脱硫工作原理文档

1、脱硫系统目录总体介绍脱硫原理吸收塔系统烟气系统浆液制备系统石膏脱水系统工艺水系统废水处理系统电气系统 控制系统总体介绍关于酸雨酸雨PH小于5.65未污染，经CO2自然酸化的纯水PH为5.65当PH小于5时，地球生物链将出现问题！脱硫的必要性我国目前的能源主要是煤炭，每年排入大气的二氧化硫高达三千万吨，大气中的二氧化硫和氮氧化物与降水溶合成酸雨，全国酸雨面积已占国土资源的30%每年因酸雨和二氧化硫污染造成的损失高达1000多亿元，现在中国是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。大 气污染严重破坏生态环境和严重危害人体呼吸系统，危害心血管健康，加大癌症发病率， 甚至影响人类基因造成遗传疾病。1998年1

2、月，国务院正式批准酸雨控制区和二氧化硫控制区划分方案?，具体规定：新建燃煤电厂，必须同步建设脱硫设施。脱硫的根本方法与种类： 燃烧前脱硫在烟道处加装脱硫设备，对烟气进行脱硫的方法。典型的技术有石灰石-石膏法，喷雾枯燥法，电子束法，氨法等。 燃烧中脱硫在煤粉燃烧的过程中同时投入一定量的脱硫剂，在燃烧时脱硫剂将二氧化硫脱除。典型的技术是循环流化床技术。 燃烧后脱硫采用洗煤等技术对煤进行洗选，将煤中大局部的可燃无机硫洗去，降低燃煤的含硫量， 从而到达减少污染的目的。石灰石石膏湿法烟气脱硫的优点目前常见的湿法烟气脱硫有：石灰石/石灰一石膏法、钠洗法、及氧化镁法等。脱硫效率高，一般可达95%以上，钙的利

3、用率高可达90%A上；烟气处理量大，可与大型锅炉单元匹配；煤种的适应性好，烟气脱硫的过程在锅炉尾部烟道以后，是独立的岛不会干扰锅炉的燃烧， 不会对锅炉机组的热效率、利用率产生任何影响；灰石作为脱硫吸收剂其来源广泛且价格低 廉，便于就地取材；产品石膏经脱水后即可回收，具有较高的综合利用价值。我厂概况本厂烟气脱硫系统由武汉凯迪电力股份以EPC总承包方式建设。脱硫工艺采用美国B&W公司的石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺，Wet limestonelime/gypsum Flue GasDesulfurization technology，简称FGD; 脱硫剂为石灰石CaCQ,设计脱硫效率为设

4、计煤种条件大于96.8%。吸收塔按一炉一塔设计，共三套脱硫系统，配套的石灰石浆液制备和石膏脱水系统共用； 脱硫装置进口烟气量按锅炉BRL工况考虑。烟气脱硫系统采用集中控制方式，用一套DCS系统完成对三套烟气脱硫装置的设备包括电气设备及其辅助系统的监视与控制。技术指标原烟气SO2浓度脱硫装置出口SO2浓度 脱硫效率 可利用率负荷变化范围%工艺水含冷却水和石膏冲洗水 除雾器出口烟气携带的水滴含量 烟囱前烟温C旁路开启烟温C FGD置效劳年限 石灰石耗量t/h石膏产量t/h电力消耗KW石膏的含水率：脱硫原理石灰石石膏湿法脱硫根本原理一化学吸收过程的速率， 是由物理吸收的气液传质速度和化学反响速度决定

5、的，但该化学反响为快速反响。所以传质速率起决定因素。物理吸收：随着温度的升高，被吸气体的吸收量减少。物理吸收的程度，取决于气-液平衡，只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分 压时，吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小，吸收速率较低，因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。SQ气体|S。液体+CaC + H2OrCaSO3? H2O +CO2石灰石石膏湿法脱硫根本原理二通过烟气中的氧和亚硫酸氢根的中间过渡反响，局部的亚硫酸钙转化成石膏二水硫酸钙:CaSO3 -H2O + SO2 - CaHSO32CaHSO3 2 +?O2 +H2O - CaSO4

6、-2 H2O +SO2CaSO3H2O +?O2+H2O-CaSO4 2H2O同时，也伴随有其它的化学反响发生：三氧化硫，氯化氢和氢氟酸与碳酸钙的反响，生成石膏、氯化钙和氟化钙：CaCO3 + SO3 + 2 H2O- CaSO4 2 H2O+CO2CaCO3 + 2 HCl- CaCl2 + H2O + CO2CaCO3 + 2 HF- CaF2 + H2O + CO2吸收塔系统2282 mg/Nm3不超过74mg/Nm396.8%不小于97%30 100m3/h 3 X 105mg/Nm3过75不小于5016030年3X 7.32 = 223 X 13.53 X 5880厂用电率约0.98

7、%不超过10%吸收塔视图脱硫后的饱和烟气温度约51 C,经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后排入烟囱。产生的石膏浆液通过石膏浆液排出泵连续抽出，视吸收塔浆池的液位上下决定将石膏浆液送至石膏水力旋流器进行脱水或将浆液送回吸收塔。在吸收塔内，烟气与石灰石 /石膏浆液逆流接触，被冷却到绝热饱和温度，烟气中的SQ和SQ与浆液中的石灰石反响，形成亚硫酸钙和硫酸钙，烟气中的HCl、HF也与浆液中的石灰石反响而被吸收。 氧化空气风机将空气鼓入吸收塔浆池，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，过饱和的硫酸钙溶液结晶生成石膏CaSQ - 2改0。烟气出口除雾器用除雾器冲洗喷射器烟气进口吸收啧射器浆液液位氧化空气管搅择器吸收塔结

8、构吸收塔顶部布置有放空阀，在正常运行时该阀是关闭的。当FGD装置走旁路或当FGD装置停运时，电磁放空阀开启以消除在吸收塔氧化风机还在运行时或停运后冷却下来时产生 的与大气的压差。在吸收塔浆池的溢流管道上设置了吸收塔溢流密封箱，它可以容纳吸收塔在压力密封时发生的溢流。密封箱的液位由周期性地补充工艺水来维持。 密封箱同时为吸收塔提供了增压 保护。吸收塔浆池中浆液的pH值由投入石灰石量控制，而参加吸收塔的石灰石浆液的量的大小将取决于预计的锅炉负荷、SQ含量以及实际的吸收塔浆液的pH值。塔内浆液PH值大约为5.6 5.8。补充石灰石浆液参加吸收塔浆池与石膏浆液混合。吸收塔浆池中的混合浆液 由浆液循环泵

9、通过喷淋管组送到喷嘴，形成非常细小的液滴喷入塔内。氧化和结晶主要发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆液池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙的氧化和石膏(CaSO4.2H2O)的结晶。吸收塔浆池上设置4台侧进式搅拌器使浆液罐中的固体颗粒 保持悬浮状态并强化亚硫酸钙的氧化。B&W公司参考几十年的FGD系统设计经验，确定了吸收塔内喷淋层和喷嘴的布置、托盘 的位置和开孔率、除雾器和烟气进出口的布置，根据液滴的有效喷射轨迹及滞留时间确定喷淋组件之间的距离；同时优化了PH值、液/气比、钙/硫比、氧化空气量、浆液浓度、烟气流速等性能参数，从而保证FGD系统连续、稳定、经济地运行。烟气通过吸收塔托

10、盘后，被均匀分布到整个吸收塔截面。B&W公司几十年FGD系统设计的经验说明，吸收塔加装托盘后，极大地提高了吸收塔的脱硫效率 这不但使得主喷淋区接触到达最大效率地去除烟气中的Sq吸收塔包括一个托盘，三层喷淋装置，每层喷淋装置上布置有160个空心锥喷嘴，喷嘴进口压头为103.4KPa,喷淋层上部布置有两级除雾器。2021803Nm3/h湿，设计工况2136344Nm3/h湿，设计工况f15.3m37.1m12.1L/Nm3浆液池容积:4.7min吸收塔浆液再循环泵浆液再循环系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台浆液循环泵，每台吸收塔配三台浆 液循环泵。运行的浆液循环泵数量根据锅炉负荷的变化和

11、对吸收浆液流量的要求来确定，以到达要求的吸收效率。由于能根据锅炉负荷选择最经济的泵运行模式，该再循环系统在低锅烟气分布很均匀，而且吸收塔托盘使烟气和石灰石/石膏浆液通过在托盘上的液膜区域充分吸收塔技术参数吸收塔进口烟气量：吸收塔出口烟气量：吸收塔直径：吸收塔总高度：液气比：1930 m3浆液循环时间:炉负荷下能节省能耗。浆液循环泵的技术参数:泵的型式：离心式流量：8606m3/h排出侧压头：240/260/280 kPa电机功率：800/900/9000 kW浆液喷淋系统浆液喷淋系统包括喷淋组件及喷嘴。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收

12、塔的横截面，并到达要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收浆液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比(L/G)下可靠地实现96.8%的脱硫效率，且在吸收塔的内外表不产生结垢。使用由碳化硅制成的空心锥喷嘴和FRP喷淋管道，可以长期运行而无腐蚀、无磨蚀、无石膏结垢及堵塞等问题 。湿法吸收塔在运行过程中，易产生粒径为1060m的“雾。“雾不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SQ等，如不妥善解决，任何进入烟囱的“雾，实际就是把SO2排放到大气中。因此，工艺上对吸收设备提出除雾的要求。吸收塔设两级除雾器，布置于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的上部。烟气穿过循环浆液喷淋层后，再连续流经两层Z字形除雾器除去所含浆液雾滴。

13、在一级除雾器的上面和下面各布置一层清洗喷嘴。清洗水从喷嘴强力喷向除雾器元件，带走除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。二级除雾器下面也布置一层清洗喷淋层。烟气通过两级除雾后，其烟气携带水滴含量低于75mg/Nm3(干基)。除雾器清洗系统间断运行，采用自动控制。氧化空气系统烟气中本身含的氧量缺乏以氧化反响生成的亚硫酸钙。因此，需提供强制氧化系统为吸收塔浆液提供氧化空气。氧化空气把脱硫反响中生成的半水亚硫酸(CaSO3 1/2H2O)氧化为硫酸钙并结晶生成石膏(CaSO42H2O)。氧化空气系统由氧化风机和矛式喷射管组成。每套FGD装置设二台氧化风机，其中一台备用，其技术参数如下：风量：7500 Nm

14、3/h(湿态)压升：130kPa出口温度：121C电机功率：400kW烟气中本身含的氧量缺乏以氧化反响生成的亚 硫酸钙。因此，提供强制氧化系统为吸收塔 浆液提供氧化空气。氧化空气把脱硫反响中生 成的半水亚硫酸钙(CaSO 1/2H2O)氧化为硫酸 钙并结晶生成石膏(CaSO 2HzO)。氧化空气系统由氧化风机和矛式喷射管组成。每套FGDI置设二台氧化风机，其中一台备用，吸收塔排出泵吸收塔排出泵将石膏浆液从吸收塔中输送到石膏脱水 系统，还可用来将吸收塔浆液池排空到事故浆液池中。其技术参数如下：数量：每塔2台型式：离心式参数:Q=90m3/h H=500kPa电机功率：22kW烟气系统烟气系统特性

15、增压风机用于烟气提压，以克服FGD系统烟气侧阻力。增压风机选用国产静叶可调轴流式风机，选取风机的风压裕度为1.2，流量裕度1.1,另加10 C的温度裕度。性能参数：流量：1966930Nm3/h压升：3150Pa效率：85%其技术参数如下：风量：7500 Nm3/h湿态压升：130kPa出口温度：121 C电机功率：400kW电机：户外防雨型额定功率：2240KW电压：6000V转速：495rpm冷却方式：空冷挡板密封空气系统包括密封风机及其密封空气站。密封空气分高压和低压两局部，高压密封空气用于增压风机出口挡板，低压密封空气用于其它挡板。高压密封空气站三炉公用， 设高压密封空气风机三台，每台

16、容量为100%单台挡板用气量。低压密封空气站三炉公用，设低压密封空气风机四台，每台容量为50%单套FGD装置最大用气量，三运一备，密封气压力维持比烟气最高压力高5mbar。密封空气站配有电加热器。122 C的原烟气自锅炉引风机出来，经二台增压风机增压后合为一股进入吸收塔系统。 烟气也可通过旁路烟道直接排至烟囱，即烟气可以100%通过旁路。浆液制备系统系统流程系统描述设计工况下，每套FGD系统石灰石粉耗量为7.32t/h,石灰石储运系统及石灰石浆液制 备系统为单系列，三炉共用。石灰石储运系统出力按8小时操作考虑，即65t/h。包括1个石灰石卸料斗包括除尘系统、3个石灰石碎石仓包括除尘系统、1台斗

17、提机，1台皮 带输送机及给料设备等。石灰石浆液制备系统额定总出力为三台锅炉BMC匹况的150%B灰石耗量，即33t/h，共设计3台套，每套系统出力为11t/h。系统包括3台皮带称重给料机、3台湿式球磨机，3个球磨机配套的浆液再循环箱、6台球磨机浆液再循环泵3运3备、3个石灰石旋流器站、1个石灰石浆液箱、6台石灰石浆给料泵3运3备、以及系统管道阀 门等。系统简述库顶布袋收尘器为脉冲反吹式清灰，自动压差清扫，使滤布保持通畅，并且可在运行时很方便地更换布袋。 除尘后的洁净气体中最大含尘量小于50mg/Nn3石灰石浆液泵，离心式，Q=40m3/hP=480kPa N=11kW。每台炉两台，一运一备，共

18、计六台。湿式球磨机出力为11t/h,球磨机能连续和非连续运行。在所有条件下，球磨机能确保 向FGD工艺供给足量的石灰石细度至少应为90%小于60 m的浆液量。湿式球磨机浆液箱由碳钢制造，内衬丁基橡胶，V=5n3，每个箱体配有搅拌器，石灰石浆液由浆液循环泵输送到水力旋流器。浆液循环泵Q=60r3/h , H=30m。水力旋流站Q=60m3/h。石灰石浆液箱三台炉共用一个，其有效容积按不小于三台锅炉BRL工况的6小时的石灰石浆液量设计，V=360m?o碳钢，内衬丁基橡胶。布置在球磨机房侧。石灰石在湿式球磨机中被磨成浆液并自流至浆液再循环箱，然后再由球磨机浆液再循环泵抽吸至旋流别离器。旋流别离器底流

19、超过尺寸的物料再循环至湿式球磨机入口，而溢流符合尺寸的物料那么自排入石灰石浆液箱中， 再由石灰石浆液泵送至3台机组的吸收塔。库顶布袋收尘器为脉冲反吹式清灰，自动压差清扫，使滤布保持通畅，并且可在运行时很方便地更换布袋。除尘后的洁净气体中最大含尘量小于50mg/Nm 3皮带称重给料机用于测量和输送石灰石至石灰石球磨机。皮带称重给料机的设计和尺寸按照石灰石制浆系统要求的石灰石给料量来定，Q=011t/ho给料机的计量精度为 也.5%，控制精度为=y%o石灰石贮仓设计容量按三台炉BMCR工况3天所需石灰石耗量设计，共三个， 每个有效容积为400m3。石灰石贮仓本体为碳钢结构，内衬高密度聚乙烯。石灰石

20、 贮仓底部成 锥形，在石灰石贮仓出料口下部使用空气炮每个料仓四个，防止下料堵塞。每个出料口配有关断装置。在贮仓的顶部有密封的检查门，压力真空释放 阀，布袋除尘器和料位计。石灰石输送机用于输送石灰石块至贮仓。石灰石输送机采用斗式提升机及胶带输送机，斗式提升机的特点是横断面尺寸较小，占地面积少，布置紧凑，提升高度大,Q=65t/h , B=400mm的环链式斗式提升机，提升高度约35m石灰石从石灰石碎石仓经皮带秤重给料机送至湿式球磨机进行研磨。 液将按与送入石灰石成定比的量而参加湿式球磨机的入口，最后得到细度为 浓度为30%的石灰石浆液。粒径小于10mm的石灰石块由17吨卡车运到电厂，直接倒入卸料

21、斗本工程设一台FGD补给水或滤90%601 m、储存能力34t,用振动钢跷防止大块的石灰石进入设备并防止堵塞。机，经皮带输送机由犁式卸料器卸至石灰石碎石仓, 磁除铁器。卸料斗的石灰石经振动给料机送至斗提 皮带输送机上配有用于别离大金属的电石胃脱水系统系统描述在吸收塔浆液池中石膏不断产生，为了使浆液密度保持在设计的运行范围内，需将石膏浆液20%固体含量从吸收塔中抽出送至石膏脱水系统脱水后排出系统。石膏脱水系统为三塔共用一套公用系统，采用两级脱水方式。一级脱水系统包括石膏水力 旋流站、溢流缓冲箱、溢流输送泵、废水给料泵、废水旋流器等。二级脱水系统包括真空皮带过滤机，真空系统及冲洗系统。每台真空皮带

22、过滤机出力为3台锅炉BRL工况产生石膏量的50%。石膏脱水后含水量降到10%以下。在过滤过程中对石 膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，从而保证石膏的品质。一级脱水系统局部溢流经废水旋流器给料泵送至废水旋流器；废水旋流器溢流自流至废水缓冲箱，送废水处理系统处理， 底流回到溢流缓冲。 旋流器溢流经一节流孔板流至溢流缓冲箱，通过溢流输送泵返回吸收塔。进入水力旋流器的石膏悬浮液切向流动产生离心运动，细小的微粒从旋流器的中心向上流动形成溢流，水力旋流器中重的固体微粒被抛向旋流器壁，并向下流动，形成含固浓度为50%的底流。二级脱水系统经真空带式过滤机脱水后的石膏滤饼通过皮带输送机运往石膏库。石膏库设有必要的转堆

23、和装车装置如皮带机用卸料小车、桥式抓斗等。石膏由卡车运出电厂。从真空带式过滤机滤出的滤液流至滤液箱，并由滤液泵抽吸至吸收塔和石灰石浆液制备系统循环使用。3台石膏水力旋流器的底流自流至1个石膏浆液缓冲箱，再自流至3台真空皮带脱水机过滤。来自在膏就成站排放系统描述脱硫岛设置以下集水坑: 二个吸收塔区集水坑 一个石膏脱水区集水坑一个石灰石制备区集水坑一个石灰石卸料区集水坑FGD区设置一个事故浆液池用于储存吸收塔检修停运或事故情况下排放的浆液。吸收 塔内浆液通过石膏排出泵输送到事故浆液池中， 通过事故浆液返回泵， 浆液可从事故浆液 池输送回吸收塔或送至电厂灰浆池。事故浆液池储存能力按一套吸收塔系统检修

24、时所需排 放的浆液量考虑。事故浆液池配一台顶进式搅拌器。废水处理系统废水系统描述在给料和挤压中产生的滤液自流进入滤液平衡箱，然后由滤液泵输送至废水缓冲箱进行循环处理。压滤机配备有滤布冲洗系统定期对滤布进行冲洗自有骨蛇流珍分望或收堪。就收格秒出鼻至Bfc灰栗魂废警算J LJT事妙瞄骤疝月景右藏石整液区 g布的亲做石誉脸I宓抑冰坑石痂叩料底映而奏石*翌“ 崭舞石卸料区井水坑石灰石兼液* 区樗水坑石育JR水区渺院焯水当给料和压饼阶段完成后，液压液体密封装置翻开，滤框的板也张开，滤饼经泥斗掉入贮泥斗中，此容器位于压滤机下方。干污泥从外运走，并倒入指定堆放的场地 清水箱内的清水参加盐酸后使PH值到达7.

25、0左右，然后通过清水泵排放或者返回中和箱循 环利用。首先来自脱硫系统吸收塔的废浆液收集在废水缓冲箱中，由泵送至废水处理系统的反响槽中和箱，同时中和箱内参加定量的石灰乳，这时将废水的PH值调升至9-9.7范围，使水中大局部重金属以氢氧化物的形式沉淀出来。在沉淀系统中，参加助凝剂以便使沉淀颗粒长大更易沉降。压滤机间断运行。板框压滤机的给料程序由污泥输送泵启动开始，经过一段时间的加料后，由于滤框内的 滤饼堆积，滤板上的压力降增加，压力增加导致压滤机的流量减少，当 压力到达上限值或至压滤机的流量降低到最低值时，过滤过程即停止 沉淀物在圆形澄清/浓缩箱中进行浓缩。一定量的污泥保存在系统内部作为种泥，一部

26、份污 泥由污泥循环泵进行循环。剩余污泥送至板框式压滤机进行脱水在絮凝系统中，通过升高PH值和参加聚铁、有机硫进一步除去水中的重金属，通过PH值控制Ca(OH)2加药。聚铁和有机硫的加药量通过调试确定，根据废水量按比例参加。电气主接线电气控制与保护同期：脱硫电气系统不设同期，所有电源进线切换均采用先断后合操作方式，以防止不同电源并列运行。电气接线设有闭锁接线。继电保护：6kV脱硫段进线及分段、脱硫变压器及6kV高压电动机采用微机式综合保护装置，放置于6kV开关柜；380V厂用系统及电动机由空气开关脱扣器及塑壳开关实现保护。 自动装置：380V脱硫PC段工作与备用进线电源之间设置备用电源自动投入装

27、置。工艺水系统系统描述工业水除雾器冲洗水泵水平衡总用水量3刈05t/h氧化风机出口冷却用水量3X0.3t/h脱水系统用水量3X 3.7t/h电气系统工艺水箱去吸收塔除雾器去吸收塔补充水去浆液制备系统去真空脱水系统工艺水泵去设备管道冲洗设备及管道清洗用水间断25t/h吸收塔除雾器用量3X 42t/h滤液水箱连续补给水用水量3 X 54t/h控制系统概况脱硫控制系统的运行与停止，其工作状态与单元机组密切相关。因此脱硫控制系统的设计考虑单元机组与脱硫控制必要的信号通讯接口，其接口的实现方式根据条件将采用数据通讯或硬接线通讯连接。涉及平安、保护的信号均采用硬接线连接。锅炉岛至脱硫岛的信号：MFT、引风机状态、锅炉负荷 。脱硫岛至锅炉岛的信号：脱硫系统投入和退出，原烟气、净烟气及旁路挡板状态。主要联锁保护当脱硫系统出现下述任一情况时，自动解列整个脱硫