某電廠濕法鈣基煙氣脫硫工藝流程中吸收塔的課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、0 / 32學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：。 。 。 。 。 。課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2013年6月21日題題 目目某電廠濕法鈣基煙氣脫硫工藝流程中吸收塔的設(shè)計(jì)學(xué)學(xué) 院院環(huán)境與生物工程學(xué)院專專 業(yè)業(yè)環(huán)境工程班班 級(jí)級(jí)。 。學(xué)生學(xué)生。 。學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)。 。指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師。 。0 / 32大氣污染控制工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)任務(wù)-B-B1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與目的任務(wù)：完成某電廠濕法鈣基煙氣脫硫工藝流程中吸收塔的設(shè)計(jì)。目的：通過(guò)該設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用課堂上學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。以鞏固和深化課程容；熟悉使用規(guī)、設(shè)計(jì)手冊(cè)和查閱參考資料，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和獨(dú)立工作的能力；進(jìn)一步提高學(xué)生計(jì)算、繪圖和編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)的基本技能。1.

2、2 設(shè)計(jì)容和步驟某電廠地處東南季風(fēng)區(qū)，四季分明，溫暖濕潤(rùn)，春季溫暖雨連綿，夏季炎熱雨量大，秋季涼爽干燥，冬季低溫，少雨雪。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈_(tái)多年氣象資料統(tǒng)計(jì)，其特征值如下：累年平均氣壓： 1011.0hPa累年最高氣壓： 1038.9hPa累年最低氣壓： 986.6hPa累年平均氣溫： 17.6極端最高氣溫： 40.9極端最低氣溫： -9.9廠址處全年北(N)風(fēng)出現(xiàn)頻率為 20.0%，西北 (NW)風(fēng) 出現(xiàn)頻率為 14.7%，西(W)風(fēng)出現(xiàn)頻率 13.1%，南(S)風(fēng)出現(xiàn)頻率 6.0%，東北(WE)風(fēng)出現(xiàn)頻率 9.6%，東(E)風(fēng)出現(xiàn)頻率 8.3%，東南(SE)風(fēng)出現(xiàn)頻率 8.0%，西南(SW)風(fēng)

3、出現(xiàn)頻率7.2%，靜風(fēng)出現(xiàn)頻率為 13.1%。電廠有 4 臺(tái) 70 MW 的發(fā)電機(jī)組，占地面積 28000m2。電廠所用煤的組成成分：C 72.4%；灰分 10.5%；S 3.5%；H 2.5%；水分 8.1%；O 2.4%，每小時(shí)煤的用量 95t，采用石灰石石膏脫硫工藝流程，脫硫率要求為 90-95%。1. 根據(jù)上述資料，確定煙氣量(鍋爐燃燒的過(guò)?？諝庀禂?shù)取a=1.05-1.25,1 / 32鍋爐每小時(shí)用煤 90t)、煙氣中 SO2濃度和每天石灰石（其純度為 90%）的消耗量（設(shè)系統(tǒng)鈣硫比為 1.1-1.3 時(shí)，脫硫率達(dá)到 90-95%） ；(過(guò)?？諝庀禂?shù)系數(shù)、過(guò)?？諝庀禂?shù)系數(shù)、鈣硫比和脫硫

4、率在給的圍自定，不能雷同鈣硫比和脫硫率在給的圍自定，不能雷同)2. 計(jì)算和設(shè)計(jì)各處理構(gòu)筑物。（1 1）吸收噴淋塔）吸收噴淋塔 確定吸收塔的大小，塔氣流速度以與停留時(shí)間； 根據(jù)煙氣量確定循環(huán)漿液噴淋層數(shù)，除霧器層數(shù)（不超過(guò) 4 層） ； 繪制 1：501：200 的吸收塔，標(biāo)上各部分尺寸；要有詳細(xì)的技術(shù)和說(shuō)明（2 2）總平面圖設(shè)計(jì)）總平面圖設(shè)計(jì)根據(jù)前述條件，繪制濕法煙氣脫硫電廠的平面布置圖(1：2001：2000)：包括處理構(gòu)筑物的平面布置與輸配水管線的布置。生產(chǎn)性輔助建筑物（鼓風(fēng)機(jī)房、漿液泵房、配電間、鍋爐房、機(jī)修間、化驗(yàn)室、倉(cāng)庫(kù)等） ，環(huán)保設(shè)施（脫硫設(shè)備、污水處理廠與灰場(chǎng)等） 、以與生活福利

5、建筑（辦公室、車庫(kù)、宿舍、食堂、傳達(dá)室等）的布置。具體要求： 平面布置應(yīng)盡量緊湊，在規(guī)定的圍結(jié)合遠(yuǎn)期發(fā)展布置，并應(yīng)考慮施工上的方便。平面布置中應(yīng)考慮事故排除和超越管。廠應(yīng)有道路通向各構(gòu)筑物，以便運(yùn)輸；合理布置上、下水管、空氣管、蒸氣管、電纜等管線。廠應(yīng)充分綠化，以改善衛(wèi)生條件和美化環(huán)境。4 臺(tái)發(fā)電機(jī)組以與與其配套的實(shí)施在圖中均要繪出。1.3 設(shè)計(jì)成果1.1.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求（1）整理后的說(shuō)明書(shū)應(yīng)編有章節(jié)目錄，設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源，原始資料和設(shè)計(jì)要2 / 32求放在最前，分組表隨其后，各人在分組表中劃定自己的設(shè)計(jì)條件。（2）處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)按流程的先后次序分章節(jié)編寫(xiě)。（3）對(duì)所采用的

6、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（反映了設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)原則）應(yīng)做必要的說(shuō)明。（4）說(shuō)明書(shū)要求 A4 開(kāi)紙，用鋼筆書(shū)寫(xiě)或打?。ㄕ乃误w、小四號(hào)字，1.5行距） ，草圖要求按比例.（5）設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)各構(gòu)筑物的計(jì)算過(guò)程、主要設(shè)備（如吸收塔、等）的選取等；2.2.圖紙要求圖紙要求總平面圖比例 1：2001：2000，并附有圖例，建筑物名稱與必要的說(shuō)明。吸收塔按已有說(shuō)明給出。1.4 主要參考資料1 郝吉明, 馬廣大. 大氣污染控制工程.2 標(biāo). 大氣污染控制工程.3 先勛等. 環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè)(修訂版).4 天齊. 三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)(廢氣卷). 3 / 32目 錄一、鈣基濕法煙氣脫硫工藝.11.概述12.濕法煙氣脫硫

7、的工作原理23.脫硫機(jī)理34.石灰石濕法煙氣脫硫裝置4二、煙氣脫硫工藝主要設(shè)備吸收塔71.吸收塔的設(shè)計(jì)72.吸收塔的選型73.基礎(chǔ)資料處理84.煙氣脫硫吸收塔工藝技術(shù)要求85.噴淋吸收塔主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)116.噴淋塔的高度設(shè)計(jì)12三、 總平面圖設(shè)計(jì)181.一般規(guī)定182.總平面布置193.交通運(yùn)輸204.綜合管線布置20四、配套設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算211.增壓風(fēng)機(jī)的選型212.煙氣換熱器的選型213.漿液循環(huán)泵的選型214.氧化風(fēng)機(jī)的選型225.氧化吸收池?cái)嚢铏C(jī)的選型226.石灰石漿液制備系統(tǒng)23五、存在的問(wèn)題231.煙氣降溫問(wèn)題232.結(jié)垢和堵塞問(wèn)題243.廢水的處理25六、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)25七、

8、參考文獻(xiàn)270 / 32一、鈣基濕法煙氣脫硫工藝1. 概述 能源和環(huán)境是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的兩大主題。中國(guó)的資源特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)Q定了以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將長(zhǎng)期存在, 國(guó)每年都會(huì)消費(fèi)數(shù)億噸煤。煤所含的雜質(zhì)硫在燃燒時(shí)會(huì)排放酸性氣體SO2, 這種氣體在高空為雨雪所溶解而形成酸雨, 可導(dǎo)致動(dòng)植物大量死亡, 給生態(tài)系統(tǒng)造成很大的破壞, 還會(huì)嚴(yán)重侵蝕橋梁樓屋、船舶車輛、機(jī)電設(shè)備等, 給經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)重影響, 并對(duì)人類的健康造成危害。自上世紀(jì)80 年代以來(lái), 由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,SO2 排放量也日益增多, 據(jù)統(tǒng)計(jì), 2005 年全國(guó)SO2 排放量為2549 萬(wàn)噸。大量SO2 的排放, 使中國(guó)酸雨區(qū)迅速擴(kuò)大

9、, 目前已覆蓋盆地和長(zhǎng)江以南、青藏高原以東的廣區(qū), 占國(guó)土總面積的1/3, 而且每年還以10 萬(wàn)km2 的速度在遞增。因此, 控制和減少SO2 排放量已是刻不容緩、迫在眉睫了, 國(guó)家環(huán)?？偩趾蛧?guó)家發(fā)改委將采用多項(xiàng)措施加強(qiáng)SO2 污染的防治。專家認(rèn)為消減SO2 排放總量是今后中國(guó)環(huán)保工作的重點(diǎn), 對(duì)煙氣脫硫是控制SO2 污染的主要措施之一。但到目前為止, 我國(guó)還僅限于燃煤電廠的脫硫( 僅有12%裝機(jī)容量的火電廠建有煙氣脫硫裝置) 。因此開(kāi)發(fā)新型高效、脫硫產(chǎn)物可循環(huán)再利用的脫硫技術(shù)已是當(dāng)務(wù)之急。目前, 二氧化硫污染控制技術(shù)頗多, 諸如改善能源結(jié)構(gòu)、采用清潔燃料等, 而煙氣脫硫技術(shù)則是控制二氧化硫最

10、有效的手段之一。國(guó)外已開(kāi)發(fā)和研究的脫硫方法有近200 種, 但真正工業(yè)化應(yīng)用的不過(guò)10 余種。根據(jù)脫硫產(chǎn)物的狀態(tài)可分為干法和濕法, 干法是指無(wú)論加入鍋爐尾部煙道中的脫硫劑是干態(tài)或濕態(tài)的, 脫硫的最終產(chǎn)物是干態(tài)的。干法的優(yōu)點(diǎn)是煙氣中水汽含量少, 對(duì)風(fēng)機(jī)與其它設(shè)備不易造成腐蝕; 缺點(diǎn)是設(shè)備龐大, 投資大, 對(duì)操作技術(shù)要求高, 且脫硫效率低。濕法是以水溶液或漿液作脫硫劑, 生成的脫硫產(chǎn)物存在于水溶液或漿液中。濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最廣的FGD脫硫效率高等特點(diǎn)。濕法煙氣脫硫過(guò)程是氣液反應(yīng), 脫硫反應(yīng)速度快, 脫硫效率高, 鈣利用率高, 在鈣硫比等于1 時(shí), 可達(dá)到90%以上的脫硫效率。當(dāng)前已

11、開(kāi)發(fā)的濕法煙氣脫硫技術(shù), 主要是石灰石/ 石膏洗滌法, 它占整個(gè)濕法煙氣脫硫技術(shù)的36.7%, 因此本文擬對(duì)其工作原理、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理、工程流程、主要設(shè)備與其在實(shí)際應(yīng)用中易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探討。1 / 322.濕法煙氣脫硫的工作原理 濕法石灰石/ 石膏煙氣脫硫工藝是以價(jià)廉易得的石灰石粉作為吸收劑, 煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以與通入的空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng), 最終產(chǎn)品為石膏。由于吸收漿液是循環(huán)利用, 脫硫吸收劑的利用率很高。濕法煙氣脫硫裝置的核心是吸收塔, 它是一個(gè)單級(jí)的開(kāi)放式噴淋、一體化吸收二氧化硫的裝置。吸收塔分為洗滌區(qū)、再循環(huán)區(qū)和氣流區(qū)三部分。在洗滌區(qū)中二氧化硫和三氧化硫溶解生成亞硫酸和硫酸

12、, 此區(qū)由四層噴淋層組成, 漿液從再循環(huán)區(qū)通過(guò)四個(gè)循環(huán)泵打至各噴淋層, 在噴嘴的作用下漿液被霧化, 與逆流而上的原煙氣充分接觸并吸收煙氣中的二氧化硫和三氧化硫, 同時(shí)溶解并洗滌煙氣中的大部分煙塵。吸收塔底部為石灰石漿液的儲(chǔ)存底槽, 儲(chǔ)存濃度為20%的石灰石漿液。底槽四周安裝有貼邊攪拌器, 以保持對(duì)底槽漿液的不停攪拌, 使新鮮石灰石漿與因吸收了SO2 而酸化的洗滌液能良好地混合和反應(yīng)。同時(shí)底槽還布置有很多大口徑空氣管, 空氣管出口加在攪拌器葉片加壓面上, 以產(chǎn)生非常小的氣泡, 有利于物質(zhì)交換。因空氣泡還能帶出液體中的CO2, 改善了石灰石粉的溶解條件。在加了空氣管的底槽中, 進(jìn)行石灰石溶解、中和

13、、氧化和石膏結(jié)晶等過(guò)程。該工藝的脫硫效率可達(dá)90%, 其脫硫系統(tǒng)見(jiàn)圖1。2 / 323. 脫硫機(jī)理 石灰石/ 石膏濕法洗滌的化學(xué)反應(yīng)較為復(fù)雜,所表現(xiàn)出的反應(yīng)主要是SO2 與CaO 或CaCO3 作用,生成亞硫酸鈣與硫酸鈣。石灰石/ 石膏洗滌脫硫的反應(yīng)為: SO2 的吸收;SO2 與水化合成H2SO3; 電離出的氧與洗滌液中的CaSO3 反應(yīng)。以CaO 為例, 主要的反應(yīng)為: SO2(g)+H2O H2SO3 Ca(OH)2(aq)+H2SO3(aq) CaSO3(aq)+2H2O CaSO3(aq) CaSO3(s) CaSO3(aq)+1/2O2(aq) CaSO4(aq) CaSO4(aq

14、) CaSO4(s) Ca(OH)2(s) Ca(OH)2(aq)Ca(OH)2 石灰漿滴與SO2 的反應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜,許多科研工作者先后進(jìn)行了這方面的研究工作,Brogren 和Kanlesson 認(rèn)為, 石灰漿滴與SO2 的反應(yīng)存在2 個(gè)受3 / 32控區(qū)域: 在煙道SO2 濃度低的區(qū)域SO2 向漿滴的傳質(zhì)主要受氣膜控制, 而在高濃度區(qū),傳質(zhì)受漿滴部液相控制。有學(xué)者認(rèn)為, SO2 向漿滴表面的擴(kuò)散過(guò)程受氣膜控制, 而液相一側(cè)并非由液膜來(lái)控制, 而是由參與反應(yīng)的離子擴(kuò)散速度來(lái)決定。從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來(lái)看, SO2 是溶解度大小為中等的氣體, 在煙道溫度較高, SO2 溶解度很低, 氣相推動(dòng)力最大,

15、 SO2 在氣相的擴(kuò)散不再是整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的控制速率, 液相參與反應(yīng)的離子擴(kuò)散成為主導(dǎo)因素。隨著反應(yīng)溫度與SO2 濃度的逐漸降低, 氣相推動(dòng)力減弱, SO2 向漿滴表面的擴(kuò)散速率與液相參與反應(yīng)離子的擴(kuò)散速率等共同成為控制反應(yīng)的因素。當(dāng)反應(yīng)溫度接近于濕球溫度時(shí), SO2 濃度達(dá)到最小, 此時(shí)氣相推動(dòng)力也最小。SO2 向液相的擴(kuò)散所受阻力相對(duì)于參與反應(yīng)的離子擴(kuò)散過(guò)程來(lái)說(shuō)處于主導(dǎo)地位, 傳質(zhì)阻力為氣相傳質(zhì)所控制。在Ca(OH)2 石灰漿滴與SO2 吸附反應(yīng)的過(guò)程中, O2 也參與了反應(yīng), 其反應(yīng)過(guò)程可描述為:。43221CaSOCaSOO4.石灰石濕法煙氣脫硫裝置典型的石灰石濕法脫硫系統(tǒng)從功能上可以分

16、為煙氣系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、公用系統(tǒng)和事故漿液排放系統(tǒng)。4.1 煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)通常包括一臺(tái)單獨(dú)的增壓風(fēng)機(jī)、一臺(tái)氣氣換熱器和電廠現(xiàn)有煙囪。在增壓風(fēng)機(jī)上游和氣氣換熱器再熱側(cè)系統(tǒng)出口下游都設(shè)有雙百葉窗隔離擋板。在現(xiàn)有旁路煙道上亦安裝有兩個(gè)雙百葉窗旁路擋板，這些擋板的開(kāi)度可以隨煙氣流量的變化進(jìn)行調(diào)節(jié)。每個(gè)煙氣擋板可以配置兩臺(tái)密封風(fēng)機(jī)，以防止煙氣泄漏。GGH 利用未脫硫的熱煙氣（一般 130150）加熱已脫硫的潔凈煙氣（一般 4655） ，一般加熱到 80左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪壁，并可提高煙氣抬升高度。在煙氣離開(kāi)吸收塔前，會(huì)通過(guò)一個(gè)兩

17、級(jí)除霧器，以除去煙囪中攜帶的細(xì)小液滴。沉淀在除霧器上的顆粒不利于煙氣流經(jīng)吸收塔，會(huì)影響塔壓降和煙氣流4 / 32向分布。為了防止固體顆粒積聚在除霧器上，需定期對(duì)除霧器進(jìn)行沖洗。除霧器設(shè)有沖洗水系統(tǒng)，工藝水從噴嘴噴出沖洗除霧器。4.2 石灰石漿液制備系統(tǒng)石灰石料應(yīng)密切主要其水分含量，進(jìn)入石灰石粉制備系統(tǒng)磨粉機(jī)地入磨物料的表面水分一般小于 1%，否則就會(huì)嚴(yán)重惡化操作，甚至造成糊磨、堵塞。同時(shí) 應(yīng)主要氯化物、氟化物和煤灰等雜質(zhì)不要混入石灰石料中，以免影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行和脫硫石膏的品質(zhì)。石灰石漿液制備時(shí)，成品分經(jīng)倉(cāng)底的兩套葉輪給料機(jī)輸送到石灰石漿液池，工業(yè)水通過(guò)水泵和調(diào)節(jié)閥門注入石灰石漿液池，調(diào)節(jié)

18、石灰石漿液的密度至1230kg/m3（含固量 30%） 。在石灰石漿液泵的出口管道設(shè)有密度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從而保證 30%的石灰石漿液的制備和供應(yīng)。配置合格的石灰石漿液通過(guò)石灰石漿液泵輸送到吸收塔下部漿液槽，根據(jù)煙氣負(fù)荷、脫硫塔煙氣入口的 SO2 濃度和 PH 值來(lái)控制噴入吸收塔的漿液量，剩余部分返回漿液池。為了防止結(jié)塊和堵塞，要使?jié){液不斷流動(dòng)循環(huán)。4.3 吸收塔系統(tǒng)吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，要求氣液接觸面積大，其他的吸收反應(yīng)良好，壓力損失小，并且適用于大容量煙氣處理。進(jìn)入吸收塔的熱煙氣經(jīng)過(guò)逆向噴淋漿液的冷卻、洗滌，煙氣中的 SO2 與漿液進(jìn)行吸收反應(yīng)生成亞硫酸氫根（HSO3-） 。HSO3-被

19、鼓入的空氣氧化為硫酸根（SO42-） ，SO42-與漿液中的鈣離子（Ca2+）反應(yīng)生成硫酸鈣（CaSO4） ，CaSO4進(jìn)一步結(jié)晶為石膏（CaSO42 H2O） 。同時(shí)煙氣中的 Cl、F 和灰塵等大多數(shù)雜質(zhì)也在吸收塔中被去除。含有石膏、灰塵和雜質(zhì)的吸收劑漿液的一部分被排入石膏脫水系統(tǒng)。吸收塔中裝有水沖洗系統(tǒng)，將定期進(jìn)行沖洗，以防止霧滴中的石膏、灰塵和其他物質(zhì)堵塞元件。吸收塔主要有噴淋塔、填料塔、液柱塔和鼓泡塔四種類型，將在下一章詳細(xì)討論。4.4 石膏脫水系統(tǒng)在吸收塔漿液槽中石膏不斷產(chǎn)生，為了使?jié){液密度保持在設(shè)定的運(yùn)行圍，將石膏漿液（15%20%固體含量）通過(guò)石膏漿液泵打入脫水站。該站包括一個(gè)水

20、5 / 32力旋流器與漿液分配器，在這里將石膏漿液中的水予以脫除，使底流石膏固體含量達(dá)到 50%。在水力旋流器中，石膏漿液流進(jìn)一個(gè)圓柱箱中，并由此流到敞開(kāi)的各個(gè)旋流子中，在此處根據(jù)入口壓力的大小，可將石膏輸送至旋流器的底流，將濾液送入石膏水力旋流器上部的溢流箱。底流的石膏被送至真空皮帶過(guò)濾機(jī)進(jìn)一步脫水至含水小于 10%。溢流含 3%5%的細(xì)小固體微粒在重力作用下流入濾液箱，最終返回到吸收塔。旋流器的溢流被輸送到廢水旋流站進(jìn)一步分離處理。4.5 廢水處理系統(tǒng)在濕式石灰石/石膏 FGD 工藝中，由于煙氣中氯化物的溶解提高了脫硫吸收液中氯離子的濃度，不可避免地要產(chǎn)生一定量廢水。氯離子濃度的增高會(huì)引起

21、脫硫率的下降和 CaSO4結(jié)垢傾向的增大，并對(duì)副產(chǎn)品石膏的品質(zhì)產(chǎn)生影響。FGD裝置的廢水主要來(lái)自石膏脫水系統(tǒng)的旋流器溢流液、真空皮帶機(jī)的濾液或沖洗水。廢水處理的工藝大致分為中和、脫重金屬、絮凝、濃縮、澄清、污泥處理幾部分。中和是采用 Ca(OH)2作為中和劑加入脫硫廢水中，一方面可以中和水的酸性，另外還可以脫除 F-，并使部分重金屬沉淀下來(lái)。接下來(lái)向廢液中加入有機(jī)硫化物，進(jìn)一步脫除重金屬離子。絮凝的作用是通過(guò)添加絮凝劑去除上工段中過(guò)剩的硫化物，加速?gòu)U水中懸浮物的沉降。絮凝后的廢水進(jìn)入澄清池時(shí)進(jìn)行濃縮分離。濃縮后的污泥一部分經(jīng)脫水后拋棄，一部分返回中和池或絮凝池，以提高絮凝池的固體含量，加速絮凝

22、過(guò)程。澄清池的溢流則進(jìn)入后處理水箱，用稀鹽酸調(diào)節(jié) PH 后排放。4.6 公用系統(tǒng)公用系統(tǒng)由工藝水系統(tǒng)、工業(yè)水系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，為脫硫系統(tǒng)提供各類用水和控制用氣。FGD 的工藝水一般來(lái)自電廠循環(huán)水，并輸送至工藝水箱中。工藝水由工藝水泵從工藝水箱輸送到各用水點(diǎn)。FGD 裝置運(yùn)行時(shí)，由于煙氣攜帶、廢水排放和石膏攜帶水而造成水損失。工藝水由除霧器沖洗水泵輸送到除霧器，沖洗除霧器，同時(shí)為吸收塔提供補(bǔ)充用水，以維持吸收塔的正常液位。此外，各設(shè)備的沖洗、灌注、密封和冷卻等用水也采用工藝水。6 / 32FGD 冷卻水主要用戶有增壓風(fēng)機(jī)電機(jī)、氧化風(fēng)機(jī)電機(jī)、循環(huán)漿液泵電機(jī)、磨機(jī)主軸承、減

23、速器電機(jī)，此外，部分冷卻水還用于氧化空氣增濕冷卻。FGD 的工業(yè)水一般來(lái)自電廠補(bǔ)充水，并輸送至工業(yè)水箱中。4.7 事故漿液排放系統(tǒng)漿液排放系統(tǒng)包括事故漿液儲(chǔ)罐系統(tǒng)和地坑系統(tǒng)。當(dāng) FGD 裝置大修或發(fā)生故障需要排空 FGD 裝置漿液時(shí)，塔漿液由漿液排放泵排至事故漿液箱直至泵入口低液位跳閘，其余漿液依靠重力自流至吸收塔的排放坑，再由地坑泵打入事故漿液儲(chǔ)罐。事故漿液儲(chǔ)罐用于臨時(shí)儲(chǔ)存吸收塔的漿液。地坑系統(tǒng)有吸收塔區(qū)地坑、石灰石漿液制備系統(tǒng)地坑和石膏脫水地坑，用于儲(chǔ)存 FGD 裝置的各類漿液，同時(shí)還具有收集、輸送或儲(chǔ)存設(shè)備運(yùn)行、運(yùn)行故障、檢驗(yàn)、取樣、沖洗、清洗過(guò)程或滲漏而產(chǎn)生的漿液。主要設(shè)備包括攪拌器和

24、漿液泵。二、煙氣脫硫工藝主要設(shè)備吸收塔1.吸收塔的設(shè)計(jì) 吸收塔是脫硫裝置的核心，是利用石灰石和亞硫酸鈣來(lái)脫去煙氣中二氧化硫氣體的主要設(shè)備，要保證較高的脫硫效率，必須對(duì)吸收塔系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，包括吸收塔的尺寸設(shè)計(jì)，塔噴嘴的配置，吸收塔底部攪拌裝置的形式的選擇、吸收塔材料的選擇以與配套結(jié)構(gòu)的選擇（包括法蘭、人孔等） 。2. 吸收塔的選型吸收塔是燃煤煙氣濕法脫離裝置的核心設(shè)備。目前，世界上石灰石/石膏濕法脫硫工藝吸收塔的型式多種多樣，在國(guó)外應(yīng)用較成功的主要有以下 4 鐘，即逆流噴淋塔、填料塔、鼓泡塔、液柱吸收塔四種形式。各種類型吸收塔的類型技術(shù)特性對(duì)比見(jiàn)于下表。 不同類型的吸收塔性能對(duì)比項(xiàng)目逆流噴

25、淋塔填料塔鼓泡塔液柱塔原理吸收漿液在吸吸收劑漿液在吸收劑漿液以吸收劑漿液由7 / 32收塔經(jīng)噴嘴噴淋霧化，在于煙氣接觸過(guò)程中，吸收去除SO2吸收塔沿格柵填料表面下流，形成液膜并與煙氣接觸去除SO2液層形式存在，而煙氣以氣泡形式通過(guò)，吸收并去除 SO2布置在塔的噴嘴垂直向上噴射，形成液柱并在上部散開(kāi)落下，在高效的氣液接觸中，吸收去除 SO2脫硫效率959590左右95運(yùn)行噴嘴易磨損，堵塞格柵易結(jié)垢，堵塞，系統(tǒng)阻力較大系統(tǒng)阻力較大，無(wú)噴嘴堵塞問(wèn)題能有效防止噴嘴堵塞和結(jié)垢問(wèn)題維護(hù)噴嘴易損壞，需要定期檢修更換經(jīng)常清洗除垢運(yùn)行較穩(wěn)定可靠運(yùn)行較穩(wěn)定可靠自控水平高高較高較高由于國(guó)外已有許多大容量機(jī)組的商用業(yè)

26、績(jī)，已積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，而且，噴淋塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，故本設(shè)計(jì)工藝選擇逆流噴淋塔脫硫技術(shù)。3.基礎(chǔ)資料處理廠址處全年北(N)風(fēng)出現(xiàn)頻率為 20.0%，西北 (NW)風(fēng) 出現(xiàn)頻率為 14.7%，西(W)風(fēng)出現(xiàn)頻率 13.1%，南(S)風(fēng)出現(xiàn)頻率 6.0%，東北(WE)風(fēng)出現(xiàn)頻率 9.6%，東(E)風(fēng)出現(xiàn)頻率 8.3%，東南(SE)風(fēng)出現(xiàn)頻率 8.0%，西南(SW)風(fēng)出現(xiàn)頻率7.2%，靜風(fēng)出現(xiàn)頻率為 13.1%。根據(jù)資料列出本電廠風(fēng)向頻率表如表所示。表 電廠風(fēng)向頻率表風(fēng)向北風(fēng)西北風(fēng)西風(fēng)南風(fēng)東北風(fēng)東風(fēng)東南風(fēng)西南風(fēng)靜風(fēng)頻率%20.014.713.16.09.68.38.07.213.18 / 32

27、從風(fēng)向資料中可以看出，北風(fēng)、西北風(fēng)和西風(fēng)頻率較高，因此平面布置時(shí)應(yīng)將辦公住宿區(qū)安排在北方向，煙氣污水處理區(qū)安排在南方向。4.煙氣脫硫吸收塔工藝技術(shù)要求 電廠有 4 臺(tái) 70 MW 的發(fā)電機(jī)組，占地面積 28000m2。電廠所用煤的組成成分：C 72.4%；灰分 10.5%；S 3.5%；H 2.5%；水分 8.1%；O 2.4%，每小時(shí)煤的用量 95t，采用石灰石石膏脫硫工藝流程，脫硫率要求為 90-95%。 根據(jù)上述資料，確定煙氣量(鍋爐燃燒的過(guò)?？諝庀禂?shù)取a=1.05-1.25,鍋爐每小時(shí)用煤 90t)、煙氣中 SO2濃度和每天石灰石（其純度為 90%）的消耗量（設(shè)系統(tǒng)鈣硫比為 1.1-1

28、.3 時(shí)，脫硫率達(dá)到 90-95%） ；4.1 設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)（1）煙氣流量的選擇與計(jì)算煤成分表(取煤為研究對(duì)象) 所以理論需氧量為 60.33+6.25+1.091.5/2=66.92mol/則所需的理論空氣量為 66.92（3.78+1）=319.88 mol/ 即 319.88=7.17 m /10004 .223理論條件下煙氣組成成分C HO水分灰分S含量72.42.52.48.110.53.5摩爾量 mol60.33251.54.51.09理論需氧量 mol60.336.251.09成分CO2H O2SO2N2摩爾量 mol60.3312+4.51.0966.923.789 / 32理

29、論煙氣量為 60.33+（12+4.5）+1.09+66.923.78=330.88 mol/ 即 330.88 =7.41m /10004 .223設(shè)空氣過(guò)剩系數(shù) 1.1,則實(shí)際煙氣量為7.41+7.170.1=8.13 m /3鍋爐每小時(shí)用煤 90t,則煙氣產(chǎn)生量 V=8.13100090=731700m /h=203.3m /s33（2）煙氣 SO 的濃度2其中 SO 的體積為：1.0922.4/1000=0.024 m /23煙氣中 SO 的濃度為：0.024/(8.131000)=2.95/10000002 即(1.0964/1000)/8.13=8.58/1000/ m3按照 70

30、0mg/ m 的排放標(biāo)準(zhǔn)，則脫硫率至少為（8.58-0.7）/8.58=91.8，本3設(shè)計(jì)方案取 92煙氣中的 SO =1.09901000=2197.4 m /h =0.6104m /s210004 .2233脫硫率為 92(脫硫率=)，則出口煙氣中脫硫前二氧化硫的含量脫硫后的含量脫硫前二氧化硫含量-的 SO =2197.4（1-0.92）=175.80m /h =0.049m /s233系統(tǒng)硫鈣比為 1.02，石灰石純度為 90% (Ca/S=)，脫出的二氧化硫摩爾數(shù)耗鈣基摩爾數(shù)則石灰石消耗為（2197.4-175.80）/22.41001.02/1000=9.21t/h石膏產(chǎn)量為（CaC

31、O CaSO .2 H O ）19.210.9172/100=14.26t/h342（3）石灰石消耗量 每天產(chǎn)生 SO2的總量為 2737.65m3，即 2354357mol。設(shè)系統(tǒng)鈣硫比為1.02，石灰石純度為 90%，則石灰石消耗為：=11125kg/hdtw/267109 . 010002. 1235435764.2.工藝設(shè)計(jì)參數(shù)工藝設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括液氣比，鈣硫比，煙風(fēng)系統(tǒng)阻力等，其中最核心的10 / 32是液氣比和 Ca/S。（1）液氣比（L/G）在石灰石/石膏濕法 FGD 工藝中，液氣比表示洗滌單位體積飽和煙氣(m )3的吸收塔循環(huán)漿液體積(以升 L 為單位)，即L/G=10GLVV

32、3式中：循環(huán)漿液體積，L;LV煙氣體積（標(biāo)態(tài)） ，GV3m利用液氣比可以確定吸收劑的單位用量。根據(jù)煙氣中二氧化硫濃度，也可借助液氣比調(diào)節(jié)單位洗滌液的二氧化硫濃度。所以液氣比是決定脫硫效率的一個(gè)主要參數(shù)。濕法脫硫工藝的液氣比的選擇是關(guān)鍵的因素，對(duì)于噴淋塔，液氣比圍在 8L/m -25 L/m 之間，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料可知液氣比選擇 12.2 L/m 是333最佳的數(shù)值。（2）鈣硫摩爾比（Ca/S） 定義為每每脫除 1mol需加或的摩爾數(shù)，即 Ca/S=2SO3CaCOCaO脫出的二氧化硫摩爾數(shù)耗鈣基摩爾數(shù)理論計(jì)算 Ca/S=1，本設(shè)計(jì)取 1.025.噴淋吸收塔主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)(1)煙氣流速 在保證

33、除霧器對(duì)煙氣中所攜帶水滴的去除效率與吸收系統(tǒng)壓降允許的條件下，適當(dāng)提高煙氣流速，可加劇煙氣和漿液液滴之間的湍流強(qiáng)度，從而增加兩者之間的接觸面積。同時(shí)，較高的煙氣流速還可持托下落的液滴，延長(zhǎng)其在吸收區(qū)的停留時(shí)間，從而提高脫硫效率。 另外，較高的煙氣流速還可適當(dāng)減少吸收塔和塔件的幾何尺寸，提高吸收塔的性價(jià)比。在吸收塔中，煙氣流速通常為 34.5m/s。許多工程實(shí)踐表明，3.5m/s煙氣流速(110%過(guò)負(fù)荷)4.2m/s 是性價(jià)比較高的流速區(qū)域。 綜合考量，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選擇煙氣流速取 3.6m/s.11 / 32(2)吸收塔直徑吸收塔直徑計(jì)算公式為：21()2QA vDv式中 Q 為煙氣體積流量，m3

34、/h；v 為煙氣流速，m/s；A 為煙氣過(guò)流斷面面積，m2。 設(shè)塔的操作溫度為 70(343.15)，常溫時(shí)溫度為(293.15)，則此條件下20oC的煙氣流量為:Q=203.3343.15/293.15=237.98 m /s3則吸收塔直徑為：，取 9.2m。mVQD18. 96 . 398.237446.噴淋塔的高度設(shè)計(jì)（1） 噴淋塔吸收區(qū)高度設(shè)計(jì)方法一：達(dá)到一定的吸收目標(biāo)需要一定的塔高。通常煙氣中的二氧化硫濃度比較低。吸收區(qū)高度的理論計(jì)算式為 h=H0NTU (1) 其中：H0 為傳質(zhì)單元高度：H0=Gm/(kya)（ka為污染物氣相摩爾差推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)，a 為塔單位體積中有效的傳質(zhì)

35、面積。 ） NTU 為傳質(zhì)單元數(shù)，近似數(shù)值為 NTU=(y1-y2)/ ym，即氣相總的濃度變化除于平均推動(dòng)力ym=（y1-y2）/ln(y1/y2)(NTU 是表征吸收困難程度的量，NTU 越大，則達(dá)到吸收目標(biāo)所需要的塔高隨之增大。根據(jù)（1）可知：h=H0NTU=)ln()()(*22*11*22*112121yyyyyyyyyyakGyyyakGymmym=9.8110akyakY25. 07 . 04WG12 / 32 (2)82. 0WakL其中：y1,y2為脫硫塔煙氣進(jìn)塔出塔氣體中 SO2組分的摩爾比，kmol(A)/kmol(B),為與噴淋塔進(jìn)塔和出塔液體平衡的氣相濃度，kmol(

36、A)/kmol(B)*1y*2y kya 為氣相總體積吸收系數(shù)，kmol/(m3hkpa) x2，x1為噴淋塔石灰石漿液進(jìn)出塔時(shí)的 SO2組分摩爾比，kmol(A)/kmol(B)G 氣相空塔質(zhì)量流速，kg/(m2h) W 液相空塔質(zhì)量流速，kg/(m2h)y1=mx1, y2=mx2 (m 為相平衡常數(shù)，或稱分配系數(shù)，無(wú)量綱)kYa 為氣體膜體積吸收系數(shù)，kg/(m2hkPa) kLa 為液體膜體積吸收系數(shù)，kg/(m2hkmol/m3)式（2）中為常數(shù)，其數(shù)值根據(jù)表 表 溫度與值的關(guān)系溫度/10152025300.00930.01020.01160.01280.0143 采用吸收有關(guān)知識(shí)來(lái)

37、進(jìn)行吸收區(qū)高度計(jì)算是比較傳統(tǒng)的高度計(jì)算方法，雖然計(jì)算步驟簡(jiǎn)單明了，但是由于石灰石漿液在有噴淋塔自上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于石灰石濃度的減少和亞硫酸鈣濃度的不斷增加，石灰石漿液的吸收傳質(zhì)系數(shù)也在不斷變化，如果要算出具體的瞬間數(shù)值是不可能的，因此采用這種方法計(jì)算難以得到比較精確的數(shù)值。 以上是傳統(tǒng)的計(jì)算噴淋塔吸收區(qū)高度的方法，此外還有另外一種方法可以計(jì)算。方法二：為了更加準(zhǔn)確，減少計(jì)算的誤差，需要將實(shí)際的噴淋塔運(yùn)行狀態(tài)下的煙氣流量考慮在。而這部分的計(jì)算需要用到液氣比（L/G） 、煙氣速度 u（m/s）和鈣硫摩爾比(Ca/S)的值。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)選取的液氣比為 12.2L/，煙氣流速為3m3.6m/s,鈣硫

38、比為 1.02。13 / 32 含有二氧化硫的煙氣通過(guò)噴淋塔將此過(guò)程中塔總的二氧化硫吸收量平均到吸收區(qū)高度的塔容積中,即為吸收塔的平均容積負(fù)荷平均容積吸收率，以表示。吸收區(qū)高度 h1一般指煙氣進(jìn)口水平中心線到噴淋層中心線的距離。容積吸收率的定義為：含有二氧化硫的煙氣通過(guò)噴淋塔，塔噴淋漿液將煙氣中的 SO 濃度降低到符合排放標(biāo)準(zhǔn)的程度，將此過(guò)程中塔總的二氧化硫吸收2量平均計(jì)算到吸收區(qū)高度的塔容積中,即為吸收塔的平均容積負(fù)荷平均容積吸收率，以表示。其表達(dá)式如下：01QCKVh其中，平均容積吸收率，kg/（m3） ；C標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)口煙氣的質(zhì)量濃度，kg/m3；（本設(shè)計(jì)為 8.81） V吸收區(qū)容積，m

39、3；給定的二氧化硫吸收率（） ；本設(shè)計(jì)方案為 92 h1吸收塔吸收區(qū)高度，m；K0常數(shù)，K0=3600v273/(273+t)其數(shù)值取決于煙氣流速 v(m/s)和操作溫度() ；由于傳質(zhì)方程可得噴淋塔單位橫截面面積上吸收二氧化硫的量為：myyhakyyG)(21其中: G 為載氣流量(二氧化硫濃度比較低，可以近似看作煙氣流量)，kmol/( m2.s)；y1,y2 分別為、進(jìn)塔出塔氣體中二氧化硫的摩爾分?jǐn)?shù)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積分?jǐn)?shù)） ；ky 單位體積二氧化硫以氣相摩爾差為推動(dòng)力的總傳質(zhì)系數(shù)，kg/(m3s)；a 為單位體積的有效氣液傳質(zhì)面積，m2/m3；14 / 32 為平均推動(dòng)力，即塔底推動(dòng)力，

40、my)ln(/)(2121yyyyym所以 （3）hyyG/)(21又因?yàn)?(273/)273(4.22流速utG將式子（3）的單位換算成,可以寫(xiě)成)/(kg2sm （4）huyt/2732734 .226436001吸收塔進(jìn)口煙氣溫度設(shè)計(jì)為 110，煙氣一般被冷卻到 4655，取煙氣出口溫度為 30 。噴淋塔的操作溫度（110+30）/2=70y= 0.6104/203.3 = 0.30，由已經(jīng)有的經(jīng)驗(yàn)，吸收率圍在之間，??；)/(5 . 65 . 53smkg)/(63smkg代入（4）式可得 6=3600（64/22.4）273/(273+70) 3.60.00300.92/h求得吸收區(qū)高

41、度 h =13.6m。1如果僅從脫硫技術(shù)角度考慮，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取低值以求保險(xiǎn)；但如果考慮經(jīng)濟(jì)因素，低則塔容積增大，會(huì)使投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等增加。 在吸收區(qū)中，噴嘴布置分為 26 層，噴淋層間距 0.82m，脫硫率要求低時(shí)可減少，低負(fù)荷時(shí)可停運(yùn)某一層。本設(shè)計(jì)方案噴淋層設(shè)為 4，間距 2m。（2）煙氣進(jìn)口高度，出口高度：2h2h 根據(jù)工藝要求，進(jìn)出口流速（一般為 12m/s-30m/s）確定進(jìn)出口面積，一般希望進(jìn)氣在塔能夠分布均勻，且煙道呈正方形，故高度尺寸取得較小，但寬度不宜過(guò)大，否則影響穩(wěn)定性。其計(jì)算公式如下：15 / 32QhuL式中： u煙氣入口氣速，一般取 1415m/s；本設(shè)計(jì)取 14m/

42、s；L煙氣進(jìn)、出口寬度； Q高溫(取 110)狀態(tài)下煙氣進(jìn)口流量為： oCsm /2 .2852731102733 .2033 煙氣進(jìn)出口寬度占塔徑的 60%90%。本設(shè)計(jì)取入口寬度為徑的 90%，出口寬度為徑的 70%。則：L入 =9.20.9=8.28mL出=9.20.7=6.44m 所以由上面公式得：=285.2148.28=2.46m，取 2.5m。2h=285.2146.44=3.16m，取 3.2 。2hm（3）漿液池高度：3h 漿池容量 V1的計(jì)算表達(dá)式如下：11LVQ tG式中： L/G液氣比，取 12.2L/m3；Q煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)濕態(tài)容積，m3/，Q=203.3m3/s；h t

43、1漿液停留時(shí)間，48min，取 t1=6min=360s。 由上式可得噴淋塔漿液池體積：V1=(L/G) Qt1=12.2203.3360/1000=892.9m3 選取漿液池徑略大于吸收區(qū)徑，徑 D=9.3m。 根據(jù) V 計(jì)算漿液池高度：3h16 / 32mDvh2 .133 . 99 .892442213表 吸收塔高度參考表項(xiàng)目圍吸收塔入口寬度與直徑之比/ %6090入口煙道到第一層噴淋層的距離/ m23.5噴淋層間距/ m1.22最頂端噴淋層到除霧器的距離/ m1.22除霧器高度/ m2.03.0除霧器到吸收塔出口的距離/ m0.51吸收塔出口寬度與直徑之比/ %60100（4） 除霧區(qū)

44、高度：4h除霧區(qū)分為 2 層，本設(shè)計(jì)高度確定為 3.0m，即=3.0m。4h（5）煙道入口到第一層噴淋層的距離=23.5m；本設(shè)計(jì)取 3.0m。5h（6）煙氣進(jìn)口底部至漿液面的距離：一般定為 0.81.2m 為宜，本設(shè)計(jì)6h方案取 1.1m。（7）最頂層噴淋層到除霧器的距離=1.22m；本設(shè)計(jì)取 1.5m。7h（8）除霧器到吸收塔出口的距離=0.51m；本設(shè)計(jì)取 0.7m。8h因此噴淋塔最終的高度為： H=m2 .377 . 05 . 11 . 13232 .132 . 35 . 23217 / 32表 噴淋塔設(shè)計(jì)參數(shù)三、 總平面圖設(shè)計(jì)1.一般規(guī)定(1) 脫硫裝置的總體設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求：工藝

45、流程合理，煙道短捷；交通運(yùn)輸便捷；方便施工，有利于維護(hù)檢修；合理利用地形、地質(zhì)條件；充分利用廠公用設(shè)施；吸收塔各部分尺寸/m直徑 D9.2吸收區(qū)高度1h13.6煙氣進(jìn)口高度2h2.5煙氣出口高度2h3.2漿液池高度3h13.2除霧區(qū)高度4h3.0煙道入口到第一層噴淋層的距離5h3.0煙氣進(jìn)口底部至漿液面的距離6h1.1最頂層噴淋層到除霧器的距離7h1.5除霧器到吸收塔出口的距離8h0.7噴淋塔的最終高度H37.218 / 32節(jié)約用地，工程量小，運(yùn)行費(fèi)用低；符合環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生要求。(2) 技改工程應(yīng)避免拆遷運(yùn)行機(jī)組的生產(chǎn)建（構(gòu)）筑物和地下管線。當(dāng)不能避免 時(shí)，應(yīng)采取合理的過(guò)渡措施

46、。(3) 吸收劑卸料與貯存場(chǎng)所宜布置在對(duì)環(huán)境影響較小的區(qū)域。2.總平面布置總平面布置(1) 吸收塔宜布置在煙囪附近，漿液循環(huán)泵應(yīng)緊鄰吸收塔布置。吸收劑制備與脫硫副產(chǎn)品處理場(chǎng)地宜在吸收塔附近集中布置，或結(jié)合工藝流程和場(chǎng)地條件因地制宜布置。(2) 脫硫裝置與主體工程不能同步建設(shè)而需要預(yù)留脫硫場(chǎng)地時(shí)，宜預(yù)留在緊鄰鍋爐引風(fēng)機(jī)后部煙道與煙囪的外側(cè)區(qū)域。場(chǎng)地大小應(yīng)根據(jù)將來(lái)可能采用的脫硫工藝方案確定。在預(yù)留場(chǎng)地上不應(yīng)布置不便拆遷的設(shè)施。(3) 事故漿池或事故漿液箱的位置應(yīng)考慮多套裝置共用的方便。(4) 脫硫廢水處理間宜緊鄰石膏脫水車間布置，并有利于廢水處理達(dá)標(biāo)后與主體工程統(tǒng)一復(fù)用或排放。緊鄰廢水處理間的卸酸

47、、卸堿場(chǎng)地應(yīng)選擇在避開(kāi)人流的偏僻地帶。(5) 石膏倉(cāng)或石膏貯存間宜與石膏脫水車間緊鄰布置，并應(yīng)設(shè)順暢的運(yùn)輸通道。石膏倉(cāng)下面的凈空高度應(yīng)確保擬采用的石膏運(yùn)輸車輛能夠通暢。(6) 脫硫場(chǎng)地的標(biāo)高應(yīng)不受洪水危害。脫硫裝置若在主廠房區(qū)環(huán)形道路，防洪標(biāo)準(zhǔn)與主廠房區(qū)一樣；若在主廠房區(qū)環(huán)形道路外，防洪標(biāo)準(zhǔn)與其他場(chǎng)地一樣。(7) 脫硫裝置主要設(shè)施宜與鍋爐尾部煙道與煙囪零米高程一樣，并與其他相鄰區(qū)域的場(chǎng)地高程相協(xié)調(diào)，有利于交通聯(lián)系、場(chǎng)地排水和減少土石方工程量。(8) 新建電廠，脫硫場(chǎng)地的平整與土石方平衡應(yīng)由主體工程統(tǒng)一考慮。技改工程，脫硫場(chǎng)地應(yīng)力求土石方自身平衡。場(chǎng)地平整坡度視地形、地質(zhì)條件確定，一般為 0.5

48、2.0%；困難地段不小于 0.3%，但最大坡度不宜大于 3.0%。(9) 建筑物室、外地坪高差應(yīng)符合下列要求：19 / 32有車輛出入的建筑物室、外地坪高差，一般為 0.150.30m；無(wú)車輛出入的室、外高差可大于 0.30m；易燃、可燃、易爆、腐蝕性液體貯存區(qū)地坪宜低于周圍道路標(biāo)高。(10)當(dāng)開(kāi)挖工程量較大時(shí)，可采用階梯布置方式，但臺(tái)階高差不宜超過(guò) 5m，并設(shè)臺(tái)階間的連接踏步。擋土墻高度 3m 與以上時(shí)，墻頂應(yīng)設(shè)安全護(hù)欄。同一套脫硫裝置宜布置在同一臺(tái)階場(chǎng)地上。卸腐蝕性液體的場(chǎng)地宜設(shè)在較低處，且地坪應(yīng)做防腐蝕處理。(11)脫硫場(chǎng)地的排水方式應(yīng)與主體工程相統(tǒng)一。3.交通運(yùn)輸交通運(yùn)輸(1) 脫硫島

49、道路的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證脫硫島的物料運(yùn)輸便捷，消防通道暢通，檢修方便，并滿足場(chǎng)地排水的要求。并符合 GBJ22 的要求。(2) 吸收劑運(yùn)輸應(yīng)考慮防潮、防灑落和防揚(yáng)塵等措施。(3) 脫硫島的道路應(yīng)與廠道路形成路網(wǎng)。并根據(jù)生產(chǎn)、生活、消防和檢修的需要設(shè)置行車道路、消防車通道和人行道。(4) 物料裝卸區(qū)域停車位路段縱坡宜為平坡，當(dāng)布置困難時(shí)，坡度不宜大于 1.5%，應(yīng)設(shè)足夠的汽車會(huì)車、回轉(zhuǎn)場(chǎng)地，并按行車路面要求進(jìn)行硬化處理。(5) 脫硫島裝置密集區(qū)域的道路宜采用混凝土塊鋪砌等硬化方式處理，以便于檢修與清掃。(6) 進(jìn)廠吸收劑應(yīng)設(shè)有計(jì)量裝置和取樣裝置，也可與電廠主體工程共用。4.綜合管線布置綜合管線布置(1

50、) 脫硫設(shè)備的管線綜合布置應(yīng)與主體工程協(xié)調(diào)一致，主要管架和溝道、電纜橋架宜集中布置，并留有足夠的管線走廊。漿液管道布置應(yīng)考慮坡度，不出現(xiàn)低洼彎點(diǎn)。在寒冷地區(qū)，應(yīng)考慮電伴熱或蒸汽伴熱等防凍措施。管架、管線和溝道宜沿道路布置，地下管線和溝道一般宜敷設(shè)在道路行車部分之外，當(dāng)確需沿道路下敷設(shè)或與道路交叉時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采取加固等防護(hù)措施。(2) 架空管道在跨越道路時(shí)應(yīng)符合 HJ/T179-2005 和 DL5000 的規(guī)定。20 / 32四、配套設(shè)施設(shè)計(jì)計(jì)算1.增壓風(fēng)機(jī)的選型 根據(jù)實(shí)際需要，增壓風(fēng)機(jī)的位置選在進(jìn)入 GGH 之前，一方面可以防止防腐不過(guò)關(guān)的問(wèn)題，一方面可以大大降低初期投資。增壓風(fēng)機(jī)的選

51、型，根據(jù)需要可以選擇離心風(fēng)機(jī)、靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)(靜調(diào)風(fēng)機(jī))和動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)(動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī))。離心風(fēng)機(jī)由于存在體積大、占地面積大與檢修吊起困難等弊端，在煙氣脫硫工程中較少被采用，增壓風(fēng)機(jī)一般選擇軸流風(fēng)機(jī)。由于靜調(diào)風(fēng)機(jī)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)速較低、可靠性較高、初投資和維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)考慮到本設(shè)計(jì)中電廠的發(fā)電功率不算很大，風(fēng)機(jī)負(fù)荷不算重，不需要用動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)，故選用靜調(diào)風(fēng)機(jī)，配 2 臺(tái)。2.煙氣換熱器的選型GGH 的作用是降低進(jìn)入吸收塔原煙氣的溫度，使其適合脫硫反應(yīng)的最佳溫度；提高凈煙氣溫度，避免煙氣進(jìn)入煙囪后發(fā)生低溫腐蝕并利于排煙。煙氣換熱器有回轉(zhuǎn)式、管式換熱器 2 種。針對(duì)該工程實(shí)際情況，考慮到占地

52、面積盡量小、輔助設(shè)備盡量少、設(shè)備投資與運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用盡量少、運(yùn)行可靠性能盡量高、操作盡量簡(jiǎn)易等因素，采用1 臺(tái)回轉(zhuǎn)式換熱器作為該脫硫工程的煙氣換熱器。3.漿液循環(huán)泵的選型吸收塔再循環(huán)泵安裝在吸收塔旁，用于吸收塔石膏漿液的再循環(huán)，采用單流和單級(jí)臥式離心泵。由于吸收塔循環(huán)液是固液雙相流介質(zhì)，這種高速流動(dòng)且成分復(fù)雜的介質(zhì)對(duì)循環(huán)泵的用材提出了苛刻的要求。漿液循環(huán)泵過(guò)流部件耐蝕、耐磨性能是決定泵使用壽命的重要指標(biāo)。 合金泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、壽命長(zhǎng)、維修量小的特點(diǎn)，故選用合金泵作為本設(shè)計(jì)的漿液循環(huán)泵。21 / 32 漿液再循環(huán)系統(tǒng)采用單元制，每個(gè)噴淋層配一臺(tái)漿液循環(huán)泵，共 5 臺(tái)。 漿液循環(huán)量由液氣比

53、和煙氣流量共同決定。本設(shè)計(jì)中由于液氣比GL=12.2L/m3，煙氣量為 203.3m3/s，因此漿液循環(huán)量為GLhmsLL/0 .8929/1 .24803 .2032 .123 每臺(tái)漿液循環(huán)泵的循環(huán)量為 2232.2m3/h，取為 3000m3/h。4.氧化風(fēng)機(jī)的選型亞硫酸鈣和亞硫酸氰鹽的氧化分為兩個(gè)部分，一是吸收塔煙氣中氧氣進(jìn)入漿液液滴的自然氧化，二是空氣通過(guò)曝氣管網(wǎng)進(jìn)入漿液池的強(qiáng)制氧化。氧化風(fēng)機(jī)設(shè)在氧化風(fēng)機(jī)房，其作用是為吸收塔漿池中的漿液提供充足的氧化空氣。風(fēng)機(jī)主要有 3 類：離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)和羅茨風(fēng)機(jī)。由于羅茨風(fēng)機(jī)為高壓恒流風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓最高可達(dá) 150KPa，且適合恒流量負(fù)載的情況，因

54、此選用羅茨風(fēng)機(jī)。 考慮空氣富裕量，氧化所需的氧氣量等于 SO2 的產(chǎn)生量，即 0.6104m3/s,取空氣濕度為 0.0116 所以鼓風(fēng)風(fēng)量為hmsm/10620/95. 2)0116. 01 ()78. 31 (6104. 033選用 2 臺(tái) RT-300 的羅茨風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速為 1086rpm，功率 37.00kw，一臺(tái)備用。5.氧化吸收池?cái)嚢铏C(jī)的選型 在吸收塔底部，石灰石漿液經(jīng)過(guò)脫硫過(guò)程之后，變成了 CaSO3和，此時(shí)為了使氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣能夠充分地和 CaSO3和OHCaSO2321接觸，以便充分氧化，需要 CaSO3和的混合溶液部顆OHCaSO2321OHCaSO2321粒分布均勻，在

55、這種情況下，需要使用攪拌器來(lái)使溶液懸浮顆粒均勻混合，同時(shí)增大和空氣接觸的面積。在吸收塔漿液池的下部，沿塔徑向布置四臺(tái)側(cè)進(jìn)式攪拌器，其作用是使?jié){液22 / 32的固體維持在懸浮狀態(tài)，同時(shí)分散氧化空氣。攪拌器安裝有軸承罩、主軸、攪拌葉片、機(jī)械密封。攪拌器葉片安裝在吸收塔降池，與水平線約為 10 度傾角、與中心線約為-7 度傾角。采用低速攪拌器，有效防止?jié){液沉降。攪拌槳型式為三葉螺旋槳，軸的密封形式為機(jī)械密封。吸收塔攪拌器的攪拌葉片和主軸的材質(zhì)為合金鋼。在運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁觸摸傳動(dòng)部件與拆下保護(hù)罩。向吸收塔加注漿液時(shí)，攪拌器必須不停地運(yùn)行。6.石灰石漿液制備系統(tǒng)石灰石塊（粒度20mm）經(jīng)電廠自備汽車運(yùn)輸卸入

56、卸料斗，再經(jīng)擋邊帶式輸送機(jī)送入石灰石貯倉(cāng)。石灰石塊通過(guò)安裝在貯倉(cāng)下部的皮帶稱重給料機(jī)，將一定量的石灰石送入濕式球磨機(jī)的磨頭，并與水混和進(jìn)入濕式球磨機(jī)研磨，研磨后的半成品從磨尾出來(lái)流入石灰石漿液循環(huán)池，石灰石漿液循環(huán)池上的石灰石漿液循環(huán)泵將石灰石漿液打入石灰石漿液旋流站，石灰石漿液經(jīng)旋流后，合格的石灰石漿液溢流進(jìn)入石灰石漿液箱，不合格的石灰石漿液返回濕式球磨機(jī)的除塵設(shè)備磨頭重新研磨。石灰石漿液循環(huán)池、石灰石漿液箱上安裝有攪拌器，以防漿液沉淀。石灰石漿液箱中的漿液再經(jīng)調(diào)漿，達(dá)設(shè)計(jì)要求 1250kg/m3 (含固量 30)。這樣制成的石灰石漿液用石灰石漿液泵打到吸收塔，根據(jù)煙氣負(fù)荷、脫硫塔煙氣入口的

57、 SO2 濃度和 pH 值來(lái)控制噴入吸收塔的漿液量，剩余部分返回制漿。為了防止結(jié)塊和堵塞, 要使?jié){液不斷地流動(dòng)循環(huán)。 已計(jì)算石灰石消耗為（2197.4-175.80）/22.41001.02/1000=9.21t/h 由以上計(jì)算知每天所需的石灰石量為 221.04t/d，根據(jù)漿液密度 1250kg/m3 (含固量 30)，可以計(jì)算出所需漿液量為hmdm/56.24/44.589%301250100004.22133選用 2 臺(tái)流量 40m3/h，揚(yáng)程 20m 的潤(rùn)神 GMZ 系列石灰石漿液泵，一臺(tái)備用。五、存在的問(wèn)題與解決方法23 / 321. 煙氣降溫問(wèn)題 大多數(shù)含硫煙氣溫度為120185或

58、更高, 而吸收操作則要求在較低溫度下( 60左右) 進(jìn)行, 因而在進(jìn)行吸收之前要對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)冷卻, 將其冷卻到60左右。常用冷卻煙氣的方法有: 應(yīng)用熱交換器間接冷卻; 直接噴淋冷卻; 用預(yù)洗滌塔除塵增濕降溫等。這些都是較好的方法, 也是目前使用較廣泛的方法。2.結(jié)垢和堵塞問(wèn)題 在濕法煙氣脫硫中, 設(shè)備常常發(fā)生結(jié)垢和堵塞。造成這種現(xiàn)象的原因有三個(gè): 因溶解或料漿中水分蒸發(fā), 導(dǎo)致固體沉積; Ca(OH)2 或CaCO3 沉積或結(jié)晶析出, 造成結(jié)垢; CaSO3 或CaSO4 從溶液中結(jié)晶析出, 石膏晶體沉淀在設(shè)備表面并生長(zhǎng)成為結(jié)垢。在操作中出現(xiàn)的人為因素也是要重視的, 如沒(méi)有嚴(yán)格按操作規(guī)程, 加

59、入過(guò)量的鈣質(zhì)脫硫劑, 引起洗滌液pH 值過(guò)高, 促進(jìn)了CO2 的吸收, 生成過(guò)多的CaCO3、CaSO4 等沉淀物質(zhì); 含塵多的煙氣沒(méi)經(jīng)嚴(yán)格除塵就進(jìn)入吸收塔脫硫。目前常見(jiàn)的防止結(jié)垢堵塞的方法有: 在工藝操作上, 控制吸收液中水分蒸發(fā)速度和蒸發(fā)量。適當(dāng)控制料漿的pH 值。因?yàn)殡SpH 值的降低CaSO3溶解度明顯增大, 就越不易造成結(jié)垢。但若pH值低, 溶液中有較多的CaSO3, 易使石灰石粒子表面鈍化而抑制了吸收反應(yīng)的進(jìn)行, 并且過(guò)低還易腐蝕設(shè)備。所以漿液的pH 值應(yīng)控制適當(dāng), 一般采用石灰石漿液時(shí), pH 值控制為5.86.2。溶液中易于結(jié)晶的物質(zhì)不能過(guò)飽和, 保持溶液有一定的晶種。可以在吸收液中加入CaSO42H2O 或CaSO3 晶種來(lái)控制吸收液過(guò)飽和并提供足夠的沉積表面, 使溶解鹽優(yōu)先沉淀在上面, 減少固體物向設(shè)備表面的沉積和增長(zhǎng)。對(duì)于難溶的鈣質(zhì)吸收劑要采用較小的濃度和較大的液氣比。如石灰石漿液的濃度一般控制小于15%。嚴(yán)格除塵, 控制煙氣中的煙塵量。設(shè)備結(jié)構(gòu)要作特殊設(shè)計(jì), 盡量滿足吸收塔持液量大、氣液相間相對(duì)速度高、有較大的氣液接觸面積、部構(gòu)件少、壓力降小等條件。另外, 還要選擇表面光