燃煤供熱鍋爐及除塵脫硫裝置的配置
隨著經濟發展,環境保護越來越被人們所重視,人們認識到經濟發展與環境保護之間的關系,逐漸接受和認同可持續發展的理念。國內各城市、地區陸續出臺關于鍋爐大氣污染物的排放標準,對供熱鍋爐污染物排放提出明確要求。因此,供熱鍋爐房的設計既要滿足工藝生產需求,又要符合環保要求。煙氣排放與鍋爐爐型及除塵、脫硫裝置的配置有關,二者既相互聯系又彼此制約。為降低燃煤供熱鍋爐硫化物及煙塵的排放,對供熱鍋爐爐型的選擇及除塵、脫硫裝置的要求越來越高,本文對燃煤供熱鍋爐及除塵、脫硫裝置的配置進行分析。
1燃煤供熱鍋爐的基本爐型
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鏈條爐由爐前煤斗供煤,通過調節煤層厚度、爐排運行速率及進風量控制熱功率,不同爐膛結構可適于燃用不同煤種。煤層燃燒過程基本在爐排上完成,因此不僅要求煤的粒度均勻,而且要求易燃燒、不易結焦。鏈條爐的優點:造價低,運行成本低,對除塵裝置要求低,技術成熟,運行,操作簡單等。缺點是不能爐內脫硫,對煤種的適應性較差,高溫燃燒產生NOx較多,熱效率較低,對負荷變化適應性較差。
?、谘h流化床鍋爐
循環流化床鍋爐除塵器是近年發展起來的一種低污染的清潔燃燒設備。循環流化床鍋爐具有較好的燃料適應性,燃燒,NOx生成率低,可爐內脫硫,負荷調節。缺點是造價高,對除塵裝置要求高,耗電大,不能長時間連續運行,維修費用高,運行操作復雜。
2除塵脫硫裝置分類
21除塵裝置
目前,常見的是旋風除塵器、多管除塵器、水膜除塵器、布袋除塵器及靜電除塵器。根據鍋爐煙氣中粉塵的原始排放濃度,旋風除塵器、多管除塵器、水膜除塵器適用于鏈條爐;布袋除塵器及靜電除塵器適用于循環流化床鍋爐,但造價及運行成本較高。
22脫硫裝置
燃煤鍋爐煙氣脫硫裝置采用的脫硫方法可分為3種:燃燒前脫硫,如洗選法、強磁分離法等;燃燒中脫硫,如爐內噴鈣以及采用循環流化床燃燒技術(CFBC)等;燃燒后脫硫,即煙氣脫硫,如石灰石一石膏濕式脫硫法(FGD)。
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a洗選法
根據密度不同,可將煤中的硫鐵礦除去。常規洗選法可除去煤中30%一50%的硫鐵礦,如采用泡沫浮選工藝,可以除去煤中40~90%的硫鐵礦。當然,洗選法不能脫除硫以及嵌布在煤中細小的硫鐵礦。
b其他燃料脫硫技術
化學浸出法、微波法、脫硫、磁力脫硫、溶劑精煉脫硫這些新方法都處于實驗室研制階段。其中,脫硫法能夠除煤中90%的硫鐵礦,并且能夠除煤中40%的硫。目前這種燃燒前脫硫法處于中試階段,如果能進一步降低成本和縮短反應時間,那么它將是一種很好的燃燒前脫硫法。
c煤的加工
型煤是指采用機械方法將煤加工成強度、形狀的煤制品。型煤技術有提高燃燒熱效率、脫硫的雙重作用,而且成本較低。
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燃燒中脫硫法是通過在爐內改進燃燒技術,降低,NOx排放量,主要用于常規燃煤鍋爐,稱之為煤的清潔燃燒技術。
循環流化床燃燒技術(CFBC)是一種爐內燃燒脫硫工藝,以石灰石為脫硫吸收劑,燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入。石灰石受熱分 解為氧化鈣和二氧化碳,氣流使燃煤、石灰石顆粒在燃燒室內強烈擾動形成流化床,煙氣中的與氧化鈣接觸發生化學反應被脫除。為了提高吸收劑的利用率,將未反應的氧化鈣、脫硫產物及飛灰送回燃燒室參與循環利用。鈣硫比達到2.0一2.5時,脫硫率可達90%以上。該脫硫方法的特點是:清潔燃燒脫硫率可達80%~,NOx排放量可減少50%;燃料適應性強,特別適合中、低硫煤;燃燒,可達~;負荷適應性好;熱功率調節范圍為30%一100%。
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a石灰石一石膏濕式脫硫法(FGD)的脫硫效率可達90%以上,華能路磺電廠已引進了這種技術及設備。
b旋轉噴霧半干煙氣脫硫技術的脫硫效率可達80%左右,白馬電廠及黃島電廠進行了半工業性試驗。
c電子束照射法是一種可同時脫硫脫硝的方法,脫硫效率為90%,脫硝效率為80%,日本在原公司提供技術裝備,現正在成都熱電廠進行半工業性試驗。
d磷錢肥法的脫硫效率達,四川豆壩電廠進行過半工業性試驗。
e活性焦法采用一種柱狀脫硫炭進行脫硫,目前只有德國BF公司和日本三井公司生產,由于脫硫炭價格很高,難以廣泛推廣。我國正在研制和一種廉價的脫硫炭,目前已有了試驗性的成果,如工業性試驗成功,它將是一種、脫硫劑。
煙氣除塵脫硫一體化技術可分為干式和濕式兩種。目前國內濕式煙氣除塵脫硫一體化技術應用比較成熟的有噴霧旋流煙氣除塵脫硫和麻石水膜除塵增效脫硫。干式煙氣除塵脫硫一體化技術應用比較成熟的是可控湍流傳質除塵脫硫技術,這種除塵脫硫技術的除塵脫硫,但造價及運行成本高,因此難以推廣。相比之下,麻石水膜除塵增效脫硫技術具有造價、運行成本低的優點。
3配置方案的經濟性分析
爐型及除塵脫硫裝置的配置方案應做到技術上可行、經濟上可承受、滿足節能環保要求。鏈條爐無法實現爐內脫硫,設置煙氣脫硫除塵裝置。循環流化床燃燒過程中采用石灰石爐內脫硫,無需再配置煙氣脫硫裝置,但其煙氣煙塵濃度較高,配置布袋除塵器或靜電除塵器。通過初步技術經濟比選,選定鏈條爐+濕式煙氣除塵脫硫一體化設備(麻石水膜除塵增效脫硫設備)、循環流化床鍋爐+布袋除塵器+護內脫硫裝置、循環流化床鍋爐州靜電除塵器刊戶內脫硫裝置3種方案進行經濟比較。
鏈條爐長顯式煙氣除塵脫硫一體化設備的經濟性。較優,但其SO2和NOx排放量高于其他方案。雖然目前該方案能夠滿足環保要求,但隨著鍋爐大氣污染物排放標準的提高,該方案將面臨淘汰。因此,宜采用循環流化床燃燒技術加設除塵裝置的配置方案。