脱硫岗位基础培训1讲解

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1、烟气脱硫脱硝岗位培训,-动力分厂技术组,一、概述,烟气脱硫脱硝装置用于锅炉烟气尾气处理，（共4台130t/h循环流化床锅炉，正常运行三开一备）。锅炉最大烟气量 592800 Nm3/h、正常烟气量 456000Nm3/h，烟气中二氧化硫平均含量达 8620mg/Nm3（燃用含硫量 2.0%的煤）；脱硝前氮氧化物含量约 150 mg/Nm3，要求除尘器出口烟尘平均含量30 mg/Nm3。 装置主要作用如下： 将烟气的氮氧化物转化为无害氮气排放。 将烟气中的二氧化硫、三氧化硫通过氨吸收法转化为硫酸铵产品。 最终排放烟气达到火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）,表1：火力发电锅炉及燃

2、气轮机组大气污染物排放浓度限值,单位：mg/m3,思考题：烟气脱硫装置的脱硫效率需要高于多少才可以达标排放？,二、脱硫工艺流程,工艺采用氨-硫酸铵法，工艺流程方框简图如下：,浓缩塔,吸收塔,一级旋流器,二级旋流器,离心脱水机,干燥机,包装机,滤液槽,来自锅炉的 增压烟气,吸收系统,分离单元,脱水单元,包装单元,烟气系统,三、化学组成特性,在工艺处理流程当中，出现的主要化学物质有： （1）SO2，SO3 （2）NH3H2O （3）NH4HSO3 （4）NH4HSO4 （5）(NH4)2SO3 （6）(NH4)2SO4,（1）SO2、SO3,SO2易溶于水，在常温下，1体积水可以溶解40体积的SO

3、2，约相当于质量分数为10%的溶液，呈若酸性。其高溶解度是本套装置工艺运行的依据。其在水中溶解平衡方程式如下： SO2+H2O = H2SO3 H2SO3 = H+HSO3- K1=1.710-2 HSO3- = H+SO32- K2=5.610-8 亚硫酸盐的还原性比亚硫酸强，空气中的氧就能将其氧化成硫酸盐。这一点是浓缩塔内风机曝气的依据。 SO3是无色的易挥发固体，熔点为16.8，沸点为44.8。与水作用生成H2SO4，并放出大量热。,（2）NH3H2O,挥发性 氨水易挥发出氨气，随温度升高和放置时间延长而增加挥发率，且随浓度的增大挥发量增加。氨气属于易爆气体，爆炸限为16%25%。 腐蚀

4、性 氨水有一定的腐蚀作用，碳化氨水的腐蚀性更加严重。对铜的腐蚀比较强，钢铁比较差，对水泥腐蚀不大。对木材也有一定腐蚀作用。属于危险化学品，危规号82503。 弱碱性 氨水中存在以下化学平衡： NH3+H2O=NH3H2O（可逆反应） NH3H2O=NH4+ +OH（可逆反应） 因此仅有一小部分氨分子与水反应而成铵离子NH4+和氢氧根离子OH-，故呈弱碱性，氨水具有碱的通性。 气体氨氨极易溶于水，在常温、常压下，1体积水能溶解约700体积的氨。,（3）(NH4)2SO4,分子式(NH4)2SO4，分子量M=132，熔点235，纯品为无色斜方晶体，比重1.769g/cm3，易溶于水，水溶液呈酸性，

5、加热100时开始分解失去氨，成为酸式盐硫酸氢铵，513时完全分解为氨和硫酸；工业品为白色或浅黄色颗粒，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氨，易潮解。 溶解度 不同温度下，硫酸铵在水中溶解度如下表。 表2：不同温度下硫酸铵溶解度,思考题：1吨100饱和硫酸铵溶液温度降至40，有多少(NH4)2SO4H2O晶体析出？,四、工艺组成及原理-烟气系统,1.烟气系统的组成 烟气系统中包括增压风机、烟气挡板、及相应的烟道、膨胀节及相关设备附属系统等。 其PID图为。 2.烟气系统的作用 烟气的系统的主要作用是给锅炉烟气提供传输动力，克服烟气传输过程中的阻力损失，将烟气输送至后续处理单元。 3.系统内主要组成 （

6、1）烟气挡板门 烟气挡板包括烟气进口挡板、旁路烟气挡板、联通烟道挡板、增压风机出口挡板。烟气挡板均采用带密封气的单轴双百叶窗挡板门，具有100的气密性。密封空气系统包括密封风机及加热器。密封气压力至少维持比烟气最高压力高500Pa，密封空气配有蒸汽加热器。,（2）增压风机 主要用于克服FGD 装置造成的烟气压降 。 （3）挡板门密封风机 主要作用是向各挡板阀门提供密封空气，同时降低烟气对挡板门阀板的腐蚀。 （4）密封风加热器 主要作用是加热密封风机送出风。,思考题：密封风机为什么可以起到降低烟气对挡板门阀板的腐蚀的作用？,吸收系统,1.吸收系统的组成 SO2吸收系统包括浓缩塔、吸收塔、2台浓缩

7、循环泵（一用一备）、3台吸收循环泵、2台水洗循环泵（两用一备）、3台氧化风机（两用一备）、2台浓缩塔排出泵（两用一备）、2台吸收塔排出泵（两用一备）及相应的管道阀门等。 该系统包括以下几个子系统：浓缩塔系统、吸收塔系统、水洗循环系统、氧化空气系统。 其PID图为。 2.吸收系统的作用 SO2吸收系统设置主要用于脱除烟气中SO2、SO3、HCl、HF等污染物及烟气中的飞灰等物质。 3.系统内主要组成,（1）浓缩系统 浓缩系统的组成： 浓缩系统主要由浓缩塔、2台浓缩塔扰动泵、2台浓缩塔循环泵、3台氧化风机及其2台浓缩塔排出泵组成。 浓缩系统的作用： 在浓缩塔内主要作用是是脱除烟气中HCl、HF等污

8、染物及烟气中的飞灰等物质，同时少量吸收SO2、SO3。 工艺过程： 浓缩选用顺流空塔喷淋塔，烟气从塔顶烟气入口进入浓缩塔。在浓缩塔内，热烟气与向上喷淋的硫酸铵浆液逆流接触发生化学吸收反应，并被冷却。浆液（含硫酸铵、亚硫酸铵、惰性物质、飞灰和各种溶质）吸收烟气的热量，蒸发水分被浓缩，并在浆池中被强制氧化结晶。由于，浆液的主要成分为硫酸铵，PH值控制在4.04.5。,烟气进入浓缩塔后被冷却，同时大部分HCl、HF等污染物及烟气中的飞灰等物质，同时少量吸收SO2、SO3被吸收，冷却后的烟气通过塔间除雾器，除去夹带的浆液后，温度约6570的烟气通过出口流出浓缩塔，进入吸收塔。 系统内主要组成及作用 浓

9、缩塔：提供烟气物质吸收的空间。 浓缩塔扰动泵：均和浓缩液的浓度，防止浓缩液沉淀；同时，通过与氨水泵的共同作用，起到调节浓缩液PH的作用。 浓缩塔循环泵：其与喷淋系统共同作用，完成对烟气中物质的吸收。 氧化风机：提供SO32-氧化为SO42-所需的氧气；同时，通过与氨水泵的共同作用，起到调节浓缩液PH的作用；另外对浓缩液也起到搅拌作用。 浓缩塔排出泵：其作用是将饱和浓缩液以及硫酸铵晶体输送至后续处理系统。,思考题：为什么浓缩液PH值需要控制在4.04.5？过高或者过低会造成什么后果？,浓缩塔内主要发生的反应： 烟尘飞灰及惰性物质在水中被吸附，以物理吸收为主。 HCl，HF，以及SO2，SO3被水

10、吸收。（反应方程式在之前已叙述） 氨水与SO2，SO3的反应。 NH4OH+H2SO3 = NH4HSO3+H2O 氨少量 2NH4OH+H2SO3=(NH4)2SO3+2H2O 氨过量 -主要发生在浓缩塔喷淋段 NH4OH+H2SO4 = NH4HSO4+H2O 氨少量 2NH4OH+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O 氨过量 亚硫酸氢铵与氨的反应。 NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3 亚硫酸氨被空气氧化 (NH4)2SO3+1/2O2=(NH4)2SO4,(2)吸收塔系统,吸收塔系统的组成： 吸收塔系统主要由吸收塔、3台吸收塔循环泵以及2台吸收塔排出泵组成。 吸收塔系统的作用

11、： 吸收塔系统是整个FGD的核心部分，脱硫反应在该系统中进行。 工艺过程： 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，烟气与自上而下浆液（三层喷淋层）逆流接触发生化学吸收反应，并被冷却。浆液由各喷淋层多个喷嘴喷出。浆液（含硫酸铵、亚硫酸铵、惰性物质、飞灰和各种溶质）从烟气中吸收硫的氧化物（SOX）以及其它酸性物质，并在浆池中被强制氧化结晶。 烟气进入吸收塔，达到饱和并被冷却。烟气穿过三层逆流喷淋层后，经水洗填料层进一步洗涤净化，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

12、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，经洗涤和净化约50的烟气通过出口流出吸收塔，通过塔顶烟囱排入大气。,吸收塔浆液pH值在5.4和6.0之间，pH值是由吸收塔中吸收剂的加入量决定的。而加入吸收塔的吸收剂的量的大小将取决于预计的锅炉负荷、入口烟气SO2含量以及实际的吸收塔浆液的pH值。设置在吸收塔旁的在线pH值探头将测量吸收塔浆液的pH值。 系统内主要组成及其作用 吸收塔：其结构形式为双回路喷淋吸收塔，吸收塔自下而上可分为四个主要的功能区：（1）吸收塔浆池区，主要功能是收集吸收循环液、亚硫酸铵氧化、吸收剂再生等；（2）吸收区，该区包括吸收塔入口及其上的三层

13、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）水洗区，该区包括水洗填料层及其液体分布器和收集器，其主要功能是通过水洗填料层，采用循环水洗的方式降低烟气中的硫铵浆液量和气溶胶的量；（4）除雾区，该区包括两级除雾器，用于分离烟气中夹带的雾滴，确保烟气中夹带液滴75mg/dNm3，出口烟气游离氨小于8mg/Nm3。,思考题：为什么吸收塔浓缩液PH值比浓缩塔浓缩液PH值控制的要高？,吸收塔循环泵：其与吸收塔喷淋系统共同作用，吸收烟气中的酸性污染物及飞灰等物质。 吸收塔排出泵：其作用是将吸收塔内的亚硫酸铵溶液送往浓缩塔氧化、蒸发结晶。 吸收塔内发生的化学反应： 与浓缩塔相似。,（3）

14、水洗循环系统,水洗循环系统组成： 由水洗循环箱、2台水洗循环泵及其相应管道、阀门组成。 水洗循环系统的作用： 其与吸收塔内的喷淋系统以及填料共同作用，采用循环水洗的方式降低烟气中的硫铵浆液量和气溶胶的量。 工艺过程： 水洗循环泵将水洗液打入吸收塔水洗填料层的液体分布器，水洗液和塔顶的除雾器冲洗水汇合通过液体分布器均匀分布在水洗填料层，吸收洗涤烟气夹带的浆液和气溶胶。通过填料层的洗涤液在液体收集器中被收集，自流出塔外，流入水洗循环箱，循环洗涤。水洗循环箱通过除雾器冲洗水和水洗循环泵出口到吸收塔下部浆池的近路调节液位。,制备系统,制备系统组成： 硫铵制备系统包括1台一级旋流器、1个一级底流箱及其搅

15、拌器、2台一级底流泵（一运一备）、2台二级旋流器、两台离心机、一套干燥系统、两台包装机以及一座滤液槽和2台滤液返回泵。 制备系统的作用： 将吸收系统产生的硫酸铵晶体从溶液中分离、脱水、干燥最后封装成产品。 工艺过程： 含固量约为5%的硫酸铵溶液通过浓缩塔排出泵送往一、二级旋流器，溶液含固量从15%增加到50%，分离出的细小微粒进入滤液槽，50%的高浓度溶液经布置在离心机上方的稠厚器进入离心机；通过离心机脱水后，浓度升至9597%，经螺旋输送机送往振动流化床干燥机。,干燥热空气由进风口进入，进入振动流化床干燥机内的物料与热空气一起随着床体的振动逐渐向前运动，物料与气流迅速传质换热，水分迅速脱除，达到干燥效果。干燥机尾部为冷却段，冷却风机将自然空气鼓入振动床进行冷却。热空气和冷空气夹杂少量的物料进入旋风分离器，二级串联旋风除尘器将尾气中的绝大部分硫酸铵收集，旋风分离器收集的物料进入包装机料仓。最后废空气由引风机加压送至水浴除尘器，进一步洗涤尾气中的粉尘后通过雾沫分离器后排空。经干燥机脱除水分后，含水率可降到1%以下 。 干燥后的硫酸铵通过螺旋输送机送往包装机打包成产品储存或外运。,系统内组成及其作用： 一级旋流器：增加浓缩液的含固量，在本工艺中，将浓缩液含固量从5%增加到15%。 二级旋流器：进一步增加浓缩液的含固量，在本工艺中，将浓缩液含固量从15%增加到50%。 底