排放提出明确要求。因此,供热锅炉房的设计既要满足工艺生产需求,又要符合环保要求。烟气排放与锅炉炉型及除尘、脱硫装置的配置有关,二者既相互联系又彼此制约。为降低燃煤供热锅炉硫化物及烟尘的排放,对供热锅炉炉型的选择及除尘、脱硫装置的要求越来越高,本文对燃煤供热锅炉及除尘、脱硫装置的配置进行分析。
  1燃煤供热锅炉的基本炉型
  ①链条炉
  链条炉由炉前煤斗供煤,通过调节煤层厚度、炉排运行速率及进风量控制热功率,不同炉膛结构可适于燃用不同煤种。煤层燃烧过程基本在炉排上完成,因此不仅要求煤的粒度均匀,而且要求易燃烧、不易结焦。链条炉的优点:造价低,运行成本低,对除尘装置要求低,技术成熟,运行可靠,操作简单等。缺点是不能炉内脱硫,对煤种的适应性较差,高温燃烧产生NOx较多,热效率较低,对负荷变化适应性较差。
  ②循环流化床锅炉
  循环流化床锅炉除尘器是近年发展起来的一种低污染的清洁燃烧设备。循环流化床锅炉具有较好的燃料适应性,燃烧效率高,NOx生成率低,可炉内脱硫,负荷调节性能高。缺点是造价高,对除尘装置要求高,耗电大,不能长时间连续运行,维修费用高,运行操作复杂。
  2除尘脱硫装置分类
  21除尘装置
  目前,常见的是旋风除尘器、多管除尘器、水膜除尘器、布袋除尘器及静电除尘器。根据锅炉烟气中粉尘的原始排放浓度,旋风除尘器、多管除尘器、水膜除尘器适用于链条炉;布袋除尘器及静电除尘器适用于循环流化床锅炉,但造价及运行成本较高。
  22脱硫装置
  燃煤锅炉烟气脱硫装置采用的脱硫方法可分为3种:燃烧前脱硫,如洗选法、强磁分离法等;燃烧中脱硫,如炉内喷钙以及采用循环流化床燃烧技术(CFBC)等;燃烧后脱硫,即烟气脱硫,如石灰石一石膏湿式脱硫法(FGD)。
  ①燃烧前脱硫法
  a洗选法
  根据密度不同,可将煤中的硫铁矿除去。常规洗选法可除去煤中30%一50%的硫铁矿,如采用泡沫浮选工艺,可以除去煤中40~90%的硫铁矿。当然,洗选法不能脱除有机硫以及嵌布在煤中细小的硫铁矿。
  b其他燃料脱硫技术
  化学浸出法、微波法、细菌脱硫、磁力脱硫、溶剂精炼脱硫这些新方法都处于实验室研制阶段。其中,细菌脱硫法能够除煤中90%的硫铁矿,并且能够除煤中40%的有机硫。目前这种燃烧前脱硫法处于中试阶段,如果能进一步降低成本和缩短反应时间,那么它将是一种很好的燃烧前脱硫法。
  c煤的加工
  型煤是指采用机械方法将煤加工成强度、形状的煤制品。型煤技术有提高燃烧热效率、脱硫的双重作用,而且成本较低。
  ②燃烧中脱硫法
  燃烧中脱硫法是通过在炉内改进燃烧技术,降低,NOx排放量,主要用于常规燃煤锅炉,称之为煤的清洁燃烧技术。
  循环流化床燃烧技术(CFBC)是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入。石灰石受热分 解为氧化钙和二氧化碳,气流使燃煤、石灰石颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床,烟气中的与氧化钙接触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率,将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用。钙硫比达到2.0一2.5时,脱硫率可达90%以上。该脱硫方法的特点是:清洁燃烧脱硫率可达80%~95%,NOx排放量可减少50%;燃料适应性强,特别适合中、低硫煤;燃烧效率高,可达95%~99%;负荷适应性好;热功率调节范围为30%一100%。
  ③燃烧后脱硫法
  a石灰石一石膏湿式脱硫法(FGD)的脱硫效率可达90%以上,华能路磺电厂已引进了这种技术及设备。
  b旋转喷雾半干烟气脱硫技术的脱硫效率可达80%左右,白马电厂及黄岛电厂进行了半工业性试验。
  c电子束照射法是一种可同时脱硫脱硝的方法,脱硫效率为90%,脱硝效率为80%,日本在原公司提供技术装备,现正在成都热电厂进行半工业性试验。
  d磷钱肥法的脱硫效率达95%,四川豆坝电厂进行过半工业性试验。
  e活性焦法采用一种柱状脱硫炭进行脱硫,目前只有德国BF公司和日本三井公司生产,由于脱硫炭价格很高,难以广泛推广。我国正在研制和开发一种廉价的脱硫炭,目前已有了试验性的成果,如工业性试验成功,它将是一种价廉、脱硫剂。
  烟气除尘脱硫一体化技术可分为干式和湿式两种。目前国内湿式烟气除尘脱硫一体化技术应用比较成熟的有喷雾旋流烟气除尘脱硫和麻石水膜除尘增效脱硫。干式烟气除尘脱硫一体化技术应用比较成熟的是可控湍流传质除尘脱硫技术,这种除尘脱硫技术的除尘脱硫效果显著,但造价及运行成本高,因此难以推广。相比之下,麻石水膜除尘增效脱硫技术具有造价、运行成本低的优点。
  3配置方案的经济性分析
  炉型及除尘脱硫装置的配置方案应做到技术上可行、经济上可承受、满足节能环保要求。链条炉无法实现炉内脱硫,设置烟气脱硫除尘装置。循环流化床燃烧过程中采用石灰石炉内脱硫,无需再配置烟气脱硫装置,但其烟气烟尘浓度较高,配置布袋除尘器或静电除尘器。通过初步技术经济比选,选定链条炉+湿式烟气除尘脱硫一体化设备(麻石水膜除尘增效脱硫设备)、循环流化床锅炉+布袋除尘器+护内脱硫装置、循环流化床锅炉州静电除尘器刊户内脱硫装置3种方案进行经济比较。
  链条炉长显式烟气除尘脱硫一体化设备的经济性。较优,但其SO2和NOx排放量高于其他方案。虽然目前该方案能够满足环保要求,但随着锅炉大气污染物排放标准的提高,该方案将面临淘汰。因此,宜采用循环流化床燃烧技术加设除尘装置的配置方案。

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