摘要:本文详细介绍电石渣的来源、技术特性、作为脱硫吸收剂的可行性及在内蒙君正两台330MW机组的应用情况,结论表明,采用电石渣粉代替消石灰,可大大减少干法脱硫剂运行成本,实现以废治废,达到循环经济,实现电石渣回收利用与烟气脱硫除尘一体化。
关键词:电石渣粉 脱硫剂 LJD干法工艺 以废治废 循环经济
1.前言
电石渣是电石法生产乙炔的工业废弃物,主要来源于聚氯乙烯(PVC)行业。据有关部门统计,我国PVC行业每年要排出电石渣约1000万吨(干基),仅约40%电石渣得到了综合处理,其余仍旧以堆存或填埋为主,环境承载压力大。
电石渣主要成分为Ca(OH)2,可作为干法脱硫吸收剂。采用电石渣作为干法脱硫吸收剂不仅可降低脱硫运行费用,而且可拓展电石渣的综合利用途径,推动烟气脱硫和PVC行业的清洁生产,特别是“煤炭-电力-电石-PVC”的大型煤化工企业,可实现烟气脱硫除尘、电石渣回收利用一体化的烟气及固废处理,达到以废治废,循环经济。
2.采用电石渣粉作为干法脱硫吸收剂的技术可行性
干法脱硫工艺的吸收剂为品质符合一定要求的消石灰粉,其品质的设计要求如下:
Ca(OH)2纯度 ≥80%
比表面积 ≥18m2/g
含水率 ≤1%
典型电石渣的化学成分和粒径分布如表1、2:
根据上表可知电石渣干粉,Ca(OH)2含量高于85%,细度10-50μm(相当于比表面积大于25m2/g),满足干法脱硫的要求。
3.项目设计
3.1.工程概况
鄂尔多斯市君正能源化工动力分厂2×330MW机组工程为新建工程,厂址位于内蒙古自治区鄂尔多斯蒙西高新技术工业园区,本期建设2×330MW亚临界空冷燃煤机组,同步建设脱硫、脱硝设施,配2台亚临界参数,自然循环、一次中间再热循环流化床锅炉。本工程采用循环流化床锅炉炉内脱硫并配炉后烟气循环流化床半干法脱硫。
3.2.工艺流程
从锅炉空预器出口的高温原烟气,经烟道从底部进入吸收塔进行反应净化,净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出,然后转向进入脱硫后除尘器进行气固分离。经除尘器捕集下来的固体颗粒,通过除尘器下的脱硫灰再循环系统,返回吸收塔继续参加反应,如此循环。反应后的脱硫副产物通过气力输送至脱硫灰库内,再通过罐车或二级输送设备外排。经脱硫布袋除尘器净化后的烟气经引风机排往烟囱,整个系统工艺流程图见下图1。
3.3.设计参数
3.3.1.煤质分析
3.3.2.烟气成份
1).按炉内脱硫投运
标准状态,设计煤种(按炉内脱硫投运,炉内脱硫效率90%,Ca/S=2)
标准状校核煤种(按炉内脱硫投运,炉内脱硫效率90%,Ca/S=2)
2).按炉内脱硫不投运
标准状态,设计煤种(按炉内脱硫不投运)
标准状态,校核煤种(按炉内脱硫不投运)
3.3.3.BMCR工况脱硫除尘岛入口烟气量(每炉)及烟尘浓度
根据工程设计要求,脱硫除尘岛出口SO2浓度排放﹤100mg/Nm3,出口烟气含尘浓度﹤30mg/Nm3。
3.4.布置设计
本项目循环流化床(干法)烟气脱硫装置,采用一炉一塔系统配置。脱硫装置布置在锅炉与烟囱之间,脱硫系统的吸收塔、脱硫除尘器与锅炉一字排列,吸收剂仓布置在每台炉脱硫系统旁边。主要工艺设备和辅助设施围绕脱硫塔,按工艺要求集中布置,各设备的平面和空间组合,既做到工作分区明确,又做到合理、紧凑、方便,外观造型协调,整体性好,并与电厂其他建筑群体相协调,同时最大限度地节省用地。脱硫系统的吸收剂仓布置于脱硫塔旁边,这种布置便于吸收剂的卸车,吸收剂仓靠近吸收塔布置便于吸收剂输送进入吸收塔内。
4.电石渣粉来源
电石渣粉从某厂外购,含水率约3%,满足粉体输送的要求可作为干法脱硫吸收剂。
5.以电石渣为吸收剂的干法脱硫装置介绍
君正能源化工动力分厂共新建2台330MW亚临界空冷燃煤机组,同步配套建设2套干法脱硫除尘一体化装置,系统采用电石渣干粉取代生石灰作为吸收剂,1#脱硫除尘装置于2014年11月成功投运,脱硫效率高达98%以上。2015年1月,2#脱硫除尘装置顺利投入使用,同样效果良好,实现了以废治废、循环经济的目标。
君正2×330MW机组脱硫除尘装置竣工后外观照片如图2所示。
图3、4所示为君正项目DCS画面,从中可以看出1#原烟气入口SO2浓度为1351.8mg/Nm3,经过脱硫后出口净烟气SO2浓度降为30.65mg/Nm3,出口粉尘浓度8.6mg/Nm3,系统整体脱硫效率达到97.7%;2#原烟气入口SO2浓度为724.5mg/m3,经过脱硫后出口净烟气SO2浓度降为5.96mg/m3,出口粉尘浓度4.9mg/Nm3,系统整体脱硫效率达到99.2%。
自2014年11月投运至今,设备运行稳定,始终维持较高脱硫除尘效率,二氧化硫和粉尘排放满足环保要求。
6.结论
从君正干法脱硫项目的运行情况来看,电石渣粉可作为LJD新型干法脱硫优质的脱硫剂,当电厂周围有大量的廉价电石渣粉时可以充分利用,通过脱硫装置增设的电石渣给料系统来实现脱硫,实现变废为宝,可大幅度降低脱硫运行成本。电石渣干法烟气脱硫除尘项目在君正的成功应用,开发出了一条“以废治废”的环保循环经济新路,可实现高效烟气治理、节能降耗,将极大地促进“煤炭-电力-电石-PVC”煤化工企业的发展。
(福建龙净脱硫脱硝工程有限公司 供稿)
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