關鍵詞:矸石電廠,循環流化床半干法脫硫工藝流程,除塵效率,脫硫效率

      西山煤電股份公司矸石電廠,于1995年元月投產發電,總裝機容量12 MW,年產量7 200萬kW· h,燃用西山煤電股份有限公司太原選煤廠洗選的矸石做為燃料,擔負供熱、發電的雙重任務。由于脫硫工藝、除塵系統落后已不能滿足國家及地方政府環保指標的要求, 2007年5月矸石電廠進行了供熱環保改造工程。拆除原來的三套麻石水膜除塵及一體化脫硫裝置,采用預除塵+半干法脫硫+布袋除塵工藝等先進的自動控制技術,滿足鍋爐煙氣中煙塵、 SO2、NOx 排放標準的要求,并將灰、渣用機械輸送到封閉的灰庫、渣倉,集中外運,實現經濟效益和環境效益最大化,以適應環保要求。

      1　循環流化床半干法脫硫工藝流程

      矸石電廠循環流化床半干法脫硫系統包括: 預除塵器(采用電除塵,型號為ISC15 - 1 ×3. 7 ×10) 、消石灰倉、脫硫塔、脫硫灰再循環系統、氣力吹灰系統、噴水系統、脫硫后除塵器(采用布袋除塵,型號為XQ - LCDM /40)及DCS儀表控制系統等。工藝流程,見圖1。

      從鍋爐出來的煙氣首先進入預除塵器即電除塵器,電除塵的主要作用是把煙氣中的大多數飛灰除掉,其目的還有以下幾個方面: ①防止下游設備因為飛灰帶來的磨損; ②降低廢物處理的體積。矸石電廠所用的ISC15 - 1 ×3. 7 ×10型電除塵,除塵效率可達85%。

      脫硫塔入口處的布風裝置是為了使預除塵后的煙氣能分布均勻進入,脫硫塔內部配置有7個文丘里管,可以使煙氣氣流加速,從而在文丘里管上部形成吸收反應區:一個懸浮的物料床層即所謂的流化床。矸石電廠使用的脫硫劑為消石灰。消石灰從文丘里管的上部加入到脫硫塔內,與煙氣在吸收反應區充分混合,文丘里出口的高速氣流作用使這種混合更加充分,更加激烈。另一方面霧化狀態的冷卻水從文丘里出口擴管段噴入脫硫塔內,在高溫煙氣作用下充分的蒸發,保證了進入脫硫除塵器中的灰具有良好的流動性,避免了可能出現的循環灰粘壁現象。另外噴入水霧的目的還有: ①使煙氣溫度迅速降至脫硫反應的最佳溫度(70～80 ℃) ; ②為消石灰和煙氣中的SO2 發生化學反應提供條件。在消石灰與煙氣充分混合、相互激烈碰撞的過程中,煙氣中的SO2、SO3、HCl、HF等有害氣體通過化學反應得以脫除。

      煙氣和消石灰顆粒在充分混合與反應中共同上升,比較小的粉塵隨煙氣被帶出脫硫塔,大一些的在自重作用下重新返回脫硫塔中,繼續參加脫硫反應, 這部分煙氣產生回流,形成特別強大的內部湍流,從而增加了煙氣與消石灰的接觸時間,使脫硫過程得到了極大的改善,提高了吸收劑的利用率和脫硫效率。當然還有極少部分沒有分解的煙塵中的大顆粒直接落入脫硫塔底部的儲灰斗中排出。同時脫硫塔頂部的煙氣回流裝置又進一步強化了煙氣中固體顆粒物的返回運動,再次提高了脫硫塔內的固體濃度, 使得Ca /S比例達到最佳,極大的強化了煙氣與消石灰間的傳質、傳熱反應,減少了消石灰的用量。