烟气脱硫系统简介

烟气脱硫系统简介烟气脱硫工艺描述华能玉环电厂4×1000MW机组采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫装置按一炉一塔布置。每台脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉BMCR工况时的100%烟气量，脱硫效率按≥95%设计。烟气中SO2的去除在吸收塔内进行，吸收塔为喷淋空塔，#1、#2吸收塔设计有3层喷淋装置，每层喷淋装置对应1台浆液循环泵。从锅炉来的原烟气经过增压风机后，进入吸收塔向上与喷淋下来的浆液充分接触，烟气中的SO2、SO3、HCL、HF等酸性成分被吸收，之后烟气经管式除雾器加两级除雾器除去所含雾滴，流出吸收塔的烟气由烟囱直接排放。#1、#2脱硫装置没有设置烟气加热器。外购的石灰石块运至电厂综合码头后，通过卸运、磨制成325目石灰石粉并储存在石灰石粉仓。石灰石粉由罐车送到石灰石日用粉仓,再经粉水混合器配置成30%浓度的石灰石浆液作为吸收剂。吸收塔中的石灰石浆液通过浆液循环泵从喷咀喷出，与烟气中的SO2接触发生化学反响生成亚硫酸钙。氧化风机送出的氧化空气经过喷水增湿后进入吸收塔，将亚硫酸钙强制氧化并结晶生成石膏。吸收塔内的石膏经石膏排出泵送到石膏旋流器进行一级脱水，其浓度为50%的底流，进入真空皮带进行再次脱水至含水量小于10%的石膏，通过输送机或直接落入石膏库储存局部石膏旋流器的溢流再经废水旋流器处理，其溢流通过废水泵送至废水处理系统。废水通过爆气氧化、熟石灰处理、有机硫处理、絮凝、澄清及浓缩处理等达标后排放。。脱硫培训教材石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术的理论根底吸收机理以双膜理论模型的应用较广。根据双膜理论，在气液之间存在一个稳定的相界面，界面两侧各有一个很薄的气膜和液膜，SO2以分子扩散的形式通过该气膜。在膜层以外的中心区，由于流体的充分湍动，SO2的浓度是均匀的，也就是说，SO2分子由气相主体传递到液相主体的过程中，其传递阻力为两膜阻力之和。根据前面所述，SO2在气相中的扩散系数远远大于液相扩散系数，所以SO2迁移的主要阻力集中在液膜。为了克服液膜阻力，使吸收过程能在较大动力下快速进行，工程上采用了两项措施：一是增加液气比，并使之高度湍动，同时使液滴的颗粒尽可能小，以增大气－液传质面积；二是在吸收液中参加化学活性物质。由亨利定律可知，由于活性反响物CaCO3的参加，使得SO2的自由分子在液相中的浓度比用纯水吸收时大为降低，从而使的SO2的平衡分压大大降低。这样，在压力一定的情况下，会大大提高吸收的推动力，使吸收速率加快。采用石灰石浆液吸收烟气中的SO2，化学反响主要发生在吸收塔内，化学反响众多，且十分复杂。一般认为，在吸收塔内发生SO2的吸收、酸的分解、石灰石的消溶和石膏结晶等一系列复杂的物理化学过程。SO2的吸收在吸收区，SO2气体变成液体：SO2〔气〕<——>SO2〔液〕 〔2-1〕SO2〔液〕+H2O<——>H2SO3 〔2-2〕其中〔2-1〕是慢反响，是整个吸收过程的速度控制过程之一，其反响速率受到pH值的影响，详见酸的分解。除了SO2外，烟气内的其它酸性成分，如HCl和HF，在与液体接触时，也被洗涤掉。HCl〔气〕<——>HCl〔液〕 〔2-3〕HF〔气〕<——>HF〔液〕 〔2-4〕酸的分解O2吸收产生的亚硫酸立即分解：H2SO3<——>H++HSO3- 〔2-5〕HSO3<——>H++SO32- 〔2-6〕从烟气中洗涤掉的HCl和HF也分解到洗涤器的溶液中，由此产生的Cl-是造成脱硫设备发生氯腐蚀的主要原因：HCl<——>H++CI- 〔2-7〕HF<——>H++F- 〔2-8〕湿法脱硫化学机理由上可以看出，H+在吸收过程中起着重要的作用。因此，吸收塔SO2的过程与溶液的PH值密切相关。图1.2-1表示这种关系，曲线2以上的区域为SO32-离子存在的区域，曲线2以下曲线1以上的区域为HSO3-存在的区域，曲线1以下的区域为SO2+H2O与HSO3平衡区域。图中可以看出在PH值为7.2时，溶液中存在SO32-和HSO3-离子；而PH值为5以下时，只存在HSO3-离子。当PH值继续下降到4.5以下时，随着pH值降低，SO2水化物的比例逐渐增大，与物理溶解SO2建立平衡。在石灰石湿法FGD工艺中，吸收浆液的PH值根本在5-6这间，所以进入水中的SO2主要以HSO3-离子的形式存在。为确保最有效地吸为确保最有效地吸收SO2，至少必须从式〔2-5〕和〔2-6〕中去掉一种反响物，以保证平衡继续向右移动，从而使SO2继续不断的进入溶液。为到达目的，一方面参加吸收剂CaCO3以消耗H-离子，另一方面通过参加氧气使HSO3离子氧化生成硫酸盐。图1.2-1 SO2吸收与pH值的关系石灰石的消溶参加石灰石一方面可以消耗溶液中的氢离子，另一方面得到了生成石膏所需的钙离子。石灰石的消溶反响如下：CaCO3〔固〕<——>Ca2++CO32- (2-9〕CO32-+H+<——>HCO3- 〔2-10〕HCO3-+H+<——>H2O+CO2〔液〕 〔2-11〕CO2〔液〕<——>CO2〔气〕 〔2-12〕反响式〔2-9〕是以CaCO3作吸收剂进行脱硫时的关键步骤。石灰石按上述反响消溶，其速率由化学过程〔反响动力学过程〕和物理过程〔反响物从石灰石粒子中迁移出的扩散过程〕决定。当pH值在5-7之间时，这两种过程等同重要。但是在pH值较低时，扩散速度限制着整个过程；而碱性范围内，颗粒外表的化学动力学过程是起主要作用的。低pH值有利于的CaCO3消溶。当pH值在4-6之间时，随着pH值的降低，石灰石的消溶速率按近似线性的规律增加。但是为提高SO2的吸收量，需要尽可能保持较高的pH值，这只能提高石灰石浆液的浓度，以加快动力学过程，从而加快氢离子的消耗和钙离子的生成速度。但存在一个上限，假设悬浮液中CaCO3含量过高，在最终产物和废水中的CaCO3含量也都增高。一方面增加了吸收剂的耗量，另一方面降低了石膏的质量。本工程为石灰石浆液含固量为30wt％。为了增大石灰石的消溶速度，提高浆液的化学反响活性，采用细的石灰石粉末以增大石灰石颗粒的比外表积是必要的。因此，在石灰石湿法FGD中使用的石灰石粉，其颗粒度大都在40-60μm之间，本工程采用的是44μm。烟气系统概述未经地FGD净化的烟气称为原烟气或脏烟气，而净化后称为净烟气。原烟气经增压风机进入烟气再热器GGH〔#1、#2机组无GGH〕降温，在吸收塔中脱除SO2后，再经再热器加热升温，通过烟囱排放。烟道设有FGD进、出口挡板门，FGD运行时进、出口挡板翻开，烟道留有适当的取样口、试验接口和人孔门，并且设有冲洗和排放漏斗，膨胀节、导流板等设备。脱硫培训教材烟气系统概述烟气系统包括增压风机、GGH、烟气档板〔包括增压风机入口、出口烟气挡板、FGD出口净烟气挡板〕及相应的密封装置、烟道、膨胀节等。原烟气经增压风机增压后进入GGH降温后，在吸收塔内经过洗涤、冷却，烟气中的SO2、SO3、HCL等污染物被石灰石浆液吸收。由除雾器除去液滴的净烟气经GGH加热到80℃以上，通过烟囱排放。脱硫培训教材工作原理脱硫培训教材华能玉环电厂选择成都电力机械厂生产的AN系列静叶可调节子午加速轴流风机作为脱硫风机。它的工作原理是以叶轮子午面的流道沿着流动方向急剧收敛，气流迅速增加，从而获得动能，并通过后导叶、扩压器，使一部份动能转换为静压能的轴流式风机，AN风机具有结构简单、平安可靠性高、耐磨性好、抗高温能力强等特点。电动机叶轮烟气出口导叶调节装置烟气入口冷却风后导叶进口导叶增压风机运行中巡检工程风机本体保温层完整无脱落，无漏烟，风机运行无异音。电机无异音、异味，电机轴承温度﹤70℃，电机线圈温度﹤80℃。电机接线盒、接地线完好、地脚螺丝无松动。联轴器保护罩完好，无松动。电机驱动端、非驱动端轴承润滑油进口阀门翻开、管道无泄漏，窥视口油位不低于1/2以上。导叶开度与DCS显示一致。就地振动表计显示正常与上位机一致，振动﹤6.3mm/s。进出口烟道保温层无脱落、出口膨胀节完好增压风机运行中巡检工程1.风机本体保温层完整无脱落，无漏烟，风机运行无异音。2.增压风机静叶调节机构完好，各连杆万向节无松动、断裂，就地执行机构开度与上位机一致。增压风机运行中巡检工程就地/远方切换旋钮调节器就地电动操作开关静叶开度显示静叶调节执行机构调节器就地地手轮操作增压风机运行中巡检工程电机无异音、异味，电机轴承温度﹤80℃，电机线圈温度﹤90℃。电机接线盒、接地线完好、地脚螺丝无松动。联轴器保护罩完好，无松动。电机轴承油位镜电机轴承测温变送器增压风机运行中巡检工程增压风机冷却风机电机本体温度<75℃,电机轴承温度<80℃，电机振动＜0.12mm，声音正常。联轴器保护罩完好，无松动。增压风机冷却风机

进口风罩完好，进口滤网无松动、破损，冷却风管无漏风。冷却风机进口风罩及滤网冷却风机冷却风管道烟气挡板每套FGD装置的挡板系统包括二台增压风机入口挡板，二台增压风机出口挡板，一台FGD出口净烟气挡板，挡板为双百叶窗式。在正常运行时，增风机入口挡板和FGD出口挡板开启。所有挡板都配有密封系统，以保证“零〞泄露。密封空气由密封空气站提供。每套FGD配一套密封空气站，设2台密封风机〔一运一备〕和电加热器。脱硫培训教材烟气挡板华能玉环发电厂采用双百叶窗式挡板，烟气挡板包括入口原烟气〔增压风机入口〕挡板、增压风机出口挡板、出口净烟气挡板、旁路烟气挡板.双百叶窗式挡板由外壳、叶片、挡板密封件、轴、轴承、气密箱和执行器组成。因为在外壳内有多个叶片的挡板，所以叫做百页窗形挡板〔在外壳内只有一个叶片的挡板叫做蝶形挡板〕。在两层百叶窗式挡板之间的隔气层内填充了密封空气，后者的压力需要略高于根本压力〔上游的压力〕，必须把泄漏的气体重新送回上游端而不是让它泄漏到下游端的场合烟气挡板就地检查工程脱硫培训教材增压风机进口挡板增压风机出口挡板档板开启或关闭状态与DCS一致，各信号点反响正常。挡板各调节机构连杆完好无松动。挡板各密封完好，无漏烟漏气现象烟气再热器〔GGH〕GGH工作原理GGH内，未处理的烟气〔即原烟气〕流经再热器的一侧，处理后的烟气〔即净烟气〕流经另一侧。再热器缓慢转动使得经特殊设计的换热元件依次经过热的未处理烟气流和冷的净烟气流。当换热元件经过未处理烟气侧时，原烟气携带的一局部热量就传递给换热元件，而当换热元件经过净烟气侧时又把热量传递给净烟气，这样，原烟气携带的热量就得到重复使用并使将要进入烟囱的净烟气温度升高。原烟气和净烟气间采用逆流布置来强化换热。换热元件平行于流动方向布置在转子中，转子以恒定的速度转动。所以换热过程是连续的、周期性的。脱硫培训教材烟气再热器〔GGH〕GGH净烟气侧出口GGH原烟气侧进口GGH本体GGH驱动装置低泄漏风管换热元件脱硫培训教材由低碳钢制成，然后静电喷镀搪瓷烟气再热器〔GGH〕吹灰清洗系统GGH的运行环境一般，原烟气通过GGH时带来大量的灰份和高浓度硫酸成分，净烟气通过GGH时又会带来大量的水分、石膏、石灰等。设计时必须充分考虑这些因素，在保证GGH换热效果的同时确保GGH的使用寿命。因此，对GGH的换热元件进行有效清洁是非常重要的，否那么会发生堵灰现象。因此我们提供三种清洗方式：压缩空气吹扫、低压水冲洗、高压水冲洗脱硫培训教材系统概述SO2吸收系统包括吸收塔、吸收塔浆液循环泵系统、除雾器、氧化空气系统、石膏排出泵。在吸收塔内，烟气与石灰石/石膏浆液逆流接触，被冷却到饱和温度，烟气中的SO2和SO3与石灰石浆液反响，形成亚硫酸钙和硫酸钙，亚硫酸钙在吸收塔浆池中被氧化空气氧化成硫酸钙，过饱和溶液结晶生成石膏〔CaSO4.2H2O〕。为保持浆液中固体颗粒的悬浮和强化氧化反响，在吸收塔浆液池内配置搅拌器。脱硫培训教材化学原理烟气中的SO2溶于浆液微滴的水中，进行以下反响：SO2＋H2O→H2SO3石灰石浆液的反响CaCO3+H2SO3→Ca2SO3+H2O＋CO2↑氧化反响CaSO3＋O2+H2O→CaSO4·2H2O〔石膏〕脱硫培训教材吸收塔烟气脱硫系统的核心的是吸收塔，结构为圆柱形喷淋空塔，主要由除雾器，喷淋层〔喷嘴〕、浆液池、搅拌系统四局部组成。石灰石浆液通过浆液循环泵从吸收塔浆池送至塔内SO2吸收区的喷淋系统，与烟气发生反响吸收烟气中的SO2，在吸收塔浆池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，并在反响池内结晶为石膏〔CaSO4•2H2O〕。石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系统烟气从吸收塔中下部入口烟道进入吸收塔，与向下喷淋的石灰石浆液逆流接触、反响，SO2被吸收，净化后的烟气经吸收塔出口排至除雾器。脱硫培训教材吸收塔结构在吸收塔内，烟气与石灰石/石膏浆液逆流接触，被冷却到饱和温度，烟气中的SO2和SO3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。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返回吸收塔。由锅炉来的热烟气经增压风机升压、GGH降温后，进入吸收塔进行喷淋脱硫。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〔CaSO4·2H2O〕。

脱硫后的饱和烟气温度约50℃，经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后进入GGH升温。吸收塔结构吸收塔的布局根据具体功能分为吸收区、脱硫产物氧化区和除雾区喷淋层，采用单元制设计，每个喷淋层都有一台与喷淋层上升管道系统相连接的吸收塔循环泵。每层喷管配有大约180个喷嘴，保证吸收塔内200%以上的吸收浆液覆盖率。使用由碳化硅制成的螺旋形喷嘴〔结构如图4-3-2(d)〕和玻璃钢(FRP)喷淋管道二级内置式除雾器，自动冲洗系统强制氧化：每台吸收塔配置三台50％容量的氧化风机，两运一备用3#、4#机组吸收塔〔同方〕增加一个喷淋层〔共四层〕浆液循环泵吸收塔浆液循环泵安装在吸收塔旁，用于吸收塔内浆液的再循环。每台循环泵与各自的喷淋层连接，浆液循环泵运行的数量和锅炉负荷以及浆液需要量的多少有关，在到达要求的吸收效率的前提下，可选择最经济的泵运行模式以节省能耗。浆液循环泵的工作原理是叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都能得到提高，从而能够被输送到高处或远处。同时在泵的入口形成负压，使流体能够被不断吸入。脱硫培训教材循环泵结构简图脱硫培训教材浆液循环泵是浆液循环系统的主要设备，用于循环石灰石浆液，将磨细的浆液〔石灰石以及水〕从反响塔的底部输送到顶部。浆液循环泵采用单元制主要部件有叶轮、吸入室、压出室、轴向力平衡装置及密封装置等浆液循环泵运行本卷须知在停泵时，如果有渣浆留在泵壳里没有排出的话，渣浆会聚集并沉积在泵壳内、或在叶轮和泵衬套之间、或在机械密封的周围。这些固体颗粒会形成沉积，阻碍叶轮在下一次泵启动时任意地转动。在这种条件下启动泵会导致泵〔衬套、叶轮和密封〕、减速机或联轴器、以及驱动马达的机械损坏。为了将沉积在泵内以及叶轮与衬套之间的固体的影响降到最小，排放阀必须做得足够大以便渣浆从泵和管道中在五分钟内排出。当泵空置时，为了防止来自反响塔的烟气对金属叶轮和其他部件产生点蚀，泵必须冲洗并用清水充满以减小点蚀的危险。浆液循环泵泵体、管道、膨胀节无泄漏。联轴器保护罩完好，无松动。泵轴承温度﹤80℃，电机轴承温度﹤120℃，振动＜0.12mm，无杂音。电机接线盒、接地线完好、地脚螺丝无松动。油杯油质无异常，油位不低于1/2。减速机轴承温度﹤95℃，振动＜0.08mm，声音正常。冷却水来水正常，回水正常。阀门开关位置、信号正确。浆液喷淋系统每台浆液循环泵均对应一个喷淋层，喷淋层包括一根浆液分配母管和假设干支管，喷嘴有规那么地布置在支管上。喷嘴采用空心锥形结构，可以到达很好的石灰石浆液雾化效果。通过对喷嘴进行优化布置，使均匀喷淋的浆液能够完全覆盖吸收塔的横截面，充分接触烟气，从而保证在适当的液/气比〔L/G〕下到达较高的脱硫效率。本工程设置四个喷淋层(间距为2米)，由四台浆液循环泵与各自对应的喷淋层连接。每层喷淋层都装有120个雾化