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1、2湿法脱硫技术介绍2.1脱硫方法简介目前，世界范围内的火电厂脱硫技术多种多样，达数百种之多。 按脱硫工艺在燃烧过程中所处位置不同可分为：燃烧前脱硫、燃烧中 脱硫、燃烧后脱硫。燃烧前脱硫主要是洗煤、煤的气化和液化，洗煤 仅能脱去煤中很少一部分硫，只可作为脱硫的一种辅助手段，煤气化 和液化脱硫效果好，是解决煤炭作为今后能源的主要途径，但目前从 经济角度看，还不能与天然气及石油竞争。燃烧中脱硫主要方式是循环流化床锅炉，循环流化床锅炉是近年 来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，具有投资 省、燃料适应性广等优点，是一种正在高速发展，并正在迅速得到商 业推广的方法。但循环流化床燃烧技术在锅
2、炉容量上受到限制，主要 用于135MW以下机组。燃烧后脱硫即烟气脱硫，是目前唯一大规模商业应用的脱硫方 式，烟气脱硫技术很多，主要有石灰石/石膏湿法、旋转喷雾干燥法、 炉内喷钙加尾部烟道增湿活化烟气脱硫工艺（芬兰Tempell和IVO公 司的LIFAC）、海水烟气脱硫工艺、电子束照射加喷氨烟气脱硫工艺、 气体悬浮吸收脱硫技术FLSGSA）、ABB新型一体化烟气脱硫工艺 （NID）、德国WULFF公司回流式烟气循环流化床（RCFBFGD）脱硫 技术等。2.2湿法脱硫工艺湿式石灰石/石膏法脱硫工业化装置已有四十余年的历史，经过 多年不断改进发展与完善，目前已成为世界上技术最为成熟、应用最 为广泛的
3、脱硫工艺，在脱硫市场特别是大容量机组脱硫上占主导地 位，约占电厂装机容量的85%。应用的单机容量已达1000MW。1湿法脱硫工艺特点优点：1) -技术成熟、可靠，国外应用广泛，国内也有运行经验。2) -脱硫效率高=95%。3) -适用于大容量机组。4) 吸收剂价廉易得。5) 系统运行稳定、煤种和机组负荷变化适应性广。6) 脱硫副产品石膏可以综合利用。缺点：1) 系统复杂、运行维护工作量大。2) 水消耗较大，存在废水处理问题。3) 系统投资较大、运行维护费用高、装置占地面积也相对较大。2反应原理该工艺的主要反应是在吸收塔中进行的，送入吸收塔的吸收剂一 石灰石(石灰)浆液与经烟气再热器冷却后进入吸
4、收塔的烟气接触混 合，烟气中的二氧化硫(SO2)与吸收剂浆液中的碳酸钙(CaCO3)以及鼓 入的空气中的氧气(O2)发生化学反应，生成二水硫酸钙(CaSO4.2H2O) 即石膏；脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴、烟气再热器加热升 温后，经烟囱排入大气。该工艺的化学反应原理如下：吸收：SO2+H2O = H2SO3 = H+ + HSOa-氧化：H+HSO3-+ 1/2O2 = 2H2O + SO42-结晶：CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2Ca2+ SO42-+ 2H2O = CaSOj 2H2OpH值的控制对反应很重要，较高的pH值有利于吸收反应的发生， 而较低的
5、pH值有利于氧化和结晶反应的进行。3湿法脱硫工艺系统简介一套完整的湿法脱硫工艺系统通常包括：SO2吸收氧化系统即吸 收塔系统、烟气系统、吸收剂制备系统、石膏脱水系统、废水处理系 统。各系统关系如下：在整个脱硫系统中，吸收塔系统是核心，SO2 的脱除，中间产物的氧化，以及副产物石膏浆的结晶全部在吸收塔中 完成，其它系统则是为吸收塔系统提供服务，而且根据要求不同，其 它系统或可以简化，或可以取消，如果取消石膏脱水系统，则变为石 膏抛弃法，这时废水处理系统也相应取消，烟气系统的简化主要在于 烟气再热器的取舍，而吸收剂制备系统的简化则是取消石灰石磨制设 备（球磨机），直接购买石灰石粉进行配制浆液。3湿
6、法脱硫工艺系统示例下面以2 x 300MW机组为例来介绍石灰石/石膏法脱硫装置系统。吸收塔采用喷淋塔。石灰石-右膏湿法烟气脱硫工艺流程图烟气脱硫（FGD）系统分为以下几个系统:吸收塔系统、烟气系统、石灰石输送系统、石灰石浆液制备系统、 石膏脱水系统、FGD辅助设备系统1吸收塔系统吸收塔系统每炉一套。采用的工艺是就地强制氧化湿法石灰石一 石膏脱硫工艺。在吸收塔内，浆液中的碳酸钙与从烟气中捕获的二氧 化硫发生化学反应，生成亚硫酸钙。脱硫并除尘后的净烟气经除雾器 除去气流中夹带的雾滴及灰尘颗粒。向吸收塔内（在吸收塔的下半部， 这部分所起到的是吸收塔反应塔的作用）收集的浆液中喷射空气，将 亚硫酸钙就地
7、氧化为硫酸钙（石膏）。为保持固体颗粒的悬浮，配有 足够数量的搅拌器。石膏浆液排至石膏脱水系统。配有真空皮带过滤机，以使石膏的 品质满足工业应用的要求。真空皮带过滤机中滤出的滤液经收集后在 FGD系统中循环使用。一部分滤液被送至FGD废水处理系统，作为从 FGD系统清除氯化物的排放水。吸收塔喷淋层吸收塔除雾器工芝吸收埒内部毓图系统组成：翻气系近；二辆化蠢殴收g职收帮制也系她 石费处理莎泰：供水与窟水系函电气 系路投解她湛去*3气脱斑系统的核心是瓯收塔*主要密 响淋展 河那.除寡器.紫润池.搅样系统鹰单的MW+：元内_ , WU.餐面平揩，恍化的吼收堪进口流墙； 一举*料内85翌佑擢化亲地容秋第足
8、其优点感比学性畦技定；能话可根据队荷调鬣；运行可氟 性高i高装置利用弟；逸行堰护置小.潭法皖庞披漂是世界上应用最多.最为成熟 的15术.活魔院勒史.并有段*幅度限低工程 供禅*辞握蜀的可能性.我国碰重点摸腿湿溢脱肢接2吸收塔结构特点吸收塔每炉一塔。FGD系统所采用的吸收塔是带就地强制氧化的 极为简单的喷淋塔。吸收塔的设计确保达到最佳的设计参数，这些设 计参数如pH值、L/G、Ca/S、氧化空气流量、悬浮物含量等。喷淋组 件之间的距离是根据所喷液滴的有效喷射轨迹及滞留时间而确定的， 液滴在此处与烟气接触，SO2通过液滴的表面被吸收。进气口连接喷 嘴的底部配置是精心设计的，以保持朝向吸收塔有足够的
9、向下倾斜坡 度，进口配有一个进口档板以阻止喷淋的液滴进入烟气进口的连接烟 道。吸收塔内的氯化物浓度不超过20,000 ppm。吸收塔内基本构件的材质为含钼百分之六的优质不锈钢。这一系 统在吸收系统的各种工况下具有极佳的防腐及防蚀性能。吸收塔进口 的干一湿区采用ASTMUNSN10276或等同材质。吸收塔反应塔尺寸的确定能提供足够的停留时间完成亚硫酸钙 向硫酸钙的氧化、石膏结晶及液体的脱硫。在这些因素中，最关键的 是液体脱硫时间的要求。3吸收塔再循环系统吸收塔再循环系统包括泵、管道系统、喷淋组件及喷嘴，在浆液 及所需净化的烟气之间提供密切的接触。这一系统的设计要求是有足 够和必要的液/气比(L/
10、G)以可靠地实现所要求的SO2脱除性能且在 吸收塔的内表面不产生结垢。每层喷淋组件都配有一台与喷淋组件上升管道系统相连接的吸 收塔再循环泵。该系统包括管道布置，是经过精心设计的以避免浆液 累积及/或腐蚀问题。因为能根据每台锅炉负荷选择最适合/经济的泵 运行模式，该再循环泵系统能大大节省电耗。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面。一个喷 淋组件是由带每个喷淋嘴连接支管的母管组成的。喷淋嘴的布置设计 成有足够的重叠以确保吸收塔横截面的完全覆盖。使用由碳化硅制成 的喷淋嘴取得极佳的长期无腐蚀、无磨蚀、无石膏结垢及堵塞等问题。 这样就要求再循环泵系统具有与装置寿命相等同的使用寿命且无磨 损
11、问题。4除雾器每台吸收塔设两级除雾器，位于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的 下游。配有除雾器清洗管道系统及与除雾器相关的喷淋嘴。5氧化空气系统氧化空气系统每塔一套，氧化空气被注入由吸收塔搅拌器所产生 的被搅拌液流上。注入的空气裂为细小的气泡并在液体中充分散开。6湿法脱硫系统的主要特点：1) 吸收剂：石灰石或石灰,价廉。2) 反应产物:石膏(二水硫酸钙)，可作建材使用。3) 石膏品质：90%左右纯度。4) 脱硫效率：高，可达95%以上。5) 对煤种适用性:无限制，可用于高中低含硫煤种。6) 机组适用性：无限制，尤其适用大机组。7) 利用率：大于95%。8) 电耗：1.2-1.6%。9) 钙硫比 Ca
12、/S：W1.03。1.0510) 水耗及废水量：与烟气与工艺水等参数有关。11）占地面积：取决于现场条件。12）市场占有率：国内市场80%,国际市场85%。7烟气系统1）烟气系统每塔一套。来自锅炉的烟气在布袋除尘器后由两（2） 台引风机（IDF）引出。在正常运行时，旁路挡板门应关闭。每 个旁路挡板门配密封风机。2）被吸入的烟气进入吸收塔中，除去烟气中的二氧化硫、飞灰及 其他污染物。从吸收塔流出的经处理的烟气经烟囱排放到大气 中。3）在故障情况下，开启烟气旁路挡板门，烟气通过旁路绕过FGD 系统直接排到烟囱。8石灰石输送系统1）石灰石输送系统两炉共用一套.2）石灰石由卡车（30吨/辆）运到电厂，
13、直接倒入卸料斗。卸料 斗全厂共用一个，容积90吨。3）配置一套完整的卸料和转移输送机，将石灰石从卸料斗输送到 石灰石贮仓。输送装置上配有用于分离大块石灰石、杂物和金 属的分离器。石灰石贮仓全厂共用一个，包括配有闸板门、仓 顶除尘器，除尘器的压差控制和吹扫程序等。9石灰石浆液制备系统石灰石浆液制备系统两塔共用一套，1个石灰石浆液箱（池）、 3台石灰石浆液给料泵（2运1备）。由星型给料装置按需求量把石 灰石粉从石灰石储仓送至浆液箱。FGD工艺水或滤液将按与送入石灰 石粉成定比的量加入浆液箱搅拌。石灰石浆液由石灰石浆液泵从石灰石浆液箱泵入两（2）台吸收 塔。10石膏脱水系统1）石膏脱水系统两塔共用一
14、套，包括旋流器（包括石膏水力旋流 器2套、废水水力旋流器3套）、滤液池、滤液水泵、石膏脱水系 统内工艺泵、2台真空皮带脱水机（每台真空皮带脱水机出力为2台 锅炉BMCRX况产生石膏量的75%）及其辅助设备。2）石膏浆液由每台石膏排出泵输送至初级脱水系统。第一级脱水系统包括石膏水力旋流站和废水旋流站。石膏水力旋 流器溢流至废水旋流站，底流将通往第二级脱水系统。第二级脱水系统包括两（2）台真空带式过滤器，位于第一级水 力旋流站的下方。脱水后，石膏饼将由输送装置送至石膏贮仓。从真 空带式过滤器滤出的滤液将流至滤液箱，回到FGD系统中使用。滤液 由滤液泵抽吸至吸收塔反应塔或石灰石浆液制备系统再次使用。
15、废水旋流器的溢流将流至沉灰池内。废水旋流器的底流回到吸 收塔或滤液箱。2.4 FGD辅助设备系统1FGD补给水系统FGD补给水系统由电厂工业水系统供应。泵的出力大小将考虑一 套石灰石浆液制备系统及石膏脱水系统的连续的FGD补给水用水量、 间断的FGD补给水用水量及FGD补给水用水量的增量。用于FGD补给 水的所有水泵都位于工艺水箱附近。3压缩空气系统6工业水系统4.1常用湿法脱硫技术流派介绍1湿法脱硫技术分类尽管世界上的湿法脱硫技术多种多样，但是原理上都是大同小 异，差别主要体现在吸收塔各有特点，而其它系统如烟气系统、吸收 剂制备系统、石膏脱水系统、废水处理系统几乎没有差别。湿法脱硫技术可以按吸收塔的不同进行分类的，大致可分为以下 几类：单回路喷淋塔、双回路喷淋塔、比晓夫吸收塔、液注塔、鼓泡 塔、填料塔等。1）单回路喷淋塔单回路喷淋塔是目前世界上使用最广泛的吸收塔，约80%以上 的湿法脱硫使用单回路喷淋塔，世界上大多数拥有湿法脱硫技术的专 业公司都使用这种吸收塔，主要公司为ALSTOM、IHI、HITACHI, B&W、 SteinmUller, AE、ABB、GE、MASULEX 等。单回路喷淋塔一般是圆柱形塔，塔下部为浆液池，氧化区位于浆 液池下部，浆液池上方、塔的中下部是烟气入口区，在塔的上部
