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當(dāng)今世界上的脫硫技術(shù)主要有干法和濕法兩大類，但濕法投資昂貴，運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用較高，系統(tǒng)復(fù)雜，推廣受到一定限制。目前，環(huán)保形勢(shì)越來越嚴(yán)峻，許多國家都在致力于開發(fā)既經(jīng)濟(jì)又高效的半干法脫硫技術(shù)，NID技術(shù)就是其中的一種，NID是ALSTOM公司從八十年代初就致力于開發(fā)的新穎脫硫技術(shù)，該工藝由于具有投資低、占用空間小、脫硫效率高、設(shè)備簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)，且原料消耗和能耗都比其他方法有大幅度下降。我公司承建的巨化脫硫工程即采用了從ALSTOM公司引進(jìn)的NID技術(shù)，該項(xiàng)目自2001年投運(yùn)以來，已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行2年多，在運(yùn)行過程中，脫硫效率和粉塵排放濃度等指標(biāo)均達(dá)到或超過設(shè)計(jì)要求，并在2002年3月份通過國家鑒定。這說明NID技術(shù)有較好的操作性和煤種適應(yīng)性，裝置穩(wěn)定性也較高。該技術(shù)在國內(nèi)外都取得了較好的業(yè)績(jī)（國內(nèi)業(yè)績(jī)見菲達(dá)脫硫工程業(yè)績(jī)表），至今全世界已經(jīng)有幾十套NID裝置在運(yùn)行，這充分體現(xiàn)了NID技術(shù)的廣闊前景。
NID工藝的原理為利用干CaO粉或熟石灰粉Ca(OH)2吸收煙氣中的SO2，反應(yīng)式為：
CaO + H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + SO2 → CaSO3·1/2H2O + 1/2H2O
CaSO3·1/2H2O + 1/2O2 + 3/2H2O→ CaSO4·2H2O
NID常用的脫硫劑為CaO，而真正與SO2反應(yīng)的物質(zhì)為Ca(OH)2，故也可以直接用Ca(OH)2作脫硫劑。利用電廠周圍的電石渣（主要成分為Ca(OH)2）廢料作為脫硫劑，還能做到以廢治廢(如巨化脫硫工程)。以CaO作脫硫劑時(shí)，則要求平均粒徑不大于1mm，石灰在一個(gè)專利設(shè)計(jì)的消化器中加水消化成Ca(OH)2，然后與從除塵器及機(jī)械除塵器除下的大量的循環(huán)灰相混合進(jìn)入增濕器。在增濕器中加水增濕使混合灰的水分含量從2%增濕到5%左右，然后以流化風(fēng)為動(dòng)力借助煙道負(fù)壓的引力導(dǎo)向進(jìn)入直煙道反應(yīng)器。含5%左右水分的循環(huán)灰由于有極好的流動(dòng)性，大量的脫硫循環(huán)灰進(jìn)入反應(yīng)器后，由于有極大的蒸發(fā)表面，水分蒸發(fā)很快，在極短的時(shí)間內(nèi)使煙氣溫度從137℃冷卻到70℃左右，煙氣相對(duì)濕度則很快增加到40~50%。這是較好的脫硫工況，一方面有利于SO2分子溶解并離子化，另一方面使脫硫劑表面的液膜迅速變薄，利于SO2的傳質(zhì)擴(kuò)散，同時(shí)由于存在大量的循環(huán)灰，未反應(yīng)的Ca (OH)2進(jìn)一步參與循環(huán)脫硫，所以反應(yīng)器中Ca(OH)2的濃度很高，反應(yīng)器中有效Ca/S比很大，且加水消化制得的新鮮Ca(OH)2具有很高的活性，能確保脫硫效率大于90%；另一方面，由于脫硫劑是不斷循環(huán)的，其有效利用率大大提高。最終產(chǎn)物則由氣力輸送裝置外送；也可用水力沖灰或汽車運(yùn)輸?shù)确绞饺セ覉?chǎng)。
脫硫終產(chǎn)物灰可根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況，作以下幾方面的綜合利用：
水泥混合材和緩凝劑；
筑路、礦床回填、平整；
海涂圍墾、填埋；
肥料，土壤改良；
碼頭等的砌筑料；
免燒磚。
NID技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面：
1、NID工藝無制漿系統(tǒng)，不向反應(yīng)器內(nèi)噴漿、噴水，這避免了其它半干法脫硫工藝因向反應(yīng)塔內(nèi)濕漿噴水而產(chǎn)生的在反應(yīng)器內(nèi)粘結(jié)、堵塞以及崩塌等嚴(yán)重問題。同時(shí)NID實(shí)行CaO的消化及灰循環(huán)增濕的一體化設(shè)計(jì)，能保證新鮮消化的高質(zhì)量的Ca(OH)2馬上參與循環(huán)脫硫，對(duì)提高脫硫效率十分有利。
2、此工藝實(shí)行脫硫灰多次循環(huán)使用，循環(huán)倍數(shù)達(dá)到50-200，使脫硫劑的利用率非常高。解決了其它干法工藝脫硫劑利用率不高的問題。
3、整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間�。ǹ傃b置占地比其它工藝省30%以上），裝置運(yùn)行可靠。
4、一次性投資少。
5、系統(tǒng)無污水產(chǎn)生，終產(chǎn)物適宜用氣力輸送。
6、脫硫后出口煙氣溫度達(dá)到70~80℃，高于酸露點(diǎn)15℃以上，對(duì)風(fēng)機(jī)、煙道、煙囪系統(tǒng)無腐蝕，可直接排放。
7、脫硫劑要求不高，可就地解決。
8、脫硫效率高，當(dāng)Ca/S≤1.27時(shí)，脫硫效率確保大于85%。
9、整套系統(tǒng)阻力降比其他半干法工藝低，可減少引風(fēng)機(jī)功耗。
3.2電廠脫硫系統(tǒng)的組成
整個(gè)電廠脫硫系統(tǒng)有以下八部分組成：
3.2.1吸收劑的儲(chǔ)存及輸送計(jì)量裝置
已成粒徑≯1mm粒徑的粉狀CaO在市場(chǎng)上能購得，然后由密封儲(chǔ)罐車運(yùn)到脫硫現(xiàn)場(chǎng)并泵入高位料倉。高位料倉的容積約100m3，可儲(chǔ)存約3天的用量，共1只。高位料倉設(shè)在消化器的附近，高位料倉下設(shè)抽板閥，粉料經(jīng)過變頻螺旋給料機(jī)計(jì)算后由石灰螺旋輸送機(jī)送入消化器內(nèi)。
3.2.2反應(yīng)器
反應(yīng)器采用專利技術(shù)制造，它是利用二級(jí)除塵器的進(jìn)口煙道，經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)改裝的，無專用反應(yīng)器。因其反應(yīng)在直立煙道中進(jìn)行，故稱為煙道反應(yīng)器。因此反應(yīng)器所占的體積較小。在反應(yīng)器中，由于增濕灰具有極好的流動(dòng)性，混合物的流向始終保持一致直到進(jìn)入除塵器內(nèi)，只有極少數(shù)較粗的顆粒在重力的作用下落在反應(yīng)器底部，粗料則經(jīng)反應(yīng)器底內(nèi)螺旋輸送器、粗料螺旋輸送機(jī)外送。反應(yīng)器內(nèi)部有一層特殊材料制成的內(nèi)襯，避免了因混合物的劇烈摩擦使反應(yīng)器受磨損，反應(yīng)器內(nèi)壁沒有粘壁的可能。反應(yīng)器出口的高濃度含塵煙氣經(jīng)一個(gè)機(jī)械分離器預(yù)分離后進(jìn)入二級(jí)除塵器，物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間較短，溫度從反應(yīng)器進(jìn)口的137℃迅速冷卻到出口的70℃左右。反應(yīng)器上裝有壓差檢測(cè)儀，以監(jiān)測(cè)反應(yīng)器的運(yùn)行狀況。
3.2.3 除塵系統(tǒng)
我公司從事布袋除塵器的研究與生產(chǎn)已有多年的經(jīng)驗(yàn)，該技術(shù)己被廣泛應(yīng)用于大型電廠、冶金、垃圾焚燒等行業(yè)的煙氣收塵。由于國家排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步加強(qiáng)，布袋除塵器的應(yīng)用將進(jìn)一步廣泛，布袋除塵器具有除塵效率高等一系列的優(yōu)點(diǎn)。我公司設(shè)引進(jìn)了具有國際先進(jìn)水平的布袋除塵器技術(shù)，在裝置運(yùn)行條件下能確保粉塵排放達(dá)標(biāo)。
3.2.4 灰的增濕循環(huán)及流化系統(tǒng)
循環(huán)灰在專利設(shè)計(jì)的增濕器中加水增濕，使灰的水分含量達(dá)到4.5%左右，此增濕器安裝在除塵器封頭下方，不占用場(chǎng)地，維修方便。消化器是一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)的裝置，消化水以水霧的形式灑到石灰的表面，并配以攪拌，將具有活性的CaO充分消化成Ca(OH)2。消化器配有溫度檢測(cè)裝置，設(shè)定安全溫度。消化后的Ca(OH)2與循環(huán)灰在增濕器中流化混合均勻，并被霧化水增濕，由于循環(huán)灰有較好的流動(dòng)性，加入的脫硫劑能均勻地與循環(huán)灰混合并繼續(xù)得到增濕消化，故增濕器具有良好的工作特性。增濕的混合灰通過流化風(fēng)的動(dòng)力和煙道負(fù)壓的引力導(dǎo)向進(jìn)入反應(yīng)器中，進(jìn)行脫硫反應(yīng)。
3.2.5 流化風(fēng)系統(tǒng)
流化風(fēng)由三臺(tái)性能良好的高壓風(fēng)機(jī)提供，二開一備，備機(jī)在風(fēng)壓異�；螂娏餍盘�(hào)丟失時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng)，風(fēng)機(jī)進(jìn)口可根據(jù)需要設(shè)置過濾器和消音器，不同用氣部位的用氣量可根據(jù)檢測(cè)差壓用手動(dòng)蝶閥加以調(diào)節(jié)。
3.2.6 增濕、消化水系統(tǒng)
系統(tǒng)共設(shè)三臺(tái)水泵，二開一備。用于消化器和增濕器用水的是壓力式噴嘴，水壓為1.1Mpa。
3.2.7 脫硫灰的輸送及處置
脫硫系統(tǒng)的每只流化底倉設(shè)兩個(gè)出灰口（一用一備），常用出灰口用流化底倉料位計(jì)控制出料。我公司擁有國內(nèi)最先進(jìn)的兩種氣力輸送技術(shù)，尤其是帶助推器的輸送技術(shù)為國內(nèi)獨(dú)有，能輸送粒徑不超過15mm的鋼渣，輸送脫硫渣則無任何問題。NID脫硫后的脫硫灰含水量為1%左右，流動(dòng)性很好，考慮用氣力輸送。脫硫灰用倉泵送入灰?guī)熘�。關(guān)于脫硫灰的綜合利用途徑和使用情況：菲達(dá)公司與浙江建筑材料研究院合作對(duì)脫硫渣用作水泥混合材和緩凝劑作了大量的研究。研究結(jié)果表明，只要在水泥中控制脫硫渣摻量比例，在9~11%范圍內(nèi)，水泥的3d、7d、28d的抗折、抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)都不受影響，但凝結(jié)時(shí)間稍有延長(zhǎng)。關(guān)于這些研究的論文發(fā)表在2000年第四期《電力環(huán)境保護(hù)》雜志上。
3.2.8 煙氣脫硫電氣、儀表控制系統(tǒng)及設(shè)備
NID工藝的關(guān)鍵部件包括反應(yīng)器、反應(yīng)器底螺旋、增濕器、消化器、循環(huán)灰給料機(jī)、脫硫除塵器進(jìn)口封頭、流化槽、流化底倉及NID控制器專用控制軟件等。
每套脫硫裝置設(shè)置一套控制系統(tǒng)完成控制。控制的對(duì)象包括：脫硫劑的加料及計(jì)量系統(tǒng)、反應(yīng)器、流化風(fēng)系統(tǒng)、消化水系統(tǒng)、增濕水系統(tǒng)、出灰系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等。控制系統(tǒng)可在無需現(xiàn)場(chǎng)人員配合下，在脫硫控制室內(nèi)完成對(duì)脫硫系統(tǒng)脫硫劑輸送、計(jì)量、水泵、風(fēng)機(jī)、灰循環(huán)系統(tǒng)等啟�？刂疲瓿蓪�(duì)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視、記錄、打印及事故處理，完成對(duì)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)。
脫硫的主要控制回路如下：
①煙氣溫度自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)
②循環(huán)灰量自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)
③脫硫劑自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)
④消化器自動(dòng)控制與調(diào)節(jié)
另外，對(duì)煙氣實(shí)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，在煙道上安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)，并與電廠DCS網(wǎng)絡(luò)有通訊接口。
3.3 電廠采用NID的性能保證
1) 采用電廠周圍的CaO粉作脫硫劑，當(dāng)Ca/S比在不大于1.27的情況下，脫硫效率大于85%，排放小于400 mg/Nm3。
2) NID脫硫與布袋除塵器相配套，保證二級(jí)除塵器出口粉塵排放濃度不大于50mg/Nm3，煙氣溫度比露點(diǎn)高15℃以上，脫硫系統(tǒng)總阻力不大于3500Pa。
3) 鍋爐連續(xù)運(yùn)行不受脫硫裝置運(yùn)行及故障檢修的影響，脫硫裝置的負(fù)荷波動(dòng)與鍋爐負(fù)荷范圍相協(xié)調(diào)為60~100%BMCR。
4) 脫硫裝置性能可靠，投運(yùn)第一年可投運(yùn)時(shí)間不少于7000小時(shí)，一年以后年投運(yùn)率不低于98%，裝置使用壽命保證25年。
5) 脫硫裝置的主控制系統(tǒng)采用PLC或者DCS控制，采用集中與就地監(jiān)控相結(jié)合的方式，可實(shí)現(xiàn)脫硫、除塵、輸灰集中控制(一只上位機(jī))。
4 物料消耗一覽表(按每年運(yùn)行7000小時(shí)計(jì))
