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1、脱硫知识湿式石灰石脱硫系统（详细资料）下载作者：佚名 发布时间：2008-08-24 19:06:08 浏览次数：27171概述目前，全世界投入实用且成熟的烟气脱硫（FGD）技术不下几十种，主要分为湿法、干法、半干法等几大类，其中湿式钙法（石灰石石膏法）是当前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺，应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的85%，应用的单机容量已超过1000MW。其脱硫副产物石膏的处理一般有抛弃和回收两种方法，主要取决于市场对脱硫石膏的需求、石膏质量以及是否有足够的堆放场地等因素。湿式工艺的缺点是需要充分考虑防腐问题，设备投资较大，运行费用较高，对占地和
2、供水要求大，宜用于大中型机组或含硫量高的小型机组；干法、半干法的优点是投资和占地较省，但效率一般低于湿法，对小型机组或含硫量较低的中型机组较为适合。拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多，其反应原理基本类似，主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同上，例如重庆珞璜电厂采用填料塔、广东瑞明电厂采用单回路喷淋空塔，有的电厂采用双回路喷淋塔、鼓泡塔等。填料塔由于结垢堵塞问题，已较少使用。各种类型的吸收塔各有特点，均有成功的业绩，其中喷淋空塔采用雾化喷嘴，烟气与吸收剂雾滴接触，既可保证充分吸收，又无塔内结垢堵塞之忧，故使用最为广泛。11 脱硫岛的基本概念11 1脱硫岛的构成石灰石石膏湿法脱硫系统（即脱硫岛或称FGD
3、系统）是一个完整的工艺系统，一般分成以下几个分系统：烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排放系统、压缩空气系统等。脱硫岛的主要设备一般有导入烟道、旁路烟道、升压（增压）风机、烟气换热器（GGH）、吸收塔及循环泵、氧化风机、除雾器、石灰石给料（粉仓）系统、旋流器、真空泵、石膏脱水机、石膏排出泵、工艺水泵、罐、槽等。脱硫岛同时配置有电气、热控设备及DCS、消防及火灾报警等辅助系统。除以上系统之外，石灰石石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照明、给排水等系统，对于这些电厂常规系统，不在本教材叙述范围之内。1.1.2脱硫岛的原料和产品电厂烟气脱硫是指：将电厂锅炉排出至
4、烟囱前的含二氧化硫（SO2）的烟气,通过合理的工艺流程和可靠的设备,进行净化处理，除去其中绝大部分SO2,然后再排入大气环境中。石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺（湿法工艺）是指：利用石灰石（CaCO3）细粉和水按比例制成的混合浆液作为湿式反应吸收剂，与烟气中的SO2反应，降低烟气中SO2的含量，以减少其污染性，同时产生可以综合利用的石膏（见参考流程图和平面布置图）。湿法工艺采用的石灰石脱硫吸收剂，价廉易得。先将石灰石破碎磨细成粉状，然后直接与水混合搅拌制成吸收浆液；部分湿法工艺采用石灰(CaO)作吸收剂,吸收能力和吸收速度更强。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2溶于水，与浆液中的碳酸
5、钙反应生成亚硫酸钙,然后在塔底与鼓入的氧化空气发生化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液滴，经烟气换热器加热升温后排入烟囱。湿法工艺的唯一产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水系统，脱水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度。由于吸收浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率较高。1.1.3 脱硫反应原理石灰石石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：（1）在脱硫吸收塔内，烟气中的S02首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，并部分电离：SO2 H2O H2SO3 H HSO3 2H SO32（2）与吸收塔浆
6、液中的CaCO3细颗粒反应生成CaSO31/2H2O细颗粒：CaCO3 2H Ca2+ H2O CO2 Ca2+ SO32- CaSO3 1/2H2O H（3） CaSO3 1/2H2O被鼓入的空气中的氧氧化，最终生成石膏CaSO42H2OHSO3 1/2 O2 H+ SO42-Ca2+ SO42- 2H2O CaSO42H2O 上述反应中第一步是较关键的一步，即S02被浆液中的水吸收。根据S02的化学特性，S02在水中能发生电离反应，易于被水吸收，只要有足够的水，就能将烟气中绝大部分S02吸收下来。但随着浆液中HSO3和SO32离子数量的增加，浆液的吸收能力不断下降，直至完全消失。因此要保证
7、系统良好的吸收效率，不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积，还要保证浆液的充分新鲜。上述反应中第二和三步其实是更深一步的反应过程，目的就是不断地去掉浆液中的HSO3和SO32离子，以保持浆液有充分的吸收能力，以推动第一步反应的持续进行。21烟气系统2.1.1系统简介一、二期整个烟气系统采用将升压风机布置在吸收塔上游烟气侧运行的方案,以保证整个FGD系统均为正压操作,并同时避免升压风机可能受到的低温烟气的腐蚀,从而保证了升压风机及至的整个FGD系统安全长寿命运行。一期从电厂1、2号锅炉来的原烟气,分别由烟道引至FGD系统。经过两台原烟气挡板两路烟气汇合后进入升压风机，烟气升压后进入GGH。原烟
8、气的热量在GGH中被交换。在设计工况下,其温度由135.2降至101，冷却了的原烟气进入吸收塔进行脱硫反应。在吸收塔内原烟气与石灰石浆液充分接触反应脱除其中的SO2,原烟气温度进一步降低至饱和温度47.22。脱硫后的净烟气经除雾器，返回GGH,被加热后，温度升至80以上后经过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱，排放到大气中。二期从电厂3、4号锅炉来的原烟气，分别由烟道引至本次设计的FGD系统。经过两台原烟气挡板后,进入各自的升压风机，升压后,两路烟气汇合，进入GGH。原烟气的热量在GGH中被交换，在设计工况下,其温度由125.1降至89.3，冷却了的原烟气进入吸收塔进行脱硫反应。在吸收塔内原烟气与石
9、灰石浆液充分接触反应脱除其中的SO2,原烟气温度进一步降低至饱和温度45.53。脱硫后的净烟气经除雾器，返回GGH,被加热后，温度升至80以上后经过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱，排放到大气中。一期为了将FGD系统与锅炉分离开来，在整个烟气系统中共设置有5个带气动执行机构的、保证零泄露的烟气挡板门,其中2个原烟气挡板(设于FGD入口)、1个净烟气挡板(设于FGD出口)、2个旁路挡板。当脱硫系统正常运行时，旁路挡板关闭，原烟气挡板和净烟气挡板开启，原烟气分别通过两个原烟气挡板后汇合进入FGD装置进行脱硫反应。在要求关闭FGD系统的紧急状态下，旁路挡板自动快速开启，原烟气挡板和净烟气挡板自动关闭。为
10、防止烟气在挡板门中的泄露，原烟气挡板设置有密封空气系统。该系统包括密封风机、电加热器和开启/关闭电动阀，将加热至100左右的密封空气导入到关闭的挡板，以防止烟气泄漏。二期设置有8个挡板门，其中2个旁路挡板门、2个FGD增压风机入口挡板门、2个FGD增压风机出口挡板门、2个净烟道出口挡板门。为防止烟气在挡板门中的泄漏，增压风机入口挡板门设置有密封空气系统。一期、二期的烟道均采用普通钢制烟道, GGH入口前的原烟气段烟道由于烟气温度较高,均无需防腐处理。GGH出口后的原烟气烟道由于烟气温度已降至100以下,接近酸露点,因此考虑采用玻璃鳞片树脂涂层。GGH本身静态部件内侧和吸收塔出口后的全部净烟气烟
11、道,也基于同样原因,主要采用玻璃鳞片树脂涂层。2.1.2主要设备一期、二期的烟气系统主要设备包括：升压风机、GGH、烟气挡板、膨胀节等。（1）升压风机升压风机为烟气提供压头，使烟气能克服整个FGD系统从进口分界到烟囱之间的烟气阻力。一期考虑到整个FGD系统是1、2号两台锅炉所共用,为保证未来有较大可能出现的一台锅炉休风停运,仅单台锅炉运行情况下,升压风机仍能保持较高效率,故选定为动叶可调轴流风机。该种轴流风机即使在流量仅有设计负荷值25%情况,仍能保证较高的效率、。二期#3、#4炉各配一台增压风机，按动叶可调轴流风机考虑。根椐火力发电厂设计技术规程DL5000-2000,设计上将风机的压力富裕
12、系数选为1.2，流量富裕系数选为1.1，并加10温度裕量。风机使用寿命不小于30年。升压风机由于避免了受到低温烟气的腐蚀,设计和制造上主要考虑叶片合理的材质，以防止叶片磨损,以保证长寿命运行。并且在结构上，考虑叶轮和叶片的检修和更换的方便性。一期升压风机（一台）技术参数性能如下：设计流量：1569342 m3/h设计压头：3848 Pa效率：87.42%材料：壳体：Q235-A叶片：15MnTi主轴：42CrM0-5电机冷却方式：空空冷总重；55吨二期升压风机（二台）的技术参数性能如下：设计流量：1595062 m3/h设计压头：4320 Pa效率：86.99%材料：壳体：Q235-A叶片：1
13、5MnTi主轴：42CrM0-5电机冷却方式：空空冷总重；55吨辅助设备:风机配有独立的液压控制油站、润滑油站、6kV高压电机、电机的润滑油站。采用高品质液压缸,使液压动叶控制得到充分保证,升压风机配备必要的仪表和控制，主要是监控主轴温度的热电偶、振动测量装置、失速报警装置等。（2）烟气换热器(GGH)GGH选用回转再生式烟气换热器,涂搪瓷换热元件选用先进波形和高传热系数产品,以减小GGH总重和节约业主方未来更换换热元件的费用。GGH利用锅炉出来的原烟气来加热经脱硫之后的净烟气，使净烟气在烟囱进口的最低温度达到80以上,大于酸露点温度后排放至烟囱。GGH转子采用中心驱动方式。每台GGH设两台电
14、动驱动装置，一台主驱动，一台备用,电机均采用空气冷却形式。如果主驱动退出工作，辅助驱动自动切换，防止转子停转。GGH的设计能适应在厂用电失电的情况下，转子停转而不发生损坏、变形。GGH的整体使用寿命(壳体,转子及仓格,驱动装置)不低于30年。GGH采取主轴垂直布置,即气流方向为原烟气向上(去吸收塔)，净烟气向下(去烟囱排放)。因为原烟气中含有一定浓度的飞灰，飞灰可能会沉积在装置的内侧，随着时间的推移，热传递的效率可能会降低。为防止GGH传热面间的沉积结垢而影响传热效率,增大阻力和漏风率,减小寿命，需要通过吹灰器使用压缩空气清洗或用高压水进行定时清洗，吹灰器配有一根可伸缩的喷枪。视烟气中飞灰含量
15、情况,决定每班或每隔数小时冲洗一次GGH，或当压降超过给定最大值时，说明有一定程度的石膏颗粒沉积,需启动高压水泵冲洗。但用高压水泵冲洗只能在运行时进行在线冲洗。当FGD装置停运时，可用低压水冲洗换热器(离线冲洗)。GGH的防腐主要有以下措施:对接触烟气的静态部件采取玻璃鳞片树脂涂层保护,保护寿命约为1个大修周期;对转子格仓,箱条等回转部件采用厚板考登钢15-20mm厚板,寿命为30年;密封片采用高级不锈钢AVESTA 254SMO/904L;换热元件采用脱碳钢镀搪瓷,寿命约为2个大修周期。一期GGH的技术性能参数如下(设计工况下)：原烟气侧温度（进/出）：137/101净烟气侧温度（进/出）：47.22/80泄露率(原烟气侧向净烟气侧)： 1%转子直径：约10560mm加热面积：10586 m2换热元件:脱碳钢镀搪瓷钢片厚度0.75mm,搪瓷镀层厚度0.4m
