德國MF3000微波固體流量計在熱電廠脫硫工藝中的應用

一、引言

國民經濟的持續增長，對電力的需求越來越大。我國電力構成以煤電為主，因此煤炭消耗量及二氧化硫排放量也迅速增加。隨著我國環保事業的不斷發展和環保法規的不斷完善，國家對二氧化硫排放提出更加嚴格的標準，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的治理對象。

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

二、脫硫種類

通過對國內外脫硫技術以及國內電力行業引進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）為基礎的鈣法，以MgO為基礎的鎂法，以Na2SO3為基礎的鈉法，以NH3為基礎的氨法，以有機堿為基礎的有機堿法。普遍使用的技術是鈣法，所占比例在90%以上。下面就是以鈣法為例，詳細介紹石灰石粉在脫硫工藝中的應用。

三、鈣法脫硫

石灰石——石膏法脫硫工藝是應用較為廣泛的一種脫硫技術，日本、德國、美國的火力發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行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定的飽和度后，結晶形成Ca（OH）2（二水石膏）。經吸收塔排出的石膏漿液經濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機送到石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經過除霧器除去霧滴，再經過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內吸收劑漿液通過循環泵反復循環與煙氣接觸，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溫度區，并使脫硫機石灰石粉與煙氣有良好的接觸和反應時間，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

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

物料通過下料閥進入下料倉，下料倉與螺旋輸送機的輸送氣聯通，料倉與輸送氣源壓力平衡，下料穩定勻速。MF3000微波固體流量計安裝在進入爐膛內的管道上，實時檢測管道內的瞬時流量值。如流量增大，系統軟件可通過輸出4-20mA來調節螺旋輸料機轉速，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經濟運行的重要方面。

以一個年發電能力為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測管內石灰石粉流量，合理輸送石灰石粉，資源配置，優化能源利用，提高石灰石粉的利用率，避免資源浪費，可節約石灰石粉用量約20%，每年為電廠節約成本約2480萬元，對于脫硫車間來說是一筆不小的成本。