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产品名称:烟气脱硫

 

工艺历史

1927年英国为了保护伦敦高层建筑的需要,在泰吾士河岸的巴特富安和班支赛德两电厂(共120MW),首先采用石灰石脱硫工艺。

据统计,1984年有SO2控制工艺189种,目前已超过200种。主要可分为四类:(1)燃烧前控制-原煤净化(2)燃烧中控制-硫化床燃烧(CFB)和炉内喷吸收剂(3)燃烧后控制-烟气脱硫(4)新工艺(如煤气化/联合循环系统、液态排渣燃烧器)其中大多数国家采用燃烧后烟气脱硫工艺。烟气脱硫则以湿式石灰石/石膏法脱硫工艺作为主流。

自本世纪30年代起已经进行过大量的湿式石灰石/石膏法研究开发,60年代末已有装置投入商业运行。ABB公司的第一套实用规模的湿法烟气脱硫系统于1968年在美国投入使用。1977年比晓夫公司制造了欧洲第一台石灰/石灰石石膏法示范装置。IHI(石川岛播磨)的首台大型脱硫装置1976年在矶子火电厂1、2号机组应用,采用文丘里管2塔的石灰石石膏法混合脱硫法。三菱重工1964年完成第一套设备,根据其运转实绩,进行烟气脱硫装置的开发。

第一代FGD系统:美国和日本从70年代开始安装。早期的FGD系统包括以下一些流程:石灰基流质;钠基溶液;石灰石基流质;碱性飞灰基流质;双碱(石灰和钠);镁基流质;Wellman-Lord流程。采用了广泛的吸收类型,包括通风型、垂直逆流喷射塔、水平喷射塔,并采用了一些内部结构如托盘、填料、玻璃球等来增进反应。

第一代FGD的脱硫效率一般为70%~85%。

除少数外,副产品无任何商用价值只能作为废料排放,只有镁基法和Wellman-Lord法产出有商用价值的硫和硫酸。特征是初投资不高,但运行维护费高而系统可靠性低。结垢和材料失效是最大的问题。随着经验的增长,对流程做了改进,降低了运行维护费,提高了可靠性。

第二代FGD系统

80年代早期开始安装。为了克服第一代系统中的结垢和材料问题,出现了干喷射吸收器,炉膛和烟道喷射石灰和石灰石也接近了商业运行。然而占主流的FGD技术还是石灰基、石灰石基的湿清洗法,利用填料和玻璃球等的通风清洗法消失了。改进的喷射塔和淋盘塔是最常见的。流程不同其效率也不同。最初的干喷射FGD可达到70%~80%,在某些改进情形下可达到90%,炉膛和烟道喷射法可达到30%~50%,但反应剂消耗量大。随着对流程的改进和运行经验的提高,可达到90%的效率。美国所有第二代FGD系统的副产物都作为废物排走了。然而在日本和德国,在石灰石基湿清洗法中把固态副产品强制氧化,得到在某些工农业领域中有商业价值的石膏。第二代FGD系统在运行维护费用和系统可靠性方面都有所进步。

第三代FGD系统

炉膛和烟道喷射流程得到了改进,而LIFAC和流化床技术也发展起来了。通过广泛采用强制氧化和钝化技术,影响石灰、石灰石基系统可靠性的结垢问题基本解决了。随着对化学过程的进一步了解和使用二基酸(DBA)这样的添加剂,这些系统的可靠性可以达到95%以上。钝化技术和DBA都应用于第二代FGD系统以解决存在的问题。许多这些系统的脱硫效率达到了95%或更高。有些系统的固态副产品可以应用于农业和工业。在德国和日本,生产石膏已是电厂的一个常规项目。随着设备可靠性的提高,设置冗余设备的必要性减小了,单台反应器的烟气处理量越来越大。在70年代因投资大、运行费用高和存在腐蚀、结垢、堵塞等问题,在火电厂中声誉不佳。经过15年实践和改进,工作性能与可靠性有很大提高,投资和运行费用大幅度降低,使它的下列优点较为突出:(1)有在火电厂长期应用的经验;(2)脱硫效率和吸收利用率高(有的机组在Ca/S接近于1时,脱硫率超过90%);(3)可用性好(最近安装的机组,可用性已超过90%)。人们对湿法的观念,从而发生转变。

脱硫的防腐保护

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脱硫系统中常见的主要设备为吸收塔、烟道、烟囱、脱硫泵、增压风机等主要设备,湿法脱硫等工艺具有介质腐蚀性强、处理烟气温度高、SO2吸收液固体含量大、磨损性强、设备防腐蚀区域大、施工技术质量要求高、防腐蚀失效维修难等特点。因此,该装置的腐蚀控制一直是影响装置长周期安全运行的重点问题之一。脱硫的防腐主要有以下几个方面:

1、吸收塔、烟囱中的应用

2、双流式塔盘防腐保护

某电厂在2010年对洗涤器升级时安装了新型双流式塔盘。在2011年的检验中表明,在塔盘较低表面上形成的沉积物区域下面,基底金属产生了较深的点蚀。用高压水将沉积物清洗干净,改变流量喷嘴试着控制结垢。被腐蚀的区域需要进行涂层保护,以防止进一步的破坏。采用阿克-20防腐涂层为塔盘替换下来的陈旧的“碗状物”进行涂层,效果非常好。

3、烟道脱硫防腐保护

研发新阴极防腐系统,可用于燃烧系统的废气处理或者空气污染控制设施的保护–有效控制(电流控制)高温/极酸腐蚀环境(150℃,pH-2)薄涂层解决方案。

 

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