《浙江菲达脱硫工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江菲达脱硫工艺（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 页 共 21 页第一部分、浙江菲达第一部分、浙江菲达1、工艺原理描述：石灰石浆液洗涤系统的化学性能可以用 SO2的脱除效率和无结垢的运行程度表示。一个给定的系统的设计，必须考虑到它能在特定的 O2和 SO2气体浓度的范围内以及在由烟气、飞灰和补充所含杂质中来的氯或硫酸盐积聚的特定程度上运行。重要的化学设计变量有：磨碎的石灰石的性质、EHT 的体积、浆液的含固量以及任选的工艺，如强制氧化、双回路洗涤等。其他变量有：液-气比（L/G） 、石灰石利用率（或 PH 值）及可溶解的碱性添加剂、缓冲添加剂和氧化抑制剂/催化剂等的浓度。石灰石的溶解石灰石的溶解在洗涤塔和 EHT 内均会发生石灰石的溶
2、解。最理想的状态是约有一半的石灰石能在洗涤塔内溶解，从而使 SO2脱除率和 PH 值最大化但又防止 CaSO3结垢。在实际中，洗涤塔已溶解的那部分是随未反应过的石灰石浆液的量而变化的。当有大量过剩石灰石时，几乎所有的溶解都发生在洗涤塔内。当过剩石灰石不多时，多数石灰石在 EHT 内溶解。平衡平衡当有大量过剩石灰石或有一个巨大的 EHT 时，EHT 内的溶液会与 CaCO3平衡，如下式所示：CaCO3（固）+2HCa+CO2+H20aH + =KCa+0.5/Pco2 0.5平衡时的 PH 值取决于已溶解的钙离子浓度以及溶液上面的 CO2平衡分压。由于已溶解的钙因下式而还原，顾 CaCL2的积聚
3、趋向于给出较低的 PH 值：CaSO4(固) Ca+SO4=石灰石在 EHT 或罐中溶解所产生的 CO2通常会被洗涤塔内的烟气从溶液中剥离出来。除非 CO2蒸汽的压力大于 1 个大气压，否则几乎没有 CO2会从 EHT 中释放出来。进入 EHT 的溶液也许已在烟气的条件（约 0.1 个大气压）达到 SO2的饱和状态。当 CaCO3在 EHT 内溶解时，CO2就积聚在 EHT 内的溶液中。这样，EHT 内平衡的 CO2会压就取决于石灰石溶解在EHT 内的量。所吸收的 SO2量以及每次通过洗涤塔所溶解的石灰石。因此，EHT 出口的平衡PH 值趋于较低值。这是由于较少的过剩石灰石（大部分溶解在 EH
4、T 内了） 、较低的液体循环速度或较高的 SO2气体浓度（较高的 make-per-pass） 。Ca 离子浓度和 CO2会压的组合作用会导致 EHT 内的平衡 PH 值达到 5.56.5。第 2 页 共 21 页PHPH 值和过剩石灰石的影响值和过剩石灰石的影响洗涤溶液的 PH 值常常是所脱除 HSO3-和 SO3=浓度的一个直接指示器。由于溶液有与CaCO3固体想平衡的趋向：可能通过溶解，也可能通过结晶；因此 HSO3-的浓度大致上因这种平衡而与 PH 值相关联：CaSO3（固）+H+Ca2+HSO3HSO3 = KH+/Ca+由于系统内任何一点上的较低 PH 值总是给出较高的 HSO3，
5、它会阻止水解反应，因而也叫降低了改进因子和 SO2的脱除。洗涤塔入口处的 PH 值也是一个过剩石灰石的显示器：高的 PH 值显示出更多的过剩CaCO3。当溶液通过洗涤塔时，PH 值的下降取决于石灰石溶解并使溶液碱性得到补充的程度。有大量过剩 CaCO3时，整个洗涤塔内保持较高的 PH 值和低的 HSO3浓度；而当过剩CaCO3不多时，PH 值就下降，HSO3浓度就增加，因为 SO2被吸收了。在没有 CaCO3不多时，CaSO3会溶解并使 HSO3的浓度更大：CaSO3+SO2+H2OCa2+2HSO3一般，SO3=的浓度不是 PH 值的函数，因为它趋向于被平衡所控制：CaSO3（固）Ca2+S
6、O3=然而，在 PH 值较高时，CaSO3趋向于在洗涤塔内结晶，从而使 SO3= 浓度较高；当 PH值低时，CaSO3趋向于溶解，需要较低的 SO3= 浓度。CaSOCaSO3 3的结垢的结垢亚硫酸盐固体产物 CaSO31/2H2O 的相对饱和度极大地取决于 PH 值，因为其溶解度受下列平衡的支配：CaSO3+H+Ca+HSO3-进入洗涤塔的溶液，其 CaSO3应稍微有些过度饱和。当溶液通过洗涤塔时，因为 SO2的吸收，HSO3-浓度增加了；因为 CaSO3或 CaCO3的溶解，Ca+浓度增加了；但是 PH 值却下降了，因为 SO2吸收成为 HSO3-把 H+加到溶液中去了。因此，离开洗涤塔的
7、 CaSO3的 RS 取决于 PH 值下降被 CaCO3中和的程度。如只有少数 CaCO3被溶解，CaSO3的 RS 会很大并产生CaSO3固体及洗涤塔的设计，这些条件可能会、也可能不会导致结垢。Shawnee 的运行情况显示：要使除雾器性能可靠，必须避免过剩的 CaCO3(Head,1976)。过剩 CaCO3的存在会导致 CaSO3在除雾器内结晶从而产生一种“粘滞”的泥浆沉积层。在Shawnee，除雾器保持得很干净，其石灰石利用率大于 85%。这一结果在于使用了第 3 页 共 21 页Frendonia 出产的优质石灰石。反应性较差或较粗的石头应该能使设备以较低的利用率可靠地运行。有一个潜
8、在的问题是双回路洗涤中的高 PH 值回路中存在大量的未进行过反应的石灰石。强制氧化的作用强制氧化的作用向 EHT 注入空气而使亚硫酸盐完全氧化，或者作为烟气中较低的 SO2/O2比例的结果而使亚硫酸盐完全氧化，常常能改进 SO2的吸收（Borgwardt,1978） 。氧化使溶液中重亚硫酸盐的浓度降低，从而因水解反应而使 SO2通过液膜的扩散使以提高(Chang 和Rochelle,1980)；SO2+H2OH+HSO3-这一点在 PH 值较低（45）及 CaSO3固体导致较高的 HSO3- 浓度时尤为真实。脱硫脱硫SO2的脱除直接与石灰石的利用率、粒径及洗涤塔内的固体浓度有关。相对较低的石灰
9、石利用率、较细的粒子和较高的固体浓度有利 SO2的脱除。EHT 较大的体积也有助于脱硫。高的 L/G 比不仅会靠物理作用增加质量的传递，而且会靠降低时 CaCO3溶解的需要和靠降低洗涤塔内重亚硫酸盐的浓度来提高脱硫效率。这些变量都会在洗涤塔内产生较高的 PH 值和较低的重亚硫酸盐的浓度，这两种现象会促使 SO2 通过水解反应以重亚硫酸盐的形式作液相扩散：SO2+H2OH+HSO3-碱性和缓冲添加剂能在不降低石灰石利用率的情况下提高脱硫效率。碱性添加剂会产生高浓度的已溶解硫酸盐，后者会通过下式所示的固/液平衡引起高浓度的亚硫酸盐（SO3=）：CaSO3(固)+SO4=CaSO4(固)+SO3=亚
10、硫酸盐和基本的缓冲核素（A-）都能与 SO2反应，从而提高它作为重亚硫酸盐的液相扩散：A-+SO2+H20HA+HSO3-当 SO2 的吸收被控制在是由液膜扩散而不是由气膜扩散时，这些添加剂起到的作用最大。双回路洗涤和其他工艺的选用会导致洗涤塔内较低的石灰石利用率，因此，当系统中的石灰石利用率给定时，它们会提高脱硫效率。洗涤回路中的强制氧化可除去洗涤塔输入液中的已溶解重亚硫酸盐，从而提高脱硫效第 4 页 共 21 页率。这也通过水解反应提高了质量传递。在较低的 SO2入口气体浓度情况下，脱硫效率往往较高。在较低 SO2浓度时，由于水解反应以及亚硫酸盐的反应，往往通过液膜的扩散有较大的提高。在
11、100500PPM SO2的范围内，SO2的脱除受气膜扩散的控制。对烟气、飞灰、补充水和碱性添加剂中的可溶盐类来说，它们会与氯发生强的相互作用并造成硫酸盐的积聚。在有可溶解的 Na+、Mg+和 CL-离子存在时，硫酸盐的积聚可由液体品质因素（LGF）得出：LGF=Mg+2 Na+ -2CL-因此，在 LGF 正的范围内，较高的氯值趋向处降低溶液内硫酸盐的积聚以及它对 SO2脱除的正面影响。无结垢的运行无结垢的运行要进行无结垢的运行，EHT 的设计和控制必须做到在回到洗涤塔或从洗涤塔流出的溶液中，均没有 CaSO3或 CaSO4过分的过度饱和。相对较大的 EHT 体积和较高的固体浓度会降低储罐出
12、口处的过度饱和，也相应会降低离开洗涤塔的过度饱和。固体浓度的增加会因为控制了洗涤塔的结晶而再一次降低洗涤塔的过度饱和。低的石灰石利用率或石灰石细粒的蒙蔽会导致 CaSO3在洗涤塔内的结垢，而反过来又会使 CaSO3结晶，其化学计量式如下：CaCO3（固）+SO2CaSO3（固）+CO2洗涤塔内 CaCO3适中的溶解导致合格的化学计量式：CaCO3+2SO2+H2OCa+2HSO3-+SO2需要有较高的液-气比（L/G）来降低石膏（CaSO42H20）通过洗涤塔时其饱和度的增加。L/G 比的增加降低了 SO2 make-per-pass, 因而降低了 CaCO3溶解的克分子/升数和硫酸盐的形成。
13、烟气中较低的 O2/SO2比或一种有效氧化抑制剂（如硫代硫酸钠）的使用，由于会使固体的氧化率降到 1520%以下而防止石膏的结晶或结垢。在这些条件下，硫酸钙与 CaSO3固体结晶成一个固溶体，而石膏的饱和度可远远小于 1。2、湿法脱硫工程可以分为以下几个系统：1） 、烟道系统 第 5 页 共 21 页来自锅炉引风机出口的烟气在脱硫系统不运行时直接进入烟囱排放；当 FGD 装置运行时，100的烟气进入脱硫系统进行脱硫，其切换通过三台烟道挡板实现。当脱硫系统运行时，吸收塔旁路挡板关闭，进口挡板、出口挡板打开，烟气通过增压风机增压后进入吸收塔，完成脱硫后通过吸收塔出口挡板进入烟囱排放；当脱硫系统不运
14、行时，吸收塔进、出口挡板关闭，旁路挡板打开，原始烟气从锅炉引风机出来后直接通过旁路挡板进入烟囱排放。由于烟气脱硫（FGD）系统都会产生大约 20004000Pa 左右的压力降（系统配置不同产生的阻力降也不同） 。在大多数这种情况下，现有的锅炉引风机（ID）不足以弥补系统的阻力损失。为了克服 FGD 的压力降，就有必要安装增压风机。FGD 系统所用的增压风机普遍都设计成带液力调节的轴流式风机。脱硫风机必须安装在混凝土基础上。为了避免让振动扩散到周围并引起邻近设备出现毛病，基础上应配备减振器。脱硫系统设置 100容量的旁路烟道，当 FGD 装置停运时，旁路挡板门全开，FGD 装置进出口挡板门关闭，
15、烟气通过烟道从烟囱直接排入大气，增压风机的进出口都设有膨胀节，根据膨胀量在烟道上设有膨胀节并在合适区域设有排放酸水的导淋管，导淋与烟道焊接的接管材质采用不锈钢，酸水排入地沟用的是 PP 管。有关烟气换热器的说明：通常情况下，在烟道烟气洗涤以后，进到烟囱以前，烟道气必须再加热到 80左右（图 3） 。最常见的再加热器是以蓄热气体为热媒的气体加热器（GGH） 。其工作原理是利用经过脱硫的冷烟气吸收进入系统的没有经过脱硫的原始烟气的热量使自身温度上升到国家规定的 80，同时原始烟气由于放热其温度降低到 100以下，这样在原始烟气进入吸收塔系统后其烟气温度的波动就相对减小，对于系统的稳定性有一定的作用
16、。2） 、吸收塔系统美国 DUCON 公司专利的文丘里吸收塔，其与常规空塔喷淋系统相比最大的区别就在于其在浆液喷淋层与吸收塔烟气入口之间增加了两层文丘里层，其作用是通过制造湍流加强气液传质效果。（1）吸收塔分为以下 3 个区域：吸收区对于 DUCON 公司专利的文丘里吸收塔，其吸收区由两部分组成。除了常规的喷淋层以外，还有一个由两层文丘里棒组成的文丘里棒层。其结构比较简单，直接作用是第 6 页 共 21 页减小了吸收塔内烟气的流通面积，提高了烟气通过该区域时的流速，在喷淋浆液下落经过文丘里区域时，由于烟气流速较高，在该区域形成一个气液相持段并造成强烈的气液湍流接触，进一步促进烟气中酸性组分向循环浆液的传质，同时使浆液中溶解的SO2等酸性组分部分发生化学反应转化为亚硫酸盐，减少溶解在浆液中的气态 SO2等酸性组分的浓度，提高烟气中的 SO2等酸性组分向浆液扩散的传质推动力。每台吸收塔设有 3 台循环泵，分别为 3 层喷淋层提供雾化浆液，烟气进入吸
