Huippuparranajon tiheys, aika ja syvyys lisääntyvät. Deep peak shaving ei vain testaa yksikön toiminnan luotettavuutta ja taloudellisuutta, vaan se vaikuttaa myös ympäristönsuojelulaitosten vakaaseen toimintaan ja saastepäästöjen noudattamiseen. Joustavuusmuunnosteknologian osalta on tehty paljon tutkimusta kattilasta, höyryturbiinista, apulaitteistoista, ohjausjärjestelmästä ja savukaasujen denitrifikaatiosta, mutta savukaasujen rikinpoistosta.
On hyvin vähän tutkimusta siitä, kuinka nopeasti sopeutua syvään parranajoon (etenkin nopeaan kuormituksen kasvuun) FGD-järjestelmässä. Aikaisemmin Kiinan hiilivoimaloiden savukaasujen rikinpoistolaitteistossa (FGD) käytettiin pääasiassa kalkkikiven/kipsin märkärikinpoistoprosessia, jossa absorbentti oli kalkkikiveä (joka koostui pääasiassa CaCO3:sta). Tämä rikinpoistolaite oli suhteellisen halpa ja sillä oli kunnollinen rikinpoistokapasiteetti, mutta sen alhaisen liukoisuuden ja heikon alkaliteetin vuoksi oli pullonkaula rikinpoistotehokkuuden parantamisessa edelleen tietyn tason saavuttamisen jälkeen.
Nykyinen kivihiilen tarjonta on yhä tiukempi ja kivihiililajit ovat monimutkaisia ja erilaisia. Korkearikkinen kivihiili (jäljempänä "korkearikkinen kivihiili") tai epätasainen hiilen sekoittuminen asettavat merkittäviä haasteita SO2-päästöille. Perinteisillä menetelmillä, kuten lietteen kiertovesipumppujen toiminnan optimointi, kiertopumppujen taajuuden säätäminen, absorptiotornilietteen pH-arvon säätely ja rikinpoistolisäaineiden käyttö nopeaan ja syvään säätöön, on riittämätön suorituskyky ja monia haittoja. Yksikön nopean ja toistuvan kuormituksen lisäysprosessin aikana FGD:n olemassa oleva suunnittelukapasiteetti ja vastenopeus eivät pysty vastaamaan kysyntään ja SO2-päästöpitoisuus (tässä artikkelissa SO2 "pitoisuus" tarkoittaa massapitoisuutta) ylittää usein standardin , joka aiheuttaa suuria paineita voimalaitokselle ja käyttöhenkilöstölle; Siksi on erittäin tarpeellista kehittää vastaavia uusia teknologioita tämän ongelman ratkaisemiseksi ja nykyisten FGD-järjestelmien sopeutumiskyvyn ja hätäapuvalmiuksien parantamiseksi. Tämä artikkeli ottaa esimerkkinä 600 MW:n yksikön ja suorittaa kokeita käyttämällä uudentyyppistä tehokasta rikinpoistoainetta (jäljempänä "uusi rikinpoistoaine") ratkaistakseen liiallisten SO2-päästöjen ongelman syvän parranajon aikana ja nopean kuormituksen kasvun aikana. yksikköä parantaen samalla FGD-järjestelmän mukautuvuutta rikkipitoiseen hiileen.
Uusi rikinpoistolaite ja sen rikinpoistoperiaate
Uusi rikinpoistoaine on kalsiumpohjainen absorbentti, joka koostuu pääasiassa erittäin hienosta Ca (OH) 2:sta. Se käyttää substraattina kalsiumia ja lisäaineina joitain alkalimetalleja ja karbonaatti-ioneja. Erilaisten toiminnallisten komponenttien aktivoinnin ja muuntamisen jälkeen se saavuttaa vahvan alkalisen suorituskyvyn ja pystyy absorboimaan tehokkaasti SO2:ta. Valmistusprosessi on seuraava: Huolellisesti valitut ja kalsinoidut erittäin puhtaat kalkkilohkot (joka koostuu pääosin CaO:sta) syötetään keittimeen syöttölaitteen avulla, ja vettä ja erityistä katalyyttiä lisätään kalkkilohkojen pilkkomiseksi kypsäksi kalkki Ca (OH) ) 2. Sitten monivaiheisen suodatuksen ja puhdistuksen jälkeen poistetaan epäpuhtaudet, kuten inertit liukenemattomat aineet, ja lopuksi Ca (OH) 2 -suspensio, jonka massaosuus on noin 25 % (joka sisältää pienen määrän emäksisiä liukenevia aineita, kuten esim. Alkuperäisen kalkin sisältämät Na2O ja MgO) saadaan. Uuden rikinpoistolaitteen hiukkaskoko on noin 200 nm analysoituna Malvernin laserhiukkaskokoanalysaattorilla. Tämän tuotteen pääindikaattorit ovat: maitomainen valkoinen neste, jonka kiinteä massaosuus on (25 ± 1) %; Happamien liukenemattomien aineiden massaosuus ei saa ylittää 0,3 %; pH-arvo on vähintään 13. Verrattuna markkinoilla olevaan tavalliseen hydratoituun kalkkijauheeseen tällä tuotteella on korkea puhtaus, pieni hienous ja korkea reaktiivisuus, mutta kustannusero ei ole merkittävä.
Uuden rikinpoistolaitteen SO2:n absorption kokonaisreaktioyhtälö on
Voidaan nähdä, että Ca (OH) 2:n ja kalkkikiven absorboivan SO2:n reaktio on periaatteessa sama, ja myös sivutuotteet ovat samat. Siksi uuden rikinpoistolaitteen lisäämisellä ei ole haitallisia vaikutuksia olemassa olevan kalkkikivi/kipsi märkäsavukaasujen rikinpoistojärjestelmän toimintaan. Uuden rikinpoistolaitteen edut ovat seuraavat:
a) SO2 on hapan oksidi, ja uusi rikinpoistoaine Ca (OH) 2 on vahvasti emäksinen. Siksi, kun nämä kaksi kohtaavat, tapahtuu voimakas ja peruuttamaton happo-emäsneutralointireaktio, jolla on paljon suurempi reaktionopeus ja aktiivisuus kuin sarja heikkojen happojen ja heikkojen alkalisuolareaktioita kalkkikiven ja SO2:n välillä; Siksi uuden rikinpoistoaineen reaktionopeus ja pinta-aktiivisuus ovat paljon korkeammat kuin tavanomaisen imukykyisen kalkkikiven.
b)Uuden rikinpoistolaitteen hiukkaskoko on suhteellisen väkevä, pääasiassa noin 200 nm. Verrattuna tavanomaiseen kalkkikivijauheeseen (hiukkaskoko alle 44 μm), hiukkaskokoero näiden kahden välillä on yli 200-kertainen; Siksi uudella rikinpoistolaitteella on suurempi ominaispinta-ala, korkeampi reaktiivisuus ja se voi reagoida täysin ja nopeasti SO2:n kanssa ilman jäännöstä. Kalkkikiven pienen pinta-alan, heikon alkalisuola CaCO3:n, kalkkikiven noin 10 % epäpuhtauksien ja kuulamyllyjen toimintaprosessin vuoksi 10-20 % kalkkikivijauheesta ei reagoi ja jää absorptiotorniin aiheuttaen sedimentaatiota ja jopa skaalautuu tornin sisällä.
c)Uusi rikinpoistoaine on vahva alkali ja CaCO3 on heikko alkalisuola. Ensimmäisellä on paljon suurempi vaikutus ja nopeus absorptiotornilietteen pH-arvon parantamisessa kuin jälkimmäisellä; Siksi uusi rikinpoistoaine voi nopeasti nostaa absorptiotornilietteen pH-arvoa ja parantaa absorptiotornin rikinpoistovaikutusta.
d)Uudella rikinpoistolaitteella on suuri pinta-ala ja voimakas aktiivisuus, joten lietteen laatuun vaikuttavat epäpuhtaudet kuten lentotuhka ja kalkkikivi sekä kloridi-ionit eivät voi vaikuttaa lietteen reaktioon. Sillä on hyvä hallintovaikutus epäpuhtauksien pilaamaan lietteeseen.
e) Uuden rikinpoistolaitteen kovuus on paljon pienempi kuin kalkkikiven ja Ca (OH) 2 on vahva alkali, joka vähentää FGD-järjestelmän laitteiden ja putkistojen kulumista, tukkeutumista ja happokorroosiota. Se voi parantaa laitteiden ja putkistojen käyttöikää ja vähentää laitteiden huoltoa.
