我国大气污染以煤烟型为主，首要污染物是二氧化硫，我国二氧化硫年排放量居世界首位，因此控制二氧化硫污染势在必行。河南焦作电厂与市中心相距3km，总装机容量1320MW，配6台HG670/ 13.7型燃煤锅炉，焦作电厂2号炉NID烟气脱硫系统采用增湿灰循环烟气脱硫技术，它是ABB公司在喷雾干燥烟气脱硫基础上发展起来的烟气脱硫方法，既借鉴了喷雾干燥脱硫的原理，又克服了该技术使用制浆系统而产生的弊端，设备紧凑、占地小，可方便地安装到原有机组上，工程设计烟气量160X104m3/h（烟温166C），煤中硫分w（SJ=1.0%，波动范围0.38%-4.12%.试验证明，该系统在设计条件下运行时，平均脱硫效率为91.34%，出口烟尘质量浓度平均值为35.0mg/m3，而且运行稳定，具有很好的推广价值。

　　1NID脱硫系统的原理和结构1.1NID脱硫原理NID工艺是以S2和消石灰Ca（OH）2之间在潮湿条件下发生反应为基础的一种半干法脱硫技术。NID技术常用的脱硫剂为CaO，CaO在消化器中加水消化成Ca（OH）2，再与布袋除尘器除下的大量循环灰相混合进入混合器，在此加水增湿，使得由消石灰与循环灰组成的混合灰的水分质量分数从2%增湿到5%左右，然后以流化风为动力借助烟道负压的引力导向进入直烟道反应器，大量的脱硫循环灰进入反应器后，由于有极大的蒸发表面，水分蒸发很快，在极短的时间内使烟气温度从166C左右冷却到75C左右，同时烟气相对湿度则很快增加到40% ~50%，一方面有利于SO2分子溶解并离子化；另一方面使脱硫剂表面的液膜变薄，减少了SO2分子在气膜中扩散的传质阻力，加速了SO2的传质扩散速度。同时，由于有大量的灰循环，未反应的Ca（OH）2进一步参与循环脱硫，所以反应器中Ca（OH）2的质量浓度很高，有效钙硫比很大，形成了良好的脱硫工况。反应的终产物由气力输送装置送到灰库。

　　整个过程的主要化学反应如下：在消化器内生石灰的消化反应：有少量的亚硫酸钙会继续被氧化生成硫酸钙（即石膏CaSO4，2H2O）：通常伴随了一个副反应：烟气中的二氧化碳和石灰反应生成碳酸钙（石灰石）：1.2焦作电厂2号机组烟气脱硫系统结构锅炉空气预热器出口的烟气被均匀地分成4股，每股烟气烟道上设置1条MD工艺烟气脱硫装置，即整套脱硫系统有4条MD工艺线，每条工艺线路能独立启闭C见>.整套脱硫系统由以下几部分组成：4条MD工艺烟气脱硫装置；2个生石灰料仓；3台流化风机；1个工艺水箱及2台工艺水泵；1个空压机站；1个灰库及下灰设备等；气力输送系统；2台引风机；其他辅助设备。

　　NID脱硫系统每条MD烟气脱硫装置由以下主要设备组成：1只反应器入口关断风门；1个MD反应器及沉降室；1列布袋除尘器；出口关断风门；1个在布袋除尘器下为输送终产物的船形灰斗和流化槽；1套MD设备（消化器、混合器、循环灰给料阀）。

　　2主要部件结构和工作原理2.1反应器NID反应器是一种经特殊设计的集内循环流化床和输送床双功能的矩形反应器，是整套脱硫装置中的关键设备，采用ALSTOM公司的专利技术。在反应器内，一方面，通过烟气与反应剂颗粒之间的充分混合，即物料通过切向应力和紊流作用在一个混合区里被充分分散到烟气流中；另一方面，循环物料中的氢氧化钙与烟气中的二氧化硫发生反应时，通过物料表面的水分蒸发，使烟气冷却到一个适合二氧化硫吸收（脱硫）的温度，来进一步提高二氧化硫的吸收效率。

　　2.2沉降室沉降室位于MD反应器和布袋除尘器之间，是这2个设备的连接部件，设计成灰斗形式。烟气在反应器顶部导流板的作用下，烟气降低流速进入沉降室后，使颗粒较大的粉尘能通过重力沉降直接进入沉降室下方的流化底仓中，大大降低了对布袋除尘器布袋的磨损，提高了布袋的使用寿命。

　　2.3消化器消化器采用ALSTOM公司的专利技术产品，是NID脱硫技术的核心设备之一（见），其主要作用是将CaO消化成Ca（OH）2.CaO来自石灰料仓，通过螺旋输送机送至消化器，在消化器中加水消化成Ca（OH）2，再输送至混合器，在混合器中与循环灰、水混合。消化器分2级，可使石灰的驻留时间达到10min左右。在第1级中，石灰从螺旋输送机过来进入消化器，同时工艺水由喷枪喷洒到生石灰的表面，通过叶片的搅拌被充分混合，同时将消化器温度沿轴向控制在8545°C，消化生成的消石灰比重比生石灰轻很多，消石灰飘浮在上面并自动溢入第2级消化器，水和石灰反应产生大量热量，形成的蒸汽通过混合器进入烟气中。在第2级中，几乎100%的CaO转化为Ca（OH）2，氢氧化妈非常松软呈现出似流体一样的输送特性，在消化器的整个宽度上形成均匀的分布，在这一级装配了较宽的叶片使块状物保留下来其他物料则溢流进入混合器中。通过调节消化水量和石灰之间的比率，消石灰的含水质量分数可达10%40%，其表面积接近于商用标准干消石灰的2倍，非常利于对烟气中S02等酸性物质的吸收，单台生石灰最大流量为1019.2kg/h.消化器2.4混合器为MD混合器，包括一个雾化增湿区和一个混合区。在混合区，根据系统温度控制的循环灰量，通过so2排放量控制从消化器送来的消石灰量，将循环灰和消石灰在混合器内混合，混合动力是中国电力20kPa的流化风，使二者充分流化，增加空隙率及混合机会，然后由机械搅拌器完成二者的混合，不仅动力消耗低、磨损小，而且混合均匀。在与混合区相连的雾化增湿区，被雾化的工艺水喷洒在混合灰的表面，使灰的水分由原来的1.5%4%增加到5%左右，此时的灰仍具有良好的流动性，再经反应器的导向板溢流进入反应器。

　　3运行和试验情况3.1运行情况含尘的烟气由反应器进入到布袋除尘器中，烟气中的灰尘被布袋过滤掉，附着在布袋上的灰尘被压缩空气喷吹后脱离布袋，在重力作用下落入除尘器下面的流化槽中，流化风从流化槽下部通入，使流化槽中的灰呈流动状态，由于循环给料机不断将灰加入到混合器内，所以流化槽内的灰也会从流化槽的后部循环不断地流向前部。同时，加入到消化器中的生石灰和水反应生成消石灰，生成的消石灰从消化器中溢入到混合器中，在混合器内，循环灰与消石灰充分混合加湿后进入反应器，在反应器竖直烟道内保持一定的质量浓度，使得富含脱硫剂的循环灰与含有S2的锅炉烟气充分接触，从混合器内加入到循环灰中的水分在反应器中蒸发后使烟气温度降低到70°C左右，使反应器内保持潮湿的环境，这更有利于烟气中S2与循环灰内的Ca（OH）2充分反应，所以，当锅炉烟气从尾部烟道进入到脱硫反应器时，其中的S2在反应器中被脱除掉，脱硫反应后的烟气由反应器进入布袋除尘器，过滤后的洁净烟气排入到大气中，除下的灰一部分参与循环，另一部分由仓泵排出。

　　3.2试验及结果该工程自正式投运以来，整体运行稳定，己完成了168h试运行考核，2007―02―08/2007―02―12，西安热工研究院对焦作电厂2号机组NID脱硫和布袋除尘器系统进行了性能试验。试验表明：在设计条件下运行时，该脱硫除尘装置出口烟气S2质量浓度平均值为：163.80mg/m3（标准状态，干基，6°%O2），满足保证值小于等于400mg/m3的要求，平均脱硫效率为91.34%，满足保证值大于等于85%的要求。出口烟尘质量浓度平均值为35.0mg/m3（标准状态，干基，6%O2），满足保证值小于等于50mg/m3的要求。100%最大连续负荷（BMCR）脱硫除尘装置平均总电耗为835.41kW，满足性能保证值小于等于935kW的要求。100%BMCR时段脱硫除尘系统的平均水耗为39.88t/h，满足保证值小于等于50.4t/h的要求。平均Ca/S为1.215，满足保证值小于等于1.22的要求。

　　4结语该脱硫除尘系统采用先进的增湿灰循环烟气脱硫技术，设备紧凑、占地小。改造后，系统运行稳定，避免了现场改造中经常发生的不断完善、反复改进的过程。锅炉排放烟气的含硫质量分数、粉尘排放质量浓度等相关参数达到了国家标准，收到了预期的效果，具有很好的推广价值。