脱硫技术简介

1、石灰石-石膏脱硫技术技术 石灰石-石膏脱硫技术技术 山东国瑞环保大气治理公司 设计部：孙毓霞火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）本标准适用于使用单台出力65t/h以上除层燃炉、抛煤机炉外的燃煤发电锅炉；各种容量的煤粉发电锅炉。关于SO2排放，重点地区的火力发电锅炉执行50mg/Nm3的标准。脱硫政策背景脱硫技术概述脱硫过程主反应1） SO2 + H2O H2SO32） CaCO3 + H2SO3 CaSO3 + CO2 + H2O3） CaSO3 + 1/2O2 CaSO44） CaSO4 + 2H2O CaSO42H2O脱硫系统的组成n石灰石/石膏湿法脱硫工艺系统主要有： 烟

2、气系统 吸收氧化系统 浆液制备系统 石膏脱水系统 排放系统 工艺水系统：主要工艺系统设备及功能一、烟气系统烟气系统设备包括：FGD进口烟道、FGD出口净烟道、 FGD切换烟道、进口原烟气挡扳门、出口净烟气挡板门、非金属膨胀节及相关的附属设备、热工仪表等。 FGD出口烟气温度较低，烟气含湿量较大，容易对烟道产生腐蚀，需进行防腐处理，主要采用玻璃鳞片树脂涂层。 烟气挡板是双层挡板。当烟道烟气挡板关闭时，双层烟气挡板之间连接密封空气。锅炉引风机后烟气经洗涤脱硫后的烟气温度不低于52，系统总阻力小于1300Pa。2022-6-14单轴双百叶挡板门2022-6-14密封风机及电加热器 为防止烟气在挡板门

3、中的泄露，烟气挡板设置有密封空气系统。该系统包括密封风机、电加热器和开启/关闭电动阀，将加热至75左右的密封空气导入到关闭的挡板，以防止烟气泄漏 。密封风机 数量：2台（一运一备） 离心式 风量：(取决于挡板门叶片的总泄露量，一般选计算得两倍) 全压：2kPa（保证比原烟气压力大于0.5-0.7KPa) 功率：3kW。电加热器 数量：1台 功率：60kW 2022-6-14二、吸收系统 吸收系统的主要设备是吸收塔，脱硫液通过循环泵送至塔内喷淋系统，通过喷嘴雾化，形成良好的雾化区域，并与从下而上的烟气逆向对流充分接触，达到净化烟气的目的。 喷淋层设在吸收塔的中上部，塔内有4层喷淋层，每个喷淋层都

4、是由一系列喷嘴组成，其作用是将循环浆液进行细化喷雾。 氧化空气通过喷管分布到吸收塔浆液池中。氧化空气的功能是保证吸收塔反应池内生成石膏。氧化空气注入不充分将会引起石膏结晶的不完善，还可能导致吸收塔内壁的结垢。 吸收系统还包括除雾器及其冲洗设备，吸收塔内最上面的喷淋层上部设有二级除雾器，它主要用于分离由烟气携带的液滴，保证净烟气的液滴含量不超过 75mg/Nm3 。2022-6-14吸收系统主要设备 喷淋塔，由从下至上的塔釜、烟气进口、喷淋层、除雾层、烟气出口几个部分组成。 吸收塔烟道入口段设计为倾斜角度，防止液气倒流。 吸收塔浆液循环泵包括：泵、电机、联轴器、法兰，入口过滤器、冲洗装置及其必要

5、的附件；浆液循环管道采用增强FRP材料 。 氧化风机包括：氧化风机及其润滑系统、进出口消声器、隔音罩、带过滤器的吸入风道、法兰和附件等。 侧搅拌器：水平径向布置，防浆液沉淀结块。2022-6-14吸收塔结构示意图 2022-6-14吸收塔装配图脱硫塔的材质 脱硫塔塔体是焊接结构。选用的材料适合脱硫塔工艺的化学特性，并且能承受烟气中的固体物及脱硫工艺固体物的磨损。塔体材料为碳钢，沿塔体高度方向，按区域和需求采用不同钢板厚度的常规设计，衬玻璃鳞片树脂。所有接触烟气的表面采用防腐。吸收塔各段钢板厚度和防腐厚度为： 吸收塔浆池：2mm普通鳞片2+ 2mmFRP（0-8m,钢板16mm） 烟气进口段：2

6、mm普通鳞片+ 2mm耐高温鳞片（2m,钢板16mm ） 吸收塔喷淋段：2mm普通鳞片+ 2mmFRP（5.5m,钢板14mm)m 吸收塔除雾段：3mm普通鳞片(5.5m,钢板12mm) 吸收塔出口段：3mm普通鳞片(5m,钢板10mm)2022-6-142022-6-14吸收塔内衬图2022-6-14喷淋层 脱硫塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成，一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对排列，喷淋喷嘴将浆液雾化为13mm液滴，全面覆盖整个塔体截面，覆盖率200%，确保脱硫液与烟气充分接触和反应，喷淋层间距为约1.8米，喷嘴连接为缠绕连接。 喷淋层材质为FPR，喷嘴采用耐磨性能极佳的S

7、iC 材料的螺旋型喷嘴，喷射角度为90120，喷射实心圆锥，入口压力约0.1MPa。2022-6-142022-6-14吸收塔内喷淋层布置2022-6-14除雾器除雾器设计为屋脊式，安装在吸收塔顶部，用以分离净烟气中夹带的雾滴。除雾器是采用两级除雾，材质为加强PP，除雾器的工作原理是重力和惯性撞击作用，当含有雾沫气体以一定的速度通过除雾器时，会与除雾器内部结构相撞，并依附在其表面上。除雾器内部结构的表面上雾沫，经过扩散和重力的作用会逐步聚集，当重量达到一定水平后，就会从除雾器内部结构上分离下来 。 除雾器系统考虑到脱硫装置浆液及飞灰造成的堵塞问题，设置了自动冲洗系统，冲洗方式为脉冲式，运行时间

8、根据程序的设定自动启停，也可人工调节。除雾器的冲洗另一方面可补充因烟气饱和而带走的水份, 以维持吸收塔内要求的液位。该除雾器的除雾效率可以达到99以上。2022-6-14除雾器结构2022-6-14除雾器设备除雾器技术参数： 叶片高度：170mm； 厚度3mm； 间距30mm； 出口液滴含量75mg/Nm3(干基)； 分割雾滴粒26m； 压力降150Pa；材料：除雾元件采用阻燃聚丙烯材料（PP）；冲洗管道为FRP；冲洗喷嘴：PP；内部支撑材质采用碳钢衬玻璃鳞片及耐磨层。冲洗喷嘴为实心锥喷嘴，喷射角度为90，压力0.150.25MPa，流量1.62.1m3/h，邻近喷嘴的喷淋范围部分重叠200%

9、，以确保100%的冲洗效果 。2022-6-14氧化风机 氧化风机安装在风机房内，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气，以便于石膏的形成（即从亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙转化率不低于95% ），因为烟气中所含的氧不能满足氧化需要。如果输入的氧化空气不足会导致脱硫效率的降低，并在吸收塔中产生结垢。氧化空气通过喷管（喷管上规则间隔分布有出气孔）分布到吸收塔浆液池中。在吸收塔内分布的氧化风管材料为FRP。 氧化风机设计为罗茨风机，通过电动V-型皮带驱动系统驱动。各吸收塔系统配有2 台容量100%的氧化风机，在正常情况下，一台运行一台备用。2022-6-14吸收塔搅拌器 吸收塔浆液搅拌系统主要防止浆液沉淀结块

10、，并使浆液充分氧化 。 搅拌器安装有轴承罩、主轴、搅拌叶片、机械密封。搅拌器叶片安装在吸收塔池内，与水平线约为10度倾角、与中心线约为-7度倾角。搅拌桨型式为三叶螺旋桨，轴的密封形式为机械密封。 各吸收塔配3台搅拌器，侧进式，轴、叶轮材质2205。2022-6-14搅拌器2022-6-14浆液循环泵 浆液循环泵把吸收塔浆液池内的吸收剂浆液循环送给喷嘴, 每台循环浆泵与各自的喷淋层连接，浆液循环泵采用无堵塞离心叶轮机械密封泵，循环泵的技术参数如下： 泵的型式： 离心式 材料：叶轮及轴22052022-6-14三、浆液制备系统 浆液制备系统的任务是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。 外购石灰石粉用自

11、卸密封罐车将成品石灰石粉通过管道送入石灰石粉仓内，再由称重给料机送到石灰石浆液箱中，加水搅拌制成浆液，浆液浓度在2030%，由石灰浆液泵通过管道分别输送至各吸收塔，根据烟气负荷、脱硫塔烟气入口的SO2 浓度和pH 值来控制送入吸收塔的浆液量。 石灰石粉仓系统主要由粉仓本体、卸料管、仓顶平台、扶梯、除尘系统、压力真空释放阀、料位指示计、流化系统、称重给料机等组成。2022-6-14石灰石制浆系统布置2022-6-14浆液制备系统设备石灰石粉仓1座（材质为：Q235-B ） ，包括：所有必要的装置（如料位指示器，出料设备），出料口配有关断闸板门，压力真空释放阀等。设计2个出料口。仓顶布袋除尘器1台

12、：脉冲 式，保证出口含尘量小于30mg/Nm3 流化风机2台：罗茨风机。电加热器1台：出口温度约80。旋转给料阀2台：直径300mm；螺旋称重给料机2台 ，变频控制 石灰石浆液箱1座，碳钢衬玻璃鳞片。石灰石浆液泵2台（1运1备）：离心式，变频控制 。搅拌器1台：顶进式，碳钢衬胶防腐 。2022-6-14螺旋称重给料机2022-6-14四、石膏脱水系统石膏脱水系统包括石膏浆液排出泵，水力旋流器，真空皮带脱水机，气液分离器，真空泵，滤液泵，滤液池等设备。 在吸收塔浆液池中石膏不断产生，需将石膏浆液（17到20固体含量）从吸收塔中抽出。吸收塔浆液通过浆液排出泵送至旋流器站进行石膏一级脱水，使底流石膏

13、固体含量达约50，然后再送至真空皮带过滤机进一步脱水至含水10%。旋流器站溢流含3-5的细小固体微粒在重力作用下流入滤液池，最终返回到吸收塔为控制脱硫石膏中Cl等成份的含量(100ppm)，确保石膏品质，在石膏脱水过程中用水对石膏及滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液池中，然后用泵送到石灰石制浆系统或返回吸收塔。2022-6-14旋流器旋流器作为一级脱水设备，其工作原理是利用离心力加速沉淀分离原理。旋流器是一个带有圆柱部分的锥形容器。锥体上部内圆锥部分叫液腔。圆锥体外侧有一进液管，以切线方向和液腔连通。容器的顶部是上溢流口，底部是底流口（也叫排料口）。由于粗颗粒与细颗粒之间存在着粒度差（或密度差

14、），其受到的离心力、向心浮力、流体曳力等大小不同，受离心沉降作用，锥体中间产生一个低压区，形成一个气柱，造成真空，起抽吸作用，大部分细颗粒在旋流的作用下由上口溢流管排出，重颗粒甩向桶壁，沿桶壁下滑，从下口排出。旋流器环状布置在分配器内，每个旋流器都装有单独的手动阀或电动阀。2022-6-14旋流器工作原理图2022-6-14真空皮带脱水机真空皮带脱水机的工作原理是通过真空抽吸浆液达到脱水的目的。浆液被送入真空皮带脱水机的滤布上，滤布是通过一条重型橡胶皮带传送的，此橡胶皮带上横向开有凹槽且中间开有通孔以使液体能够吸入真空箱。滤液和空气同时被抽送到真空总管，真空总管中的滤液和空气进入气液分离器进行

15、气水分离，气液分离器顶部出口与真空泵相连，气体被真空泵抽走。分离后的滤液由气液分离器底部出口进入滤液接收水槽。浆液经真空抽吸经过过滤部、清洗部和脱水部形成合格的滤饼，在卸料区经卸料斗落入石膏仓。脱水机正常运行时真空控制在4060kPa，滤饼厚度控制在2530mm。2022-6-142022-6-14五、排放系统吸收塔区排水坑用来收集吸收塔区正常运行，清洗和检修中产生的排出物。排水坑收集FGD 装置的冲洗水和/或废水。排水坑一集满，泵就将其中的浆液输送至吸收塔、或事故浆液池或抛弃。事故浆液池用于当吸收塔在检修，小修，停运或事故情况下排放储存吸收塔浆液池中的浆液。通过吸收塔排出泵将吸收塔中的浆液输

16、送到事故浆液池中。通过事故浆液泵，浆液可从事故浆液池输送回到吸收塔。排放系统包括以下组件：事故浆液池1座, 包括2台搅拌器。事故浆液泵2台。排水坑2座，包括2台搅拌器排水坑泵2台。废水泵2台。2022-6-14六、工艺水系统 工艺水从全厂供水系统引接至脱硫岛工艺水箱，为脱硫工艺系统提供工艺用水。用水主要有： （1）吸收塔蒸发水、石灰石浆液制备用水、石膏结晶水、石膏表面水； （2）水环式真空泵用水； （3）除雾器、真空皮带脱水机及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水； （4）氧化风机和其他设备的冷却水及密封水。2022-6-14脱硫管道系统材料选取原则 脱硫塔外循环管 碳钢衬胶 吸收塔内喷

17、淋层 增强FRP，管内、外设5mm厚耐磨层 工艺用水 20# 石灰石浆液 碳钢衬塑 冲洗水 20# 塔内氧化空气管道 增强FRP 石膏浆液管道 碳钢衬塑2022-6-14电气部分供电接线原则：1）脱硫岛单独设置10kV配电装置，主接线按单母分段接线，2回进线电源由主厂房10kV厂用、段提供。2）脱硫岛380/220V系统按单母分段接线， 2段母线各由一台干式变压器供电，单台变压器容量按全部脱硫岛的低压负荷考虑，每台变压器能带100%低压负荷。脱硫岛380/220V系统、段之间设联络开关，正常时联络开关打开，当某一段进线电源故障时跳开该段进线开关，快切装置动作，使联络开关自动闭合，当故障侧电源故

18、障消除，恢复正常供电时，快切装置动作，联络开关自动断开。3）脱硫岛设一段保安段（如有保安负荷），确保在整个脱硫岛失电后的安全停机和设备安全。保安段正常由本脱硫装置对应的380V 段母线供电，在确认整个脱硫岛失电后，备自投装置动作，自动切换至由主厂房保安段提供的电源供电。2022-6-14主要电气设备选择10kV中压配电装置：采用KYN28A-12型金属铠装抽出式开关设备，内装VS1真空断路器。断路器操作机构为电动机储能方式，直流操作。低压脱硫变压器：脱硫变容量按脱硫岛全部低压负荷设计,根据低压负荷计算，脱硫岛的变压器容量为：500kVA。低压配电装置：380V低压开关柜选用MNS（抽出式），额定电压为380V，主母线额定电流1000A，额定短时耐受电流50kA(有效值)，额定峰值耐受电流105kA。380V进线和母联采用框架断路器：额定电压380V，额定电流分别为1000A和800A，热稳定电流50kA/1s。馈线回路采用塑壳断路器。90kW及以上的电动机回路采用电子软启动器。 15kW（包括）至75kW的电动机回路采用塑壳断路器+接触器+马达保护器。 15kW以下的