石灰石石膏法脫硫技術中干磨制漿系統(tǒng)設計探討

1、石灰石石膏法脫硫技術中干磨制漿系統(tǒng)設計探討本篇文章來源于中國脫硫脫硝資訊網(wǎng)原文鏈接：王正華 張力湖南省電力勘測設計院摘要：干磨制漿系統(tǒng)因投資少，無腐蝕等問題，在火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)得到越來越多的應用。本文就干磨制漿系統(tǒng)的設計方案進行了分析，認為干磨系統(tǒng)設計中應進行系統(tǒng)優(yōu)化選型并采取措施防治二次污染及降低石灰石表面含水率以及選取合適的石灰石供應點等問題，分析的結果為火電廠采用干磨制漿系統(tǒng)時提供一定的指導。關鍵詞：脫硫，干磨1. 引言隨著我國在脫硫方面環(huán)保力度的增加以及脫硫裝置國產(chǎn)化的深入，石灰石石膏法脫硫技術將繼續(xù)成為我國煙氣脫硫工藝的主流1 。石灰石石膏濕法脫硫工藝常常采用廉價的石灰石作為脫硫吸

2、收劑，由于石灰石的品質對脫硫效果及石膏的銷售有直接的影響，同時石灰石漿液制備系統(tǒng)的合理化設計不僅直接影響電廠脫硫裝置的初始投資和運行成本，而且如果考慮不當會對電廠附近區(qū)域造成二次污染。因此石灰石石膏法煙氣脫硫中石灰石漿液制備系統(tǒng)的設計常常成為脫硫系統(tǒng)設計方案中的焦點。石灰石作為吸收劑的制備和供應一般有三種方式：采用干式磨制粉、加水制漿（干式粉磨車間可建在電廠內，也可建在電廠外、礦山附近）；采用濕式球磨機直接制漿；采購石灰石粉成品運至電廠，在廠內加水制漿。由于目前地區(qū)性石灰石供應情況不同，特別是煙氣脫硫在地區(qū)內沒有形成規(guī)模化的情況下，直接供應粒徑小于20mm 的石灰石顆粒一般沒有問題，但較細的石

3、灰石粉（如粒徑小于60 am）的生產(chǎn)廠家基本很少。同時外購石灰石粉的供應和價格直接影響到脫硫裝置的運行，相關文獻2對夏港4 X 135MW機組電廠煙氣脫硫裝置的制粉系統(tǒng)做過分析比較，結論為:當外購成品石灰石粉的到廠價（含稅）低于113.6元/t時。外購成品石灰石粉方案優(yōu)于干法制備方案；當外購成品石灰石粉的到廠價（含稅）低于 121.8 元 t 時 ,外購成品石灰石粉方案將優(yōu)于濕法制備方案。由于目前外購成品石灰石粉價格普遍較高（如湖南在180 元 t 左右），因此外購成品石灰石粉方案目前設計中應用較少，前兩種方式應用較多。字串1從表1中可以看出干磨制漿方案相對濕磨制漿方案具有一定的優(yōu)勢，因此在煙

4、氣脫硫推廣中選擇干磨制漿方案的火電廠越來越多，如杭州半山、山西太原、重慶珞璜、廣東粵連、湘潭電廠等。由于我國從脫硫技術的引進到近期煙氣脫硫在全國性推廣，濕磨制漿方式占主導地位，因此很多火電廠對干磨制漿方案缺乏一定的了解，在選擇吸收劑制備方案上往往難以根據(jù)自身的情況進行選擇?；诖吮疚膶Ω赡ブ茲{系統(tǒng)設計方案進行了分析，為火電廠進行合理化選擇吸收劑制備系統(tǒng)提供一定的參考。2. 干磨制漿制備方案我國很多地區(qū)特別是中部和南方地區(qū)的電廠周圍一般有豐富的石灰石礦山，具有在石灰石礦山附近建設干磨制粉廠的條件；加上我國很多電廠在主體工程建設時沒有預留脫硫場地的空間，即使預留了一定的空間，還要考慮今后新建設項目

5、的場地，如脫硝裝置等；另外廠內自建干磨車間易造成粉塵和噪音污染問題，因此在廠外建設干磨車間、場內制漿方案常常成為許多火電廠的首選。2.1 干磨制漿系統(tǒng)設計圖 1 和圖 2 分別給出臥式磨和立式磨系統(tǒng)流程示意圖。開采的石灰石通過卸料機械卸到石灰石堆場上堆放。堆場的堆放點和設計儲存量應根據(jù)實際情況進行合理化設計。如果石灰石供應點距離磨制車間較近，可以直接將石灰石卸到卸料斗或設計1 天左右儲存量的堆料廠，石灰石供應點距離磨制車間較遠（1 公里以上），一般易在卸料斗附近設置堆場，設計儲存量約為全廠脫硫系統(tǒng)3-5 天的石灰石耗量較為適宜。堆場上儲存的石灰石塊料經(jīng)輸送機械送到堆場附近的卸料斗中，然后進入吸

6、收劑制備系統(tǒng)，進行粉磨。干磨制粉車間從石灰石卸料斗開始，并包括卸料斗。直徑不大于20mm 的石灰石塊料，經(jīng)卸料斗、皮帶輸送機、斗式提料機送至石灰石塊倉，石灰石塊倉設計容量應按全廠的FGD 裝置所需1-3 天的石灰石耗量設計，石灰石塊倉下設計兩個下料口，分別設置一臺皮帶稱重給料機，可通過變頻電機調節(jié)皮帶行走速度改變給料量，實現(xiàn)定量給料自動控制。字串 2石灰石塊料由皮帶秤重給料機送入干磨機。符合細度要求的粉料經(jīng)輸送設備進入粉倉內儲存。石灰石粉倉設計容量按全廠的 FGD 裝置所需3-5 天石灰石耗量設計，考慮電廠石灰石粉的運行方式，易設置兩個粉倉，不僅可以降低石灰石粉倉的尺寸和高度，同時有利于石灰石

7、粉的裝車。磨制好的石灰石粉用密封罐車運至電廠的石灰石儲倉，石灰石粉分別進入石灰石漿罐分別進行制漿，每個石灰石粉倉設計 1-2 個下料口，每個下料口設置一個變頻旋轉給料閥和一個皮帶稱重給料機，以達到控制制漿的目的。電廠內的石灰石漿液制備的設計方式可以采用三種方式：1） 設一座石灰石儲倉母倉（儲量可按全廠的FGD 裝置所需約3 天的石灰石耗量設計）和各機組脫硫所需的石灰石儲倉子倉 （儲量可按對應的FGD 裝置所需約1 天的石灰石耗量設計）。 母倉內的石灰石粉經(jīng)氣力輸送到石灰石儲倉子倉，就地制漿，制備的漿液供應相對應的脫硫裝置。2） 設各機組脫硫所需的石灰石儲倉子倉（儲量可按對應的FGD 裝置所需約

8、3 天的石灰石耗量設計），就地制漿，制備的漿液供應相對應的脫硫裝置。3） 只設石灰石儲倉母倉（儲量可按全廠的FGD 裝置所需3-5 天石灰石耗量設計）。就地制漿，制備的漿液供應全廠的脫硫裝置。第一種方式所需場地較大，但具有相對較好的靈活性，特別是對于多臺機組的火電廠易優(yōu)先考慮；第二種方式中各脫硫裝置相對獨立，提高了石灰石粉額運輸成本，互補性相對差，但省去了母倉的脫硫場地，一般在單臺機組火電廠或火電廠內機組投資方相對獨立的火電廠適宜推廣；第三種方式最省場地，適宜于單臺機組的火電廠。在多套脫硫裝置的設計中此方案適宜用在脫硫裝置比較集中的電廠，在相距較遠的情況下供漿距離較長，同時缺少靈活性，一般不推

9、薦此種方式。字串 92.2 干磨制粉系統(tǒng)設計中常見問題分析從表 1 中可以看出干磨制粉系統(tǒng)雖然具有投資低、系統(tǒng)腐蝕小等優(yōu)點，但具有磨損大、粉塵污染以及對石灰石水份較敏感等問題，因此在干磨制粉系統(tǒng)的設計中針對這些問題采取合理的設備選型及優(yōu)化設計尤為重要。.2.1 干磨系統(tǒng)的優(yōu)化選型干式磨粉系統(tǒng)一般分成臥式鋼球磨系統(tǒng)和立式輥磨系統(tǒng)（兩種磨機系統(tǒng)的流程示意圖見圖1、圖2）。2.2.1 干磨系統(tǒng)的優(yōu)化選型干式磨粉系統(tǒng)一般分成臥式鋼球磨系統(tǒng)和立式輥磨系統(tǒng)（兩種磨機系統(tǒng)的流程示意圖見圖1、圖2）。圖 1 臥式筒磨系統(tǒng)圖：圖 2 立式輥磨系統(tǒng)圖：） 臥式球磨系統(tǒng)的工作原理如下：球磨機的主體是一個水平裝在兩個

10、大型軸承上的低速回轉的筒體3 。 球磨機由電動機通過減速機及周邊大齒輪減速傳動，或由低轉速同步電機直接通過周邊大齒輪減速傳動，驅動回轉部回轉。筒體內部裝有適當?shù)哪サV介質鋼球或鋼段。磨礦介質在離心力和磨擦力的作用下，被提升到一定的高度，呈拋落或泄落狀態(tài)落下。被磨制的物料由給料口連續(xù)地進入筒體內部，被運動的磨礦介質所粉碎，并通過溢流和連續(xù)給料的力量將產(chǎn)品排出機外。然后經(jīng)高效選粉機，符合粒徑要求的成品粉氣進入袋式收塵器，在袋式收塵器中將成品粉收集下來。而自選粉機分離出來的大顆粒仍送回至磨機入口進行碾磨。臥式筒磨系統(tǒng)圖如圖1 所示。字串 52） 立式輥磨系統(tǒng)的工作原理如下：電動機通過減速機帶動磨盤轉動

11、，物料從進料口落在磨盤中央，同時熱風從進風口進入磨內，在離心力的作用下，物料向磨盤邊緣移動，經(jīng)過磨盤上的環(huán)形槽時受到磨輥的碾壓而粉碎，粉碎后的物料在磨盤邊緣被風環(huán)處高速氣流帶起，大顆粒直接落到磨盤上重新粉磨，氣流中的物料經(jīng)過分離器時，在旋轉轉子的作用下，粗粉落到磨盤重新粉磨，合格細粉隨氣流一起出磨，在收塵裝置中收集，即為產(chǎn)品。含有水分的物料在與熱氣體的接觸過程中被烘干，達到所要求的產(chǎn)品水分。立式輥磨系統(tǒng)圖如圖2 所示。表 2 給出了臥式筒磨系統(tǒng)和立式輥磨系統(tǒng)的比較。從表2 可以看出立磨系統(tǒng)與臥式球磨系統(tǒng)有著明顯的優(yōu)勢。電廠在選擇方案時可以根據(jù)當年的價格性能比進行合理選擇。表 2 臥式筒磨系統(tǒng)和

12、立式輥磨系統(tǒng)的比較.2.2 防治粉塵污染的設計方案干磨制粉由于設備泄漏常常會造成周圍環(huán)境的粉塵污染，在設計中應采取有效措施，控制粉塵的污染。這些措施包括：1) 整個系統(tǒng)按負壓設計；2) 所有卸料點都設置袋式收塵器負壓排風除塵；3) 石灰石塊倉和石灰石粉倉頂部都設置倉頂袋收塵器，磨內通風和選粉機采用氣箱脈沖袋式收塵器；所有除塵器濾袋采用聚四氟乙烯覆膜濾料，保證排出氣體含塵濃度小于50mg/m3 (標態(tài))；4) 輸送設備采用密閉的管式螺旋輸送機；5) 為了防止干粉制漿時，含粉氣體的漏出，在石灰石漿罐頂部設置了一個帶有水封的漿罐排氣裝置，有效地控制含粉氣體的逸出。2.2.3 降低石灰石表面含水率的設

13、計方案一般情況下, 礦山開采時石灰石的含水率(指石灰石表面水的相對含水量)較低，一般在0.3-0.4%之間。但由于運輸過程中石灰石受潮以及少量的粘土摻入, 會使石灰石含水率略有增加，在石灰石運到堆場前的運輸和儲存過程中受到雨淋 , 加上混有大量泥沙時, 石灰石表面的含水率會大大增加。此時, 磨機內由于含水率的增高(超過3%)，會出現(xiàn)糊球現(xiàn)象，影響石灰石干磨系統(tǒng)正常運行。因此在設計中因采取措施降低石灰石表面含水率，一般方案為：1) 石灰石堆場上建防雨棚, 將石灰石堆放幾天, 使之自然晾干, 取料時采用干濕場地, 輪流取料, 以減少石灰石表面含水率；字串 22) 采用烘干加粉磨的磨機，這種磨機的磨

14、頭部位設置一個烘干倉，可引入熱風, 使揚起的物料與熱風充分接觸，達到烘干物料的目的。2.2.4 其它在采用干磨制漿設計方案時，還要充分認識到干磨制漿系統(tǒng)和濕磨制漿系統(tǒng)的不同，應充分綜合電廠自身情況和外部條件進行合理化設計，如石灰石供應點的選取。廠外干磨車間建設涉及面比濕磨系統(tǒng)多，如石灰石貯量、品質、征地、運輸路線以及用水用電和生產(chǎn)管理等因素都直接影響到初始投資和運行成本。特別是對于多臺機組運行的電廠在煙氣脫硫裝置建設投運有先后時，采用干磨制漿設計方案時更要統(tǒng)籌考慮。3. 總結干磨制漿系統(tǒng)相對濕磨制漿系統(tǒng)有投資低、系統(tǒng)無腐蝕等優(yōu)點，在煙氣脫硫技術推廣中將會占有越來越多的市場，因此火電廠應對脫硫裝置中干磨制漿系統(tǒng)進行充分的了解，本文對干磨制漿系統(tǒng)和一些常見問題進行了分析，認為干磨制漿系統(tǒng)應合理化設計，特別是設計中要進