石灰石石膏湿法脱硫工艺技术探讨与实践想

1、Value Engineering79石灰石-石膏湿法脱硫工艺技术探讨与实践Limestone-gypsum Wet Desulphurization Technology and Application朱礼想 ZHU Li-xiang（北京国电龙源环保工程，北京 100039）（100039，China）Guodian Longyuan Environmental Engineering Co.摘要： 干法脱硫工艺脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术要求高。为了规避干法脱硫所产生的效果，业界通过技术研究，提出了一种石灰石/石灰 石膏湿法烟气脱硫工艺。该工艺脱硫效率高、技术成熟

2、、吸收剂丰富，价格便宜，很好的规避了干法脱硫工艺的缺陷，逐渐成为我国烟气脱硫的主要形式。本文将讨论石灰石/石灰 石膏湿法烟气脱硫工艺，并就该工艺应用于国电谏壁发电厂#7、#8 炉脱硫实践情况进行总结。Abstract: The dry desulphurization technology has low efficiency, requires large equipment, large investment, covers an large area and has high operating technical requirements. In order to avoid nega

3、tive effect of dry desulphurization, this paper proposes a limestone gypsum wet flue gas desulfurization process, which has high desulfurization efficiency, mature technology, rich natural resources and is cheap, so it avoids the defects of the dry desulphurization technology very well and has gradu

4、ally become the main form of flue gas desulfurization in China. This article will discuss the limestone gypsum wet flue gas desulfurization process, and summarizes the application condition of the technology in Guodian Jianbi Power Plant #7 and #8 furnace.： 湿法脱硫工艺流程；湿法脱硫系统；湿法脱硫反应原理；湿法脱硫特点Key words:

5、wet desulfurization process；wet desulphurization system；wet characteristicsdesulfurization reaction principle；wet desulfurization文章编号：1006 4311（2015）13 0079 04号：X701.3DOI:10.14018/j.0 引言文献标识码：A.cn13-1085/n.2015.13.032已取消 GGH，采用烟囱防腐工艺）加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。该技术采用单循环喷雾空塔结构，具有技术成熟、应用范围广、脱硫效率高、运 行可靠性

6、高、可利用率高，工程造价低的特点。1.2 主要系统和系统图1.2.1 主要系统我国是一个产煤大国电力供应以火力发电为主，由于燃煤 SO2 的排放，酸雨的形成，给自然环境带来了非常大的危害。基于此，烟气脱硫成为我国火力发电企业保护环境一个非常有效的措施，也是我国实行可持续发展一个重要因素。以往，干法脱硫工艺在工业领域的应用比较普遍，其工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，但是脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术吸收剂与供应系统浆液通常分湿磨制浆与干粉制浆两种方式，不同要求高。为了规避干法脱硫所产生的效果，业界经过的制浆方式所对应的设备也各不相同。至少包括以下主要设备：磨机（湿磨时用

7、）、粉仓（干粉制浆时用）、石灰石浆液技术研究，提出了一种石灰石/石灰石膏湿法烟气脱硫工艺。该工艺脱硫效率高、技术成熟、吸收剂丰富，价格箱、搅拌器、石灰石浆液输送泵等。浆液系统的任务是便宜，很好的规避了干法脱硫工艺的缺陷，逐渐成为我国向吸收系统提供的石灰石浆液。通常要求粒度为 90 小于 325 目。吸收塔系统吸收系统的主要设备是吸收塔，它是 FGD 设备的核心装置，系统在塔中完成对 SO2、SO3 等有害气体的吸收。湿法脱硫吸收塔有许多种结构，如填料塔、湍球塔、喷射鼓泡塔、喷淋塔等等，其中喷淋塔因为具有脱硫效率高、阻力小、适应性、可用率高等优点而得到较广泛的应用，因而目前喷淋塔是石灰石/石膏湿

8、法烟气脱硫工艺中的主导塔型。喷淋塔内部由除雾器、喷淋层、搅拌器、氧化喷枪等设备组成。石膏脱水系统烟气脱硫的主要形式。且 FGD 关键设备水平的不断提高不仅可以大大降低 FGD 工程造价、加快我国二氧化硫和酸雨的治理步伐，而且必将极大的刺激我国环保产业的发展和机电制造业竞争力水平的提高，促进我国电力事业更快发展。1 石灰石/石灰石膏湿法烟气脱硫的工艺流程1.1 概述石灰石/石灰石膏湿法烟气脱硫工艺采用石灰石或 石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。同时去

9、除烟气中部分其他污染物，如粉尘，HCI，HF，SO3 等。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经热交换器 GGH（现好多电厂石膏脱水系统设计形式：均采用脱水处理形式，石膏脱水系统组成：石膏排出泵、石膏旋流器、真空皮带脱水机（含水环真空泵、滤布冲洗水系统、滤饼冲洗水系统） 等设备。一级脱水采用石膏漩流处理：由石膏排出泵将吸收塔内石膏混合浆液（浓度 1218）送至石膏漩流站，处理后作者简介：朱礼想（1979 ），男，陕西旬阳人，毕业于西安交通大学，研究方向为火力燃煤发电厂烟气脱硫脱硝治理与 研究。价值工程80溢流返回吸收塔，底流（浓度 4050）送至脱水设备，能系统包括系统（DAS）、顺序系统

10、（SCS）、模拟量系统（MCS）、电气系统（ECS）和烟气连续脱水设备通常采用真空皮带脱水机，将水力旋流器一级脱水后的石膏浆液进一步脱水至含固率达到 90%以上， 自由水分低于 10%Wt 的成品石膏外运。烟气系统烟气系统包括烟道（原烟道和净烟道）、烟气挡板、密封风机、脱硫增压风机（现好多电厂取消，由脱硫阻力由引风机克服）和 GGH（现好多电厂已取消 GGH，采用烟囱防排放监测系统（CEMS）测量原烟气成份。分析测量采用多组气体分析仪，测量信号进入 DCS 并在 FGD室中进行监测和。一般系统各设置一套 CEMS 系统，用于系统的运行电气系统调节。脱硫系统电源由机组 6kV 厂用段引接，采用单

11、元制接线。每套脱硫系统由相应机组的 A、B 段各引 1 回电源， 1 回工作，另 1 回备用。1.2.2 脱硫系统图脱硫系统图如图 1 所示。1.3 反应原理当吸收液通过喷嘴雾化喷入烟气时，吸收液分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。这些液滴在与烟气逆流接触时SO2 被吸收。这样，SO2 在吸收区被吸收，吸收剂的氧化和中和反应在吸收塔底部的储液区完成并最终形成石膏。为了维持吸收剂恒定的 pH 值并减少石灰石耗量，吸收塔内的吸收剂被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动。吸收塔中的SO2 的脱除原理如下：腐工艺）等关键设备。吸收塔烟道及出口至挡板的烟道，烟气温度较低，烟气含湿量较大，容易对烟

12、道产生腐 蚀，需进行防腐处理。废水处理系统废水处理系统设有中和、沉淀、絮凝反应箱、澄清池、压滤机、加药设备等，主要是将 FGD 系统的 Cl-含量降低后排放，处理出水一般要求 COD 指标达到排放标准。中和处理采用石灰处理，主要处于沉淀后的泥渣便于脱水处理。事故排放系统事故排放系统主要由事故浆罐、区域浆池及排放管路组成。事故排放系统可以采用地上式式。采用式时，一般采用混凝土结构，设置顶进式搅拌器，搅拌效果较差，占地较大，且不易彻底排空；采用地上式时，一般采用钢结构形式，设置侧进式搅拌器，在寒冷地区需要采取保CaCO3+SO2+H2O-CaSO3 1 H2O+ 1 H2O+CO222CaSO31

13、 H2O+SO2+H2O-Ca（HSO3）2 + 1 H2O温措施。设坑，用于吸收塔、事故浆液罐的排空及现场22冲洗收集回用。工艺水、工业水系统Ca（HSO）+ 1 O +2H O-CaSO2H O+SO +H O3 22242222为有效的利用水，可以根据工艺要求采用分质供还有其他的反应，如：三氧化硫，氯化氢和氢氟酸与碳酸钙的反应，反应生成石膏和氯化钙和氟化钙化合物：CaCO3+SO3+2H2O-CaSO4 2H2O+CO2 CaCO3+2HCl-CaCl2+H2O+CO2 CaCO3+2HF-CaF2+H2O+CO2吸收塔浆液池中的 pH 值通过加入石灰石浆液来控制，在吸收塔浆液池中的反应

14、需足够长的时间以使石膏能产生良好的石膏结晶（CaSO4 2H2O）。1.4 石灰石/石灰石膏湿法烟气脱硫的主要特点水形式，分为工艺水系统和工业水系统。工业水系统水质较好，主要用于设备冷却水、制浆用水、药品配制用水、脱水设备滤布冲洗用水等；工艺水系统可以采用厂内回用水，主要用于设备及管道的冲洗。一般 FGD 系统的水量消耗主要为烟气蒸发携带，其余小部分为废水排放消耗。 系统方式采用集中方式，FGD 及辅助系统设一个集中室系统采用分散系统 DCS。主要功至废水处理厂9废水旋流器4吸收塔8原烟气1工艺水1718102石膏旋流器115净烟气真空皮带脱水机311石膏浆池13石膏12166氧化空气石灰石浆

15、液15石膏仓714至石灰石浆液装置石灰石/石灰 石膏湿法烟气脱梳工艺流程图图 1脱硫系统图Value Engineering81石灰石/石灰石膏湿法烟气脱硫，在应用于实践中， 通过总结，得出了以下特点：脱硫效率高。石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达 95%以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。大机组采用湿法脱硫工表 1 FGD烟气参数烟气成分（标准状态，湿基，实际氧 1.4）艺，二氧化硫脱除量大，有利于地区和电厂实行总量。技术成熟，运行可靠性好。装置投运率一般可达98%以上，由于技术成熟，运行经验多，因此备而影响锅炉的正常运行。因脱硫设烟气成分（标准状态，干基

16、，实际氧 1.4）对煤种变化的适应性强。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，无论是含硫量大于 3%的高硫煤，还是含硫量低于 1%的低硫煤，石灰石（石灰）一石膏湿法脱硫工艺都能适应。吸收剂丰富，价格便宜。作为石灰石（石灰）一烟 气 参 数石膏湿法脱硫工艺吸收剂的石灰石，在我国分布很广，资源丰富，许多地区石灰石品位也很好，碳酸钙含量在 90% 以上，优者可达 95%以上。在脱硫工艺的各种吸收剂中，石灰石价格最便宜，破碎磨细较简单，钙利用率较高。脱硫副产物便于综合利用。石灰石（石灰）一石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。基本上都能综合利用，主要用途是用于生产建材和水泥缓凝剂。2 国电谏壁发电

17、厂 7、8 炉 2300MW 机组湿法烟气脱硫介绍2.1 厂址介绍谏壁发电厂位于江苏省镇江市东南约 15km，在长江南岸，处于苏南电网中心。厂址北面为长江；南面紧靠镇常烟气污染物成份（ 标准状态，干基， 1.4 ）公路（镇江一常州）及高速公路；东侧为镇江地区新引河及谏壁翻水站，西邻谏壁镇（属镇江市）及京杭大运河。目前电厂厂区南北长约 1400m，东西宽 500注：1.当 FGDSO2 浓度（干基标态6 O2）为 3500mg/Nm3800m，总占地约 100 万 m2，不包括厂外油库区及循环水泵房。在厂区范围内，尚留有引水明渠和排水明渠各一条，占地约 45000m2。2.2 设计参数FGD烟气

18、参数见表 1 所示。2.3 系统组成本工程脱硫工艺为石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺， 包括以下部分：烟气系统；吸收塔系统装置；石灰石粉仓及石灰石制浆系统； 石灰石供浆系统；FGD 石膏脱水系统；石膏浆液排空及回收系统； 工艺水系统；废水处理系统；时，脱硫效率为95%；2.当 FGDSO 浓度（干基 标态 6 O）增22加 30时，脱硫效率应92%；3. 当 FGDSO2 浓度（干基标态6 O2） 增加 50时，脱硫系统不开旁路门应能保证安全正常运行； FGD 的pH 值保持正常状态，FGD 的供浆及脱水系统满足正常运行.表 2 烟气参数仪表及；电气系统。2.4 投运后指标2.4.1 烟气参数烟气参

19、数见表 2 所示。2.4.2 石膏品质石膏参数见表 3 所示。2.5 启动/运行的几点建议及注意事项2.5.1 工艺水系统除雾器每两小时至少冲洗一次；除雾器冲洗水运行值约为 0.2Mpa；如遇到冬季气温较低的情况，应注意设备及管道的序号指标名称数值1234567891011121314FGD 进口烟气量（Nm3/h，湿，实际氧 1.4） FGD 进口烟气量（Nm3/h，干，实际氧 1.4） FGD 进口SO2 浓度（mg/Nm3，干，实际氧 1.4） FGD 进口含尘浓度（mg/Nm3，干，实际氧 1.4） FGD 进口烟气温度（）FGD 出口烟气温度（） 系统脱硫效率（） 系统可用率（）FG

20、D 使用年限（年） 石灰石粒径要求（m）石灰石浆浓度（）吸收塔浆池Cl 浓度（ppm） 故障烟温（）钙硫比Ca/S（mol/mol）12000001120000350020014550.69598 3090%44m2030200001701.02SO2 SO3C（l HCl） F（HF）烟尘浓度（FGD）mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm33500365025200FGD烟气量Nm3/h11200001200000标态、干基、实际氧（ 1.4） 标态、湿基、实际氧（ 1.4） 标态、干基、 1.4145170180正常值最高连续运行烟温最高（旁路烟温，20min

21、）FGD烟气烟囱烟气Pa Pa0500额定工况脱硫装置运行时（夏季）CO2 O2 N2 SO2Vol% Vol% Vol% Vol%12.357.1775.051.1CO2 O2 N2 SO2 H2OVol% Vol% Vol% Vol% Vol%11.5246.6975.051.226.67项目设计煤种备注价值工程82表 3 石膏参数于一圈；4）定期应对滤网进行；5）注意检查皮带的张紧力是否符合要求。系统停运排空时，应泵进口滤网。和检查循环泵和石膏排出吸收塔地坑泵及排放管线。正常运行时，吸收塔地坑排放管线切换至吸收塔方向。考虑到 7 和8 的烟温差异较大，7 的蒸发量远远大于 #8，两台同时

22、运行时，可只将往 7 吸收塔的泵投自动。如果脱水系统开启，泵出水量大于进水量时，应将两台泵同时投自动。2.5.5 石膏脱水系统防冻问题，尽量使系统保持运行状态，如必需停系统，务必要将系统的存水完全放净，以防止管道冻结；冲洗水或补水阀应尽量错时开启，以避免系统突然降低太多。2.5.2 烟气系统当系统属于停止时，若皮带机上有残料，应启动系统将残料清空，并将滤布和皮带冲洗干净；定期巡检滤布及皮带冲洗水的喷嘴；巡检中注意检查皮带机真空度；堵塞及时根据锅炉负荷，增压风机前可在200400Pa巡检中注意检查落料口落料情况，以防堵塞；注意多点布料机和石膏库的堆放情况，及时开启犁料器。2.5.6 压缩空气系统

23、之间调整，具体负荷时需要和主机配合进行调整。根据业主方要求，目前“粉尘浓度大于 400mg/Nm3自动开旁路”的保护已取消间高时（大于 200mg/Nm3保留。建议粉尘浓度长时以上）手动打开旁路，将注意压缩空气的正常运行；，以免影响皮带机纠偏和 CEMS风机静叶关小，待粉尘浓度降低后恢复正常运行。挡板门关闭时，密封风机应同步开启，以免泄漏。当FGD 已停而锅炉侧未停时，若烟气系统检修，则先要确认原烟气挡板门密封风机处于投运状态后方可检修，以确保安全。空压机首次运行满 500 小时应换油，以免损坏。2.5.7 排放系统脱硫系统如果长时间停运或检修，应该把吸收塔中的浆液打到事故浆罐中。2.6 投运

24、效果国电谏壁发电厂 7、8 炉脱硫工程投运后，在 168h 满负荷连续试运行期间，脱硫效率95%，烟气出口 SO2 排放浓度200mg/Nm3，石膏品质优良，各设备、系统运行稳定正常，性能良好，各项参数及技术指标均达到环保排放指标要求。这表明，石灰石-石膏湿法脱硫工艺很好的解决了干法脱硫工艺存在的脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术要求高等缺陷，也充分证明了石灰石/石灰石膏湿法烟气脱硫工艺技术成熟和可靠，完全 满足电厂脱硫安全稳定运行，具备生产运行条件。3 结论2.5.3 石灰石浆液及供给系统本期工程采用两套石灰石供浆系统，两套之间设有联络阀。由于烟气中 SO2 浓度变化较大（15003500mg/m3， 试运期间最高 4000mg/m3）。建议烟气中 SO2 浓度较低或机组负荷较低时，只运行一套石灰石供浆系统同时向两个吸收塔供浆。试运中，曾切换两种运行方式，均能稳定