煙道氣脫硫技術的改進研究
為改進現(xiàn)有的煙道氣脫硫技術,目前正在多個領域展開研究工作。其中許多研究工作集中在石灰石/石膏和其它濕法洗滌煙道氣脫硫技術上,因為這些技術是世界上最常用的煙道氣脫硫技術。改進的具體方面包括更高的脫硫效率,更低的投資和生產(chǎn)成本,以及更好的可靠性。
煙道氣脫硫技術的最顯著改進之一是吸收器規(guī)格的增大。一臺鍋爐有多臺洗滌器曾經(jīng)很常見,部分作為備用。使用較大規(guī)格的煙道氣脫硫裝置進行的試驗,以及對煙道氣脫硫設備高可靠性的信任,使煙道氣脫硫設備供應商有信心第一次提議,即使最大型的設備(功率最高達1000MWe),也采用單個吸收器。并在最近,安裝了一臺同時服務于兩臺大型鍋爐(約400MWe)的煙道氣脫硫裝置。以這種方式增大設備規(guī)格,大大降低了總投資成本,因為一臺吸收器一般比兩臺一半出力的吸收器便宜;鋼鐵等用量要少得多,裝配作業(yè)也會減少。
通過增大氣流速度并及這一流速通過吸收器,也會降低成本。其結果是,同樣的氣體流速,吸收器規(guī)格更?。ㄒ簿透畋阋耍?。到目前為止,3m/s的設計流速已很平常,此外4m/s的設計流速目前正在被采用,同時也在考慮4.5m/s的可能性。隨著對洗滌器和沉淀槽工藝的更深入認識,洗滌器可設計成具有更短的氣體和顆粒停留時間,因而也正在研究減少吸收塔高度。
吸收塔中氣體和液體流動的空氣氣體動力模擬和計量流體動力學模擬,被證明對于確保氣/液更好接觸和提高傳質(zhì)速度是非常重要。這有助于研制更好的噴嘴、接觸器設計和除塵器。石灰石石膏法煙道氣脫硫技術的進一步改進,是采用高濃度的石灰石漿。這能使質(zhì)量交換更好,同時隨著泵入的液體或稀漿量的減少,也能減少運行成本。
在最近30年中,隨著工藝的改進,主要設備元件都已有了很大的發(fā)展。其中包括鼓風機規(guī)格更大,向軸流式結構發(fā)展,而不是離心式。在鍋爐負荷減小時,這些鼓風機只需要很小的動力。更大和更高效率的鼓風機的研制,將有利于大型的吸收器的開發(fā)和應用。氣/氣交換器是另一個研究領域。雙液體加熱器(或低損失熱交換器)的采用,減少了煙道氣通道中凈化氣未處間的氣體泄露量。
抗腐蝕材料的進一步開發(fā)仍在繼續(xù)。一些性提高的或更低成本的合金已開始進入市場,并已經(jīng)開發(fā)出了夾有云母而不是玻璃簿片的乙烯酯樹脂,這種樹脂能夠耐受更高的煙道氣溫度。玻璃增強纖維(GRP)管的尺寸已經(jīng)提高到了可以用于制造功率為80Mwe左右或更大尺寸的小型吸收器。可以預計,玻璃增強纖維洗滌器將會得到更廣泛的應用,在許多情況下,玻璃增強纖維洗滌器比金屬吸收器具有更低的成本,更強的抗腐蝕和抗老化性,更易維護。
需要提高材料性能的一個領域是煙道氣脫硫循環(huán)泵。在一定的操作條件下,煙道氣脫硫循環(huán)泵的使用壽命相對較短。橡膠內(nèi)襯可能會因與固體物接觸而受到損壞,金屬殼和金屬葉輪可能會受到腐蝕和因加熱而破裂,尤其在高氯化物環(huán)境中。
隨著煙道氣脫硫設備設計的改進和環(huán)境標準變得更加苛刻,需要提高老設備和設計不夠完美的設備的性能。許多主要煙道氣脫硫設備供應商已經(jīng)在從事這方面的工作,例如,安裝塔盤或改進噴嘴集管方式,提高噴嘴性能或采用更好的填料。未來,這種對老設備進行改進的需求將保持穩(wěn)定,其中包括雙開口式空心錐噴嘴、以及增加石灰石裝填量、更細研磨和/或有機添加物等最新的技術創(chuàng)新,雙開口式空心錐噴嘴能提供并流式洗滌。
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