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VM型密相塔烟气脱硫设备

1 VM型密相塔脱硫设备及工艺简述
密相塔烟气脱硫技术是从德国引进的一种先进脱硫技术,具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、能耗低、维护量小、占地面积小、系统使用寿命长、无废水产生等优点。
密相塔烟气脱硫的主要原理是利用干粉状的钙基脱硫剂,与布袋除尘器除下的大量循环灰一起进入加湿器内进行增湿消化,使混合灰的水分含量保持在3%到5%之间,然后循环灰由密相塔上部进料口进入塔内,工艺流程如图1所示。大量循环灰进入塔后,与由塔上部进入的含二氧化硫烟气进行反应。含3%~5%水分的循环灰有极好的流动性,另外反应塔中设有搅拌器不但克服了粘壁问题而且增强了传质,使脱硫效率可达99%。脱硫剂是不断循环的,其有效利用率达98%以上。最终脱硫产物由灰仓溢流出循环系统,通过气力输送装置送入废料仓。
整个工艺流程主要包括SO2的吸收和吸收剂的循环利用两个过程:
(1)SO2的吸收:预除尘后的锅炉烟气经过热交换器(主要是回收余热,并非必要的工艺过程)后,由密相塔上部入口进入密相塔,烟气在塔内与由密相塔上部连续加入的活化后的钙基吸收剂进行反应,反应后的烟气由塔下部的出口进入除尘器(静电除尘器或布袋除尘器)除尘,净化后的烟气通过烟囱排入大气。
(2)吸收剂的循环利用:塔内的反应产物、除尘器收集的颗粒物和来自料仓的新吸收剂一起通过提升装置提升到密相塔上部的加湿器内,在加湿器内加少量水活化后再次进入密相塔进行脱硫反应。

2 技术主要特点
2.1密相塔烟气脱硫主要特点
(1)脱硫剂利用率及脱硫效率高:循环过程中脱硫剂颗粒在机械力的作用下,不断裸露出新表面,使脱硫反应不断充分地进行,脱硫效率高达99%,同时可以去除HCl、HF等;
(2)耗水率低:脱硫剂通过加湿提高其活性所用的水非常少,通常保持密相颗粒群含湿量介于3%~5%,不结块,无腐蚀;
(3)反应塔内的旋转装置使脱硫剂按照规定方向运动,形成脱硫剂与烟气接触的预混气固两相流,极大强化了脱硫反应的过程;
(4)脱硫剂在整个脱硫过程中都处于干燥状态;
(5)适应性强:可用于电厂、冶金等不同SO2含量及负荷变化要求;
(6)无需合金、涂覆和橡胶衬里等特种防腐措施;
(7)操作温度高于露点,没有腐蚀或冷凝现象;
(8)无废水产生;
(9)烟气无需再加热即可排放。

2.2密相塔脱硫工艺与传统湿法脱硫工艺的比较

内容
湿法脱硫
FHW系统
脱硫效率
99%
99%
吸收塔
需合金、橡胶衬里和涂覆
普通钢材制作、无需衬里
系统设计
根据烟气参数和排放浓度
只根据烟气参数
废水
能耗
占火电厂发电量2%
占火电厂发电量0.5-0.6%
适应pH值变化能力
控制系统
复杂
简单
腐蚀现象
严重
副产品
石膏
用于普通水泥和土壤改良剂或筑路

3 主要设备组成
密相塔烟气脱硫系统流程简单、设备少而且简单易操作,占用空间小,较湿法脱硫系统投资较少,而且具有很强的灵活性和适应性。
系统由主设备密相塔(即反应器)、加湿器、除尘器,和料仓、提升装置、链式传输机等辅助设备构成。
(1)密相塔:标准积木化设计,易于安装;使用普通的钢材制作;塔内部无需使用涂覆和橡胶衬里;压力损失小(小于400Pa);密相塔内的旋转装置使吸收剂与烟气充分接触;
(2)加湿器:为本系统专门设计;用于循环吸收剂的加湿活化;
(3)料仓:整个料仓是完全密闭的,其储存的吸收剂仅与干的压缩空气接触;内部没有结块;不需要保温;
(4)链式传输机:技术成熟,运行稳定;使用寿命长;维护量小 。


图2 密相塔
图3 加湿器
料仓

4 运行实例

电厂
Kaiserslautern
Sandreuth
燃料
无烟煤/长焰煤
烟煤
锅炉(/台)
2
2
燃烧能力(/MW)
14
28
125
反应器类型
水平反应器
竖直反应器
竖直反应器
进口烟气温度(℃)
125-145
110
157
出口烟气温度(℃)
100-115
78
85-100
烟气湿度%
5
5
6
SO2浓度(处理前/后)
1400/<300 mg/Nm3
1400/<300 mg/Nm3
1800/<90 mg/Nm3
Ca(OH)2消耗量(/1000Nm3/h)
1.5Kg
1.7 Kg
1.8 Kg
能耗(%)
0.5
0.6
0.6
压缩空气消耗量(/1000Nm3/h)
0.4m3
0.3 m3
0.4 m3

5 脱硫副产物成分
密相塔烟气脱硫的副产物可用于生产普通水泥和土壤的改良剂或筑路等。

副产物成分
含量(%)
副产物成分
含量(%)
CaSO4·2H2O
61.7
Fe2O3
1.7
CaSO3·1/2H2O
1.1
Na2O
0.5
CaCl2·4 H2O
1.3
K2O
0.3
Ca(OH)2
0.2
P2O5
0.5
CaCO3
21.9
Al2O3
1.3
CaO
SiO2
0.2
MgO
0.8
MnO

 

   
 
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