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電廠脫硫除塵一體化解決方案
1 LIFAC工藝特點及適用范圍
(1)適用于燃用含硫量為0.6%～2.5%煤種，300 MW以下鍋爐脫硫。在Ca/S為1.5～2.0，采用再循環(huán)系統(tǒng)時，總脫硫效率為70%～90%。
(2)具有一定的運行經驗，國外已正式投入商業(yè)運行，根據經濟比較分析，LIFAC設備投資為濕法脫硫的32%，運行費用在各類脫硫方案中低。
(3)占地面積小，適于改造現(xiàn)有運行電廠。
1.1 脫硫方案提出
鑒于上述特點，在老廠改造工程中，對于配置靜電除塵器的電廠，在場地條件允許時，可直接采用LIFAC工藝。對于配置濕式除塵器的電廠，在LIFAC工藝的基礎上加以改造，把濕式除塵器改造成濕式脫硫設備，使之既除塵又脫硫，從而提出煙氣脫硫的新工藝：脫硫除塵一體化方案。該方案以爐膛噴鈣作為一級脫硫，將煙氣增濕作為二級脫硫，實現(xiàn)脫硫與除塵的集成，減小占地面積，總脫硫效率可達60%～80%，工藝流程見圖1，簡述如下：
第1階段，一定細度的石灰石粉(CaCO3)被送入鍋爐爐膛內溫度950～1 150 ℃的區(qū)域。CaCO3受熱后分解生成CaO和CO2，煙氣中部分SO2和幾乎全部SO3與CaO反應生成硫酸鈣CaSO4，脫硫效率為20%～30%，爐后增濕活化階段。LIFAC工藝在空氣預熱器和電除塵器間安裝增濕反應器，煙氣流經過時被噴水增濕。為充分利用現(xiàn)有設備和場地條件，節(jié)約投資，本方案中不安裝反應器，而是設計直接用文丘里濕式除塵器來完成尾部增濕活化功能。煙氣中未反應的CaO與水反應生成在低溫下具有很高活性的Ca(OH)2，同剩余SO2反應生成亞硫酸鈣，部分被氧化成硫酸鈣，形成穩(wěn)定的脫硫產物，脫硫效率可達30%～40%。
根據脫硫反應機理要求，應在爐膛燃燒器上方溫度為950～1 150 ℃的范圍內噴射石灰石粉，才能確保爐內脫硫效率，防止石灰石欠燒和過燒。同時作為改造工程，要避免對水冷壁做較大改動。為此，采用三維流動及燃燒數值計算軟件包對不同負荷下爐內溫度分布進行了模擬，結合現(xiàn)場爐內火焰溫度實測結果，確定了合適的噴鈣區(qū)域。要求石灰石品位達到CaCO3含量超過90%，制粉系統(tǒng)應確保80%以上的石灰石粉顆粒尺寸小于40 μm。
既要確保鈣粉以足夠的速度噴入爐膛，以便在爐內與煙氣充分混合，又要盡量減輕管道磨損并減少送入爐內的冷空氣量，以免對爐內燃燒產生不利影響。根據爐膛噴射和管道輸送的要求，合理設計噴口尺寸和結構，開發(fā)輸送系統(tǒng)空氣動力計算軟件，確定了氣力輸送系統(tǒng)的阻力和通風量，從而根據現(xiàn)場條件合理布置管道和選擇設備，優(yōu)化系統(tǒng)設計。
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