半干法脱硫方案

半干法脱硫推行方案半干法脱硫推行方案25/25半干法脱硫推行方案烟气脱硫技术方案第一章工程归纳1.1项目大要某钢厂将就该厂烧结机后烟气进行烟气脱硫办理。现烧结机烟气流程为烧结机—除尘器—吸风机—烟囱。除尘器采用多管式除尘器，除尘效率大于90％。主要原始资料以下：主要原始资料表项目单位数量标态总烟襟怀（湿）3480000Nm/h吸风机数量台2吸风机出口烟气温度℃140实质烟襟怀3726150m/h除尘器入口含尘浓度31590mg/Nm除尘器效率%≥90吸风机出口含尘浓度3mg/Nm≤159吸风机出口含硫浓度3mg/Nm23451.2主流烟气脱硫方法烟气脱硫（简称FGD）是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段。FGD其基根源理都是以一种碱性物质来吸取SO2，就目前国内实质应用工程，按脱硫剂的种类划分，FGD技术主要可分为以下几种方法：1、以石灰石、生石灰为基础的钙法；2、以镁的化合物为基础的镁法；3、以钠的化合物为基础的钠法或碱法；4、以化肥生产中的废氨液为基础的氨法；最为宽泛使用的商业化技术是钙法，所占比率在90％以上。而其中应用最为宽泛的是石灰石－石膏湿法和循环流化床半干法烟气脱硫系统。针对本工程，我公司将就以上两种脱硫方法分别进行设计、描述，并最后给出两方案比较结果。1.3主要设计原则针对本脱硫工程建设规模，同时本着投资少、见效快、系统简单可靠等原则，我方在设计过程中主要依照以下主要设计原则：1、脱硫剂采用外购成品石灰石粉（半干法为消石灰粉），厂内不设脱硫剂制备车间。32、考虑到烧结机吸风机出口烟气含硫浓度为2345mg/Nm，浓度其实不是很高，在满足环保排放指标的前提下，脱硫装置的设计脱硫效率取≥90％。3、脱硫装置设单独控制室，采用PLC程序控制方式。同时考虑同主体工程的信号连接。4、脱硫装置的部署尽可能凑近烟囱以减少烟道的长度，减少管道阻力及工程投资。第二章石灰石－石膏湿法脱硫方案2.1工艺简介石灰石－石膏湿法脱硫工艺是目前生界上应用最为宽泛和可靠的工艺。该工艺以石灰石浆液作为吸取剂，经过石灰石浆液在吸取塔内对烟气进行冲洗，发生反应，以去除烟气中的SO2，反应产生的亚硫酸钙经过逼迫氧化生成含两个结晶水的硫酸钙（石膏）。图石灰石－石膏湿法脱硫工艺流程图工艺流程图如图2.1所示，该工艺种类是：圆柱形空塔、吸取剂与烟气在塔内逆向流动、吸取和氧化在同一个塔内进行、塔内设置喷淋层、氧化方式采用逼迫氧化。与其他脱硫工艺对照，石灰石－石膏湿法脱硫工艺的主要特点为：·脱硫效率高，可达95％以上；·吸取剂化学剂量比低，脱硫剂耗资少；·液/气比（L/G）低，使脱硫系统的能耗降低；·可获取纯度很高的脱硫副产品－石膏，为脱硫副产品的综合利用创立了有利条件；·采用空塔型式使吸取塔内径减小，同时减少了占地面积；·采用价廉易得的石灰石作为吸取剂；·系统拥有较高的可靠性，系统可用率可达97％以上；CaCO3+CO2+H2O·对锅炉燃煤煤质变化适应性较好；·对锅炉负荷变化有优异的适应性。2.2反应原理用于去除SOx的浆液收集在吸取塔浆池内。吸取塔浆池分为氧化区和结晶区，在上部氧化区内，氧化空气经过一个分配系统吹入，在pH值为4~5的浆液中生成石膏；在结晶区，石膏晶种逐渐增大，并生成为易于脱水的较大的晶体，新的石灰石浆液也被加入这个地域。化学反应过程描述以下：石灰石的溶解：与SO2反应：Ca(HCO3)2+2SO2

Ca(HCO3)2Ca(HSO3)2+2CO2氧化：Ca(HSO3)2+CaCO3+O22CaSO4+CO2+H2O石膏生成：CaSO4+2H2OCaSO4×2H2O去除SO2总反应方程式：CaCO3+SO2+?O2+2H2OCaSO4×2H2O+CO2石灰石在水中的低溶解性在吸取塔内被二氧化碳提高。经过溶解过程，生成碳酸氢钙。碳酸氢钙与二氧化硫反应生成可溶的亚硫酸氢钙。在氧化区，亚硫酸氢钙与空气中的氧发生反应，生成硫酸钙。浆液中的硫酸钙再结晶生成二水硫酸钙，即石膏。整个脱硫反应在吸取塔塔内陆域的化学反应如图2.2所示。2.3本方案系统描述本工程石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置主要由以下系统组成：1）吸取剂制备与供应系统本脱硫方案以石灰石粉作为脱硫吸取剂。合格的石灰石粉由罐车运送到厂内。经过气力输送送入石灰石粉仓，经料仓底部的称重式给料机送入石灰石浆液箱进行搅拌、配比。石灰石粉和水连续加入脱硫剂浆液箱，在脱硫剂浆液箱中石灰石浆液含固浓度为20~30％(wt)。浆液经泵送入脱硫吸取塔内。为使浆液混杂均匀、防范积淀，在脱硫剂浆液箱顶部装设有顶进式搅拌器。2)SO2吸取系统SO2吸取系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括吸取塔、循环浆液泵、氧化风机、石膏排放泵及搅拌器等设施、设施。在吸取塔内，烟气中的SO2被吸取浆液洗图吸取塔各地域化学反应原理图涤并与浆液中的CaCO3发生反应，在吸取塔底部的循环浆池内被输送来的空气逼迫氧化，最一生成石膏晶体，由石膏浆液排出泵排出吸取塔送入石膏浆办理系统脱水。在吸取塔的出口设有除雾器，以除去脱硫后烟气带出的微小液滴，使烟气在含液滴量低于100mg/Nm3下排出。目前，湿法脱硫吸取塔已将脱硫、氧化、除尘三项功能集于一体，使系统大为简化。吸取塔为圆柱体、钢结构，防腐内衬。吸取塔底部为循环浆池，上部分为喷淋层和除雾器。喷淋层设在吸取塔的中上部，每个喷淋层都是由一系列喷嘴组成，其作用是将循环浆液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对排列，喷嘴就部署在其中。喷嘴的这种部署安排可使吸取塔断面上实现均匀的喷淋收效。吸取塔循环泵将塔内的浆液循环打入喷淋层，为防范塔内积淀物吸入泵体造成泵的拥堵或损坏及喷嘴的拥堵，循环泵前装有网格状滤网（塔内）。单台循环泵故障时，FGD系统可正常进行，若全部循环泵均停运，FGD系统将保护停运，烟气走旁路。当脱硫系统解列或出现事故停机需要检修时，吸取塔内的吸取浆液由排浆泵排出，存入事故浆罐中，以便对脱硫塔进行维修。3）烟气系统烧结机全部烟气经除尘器、引风机、脱硫系统入口挡板门后进入脱硫吸取塔，经冲洗脱硫后的烟气温度约50℃，经过脱硫系统出口挡板门进入总烟道，最后经烟囱排入大气。锅炉正常运行时，脱硫系统亦同时运行，只在特别情况及故障情况时赞同脱硫系统走旁路，此时锅炉在无脱硫装置的情况下(烟气经过总烟道)运行。正常运行时，无论脱硫装置处于何种工况下运行都不能够对烧结机产生任何影响。吸取塔低负荷运行时，按吸取塔特点停运一层喷嘴。脱硫系统投运时，脱硫系统的进、出口挡板门打开，烟道旁路挡板门关闭。在烧结机启动过程中或脱硫系统解列、需要检修时，脱硫系统进、出口挡板门关闭，烟道旁路挡板门打开，机组烟气经引风机和总烟道直接进入烟囱排出。4）脱硫石膏办理系统从脱硫吸取塔排出的石膏浆固体物浓度含量约为15％-20％，本工程脱硫石膏按以综合利用为主考虑，在不能够利用时采用抛弃方式。为了便于石膏的运输和储藏，需要进行脱水办理。石膏浆经水力旋流器浓缩至固体物含量约40-50％后进入石膏脱水装置，经脱水办理后的石膏固体物表面含水率小于10％，脱水石膏送入石膏库房中存放待运。石膏旋流器分别出来的溢流液及浓石膏沥水进入石膏滤液回收水箱（池）。经由石膏滤液回收水泵打回吸取塔及脱硫剂浆液箱进行循环利用。其中一部分过滤水将作为废水排至钢厂废水办理车间集中办理。5）工艺水及其他辅助系统钢厂来的脱硫用水即工艺水主要用于吸取塔补水、吸取剂加湿搅拌用水、吸取塔除雾器冲洗用水以及管道冲洗、机泵润滑冷却用水。FGD装置的浆液管道和浆液泵等，在停运时需要进行冲洗，其冲洗水就近收集在排水池内，本工程设置一个排水池。事故浆液箱设计为当吸取塔需检修排空时可储藏单个吸取塔内浆池浆液，并可作为吸取塔重新启动时的石膏晶种。本工程设置1套事故浆液系统作浆液返回吸取塔用。2.4石灰石－石膏湿法烟气脱硫装置主要设施清单主要设施清单序号名称规格型号1烟气系统烟道钢制烟气挡板FGD入口原烟气挡板电动单轴双百页窗型FGD出口净烟气挡板电动单轴双百页窗型FGD旁路烟气挡板电动双轴双百页窗型密封空气风机离心风机密封空气加热器型式：电加热器；加热级数:2级,温升100℃；流量：480000Nm3；扬程：增压风机1700Pa；双吸双支撑离心式；电机功率：560kW

单位数量备注吨约60个2个2个2台2挡板门配套台1挡板门配套台12SO2吸取系统吸取塔吸取塔浆液循环泵吸取塔浆液循环泵吸取塔浆液循环泵吸取塔浆液循环泵氧化风机吸取塔搅拌器石膏浆液排出泵3排空系统事故浆液箱事故浆液箱搅拌器事故浆液泵4石膏脱水系统石膏旋流站真空皮带脱水机真空泵

总高度21.5m、塔底反应池直径7米，浆液容积250m3型式：卧式离心泵；电机；A额定功率：185kW型式：卧式离心泵；电机；B额定功率：150kW型式：卧式离心泵；电机；C额定功率：150kW型式：罗茨风机；入口流3量：2200Nm/h；出口压力：75kPa；电机；额定功率：75kW；电机；额定功率：11kW；型式：卧式离心泵；扬程：330mH；体积流量：30m/h3钢制，V=250m，φ6m×顶进式型式：卧式离心泵；扬程：320mH；体积流量：25m/hQ=25m3/hQ=3.3t/hQ=2100m3/h,真空度-50kPa

座1台1台1台1台2台3台2座1台1台1台1台1台1回收水池V=40m3，个1回收水池搅拌器顶进式台1回收水泵Q=30m3/h,H=27m台25石灰石浆液制备系统钢制石灰石粉贮仓V有效=120m3个1石灰石浆液箱V有效=40m3个1石灰石浆液箱搅拌器顶进式台1石灰石浆液泵Q=20m3/h,H=22m台2第三章循环流化床半干法脱硫方案3.1反应原理来自烧结机出来的烟气，经过烟道进入吸取塔。此处高温烟气与加入的吸取剂，循环灰分充分混杂，进行初步的脱硫反应，尔后经过吸取塔底部的文丘里管加速，吸取剂、循环脱硫灰碰到气流的冲击作用而悬浮起来，形成循环流化床，进行充分的脱硫反应。循环流化床拥有最正确的热和物质传达特点,在这地域内流体处于激烈的的湍流状态，循环流化床内的Ca/S值可达到40-50，这是因为微小颗粒和烟气之间

、最大速差而决定的。颗粒反应界面不断摩擦，碰撞更新，极大地增强了脱硫反应的传质与传热。在吸取塔的文丘里的出口扩管段设一套高压喷水装置，喷入的水经过雾化后一方面增湿颗粒表面，另一方面使烟温降至高于露点温度15-20℃，创立优异的脱硫反应温度，吸取剂与SO2充分的反应，主要生成亚硫酸钙CaSO3·1/2H2O，、硫酸钙CaSO4·1/2H2O,和碳酸钙CaCO3，他们和飞灰一起由干净烟气携带到吸取塔顶部，尔后在后边的布袋除尘器中分别出来。分别出来产物由斜槽循环回吸取塔,以延长吸收剂颗粒的停留时间，降低工艺过程中Ca/S摩尔比。同时这套系统在Ca/S摩尔比稍有增加的情况下,就可以使脱硫率达到90%以上。对于少量脱硫副产品，由需方负责将其转运到除灰系统。图循环流化床半干法脱硫工艺流程图3.2化学过程CFB-FGD的化学反应原理是烟气中的SO2和几乎全部的SO3、HCL、HF等，在Ca(OH)2粒子的液相表面发生化学反应，主要化学反应方程式以下：Ca(OH)2+SO2=CaSO3*·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4*·1/2H2O+1/2H2OCaSO3*·1/2H2O+1/2O2=CaSO4*·1/2H2OCa(OH)2+2HCl=CaCl2*·2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2OCa(OH)2+2HF=CaF2+2H2O与其他脱硫工艺对照，循环流化床半干法脱硫工艺的主要特点为：·脱硫效率较高，可达90％以上；·工艺流程相比较较简单，系统占地面积小，能够做到脱硫、除尘一体化；·无脱硫副产物，无废水；·吸取塔、烟道等设施无腐化问题，不需防腐；·系统拥有较高的可靠性，系统可用率可达95％以上；3.3脱硫岛主要工艺系统1）烟气系统从烧结机出来的烟气经除尘器、吸风机，从吸取塔底部进入吸取塔，在吸取塔内经喷水减温后，进入吸取塔后的布袋除尘器，最后经引风机排入主烟道。本工程脱硫除尘器为布袋除尘器，入口浓度约为1000g/Nm3，出口浓度为50mg/Nm3。2）脱硫灰循环系统脱硫除尘器下部设一套完满的脱硫灰循环系统，依照脱硫除尘器的结构，每套系统设两路空气斜槽。正常运行时，除尘器脱硫灰经空气斜槽全部送入吸取塔，以增加脱硫剂在吸取塔内的停留时间，降低运行成本；当灰斗中的料位高于最高安全料位时，打开排灰旁路系统，将部分循环灰经气力输送排入电厂除灰系统。3）流化风系统为防范脱硫剂在消石灰仓底部板结、拥堵，以及脱硫剂、循环灰输送过程的堵塞现象的发生，每个消石灰下方配一套流化风系统；同样，依照除尘器的设计要求，脱硫除尘器的每个灰斗下方均设有流化风。4）脱硫剂制备、储蓄及输送系统本工程一台钢制消石灰仓，消石灰粉由带自卸装置的罐车将脱硫剂送入消石灰仓，消石灰仓顶部设有一台脉冲布袋除尘器。消石灰由气力输送从消石灰仓输送至吸取塔。输送系统主要由输送风机及电加热器、插板阀、电动旋转阀、冲板式流量计、空气斜槽等组成。5）工艺水系统本工程配置一套完满的工艺水系统，其作用是将进入吸取塔的高温烟气经喷水减温后使烟温降低至脱硫效率最高且保证吸取塔不腐化的最正确温度。减温水喷嘴采用回流型式，部署在吸取塔文丘里喷嘴的上方，一路运行，一路备用。工艺水系统主要由工艺水箱、高压水泵、滤网、控制阀、回流喷嘴等组成，当机组负荷变化时，经过调整回流管线上调理阀的开度来控制回流水量，从而保证喷入吸取塔的水量及雾化收效。6）压缩空气系统本工程CFB-FGD岛用压缩空气由需方供应，主要用于脉冲布袋除尘器、吸取塔底部事故放灰的流化和全部的气动阀门等。3.4循环流化床半干法烟气脱硫装置主要设施清单主要设施清单序号名称规格型号单位数量备注1烟气系统烟道钢制吨约65烟气挡板FGD入口原烟气挡板电动单轴双百页窗型个2FGD出口净烟气挡板电动单轴双百页窗型个2FGD旁路烟气挡板电动双轴双百页窗型个2密封空气风机离心风机台2挡板门配套密封空气加热器型式：电加热器；加热级台1挡板门配套数:2级,温升100℃；流量：480000Nm3；扬程：增压风机3200Pa；双吸双支撑离心台1式；电机功率：1000kW布袋除尘器过滤面积17599m2台12SO2吸取系统吸取塔总高度38.5m、吸取塔直座1径3灰循环系统斜槽流化风风机离心风机台2型式：电加热器；加热级斜槽流化风电加热器数:2级,温升100℃；台1气力斜槽台34工艺水系统工艺水箱V有效=40m3台1工艺水泵Q=50m3/h,H=4MPa台25消石灰粉系统钢制消石灰石粉贮仓V有