NID干法烟气脱硫技术
本文由 马后炮化工论坛 转载自互联网没有帐号？ NID（NovelIntegrated Desulphurization ）干法烟气脱硫技术是ALSTOM公司在其120套半干法脱硫装置的基础上创造性开发的新一代的烟气干法脱硫技术，它借鉴了半干法技术的脱硫原理，又克服了此种技术使用制浆系统而产生的弊端。因此具有投资低、设备紧凑的特点，适用于300MW及以下机组。科林环保工程有限责任公司和ALSTOM公司合作，使用NID技术承担中国烟气脱硫工程项目。 基本原理 NID工艺是采用干的石灰（CaO）或熟石灰Ca(OH)2及含有一定碱性的飞灰作为吸收剂，CaO在一个专利设计的消化器中加水消化成Ca(OH)2,然后与除尘器及机械预除尘器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从2%增加到5%，然后含钙循环灰以流化风为动力借助烟道负压的引力导向进入反应器。 在任何干法FGD工艺中所要控制的主要参数是反应区间（例如反应器及后面的集灰装置里）的烟气湿度。在相对湿度为40~50%的情况下，活性熟石灰及易吸收SO2。通过向烟气内喷水来增加烟气的相对湿度。传统的干法FGD工艺是将水或水和石灰配制成的35~50%浆液喷入烟气中。NID技术是将同样的水加入烟气中，但分配到灰粒子表面的水仅为几个百分点。含5%水份的循环灰由于有极好的流动性，省去了复杂的制浆系统，克服了普通半干法活化反应器中可能出现的粘壁问题。 也正因为如此，循环吸收剂的量比传统的干法FGD工艺要大得多。这意味着可获得的蒸发表面积非常大，加入烟气中灰的干燥时间可以被缩短，使采用小的反应器成为可能。事实上，NID的反应器比建立在喷雾干燥技术上的传统干法烟气脱硫系统反应器的尺寸小很多，其结果是烟气的相对湿度充分增加，进而提高了在典型的干法FGD操作温度下或高于饱和度下15~20℃的石灰吸收SO2的活性。实际操作温度在65~75℃范围内。这是较好的脱硫工况，一方面有利于SO2分子的溶解并离子化，另一方面使脱硫剂表面的液膜变薄，减少了SO2分子在气膜中扩散的传质阻力，加快了SO2的传质扩散速度，同时由于有大量的灰循环，未反应的Ca(OH)2进一步参与循环脱硫，所以反应器中Ca(OH)2的浓度很高，反应器中有效Ca/S比很大，且加水消化制得的新鲜Ca(OH)2具有很高的活性，这样可以弥补反应时间的不足，能保证1秒左右的时间内完成化学反应。由于脱硫剂是不断循环的，脱硫剂的有效利用率达95%以上，故而脱硫剂的消耗接近于理论耗量。最终产物则部分流入终产物仓，由气力输送装置外送去灰库，脱硫灰广泛用作水泥混合材、缓凝剂、筑路等，实践证明其具有很高的综合利用价值。 工艺过程 从锅炉的空气预热器出来的烟气，经反应器底部进入反应器，和均匀混合在增湿循环灰中的吸收剂发生反应。在降温和增湿的条件下，烟气中的SO2与吸收剂反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。反应后的烟气携带大量的干燥固体颗粒进入二级电除尘器，经过反应、干燥的循环灰被除尘器从烟气中分离出来，由输送设备再输送给混合器，同时也向混合器加入消化过的石灰，经过增湿及混合搅拌进行再次循环，循环倍率达到130。洁净后的烟气在露点温度15℃以上，无须再热，经过引风机排入烟囱。 锅炉 烟气 水 电除尘器或布袋除尘器 增湿消化器 引风机 NID烟气循环流化床脱硫技术工艺原理图 氧化钙 CaO 工艺特点 1）NID技术采用生石灰（CaO）的消化及灰循环增湿的一体化设计，保证新鲜消化的高质量消石灰 立刻投入循环脱硫反应。 2）利用循环灰携带水分，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，在极短的时间内形成温度和湿度适合的理想反应环境。同时也克服了传统半干法脱硫反应器中可能出现的粘壁问题。 3）由于建立理想反应环境的时间减少，使得总反应时间大大降低成为可能，可有效地降低脱硫反应器高度。 4）烟气在反应器中高速流动，整个装置结构紧凑、体积小、运行可靠。装置的负荷适应性好。 5）脱硫副产物为干态，系统无污水产生。终产物流动性好，适宜用气力输送。脱硫后烟气不必再加热，可直接排放。 6）对所须吸收剂要求不高，可广泛取得；循环灰的循环倍率可达30~150倍。 7）通过减小吸收塔的尺寸和占地面积降低以及避免采用复杂的（昂贵的）消化制备系统，大大降低了初投资和运行费用。 8）脱硫效率高，脱硫效率可达90%以上。 反应机理 l CaO+H2O→Ca(OH)2 l Ca(OH)2+SO2→CaSO3•1/2H2O+1/2H2O l Ca(OH)2+SO3→CaSO4+H2O l CaSO3•1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4•2H2O l Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O l Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O l Ca(OH)2+2HF→CaF2+2H2O 主要控制回路 控制系统通过调节混合器加入水量的多少来保证反应器中反应的温度及恒定的烟气出口温度，同时对进出口烟气量连续监测，进口、出口SO2的浓度和烟气流量决定了系统吸收剂的加入量。循环脱硫灰在除尘器的灰斗中得到收集，当高于灰斗最大的料面时，通过溢流方式排出。由于排出的脱硫灰含水率只有2%左右，流动性好，适宜采用气力输送装置外送，也可用水力冲灰或汽车运输等方式送至灰场。 技术经济指标 •钙硫比（Ca/S） <1.4 •物料循环次数 30—150 •脱硫效率 >90% •SO3脱除效率 >99% •除尘效率 >99.9% •系统可利用率 >98% 工程应用 从1996年在波兰的Laziska电厂2125MW机组上成功的运行开始，NID技术已在世界范围被广泛的应用。目前在建的大型机组有美国的两个项目、三台机组：Seward和Gilbert电厂的3台250MW机组。
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