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1、脱硫讲稿,吕庆阳 2016年04月20日,烟气污染主要来源,烟尘污染主要来源 人类活动引起的烟尘等有害物主要来源有三个方面，工业生产过程中产生的有害物，生活过程中产生的有害物及交通运输过程中产生的有害物，燃煤锅炉以其烟尘排放量大，废弃物多，污染大而成为烟尘污染的最主要来源。 作为最大的煤炭生产国和消费国，大量使用煤炭的结果使煤烟污染成为我国大气的主要污染源之一，这是因为煤炭中含有硫、氮和矿物质等成分，燃烧时会放出大量的SO2、NOx、CO、烟尘等大气污染物，其中对人类环境威胁较大的按其状态可分为两类 颗粒状态污染尘、烟和雾（指液体微滴的悬浮体） 生态污染物以SO2为主的含硫化合物，以NO2为主
2、的含氮化合物，碳的氧化物。碳氮化合物等。,SO2的危害,SO2的危害 (1)、对人体健康危害：对人体呼吸道及内脏器官有严重的腐蚀性。 (2)、SO2对植物的危害：研究表明在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑点或直接使植物叶片枯萎脱落。 (3)、SO2对金属的腐蚀：大气中的SO2对金属的腐蚀主要是对钢结构的腐蚀，据统计，发达国家每年因金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总产值的2%4%。 (4)、对生态环境的影响：SO2形成的酸雨和酸雾危害也是相当大，主要表现为对湖泊，地下水，建筑物，森林，古文物以及人的衣物构成腐蚀，同时，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不可估量的
3、损失。,概述,脱硫方法可划分为燃烧前脱硫、炉内脱硫和烟气(FGD)3类。 燃烧前脱硫 ：分物理脱硫和化学脱硫两种。其优点是时除去灰分，减轻运输量，减轻锅炉的沾污和磨损，减少电厂灰渣处理量，还可回收部分硫资源。但煤的燃烧前的脱硫技术还存在着种种问题，得不到广泛应用。 炉内脱硫：是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂如CaCO3等，使煤中硫分转化成硫酸盐，随炉渣排除。 应用较多的就是循环硫化床锅炉。缺点：脱硫效率低，对锅炉受热面磨损大。 烟气脱硫：主要是使用石灰石(CaCO3）、石灰（CaO)或碳酸钠(Na2CO3）电石渣浆液(Ca(OH)2)等浆液作洗涤剂，在反应塔中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的S
4、O2。技术比较成熟，脱硫效率高(90%98)，机组容量大，煤种适应性强，运行费用较低,原料廉价宜得等优点。,系统概述,#1、#2号机组脱硫系统为一炉一塔系统，无增压风机无烟气旁路及烟气换热器，我厂烟气脱硫系统采用电石渣-石膏湿法脱硫工艺，脱硫效率不低于96.6吸收塔入口设有事故喷淋系统，在烟气温度超限时，对脱硫装置进行保护；配套的废水处理系统，对脱硫后废水进行分级处理，以达到排放标准。,脱硫系统组成及工艺流程,脱硫系统组成：烟气系统、SO2吸收系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、压缩空气系统、氧化空气系统、浆液循环系统。 工艺流程：从锅炉来的原烟气，由原烟道引至FGD系统，经过原烟道
5、进入吸收塔进行脱硫反应。吸收塔为喷淋空塔，玻璃鳞片内衬，#1吸收塔设三层喷淋层，#2吸收塔设四层喷淋层，烟气自引风机出来进入吸收塔，90折向朝上流动，与喷淋而下的电石渣浆液进行大液气比接触以脱除其中的SO2，烟气中的SO2、SO3、HCl、HF等酸性成分被吸收，再流经两层除雾器而除去所含雾滴。经洗涤后的净烟气由吸收塔出口烟道，经净烟道进入湿式除尘二次除尘后经烟囱排放。在吸收塔内，烟气中SO2与浆液中的Ca(OH)2发生反应，反应生成的亚硫酸钙在吸收塔底部的循环浆液池内被氧化风机鼓入的空气强制氧化，最终生成石膏浆液，石膏浆液由石膏排出泵排出，送入石膏处理系统脱水。,电石渣简介,电石法制取的乙炔是
6、生产聚氯乙烯的主要原料。电石的化学名称为CaC2，纯碳化钙是无色透明的固体，但工业上常用的碳化钙因含杂质较多而呈暗灰色，电石的生产工艺流程为焦炭(或无烟煤)与生石灰在电炉高温条件下反应生成碳化钙： CaO+3C=CaC2+CO 电石置于乙炔发生器中，加水后进行强烈化学反应生成乙炔气和氢氧化钙浆液：CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2 反应中放出大量热量，产生的乙炔气用于生产聚氯乙烯的原料，而氢氧化钙和杂质则成为影响环境的废弃物，即电石渣。,电石渣物理化学性质, 主要成份为Ca(OH)2，微溶于水； 颗粒细微，具有较强的保水性； 强碱性，渣液pH值为12以上； 残留的乙炔气中混有PH3，
7、H2S等气体，具有特殊难闻的臭味； 杂质较多，主要是颗粒大小不等的焦炭和硅铁等杂质，电石渣中Ca(OH)2的纯度一般在80%90%； 湿电石渣常有较高浓度的氯离子。,化学反应原理-吸收区,SO2在液相的溶解 在吸收区内烟气中的SO2溶解于喷淋浆液中，烟气中的HCL和HF也同时被吸收： SO2二氧化硫 H2O水 H2SO3亚硫酸 (1) FGD装置的脱硫效率主要受气液两相传质速率的影响，即L/G、气液接触时间和相对流速以及相互挠动程度强烈影响脱硫效率。,化学反应原理-吸收区,SO2溶解于吸收液中形成的亚硫酸迅速离解成亚硫酸根、亚硫酸氢根和氢离子： 当低PH时（5） H2SO3 2H SO32 (
8、3) HCl H Cl (4) HF H F (5) 吸收浆液通过吸收区后，由于吸收了SO2、HCl、HF等酸性物质，产生了H，使浆液PH下降，吸收SO2能力降低。因此必须除去H才能恢复洗涤浆液吸收SO2的能力。 酸的离解,化学反应原理-氧化及结晶,亚硫酸钙的氧化 2Ca（HSO3）2+O2 CaSO4+2H2O 2CaSO3+O2 2CaSO4 结晶生成石膏 CaSO4+2H2O CaSO4.2H2O 经氧化空气鼓入吸收塔浆液在搅拌器的作用力下被氧化空气强制氧生成硫酸钙并结晶生成二水石膏。,烟气系统及设备,系统概述 主要设备,烟气系统及设备,1.烟气系统的作用： 为脱硫运行提供烟气通道，进行
9、烟气脱硫装置的投入和切除，降低吸 收塔入口的烟温和提升净化烟气的排烟温度。 2.系统组成： 原烟道、净烟道、水平烟道,烟气系统及设备,烟气系统及设备,（三）烟气再热和排放装置 2.烟气排放 2.1排放形式： 一种是烟气再热后通过烟囱排放； 另一种是不加热烟气直接通过湿烟囱或冷却塔排放。,工艺水系统,工艺水系统组成：工艺水箱，工艺水泵及电机，管道阀门及管道泵。 工艺水用途：供脱硫系统补水，冷却密封水，除雾器冲洗水，及设备冲洗。,脱硫压缩空气系统,来源：厂用机务空压机。 组成：管道及各阀门。 用途：脱硫脱水机气囊纠偏装置，烟气在线 分析吹扫，湿除及脱硫系统各气动门。,吸收系统,1吸收系统组成 SO
10、2吸收系统 浆液循环系统 石膏氧化系统 除雾器,吸收系统,2工艺流程 电石渣浆液通过循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷嘴系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2，在吸收塔循环浆池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系统。,吸收系统,1吸收塔 布局划分：吸收区、脱硫产物氧化区和除雾区。 结构类型：填料塔、喷淋塔、鼓泡塔、液柱塔、液幕塔、文丘里塔、孔板塔。,吸收系统,1吸收塔（喷淋塔） 吸收塔自下而上可分为三个主要的功能区：（1）氧化结晶区，该区即为吸收塔浆液池区，主要功能是电石渣溶解、亚硫酸钙的氧化和石膏结晶；（2）吸收区，该区包括吸收塔入口及其以上的3
11、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，降低对下游设备的腐蚀、减少结垢和降低吸收剂及水的损耗。,吸收系统,吸收系统,喷淋层,吸收系统,2浆液循环系统 主要设备是浆液循环泵，用于循环石灰石浆液。 浆液循环泵必须进行防腐耐磨设计。 我厂吸收塔装有三个吸收塔浆液循环泵，一个吸收塔循环泵装有一个喷淋总管。,吸收系统,3浆液循环泵流程 吸收剂输送泵吸收剂调节门123浆液循环泵入口补浆、吸收塔底部浆液混合浆液循环泵吸收塔喷淋层（高、中、低三层）喷淋吸收反应区浆液氧化转化区。,氧化空气系统,氧化系统 主要设备：氧化风机、氧化装
12、置等。 1氧化方式：自然氧化、强制氧化。 目前广泛采用强制氧化方式。,吸收系统,2氧化空气流程 氧化风机（两用一备）氧化空气母管吸收塔环管对称布置分管进吸收塔 搅拌器搅拌碎化浆液混合氧化。,吸收系统,强制氧化主要特点如下： 氧化空气分布均匀 氧化空气用量较少 氧化效率高 压降小,吸收系统,吸收系统,、氧化风机的作用： 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(CaSO31/2H2O)氧化为2水硫酸钙(CaSO42H2O)即石膏。氧化空气系统将为这一过程提供氧化空气。,吸收系统,3强制氧化装置,吸收系
13、统,除雾器 41除雾器的工作原理,吸收系统,除雾器 2、除雾器的工作原理 当带有液滴的烟气进入除雾器通道时，由于流线的偏折，在惯性力的作用下实现气液分离，部分液滴撞击在除雾器叶片上被捕集下来。 吸收塔内包括除雾器及其冲洗设备，吸收塔内最上面的喷淋层上部设有二级除雾器，它主要用于分离由烟气携带的液滴，采用阻燃聚丙烯材料制成。,吸收系统,4除雾器 3、除雾器的组成：由除雾器本体及冲洗系统(有单面冲洗和双面冲洗两种形式)组成。 除雾器本体由除雾器叶片、卡具、夹具、支架等按一定结构组装而成。 除雾器冲洗系统主要由冲洗喷嘴、除雾器冲洗泵、管路、阀门、压力仪表及电气控制部分组成。其作用是定期冲洗由除雾器叶
14、片捕集的液滴、粉尘，保持叶片表面清洁，防止叶片结垢和堵塞，维持系统正常运行。,吸收系统,44除雾器叶片形式,四、石膏脱水系统及设备,石膏脱水系统 石膏脱水系统主要设备,石膏脱水系统,系统概述： 石膏旋流站出来的溢流浆液一部分返回吸收塔循环使用，一部分进入废水旋流器，底流返回吸收塔，上部清液进入废水箱，泵送至废水处理区域。石膏旋流站浓缩后的石膏浆液全部送到真空皮带机进行脱水运行。 为控制脱硫石膏中Cl-，F-等成份的含量，确保石膏品质，在石膏脱水过程中用工业水对石膏及滤饼滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液箱中，然后用泵送到吸收塔,石膏脱水系统,（一）水力旋流器,石膏脱水系统,（一）石膏旋流器 1
15、.工作原理：利用离心水和重力作用按照石膏颗粒的粒度对石膏浆液分选。 2.旋流器的处理量： 表示为来流体积流量，表征旋流器在操作条件下对浆液的处理能力。处理量与压力降、设备直径有关。 3.旋流器的分离粒度 定义为质量分布累计频率为 50的点所对应的颗粒粒径，记为d50。用来表征一个旋流器所能达到的分离效果。,石膏脱水系统,石膏旋流器 4.减小d50，大小颗粒之间实现更好的分离，旋流器分级效率更高。 5.减小d50有两种途径：一是提高旋流器入口压力，二是选用小直径设备。 6. 旋流器设计选型的主要任务是选定旋流器的直径和入口压力，而这两个参数综合起来，就是选定其分离粒度d50。 7.每台炉设一套石
16、膏旋流站。,石膏脱水系统,2.真空皮带式脱水机的工作原理： 石膏旋流器底流浆液通过进料箱输送到皮带脱水机，均匀地排放到真空皮带机的滤布上，依靠真空吸力和重力在运转的滤布上形成石膏饼。石膏中的水分沿程被逐渐抽出，石膏饼由运转的滤布输送到皮带机尾部，落入石膏库。在此处，皮带转到下部，滤布冲洗喷嘴将滤布清洗后，转回到石膏进料箱的下部，开始新的脱水工作循环。滤液收集到滤液水箱。从脱水机吸来的大部分空气经真空泵排到大气中。,石膏脱水系统,3.真空皮带脱水机的主要部件及功能 (1)脱水皮带 脱水皮带连接真空盘和滤盘表面的皮带，对滤布起支撑传动作用，皮带上的脱水孔为滤布上面的水和空气提供了通道。 (2)皮带轮 具有驱动皮带、张紧皮带、支撑和校正皮带等功能。 (3)脱水机电机 脱水机电机转速用来控制滤饼厚度和脱水速率。其速度由电机变频器进行控制调整。,石膏脱水系统,3.真空皮带脱水机的主要部件及功能 (4
