电子束法脱硫技术在杭州协联热电厂的应用
1、基本情况概述
杭州协联热电公司的电子束脱硫装置由烟气、压缩空气、工艺水、空气、氨及副产品收集系统构成,其工艺流程见图17,烟气参数及系统主要技术指标见图18。烟气经除尘后进入预洗室降温到55℃,再经除雾后进入反应器,同时向反应器中喷入脱硫剂氨,烟气在反应器中被电子束照射,SO2和NOx氧化成硫酸和硝酸,并与氨中和生成硫铵和硝铵,净化后的烟气从烟囱排放,硫铵和硝铵颗粒由收尘器收集。
|
图17
图18 |
2、工艺设备
2.1 预洗室
预洗室的作用是将烟气冷却至电子束反应的最佳温度,以提高脱硫效率。
本系统采用水循环型预洗室,烟气水平流动,可自动控制补水,并设除雾器去除液滴。预洗室内装有7排冷却喷嘴,前面2排为手动阀,一般处于常开状态,后面5排为电动阀,进行温度调节。由于预洗室有部分脱硫和除尘功能,正常运行时循环水的pH值在2左右,因此,预洗室内表面必须用玻璃鳞片树脂内衬作防腐处理;被洗涤下来的烟尘使得循环水比较浑浊,应考虑防堵和排污;因蒸发、烟气携带等原因,预洗室水位会降低,应补充新鲜的工艺水,补充水量在20t/h左右。为了保证达到设计的出口烟气温度,循环水应具有一定的压头,以达到良好的雾化效果。本工程采用的雾化喷嘴为压力雾化单流体喷嘴,有防堵功能。
2.2 反应设备
反应设备由反应器、二次烟气冷却装置、窗箔组成,反应器前面设有烟气均流板。二次烟气冷却装置用来向反应器内喷入冷却水和脱硫剂氨气。反应器内表面用玻璃鳞片树脂进行防腐处理。
2.3 电子束发生装置
电子束发生装置由发生电子束的直流高压电源、灯丝、电子加速器和窗箔冷却装置组成。高压电源提供能量,灯丝产生的电子在高真空的加速管里通过高电压加速,加速后的电子通过保持高真空度的扫描管透过一次窗箔和二次窗箔照射烟气。电子束冷却水泵提供电子束冷却用水。2台窗冷风机产生的冷却风先经过蒸汽加热器,然后向窗箔间喷射,以控制因窗箔吸收电子束的能量而引起的温度升高。
2.4 增压风机
增压风机用以克服脱硫装置的烟道阻力。系统有2台增压风机,高负荷时投用大增压风机Y4-2X60NO.24.55F,低负荷投时用小增压风机TL4-73-14NO.23F。大小增压风机能够实现相互切换,切换过程中,烟气压力稳定。脱硫装置的进口负压可控制在-0.02kPa。
2.5 氨系统
氨系统分成卸氨和供氨2个系统,由氨压机、氨液储罐、氨冷凝器、氨汽化器、氨蓄压器组成。卸氨系统把罐车运来的氨卸到氨液储罐内,供氨系统向反应器供应气氨。
2.6 副产品收集器
脱硫后的烟气进入副产品收集器,该收集器是一种干式电除尘器,水平流向,用来收集反应产生的硫铵和硝铵粉末,并通过输送机将副产品送至打包机。
3、脱硫效率影响因素分析
要达到较好的脱硫效果,必须对运行工况进行调整,反应器的进、出口温度、收集器出口温度、氨硫摩尔比、电子束线量等对脱硫率都有很大的影响。
3.1 反应器进口温度对脱硫率的影响
图19为脱硫率随反应器进口烟气温度的变化曲线。此时的烟气流量为1.5×105m3/h,氨硫摩尔比为1.7。从图中可以看出,随着烟气进口温度的降低,脱硫率上升,在64℃左右达到稳定。
|
图19 |
3.2 反应器出口烟气温度对脱硫率的影响
烟气在反应器中经电子束射线照射发生脱硫、脱氮反应,该反应是放热过程,使烟气温度上升,但烟道又有散热作用,使烟气温度降低。图20为反应器出口烟气温度与脱硫率的试验曲线,从图中可以看出,最佳的反应器出口温度在63℃左右。
|
图20 |
3.3 收集器出口温度对脱硫率的影响
为方便副产品的输送和保证收集器的安全运行,收集器上装有加热器。图21为收集器出口温度与脱硫率的关系,最佳出口温度在63℃左右。
|
图21 |
3.4 氨硫摩尔比对脱硫率的影响
随着氨硫摩尔比的增加,可用于反应的氨增多,根据化学平衡原理,反应就更完全,因此,脱硫率随着氨硫摩尔比的增大而上升。图22为脱硫率与氨硫摩尔比的关系曲线。从图中还可以看出,当氨硫比达到1.7以后,脱硫率的提高已不明显,这与整套电子束脱硫装置的设计氨硫比是一致的。
|
图22 |
4 结语
通过对EBA脱硫装置的调整试验可知,反应器进口烟气温度、出口温度,收集器出口温度,氨硫比等对脱硫率均有较大的影响,在反应器进口温度为64℃、反应器出口温度为63℃、收集器出口温度64℃、氨硫比为1.7时,能达到较高的脱硫率。电子束脱硫工艺不产生废渣,系统简单,操作方便,过程易于控制,副产品硫铵和硝铵混合物可用作化肥,脱硫成本低。电子束技术能同时脱硫脱氮,随着我国对氮氧化物排放要求的提高,该技术具有很大的潜力,在我国将有良好的应用前景。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
