锅炉除尘器钙法脱硫湿法和干法工艺技术

1994年到2000年，   煤炭消耗量从10Gt增加至14Gt，年SO2排放量也相应从18Mt增加至25Mt，使我国部分地区出现了严重的酸雨污染，造成了巨大的经济损失。烟气脱硫治理已引起各行各业的高度重视。
　　目前有应用价值的烟气脱硫技术有十几种，在已有近30的运行实践和经验，而在我国则刚刚起步。本文针对钙法脱硫中的湿法以及目前发展较快的循环流化床干法工艺，从工艺流程、工艺控制、技术经济指标和电厂应用脱硫技术应采取措施等方面进行了工艺技术分析和探讨。
　　一、工艺原理及流程
　　钙基化合物作为吸收剂的脱硫工艺，不论湿法还是干法，其脱硫原理是一样的，吸收反应过程如下：
　　SO2+H2O→H2SO3→[H+]+[(HSO3)-]
　　CaCO3+2[H+]→[Ca2+]+H2O+CO2
　　Ca(OH)2+2[H+]→[Ca2+]+2H2O
　　2[(HSO3)-]+O2→2[H+]+2[(SO4)2-]
　　[Ca2+]+[(SO4)2-]+2H2O→CaSO4·2H2O
　　1、石灰石佑灰——石膏湿法烟气脱硫工艺
　　石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺主要有石灰石的粉碎及磨细和浆液配制系统、烟气冷却和再热系统、脱硫反应塔系统、石膏浆液脱水系统。
　　(1)工艺过程。石灰石粉碎、球磨机磨细，配制成20%~30%的石灰石浆液，由浆液泵打入脱硫吸收塔；未处理烟气，增压风机加压后，经过烟气冷却器降温至110~120℃，从吸收塔下部进入，穿过吸收塔吸收区，SO2与CaCO3反应生成CaSO3，在吸收塔顶部经过除雾器，去除烟气夹带的雾滴和灰尘，由吸收塔顶部排出，再经过烟气再热器加热至80~90℃，进入烟囱排放；空气鼓风机将空气加压，从吸收塔下部进入，控制pH值为5.0~6.0，在搅拌器搅拌下，将CaSO2氧化为CaSO4；吸收塔设有循环泵，将底部的浆液打入塔中部不同位置循环利用。塔底CaSO3.CaSO、浆液由泵抽出，进入浆液储罐，可以送入灰厂排放，也可进行脱水，生产和制备石膏。
　　而石灰一石膏湿法工艺，则是将CaO粉配制成石灰浆液送入吸收塔。
　　(2)控制过程。控制吸收塔内pH值为5.0~6.0，由pH值控制石灰浆液的加入量，同时监测烟气出口SO2含量，作为负反馈调整pH值设定。
　　吸收塔内悬浮液的pH值是湿法脱硫工艺中控制的核心参数。pH值影响脱硫率和CaSO4的转化率，高pH值会   SO2的吸收，低pH值则增加了CaSO3的溶解度，有利于转化为CaSO4，所以控制吸收塔内溶液pH值在5.0~6.0非常重要。当吸收塔内pH值急剧变化时，会使CaSO3溶解度突然增加，在很短时间内将产生大量的石膏颗粒，引起结垢和堵塞。
　　2、循环流化床烟气脱硫技术(CFB)
　　该工艺主要包括石灰浆配制系统、脱硫反应塔系统、除尘器和灰渣颗粒的再循环系统。
　　(1)工艺过程。在消化池中CaO粉与水混合，配制成干态Ca(OH)2粉，喷入循环流化床吸收塔；未处理烟气，经增压风机加压，从吸收塔底部进入，穿过吸收塔，SO2与Ca(OH)2反应生成CaSO3，烟气与吸收塔内固体颗粒在吸收塔顶部，进入除尘器去除灰尘后，烟气进入烟囱排放；除尘器内收集的固体颗粒，一部分作为废渣排放，一部分进入吸收塔内，进行再循环反应，用来降低Ca/S比。
　　(2)控制过程。以吸收塔下部的喷水量控制烟气的出口温度，流化床吸收塔烟气出口温度控制在70~75℃(高于露点温度约15~20℃)，烟气出口温度高，加大喷水量，反之，则减少喷水量；以烟气出口SO2含量控制Ca(OH)2的加入量，烟气出口SO2含量高，加大Ca(OH)2的加入量，反之，则减少Ca(OH)2的加入量；以吸收塔床层的压差，控制再循环固体颗粒的加入量，床层压差低，则加大循环固体颗粒的加入量；以除尘器内固体颗粒的料位或电子秤，控制废渣颗粒的排放量。
　　流化床吸收塔烟气出口温度是干法工艺中控制的核心参数。只有在烟气温度接近露点时，SO2才会被吸收，烟气出口温度过高，脱硫率低，烟气出口温度控制过低，脱硫率提高，但存在冷凝的危险，冷凝将导致除尘器积泥、结垢和腐蚀，所以烟气出口温度常控制在高于露点温度约15~20℃。