循环流化床半干法脱硫灰的综合利用现状及展望

循环流化床半干法脱硫灰的综合利用现状及展望摘要:随着钢厂和燃煤电厂的大规模建设,控制钢厂及电厂SO2的排放已成为降低我国SO2排放总量的重要措施,随之而产生的大量脱硫灰的综合利用亦成为亟待解决的问题。

本文介绍了脱硫灰的形成及其特性,并对目前国内外循环流化床烧结脱硫灰及电厂脱硫灰的利用现状进行分析,提出了烧结脱硫灰可用作制备生态型胶凝材料及水泥缓凝剂的全新利用方式,从而实现脱硫灰变废为宝。

关键词:循环流化床烧结烟气脱硫灰综合利用.钢铁行业和燃煤电厂是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。

随着近两年钢铁行业和燃煤电厂的大规模建设,烟气脱硫对环保提出了新的挑战。

钢铁生产及燃煤电厂在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物如SO2等,其中钢铁企业排放的SO2中50%-70%来自烧结工序。

采用循环流化床烟气脱硫技术,因具有占地面积小、无二次污染而具有广阔的市场前景,但在脱硫过程中产生了大量的脱硫灰。

目前国内外只有少部分脱硫灰得到初级利用,绝大部分被抛弃,如果不加以合理利用将会造成二次污染并占用土地,因而脱硫灰的综合利用制约了循环流化床烟气脱硫技术的推广。

本文综述烧结烟气来源及特点、循环流化床烟气脱硫技术的特点及钢厂、电厂脱硫灰在建材等方面的综合利用途径。

1 烧结烟气来源及特点1.1 烧结烟气的来源及SO2的排放.近些年随着我国工业的发展,钢铁工业迅速崛起,除了钢产量剧增,SO2的产量也大增。

2006年我国SO2排放总量为2588.8万吨,超过“十五”规划总量控制目标(1800万吨)788.8万吨,没有实现“十五”规划要求的SO2减排10%的目标。

“十一五”期间,减排SO2成为我国环境保护的重点。

目前,我国钢铁企业SO2排放量仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位[1]。

在烧结生产过程中产生的大气污染物有工业粉尘、烟尘、SOx等,工业粉尘主要来自原(燃)料系统的破碎筛分、混合料系统的配料烧结、成品系统的整粒筛分及运输过程。

烟尘主要来自烧结机的烧结过程及冷却机的冷却过程。

SOx 主要来自烧结机头烟气,主要是铁矿石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有机硫、FeS2或FeS)与氧反应产生的。

1.2 烧结烟气的特点烧结烟气是烧结混合料点火后,随台车运行,在高温烧结成型过程中所产生的含尘废气。

它与其他环境含尘气体有着明显的区别,其主要特点是[2,3]:(1)烟气量大,每生产1t烧结矿大约产生4000~6000m3烟气。

(2)烟气温度较高,随工艺操作状况的变化,烟气温度一般在150℃上下。

(3)烟气挟带粉尘多。

钢铁冶炼过程中排放的多为氧化铁烟尘,其粒度小、吸附力强。

(4)含湿量大。

为了提高烧结混合料的透气性,混合料在烧结前必须加适量的水制成小球,所以含尘烟气的含湿量较大,按体积比计算,水分含量在10%左右。

(5)含有腐蚀性气体。

高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程,均将产生一定量的SOx和NOx,它们遇水后将形成酸,对金属结构会造成腐蚀。

(6)含SO2浓度较低,根据原料和燃料差异而变化,一般在1000~3000mg/m3。

2 循环流化床烟气脱硫技术目前,对烧结烟气及燃煤电厂烟气SO2排放控制的方法有:低硫原料配入法、高烟囱稀释排放和循环流化床烟气脱硫技术。

低硫原料配入法因对原料含硫要求严格,使其来源受到了一定的限制,烧结矿的生产成本也会随着低硫原料的价格上涨而增加。

就目前原料短缺的现状来看,此法难以全面推广应用。

高烟囱稀释排放法简单易行,又比较经济,但从长远来看,高烟囱排放法仅是一个过渡。

我国SO2的控制是排放浓度和排放总量双重控制。

因此,为根本消除SO2污染,烟气脱硫技术在烧结厂的应用势在必行。

循环流化床烟气脱硫技术是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术,具有许多其它燃烧方式所没有的优点:(1)锅炉飞灰作为循环物料,反应器内固体颗粒浓度均匀,固体内循环强烈,气固混合、接触良好,气固间传热、传质十分理想。

(2)反应塔中由于颗粒的水分蒸发与水分吸附、固体颗粒之间的强烈接触摩擦,造成气、固、液三相之间极大的反应活性和反应表面积,对于烟气SO2的去除有非常理想的效果。

(3)固体物料被反应器外的高效旋风分离器和除尘器收集,再回送至反应塔,使脱硫剂反复循环,在反应器内的停留时间延长,从而提高了脱硫剂的利用率,降低了运行成本。

(4)通过向反应器内喷水,使烟气温度降至接近水蒸汽分压下的饱和温度,提高脱硫效率。

(5)反应器不易腐蚀、磨损。

(6)系统中的粉煤灰对脱硫反应有催化作用。

(7)燃料适应性广且燃烧效率高,特别适合于低热值劣质煤。

(8)排出的灰渣活性好,易于实现综合利用。

(9)负荷调节范围大,负荷可降到满负荷的30%左右。

此外,循环流化床半干法脱硫工艺的最大优点是占地面积小,同时该工艺无废水产生,脱硫产物经处理后制成高附加值的产品,得到综合利用,不产生二次污染。

因此,该工艺有望成为适应中国国情的烧结烟气脱硫主流工艺。

3 脱硫灰的形成及特性3.1 脱硫灰的形成脱硫灰是烟气脱硫产生的固体废弃物,燃煤电厂脱硫灰是粉煤灰和脱硫产物的混合物,其化学组成与粉煤灰大体相似,只是增加了钙含量和硫含量。

脱硫剂主要是CaCO3、Ca(OH)2或CaO等钙基化合物。

而烧结烟气脱硫灰是烧结烟气与脱硫剂反应后经旋风分离器或袋式除尘器分离后产生的烟气脱硫灰。

3.2 脱硫灰的特性循环流化床烧结烟气脱硫灰是一种非常细的深红色粉末,其粒径主要分布在3.42μm~13.77μm之间,约有50%的脱硫灰粒径小于4.24μm,其中位径为4.18μm,比表面积为7.94m2/g。

而电厂脱硫灰[4]是一种颜色介于灰色到灰黑色之间的粉末,外观像水泥。

其粒径在2μm~0.1mm之间,约有50%的脱硫灰粒径小于20μm。

可见烧结烟气脱硫灰的颗粒比电厂脱硫灰要细。

烧结烟气脱硫灰与电厂脱硫灰的化学成分亦存在很大差异,见表1。

由表可以看出,烧结烟气脱硫灰中CaO、CaSO3和SO3的含量较高,分别为33.0%、16.9%和9.92%,为高钙高硫型脱硫灰;Fe2O3的含量高达13.6%,比电厂脱硫灰高9.58%,这是由于在炼钢过程中加入了铁矿石,从而使得Fe2O3的含量高,烧结烟气脱硫灰颜色呈深红色;SiO2、Al2O3和MgO的含量相对较少;f-CaO含量为微量,这是由于产生的脱硫灰渣温度高达70~80℃,只要经过一定的闷热处理,加之脱硫灰的颗粒较细,f-CaO即可全部消解和消失;烧失量为22.5%,比电厂脱硫灰高14.82%,说明烧结烟气脱硫灰中含有大量未燃碳份。

4 脱硫灰的利用途径目前,对于烧结烟气脱硫灰的利用研究较少,主要集中在燃煤电厂脱硫灰的利用途径研究方面。

4.1 国外脱硫灰利用现状J Blondin等人[5,6]将脱硫灰分为两组,一组用CERCHAR水化法进行处理,另一组不处理,然后分别与水泥熟料混合后制成试块做强度和膨胀性能测试。

结果表明,经水化处理后的试块表现出较好的强度和膨胀性能,而不经水化处理的试块全部因过度膨胀而强度破坏。

可见,CERCHAR水化处理法确实改善了流化床脱硫灰的性能。

因此,将脱硫灰进行预水化处理,再用作水泥混合材或混凝土掺合料使用是一个较理想的处理途径。

加拿大的S M Burwell 和R K Kissel[7]对流化床脱硫灰在无水泥混凝土中的应用进行了研究,提出将流化床脱硫灰与传统燃煤锅炉产生的粉煤灰混合使用制成混凝土的技术,并对这种混凝土的工程特性进行测定。

结果表明,流化床脱硫灰/粉煤灰混凝土作为一种无水泥混凝土具有以下特点:(1)此种混凝土的强度、耐久性等性能都与中、低强度的普通水泥混凝土相当,而成本却低得多。

(2)流化床脱硫灰和粉煤灰混合使用明显优于各自单独使用。

只用流化床脱硫灰的混凝土早期强度好,而后期发展不大;只用粉煤灰的混凝土正好相反;而将这两种灰混合后使用,早期和长期强度发展都较理想。

(3)此种脱硫灰混凝土一个主要问题是凝结时间比较长,初凝时间一般要10~20h,终凝时间一般要30~60h甚至更长,掺入快凝剂虽有效果,但调节幅度不是很大。

Panuwat Taerakul等人[8]研究了石灰喷雾干燥脱硫灰中的无机成分及有机成分的种类。

为了确定其中的无机成分和有机成分,他们测定了一种有代表性的石灰喷雾干燥灰的元素组成、碳酸钙等价物等。

结果发现,在不同的时间段内(例如一天到一年)成分的种类变化不大,且该灰中诸如砷、硒和汞等金属离子的浓度都没超过土地应用的限制要求。

其中的有机成分和无机成分表明石灰喷雾干燥脱硫灰可以作为一种环境友好材料用于农业和其他工程应用方面。

X C Qiao等人[9]发现燃煤电厂的副产物——飞灰,由于含碳量高、粒径大(>45m)而不能作为水泥替代品,他们调查了包含飞灰和脱硫灰两种废弃物的稳定/固定化废物粘结体系的作用,强度测试表明,用飞灰和烟气脱硫灰替代水泥体系适用于填埋处置。

通过添加一定量的Ca(OH)2和烟气脱硫灰能够减少重金属对强度的毒害作用,此外还发现在水泥-粉煤灰- Ca(OH)2体系中添加一定量的脱硫灰能形成有效的稳定/固定化粘结剂,从而对其中的重金属起到较好的固定作用。

4.2 国内脱硫灰利用现状闫维勇等根据循环流化床脱硫灰的特点,提出了对SO3、烧失量无特殊要求又可充分利用未燃碳的“烧结”路线,即用于制造烧结砖或轻骨料——陶粒。

试验结果表明,粘土——脱硫灰烧结砖完全可以达到普通烧结砖的性能指标,并有一定的性能指标调节幅度。

也可以将脱硫灰渣作砖瓦材料的掺合料使用,既降低了成本又节省了大量粘土,看似是一种较好的利用途径,但实际上以上几种利用方法中都存在着二次污染的问题,因为砖瓦材料和轻骨料的一般烧成范围在950~1050℃之间,而脱硫灰渣中除硫酸钙外通常还含有一部分亚硫酸钙,硫酸钙在900℃左右开始分解,而亚硫酸钙在650℃开始分解:分解出的SO2经烟囱排入大气,形成了二次污染。

因此,这种途径不可取。

苏达根等人研究了燃煤电厂脱硫灰在水泥工业中的应用情况,由于脱硫灰中含有SiO2和Al2O3,与生产水泥的原材料成分相似,因此可以作为生产水泥熟料的原材料,同时由于其中含有CaSO4,可以生产含有早强矿物的水泥熟料。

结果表明,亚硫酸钙含量较多的脱硫灰可用作水泥的调凝剂,并且与二水石膏复掺后的效果更好。

通过控制脱硫灰与二水石膏复合掺入到水泥中的比例可有效地调节水泥的凝结时间,不仅不影响水泥的安定性,而且还可以提高水泥的胶砂强度,降低水泥的标准稠度用水量。

另外亦有报道称烧结烟气脱硫灰也可用于生产水泥,但尚未见大规模的应用。

将循环流化床锅炉中燃烧时产生的脱硫灰渣用作土壤固化剂发现,由于脱硫灰具有和普通粉煤灰一样的火山灰活性和自硬性,因此可以应用到交通工程当中,特别是对处理软土路基,高路堤公路的稳定性有着非常显著的效果。

合集下载

半干法脱硫灰资源化利用研究现状

半干法脱硫灰资源化利用研究现状

半干法脱硫灰资源化利用研究现状摘要:通过对脱硫灰的产生工艺进行介绍,分析脱硫灰利用的难点及现状,根据脱硫灰利用的难点提出生产中如何避免这种现象的产生。

关键词:脱硫灰;资源化利用;脱硫技术;1 引言近年来,随着我国对环境污染的重视,燃煤污染的治理力度逐年加大,硫氧化物等污染物排放的法律法规日益严谨,电厂、钢厂等煤炭消费企业都相继装备了脱硫系统。

半干法脱硫系统生成的废灰渣较之普通工业废灰,外观、组分、性质都产生较大变化。

使之在资源化应用中具有不稳定性,当前多以堆放和抛弃处置为主,造成环境污染。

2 烟气脱硫技术烟气脱硫技术是通过吸附或者与脱硫剂反应等方式将烧结烟气中的SO2脱除,避免其扩散至大气中的工艺。

依据其脱硫方式以及反应产物的形貌,一般可分为:湿法、半干法、干法三大类。

2.1 湿法烟气脱硫工艺湿法烟气脱硫工艺是采用石灰石粉(电石渣)制成浆液作为脱硫剂,与经降温后进入吸收塔的烟气接触混合,烟气中的SO2与浆液中的CaCO3或Ca(OH)2以及加入的氧化空气进行化学反应,生成二水石膏的脱硫方式。

2.2 干法烟气脱硫工艺干法烟气脱硫工艺采取将粉状吸收剂喷入炉膛、省煤器以及烟道中,以充分与烟气中的SO2反应,生成脱硫灰。

2.3 半干法烟气脱硫工艺该工艺是将石灰浆液雾化后喷射到烟道中(高钙粉剂与水溶液分别喷入),浆液进入后会吸收烟气中SO2,同时由于烟气的显热会获得干粉状的脱硫灰。

目前,主流半干法烟气脱硫技术包括喷雾干燥法脱硫工艺、CFB-FGD 工艺以及烧结机烟气净化技术等。

3 脱硫灰应用难点首先,化学成分含量不稳定。

受燃煤、预除尘效率、电石渣下料、脱硫效率及运行工况等影响,脱硫灰成分复杂,除了CaSO3(30%-45%)、CaSO4(5%-10%)、CaO(10%-15%)、Ca(OH)2(10%-20%)、SiO2(5%-15%)等无机物外,还混有未完全燃烧的煤粉和少量氯化物等。

其次,CaO和CaSO3结构不稳定。

我国脱硫灰渣资源化综合利用现状

我国脱硫灰渣资源化综合利用现状

我国脱硫灰渣资源化综合利用现状论文
本文旨在探讨我国脱硫灰渣资源化综合利用的现状及发展趋势。

随着能源消费的增加,脱硫工艺中产生的大量灰渣也成为人们关注的焦点之一。

脱硫灰渣的资源化处理不仅具有节能环保的社会效益,还可以提升经济效益,为社会创造更多价值。

首先,我国脱硫灰渣资源化处理现状可划分为早期处理方式和改进后的现代处理方式。

早期处理方式包括堆肥法和混凝土再利用法,其中堆肥法不仅存在质量损失的问题,而且营养元素投入实现率低。

另一方面,混凝土再利用法不仅是一种高成本的脱硫灰渣处理方法,而且不能充分提取脱硫灰渣中可能存在的有用成分。

目前,我国逐步实施脱硫灰渣资源化处理,提供了先进的技术支持,如脱硫灰渣水解等。

脱硫灰渣水解是一种催化性水解分解脱硫灰渣,从而实现有效分解脱硫灰渣,获得有价值产物的一种技术。

水解可以将脱硫灰渣中的有效成分发挥出来,从而提升脱硫灰渣的资源化利用效果,避免灰渣的矿物杂质堆积。

此外,目前已经存在了以脱硫灰渣为原材料生产砖砌块、室内瓷砖、制陶砖等多种利用方式,大大提高了脱硫灰渣的综合利用价值。

但由于脱硫灰渣的特性,部分砖砌块使用后可能存在风化及耐久性问题,因而要求进一步提高砖砌块的质量。

综上所述,脱硫灰渣的资源化处理是实现节能环保的有效途径,并可为社会创造更多价值。

在脱硫灰渣资源化综合利用方面,我国已经取得了圆满成功,但仍有不少改进项目需要展开。

希
望以往经验的积累可以为未来加快脱硫灰渣资源化处理提供有效参考。

循环流化床半干法脱硫灰地综合利用现状及展望

循环流化床半干法脱硫灰地综合利用现状及展望

循环流化床半干法脱硫灰的综合利用现状及展望摘要:随着钢厂和燃煤电厂的大规模建设,控制钢厂及电厂SO2的排放已成为降低我国SO2排放总量的重要措施,随之而产生的大量脱硫灰的综合利用亦成为亟待解决的问题。

本文介绍了脱硫灰的形成及其特性,并对目前国内外循环流化床烧结脱硫灰及电厂脱硫灰的利用现状进行分析,提出了烧结脱硫灰可用作制备生态型胶凝材料及水泥缓凝剂的全新利用方式,从而实现脱硫灰变废为宝。

关键词:循环流化床烧结烟气脱硫灰综合利用.钢铁行业和燃煤电厂是国家重要的基础产业,又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业。

随着近两年钢铁行业和燃煤电厂的大规模建设,烟气脱硫对环保提出了新的挑战。

钢铁生产及燃煤电厂在其热加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放大量的空气污染物如SO2等,其中钢铁企业排放的SO2中50%-70%来自烧结工序。

采用循环流化床烟气脱硫技术,因具有占地面积小、无二次污染而具有广阔的市场前景,但在脱硫过程中产生了大量的脱硫灰。

目前国内外只有少部分脱硫灰得到初级利用,绝大部分被抛弃,如果不加以合理利用将会造成二次污染并占用土地,因而脱硫灰的综合利用制约了循环流化床烟气脱硫技术的推广。

本文综述烧结烟气来源及特点、循环流化床烟气脱硫技术的特点及钢厂、电厂脱硫灰在建材等方面的综合利用途径。

1 烧结烟气来源及特点1.1 烧结烟气的来源及SO2的排放.近些年随着我国工业的发展,钢铁工业迅速崛起,除了钢产量剧增,SO2的产量也大增。

2006年我国SO2排放总量为2588.8万吨,超过“十五”规划总量控制目标(1800万吨)788.8万吨,没有实现“十五”规划要求的SO2减排10%的目标。

“十一五”期间,减排SO2成为我国环境保护的重点。

目前,我国钢铁企业SO2排放量仅次于电力、煤气、热水的生产供应业和化工原料及化学制品制造业,居第3位[1]。

在烧结生产过程中产生的大气污染物有工业粉尘、烟尘、SOx等,工业粉尘主要来自原(燃)料系统的破碎筛分、混合料系统的配料烧结、成品系统的整粒筛分及运输过程。

浅谈循环流化床电厂粉煤灰综合利用现状及发展建议

浅谈循环流化床电厂粉煤灰综合利用现状及发展建议

浅谈循环流化床电厂粉煤灰综合利用现状及发展建议摘要:我国发电行业消耗的能源主要以煤炭为主,尤其循环流化床发电机组多数为煤电一体化运营模式,燃烧以掺配煤矸石及劣质煤为主要煤种,运行中大量的粉煤灰渣需处置,比例约占入炉燃煤量的40%左右。

同时,粉煤灰渣处置需占用大量的土地资源,对周边环境存在一定程度污染风险。

因此,如何做好粉煤灰综合利用产业的发展,研究对煤电一体化电力企业可持续发展、土地利用、环境保护、循环经济的突出问题势在必行。

同时,综合利用下产生的社会效益也是十分显著的。

本文主要分析粉煤灰利用现状,并及提出下一步发展建议。

关键词:粉煤灰;综合利用;技术问题;发展建议1粉煤灰综合利用现状粉煤灰在综合利用工作上,长期以来一直受到各级政府的高度重视,目前,我国以掺烧煤矸石及劣质煤发电的企业约400多座,据粗略统计年排灰渣量近亿吨,大量的堆积和填埋不仅占用土地资源,且随国家监管力度的加强,致使处治运营成本与日俱增,同时面临无地可填的境地,严重制约了电厂可持续发展。

粉煤灰利用早在五六十年代已开始在建筑行业中进行应用,主要场景为混凝土砂浆的掺合料、道路基层材料、粉煤灰砌块及烧结砖等。

八十年代随改革开放政策的发展,国家提出了一系列鼓励措施,对电厂粉煤灰利用采用“贮用结合,因地制宜,多种途径,积极利用,讲究实际”的方针,致使粉煤灰综合利用进入了新的发展阶段。

“十四五”开局之际,我国已开启全面建设社会主义现代化国家新征程,全面提高资源利用效率的任务更加迫切。

受资源禀赋、能源架构、发展条件因素等影响,未来我国大宗固废利用仍面临产生量较大、产品附加值较低等严峻挑战。

故提高粉煤灰综合利用水平,推进粉煤灰在工程领域、煤矿采空及塌陷区治理、矿井充填、生态修复等领域的应用,有序引导在新型绿色建材材料、农业领域、高附加值产品等方面研究推广。

2 CFB粉煤灰利用情况2.1灰渣成分情况CFB电厂以煤矸石、劣质煤为主要掺烧煤种,通过对粉煤灰浸出液中除 PH 值外其余任何一种危害成份的浓度检测均未超标,不属于危险废物范畴,属于Ⅱ类一般工业固体废物。

基于循环流化半干法的烟气脱硫除尘脱硝超洁净排放环保技术应用

基于循环流化半干法的烟气脱硫除尘脱硝超洁净排放环保技术应用

基于循环流化半干法的烟气脱硫除尘脱硝超洁净排放环保技术应用【摘要】燃煤电厂的污染排放一直是环境保护的重要问题之一。

为了解决这一难题,循环流化半干法技术应运而生。

本文首先介绍了环境污染现状和燃煤电厂排放治理的重要性,然后详细介绍了循环流化半干法技术。

接着分别探讨了该技术在烟气脱硫、除尘和脱硝方面的应用,以及基于此技术实现的超洁净排放效果。

最后分析了循环流化半干法的优势和发展前景,并强调了该技术在燃煤电厂环保治理中的重要性及推广应用前景。

环保技术的不断提升对环境保护的重要意义也得到了强调,循环流化半干法技术的出现为改善燃煤电厂排放带来了新的希望。

【关键词】烟气脱硫、除尘、脱硝、超洁净排放、循环流化半干法、环保技术、燃煤电厂、环境保护、治理、发展前景、重要性、推广应用。

1. 引言1.1 环境污染现状环境污染是人类社会发展面临的重大问题之一,随着工业化的加速和城市化的进程,环境污染问题日益突出。

主要表现在大气污染、水污染、土壤污染等多个方面。

其中大气污染是最为严重的,尤其是工业排放和燃煤电厂排放所导致的大气污染问题,给人类健康和生态环境带来了严重的影响。

燃煤电厂是大气污染重要的源头,其排放的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等物质对环境造成了严重伤害。

长期以来,煤烟灰直排,不仅影响了空气质量,还造成了酸雨、光化学烟雾等问题,危害人民生活和健康。

必须采取有效措施对燃煤电厂排放进行治理,实现排放的洁净化和环保。

在这样的背景下,循环流化半干法技术应运而生,为燃煤电厂的环保治理提供了有效的解决方案。

该技术结合了循环流化床、半干法脱硫脱硝技术等多种成熟技术,具有较高的脱硫效率、废水无废水排放、设备占地面积小等优点,被广泛应用于燃煤电厂的大气污染治理中。

1.2 燃煤电厂排放治理的重要性燃煤电厂是目前我国主要的电力生产方式,燃煤电厂排放的烟气中含有大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物,严重影响着环境空气质量,对人类健康和生态环境造成严重威胁。

211245939_循环流化床脱硫灰渣性质及利用现状

211245939_循环流化床脱硫灰渣性质及利用现状

0引言随着科技的进步,我国由以火力发电为主的发电形式发展为火力发电、水力发电、风力发电、太阳能发电及核能发电等多种方式共存的发电形式,虽然发电方式较多,但是目前仍然是以火力发电为主,其占比达到71%以上。

火力发电的主要原材料是煤炭,虽然目前国家大力支持企业采用不同的原材料进行火力发电,例如焚烧发酵后的生活垃圾用于发电,但是这种发电方式在总发电量中仅占微小的比例。

为了减少燃烧煤炭对环境造成的污染,目前国内外大多数火电发电厂采用循环流化床锅炉(CFBC )燃烧技术(如图1所示),这是一种低污染的发电技术,炉内可燃烧煤矸石、煤渣和煤泥等劣质燃烧材料,材料燃烧时在炉内加入脱硫剂,可以有效地控制二氧化硫及氮氧化物的排放。

发电过程中,煤炭通过在循环流化床内燃烧放出热量,燃烧过程中产生的烟气通过烟道分离,捕集的沫状固体颗粒是脱硫灰,燃烧过后的底灰(大渣)经过炉膛底部的滚筒冷渣设施冷却后排出,这种底灰也称为脱硫灰渣[1]。

目前,我国每年产生的锅炉灰渣高达几千万吨,而对于灰渣的处理还未找到一种合适的办法,大多依旧采用堆放处理或者掩埋处理方式,堆放和掩埋处理除了会占用大量的土地资源,还会对环境造成很大的污染。

通过专家和学者对脱硫灰渣的性质及应用进行研究发现,脱硫灰渣的形貌特征与粉煤灰有一定的区别且其钙和硫的含量较高,此外具有火山灰活性、膨胀性和自硬性等特点[1-3]。

本文综合分析了脱硫灰渣的物理性能、化学成分和自身特性,分析影响脱硫灰渣资源化利用主要影响因素,提出提高脱硫灰渣的资源化利用率的3种改性方法,总结不同的脱硫灰渣资源化利用途径和方法,为今后循环流化床脱硫灰渣的研究和资源化利用提供参考。

图1循环流化床工作原理示意图1煤矸石脱硫灰渣性能分析1.1物理性能脱硫灰渣呈不规则形状且棱角清楚,大多数为颗粒状,粗细程度与砂相似[4],并且触感比较粗糙[如图2(a )所示]。

脱硫灰渣的原渣一般呈浅灰色,通常需要利用球磨机将脱硫灰渣粉末后加以利用。

循环流化床锅炉脱硫系统运行现状分析及优化途径钟声

循环流化床锅炉脱硫系统运行现状分析及优化途径钟声发布时间:2021-10-22T05:21:38.238Z 来源:《现代电信科技》2021年第10期作者:钟声[导读] 循环流化床锅炉能够对传统的沸腾床锅炉进行改进,具有燃烧使利用效率高、污染物低的特点,在我国电厂中广泛应用。

(山东能源龙矿集团莱州龙泰热电有限公司 261400)摘要:我国目前主要的动力来源依然以电力发电为主,循环流化床在电厂的应用十分广泛。

可以有效提高燃烧效率,而且具有负荷调节灵活多样的特点。

但是循环流化床锅炉在实际燃烧的过程中,尾部烟气依然含有大量的SO2,不符合环保部门的要求。

即使采用廉价的石灰石脱硫,也会增加发电成本,甚至有部分电厂只能将灰渣作为废品抛弃,造成极大的环境污染问题。

为了确保循环流化床锅炉的整体环保性能,必须要对循环流化床烟气脱硫系统进行全方面的改造,确保煤炭燃烧的废气燃烧标准低于固定值。

但不同品质的煤炭燃烧效果存在显著差异,需要在锅炉燃烧时对煤炭进行脱硫处理。

本文根据现有循环流化床锅炉脱硫系统的运行现状进行全面的分析,并提出相应的优化途径,确保电厂循环流化床锅炉的整体运行质量得到全面提升。

关键词:循环流化床锅炉;脱硫系统;运行现状;优化途径循环流化床锅炉能够对传统的沸腾床锅炉进行改进,具有燃烧使利用效率高、污染物低的特点,在我国电厂中广泛应用。

但是如果仅依靠循环流化床内部脱硫体系,会产生大量的氧化钙、催化氮氧化合物,而且会导致大量的灰渣喷溅问题。

目前比较常见的脱硫方式主要以炉内喷钙加炉外脱硫两种模式共同处理。

通过循环流化床锅炉操作体系进行充分优化,能够提高锅炉内部脱硫的整体效率,同时也可以使得脱硫成本显著降低。

一、循环流化床锅炉脱硫系统SO2作为最主要的污染气体如果进入到人体内部,会导致人体负担显著增加,还会对人体造成严重伤害,如果SO2大量排放到空气中,会产生酸雨等现象,对城市建筑和机械设备造成严重腐蚀。

循环流化床的主要设备有炉内气固分离器、固体燃料回收装置、过热器和空气预热器等。

2024年流化床技术市场发展现状

2024年流化床技术市场发展现状引言流化床技术是一种常见的固体颗粒与气态流体接触的传质传热方式。

近年来,随着工业化进程的快速推进,流化床技术在多个领域中得到了广泛应用。

本文将对流化床技术在市场上的发展现状进行探讨,并分析其潜在的发展前景。

1. 流化床技术的概述流化床技术是一种通过将固体颗粒置于气态流体中,通过调节气流使固体颗粒呈现流动状态的传质传热方式。

流化床技术具有高传质传热效率、均匀性好、操作灵活等优点,因此被广泛应用于化工、能源、环境保护等领域。

2. 流化床技术在化工行业的应用2.1 催化剂反应流化床技术在催化剂反应中具有重要作用。

通过控制流化床内的气体流速和温度等参数,可以实现反应过程的高效进行,并提高产品的选择性和收率。

2.2 固体颗粒干燥由于流化床技术可以提供大面积的固体颗粒与气流的接触,因此在固体颗粒干燥领域有着广泛的应用前景。

流化床干燥可以提高干燥速度和均匀性,并降低能耗。

2.3 固体颗粒的冷却流化床技术在固体颗粒冷却领域也有着广泛的应用。

通过控制冷却介质的温度和流速,可以实现对固体颗粒的快速冷却,并满足不同颗粒的冷却要求。

3. 流化床技术在能源领域的应用3.1 燃烧技术流化床技术在煤炭、生物质等能源的燃烧领域有着广泛的应用。

通过调节气体流速和温度,可以实现燃料的高效燃烧,并降低氮氧化物等污染物的排放。

3.2 气化技术流化床技术在煤炭、生物质气化领域也有着重要作用。

通过控制气化介质的温度和流速,可以实现固体燃料的高效气化,生产合成气等高附加值产品。

3.3 燃气脱硫流化床技术在燃气脱硫过程中具有独特的优势。

通过将固体吸附剂引入流化床中,可以实现燃气中硫化物的高效去除,并减少对环境的污染。

4. 流化床技术市场的现状与前景当前,流化床技术在化工、能源等领域中已经取得了显著的应用成果。

然而,与发达国家相比,我国在流化床技术的研发和应用方面仍存在一定差距。

随着国家对环境保护和高效能源的要求越来越高,流化床技术市场具有广阔的发展前景。

烟气循环流化床石灰半干法脱硫 存在的问题与改造方案

烟气循环流化床石灰半干法脱硫之答禄夫天创作存在的问题与改造方案刘振涛华能烟台发电有限公司山东烟台邮编:264002摘要:烟气循环流化床石灰半干法脱硫在我国属于新兴的环保项目,本文主要针对某厂#6炉烟气循环流化床石灰半干法脱硫自投运以来存在的问题进行了分析,并针对每个问题提出了可行性解决方案,其中部份方案已经得以实施,并取得一定成效.关键词:半干法脱硫存在问题解决方案1、脱硫系统概述某厂#6炉150MW机组是上海锅炉厂生产的循环流化床锅炉,烟气脱硫除尘系统,采纳循环流化床半干法脱硫装置,脱硫除尘岛安插在锅炉尾部的空气预热器出口至烟囱的区域范围,每台锅炉的烟气从空气预热器出来后,进入预除尘器(ESP1)预除尘,除去85%的飞灰,然后进入脱硫塔,在塔内进行脱硫反应,再进入脱硫除尘器(ESP2),除尘后由吸风机排入烟道通过烟囱排放到年夜气.脱硫工程除消石灰制备系统和压缩空气系统采纳三台机组共用外,其它系统为一台机组一套配置,主要包括:烟气系统、预除尘系统、脱硫塔系统、脱硫电除尘器系统、脱硫工艺水系统、物料再循环系统等.脱硫塔是烟气脱硫系统的核心设备,其包括烟气进入口、雾化喷嘴装置口、回料口和仓顶排气接入口、顶部封盖、烟气径向出口、底部排灰斗等,从预除尘器出来的烟气经过脱硫塔排出,在脱硫塔中,增湿雾化水、吸收剂分别从文丘里装置扩散管上端喷入,从脱硫电除尘器返回的脱硫灰返回到中间文丘里管的收缩段出口部份.烟气与脱硫剂进行混合、反应,这种强烈的多相流保证烟气中的SO2与脱硫剂具有较好的反应、换热及传质性能.从而到达脱硫的目的.从预除尘器出来的烟气中未被捕集的烟尘、脱硫塔发生的脱硫副产物(脱硫灰)、未完全反应的吸收剂等被气流夹带从脱硫塔顶部排出,进入脱硫电除尘器,这些粉尘绝年夜部份被捕集落入到电除尘器的灰斗中.根据脱硫塔内压差的控制信号,一、二电场灰斗下的年夜部份脱硫灰通过空气斜槽返回脱硫塔介入进一步的化学反应,形成了物料的再循环,只有一小部份物料排出脱硫系统.由自卸式密封罐车运来的生石灰粉经罐车自带的输送装置输送到生石灰仓,生石灰仓仓底设有排放口,通过插板阀、旋转阀、给料螺旋输送机、称重螺旋输送机进入干式消化器进行生石灰粉的消化,生成干态消石灰,然后通过仓泵输送到消石灰仓.消石灰仓仓底设有排放口,消石灰通过仓泵输送至中继仓.中继仓底设置气力输送装置,消石灰以送粉鼓风机提供的压缩空气为动力,通过喷射装置喷入脱硫塔内介入脱硫反应.增湿系统以压缩空气为动力,通过双流体雾化喷枪使水细化成50~150μm的雾滴,喷入到反应塔中的烟气中去,使烟气温度降低、湿度增年夜,保证较好脱硫反应条件.所以增湿系统主要由水及压缩空气系统组成.主要设备有工艺水箱、工艺水泵、双流体雾化喷枪、雾化空压机等.2、脱硫系统存在问题2.1.1.#6机组返料斜槽梗塞屡次.原因一是流化布磨损泄漏,灰进入气室,造成返料斜槽梗塞,更换流化布后正常;二是电动流量阀磨损,泄漏严重,流量无法控制,造成返料斜槽梗塞,更换修复电动流量阀后正常.2.1.2#6机组消化水泵腔室和螺杆磨损、发涩造成消化水泵启动超时,消化器无法正常运行.增加了一台消化水泵,修复以前的水泵互为备用.2.1.3脱硫塔积灰、塌灰屡次,造成锅炉灭火机组停运.采用的办法一是运行加强脱硫塔出、入口压力和床压的监视,发现异常进行涮床;二是每次机组停运后进行脱硫塔清灰,启动后记录各负荷下的空床参数,以备异常时比较数据.2.1.4各料位DCS计指示禁绝.经过更换各厂家料位计后,装置就地丈量装置.2.1.5工艺水泵烧机电.原工艺水泵与机电为直联方式,机电主轴弯曲,设备可靠性较差,现改为IS型泵,设备可靠性获得进提高.由于煤质、烟气温度、烟气量及石灰品质比脱硫系统设计参数相比发生较年夜变动,招致脱硫系统存在以下主要问题:2.2.1消石灰输送系统出力不满足脱硫正常运行需要量.2.2.1.1从消化器出口到消石灰仓的仓泵以及从消石灰仓到中继仓的仓泵出力均不能满足脱硫正常运行需要量.2.2.1.2 从中继仓到脱硫塔的消石灰输送能力不能满足脱硫正常运行需要量.2.2.2现有压缩空气系统出力不满足脱硫用气量.2.2.3脱硫塔喷嘴雾化效果欠好,造成脱硫塔积灰塌灰,运行不稳定.2.2.4脱硫塔底部排灰困难.2.2.5脱硫系统对锅炉负荷适应性不强.2.2.6消化器除尘系统运行不稳定.针对以上问题,建议对#6机组脱硫的消石灰输送系统、压缩空气系统、增湿水系统、塔底灰处置系统进行改造、并增加烟气再循环,消化器除尘器更换为适合高粉尘高含湿量的布袋除尘器.3、问题分析及改造方案3.1 脱硫塔积灰、塌灰比力严重脱硫塔积灰、塌灰情况比力严重,主要原因是由于喷嘴雾化情况欠好引起的,#6机组脱硫塔经过流场模拟发现塔内流场紊乱,这也是引起脱硫塔积灰的一个原因.改造方案:导流板采纳16MnR材质,与脱硫塔连接方式为焊接连接.根据#6机组增加导流板的情况,尽快进行塔内流场试验,确定并完善导流板增加方案.并根据导流板磨损情况适当考虑防磨处置.增加导流板后流场模拟见下图:由上图可以看出,脱硫塔内流场获得了很好的改善,从文丘里喷射出的烟气,水平动量获得了很好的抵消,而且阻力损失较小,流型在较年夜的高度内出现环核流动状态,较好的体现了流化床的运行行为.采纳双流体雾化喷嘴,每台脱硫塔设两层喷嘴,装置标高不变,每塔设6个喷嘴,喷嘴额定流量为6m3/h,喷嘴采纳欧洲PNR公司生产的双流体喷嘴;每个喷枪增设一个喷枪托架,托架迎风侧增设防磨层,喷枪增加简易防磨护套,按期检查更换.原工艺水泵符合要求可以利用原有,不符合要求必需更换.3.2 脱硫塔底部缺少排灰装置,排灰困难改造方案:保管脱硫塔底插板门及电动锁气给料机,增设埋刮板输送机、斗式提升机、渣仓、双轴加湿搅拌机等设备.根据现场情况结合工艺要求,对增设的埋刮板输送机、斗式提升机、电动锁气给料机、双轴加湿搅拌机,现场就近配控制箱.埋刮板输送机和斗式提升机,每套设置一个现场控制箱;电动锁气给料机和双轴加湿搅拌机,每套设置一个现场控制箱.电源拟就近取自电控楼内电气配电柜.电缆敷设尽量利用原电缆通道或电缆桥架.3.3 脱硫系统对锅炉负荷适应性不强脱硫系统对锅炉负荷适应性不强,低负荷情况下,脱硫塔内喉口流速降低,脱硫塔内灰循环无法建立,影响脱硫系统运行.改造方案:增加一条净烟气再循环烟道,由引风机出口烟道引出,接入脱硫塔入口烟气联箱,净烟气再循环烟道设置调节型烟气挡板门,根据机组负荷情况调节风门开度.3.4 石灰消化系统#6机组使用干式消化器消化制取消石灰粉,现消化器存在一些问题.石灰消化过程中,消化器顶端装置的布袋除尘器的滤袋经常发生损坏,需要抵消化器进行一些改造.石灰消化过程中,由于发生年夜量的蒸汽和粉尘,消化器顶端装置的布袋除尘器在运行过程中年夜量的粉尘凝结在内部.运行一段时间之后,布袋除尘器内累积灰量到达一定水平时,积灰突然垮塌,堵住消化器,消化器从而无法继续运行,需要进行清灰处置.布袋除尘器反吹系统运行正常,可是反吹过程不能清理下布袋上粘附的石灰.改造方案:此问题经过我方咨询消化器厂家,获得的回答:主要问题在消化器布袋除尘器的滤袋材质不符合要求,不能适应这种高粉尘高含湿量的环境,在此种环境中会因为灰浓度高、湿度年夜,而造成糊袋.因此建议改变现有布袋除尘器的滤袋的材质,并准备两套滤袋.其中一套滤袋使用一段时间后,更换另外一套滤袋.替换下来的滤袋进行清洗和晾干后备用.如此交替进行,可以在一定水平上防止因为布袋除尘器积灰后塌灰而堵住消化器.消化器设计消化能力为10t/h(合同为16 t/h),但目前实际的消化能力仅能到达4~5t/h,且由于前述原因,经常停机检修.且根据最新煤质的计算结果,三台机组同时满负荷运行需要消石灰量为18.5t/h.改造方案:我们根据此问题咨询消化器厂家,主要问题可能是一方面布袋除尘器运行阻力不符合要求,造成消化器不进料.另一方面,可能是由于现场使用的生石灰品质不符合该消化器的设计要求.建议落实消化器对生石灰品质的要求.另外一个原因可能与后续的消石灰输送系统的出力缺乏有关.消化器制造出的消石灰不能被及时的排出,消化器不能正常工作.根据计算,现有的消化器即使能够到达10t/h的消化出力,也不能满足现有脱硫系统的满负荷运行.需要新上一套消化系统.3.5 消石灰输送系统3.5 .1从消化器出口到消石灰仓的仓泵以及从消石灰仓到中继仓的仓泵出力均不够.改造方案:仓泵输送消石灰能力不够,可以从两方面来解决,一方面,由于输送系统使用一段时间后输送能力下降,可能是因为输送系统长期使用,输送系统的管道或者设备内壁积灰,造成出力下降,需要对设备进行清理检修.另一方面,由于发机电组燃煤量、燃煤煤质或者运行参数的变动造成烟气参数的变动,原输送设计能力不能满足现在的运行条件要求.可以采用增加一套气力输送装置.需要变动的设备根据所采用的方案确定.其中增年夜单台仓泵的输送能力最经济.3.5.2从中继仓到脱硫塔的消石灰输送能力不够.由于含硫量和烟气量有变动,现在的中继仓到脱硫塔的原输送能力不能满足脱硫需要.改造方案:从中继仓到脱硫塔的输送采纳稀相输送,根据我方重新核算,计算基础参数拜会下表,现在的消石灰用量为6.2t/h ,稀相输送应保证50%以上的输送裕量,因此设计能力应能到达9.3t/h.需要更换型号年夜的风机和管道.计算基础参数3.6 压缩空气系统#5、#6、#7机组脱硫压缩空气系统原有2台20m3/min输送空压机(三台机组共用)和2台24m3/min雾化空压机(三台机组共用).三台机组脱硫系统的双流体雾化喷嘴改造后耗气量在56m3/min左右,原有压缩空气系统不能满足脱硫用气量.改造方案:增加3台24m3/min空压机,与原有2台空压机一起采纳三运二备运行模式.5#、6#、7#机组脱硫独自设立压缩空气站,七台空压机集中安插(新增的3台和原有的4台),包括管路改造,压缩空气站安插于7#机组南侧.原4台空压机及3台冷干机需移至压缩空气站,需要敷设新的电缆.3.7电气部份改造方案:埋刮板输送机等新增设备设置就地控制箱,根据现场情况就近设备安插.电源从脱硫电控楼引接,室外控制箱防护品级不低于IP54.空压机改造所需回路,需增加两面开关柜,开关柜放置在电厂电控楼高压配电室.3.8仪控部份改造方案:工作范围为塔底灰系统改造等配套的仪控系统改造.负责本工程脱硫岛改造工作范围内仪控系统的系统设计、设备及资料供货及装置、调试及试运行等.预计效果分项工程结束后,应进行调试,所有改造工程结束后,应对其进行168h连续运行验收测试,并提供调试及验收陈说.本工程结束后,应到达改造前系统脱硫效率和除尘效率,并能保证改造后各系统能到达如下预期性能保证:4.1脱硫系统无妨碍锅炉燃烧的正常运行.4.2改造后脱硫系统能接受锅炉负荷处于40%-100%之间时,不低于±5%/min负荷摆荡下能正常运行.4.3消石灰输送系统改造后能够满足如下保证值:4.3.1从消石灰仓到中继仓的仓泵出力均能满足脱硫正常运行需要量.4.3.2从中继仓到脱硫塔的消石灰输送能力能满足脱硫正常运行需要量.4.4 压空系统改造后能满足如下保证值:满足脱硫系统和消石灰输送系统压缩空气用量.4.5 増湿水系统改造后能满足如下保证值:4.5.1改造后脱硫系统能够适应机组负荷变动,并在考虑锅炉排烟温度升高的情况下留有裕量.4.5.2改造后脱硫塔内增湿降温稳定性增加,防止因喷嘴雾化欠好造成积灰、塌灰现象,影响系统稳定.4.6塔底灰系统改造后能满足如下性能保证值:塔底灰改造后能够将脱硫塔底部的落灰及时排出,保证机组的平安运行.4.7 增加再循环烟道后能满足如下性能保证值:脱硫系统在锅炉机组低负荷运行时能够正常投运,且不影响锅炉平安运行.4.8 增加消化器除尘器后能满足如下性能保证值:消化器更换布袋除尘器后能够改善消化器堵灰.5. 结束语某厂150机组配备的半干法脱硫系统从设计、设备选型、施工等方面都存在一些不尽人意的问题.对这些问题进行分析,一方面有助于我们根据实际情况,积极采用相应防范办法,保证我公司脱硫系统平平稳定运行.另一方面可以为今后新机组脱硫系统设计、设备选型提供一定的借鉴!致谢本文编写过程中获得该厂领导及生技部、燃灰维护部领导的年夜力支持、获得山年夜能源公司的年夜力支持指导,以及公司有关技术人员集体智慧的支持,在此一并感谢!!!参考文献[1]该公司半干法脱硫运行规程[2]该公司半干法脱硫检修规程[3]工业脱硫技术(化学工业出书社)[4]脱硫技术改造方案(山东山年夜能源环境有限公司编写)。

半干法脱硫灰中CaSO3转化技术研究现状及展望

Ch n ) ia
Ab t a t Th s p p r i to u e h o ma i n o e u f r a in a h a d i h r c e itc 。a ay e h t t s q o o h s r c : i a e n r d c s t e f r t f d s lu i t s n t c a a t rsis n l z s t e s a u u f t e o z o s
4 2 m, 中粒 径 为 4 1 i 比表 面 积 为 7 9 .4 其 . 8/ m, .4
n。 g引。而 电厂 脱 硫 灰 是 一 种 颜 色 介 于 灰色 和 li C
脱硫 灰是 烟 气脱 硫产 生 的 固体废 弃物 , 煤 电 燃 厂半 干法脱硫 灰是 粉煤 灰 和脱 硫产 物 的混合 物 , 其 化学组 成与粉 煤灰 大体 相 似 , 只是 的 特 性 .
半干 法循环 流化床烧 结烟气脱 硫灰是 一种非常
1 脱 硫 灰 的特 性
1 1 脱 硫 灰 的 形成 .
细 的深红 色 粉末 , 粒 径 主要 分 布在 3 4 ~1 . 7 其 . 2 3 7
,
u 之间, m 约有 5 ( O/ 质量 分 数 ) 9 6 的脱 硫灰 粒 径小 于
摘 要 : 绍 了半干法脱 硫灰 的形 成及 其特 性 , 介 并对脱 硫灰 q a O -C S 。氧化 转化技 术 的 国 内外研 究
现状 进行 了分析 , 出了可以考虑在 低温条件 下对其 进行 改性 的新 观点 , 提 并进 一 步对 该技 术的应 用
前 景 进 行 了展 望 。 关 键 词 : 干 法脱 硫 灰 ; 化 技 术 ; 温 转 化 半 转 低
CS 。 a O 的转化 技术研 究 具有 显 著 的环境 效 益 、 济 经 效益和社 会效 益 。为 了使 该 技术 工 业化 , 究 半 于 研 法脱硫灰中 C S  ̄ a O 低温转化技术具有重要的意义 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档