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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.烟气脱硫技技术专题研研修班培训训教材石灰石-石石膏法烟气气脱硫湿法系统设设计讲义编制:北京京*有限公司司2005年年12月 北京烟气脱硫技术专题研修班培训教材 石灰石石膏法烟气脱硫湿法系统设计讲义目 录1.概述112.典型的的系统构成成13反应原理理24 系统描描述65.FGDD系统设计计条件的确确认156.物料平平衡计算、热热平衡计算算197.设备选选型计算2267.1 设设备选型依依据267.2 增增压风机2267.3 GGH(略)287.4 吸收塔28
2、87.5 除除雾器3227.6 吸收塔浆浆液循环泵泵337.7 氧氧化风机3347.8 石石灰石卸料料装置3667.9 湿湿式球磨机机377.10 真空皮带带脱水机3387.11 石膏输送送皮带3887.12 空气压缩缩机397.13 箱, 坑407.14 泵417.15 搅拌器4228.脱硫岛岛平面布置置一般要求求439.浆液管管道布置要要求4310.脱硫硫装置常见见故障及原原因（案例例分析）4451.概述石灰石-石石膏法烟气气脱硫技术术已经有几几十年的发发展历史,技术成熟熟可靠,适用范围围广泛,据有关资资料介绍,该工艺市市场占有率率已经达到到85%以上。由于反应原原理大同小小异，本培培训教
3、材总总结了一些些通用的规规律和设计计准则，基基本适用于于目前市场场上常用的的各种石灰灰石-石膏法烟烟气脱硫技技术，包括括喷淋塔、鼓鼓泡塔、液液柱塔等。2.典型的的系统构成成典型的石灰灰石/石灰石石膏湿法烟烟气脱硫工工艺流程如如图2-1所示，实实际运用的的脱硫装置置的范围根根据工程具具体情况有有所差异。GGH烟 囱废水旋流器石膏旋流器真空皮带脱水机除雾器进口挡板旁路挡板出口挡板滤液水箱废水排放废水排出泵滤液泵吸収塔吸收塔排出泵吸收塔循环泵石灰石浆液泵石灰石浆液箱氧化风机增压风机锅炉排烟石灰石筒仓石灰石副产品石膏副产品深 加工工序最终产品典型的工艺流程 工业用水脱硫系统（石灰石石膏法）图2-13反
4、应原理理3.1 吸吸收原理吸收液通过过喷嘴雾化化喷入吸收收塔，分散散成细小的的液滴并覆覆盖吸收塔塔的整个断断面。这些些液滴与塔塔内烟气逆逆流接触，发发生传质与与吸收反应应，烟气中中的SO2、SO3及HCl 、HF被吸收收。SO2吸收产物物的氧化和和中和反应应在吸收塔塔底部的氧氧化区完成成并最终形形成石膏。为了维持吸吸收液恒定定的pH值并减少少石灰石耗耗量，石灰灰石被连续续加入吸收收塔，同时时吸收塔内内的吸收剂剂浆液被搅搅拌机、氧氧化空气和和吸收塔循循环泵不停停地搅动，以以加快石灰灰石在浆液液中的均布布和溶解。3.2 化化学过程强制氧化系系统的化学学过程描述述如下：（1）吸收收反应烟气与喷嘴嘴喷
5、出的循循环浆液在在吸收塔内内有效接触触,循环浆液液吸收大部部分SO2，反应如如下：SO2HH2OH2SO3（溶解）H2SO33HHSO3（电离）吸收反应的的机理：吸收反应是是传质和吸吸收的的过过程，水吸吸收SO2属于中等等溶解度的的气体组份份的吸收，根根据双膜理理论，传质质速率受气气相传质阻阻力和液相相传质阻力力的控制，吸收速率吸收推动动力/吸收系数数（传质阻阻力为吸收收系数的倒倒数）强化吸收反反应的措施施：a)提高SSO2在气相中中的分压力力（浓度），提提高气相传传质动力。b)采用逆逆流传质，增增加吸收区区平均传质质动力。c)增加气气相与液相相的流速，高高的Re数改变了了气膜和液液膜的界面面
6、，从而引引起强烈的的传质。d)强化氧氧化，加快快已溶解SO2的电离和和氧化，当当亚硫酸被被氧化以后后,它的浓度度就会降低低,会促进了SO2的吸收。e)提高PPH值，减少少电离的逆逆向过程，增增加液相吸吸收推动力力。f)在总的的吸收系数数一定的情情况下，增增加气液接接触面积，延延长接触时时间，如：增大液气气比，减小小液滴粒径径，调整喷喷淋层间距距等。g)保持均均匀的流场场分布和喷喷淋密度，提提高气液接接触的有效效性。（2）氧化化反应一部分HSSO3在吸收塔塔喷淋区被被烟气中的的氧所氧化化，其它的的HSO3在反应池池中被氧化化空气完全全氧化，反反应如下：HSO31/2OO2HSO4HSO4HSO4
7、2氧化反应的的机理：氧化反应的的机理基本本同吸收反反应，不同同的是氧化化反应是液液相连续，气气相离散。水水吸收O2属于难溶溶解度的气气体组份的的吸收，根根据双膜理理论，传质质速率受液液膜传质阻阻力的控制制。强化氧化反反应的措施施：a)降低PPH值，增加加氧气的溶溶解度b)增加氧氧化空气的的过量系数数，增加氧氧浓度c)改善氧氧气的分布布均匀性，减减小气泡平平均粒径，增增加气液接接触面积。（3）中和和反应吸收剂浆液液被引入吸吸收塔内中中和氢离子子，使吸收收液保持一一定的pH值。中和和后的浆液液在吸收塔塔内再循环环。中和反反应如下：Ca2CO322HSO42H2OCaSOO42H2OCO22HCCO
8、32H2OCO2中和反应的的机理：中和反应伴伴随着石灰灰石的溶解解和中和反反应及结晶晶，由于石石灰石较为为难溶，因因此本环节节的关键是是，如何增增加石灰石石的溶解度度，反应生生成的石膏膏如何尽快快结晶，以以降低石膏膏过饱和度度。中和反反应本身并并不困难。强化中和反反应的措施施：a)提高石石灰石的活活性，选用用纯度高的的石灰石，减减少杂质。b)细化石石灰石粒径径，提高溶溶解速率。c)降低PPH值，增加加石灰石溶溶解度，提提高石灰石石的利用率率。d)增加石石灰石在浆浆池中的停停留时间。e)增加石石膏浆液的的固体浓度度，增加结结晶附着面面，控制石石膏的相对对饱和度。f)提高氧氧气在浆液液中的溶解解度
9、，排挤挤溶解在液液相中的CO2，强化中中和反应。（4）其他他副反应烟气中的其其他污染物物如SO3、Cl、F和尘都被被循环浆液液吸收和捕捕集。SO3、HCl和HF与悬浮液液中的石灰灰石按以下下反应式发发生反应：SO3HH2O2HSO42CaCO33+2HCClCaCCl2 +COO2+H2OCaCO33+2HF CaF2 +COO2+H2O副反应对脱脱硫反应的的影响及注注意事项：脱硫反应是是一个比较较复杂的反反应过程，其其中一些副副反应，有有些有利于于反应的进进程，有些些会阻碍反反应的发生生，下列反反应应当在在设计中予予以重视：a)Mg的的反应浆池中的MMg元素，主主要来自于于石灰石中中的杂质，
10、当当石灰石中中可溶性Mg含量较高高时（以MgCOO3形式存在在），由于于MgCOO3活性高于CaCOO3会优先参参与反应，对对反应的进进行是有利利的，但过多时，会会导致浆液液中生成大大量的可溶溶性的MgSOO3，它过多多的存在，使使的溶液里里SO32-浓度增加,导致SO2吸收化学学反应推动动力的减小小，而导致致SO2吸收的恶恶化。另一方面，吸吸收塔浆液液中Mg浓度增加加，会导致致浆液中的的MgSOO4(L)的含量增增加，既浆浆液中的SO42-增加，会会对导致吸吸收塔中的的悬浮液的的氧化困难难，从而需需要大幅度度增加氧化化空气量，氧氧化反应原原理如下：HSO31/2OO2HSO4 （1）HSO4
11、HSO42 （2）因为（2）式式的反应为为可逆反应应，从化学学反应动力力学的角度度来看，如如果SO42-的浓度度太高的话话，不利于于反应向右右进行。因此喷淋塔塔一般会控控制Mg离子的浓浓度，当高高于50000ppm时，需要要通过排出出更多的废废水，此时时控制准则则不再是CL小于200000ppmmb)AL的的反应AL主要来来源于烟气气中的飞灰灰，可溶解解的AL在F离子浓度度达到一定定条件下，会会形成氟化化铝络合物物（胶状絮絮凝物），包包裹在石灰灰石颗粒表表面，形成成石灰石溶溶解闭塞，严严重时会导导致反应严严重恶化的的重大事故故。c)Cl的的反应在一个封闭闭系统或接接近封闭系系统的状态态下，FG
12、D工艺的运运行会把吸吸收液从烟烟气中吸收收溶解的氯氯化物增加加到非常高高的浓度。这这些溶解的的氯化物会会产生高浓浓度的溶解解钙,主要是氯氯化钙,如果高浓浓度的溶解解的钙离子子存在FGD系统中,就会使溶溶解的石灰灰石减少,这是由于于”共同离子子作用”而造成的,在”共同离子子作用”下,来自氯化化钙的溶解解钙就会妨妨碍石灰石石中碳酸钙钙的溶解。控控制CL离子的浓浓度在120000200000ppmm是保证反反应正常进进行的重要要因素。4 系统描描述4.1 FFGD系统统构成烟气脱硫（FGD）装置采采用高效的的石灰石/石膏湿法法工艺，整整套系统由由以下子系系统组成：（1）SOO2吸收系统统（2）烟气气
13、系统（3）石灰灰石浆液制制备系统（4）石膏膏脱水系统统（5）供水水和排放系系统（6）废水水处理系统统（7）压缩缩空气系统统4.2 SSO2吸收系统统烟气由进气气口进入吸吸收塔的吸吸收区，在在上升过程程中与石灰灰石浆液逆逆流接触，烟气中所含的污染气体绝大部分因此被清洗入浆液，与浆液中的悬浮石灰石微粒发生化学反应而被脱除，处理后的净烟气经过除雾器除去水滴后进入烟道。吸收塔塔体体材料为碳碳钢内衬玻玻璃鳞片。吸吸收塔烟气气入口段为为耐腐蚀、耐耐高温合金金。吸收塔内烟烟气上升流流速为3.2-4m/ss。塔内配配有喷淋层层，每组喷喷淋层由带带连接支管管的母管制制浆液分布布管道和喷喷嘴组成。喷喷淋组件及及喷
14、嘴的布布置设计成成均匀覆盖盖吸收塔上上流区的横横截面。喷喷淋系统采采用单元制制设计，每每个喷淋层层配一台与与之相连接接的吸收塔塔浆液循环环泵。每台吸收塔塔配多台浆浆液循环泵泵。运行的的浆液循环环泵数量根根据锅炉负负荷的变化化和对吸收收浆液流量量的要求来来确定，在在达到要求求的吸收效效率的前提提下，可选选择最经济济的泵运行行模式以节节省能耗。吸收了SOO2的再循环环浆液落入入吸收塔反反应池。吸吸收塔反应应池装有多多台搅拌机机。氧化风风机将氧化化空气鼓入入反应池。氧氧化空气分分布系统采采用喷管式式，氧化空空气被分布布管注入到到搅拌机桨桨叶的压力力侧，被搅搅拌机产生生的压力和和剪切力分分散为细小小的气泡并并均布于浆浆液中。一一部分HSO3在吸收塔塔喷淋区被被烟气中的的氧气氧化化，其余部部分的HSO3在反应池池中被氧化化空气完全全氧化。吸收剂（石石灰石）浆浆液被引入入吸收塔内内中和氢离离子，使吸吸收液保持持一定的pH值。中和和后的浆液液在吸收塔塔内循环。吸收塔排放放泵连续地地把吸收浆浆液从吸收收塔送到石石膏脱水系系统。通过过排浆控制制阀控制排排出浆液流流量，维持持循环浆液液浓度在大大约825wt。脱硫后的烟烟气通过除除雾器来减减少携带的的水滴，除除雾器出口口的水滴携携带量不大大于75mgg/Nm33。两级除除雾器采用用传统的顶顶置式布置置在吸收塔塔
