合理并优化引入石灰石-石膏湿法脱硫技术至水泥行业,与同等处理废气的电厂湿法脱硫相比,投资下降超过30%且节能。
1、石灰石浆液制备系统
小于45μm石灰石粉(窑灰)送入到石灰石粉仓,再经叶轮给料机将石灰石粉卸到石灰石浆液箱中,加入工艺水配制成30%的石灰石浆液,最后经石灰石浆液泵送至吸收塔循环泵入口。本方案的石灰石粉采用水泥窑尾余热锅炉的回灰。
石灰石浆液制备系统全套包括:
(1)回灰输送机。用提升机把余热锅炉的回灰输送经送入石灰石粉仓,取灰点设在余热锅炉出灰输送机处。
(2)石灰石粉仓。石灰石粉仓仓体由碳钢制成,其容积为40m³,满足1d需要量。粉仓顶部设置单机收尘器,除尘器排放浓度小于30mg/Nm³。粉仓上设置料位计,出料口装有螺旋闸门。
(3)叶轮给料机。叶轮给料机用于输送石灰石粉至石灰石浆液箱。叶轮给料机采用变频调速,给料量能按要求调节以满足制浆要求。
(4)石灰石供浆系统。石灰石浆液箱的容积满足窑尾烟气脱硫系统2h的吸收剂用量,容积为8m³。石灰石浆液箱包括箱体及防腐、1台搅拌器和必要的连接管、进料出料、溢流和排水管,料位控制、检查孔及所有其他必要设施、法兰等。
石灰石浆液泵用于将石灰石浆液箱内吸收剂送往吸收塔循环泵入口,共设2台石灰石浆液泵,一用一备。
2、烟气系统
从窑尾废气排风机来的烟气由风管引至FGD系统。烟气经过脱硫烟气挡板后,进入吸收塔,与喷淋浆液逆流接触,烟气中的SO2被石灰石浆液吸收,烟气温度降低至饱和温度53℃。脱硫后的烟气经除雾器除去雾滴后,从风管经原烟囱排放到大气。
在脱硫塔出入口设置膨胀节,用于补偿烟道热膨胀或风载引起的位移。废气排风机需要增压改造,由于脱硫系统阻力<1100Pa,考虑20%储备系数,现行废气排风机需要增压1320Pa。
3、吸收及氧化系统
吸收氧化系统是石灰石-石膏法脱硫系统的核心,主要包括吸收塔、喷淋系统、除雾器、浆液循环泵、吸收塔搅拌器、冲洗系统及氧化曝气系统。
浆液从吸收塔底部储液段通过浆液循环泵送至吸收塔上部进行喷淋,与烟气逆流接触发生化学反应,吸收烟气中的SO2,反应生产的CaSO3在吸收塔底部循环浆液池内被氧化风机鼓入的氧化空气强氧化,在吸收塔搅拌器的作用下充分反应,同时防止塔内沉积,最终生成石膏。石膏浆液由石膏排放泵排出,送入副产品处理系统。
脱硫后的烟气通过除雾器除去携带水滴,两级除雾器采用屋脊式布置在吸收塔顶部,两级除雾器均用工艺水冲洗。冲洗过程通过程序控制自动完成。
吸收塔采用钢制塔体并加内衬防腐材料,吸收塔外设置供检修维护的平台和扶梯。吸收塔内配有三层喷淋层,每组喷淋层由母管、支管、喷嘴等组成,使浆液均匀覆盖吸收塔截面。
3层喷淋层设有3台浆液循环泵。运行的浆液循环泵数量可根据水泥窑尾废气中SO2变化和对吸收浆液数量的要求来确定,理论设计为:当吸收塔入口SO2浓度在1200mg/Nm³时,3层喷淋层全部运行;当吸收塔入口SO2浓度小于800mg/Nm³时,通过停运1层喷淋层可以有效地降低运行电耗,提高运行的经济性。
4、副产品处理系统
副产品处理系统包括两级,第一级为旋流器,第二级为真空皮带过滤机。
从吸收塔排出的石膏浆液通过泵送入旋流器浓缩,浓缩后的石膏浆液进入到真空皮带过滤机脱水后得到的石膏(含水率小于15%),并卸入石膏库存放待运。真空皮带过滤机的滤液与旋流器的溢流液全部返回系统中循环使用。