【2017年整理】钠减法吸收工艺

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1、钠碱法脱硫工艺1、钠碱法烟气脱硫工艺反应原理碱液在吸收塔的喷淋区发生吸收 SO2的反应，将喷淋浆液的 pH值控制在 5.05.9 范围，按下列反应式生成硫酸氢钠和亚硫酸氢钠：SO2H 2O = H2SO3 （1）H2SO3Na 2SO4 = NaHSO4NaHSO 3 （2）H2SO3Na 2SO3 = 2NaHSO3 （3）在反应式（1）中，烟气中的二氧化硫（SO 2）溶于水并生成亚硫酸。在反应式（2）、 （3）中， 亚 硫酸同溶于水中的硫酸钠和亚硫酸钠起反应。碱液注入吸收塔底部按下列反应中和酸性物质：H2SO3NaOH = NaHSO3H 2O （4）NaHSO3NaOH = Na2SO3

2、 H 2O （5）NaHSO4NaOH = Na2SO4H 2O （6）氧化空气注入吸收塔底部使亚硫酸钠被氧化成硫酸钠：Na2SO3 1/2O2 = Na2SO4 （7）2、脱硫工艺系统烟气脱硫工艺系统主要包括：烟气系统、SO 2吸收氧化系统、碱液贮存系统、工 艺水系统等。工艺系统图见附图。2.1 工艺系统主要设计原则 脱硫工艺采用碱液湿法脱硫工艺，设计脱硫系统效率95%，确保排放烟气达到国家环保标准。 工艺系统设计和设备选择贯彻技术先进、安全可靠的原则。 脱硫工程设计考虑防尘、防腐蚀、防噪音等措施，满足国家现行标准的要求。 两台锅炉共设置一套脱硫装置，即一套 SO2吸收氧化系统，一套碱液贮存

3、系统和工艺水系统。 脱硫系统设置 100%容量的烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响发电机组的安全运行。 脱硫系统采用独立分散控制系统（FGD-DCS），实现集中控制方案。 脱硫装置的服务寿命为20 年，年利用小 时 8000 小时， 可利用率不小于 95%。 烟气脱硫系统具有应付紧急停机的有效措施，能适应锅炉的起动和停机，并能适应锅炉运行及其负荷的变动； 烟气脱硫系统便于日常检查和正常维修、养护及进行年修。2.2 烟气系统烟气系统工艺流程见附图。当脱硫装置运行时，烟道旁路挡板门关闭，烟气引入 FGD 系统。当 FGD 装置停运时，旁路挡板门打开，FGD 装置进出口挡板门关闭，烟气从烟道

4、进入烟囱直接排入大气。脱硫烟气系统进、出口挡板门采用带密封系统的双挡板门，密封系统设 2100%容量的密封风机，其中 1 运 1备。旁路烟道主要用于锅炉启动工况和脱硫系统不停炉检修工况。锅炉启动过程中或脱硫系统解列检修时，旁路烟道挡板门打开，脱硫系统进、出口 挡板门关闭，来自除尘器的烟气经各自的引风机由旁路烟道直接进入烟囱排出。旁路挡板门为单挡板具有快开功能。高温原烟气经脱硫后温度约 51.5，低温湿烟气对后续的烟道及烟囱将产生腐蚀影响，因此后续的烟道及烟囱需做防腐处理。烟气系统主要包括以下内容：1）挡板门吸收塔进出口分别设置双百叶窗式挡板门，每台锅炉单独设置旁路挡板门，全套带有：叶片、框架、

5、 阀盖、驱动 装置、安全极限开关、以及挡板密封系统全部必需的密封件和控制件。本工程提供两台 100%容量密封风机（其中一台备用）和一套密封空气电加热装置，全套带有：底座、挡板、 电 机、联轴、风道及支架等。2）烟道提供的烟道和附属设备是完整的相互连接的烟道段，包括从原烟气的接入到净烟气的排出，与烟囱水平总烟道的连接以及烟道（含旁路烟道）的防腐设计。全套至少包括：加强筋、减振器、加强件、膨胀节、导流板、保温、包裹层、通道和检查门、支吊架，防腐，运行测试的接入点。2）其它扶梯，平台。必要的人孔、隔板、法兰、配件、膨 胀节、内部检修扶梯等。必要的支持结构等。必要的检修轨道（工字钢），挂钩以及起吊设备

6、和所有必要的固定设备。检查和维修专用工具。2.3 SO2吸收氧化系统SO2吸收氧化系统是脱硫装置的核心系统，待处理的烟气进入吸收塔与喷淋的循环溶液接触，去除烟气中的 SO2。在吸收塔上部设有除雾器，除去出口烟气中的雾滴；吸收塔浆液循环泵为吸收塔提供大流量的吸收剂，保证气液两相充分接触，提高 SO2的吸收效率。生成硫酸钠的过程中采取强制氧化，设置氧化风机将溶液中未氧化的HSO3-和 SO32-氧化成 SO42-。在氧化浆池内设有搅拌装置，以保证混合均匀，防止循环液中不容物质和颗粒物沉淀；SO2吸收系统包括以下内容：吸收塔、喷淋系统、氧化风机系统、除雾器等几个部分。1）吸收塔吸收塔是 SO2吸收的

7、主要设备，塔的上部为二氧化硫（SO 2）吸收区，下部为 反应槽。 为 了使烟气能均匀分布在整个吸收塔的截面上和延长其停留时间，烟气进塔稍微向下倾斜，然后再向上翻。通过 3层喷淋与亚硫酸钠（Na 2SO3）、亚硫酸氢钠（NaHSO 3）和硫酸钠（Na 2SO4）混合的循环溶液充分接触，烟气中的二氧化硫被吸收。烟气通过反应区的时间大约是 4-5 秒；液-气比维持在 2.0L/Nm3左右，就能将烟气中的 SO2脱除率达到 95%以上。吸收了二氧化硫的浆液自由落入塔下部的反应槽中，与均匀加入的废碱液发生化学反应，并选定控制 PH值在 67 范围；同时鼓入氧化空气，使脱硫循环液中亚硫酸根离子转化为硫酸根

8、离子，转化率99%。为防止进入吸收塔部分烟尘沉降，吸收塔浆液池底部安装脉冲悬浮搅拌装置。吸收塔主体材质是碳钢，内衬玻璃鳞片。2）除雾器本工程除雾器采用折板式水平除雾器，确保烟气夹带的液滴含量75mg/Nm3。3）喷淋系统喷淋系统包括吸收塔反应槽（位于吸收塔下部）、搅拌装置、循环泵、管线、喷嘴、支撑、加强件和配件等。喷 淋系统的设计使喷淋层的布置达到所要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收溶液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现所要求的脱硫效率。喷淋组件及喷嘴的设计布置保证液雾均匀覆盖吸收塔的横截面。每一喷淋层由带连接支管的母管、溶液分布管道和喷嘴组成。每座吸收塔配三台循环泵，每

9、台泵对应一层喷淋层。吸收塔操作液位的设计能充分保证泵的工作性能，泵的叶轮背后不气蚀；同时，选择了较大的泵入口管管径，能有效防止气蚀的发生，延长泵的使用寿命。4）氧化风机系统吸收塔设置 2 台 100%容量氧化风机（其中一台备用），提供无油氧化空气，保证完全氧化。氧化风机系统包括：润滑系统、进出口消声器、隔声措施、带入口 过滤器的吸入风道、吸收塔氧化浆池氧化空气分配系统、与 风机之间的风道、管道、法 兰和配件、 阀门、电机、 联轴器、就地控制盘、冷却器、 电机和风机的共用基 础底座，以及冷却水系统等。5）脱硫液排出系统为防止吸收塔内氯离子的累积，需从吸收塔内排放废水，氯离子平衡计算，脱硫系统单位

10、时间废水排放量约：3m3/h。废水由吸收塔排出泵排到电厂废水处理场统一加工和处理。2.4 碱液贮存系统碱液可以由管道输送至界区碱液储槽内进行暂存。碱液通过碱液泵加入到脱硫系统中，以补充脱硫系统所消耗的吸收剂，加入量主要由 pH值控制。碱贮存系统的设备，主要包括：碱液泵、碱液储槽。2.5 公用工程1）工艺水系统工艺水系统设有一个工艺水箱，工艺水经工艺水泵输送至各工艺水用户，用 户包括吸收塔除雾器冲洗、系统运行的启动用水和补水、脱硫系统辅助机械冷却用水等。工艺补充水接自循环冷却水系统，通过管道补入脱硫系统工艺水箱。脱硫系统辅助机械冷却用水与拟与发电厂原水系统公用。2）压缩空气系统脱硫系统仪用气量不

11、大，故脱硫装置不再单独设压缩空气站，从原仪用气系统中引接。2.6 脱硫工艺布置本工程两台锅炉吸收塔布置形式为“两炉一塔” ，吸收剂为碱液，主要设备及建筑物有吸收塔、碱液贮罐、工艺水箱等，整套烟气脱硫装置布置在炉后部场地内。3热控系统本工程脱硫系统（包括脱硫辅助系统）设置一套分散控制系统（简称 FGD_DCS）进行控制。设置单独的脱硫控制室，运行人员在脱硫控制室内通过 FGD_DCS 的操作员站对两套脱硫系统进行启动控制、正常运行的监视和调整，停机及事故工况的处理，而无需现场人员的操作配合。本工程热控系统包括脱硫分散控制系统以及各种仪表等。脱硫分散控制系统 FGD_DCS 按照功能分散和物理分散

12、相结合的原则设计。其控制范围包括脱硫系统及其公用系统，FGD_DCS 的功能包括数据采集和处理系统（DAS）、模拟量控制系统（MCS）、顺序控制及联锁保护系统（SCS）等。脱硫分散控制系统 FGD_DCS 的监控范围包括：-FGD 装置(烟气系统、烟气吸收系统、吸收塔系统、吸收塔浆液排放及辅助系统等)；-FGD电气系统（包括脱硫低压配电、电气回路的监视和控制以及 UPS、直流系统的监视等），具体以电气部分相关要求为准；-烟气检测及成份分析等。4电气系统电气系统主要包括供配电系统、电气控制与保护、照明及检修系统、 电缆和 电缆构筑物。4.1 供配电系统本工程厂方负责将电源接至脱硫系统内配电柜内，

13、脱硫系统内新增 0.4kV 配电装置。380V/220V 系统采用 PC（动力中心）、MCC(电动机控制中心)两级供电方式。75kW 及以上的电动机回路、所有 MCC电源回路、100kW 及以上的馈线回路及 I类电动机由 PC 供电，其余负荷由就近的 MCC 供电。4.2电气控制与保护脱硫装置电气系统纳入脱硫岛 DCS 控制，不设常规控制屏。纳入脱硫装置监控的电气设备包括 380V PC进线及分段开关、馈线开关等。电气系统与脱硫岛 DCS 采用硬接线。脱硫岛控制室不设电气系统的常规音响及反光字牌，所有开关状态信号、电 气事故信号及预告信号均送入脱硫岛 DCS。脱硫岛控制室不设电气系统的常规测量

14、表计，采用 420mA 变送器（变送器装于相关开关柜）输出送入脱硫 DCS。4.3 照明及检修系统照明由二个独立子系统组成（包括所有相关的设备和附件如灯具、开关等）:交流正常照明系统和交流事故照明系统。交流正常照明系统采用 380/220V，3 相 4线，中性点直接接地系统。脱硫系统控制室设置交流事故照明,其电源取自厂内保安段。5 供货范围本工程脱硫系统范围内设备包括工艺、热控、电气、土建的总交、建筑、结构等的初步设计、 详细设计、供 货、安装与施工。（1）烟气脱硫系统和设备包括以下部分但不限于： 烟气系统 脱硫塔系统 废碱液贮存系统 工艺水系统 公用系统 装置界区内供排水系统（2）电气系统

15、所有需要的中低压配电装置。 所有需要的电驱动装置及其附件。 所有需要的动力电缆及相应的电缆构筑物、防火阻燃材料、电缆桥架。 脱硫岛内的全部控制电缆、计算机电缆、通讯电缆。 所有变速驱动装置，包括变频装置。 所有防雷、接地材料。 所有照明、检修设施。 就地控制盒（就地控制箱、事故按钮、起停按钮等）。（3）控制和仪表设备为完成脱硫系统监控所需的全套控制和仪表设备（除 DCS 系统外）。包括控制、测量和监视 所必须的全套硬件设备(含现场设备)、软件和各项服务；所有机柜、设备之间的供电、信号、电缆、电缆桥架和DCS连接的通讯电缆、电缆桥架；并包括： 所需要的 DCS 控制系统的控制电缆、计算机电缆；由于 DCS 系统，设置于业主方控制室内，具体范围另行确定。6 主要设备清单序号 名 称 规格/型号/材质单 位数量 备 注一、 工艺系统1 烟气系统1.1 烟道及其附件 套 11.2 烟气挡板1.2.1 FGD进口烟气挡板 电机功率：1.5kW 台 21.2.2 FGD 出口烟气挡板 电机功率：2.2kW 台 11.2.3 旁路烟气挡板 电机功率：1.5kW 台 41.2.4 密封空气风机 Q=4000 m3/h，P