煙氣脫硫技術(shù)講義

1、煙氣脫硫技術(shù)講義 某些物質(zhì)進入大氣或水中，對人類和生態(tài)平衡產(chǎn)生 不良影響，這些物質(zhì)被認為是污染物，根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計， 人類每年向大氣中排放的SO2達18億噸。 SO2給人類帶來 最嚴重的問題是酸雨，它對人類生存的生態(tài)環(huán)境造成嚴重 影響，酸雨在國外被稱為“空中死神”。 酸雨是降雨時水滴吸收了一次污染物（如： SO2、 NOX和HCl等）以及二次污染物（如： SO42- 、 NO3- 、 Cl- 以及陽離子H+ 、 N H 4 + 、 Na + 、 Ca 2+）而形成的， 它們的比例都比較高。由酸雨的主要物質(zhì)組成，也可看出 其形成的原因。因此，對煙氣進行凈化，保護環(huán)境，這是 一件功在當代，利在千秋

2、的大事。 第一章第一章 二氧化硫的危害二氧化硫的危害 而有毒氣體的排放量，以SO2為最多。 其污染源分為 兩大類：天然污染物和人為污染物。天然污染物由于量 少、面廣、易稀釋和凈化，對環(huán)境的危害不大；而人為 污染源由于量大、集中、濃度高，對環(huán)境造成嚴重的危 害。人為污染源中化石燃料燃燒所產(chǎn)生的污染物占3/4以 上，早在60、70年度，發(fā)達國家，如：日本、美國就已 開始研究利用煙氣脫硫技術(shù)，目前，電廠煙氣脫硫技術(shù) 已相當成熟。 第一章第一章 二氧化硫的危害二氧化硫的危害 煙氣脫硫按吸收劑和產(chǎn)物可分為干法、濕法和半干 法脫硫三大類，而濕法脫硫應用得最廣泛，約占全部脫 硫容量的90%左右。 1.干法煙

3、氣脫硫工藝均在干態(tài)下完成，無污水排放， 煙氣無明顯溫降，設(shè)備腐蝕較輕，但存在脫硫效率較低、 反應速度慢、石灰石利用率較低等問題。 2.半干法脫硫具有在濕態(tài)下進行脫硫反應，在干態(tài) 下處理脫硫產(chǎn)物的特點。 3.濕法煙氣脫硫技術(shù)是用含有吸收劑的漿液在濕態(tài) 下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，該法具有脫硫反應速度快、脫 硫效率高、吸收劑利用率高、技術(shù)成熟可靠等優(yōu)點。 第二章第二章 煙氣脫硫的分類煙氣脫硫的分類 第三章第三章 石灰石石灰石石膏濕法脫硫原理石膏濕法脫硫原理 一、SO2、 SO3和HCl的吸收 煙氣中的SO2和SO3首先溶解于漿液微滴的水中，進行 下列反應： SO2+H2OH SO3-+H+ SO3+H2

4、OH2 SO4 為了維持SO2、 SO3的吸收，生成的酸性物H2 SO4 、 H2 SO3應迅速被中和。 二、石灰石漿的反應 SO2、 SO3和HCl及石灰石漿微滴繼續(xù)下落至吸收塔氧 化池中，進行下列反應。 CaCO3+2H + Ca 2+ +CO2 + H2 O CaCO3+ H2 SO4 CaSO4 +CO2 + H2 O CaCO3+2HCl CaCl2 +CO2 + H2 O 上述反應是在吸收塔氧化池中進行的離子反應。 第三章第三章 石灰石石灰石石膏濕法脫硫原理石膏濕法脫硫原理 三、 CaSO3的氧化 CaSO3的氧化需要向氧化池中注入氧化劑空氣，氧 化過程為： 2Ca 2+ +2 H

5、 SO3- + O2 2CaSO4 +2H+ 而氧化是伴隨石膏的結(jié)晶同時進行的，結(jié)晶過程為： CaSO4 +2 H2 O CaSO4 2 H2 O 上述反應過程均在吸收塔氧化池中完成。 為了使反應順利完成，并生成合格的石膏，應保持氧 化池內(nèi)的PH值在4.85.9左右，通過化學計算，反應中 的Ca/S比應保持在1.021.05之間較為合適。 第四章第四章 FGD裝置概述裝置概述 本裝置由湖南永清環(huán)保股份有限公司設(shè)計制造，本裝置 為石灰石石膏100%濕法脫硫設(shè)備。設(shè)計處理煙氣量約為 128萬Nm3/h，脫硫率為95%。 本裝置吸收塔采用逆流空塔結(jié)構(gòu)，吸收塔內(nèi)布置有兩級 除霧器及漿液噴淋系統(tǒng)，該噴淋

6、系統(tǒng)設(shè)置了3臺再循環(huán)泵， 凈煙氣通過煙囪排入大氣。 本裝置采用兩級石膏脫水，第一級為旋流離心式分離， 第二級由真空皮帶脫水機脫水，脫水后水分小于10%的成品 石膏送入石膏倉。 本裝置石灰石漿液的制備由兩套濕式制漿系統(tǒng)來完成， 每套制漿系統(tǒng)配有一臺2765溢流型濕式球磨機，在石灰石粒 度20mm的情況下，其出力為16t/h。 為了使化學性質(zhì)不穩(wěn)定的CaSO3，充分氧化為穩(wěn)定的 CaSO4，本裝置還設(shè)置了三臺氧化風機，氧化空氣由攪拌器 上部處送入。 為了不使吸收塔及各漿液箱內(nèi)的固體物沉積，本裝置在 吸收塔安裝了4臺側(cè)入式攪拌器。各個箱罐均安裝了一臺頂 入式攪拌器。 第五章第五章 FGD工藝工藝 一

7、、FGD工藝主要由以下系統(tǒng)組成： 煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石膏旋流濃縮系統(tǒng)、真空皮帶 脫水系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系 統(tǒng)。 二、煙氣系統(tǒng)工藝流程 煙氣從現(xiàn)2310MW機組電除塵后100%的抽出，經(jīng)一臺軸 流式液壓動葉可調(diào)增壓風機送入吸收塔，經(jīng)過噴淋系統(tǒng)洗滌 后，進入兩級除霧器，再進入凈煙道，送入240m煙囪排入大 氣。 空氣通過氧化風機前空氣濾網(wǎng)過濾后，由氧化風機送至 吸收塔攪拌器處，由該處氧化風機配給管送入吸收塔氧化池。 第五章第五章 FGD工藝工藝 三、吸收塔再循環(huán)及石膏排出系統(tǒng)： 吸收塔氧化池中的石膏、石灰石混合漿液通過3臺吸收 塔再循環(huán)泵打至吸收塔上部噴淋系統(tǒng)，漿液

8、通過噴淋系統(tǒng)噴 出后順流而下，與上行的煙氣接觸，吸收煙氣中的SO2、 SO3、 HCl等酸性物質(zhì)后，回到吸收塔氧化池，氧化池內(nèi)的石膏通 過石膏排出泵抽出后，一路可排至灰渣池，另一路進入旋流 濃縮站脫水處理。在該系統(tǒng)上，設(shè)置有密度計。為保證PH計 的可靠穩(wěn)定運行，設(shè)置了專門的測量管路。石膏排出泵和PH 計均設(shè)置有沖洗水。 在再循環(huán)泵的入口設(shè)置有漿液濾網(wǎng)，并在其出口設(shè)置 了泵的沖洗水，吸收塔再循環(huán)泵因故停運后，應對其進行沖 洗，為防止煙氣進入停運后的再循環(huán)泵，沖洗完后，泵的出 口管還應封一段水。 第五章第五章 FGD工藝工藝 四、石膏脫水系統(tǒng)： 石膏排出泵來的石膏漿液一路可回到吸收塔，另一路可 送

9、至旋流濃縮站，再通過7個離心式旋流器進行濃縮后，含 固量為3%的稀漿部分被排至濾液箱，含固量為50%60%的濃 漿進入石膏底流箱。 石膏底流箱來的石膏漿液送至真空皮帶脫水機，通過脫 水成水分小于10%的石膏后至石膏皮帶輸送機，再送至石膏 倉。 皮帶脫水機真空盒的真空是由一臺水環(huán)式真空泵提供的， 真空泵的冷卻水來自工藝水，冷卻水通過真空泵后進入濾布 沖洗水箱，由沖洗水泵送至真空皮帶脫水機，作為皮帶濾布 沖洗水、真空盒密封水及滑軌冷卻水。 皮帶脫水機脫除的濾液進入濾液水箱，由濾液水泵送至 球磨機、球磨機再循環(huán)箱或吸收塔。皮帶脫水機各處用水匯 集至濾餅沖洗水箱，再由濾餅沖洗水泵送至皮帶脫水機作為 濾

10、餅沖洗水，沖洗皮帶上的石膏。 第五章第五章 FGD工藝工藝 五、卸料系統(tǒng)： 卡車運來的20mm原料石灰石經(jīng)過80mm80mm的格珊進 入卸料斗，后經(jīng)振動給料器送至斗式提升機，石灰石由-7m 提升至35m后由擋邊皮帶輸送機經(jīng)金屬分離器除去石灰石中 的鐵進入石灰石儲倉，儲倉設(shè)兩個卸料口，每個出口提供石 灰石塊至對應的制漿系統(tǒng)。 第五章第五章 FGD工藝工藝 六、制漿系統(tǒng)： 石灰石倉內(nèi)的石灰石，通過振動給料機送至稱重皮帶給 料機后，石灰石與濾液水泵來的濾液一起送入球磨機，進行 碾磨后，從球磨機出來的石灰石漿液進入石灰石再循環(huán)箱， 通過再循環(huán)泵送至石灰石旋流站進行分離，濃漿返回球磨機 再次碾磨，含固量

11、30%的稀漿送至石灰石漿液箱，再由石灰 石漿液泵送至吸收塔。 第五章第五章 FGD工藝工藝 七、工藝水系統(tǒng)： 主機來的循環(huán)水，通過工藝水管道泵進入凈水器，經(jīng)凈 化后進入工藝水箱，再由工藝水泵送各處，凈水器設(shè)置自動 反沖洗，定期對凈水器的加藥箱填充聚合氯化鋁藥物。 八、壓縮空氣系統(tǒng)： 本裝置配備有三臺空氣壓縮機，通過二級過濾 裝置將合格的壓縮空氣送入壓縮空氣罐、儀用壓縮空 氣罐。 第五章第五章 FGD工藝工藝 一、一、 脫硫裝置的停運及啟動脫硫裝置的停運及啟動 1. 1. 脫硫裝置的停運脫硫裝置的停運 第七章第七章 FGD運行維護運行維護 短時停運（一天以內(nèi)） 短期停運（一周以內(nèi)） 長期停運（一

12、周以上） 按工藝要求、進行順序停運： BUF 風機 吸收塔漿 液循環(huán)泵 氧化 風機 石灰石 漿液泵 脫水 系統(tǒng) 2.2.脫硫裝置的啟動脫硫裝置的啟動 第七章第七章 FGD運行維護運行維護 啟動順序： 吸收塔漿 液循環(huán)泵 氧化 風機 石灰石 漿液泵 BUF 風機 脫水機廢水泵 二、脫硫裝置的運行調(diào)節(jié)二、脫硫裝置的運行調(diào)節(jié) 1.煙氣系統(tǒng)BUF風機開度調(diào)節(jié) 2.吸收塔系統(tǒng)液位和PH值調(diào)節(jié) 3.石灰石漿液箱濃度和液位調(diào)節(jié) 4.石膏脫水系統(tǒng)濾餅厚度和石膏質(zhì)量調(diào)節(jié) 第七章第七章 FGD運行維護運行維護 三、脫硫裝置運行中的記錄三、脫硫裝置運行中的記錄 第七章第七章 FGD運行維護運行維護 1.鍋爐主要負荷

13、和煙溫參數(shù)； 2.FGD進出口SO2濃度、粉塵和O2含量； 3.氧化空氣流量(風機電流)； 4.BUF風機和循環(huán)泵電流； 5.吸收塔內(nèi)漿液pH值和密度； 6.石灰石漿液供給流量和密度； 這些記錄有助于了解裝置運行的實際情況這些記錄有助于了解裝置運行的實際情況 一、腐蝕和磨損對一、腐蝕和磨損對FGDFGD裝置的影響裝置的影響 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 1.腐蝕和磨損產(chǎn)生的部位腐蝕和磨損產(chǎn)生的部位 容易發(fā)生腐蝕的部位： 吸收塔、凈煙道和吸收塔入口煙道 容易發(fā)生磨損的部位： 吸收塔、漿液管道、泵殼和葉輪 2.腐蝕和磨損產(chǎn)生的原因腐蝕和磨損產(chǎn)生的原因 腐蝕原因：氯離子、硫酸根（亞）離子的存

14、在，從防腐腐蝕原因：氯離子、硫酸根（亞）離子的存在，從防腐 層薄弱點開始，慢慢腐蝕；低溫腐蝕和電化學腐蝕層薄弱點開始，慢慢腐蝕；低溫腐蝕和電化學腐蝕 。 磨損原因：粉塵和磨損原因：粉塵和SiO2含量超標含量超標 當然，腐蝕和磨損是相互的，腐蝕之后有磨損；磨損之當然，腐蝕和磨損是相互的，腐蝕之后有磨損；磨損之 后有腐蝕。后有腐蝕。 吸收塔壁被腐蝕穿 3.防腐蝕采取的 措施： 1）玻璃樹脂鱗 片進行防腐 2）橡膠內(nèi)襯進 行防腐 3）耐腐蝕的合 金材料（C276或 1.4529） 4）非金屬FRP 材料進行防腐 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 4.各種防腐

15、材料的優(yōu)缺點 大多數(shù)吸收塔采用玻璃樹脂鱗片進行防腐，也有采 用橡膠材料進行防腐。 玻璃樹脂鱗片：抗?jié)B透能力強，易修復，附著力強， 機械強度大，表面硬度高，施工速度快，但耐磨性稍差。 橡膠內(nèi)襯：耐磨性好，有良好的彈性和松弛應力， 但易老化、施工速度慢、粘接強度大。 合金材料（C276和1.4529)：抗腐蝕性超強，但價 格昂貴，一般在吸收塔入口干濕界面貼襯使用比較多。 FRP材料：耐腐蝕，但不抗高溫。 煙道防腐層脫落 鱗片防腐施工質(zhì)鱗片防腐施工質(zhì) 量控制要點：量控制要點： 材料選擇 噴砂除銹極 為重要 材料比例嚴 格控制 噴涂的全面 性和厚薄均勻性 噴涂過程中 的溫度和濕度控 制 第八章第八章

16、FGD常見故障常見故障 二、粉塵和二、粉塵和SiOSiO2 2含量超標的磨損影響含量超標的磨損影響 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 管道被磨穿 粉塵和粉塵和SiO2含含 量超標是造成量超標是造成 磨損的主要原磨損的主要原 因。因。 粉塵主要來自粉塵主要來自 煙氣。煙氣。 SiO2主要來自：主要來自： 煙氣煙氣 石灰石石灰石 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 三、主要設(shè)備故障及原因分析三、主要設(shè)備故障及原因分析 1. 1. 增壓風機增壓風機 故障原因之一：因系統(tǒng)聯(lián)鎖原因跳閘 故障原因之二：因風機本體組成部件原因跳閘 （軸承溫度高、潤滑油壓低、振動故障、揣振、 失速和冷卻風機故障等） 第

17、八章第八章 FGD常見故障常見故障 增壓風機葉片變形 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 2.2.循環(huán)泵循環(huán)泵 故障原因之一故障原因之一：系統(tǒng)聯(lián)鎖原因故障 吸收塔液位、濾網(wǎng)堵塞等 故障原因之二故障原因之二：本體故障原因造成（軸承、葉 輪、溫度、冷卻水等） 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 循 環(huán) 泵 入 口 濾 網(wǎng) 堵 塞 循環(huán)泵葉輪磨損嚴重 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 3.3.氧化風機氧化風機 主要是設(shè)備本體故 障居多： 溫度、軸承、 潤滑油、冷卻水和 電氣故障 氧化風機噪音 是脫硫裝置中最大 的噪音污染源：轉(zhuǎn) 速過高等造成。 氧氧 化化

18、 風風 機機 葉葉 輪輪 軸軸 損損 壞壞 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 4.4.攪拌器攪拌器 最多的故障是葉片在設(shè)計制造過程中沒有很好消除應 力、對葉片工作環(huán)境的低頻處理。 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 四、吸收塔內(nèi)部件故障及原因分析四、吸收塔內(nèi)部件故障及原因分析 1.1.噴淋層、噴嘴故障及判斷方法噴淋層、噴嘴故障及判斷方法 故障現(xiàn)象故障現(xiàn)象 a）噴淋層噴嘴堵塞 b）噴淋層噴嘴脫落或損壞 c）噴淋層沖刷 故障判斷依據(jù)故障判斷依據(jù) ： a）循環(huán)泵出口壓力及電流 b）吸收塔pH值及漿液密度 c）脫硫裝置出口SO2濃度及脫硫效率 d）噴淋層管道外壁沖刷 第八章第八章 FGD常見故障

19、常見故障 噴嘴堵塞照片 噴嘴堵塞照片 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 故障處理方法故障處理方法 a）噴淋層噴嘴堵塞：清理 b）噴淋層噴嘴損壞或脫落 ：更換 噴淋層 對大梁 和塔壁 的沖刷： 噴嘴覆 蓋角度 原因造 成。 噴淋層大梁被沖刷 噴淋層增設(shè)噴淋層增設(shè)PPPP板板 被動處理措施： 對梁進行 包裹 主動處理措施： 優(yōu)化設(shè)計， 提高噴淋管自 身的強度以減 少支撐梁的截 面甚至取消支 撐梁。 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 2.2.除霧器堵塞故障除霧器堵塞故障 除霧器堵塞原因除霧器堵塞原因 a）除霧器沖洗時

20、間間隔太長 b）除霧器沖洗水量不夠 c）除霧器沖洗水壓低，造成沖洗效果差 除霧器堵塞 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 除霧器坍塌 第八章第八章 FGD常見故障常見故障 第八章第八章 影響影響FGD的正常運行的因素的正常運行的因素 一、主機對對FGDFGD的影響的影響 脫硫系統(tǒng)作為火電廠重要的組成部分，無論在哪種 情況下，脫硫裝置的運行都不能對主機運行產(chǎn)生任何影 響，煙道壓力、擋板狀態(tài)是主機和脫硫運行監(jiān)控的重點， 當主機與脫硫發(fā)生沖突后，脫硫裝置服從主機需要。 二、其它原因?qū)Χ?、其它原因?qū)GDFGD的影響的影響 1.1.建設(shè)工期對建設(shè)工期對FGDFGD質(zhì)量的影響質(zhì)量的影響 脫硫EPC工程的建設(shè)，工期從過去2224個月被嚴重壓 縮到1216個月。 原因原因: : 電廠對配套脫硫裝置不重視；迫于環(huán)保壓力而倉促上 脫硫裝置，合理工期得不到保證，進度嚴重壓縮。 影響影響: : 設(shè)計質(zhì)量得不到保證 設(shè)備質(zhì)量