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1、广西合山发电公司烟气脱硫规程1 烟气脱硫系统的主要特性1.1 脱硫岛系统概述1.1.1 脱硫岛主体系统包括：1. 烟气系统2. 二氧化硫吸收系统3. 石膏脱水系统4. 吸收剂制备系统5. 公用系统1.1.2 合山发电公司改扩建2330MW级机组工程烟气脱硫采用美国巴威（BABOCOCKWLLCOX）公司湿式就地氧化脱硫工艺，吸收剂为石灰石，粒度要求90%通过250目，副产品为商品级石膏。1.1.3 脱硫装置的烟气系统、吸收系统采用一炉一塔单元制配置。吸收剂制备等系统采用公用配置。1.1.4 本装置采用DCS控制系统，整个脱硫岛的运行可实现自动控制、并具有紧急事故停车系统。1.1.5 脱硫岛的关
2、键设备、阀门、仪器仪表采用进口。根据系统介质特性，对设备、阀门、管道等材质作防腐设计。1.1.6 脱硫效率：设计煤种BMCR工况脱硫效率不小于96%，校核煤种BMCR工况脱硫效率不小于95。1.2 工艺系统说明1.2.1 烟气系统1. 烟气系统的设计考虑系统的正常运行及紧急情况的操作，包括由于上游锅炉的突然变化引起的短时间烟气温度变化过大的情况。为使系统在紧急状态下能安全运行，设计时将考虑材料的选择，设备及烟道的合理设计。2. 烟气系统包括2台升压风机、2台烟气换热器（GGH）、2个旁路烟气挡板、2个入口原烟气挡板、2个出口净姻气挡板及相应的烟道、膨胀节等。3. 烟气自砼烟道进入FGD脱硫系统
3、的进口烟道。砼烟道作为旁路烟道将烟气可直接排至烟窗，这意味着烟气可以100%经旁路烟道被排放。FGD脱硫系统可通过进、出口烟道双百叶窗式挡板与锅炉系统隔离。4. 未处理的原烟气经升压风机升压约4100Pa，通过烟气换热器（GGH）将热原烟气中的热量蓄积并加热吸收塔出来净化后的冷烟气。原烟气温度由145降至115.4，经过吸收塔的入口向上流动穿过托盘及喷淋层，在此，烟气被冷却、饱和，烟气中的S02被吸收。经过喷淋洗涤的冷烟气进入烟气换热器（GGH）的冷端，离开GGH后被加热至82，加热后的冷烟气通过烟道进入烟窗。5. FGD装置配有两台回转再生式烟气换热器，分别对应两套烟气系统，以使净烟气在烟窗
4、进口的最低温度高于80。该装置是利用锅炉出来的原烟气来加热经脱硫之后的净烟气，目的是避免净烟气在烟窗中结露。为防止GGH传热面间的沉积结垢，需用清洗设备进行清洗，清洗设备一般用喷枪。本工程根据项目法人要求采用蒸汽吹扫换热器，或当压降超过给定最大值时，用高压工艺水冲洗。但用高压工艺水冲洗只能在运行时进行（年约6次，根据装置的运行情况）。当FGD装置停运时，可用低压水冲洗换热器。6. 升压风机用于克服FGD装置造成的烟气压降。采用静叶可调轴流式风机，FGD系统共设两台升压风机，各对应一套烟气系统。升压风机将根据正常运行和异常情况可能发生的最大流量、最高温度和最大压损设计，还将考虑事故情况。升压风机
5、在容量、设计和构造上将保证从零到满负荷时都能运行，除了满足锅炉在MCR工况下的运行要求外，还将满足FGD最差的设计条件。即：（1） 基本风量按锅炉燃用设计煤种和BMCR工况下升压风机入口的烟气量考虑。（2） 风量裕量不低于10%，另加10的温度裕量。（3） 压头裕量不低于20%。7. 烟道上所有挡板都配有密封系统，以保证“零”泄露。在正常运行时，两个旁路烟气挡板门关闭，每个旁路烟气挡板门的差压通过升压风机的可调叶片控制接近0kPa。在故障情况下，开启烟气旁路烟气挡板门，烟气通过旁路烟道绕过FGD系统直接排到烟窗。1.2.2 二氧化硫吸收系统1. 二氧化硫吸收系统设置主要用于脱除烟气中S02、S
6、03、HCL、HF等污染物及烟气中的飞灰等物质。2. 每套FGD的二氧化硫吸收系统包括一台吸收塔（含两级除雾器、四层喷淋层及喷嘴、托盘、氧化空气分布管）、四台侧进搅拌器、四台浆液循环泵、两台氧化风机及相应的管道阀门等。3. 该系统包括以下几个子系统：吸收塔系统、浆液再循环系统、氧化空气系统。4. 吸收塔系统5. 吸收塔自下而上可分为三个主要的功能区：（1）氧化结晶区，该区即为吸收塔浆池区，主要功能是用于石灰石酸解和亚硫酸钙的氧化；（2）吸收区，该区包括吸收塔入口及若干层喷淋层。其主要功能是用于吸收烟气中的酸性污染物及飞灰等物质；（3）除雾区，该区包括两级除雾器，用于分离烟气中夹带的雾滴，降低对
7、下游设备的腐蚀，减少吸收剂的损耗。6. 烟气通过吸收塔入口从浆液池上部进入吸收区。在吸收塔内，热烟气通过托盘均布与自上而下浆液（四层喷淋层）接触发生化学吸收反应，并被冷却。该浆液由各喷淋层多个喷嘴层喷出。浆液（含硫酸钙、亚硫酸钙、未反应的碳酸钙、惰性物质、飞灰和各种溶质）从烟气中吸收硫的氧化物（S0X）以及其它酸性物质。在液相中，硫的氧化物（S0X）与碳酸钙反应，形成亚硫酸钙。7. 吸收塔上部吸收区PH值较高，有利于S02等酸性物质的吸收：下部氧化区域在低PH值下运行，有利于石灰石的酸解，有利于副产品石膏的生成反应。从吸收塔排出的石膏浆液合围浓度20（wt），经浓缩、脱水、使其含水量小于10%
8、，然后用输送机送至石膏库房堆放。8. 脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，再经过换热器升温后，由烟窗排入大气。9. 由于在吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高。10. 主要反应方程式如下： 烟气中的S02，S02和HCL被喷淋浆液中的水吸收，与烟气分离： SO2 H2O 二二 H SO2-H+ SO2 H2O 二二 H SO2+H+ HCL 二二 H+ CL HF 二二 H+ F 进入吸收塔的石灰石在偏酸性浆液中溶解： CaCO3 十 H+ 二二Ca2+ H CO3- H CO3 二二 OHCO211. 氧化和结晶反应发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆池中的pH值控制在大
9、约5.65.8，吸收塔浆液池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙向硫酸钙的氧化和石富（Ca SO 42 H2O）的结晶。具体反应方程式如下： 氧化：HSO3-12O2 二二SO 42-H+ 结晶：Ca2+十SO 42-2 H2O二二Ca SO 42 H2O12. 吸收塔包括一个托盘（布风装置，开孔率约40），四层喷淋装置，每层喷淋装置上布置有100个空心锥喷嘴，外圈喷嘴流量60m3h个，内圈喷嘴流量52 m3h个。 喷嘴进口压头为82.7kPa，喷淋层上部布置有两级除雾器。13. 热烟气进入吸收塔，达到饱和并被冷却。烟气折流向上，经托盘被均匀分布到吸收塔的横截面上。经验表明托盘对于提
10、高脱硫效率是十分有效的，就像电除尘器的气体导流分布板一样。除了使得主喷淋区烟气分布均匀外，托盘还使得烟气和石灰石浆液在该区域得到充分接触，有效降低了浆液循环量，节约了循环将液泵的功耗。14. 离开吸收塔托盘的烟气穿过四层逆流喷淋层后，再连续流经两层z字形除雾器除去所含浆液雾滴。在一级除雾器的上、下各布置一层清洗喷嘴。清洗水的喷淋将带走一级除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。烟气经过一级除雾器后，进入二级除雾器。二级除雾器下部也布置一层清洗喷淋层。穿过二级除雾器后，经洗涤和净化的烟气通过出口锥筒流出吸收塔，经过烟气换热器和烟道排入出口烟道和烟窗。15. 吸收塔浆液和喷淋到吸收塔中的除雾器清洗水流入
11、吸收塔底部，即吸收塔浆液池。吸收塔浆液池上的4台侧进式搅拌器使浆液中的固体颗粒保持悬浮状态。为了防止吸收塔入口烟道灌液，系统设置了吸收塔溢流密封水箱。1.2.3 浆液再循环系统1. 浆液再循环系统由浆液循环泵、喷淋层、喷嘴及其相应管道、阀门组成。浆液循环泵的作用是将吸收塔浆液池中的浆液经喷嘴循环，并为产生颗粒细小，反应活性高的浆液雾滴提供能量。本方案每套吸收塔系统配置四台浆液循环泵，分别对应四层喷淋层。2. 吸收塔浆液最佳pH值在5.6和5.8之间，pH值是由吸收塔中新制备的石灰石浆液的增加量决定的。而加入吸收塔的新制备石灰石浆液的量的大小将取决于预计的锅炉负荷、 SO2含量以及实际的吸收塔浆
12、液的pH值。设置在石膏排出泵的排出管道中的在线pH值探头将测量吸收塔浆液的pH值。3. 原烟气穿过吸收塔时，蒸发并带走的吸收塔中的水分以及脱硫反应生成物带出水，将导致吸收塔浆液的固体浓度增大。浆液系统失去的水分将通过除雾器冲洗水加以补充。4. 吸收塔浆液池的液位由除雾器冲洗水冲洗程序来控制。5. 石膏浆液由石膏排出泵泵入水力旋流器中。6. 在吸收塔浆液池的溢流管道上，将装配一个密封箱。它可以容纳吸收塔在压力密封时发生的溢流。密封箱的液位由周期性地补充工艺水来维持。密封箱同时为吸收塔提供了增压保护。7. 吸收塔顶部设有电磁放空阀，在正常运行时阀门是关闭的。当FGD装置停运时，阀门开启以消除在吸收
13、塔氧化风机还在运行时或停运后冷却下来时产生的与大气的压差。1.2.4 氧化空气系统1. 烟气中本身含氧量不足以氧化反应生成的亚硫酸钙。因此，需提供强制氧化系统为吸收塔浆液提供氧化空气。氧化系统将把脱硫反应中生成的半水亚硫酸钙（Ca SO312 H2O）氧化为2水硫酸钙（Ca SO3H2O）即石膏。氧化空气系统将为这一过程提供氧化空气。2. 每套吸收塔的氧化空气系统由两台氧化风机（其中一台为备用）、氧化空气分布管及相应的管道、阀门组成。1.2.5 石膏脱水系统1. 石膏脱水系统分为两个子系统，即一级脱水系统和二级脱水系统。一级脱水系统为单元制操作系统，包括4台吸收塔排出泵（2运2备）、2台水力旋
14、流站；二级脱水及废水旋流系统为两塔一套公用包括1台废水旋流器、2台真空皮带过滤机及相应的泵、箱体、管道、阀门等。2. 由于吸收塔浆液池中石膏不断产生，为保持浆液密度在设计的运行范围内，需将石膏浆液（20固体含量）从吸收塔中抽出。为了避免石膏浆液在管道中可能沉淀，石膏排出采用部分回流方式满足石膏浆液在低负荷时需要的最低流速。3. 吸收塔底部的石膏浆液通过吸收塔排出泵，分别泵入相应的石膏水力旋流器。水力旋流器具有双重作用：即石膏浆液预脱水和石膏晶体分级。进入水力旋流器的石膏悬浮切向流动产生离心运动，细小的微粒从旋流器的中心向上流动形成溢流，分溢流经溢流箱泵部分送往废水旋流器，部分返回吸收塔。水力旋
15、流器中重的固体微粒被抛向旋流器壁，并向下流动，形成含固浓度为50的底流。2台石膏水力旋流器的底流自流至二级脱水系统。4. 为了保证石膏旋流器的正常运行和脱水效果，系统设有石膏浆液进石膏旋流器压力调节和石膏浆液密度调节。5. 废水旋流器的主要作用是提高吸收剂的利用率，其溢流将泵至本装置废水处理系统。废水旋流器的底流回至石膏溢流水箱。6. 二级脱水系统包括真空皮带过滤机，真空系统及冲洗系统。每台真空皮带过滤机出力为2台锅炉BMCR工况的75%。石膏被脱水后含水量降到10以下，并对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，从而保证石膏的品质。冲洗水排至滤液箱。7. 从真空带式过滤机滤出的滤液流至滤液箱，并由滤液泵抽吸至吸收塔反应池或石灰石浆液制备系统循环使用。8. 真空过滤机的真空度是由水环式真空泵提供的。9. 真空过滤机的负荷通过测量滤饼的厚度进行自动调节。10. 经真空带式过滤机脱水后的含水量小于10%的优质脱硫石膏落入石膏库房。石膏库房，设有桥式抓斗装运装置。石膏由载重卡车运出厂外。1.3 吸收剂制备系统1.3.1 石灰石浆液制备系统1. 石灰石浆液制备系统包括2台湿式球磨机的给料机、2台湿式球磨机，每台
