NID脱硫技术与应用

2022-09-10

NID (Novel Integrated Desurlfurization) 技术是A L S T O M公司在传统干法/半干法脱硫技术的基础上, 研究开发出的新一代干法烟气脱硫技术, 广泛应用于燃煤/燃油电厂、垃圾焚烧等行业的脱硫除尘。NID半干法脱硫技术与湿法相比具有占地面积小, 运行费用低, 设备简单, 维修方便, 比较适合我国的具体国情, 因此在我国燃煤电厂烟气脱硫技术中占有重要地位。

1 工艺原理

N I D脱硫技术的工艺原理是利用干CaO粉或Ca (OH) 2粉作吸收剂, 粉体表面经潮解后吸收烟气中的SO2, 反应式为:

CaO+H2O→Ca (OH) 2

Ca (OH) 2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

Ca (OH) 2+2HCl+2H2O→CaCl2·4H2O

C a S O3·1/2 H2O+3/2 H2O+1/2 O2→CaSO4·2H2O

NID脱硫工艺常用的脱硫剂为生石灰CaO, 生石灰在一个ALSTOM专利设计的消化器中加消化水消化成Ca (OH) 2粉, 这种新鲜消化不经仓储停留的消石灰具有极好的脱硫反应活性。然后这些Ca (OH) 2粉与从除尘器及沉降室除下的大量的循环灰相混合进入增湿器, 在此加水增湿使混合灰的水份含量从1%增湿到5%左右, 然后以流化风为动力借助导向板进入直烟道反应器。由于在反应器内具有很大的蒸发表面, 水份蒸发很快, 烟气相对湿度很快增加, 而烟气温度也从160℃左右冷却到70℃左右, 形成较好的脱硫工况, 从而除去烟气中的SOX等酸性气体分子。最终产物脱硫灰则由气力输送装置送至灰库存储, 再用罐装车运走。

2 系统流程

工艺流程图见图1

从锅炉来的未处理的热烟气交替通过一级电除尘器, 经烟气分布器后进入NID反应器, 与增湿的可自由流动的灰和石灰混合粉接触, 其中的活性组份立即被子混合粉中折碱性组份吸收, 同时, 水分蒸发使烟气达到有效吸收SO2需要的温度。气体分布、粉末流速和分布、增湿水量的有效控制确保了SO2最适宜脱除率的最佳条件。

处理过的废烟气流经脱硫后除尘器, 在这里烟气中的粉尘被脱除, 洁净后的烟气在露点温度20℃以上, 无须再热, 经引风机排入烟囱。颗粒除尘器出口的烟气由引风机输送到烟囱。收集下来的固体颗粒通过增湿系统再循环到NID系统, 除尘器除掉的粉尘经增湿后进入NID反应器, 灰斗的灰位计控制副产品的排出。

3 技术特点

鉴于传统干法 (半干法) 烟气循环流化床脱硫技术吸收剂消化系统的复杂性及应用中产生的一系列黏结, 堵塞等问题, NID烟气脱硫技术采用生石灰 (CAO) 的消化及灰循环增湿的一体化设计, 且能保证新鲜消化的高质量消化灰 (CA (OH) 2) 立刻投入循环脱硫反应, 对提高脱硫效率十分有利, 同时也降低了吸收剂消化系统的投资和维修费用。

利用循环灰携带水分, 当水与大量的粉尘接触时, 不再呈现水滴的形式, 而是在粉尘颗粒的表面形成水膜。粉尘颗粒表面的薄层水膜在一瞬间蒸发在烟气流中, 烟气在降温的同时湿度增加, 在尽可能短的时间内形成温度和湿度适合的理想反应环境。

NID技术的烟气在反应器内停留时间只须1秒左右, 可有效地降低脱硫反应器高度。

脱硫副产物为干态, 系统无污水产生。终产物流动性好, 适应用气力输送。脱硫后烟气不必再加热, 可直接排放。

循环灰的循环倍率可达100倍～150倍, 使得吸收剂的利用率提高到95%以上。

脱硫效率高, 脱硫效率可达90%以上。

4 工程应用

湖北荆门热电厂二期工程燃煤机组于1980年扩建, 机组容量为2台670t/h燃煤锅炉配2台200MW凝气式汽轮发电机机组, 由于荆门热电厂属“两控”区内, 根据《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》的要求, 2005年“两控区”二氧化硫排放量减少20%, 为了达到这一目标, 减少污染物排放, 荆门热电厂#5机组脱硫势在必行。机组原采用文丘里湿式水膜除尘器除尘效率低, 烟尘排放量超标, 已不能满足环保要求, 荆门热电厂#5机组必须进行脱硫除尘改造。

该项目实施效果图2。

从图2中数据可以看出, 应用NID技术, 各项性能指标满足了规定的指标。