5烟气脱硫系统设计说明书

1、目 录1.概述.2.脱硫系统的.2.1 吸收剂系统.2.1.1 典型系统 .2.1.2 工艺改进 .2.1.3 原料与设备选用 .2.2 烟气系统.2.2.1 增压风机 .2.2.2 烟风挡板门 .2.3 SO2 吸收系统 .2.3.1 塔内构件 .2.3.2 塔外设备 .72.4 石膏脱水系统.82.5 废水处理系统.92.6 脱硫添加剂.92.6.1 有机酸强化脱硫原理 .02.6.2 有机酸添加剂 DBA.02.6.3 脱硫添加剂 DBA系统 .13.脱硫系统的控制.23.1 系统运行的关键参数.23.2 参数系统控制.33.2.1 循环浆液量 .33.2.2 循环浆液的.34.附属系统

2、.44.1 事故储罐和地坑系统.44.1.1 事故储罐系统 .44.1.2 脱硫塔区地坑系统 .44.1.3 工艺楼区地坑系统 .44.2 石膏仓和卸料系统.54.3 钢结构、楼梯、.54.4 保温、油漆与隔音.65.脱硫系统的防腐设计.85.1 影响防腐材料选择的.85.2 防腐区域介质特性分析.95.2.1 吸收塔底板及高 2m 以下的侧部内表面 .95.2.2 吸收塔喷淋区域 .95.2.3 吸收塔原烟道进口周围侧部内表面鳞片衬里 .95.2.4 吸收塔烟气出口受冲击部位 .05.2.5 安装除雾区的侧部内表面 .05.2.6 其它区域 .06.深度脱硫的保证.11.概述本次项目脱硫采用

3、的是石灰石-石膏法，该工艺采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。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脱硫后烟气进行化学反应吸收脱除二氧化硫，最终产物为石膏。脱硫后的洁净烟气通过除雾器除去雾滴经烟囱排放，脱硫渣石膏脱水后进行进一步利用。脱硫废水则经处理后重新用于制浆。并针对烧结烟气特点和脱硫效果的要求，对传统的石灰石-石膏法进行了改进，改进措施包括：1、采用传质效率高的喷淋塔，并通过改进塔的构件种类、个数和排布方式来提高脱硫效率；2、通过使用脱硫添加剂，稳定浆液的，一方面促进石灰石的溶解，提高石灰石利用率，另一方面提高

4、浆液对 SO2 的吸收能力；3、采用液膜法净化运行过程中产生的废水，净化过的水被循环泵打入制浆水池作为石灰石粉溶解的工艺水，大大减少了湿法脱硫过程中废水的排放量，避免二次污染；4、针对副产物难利用问题，摒弃以往抛弃和填埋地处理方式，借鉴磷石膏的处理方法，将脱硫副产物硫酸钙经过除水后，与氢气反应市场价值高的硫化钙产品，提高工艺过程的经济效益。下面对整套烟气脱硫系统进行详细介绍。2.脱硫系统的脱硫系统主要由吸收剂系统、烟气系统、SO2 吸收系统、石膏脱水系统和废水处理系统五个子系统组成。此外本过程使用脱硫添加剂 DBA，并配有添加剂系统。2.1 吸收剂系统石灰石石膏法湿法烟气脱硫使用石灰石浆液作为

5、吸收剂来吸收烟气中的二氧化硫，而石灰石浆液的品质直接影响到脱硫效率，因此浆液系统非常重要。现在石灰石浆液制造一般采用湿式制浆装置和制浆工艺。2.1.1 典型系统典型湿磨脱硫制浆系统的组成及工艺流程。图 1 湿式制浆系统示意l-石灰石仓; 2-水力旋流器; 3-输送装置; 4-湿式球磨机;5-制浆罐;6-供浆罐由称重皮带给料机输送来的石灰石颗粒，汇同由滤液水泵输送来的滤液水（或工艺水）及二级旋流器的底流浓浆一起进入球磨机筒体，被球磨机内的铜球撞击、挤压和碾磨成浆液。该浆液经旋流器进行水力旋流粗细分离，浆液中的大颗粒被分离到旋流器的底部形成底流浓浆，从回到球磨机被再次碾磨，而浆液中的小颗粒则从顶部

6、溢出形成稀浆进入石灰石浆液箱备用。根据不同设计要求，水力旋流可分为一级或两级。为保证系统物料平衡、浆液浓度和细度合格旋流系统设有再循环管道及浓度、液位、细度调节阀门。系统还设有冲洗水用于设备停止或切换时冲洗泵、管路和旋流器。该系统有如下特性：（1）球磨机筒体采用橡胶内衬，既可防腐又使系统运行中的噪声得到了有效控制。（2）由于在系统内设置了旋流分离，使该系统磨制出的石灰石浆液品质很高，可满足脱硫效率及石膏的纯度要求。（3）由于球磨机内介质是液体，故没有粉尘污染。（4）若为两级旋流，则二级旋流器一般由若干个小旋流子，可调节旋流子投入数量来调节旋流压力和流量，从而调节旋流强度。也有些系统采用变频再循

7、环泵来调节旋流强度。（5）浆液密度调节可采用自动或手动方式。（6）石灰石磨损性和腐蚀性都很强，球磨机需采用耐磨耐腐蚀钢，浆液管道需内衬橡胶或采用玻璃等防腐措施。（7）由于球磨机筒体内装有大量浆液，给球磨机的密封带来一定，时间长易出现漏浆。（8）球磨机出口至再循环箱装有旋转滤网用于分离石灰石中的杂物，旋转滤网孔径必须适中，太小易带出大量浆液，太大分离效果不好。由于在球磨过程中无任何化学反应发生，因而可以用石膏脱水系统中的滤液石灰石浆液，不会影响脱硫剂的活性。现在湿式装置出的物料一般平均粒径过大、并且不能根据需要控制物料的细度、浆液浓度和过筛率，不同粒径浆液的需要，另外浆液过程电耗过高，加大了运行

8、成本。2.1.2 工艺改进为解决上述问题， 本次工艺采用一种新型制浆技术方案， 采用专利CN201189438Y 的一种烟气脱硫石灰石浆液的装置。该烟气脱硫石灰石浆液的装置，包括石灰石储料仓，叶轮给料机、称量给料机、湿式球磨机、石灰石浆液再循环罐、石灰石浆液循环泵、旋流器和石灰石罐，所述称量给料机底流出口由管道与湿式球磨机的入料口连通，湿式球磨机出口与石灰石浆液再循环罐相通，石灰石浆液再循环罐中的浆液经过石灰石浆液循环泵后，进入旋流器，溢流部分进入石灰石浆液罐，底流部分重新返回球磨机。整个过程为物理研磨过程，其主要原理是：利用湿式球磨机中的研磨钢球的特性对石灰石进行研磨，并采用旋流器来分离合格

9、粒径的石灰石浆液，粒径不合格的石灰石返回湿式球磨机继续研磨，最终得到吸收烟气中的二氧化硫的石灰石浆液。整个装置对设备选择、流程布局、水灰比、回流倍率、运行温度、钢球比例进行了最佳配置，具有耗电量低、系统物料平衡易控制、石灰石浆液的细度和密调整等优点，整个系统密闭，无石灰石飞扬，不会对环境造成污染。图 2 石灰石制浆流程图1-石灰石储料仓；2-叶轮给料机；3-称量给料机；4-湿式球磨机；5-石灰石浆液再循环罐；6-石灰石浆液循环泵；7-旋流器；8-石灰石浆液罐石灰石储料仓中有粗石灰石块，这些粗石灰石经过叶轮给料机进入称量给料机给料，称量给料机称取一定量的粗石灰石块，同水一起送到湿式球磨机中，湿式

10、球磨机中有粗石灰石块的钢球，该钢球同湿式球磨机大小尺寸对应。其中湿式球磨机的出口与石灰石浆液再循环罐相通，经过后的粗石灰石块在湿式球磨机中形成石灰石浆液，这些浆液则进入石灰石浆液进入石灰石浆液再循环罐中，而石灰石浆液再循环罐与循环泵连接，通过该循环泵将这些石灰石浆液送入旋流器，旋流器中石灰石浆液溢流部分则进入石灰石浆液罐，底流部分重新返回球磨机。本次石灰石浆液工艺流程如下：1、粗石灰石块经叶轮给料机进入称量给料机给料，然后被定量地输送进湿式球磨机。2、在湿式球磨机中配入适量的水，水与石灰石块混合物在湿式球磨机中被破碎、研磨、搅拌均匀并形成石灰石浆液。3、石灰石浆液进入再循环箱后，经石灰石浆液后

11、进入旋流器进行分离。4、达到或小于要求粒径的石灰石浆液通过溢流进入石灰石浆液器直接，箱内设置搅拌器。粒径较大的石灰石颗粒则通过旋流器的底流返回到湿式球磨机中进行再次破碎和研磨。2.1.3 原料与设备选用本次使用的石灰石品质：碳酸钙含量 96，含钙量 55，含镁量 0.3，含铁量0.1，密度为 2.6g/cm3。该过程使用的设备如下：表 1 石灰石浆液系统主要设备序号设备（材料）名称规格及型号数量1石灰石卸料斗3.6m3.6m出口 1.2m1.2m个12振动给料机Q=70t/h，N=7.2kW台13金属分离器N=2.5kW台14斗式机Q=70t/h, N=50kW台15皮带输送机带宽 500m，

12、转速 1.0m/sQ=70t/h，N=15kW台16石灰石贮仓有效容积 605m3座17叶轮给料机Q=8.5t/h; N=4kW台18称重式皮带给料机Q=8.5t/h, N=7.5kW台19湿式球磨机Q=8.5t/h，N=130kW台110磨机浆液循环箱2.2m2.6m，碳钢衬胶个111磨机浆液循环泵Q=66m3/h,P=20m,N=15kW台42.2 烟气系统从除尘器后引风机出来的烧结烟气首先经过换热器降温至 90，再经增压风机升压，通过挡板门进入脱硫系统，然后在塔内与喷淋浆液逆流接触完成烟气脱硫净化。这一步的操作目的主要是为了烟气能稳定的进入脱硫塔内，主要需要选择的设备为增压风机和挡板门。

13、2.2.1 增压风机增压风机又称脱硫风机是用于克服烟气脱硫装置的烟气阻力，将原烟气引入脱硫系统，并稳定锅炉引风机出口压力的主要设备。它的运行特点低压头、大流量、低转速。在加装脱硫装置的情况下，引风机无法克服系统的烟气阻力，所以必须设置增压风机。本项目结烟气进入喷淋塔中洗涤脱硫，脱硫后送回尾部烟道进入烟囱排放。由于烟气流经烟道、喷淋塔、净烟道、挡板门、分布器、除雾器等阻力设备，需设置增压风机来克服整个脱硫系统设备的阻力。脱硫风机的选型、布置位置和结构型式等对满足环保要求、降低脱硫工程的造价、优化脱硫系统方案都有较大影响，是保证脱硫系统运行性能和可靠性的重要设备。增压风机一般有离心式、动叶可调轴流

14、式、静叶可调轴流式三种形式。本次考虑到烟气量较大，压升低，故选用静叶可调轴流风机，其结构如下图所示。12磨机浆液循环箱搅拌器顶进式，N=3kW台213石灰石浆液旋流站Q=60m3/h；旋流器材质为聚氨酯套114石灰石浆液箱有效容积 300m3 7.5m8m个115石灰石浆液搅拌器顶进式，N=11kW台116石灰石浆液泵Q=60m3/h，H=36m,N=11kW台417制浆区排水坑液下泵立式，Q=60m3/h,H=20m,N=11kW台218制浆区排水坑搅拌器顶进式，N=3kW台1图 3 静叶可调轴流风机结构图1-前导叶；2-叶轮；3-扩压器；4-集流器；5-进气室2.2.2 烟风挡板门本系统设

15、有旁路烟道，内设旁路挡板门，当系统检修、或烟气工况异常时烟气由旁路烟道直接排入烟囱以确保脱硫系统的安全，挡板门在保证锅炉及脱硫系统正常稳定运行及系统设备安全方面起着的作用。目前，在我国大中型电站锅炉机组的烟气脱硫系统中使用的烟气挡板门主要有双叶片百叶窗挡板门、双百叶窗挡板门、双密封百叶窗挡板门等类型。本次选用目前使用较多，效果较好的双叶片百叶窗挡板门。该类型挡板门由一扇百叶窗组成，百叶窗由两片叶片组成，设置密封空气系统，允许 100%的密封空气进入两叶片之间。这种烟气挡板门的最大优点在于其密封片具有自清洁功能，挡板门的重量只有双百叶窗挡板门的一半左右，投资费用也较双百叶窗挡板门节约了 50%。

16、双叶片百叶窗挡板门的强度略低于双百叶窗挡板门，但就目前国内电厂烟气脱硫系统的烟道最大、最小运行压力而言已完全能够满足。图 4 双叶片百叶窗挡板门结构图2.3 SO2 吸收系统SO2 吸收系统的主要设备为喷淋塔，塔内主要构件包括气体分布器、液体再分布器、喷淋层、除雾器等，喷淋塔的配套设备有浆液循环泵、浆液搅拌器、氧化风机、脱硫添加剂添加泵等。通过塔内构件及塔外设备的使用，增大接触面积，减小传质阻力，从而保证一定的脱硫效率。2.3.1 塔内构件2.3.1.1 喷嘴由于喷嘴是按其在多种不同喷雾条件下工作而设计的，因而选用适合需要的喷嘴，以便在使用中达到最佳喷雾性能。喷嘴的特性主要体现在喷嘴的喷雾类型

17、，即液体离开喷嘴口时形成的形状以及它的运行性能。喷嘴名是以喷雾形状区分为扇形、锥形、液柱流(即射流)、空气雾化、扁平喷嘴，其中锥形喷嘴又分为空心锥形与实心锥形二大类；而喷嘴(即混合搅拌喷嘴)、强冷(热)风口吹风风嘴以及喷嘴(如园林喷嘴、缸子洗涤喷嘴、管子喷嘴等系列)名则体现了喷嘴的运行性能。选用喷嘴的有流量、压力、喷雾角度、覆盖范围、冲击力、温度、材质、应用等，而这些之间往往相互牵连、相互制约。流量与压力，喷雾角度与覆盖范围均成正比关系。任何喷嘴的喷射目的是要维持连续不断使槽液与工件接触，流量这个比压力更为重要。液体的温度不影响喷嘴的喷雾性能，但它影响黏度和，同时还影响材料的选择。喷雾形状是选

18、择喷嘴的一个重要的指标，在不同的场合应用时选择的喷雾形状是不同的。按照喷嘴的喷雾形状主要分为以下几种：表 2 喷嘴类型空心锥形实心锥形扇形直线型比较之下，本次选择雾化效果较好的 360螺旋型实心圆锥喷嘴。螺纹连接采用 SP-S 型；喷嘴材质选择碳化硅；喷淋量为 1290L/min。在每一层的喷淋管线均对应配有一套独立的喷淋液循环系统，并且每一层的喷淋管线均包括一条喷淋主管和若干喷淋支管，各喷淋支管按梳齿形式均布并固连于喷淋主管两侧，并且喷淋支管上的雾化喷嘴均坚直向下布置。喷淋液从喷淋主管流入各喷淋支管后，在压力作用下从喷淋支管上的各雾化喷嘴处高压雾化喷出。每一层喷淋主管的直径、各喷淋支管直径、

19、雾化喷嘴在喷淋支管上的问距和个数等指标均需要根据脱硫喷淋塔烟气流量、流速、二氧化硫等有害杂质含量、以及喷淋液循环泵的扬程、喷淋主管及其各喷淋支管中的喷淋力、喷嘴型号和压力、管线压力损失及流速磨损等众多因素综合计算。目前，前述的这些参数指标已有较为成熟管线布局参数的计算或经验公式方法。然而，所述管线布局参数的计算方法或经验公式均仅能针对喷淋主管路直径保持不变、喷淋支管上的各个雾化喷嘴规格也都完全相同的情况做计算和设定。但脱硫喷淋塔内的实际工况则是:距离喷淋主管的远的喷淋支管以及这些喷淋支管远端的雾化喷嘴，其喷嘴内的喷淋液随着远端压力的降低而流速慢、雾化压力小，雾化效果不好甚至不能产生雾化效果。这

20、不但空心锥形喷雾形 状实质是一个圆 形的液体环。这种喷嘴由进液口与 涡流腔相切或者 通过一个紧靠喷 嘴口上游的实心锥形喷雾形 状是一个完全充 满喷雾液滴的覆 盖区域，一般是靠的扰流叶片 形成的。这样的叶片使得液体在喷扇形喷雾的液体 分布呈平面扇形 或者薄片形。扇形喷雾是通过一个 椭圆形喷嘴口或 者一个与倒流面 相切的圆形喷嘴 口而形成的。直线形喷嘴是扇 形喷嘴的一种特 殊类型，唯一的差别只在于喷雾角 度，直线形喷雾角度为零度。这种喷嘴一般应用在操 作压力比较高的 环境中。开槽叶片形成的。 嘴口之前获得可以控制的湍流。造成了循环系统对电能的严重浪费，更会因喷淋液雾化效果下降而造成烟气脱硫不充分，

21、无法达到环保指标要求。为了解决现有脱硫喷淋塔的喷淋层管线布局方法仅符合喷淋主管路直径保持不变、喷淋支管上的各个雾化喷嘴规格也都完全相同的情况，而距离喷淋主管的远的喷淋支管以及这些喷淋支管远端的雾化喷嘴，其喷淋液随着远端压力的降低而流速慢、雾化压力变小，雾化效果不好甚至不能产生雾化效果，不但造成烟气脱硫反应不充分，同时也造成了循环系统对电能的严重浪费的技术问题，本实用新型提供一种脱硫喷淋装置。本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下:脱硫喷淋装置，其包括多个喷淋支管，一个喷淋变径主管，所述喷淋变径主管的直径自上而下逐级缩小；多个喷淋支管的一端均安装在喷淋变径主管上，另一端均密封后固连在脱硫喷淋

22、塔的侧壁上。具体应用本实用新型的脱硫喷淋装置时，首先仍根据现有成脱硫喷淋塔的喷淋层管线布局方法求解出喷淋变径主管 3 的第一段直径 D1 之后，变径主管 3 的第二段直径 D2 缩小为其第一段直径 D1 的 75%85%，并将变径主管 3 的第三段直径 D3 缩小为其第一段直径 D1 的 50%60%。通过以上设计，在脱硫塔运行时，可保证每层喷淋管路的各个喷嘴能够 360全方面同时雾化并达到 100%的覆盖率，其雾化效果可靠、均匀、稳定。本次喷嘴的布置方式如下图所示。图 5 喷淋层喷嘴布置2.3.1.2 除雾器除雾器是依靠烟气中液滴的惯性作用和重力作用为工作原理。当带有液滴的烟气以一定的速度通

23、过除雾器通道时， 由于烟道本身弯曲的特殊结构，迫使烟气在运动过程中连续地改变方向，使烟气流在惯性力和离心力的作用下实现气液分离，部分液滴被甩到除雾器叶片时被收集，当液滴在除雾器叶片上越聚越多，汇集到一定程度时，在自身重力的作用下向下运动回到洗涤池。而残留在除雾器叶片上的固体物质经过冲洗也被回收到洗涤池里。1、组成脱硫系统中的除雾器通常由两部分组成：除雾器本体及冲洗系统。除雾器本体由除雾器叶片、卡具、夹具、支架等按一定的结构形式组装而成。其作用是捕集烟气中的液滴及少量的粉尘, 减少烟气带水, 防止风机振动。除雾器叶片是组成除雾器的最基本、最重要的元件, 其性能的优劣对整个除雾系统的运行有着的影响

24、。除雾器叶片通常由高分子材料(如聚丙稀、FRP(玻璃钢即树脂加玻纤等)或不锈钢，两大类材料制作而成。主要考虑材料的强度，耐温性，耐磨损腐蚀性，价格等。除雾器叶片种类繁多。按几何形状可分为折线型(a、d)和流线型(b、c)图 6 除雾器形状a 型叶片结构简单, 加工制作方便,易冲洗,适用于各种材质；b、c 型叶片临界流速（除雾器特性参数）较高,易, 目前在大型脱硫设备中使用较多；d 型叶片除雾效率高,但,使用场合受限制。除雾器冲洗系统主要由冲洗喷嘴、冲洗泵、管路、阀门、压力仪表及电气控制部分组成。除雾器冲洗系统的作用是定期冲洗掉除雾器板片上捕集的浆体、固体沉淀物，保持板片清洁、湿润，防止叶片结垢

25、和堵塞流道。另外除雾器冲洗水还是吸收塔的主要补加水,是系统水平衡中的重要部分。2、布置形式除雾器一般尽可能采面冲洗的布置形式。图 7 除雾器布置形式相比于水平板型布置方式，人字型、V 字型除雾器的设计流速大，经波纹板碰撞下来的雾滴可集中流下，减轻产生烟气再次夹带雾滴现象，除雾面积也比水平式大，因此除雾效率高。本次除雾器的布置及形状的选择，使用专利号为：CN 202155131 U 的方法。图 8 专利布置形状2.3.1.3 气液分布器由于烟气与浆液在塔内的分布并不能均匀，因此需要在吸收塔内增设气液分布器使得烟气与浆液能够在塔内合理分布，从而增加吸收塔的气液接触面积，从而提高脱硫效率以及石膏利用

26、率。在逆流喷淋塔的基础增设穿流托盘，托盘是带有小孔的格栅，烟气从托盘下往上，浆液从托盘上喷射下来，烟气和浆液在托盘表面发生强烈掺混，形成层，层具有很大的气液接触界面，对 SO2 具有良好的吸收能力。托盘常用隔板分成若干小区域，一方面增加托盘的刚度和平面度，另一方提高浆液分布的均匀性。运行时，烟气从托盘中的部分孔穿过，同时浆液从托盘的其它孔中落下。由于托盘上面的湍流运动，透气和漏液相互交替，认为是液相为连续相，气相为分散相的鼓泡和喷射过程。托盘产生的传质表面积比喷淋层所需的垂直距离短。采用托盘时传质可以在托盘表面增加，同时可以提高其上面各喷淋层气流分布的均匀性。在喷淋层的设计过程中，由于塔壁常常

27、难以被浆液覆盖，考虑壁面的涉及范围，通过合理的布置将喷嘴覆盖范围扩大至壁面，但同时会产生严重的壁流效应，降低脱硫效应。MET 公司经测试证实了壁流现象。MET 公司在空塔中加装专利产品液体再分布装置（ALRD）。因此在塔设计的过程，决定在塔内增加托盘以及 ALRD 专利对塔内气液分布进行优化。1、CN205109329U 托盘介绍经过比较，选择采用专利 CN205109329U 由公司设计的一款实用托盘，该托盘可以有效的分散烟气，减少烟气贴壁流现象，提高脱硫效率。脱硫塔增加托盘，可改善烟气均匀性，但传统托盘（如图 9）不能减少由于塔壁附近液浆颗粒被塔壁附近液浆颗粒被塔壁吸附后所产生的烟气贴壁流

28、现象，从而使得脱硫效果不够理想。经过改造后的托盘更改了开孔区域以及边缘位置，在托盘的中间局部开孔，边沿环形区域密闭不开孔，开孔率为 0.30.5。不开孔区域向上，与开孔局域之间呈 120150夹角。不开孔区域的内沿到塔内壁的距离为 1D5D，D 为脱硫塔的内径。图 9 传统托盘示意图图 10 专利托盘示意图表 3 托盘参数设计2、液体再分布器介绍脱硫塔运行的时候，烟气会出现附壁现象，要求喷淋塔靠近塔壁处保持足够的浆液密度，防止烟气短路。因此靠近脱硫壁的喷嘴大多采用单向实心喷嘴，逆向烟气喷射，但同时导致大量的脱硫浆液贴壁，形成壁流，减小有效传质面积，降低脱硫剂利用率，因此 MET 公司开发了专利

29、产品液体再分布装置（ALRD），把塔壁上的液膜收集起来，重新破碎成液滴，分配到烟气中，减轻烟气的附壁效应，靠近塔壁的喷嘴也可以布置得离塔壁远一些，减少贴壁的浆液和对塔壁托盘材料S31603托盘厚度 mm10托盘小孔直径 cm3托盘开孔率35%不开口圆环区域宽度 cm2安装位置烟气进气口以上 2m防腐层的冲刷，另一方面可以使贴壁的浆液发挥余热。安装液体再分配装置后表明系统脱硫效率能提高 25。图 11 ALRD 脱硫塔示意图（右为浆液分布环）因此决定在最底层喷淋层下方增加浆液再分布器，减小壁流效应。图 12 ALRD 示意图图 13 ALRD 俯视示意图表 4 ALRD 参数设计托盘材料S316

30、03托盘厚度 mm10托盘小孔直径 cm2托盘开孔个数56托盘开孔率%12.52.3.1.4 浆液搅拌器在石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺中，石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行逆流洗涤，经雾化喷嘴喷出的石灰石浆液滴与烟气中的二氧化硫进行反应生成可溶性亚硫酸钙和亚硫酸氢钙，并以小颗粒状流入到浆液池中，氧化风机把氧化空气喷入浆液池中，在搅拌器的作用下，硫酸钙和亚硫酸氢钙几乎全部强制氧化生成石膏结晶。用石膏排出泵将浆液排出，送往石膏旋流器，进行浓缩及颗粒分级，稀的溢流液返回吸收塔及部分进入废水处理系统外排，浓缩的底流流向真空皮带机进行石膏脱水。其中，搅拌器的作用是防止固体颗粒在浆液池中沉淀，确保浆液能够均匀地

31、输送到下一个工艺过程中去。加强氧化空气的扩散，促进亚硫酸钙的氧化、石膏晶体的成长和石灰石的溶解。如果吸收塔搅拌器的选择和设置不当，将会硫酸钙氧化不充分，石灰石利用率低，严重影响脱硫效率及所生成的石膏品质；另一方面，搅拌器搅拌不均匀，造成罐底的局部沉积，特别是泵处的沉积，容易造成泵的气蚀，高浓度的浆液可能进入泵中，造成泵的损坏。吸收塔搅拌器在空间上的布置对于浆液中固体颗粒均匀分布、防止固体物堆积具有决定性的作用。经过多套脱硫装置的及设计，总结出在纵向上基本为 11.5 倍的桨叶直径，搅拌器深入塔内长度基本为桨叶直径的一半。在周向上，均匀布置，使得每个搅拌器搅拌相同体积的流体，流场之间不产生干扰。

32、在吸收塔底部还有循环泵和石膏排出泵，考虑泵的影响，适当调整搅拌器的分布。在单个搅拌器的设置上，每个搅拌器都有一个径向角度和水平角度，在径向上偏离直径方向约 412之间，在水平方向上向下倾斜 10左右。如果搅拌器沿容器相互垂直的直径线安装，搅拌器之间和容器壁附近的浆液就搅拌不到，会出现沉淀结垢。如果搅拌器的角度不进行优化设计，可能会造成浆液绕着中心旋转，在中心区域产生沉淀，只有在搅拌器经过优化布置后，才能保证容器中没有固体颗粒的沉积。圆环区域宽度 cm4.5安装位置最低喷淋层以下 0.5m图 14 侧装搅拌器安装角度对罐中浆液流场的影响吸收塔搅拌器的安装设计也是一个很重要，搅拌器通常安装在焊在塔

33、体上的接管上，沿塔底部四周布置。吸收塔的直径大，塔壁薄，属于大型薄壁容器，搅拌器本身的重量大，通常达 12t，同时，搅拌器在高速旋转时，会产生很大的扭力和弯曲力，所以要求搅拌器的安装接管必须具有足够的刚度，如果刚度不够，则会使搅拌器运转中产生振动，破坏机械密封。保证接管足够刚度的方法是对接管进行加强，一方面，在接管开孔处设置补强圈，另一方面，在接管四周设置必要的加强型钢，接管法兰与塔壁之间设置加强肋板。加强件的规格尺寸由搅拌器的力学数据决定。在搅拌器的正下方安装冲洗水口，冲洗水管深入塔内桨叶的后下方，用于在搅拌器不运行，再次起动时，冲洗桨叶周围的固体沉积物，保护搅拌器不被破坏。2.3.2 塔外

34、设备塔外设备包括浆液循环泵、脱硫添加剂添加泵、氧化风机以及洗涤水输送泵等输送设备，这里选择标准可以满足任务要求的泵即可。烟气脱硫后经除雾器除水后，部分引入到进口脱硫烟气用以稳定进入塔内的烟气量处于稳定，另有少部分通过氧化风机通入塔底，因为烧结烟气本身含氧量高，可以用来氧化浆液固体。2.4 石膏脱水系统塔底浆液由排浆泵至水利旋流器进行浓缩处理，浓缩后的浆液流入真空过滤机进行进一步的脱水处理。通过两步物理操作，石膏中的游离水分可被除去 90以上，脱水后的石膏将在之后的工段进一步资源化利用。对水力旋流器的选型如下：图 15 水利旋流器结构图表 5 水力旋流器参数真空皮带过滤机选取参数如下：表 6 真

35、空皮带机参数型号过滤面积 m2过滤有效宽度（mm过滤有效长度（mm整体总长（mm）机身宽度(mm)机身高度（mm）真空耗量 m3/mmGLKG-18 0020180011200151002430218030型号规格筒体内径（mm）允许最大给料粒度（mm）给料压力（MPa）分级粒度（m）外形尺寸（长宽高）mm单机重量（kg）HL-20020020.060.35401004353601050602.5 废水处理系统产生大量废水造成二次污染是石灰石-石膏法的一大弊端，本次特地设置了废水处理工段，对脱硫废水进行净化处理，处理后的水重新用于石灰石制浆。本次脱硫废水中的有害成分为金属离子和少量有机酸。金属

36、离子是烧结烟气中和石灰石携带，有机酸则是添加的少量脱硫添加剂随浆液带出，本次采用液膜法对有害成分进行脱除。液膜是一种双重乳状液体系,它由两个不混溶相形成乳液,然后再分散在第三相(连续相)中而成。在这一体系中,膜溶液以薄膜形式存在并隔开料液相和反萃相,使萃取与反萃取过程在膜的两侧同时进行并相互偶合。液膜由于其表面积大,厚度薄,因而传质速度快,处理量大。液膜分离有集萃取与反萃取于一个过程中，可以分离浓度比较低的液相体系。由于处理后的废水重新用于制浆，故有机酸可以不需要除去，但为了防止金属离子在塔内富集，所以应尽可能地除去。处理后的清洁的水重新用于制浆，富含金属离子的少量水则送往污水站，采用生物法进

37、行处理，防止再次造成污染2.6 脱硫添加剂石灰石脱硫工艺脱硫塔的运行性能受两个值的限制:一是值降低到接近气-液界面的值，这将降低 SO2 的溶解和吸收速率；二是值升高到液固界面的值，这将降低石灰石的溶解速率。实践表明，在吸收 SO2 总的传质阻力中，液膜扩散阻力占了大部分，即（3）往系统中添加有机酸性(如 DBA)、MgO(在抑制氧化工艺中)等化学药剂选择缓冲添加剂时应考虑以下几点：溶解度合适；挥发性低；化学稳定性好；无毒；易于获得；价格低廉。综上考虑本次选择使用有机酸添加剂 DBA。2.6.1 有机酸强化脱硫原理所有在气液界面(=34)和浆液中(=4.55.5)具有缓冲能力的添加剂-均可增强

38、 SO2 在液膜中的扩散(将 SO2 转化为 HSO3 )。从理论上讲，所有强度介于碳酸和硫酸之间且其钙盐为可溶性的酸均可作为缓冲剂。实际应用中，任何在=36 能起缓冲作用的弱有机酸均可改善 FGD 系统的运行性能。有机酸能作为缓冲剂提高浆液中和酸性的能力，并吸收二氧化硫。以己二酸为例，由于己二酸钙比碳酸钙溶解性高，使用己二酸(以己二酸离子的形式)比单纯使用石灰石有的碱离子可供使用。在己二酸存在的情况下，己二酸根离子调节值，使得值不会像单纯使用石灰石那样迅速下降，这样己二酸根离子就增加了浆液中和二氧化硫的能力。同时，己二酸根离子在洗涤液滴上形成液膜，二氧化硫转换成亚硫酸盐的反应比没有己二酸根离

39、子时要快得多。有机酸缓冲添加剂由于其缓冲作用，可以保持到达石灰石颗粒表面的质量通量不变，SO2 吸收所需的碱度对 CaCO3 或亚硫酸钙溶解速率的依赖减小，同时还可以促进石灰石的溶解。有机酸添加剂允许脱硫塔在值较低时工作，提高了石灰石的溶解速率，这就减少了石灰石的消耗。与碱盐不同，有机酸缓冲添加剂不受 Cl-浓度的影响。有机酸对副产物(无论是何种氧化方式)的沉淀和过滤性能影响不大，添加有机酸不会显著增加浆液中溶解的固体含量。烟气中携带的雾滴中含溶解的固体物质越多，将导致排放烟气中的粉尘浓度增大，下游设备故障率增加。2.6.2 有机酸添加剂 DBADBA 是由三种羧基酸组成的：即琥珀酸(n=2)

40、、戊二酸(n=3)和脂肪酸(n=4)。它们是脂肪酸工业的副产物，与可溶性亚硫酸盐一样，DBA 也是通过增加液相碱度来提高脱硫效率的，反应式如下:上述两个反应在塔底浆液槽中随着石灰石的溶解、值的提高，将发生逆向反应。DBA 不但能中和吸收的 SO2，而且对石灰石脱硫浆液的值具有良好的缓冲作用，因而它比亚硫酸盐更有效。从反应式来看，反应是可逆的，理论上DBA 是不会被消耗的。但 DBA 会被氧化降解消耗一部分，同时，还会沉积硫酸盐、硫酸盐的固体表面以及被脱硫副产物所含的水分带走。根据研究，当 DBA 的浓度从 0 提高到 1000mg/L 时，脱硫效率剧增，继续提高 DBA 浓度，传质单元 NTU

41、 也继续增大，但脱硫效率达到了液膜控制的最大值，DBA 的费用迅速增加。实践表明，对于石灰石脱硫工艺，当其设计脱硫效率为85%90%时，若添加 DBA，其脱硫效率可提高到 95%97%；设计脱硫效率为 90%95%时，添加 DBA 可提高至 98%99%，而添加 DBA 的费用仍然在具有效益的范围内。2.6.3 脱硫添加剂 DBA系统有机酸供给系统包括有机酸槽车卸料站、有机酸储罐和有机酸计量泵。有机酸进酸管道直径一般为 50mm，与卡车连接，管线上装有手动球阀，储罐装有气动球阀，储罐和计量泵宜布置在一个单独的车间内，室内应设有防护堤，以防储罐事故时溢至室外。储罐的材质可采用 316L，其设计容

42、积、设计压力、设计温度根据具体情况确定，储罐顶部应装有安全卸压阀。有机酸系统至少设一台备用泵，泵为一般为隔膜泵，材质为整体 316 不锈钢，隔膜为特氟龙，每台泵的出口管线宜装有卸压阀(返回泵的)、减振器、压力表和手动球阀。有机酸储罐附近应单设一地坑，以便在供酸泵或储罐事故状态时收集有机酸。需要注意的是 DBA 的储罐及管线必须加热，并保持在 50以上，以防止结晶，其的浓度一般为 85%的溶液。DBA 具有腐蚀性，其储罐、管道、泵等常用 304 或 316L 制作，阀门应用不锈钢或碳钢。5.应用化学添加剂的优缺点（1）可关闭部分泵，降低所需的液气比，降低脱硫塔动力消耗，从而减少投资费用和运行费用

43、。（2）由于化学添加剂具有良好的缓冲能力，FGD 系统可在较低的值条件下运行，带来的好处是：易于氧化亚硫酸盐/亚疏酸氢盐，所消耗的空气量小；石灰石利用率提高，甚至可达 100%，这在石灰石-石膏法系统中，当石膏为产物有较高品质要求时尤为重要；降低脱硫系统对石灰石的类型和粒度的敏感性，石灰石的粒度可增大；亚硫酸钙结垢的可能性减少；自动控制回路中值的响应特性更为良好；对 SO2 排放浓度的控制范围更大。（3）作为晶体调节剂，改善固体沉降及处置特性。（4）增加了 FGD 系统对含硫量变化的适应能力，即使在值很大时，出口 SO2 的浓度也能保持稳定。（5）增加了运行的灵活性。但是，使用化学缓冲剂也有一

44、些缺点：（1）采用有机酸的脱硫系统废水，由于 BOD 和 COD 含量增加，一般需生化处理。在废水处理 BOD 时，对于浓度较低甲酸可用生物滤器。对于浓度较高的DBA 可用活性污泥或 SBRS 法处理。本次的生物法处理可以有效的解决这一问题（2）长期实践表明，缓冲剂的添加量会随着 FGD 系统运行时间增加而增加，这将导致实际运行费用不断增加，本项目经济效益良好，可以正常使用。3.脱硫系统的控制3.1 系统运行的关键参数（1）进口烟气温度、成分：烟气温度太高，会导致脱硫效率的下降。烟气性质偏离设计值，将对系统产生严重影响。（2）塔内浆液的值：值太高，则容易造成设备的堵塞和结垢，同时使得脱硫剂的利

45、用率降低，脱硫产物的品质下降。而值太低，则影响了脱硫效率。（3）液气比 L/G：在相同的条件下，液气比越大，脱硫效率越高，但随之动力的消耗就越大，烟气出口的温度就越低。（4）钙硫比 Ca/S：钙硫比高，脱硫效果较好，但脱硫剂利用率下降，一般石灰石-石膏法工艺控制钙硫比在 1.031.05。3.2 参数系统控制喷淋塔本身采用集散控制系统，由于烟气的进塔温度较稳定，所以主要对循环的浆液量，循环浆液的两个方面进行动态控制。3.2.1 循环浆液量浆液循环量，也就是液气比，是脱硫环节中最重要的参数之一。理论上来说，液气比越大，脱硫效果越好，但是脱硫成本也会增加，操作的过程也更加。本次设定的液气比为 15

46、L/m3，循环的浆液量则通过对处理烟气的量的检测，从而进行动态调整。3.2.2 循环浆液的浆液的则通过脱硫添加剂的量进行控制。本次设定浆液为 5.5，在脱硫过程中时刻对浆液的进行检测，根据浆液的值的变化从而确定加入量4.附属系统其它附属系统包括事故储罐、地坑系统、石膏仓和下料系统等。4.1 事故储罐和地坑系统浆液排放系统主要由事故储罐系统、脱硫塔区地坑系统、工艺楼区地坑系统组成，各系统的主要作用如下。4.1.1 事故储罐系统事故储罐系统用来临时脱硫塔因大修或故障原因必须排空的浆液。脱硫塔内液被通过脱硫塔石膏浆液排出泵送至事故储罐，脱硫塔底部浆液通过排空阀排至脱硫塔区地坑，然后由地坑泵送到事故储

47、罐内。与此相同，脱硫塔底部所需的冲洗水也通过地坑最后送至事故储罐。再次向排空后的脱硫塔添加石膏浆液通过事故储罐输送泵来实现，在事故储罐输送泵保护，事故储罐中剩余的石膏浆液可排至脱硫塔地坑中。4.1.2 脱硫塔区地坑系统用于收集、输送或脱硫塔区域设备运行、故障、检验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏而产生的被体。脱硫塔地坑将收集的液体通过脱硫塔地坑泵输送至脱硫塔或事故储罐中，脱硫塔区地坑中装有搅拌器，防止固体物在坑底沉积。4.1.3 工艺楼区地坑系统用来收集、输送或工艺楼区域设备运行故障、检验、取样、冲洗、过程或渗漏而产生的液体。工艺楼地坑将收集的液体通过工艺楼地坑泵输送至石灰石浆液箱或石膏溢流浆液箱

48、。工艺楼地坑中装有搅拌器，防止固体物在坑底沉积。地坑或罐的有效体积由进入的最大水量决定。设计储浆液地坑或罐时还应考虑到清淤的方便，如搭建脚手架、门、爬梯、电动葫芦等。在带高浓度浆液搅拌机的石膏浆槽等处，因搅拌槽内璧易磨损，要在内贴的硬质橡胶上再贴上软质橡胶。罐、塔内设置的管道、喷嘴等上使用的螺母等由于间隙腐蚀容易松动，可填以间隙充填材料并拧紧螺栓、螺母。4.2 石膏仓和卸料系统石膏仓和石膏仓卸料系统了石膏的转运系统。石膏仓是一个筒形仓，仓内设有卸压锥，以支持，卸压锥可以防止物料直接冲击卸料口。石膏仓底板上装有石膏卸料装置，通过镰式回转臂将物料刮落到中间卸料管，落入卡车的车斗。若要改变出力，可调

49、节制料锥下部底套筒离底板的距离，一般可调范围为O.50.8m 。4.3 钢结构、楼梯、设计时应考虑系统与设备的热膨胀以及、楼梯和栏杆协调性(如型式、色影)。同一楼面不同荷重的特定区域应做上标记。不允许使用不同的国际规则和标准(指设计方法、设计基础数据以及结构件安装等规程、标准混在一起)，所有和钢梯的设计荷载及挠度满足相关规范的要求，钢结构的防腐应满足相关规范的防腐要求。所有、钢梯和都要覆盖钢格栅。钢格栅要水平排列，而且在任何方向看都是的形式，每块钢格栅由 4 个螺钉安全牢固地焊在结构上。不允许采用螺钉夹。需要搬移的格栅地板配备安装把手。格栅的最小高度不小于 30mm，所有格栅经过热浸镀锌处理，

50、如果钢格栅要割切或焊接，则要重新镀锌。所有格栅边缘和切边用与格栅材料同样尺寸的铜条包围。对于、楼梯、楼梯、走道、辅助梯级、紧急出口、靠近设备的走道，最小高度不小于 2.20m，宽度不小于 1.2m。安装道路在所有方向上比最大搬运件与搬运工具加在一起的尺寸大 0.3m 。所有和钢梯都提供有至少高于楼面 120mm 的踢脚板，踢脚板最小厚度是 8mm 。主要扶梯倾角一般不大于 30，两个方向都频繁使用的楼梯的斜角是 38，最小宽度 1.2m。接近装置设备和两层楼间的楼梯可使用 45的斜角。扶梯宽度不小于 800mm，踏步板采用防滑格栅板。、走道和扶梯踏步板热镀锌。护沿板选用 140mm3mm 扁钢

51、，并在上部设有 20mm 宽的折沿。扶手、栏杆和弯管采用碳，弯管椭圆度一般不大于 8%，扶手外径为 50mm，立柱及横杆直径与其相匹配。每个梯段不超过 16 级，斜度 45时最大高度为 3.36m；斜度 38时最大高度为 3.15m。如果楼梯超过 16 级，则每个梯段等分并且通过楼梯分开。钢爬梯钢条必须以 300mm 的倍数安装，最高钢条必须与连接的面相平梯必须每 5000mm 或更少安装一个。所有爬梯爬高多于 3600mm 或爬梯安装在较高的地方（垂直高度2500mm），必须配备保护隔圈。每个爬梯(护圈)的顶部必须有涂漆的安全链。4.4 保温、油漆与隔音保温、油漆设计应符合火力发电厂保温油漆

52、设计技术规范(DL/T5072-1997)。当环境温度（指距保温结构外表面 1m 处测得的空气温度)不高于 27时，设备及管道保温结构外表面温度不超过 50；当环境温度高于 27时，可比环境温度高 25。对运行温度低于最大酸温度的设备，采取防止凝结的保温，防止凝结对装置结构或设备造成损害。对时需要拆卸的设备，要求其保温也能拆卸。烟道采用预制保温板保温。保温层的外装板是防腐的铝合金。应提供保温层和外装板的支撑，支撑与镀锌铁丝网焊在一起形成网状构造物，以固定保温层对露天设备的保温层外装板应能防止雨水保温层。为了防止腐蚀，对不保温和介质温度低于 120保温的设备、管道及其附件、支吊架、扶梯进行油漆。机械、电气设备及的油漆工作应在制造厂内完成，对于钢构件、底漆层和保护(中间)层在制造厂内完成，罩面漆在现场完成。5.脱硫系统的防腐设计5.1 影响防腐材料选择的由于脱硫装置的种类(主要是指不同的结构和不同脱硫工艺而言)很多，况且即使是烟气除尘脱硫装置的结构设计，使用的脱硫工艺也完全一样，每台装置内部的环境条件都不可能完全相同，因为所燃烧的、所用的工艺水、设备运行参数等的微小差异都会影响装置的环境，进而影响到对防腐材料的选择。因此，需要具体情况具体分析，不可盲目。影响 FGD 流程腐蚀性的见下表。表 7 腐蚀性影响影响因子影响情况温度烟道气在进入洗涤过程之前是否经过热交换器冷却也是影响温