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气一气籀教器在灌珐烟气脱硫中的新应用点击：1968 日期：[ 2014-04-26 22:32:35 ] |
| 目前，石灰石湿法烟气脱硫(WFGD)已成为国内外大型火电机组的首选工艺，但是湿法脱硫后的烟气温度仅有50℃左右，对烟羽的提升高度和污染物扩散不利。此外，工艺对SO。的脱除效率不高，致使烟气仍具有很强的腐蚀性，给系统的投资和稳定经济运行带来很大的麻烦 ]。因此，如何处置这种烟气，已经成 为讨论的热点，不少专家提出取消换热器的观点_2]。本文介绍的三菱重工开发的新工艺—— 高效防腐FGD—MGGH工艺流程，可以很好地解决上述矛盾。 1 脱硫后湿烟气的处理和排放对于脱硫后的湿烟气，目前在工程实践中有3种 处理方法： (1)换热法通过烟气一烟气换热器(GGH)，将原(脏)烟气的温度从140℃左右降到90℃左右，用这部分放出的热量把脱硫后的净烟气温度从50℃ 左右提高到80℃ 以上，以期达到防止腐蚀和烟气顺利扩散的要求。 (2)湿烟囱法 此法不加热烟气，而是设法使烟囱能承受酸腐蚀。通常采用高级防腐材料另造烟囱，如钛或钛钢复合板，镍基合金板和泡沫耐酸玻璃砖等， 也有在原烟囱内衬以玻璃鳞片树脂胶泥等防腐材料的做法。 (3)烟塔合一法 此法可省去烟囱，将脱硫后的烟气送人循环水冷却塔中，与冷却空气和水蒸气一同从冷却塔顶部排放。 当前，国内绝大多数大型脱硫工艺采用了换热法，但这种工艺并没有解决SO。对烟道和烟囱腐蚀的问题，而且换热器本身的磨损、腐蚀和堵塞问题也十分严重，导致维修工作量大，运行成本高和可用率下降等诸多问题。因此，湿烟囱法受到了特别的关注，国内已有一些此类设计和工程正在进行中_3]。在美国，大多数湿法烟气脱硫系统不设GGH，而是采用湿烟囱。湿烟囱法必须使用高级抗腐蚀材料，施工要求高，国内的设计、施工和运行经验还很不够，而且没有解决烟羽扩散和“烟囱雨”(在烟囱附近飘落酸性雨雾)的问题。美国一些电厂考虑到扩散的问题，在烟囱底部装有燃用清洁燃料的燃烧器，在气象条件不利时，对脱硫后的烟气加热。此办法值得国内借鉴。 在德国，虽然大多数装置采用GGH，但越来越多的电厂将脱硫后的烟气通过冷塔排放。这种方法既不用GGH，又省去了烟囱的投资，还可以提高烟气污染物的扩散能力，是电厂总体设计的重大创新，目前国内已有电厂拟试用此法Ⅲ 。 综上所述，湿烟囱法和烟塔合一法似乎更为合理，应当积极探索，但目前国内缺少实践经验；气一气换热法有丰富的制造和运行经验，但实践中存在的问题难 以解决。 2 传统的FGD—GGH 工艺流程目前市场上GGH 主要有两种，即回转式(RG— GH)和三菱重工的管束式(MGGH)。RGGH 又称蓄热式，由于其价格较低，重量较轻和布置紧凑，在市场上占有主导地位。按其工作原理，RGGH 不可能完全密封，即脏烟气要向净烟气泄漏粉尘和S0 ，因此不得不提高脱硫塔本身的效率，特别是RGGH 运行中的腐蚀和堵塞问题，成为频繁停炉事故的触发点。MGGH是通过热媒管式换热器来完成热量的传递，完全不泄漏，且布置灵活，可控性好，抗磨损和抗腐蚀性较强，积灰易于清理，能耗较低，维修工作量较少，虽然初投资 较高，若长期使用，经济效益良好。传统的FGD—GGH 工艺流程见图1。图1 传统的FGD—GGH工艺流程大量实践证明，石灰石湿法脱硫工艺对SO。脱除效果不佳[5]，致使GGH、烟道和烟囱的腐蚀严重，这不但加大了工艺的初投资和运行成本，而且降低了系统的可用率。国内大部分电厂提供的原烟气SO。浓度(标准状 态，下同)为(40～80)mg／m。(有些甚至为(100～150)mg／m。)，一般认为石灰石湿法烟气脱硫工艺的SO。脱除率仅有30 左右[3]，因而，脱硫后的烟气中SO。 浓度大约为(25～45)mg／m。，相当于(7～12)／,L／L。有资料认为，一般情况下，当SO。浓度达到(3～5) L／L时，烟气露点就会急剧升高到100℃ 以上I6]。这样，即使烟气经过GGH加热到80℃ 左右，腐蚀仍不可避免。 3 高效防腐FGD—MGGH工艺流程 目前三菱公司开发出一种新工艺(FGD—MG—GH)，用以解决腐蚀问题并实现脱硫系统布置的最优化，其工艺流程如图2所示。烟气—叫空气预热器H MGGH(~ )H 除尘器H 引风机脱硫塔 H MGGH(升温)H 脱硫风机H 烟囱图2 高效防腐FGD-MGGH工艺流程该工艺的基本特征是：将MGGH 的降温换热器安装在锅炉空气预热器(空预器)与电除尘器之间，同时按常规在吸收塔的出口安装上MGGH 的升温换热器。MGGH 的降温换热器与升温换热器之间用热媒水管连接，通过热媒水的密闭循环流动，实现热量从原烟气向脱硫后净烟气的转移，使后者的温度从50℃左 右升高到80℃ 以上。由于MGGH 的降温换热器安装在电除尘器之前，使电除尘器的入口烟气温度(即MGGH 的降温换热器出口的烟气温度)由以前的140℃左右下降到90℃ 左右，低于烟气露点温度，烟气中的SO。与水蒸气结合，以硫酸雾状液态形式存在，并会凝结附着在粉尘上，随粉尘进入电除尘器后被除掉。该系统在日本有多台长期运行的良好纪录，但在我国还没有应用先例。采用该系统的前提一般必须是新建或扩建项目，同时烟气换热系统应采用MGGH，在电厂总体规划时要事先予以考虑。 该工艺显著的优点在于： (1)可以除去绝大部分SO。，并能提高除尘器效率。在除尘装置中，烟温已降到露点以下，而烟气含尘浓度很高，一般为(15 000～25 000)mg／m。左右，粉尘平均粒径仅有(20～30)／,m，因而总表面积很大，为硫酸雾的凝结附着提供了良好的条件。通常情况下，灰硫比(D／S)>100，烟气中的SO。去除率可达到95 以上，SO。浓度低于1／,L／L，使下游烟气露点大幅度下降，日本橘湾等9个电厂的实践已经证明了这一点。由于进入电除尘器的烟气温度降低，烟气体积变小，烟速降低，同时烟尘比电阻也有所下降，因而提高了除尘效率。同时，由于进入脱硫塔的烟尘粒度变粗，使脱硫塔的除尘效率也有所提高，因此脱硫塔出口烟尘的排放浓度可降到10 mg／m。的水平。另外，脱硫塔入口烟气含尘量的降低还有利于石膏质量的提高。 (2)解决了湿法脱硫工艺中SO。腐蚀的难题。采用该系统基本不用专门考虑SO。的腐蚀问题，除了脱硫塔需要防腐内衬外，其余均可使用普通碳钢。这样，可以节省大笔材料和防腐投资，减少维修工作量和费用，即节约的资费将大大超过采用MGGH 所增加的投资和运行费用，因此可产生良好的经济效益。 (3)可以实现系统布置的最优化。目前几乎所有的系统设计都是将脱硫风机放在脱硫塔之前，以防腐蚀和沾污。采用高效防腐FGD—MGGH 工艺系统后，可把脱硫风机放在脱硫塔之后，这时风机将不再承受高温、磨损和腐蚀等恶劣工作条件，因此可提高系统的可用率。此外，脱硫塔和升温换热器等在负压状态下工作，可降低对结构和密封的要求。此工艺实现了脱硫系统最优化布置，整体系统能耗下降约5 l_7]。 (4)降低电耗，运行费用低。电除尘器入口烟气温度由140℃左右降低到90℃ 左右后，实际烟气流量减少，不仅对电除尘器有利，而且也有利于引风机和脱硫风机。MGGH降温换热器的阻力由引风机克服，对引风机来说，虽然阻力增加，但处理烟气流量减少，电耗基本持平。对脱硫风机而言，由于处理烟气流量减少，电耗将会下降。因而从总体上来说，电耗有所降低。 (5)有长期良好运行的业绩。在Et本，已有9台采用此系统的业绩，其容量分别为：1×1 050 Mw，2×1 000 MW ，3×700 MW ，1×600 MW ，1×500 MW 和 1×250 MW。最早投入运行的机组是日本ToHoKU电力公司的MARAMACHI电厂1号炉(1 000MW)，从1997年7月至今运行良好。 |
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