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喷钙脱硫中石灰石粉气力输送方式选择

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在干法脱硫石灰石粉气力输送系统中,影响干法脱硫技术的因素有很多,包括石灰石性能和石灰石颗粒直径等,以及脱硫剂的气力输送方式,气力输送中的问题,如透气性差和保气性差引起的不易流化等,都会产生影响,本文提出解决办法和输送设计方案,针对石灰石粉特殊特性和复杂气固两相流场,提出了解决方案,为更好地设计喷钙脱硫中石灰石粉气力输送系统提供参考。由于物料的特性不尽相同,脱硫效果也不尽一致,因此既要掌握脱硫原理,又要充分掌握这些物料的有关特性,并有针对性地采用与之相适应的气力输送工艺技术来实现稳定地输送就显得尤为重要。

脱硫剂石灰石粉选择
根据脱硫工艺要求,对脱硫剂的粒径、含水率等方面有较高的要求,但对于作为脱硫剂主要原料的石灰石来讲,外购来的碳酸钙粉粒料和电厂自购石灰石再用破碎机、磨机加工成粉粒料的情况也不尽相同。另外碳酸钙输送特性(比如安息角、悬浮速度等等)受含水率的影响很大。所以不能把某一种型式的气力输送装置去盲目地输送各种具有不同物料特性的石灰石粉粒料。大部分电厂由于没有上完善的石灰石粉制备系统,外购方式较多,有的还采用石料厂的下脚料,因此石灰石粉的颗粒结构复杂,特性区别很大,含水率不一,这就给后续的气力输送带来了很大的困难。

石灰石粉的特性
根据脱硫工艺要求,一般电厂所要求的石灰石粉粒度粒径约为1mm以下,小的粒径不小于120μm,堆积密度0.9~1.1t/m3,安息角0~34°,含水率小于3%;但由于条件的限制或实际使用的石灰石粉颗粒分布在2.5mm~30μm,离散性较大,多被称为“石灰石粉粒料”。由于外购的石灰石块会遭雨淋,所以经过破碎后的石灰石粉粒料的堆积密度可达1.6~2.0t/m3。

石灰石粉气力输送方式选择
石灰石粉的气力输送要保证连续均匀的进料才能确保脱硫效果,因此采用低正压、全密封输送较为理想,同时外界物质不能进入管内,因此不会引起所需物料性质的任何改变,这就是新型连续气力输送装置料封泵,动力气源一般采用罗茨风机,不需设立净化系统,只对气量和压力有一定的要求,可使用独立气源或工程中常用的空压站气源(集中气源)。料封泵的泵体结构简单,无常规气力输送工艺中阀门的频繁动作,设备故障率大大降低。由料封泵组成的气力输送系统,一般设备数量和种类都较少,使得整个系统简洁可靠。料封泵是利用气力压差原理与喷射流技术、流态化技术相结合,充分吸收现代气力输送的理论,针对喷钙脱硫中石灰石粉气力输送工艺系统中,大量要求连续输送的方式而开发的专用设备。

工程实际应用效果及结论
在多个电厂的实际应用中发现,不规则宽粒径石灰石粉采用密相仓泵输送技术时,容易出现堵管和输送时间长等问题,规则的粉料相对问题少的多。由于粉粒混合料具有透气性差和不易流化的特性,且安息角小,因此仓泵的料不宜加的太多,应设置涡流装置强制充气排料,否则容易在泵体内堆积,设计采用密相输送,但长距离输送综合计算,其耗气量也不少,主要管道占用过多的压缩气体。石灰石颗粒密度较大,水平管道及弯头部分应设置补气装置,或采用外加旁通气路,避免大颗粒沉积以及累积堵料;当量距离在250~300m的输送宜采用罗茨风机和旋转阀稀相输送料封泵方式,可靠性高,操作性好,控制点少,故障率低;在实际应用中应注意:1)使用颗粒均匀规则的料;2)控制水分;3)避免过长的水平管道,如不可避免应加装补气装置;4)破碎机破碎的石灰石粉和球磨机生产的输送料特性不一样;5)不同气象条件和不同的管道布置,影响系统的正常运行;6)粉粒混合类大比重料适合稀相输送。

其中不规则宽粒径石灰石粉粒料气力输送属于气固双相流技术范畴,由于它的复杂性和不确定性因素很多,目前各国均无法建立起完整的数学模型和完全量化的理论来对它进行精确的界定,而只能采用半定性、半定量的方法框范之,即采用对物料特性加以分析,确定合适的输送模式,并进行实际试验,将结果以及经验数据汇总、结合起来,加以研究与分析,从而最终确定管道气力输送工艺。根据实际条件具体分析,是气力输送所必须遵循的基本原则。

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