德國MF3000微波固體流量計在熱電廠脫硫工藝中的應(yīng)用

一、引言

國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，對電力的需求越來越大。我國電力構(gòu)成以煤電為主，因此煤炭消耗量及二氧化硫排放量也迅速增加。隨著我國環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的不斷完善，國家對二氧化硫排放提出更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，火電廠逐步采用脫硫措施已勢在必行，這將是今后一個時期內(nèi)的治理對象。

脫硫，是指將煤中的硫元素用鈣基等方法轉(zhuǎn)化為固體，防止燃燒時生成SO2污染環(huán)境和大氣。

二、脫硫種類

通過對國內(nèi)外脫硫技術(shù)以及國內(nèi)電力行業(yè)引進(jìn)脫硫工藝試點情況的分析研究，目前脫硫方法一般可劃分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫等3類。

其中燃燒后脫硫，又稱煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡稱FGD），在FGD技術(shù)中，按脫硫劑的種類劃分，可分為以下五種：以CaCO3(石灰石）為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機堿為基礎(chǔ)的有機堿法。普遍使用的技術(shù)是鈣法，所占比例在90%以上。下面就是以鈣法為例，詳細(xì)介紹石灰石粉在脫硫工藝中的應(yīng)用。

三、鈣法脫硫

石灰石——石膏法脫硫工藝是應(yīng)用較為廣泛的一種脫硫技術(shù)，日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。

它的工作原理是：將石灰石粉加水支撐漿液作為吸收劑泵吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定的飽和度后，結(jié)晶形成Ca（OH）2（二水石膏）。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送到石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。

四、工藝原理

將石灰粉磨制150目左右，用壓縮空氣噴射到爐內(nèi)溫度區(qū)，并使脫硫機石灰石粉與煙氣有良好的接觸和反應(yīng)時間，石灰石受熱分解成氧化鈣和二氧化碳，再與煙氣中二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鈣和亞硫酸鈣，最終被氧化成硫酸鈣。

五、流程控制必要性

系統(tǒng)包括一個石灰石粉倉，粉倉設(shè)置一個下料口，出口由一個氣力輸送系統(tǒng)輸送石灰石粉爐內(nèi)。物料通過石灰石粉倉下部的手動插板閥，進(jìn)入下料料倉。打開下料料倉的排料閥流入變頻調(diào)節(jié)的給料螺旋輸料機，利用壓縮空氣將物料吹送到鍋爐爐膛內(nèi)。MF3000微波固體流量計可通過系統(tǒng)軟件累積每小時的輸送量，也可以顯示管道內(nèi)的瞬時流量值，可校驗螺旋輸送機的實際輸送能力。

物料通過下料閥進(jìn)入下料倉，下料倉與螺旋輸送機的輸送氣聯(lián)通，料倉與輸送氣源壓力平衡，下料穩(wěn)定勻速。MF3000微波固體流量計安裝在進(jìn)入爐膛內(nèi)的管道上，實時檢測管道內(nèi)的瞬時流量值。如流量增大，系統(tǒng)軟件可通過輸出4-20mA來調(diào)節(jié)螺旋輸料機轉(zhuǎn)速，改變送料量，避免資源浪費。也可以通過軟件顯示累積流量值，也就是一天的實際送料量。因為鍋爐內(nèi)燃燒煤的含硫量不同，有大有小，如果一直都按一個流量值輸送石灰石粉，當(dāng)燃燒含硫量小的煤時，肯定有一部分石灰石粉起不到脫硫作用，浪費資源。降低石灰石粉的消耗量是保證脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運行的重要方面。

以一個年發(fā)電能力為200MW的電廠為例，一天的石灰石粉輸送量為2000t，一年的輸送量為730000t，目前石灰石粉價格約為170元/t，一年的總值為1.24億。通過安裝MF3000微波固體流量計實時監(jiān)測管內(nèi)石灰石粉流量，合理輸送石灰石粉，資源配置，優(yōu)化能源利用，提高石灰石粉的利用率，避免資源浪費，可節(jié)約石灰石粉用量約20%，每年為電廠節(jié)約成本約2480萬元，對于脫硫車間來說是一筆不小的成本。