湿法脱硫技术介绍.doc

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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局部硫，只可作为脱硫的一种关心手段，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，还不能与自然气及石油竞争。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进展起来的一代高效、低污染清洁燃烧技术，具有投资省、燃料适应性广等优点，是一种正在高速进展，并正在快速得到商业推广的方法。但循环流化床燃烧技术在锅炉容量上受到限

2、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、旋转喷雾枯燥法、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、电子束照耀加喷氨烟气脱硫工艺、气体悬浮吸取脱硫技术 FLSGSA、ABB 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扮装置已有四十余年的历史，经过多年不断改进进展与完善，目前已成为世界上技术最为成熟、应用最为广泛的脱硫工艺，在脱硫市场特别

3、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、牢靠，国外应用广泛，国内也有运行阅历。2） 脱硫效率高 =95%。3） 适用于大容量机组。4） 吸取剂价廉易得。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） 系统简单、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 反响原理该工艺的主要反响是在吸取塔中进展的，送入吸取塔的吸取剂 石灰石(石灰)浆液与经烟气再热器冷却后进入吸取塔的烟气接触混 合，烟气

4、中的二氧化硫(SO2)与吸取剂浆液中的碳酸钙(CaCO3)以及鼓入的空气中的氧气(O2)发生化学反响，生成二水硫酸钙(CaSO42H2O)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。该工艺的化学反响原理如下：吸取：SO2+H2O = H2SO3 = H + HSO3 氧化：H+HSO3+ 1/2O2 = 2H2O + SO42 结晶：CaCO3 + 2H = Ca2 + H2O + CO2 Ca2+ SO42+ 2H2O = CaSO4 2H2OpH 值的把握对反响很重要，较高的 pH 值有利于吸取反响的发生，而较低的 pH 值有利于氧化和结晶反响的进展。

5、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 吸取氧化系统即吸取塔系统、烟气系统、吸取剂制备系统、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，吸取塔系统是核心，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取塔中完成，其它系统则是为吸取塔系统供给效劳，而且依据要求不同，其它系统或可以简化，或可以取消，假设取消石膏脱水系统，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，而吸取剂制备系统的简化则是取消石灰石磨制设备球磨机，直接购置石灰石粉进展配制浆液。3 湿法脱硫工艺系统例如下面以 2300MW 机组为

6、例来介绍石灰石/石膏法脱硫装置系统。吸取塔承受喷淋塔。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：吸取塔系统、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 关心设备系统1 吸取塔系统吸取塔系统每炉一套。承受的工艺是就地强制氧化湿法石灰石 石膏脱硫工艺。在吸取塔内，浆液中的碳酸钙与从烟气中捕获的二氧化硫发生化学反响，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。向吸取塔内在吸取塔的下半部，这局部所起到的是吸取塔反响塔的作用收集的浆液中喷射空气，将亚硫酸钙就地氧化为硫酸钙石膏。为保持固体颗粒的悬浮，配有足够数量的搅拌器。石

7、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。一局部滤液被送至FGD 废水处理系统，作为从 FGD 系统去除氯化物的排放水。吸取塔喷淋层吸取塔除雾器2 吸取塔构造特点吸取塔每炉一塔。FGD 系统所承受的吸取塔是带就地强制氧化的极为简洁的喷淋塔。吸取塔的设计确保到达最正确的设计参数，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依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 通过液滴的外表被吸取。进气口连接喷嘴的底部配置是细心设计的

8、，以保持朝向吸取塔有足够的向下倾斜坡度，进口配有一个进口档板以阻挡喷淋的液滴进入烟气进口的连接烟道。吸取塔内的氯化物浓度不超过 20,000 ppm。吸取塔内根本构件的材质为含钼百分之六的优质不锈钢。这一系统在吸取系统的各种工况下具有极佳的防腐及防蚀性能。吸取塔进口的干湿区承受 ASTMUNSN10276 或等同材质。吸取塔反响塔尺寸确实定能供给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 吸取塔再循环系统吸取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供给亲热的接触。这一系统的设计要求是有足够和

9、必要的液/气比L/G以牢靠地实现所要求的 SO2 脱除性能且在吸取塔的内外表不产生结垢。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取塔再循环泵。该系统包括管道布置，是经过细心设计的以避开浆液累积及/或腐蚀问题。由于能依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约电耗。喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀掩盖吸取塔的横截面。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取塔横截面的完全掩盖。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

10、 损问题。4 除雾器每台吸取塔设两级除雾器，位于吸取塔顶部最终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取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） 吸取剂:石灰石或石灰,价廉。2） 反响产物: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 C

11、a/S:1.03。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取塔中，除去烟气中的二氧化硫、飞灰及其他污染物。从吸取塔流出的经处理的烟气经烟囱排放到大气中。3） 在故障状况下，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

12、，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别大块石灰石、杂物和金属的分别器。石灰石贮仓全厂共用一个，包括配有闸板门、仓顶除尘器，除尘器的压差把握和吹扫程序等。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参加浆液箱搅拌。石灰石浆液由石灰石浆液泵从石灰石浆液箱泵入两2台吸取塔。10 石膏脱水系统1） 石膏脱水系统两塔共用一

13、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 BMCR 工况产生石膏量的 75)及其关心设备。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，底流将通往其次级脱水系统。其次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取塔反响塔或石灰石浆液制备系统再次使用

14、。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取塔或滤液箱。2.4FGD 关心设备系统1FGD 补给水系统FGD 补给水系统由电厂工业水系统供给。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、连续的 FGD 补给水用水量及 FGD 补给水用水量的增量。用于FGD 补给水的全部水泵都位于工艺水箱四周。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，差异主要表达在吸取塔各有特点，而其它系统如烟气系统、吸取剂制备系统、石膏脱水系统、废水处理系统几乎没有差异

15、。湿法脱硫技术可以按吸取塔的不同进展分类的，大致可分为以下几类：单回路喷淋塔、双回路喷淋塔、比晓夫吸取塔、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取塔，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取塔，主要公司为 ALSTOM、IHI、HITACHI、B&W、Steinm ller、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，在塔的上部是喷淋层，喷淋层和烟气入口之间、塔的中部为吸取区，喷淋层上方、靠近塔的顶部是除雾器，塔顶的烟气出口一般为侧向。单回路喷淋塔构造简洁、构造合理，塔中没有填料或格栅，削减了结垢、堵塞现象，也是全部吸取塔中最经济的吸取塔。2) 双回路喷淋塔双回路喷淋塔是美国Research-Cottrell 公司和德国诺尔克尔兹公司的专利技术。塔的构造和单回路喷