噴霧乾燥法煙氣脫硫是煙氣與被噴成霧狀的石灰漿液在乾燥吸收塔內進行反應的脫硫工藝。該法屬乾法脫硫工藝。因添加的吸收劑呈濕態，而脫硫產物呈乾態，也被稱為半乾法。在鈣硫摩爾比1.2~1.5時，脫硫率可達75%～85%，脫硫產物為CaSO4、CaSO3、未反應完的CaO和飛灰等混合物。此法適用於處理低、中硫煤的煙氣。該法的優點是，系統簡單、運行可靠、投資低、能耗小，脫硫產物呈乾粉狀，無廢水排放。缺點是．要用石灰而不是石灰石作吸收劑、乾燥吸收塔內壁易結垢、霧化裝置易磨損或堵塞、脫硫灰渣難以利用。
基本介紹
- 中文名：噴霧乾燥法煙氣脫硫
- 外文名：Spray drying flue gas desulfurization
- 又稱：半乾法洗滌脫硫
- 優點：對溫度變化範圍沒有很高的要求
- 重要的構件：噴霧乾燥接觸室等
- 主要用於：含硫2.5%以下的煤
簡介,工藝原理,噴霧乾燥脫硫工藝的特點,脫硫系統的布置,脫硫吸收塔,
簡介
石灰石一石膏濕法煙氣脫硫系統的一個突出問題是耗水量很大，需設定大規模的廢水處理裝置。因此，應尋求技術上經濟上更為可行的、無廢水排放的且無需煙氣再熱的乾法或半乾法煙氣脫硫工藝。
噴霧乾燥法煙氣脫硫技術屬於半乾法脫除鍋爐排煙中SO2的脫硫工藝，以石灰為脫硫劑，技術比較成熟，工藝流程較簡單，占地較少，可靠性較高，初投資較低，脫硫效率一般在80%左右，最高可達85%，而且不產生廢水。但系統的運行費用較高，其脫硫劑石灰的耗量比濕法脫硫大，其鈣硫摩爾比為1.5左右。
噴霧乾燥脫硫工藝根據所採用的噴霧霧化器的形式不同可分為兩類：旋轉噴霧乾燥脫硫和氣液兩相流噴霧乾燥脫硫。目前，已經投入商業化運行的以旋轉噴霧乾燥脫硫工藝為多。
工藝原理
整個旋轉噴霧乾燥脫硫系統由脫硫劑灰漿配置系統、SO2吸收和吸收劑灰漿蒸發系統、收集飛灰和副產品的粉塵處理系統組成，如下圖所示：
工藝流程首先，石灰經消化並加入熱水製成消石灰漿液，即
CaO+H2O→Ca(OH)2
消石灰漿液經過濾後由泵輸入到吸收塔內的霧化裝置，在吸收塔內，漿液被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2、SO3發生化學反應生成亞硫酸鈣(CaSO3)和硫酸鈣(CaSO4)，同時，脫硫劑帶入的水分迅速被蒸發而乾燥，形成粉末狀的反應副產品（大部分為亞硫酸鈣），煙氣溫度隨之降低，但仍然高於酸露點，可以直接排放，且不產生廢水。
吸收塔內發生的主要化學反應為
Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
Ca(OH)2+SO3→CaSO4·1/2H2O+1/2H2O
脫硫反應的一部分產物及未被利用的脫硫劑以乾燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集下來；同時由於重力的作用，一部分較大顆粒的固體產物沉積在吸收塔的底部，其中仍含有未經反應的氫氧化鈣。為了提高脫硫吸收劑的利用率，將這部分固體顆粒和除塵器收集下來的部分脫硫灰及粉塵混合物一起經再次磨細後，加人製漿系統中循環使用。因此，該脫硫工藝使用的脫硫吸收劑實際上是以消石灰為主、含有少量飛灰和再循環反應副產品的混合物。
由於在該工藝過程中，脫硫產物的氧化不徹底，從除塵器收集下來的粉塵主要是含亞硫酸鈣的脫硫灰，一般採用拋棄法，通過電廠的除灰系統排人灰場。
噴霧乾燥脫硫工藝的脫硫效率雖然沒有濕法煙氣脫硫那樣高，但它不必處理大量廢水，可使系統簡化、降低造價。
噴霧乾燥脫硫工藝的特點
1、旋轉噴霧器是該工藝的核心設備，是一個採用變頻調速電動機直接驅動的高速旋轉設備，轉速達7000~10000r/min，其霧化的質量和工作的可靠性是影響脫硫效率的關鍵因素。
2、由於排煙溫度高於煙氣酸露點溫度，也由於該脫硫工藝幾乎可以吸收煙氣中所有的SO3，所以，不需要對脫硫後的煙氣管道、引風機和煙囪作特殊的防腐處理。
3、該系統的運行工況對溫度變化範圍沒有很高的要求。
4、該系統在跟蹤機組負荷變化上能夠滿足調峰機組的要求。
5、由於採用石灰作為脫硫劑，應採取措施防止在石灰的處理過程中產生的危害和對環境的不良影響。
6、無需採用煙氣冷卻和再加熱系統。
7、該工藝不產生大量的廢水，所產生的廢水主要來源於脫硫系統停用時脫硫劑儲存罐槽的沖洗水，一般只含有石灰，不會對環境造成嚴重的危害。
8、脫硫固體產物的主要成分是CaSO3、CaSO4、Ca(OH)2、CaO、CaCO3等物質，以及一定量的粉煤灰，通常不能完全利用，須輸送至灰場妥善堆放。
9、運行中存在的主要問題是霧化噴嘴結垢、堵塞與磨損，以及吸收塔內壁面上結垢等。
脫硫系統的布置
在現有電站鍋爐加裝噴霧乾燥煙氣脫硫設備，一般有兩種布置方式。
1、將鍋爐排出的煙氣先經過吸收塔，然後再經過原有的電除塵器除塵。由吸收塔出來的煙氣溫度降低，含濕量增加，固體顆粒的成分和粒徑分布及導電特性等因素髮生變化，所以，對電除塵器的工作影響較大，儘管有些因素的變化對除塵器的工作性能是有利的，但由於入口的粉塵濃度成倍增加，原除塵器的改造是必需的，否則煙塵排放濃度會超標。
2、將鍋爐排出的煙氣先經原有除塵器除塵再通過吸收塔，在吸收塔下游設定一個專門收集脫硫灰的除塵器（靜電除塵器或布袋除塵器）。
為了簡化系統，通常採用第一種布置方式。
脫硫吸收塔
噴霧乾燥脫硫工藝的關鍵設備是噴霧乾燥吸收塔。吸收塔的內部結構示意圖如下所示。
吸收塔的內部結構示意圖為了使煙氣能夠充滿吸收塔的整個空間，吸收塔的煙氣人口一般設計成切向進氣方式。再通過煙氣分配器經由旋轉霧化器的四周進入吸收塔的空間。在吸收塔內，煙氣與經噴霧器噴入的石灰漿吸收液霧滴接觸並發生反應，煙氣自脫硫塔下部引出，經電除塵器收集粉塵和脫硫副產物後，再由引風機送至煙囪。
脫硫乾燥吸收系統均設定旁路煙道，在吸收塔發生故障時，將鍋爐排煙引向旁路，直接送至煙囪排出，以保證鍋爐的正常運行。
