脫硫培訓(xùn)教材

-.z.燃煤電廠石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)培訓(xùn)教材中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程**二○一一年七月-.z.前言近幾年，我國煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)得到了較快開展，建立了相當(dāng)數(shù)量的煙氣脫硫設(shè)施。隨著大量石灰石/石膏濕法煙氣脫硫裝置投入運(yùn)行，脫硫裝置已經(jīng)成為除鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)外燃煤電站運(yùn)行人員操作與管理的主要裝置，其運(yùn)行與管理的水平直接影響到電站的經(jīng)濟(jì)性與平安性。為滿足脫硫運(yùn)行/維護(hù)崗位人員培訓(xùn)的需求，中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程**組織技術(shù)人員，在全面總結(jié)已投產(chǎn)的57個工程工程117套環(huán)保裝置的建立、運(yùn)行經(jīng)歷根底上,編寫了這本"燃煤電廠石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)"，作為公司內(nèi)部培訓(xùn)及用戶培訓(xùn)的教材。本書主要包括法規(guī)政策、煙氣脫硫理論知識、設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)等內(nèi)容。本書首先介紹了脫硫裝置運(yùn)行和維護(hù)的必備知識，以及崗位技能所具備的專業(yè)知識。其次，結(jié)合仿真上機(jī)操作的輔助教學(xué)手段，對石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)進(jìn)展了重點(diǎn)講解。在編寫過程中，得到了中國電力投資集團(tuán)公司各級領(lǐng)導(dǎo)、廣**仁的大力支持，在此表示感謝！由于水平有限，加之時間緊迫，錯誤在所難免，希各位同行批評斧正。編者：2011年07月-.z.-.z.**華電葦湖粱發(fā)電**2×125MW機(jī)組煙氣脫硫技改工程培訓(xùn)資料第四章電氣局部中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程**－YDEP目錄第一局部緒論3第一節(jié)我國二氧化硫的排放現(xiàn)狀3一、二氧化硫的來源3二、我國二氧化硫的排放現(xiàn)狀3第二節(jié)我國二氧化硫的污染狀況4一、酸雨污染不斷加重4二、硫沉降量持續(xù)增加6三、以細(xì)顆粒物為主的其他污染問題日益突出6四、城市二氧化硫和氮氧化物污染形勢嚴(yán)峻7第三節(jié)二氧化硫控制的政策法規(guī)7第二局部石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)與主要設(shè)備 9第一節(jié)常見的幾種煙氣脫硫技術(shù)9一、濕法煙氣脫硫技術(shù)9二、半干法/干法煙氣脫硫技術(shù)15第二節(jié)石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的主要化學(xué)反響19一、脫硫反響機(jī)理19二、吸收塔中不同區(qū)域的主要化學(xué)反響21第三節(jié)石灰石/石膏濕法煙氣脫硫工藝流程及主要設(shè)備23一、石灰石漿液制備系統(tǒng)24二、煙氣系統(tǒng)30三、SO2吸收系統(tǒng)38四、石膏脫水系統(tǒng)47五、工藝水、工業(yè)水系統(tǒng)50六、漿液排放與回收系統(tǒng)50七、壓縮空氣系統(tǒng)51第三局部脫硫裝置的運(yùn)行51第一節(jié)脫硫裝置的啟動與停運(yùn)51一、脫硫裝置的停運(yùn)51二、脫硫裝置的啟動52第二節(jié)脫硫裝置的運(yùn)行維護(hù)53一、脫硫裝置的運(yùn)行調(diào)節(jié)53二、脫硫裝置的運(yùn)行維護(hù)54三、脫硫裝置運(yùn)行平安性56第三節(jié)脫硫裝置常見故障57一、6kV電源中斷57二、380V電源中斷58三、工藝水中斷58四、增壓風(fēng)機(jī)跳閘58五、吸收塔循環(huán)泵全停58六、工業(yè)水中斷59七、鍋爐排煙SO2濃度超過脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許值59八、泵運(yùn)行中出現(xiàn)無流量現(xiàn)象59九、脫水機(jī)異常和故障處理59十、吸收塔漿液pH異常59十一、火災(zāi)60第一局部緒論第一節(jié)我國二氧化硫的排放現(xiàn)狀一、二氧化硫的來源二氧化硫主要來源于含硫化石燃料如煤和重油的燃燒，其中煤約占全世界與能源有關(guān)的二氧化硫排放總量的80%，剩余的20%來自石油，它們所占的比例因各國能源構(gòu)造而異。城市環(huán)境空氣中的二氧化硫主要來自火力發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐、金屬冶煉廠、造紙廠、生活取暖、炊事、垃圾燃燒及柴油機(jī)動車的排放等。我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭一直占我國能源的生產(chǎn)和消耗的70%以上，而且在已探明的一次能源儲藏中，煤炭仍是主要能源。2002年，在我國的一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，煤炭分別占總量的70.7%、66.1%，石油分別占總量的17.2%、23.4%，天然氣分別占3.2%、2.7%，水電和核電分別占8.9%、7.8%。2004年6月30日，我國"能源中長期開展規(guī)劃綱要〔2004~2020年〕"〔草案〕提出了"以煤炭為主體，電力為中心，油氣和新能源全面開展〞的戰(zhàn)略，據(jù)此預(yù)測，到2050年，煤在一次能源中所占比例仍在50%以上。因此，我國能源構(gòu)造的特點(diǎn)決定了二氧化硫主要來自于燃煤排放。二、我國二氧化硫的排放現(xiàn)狀最近十多年來，我國二氧化硫排放總體呈逐步增長態(tài)勢。1995年，我國二氧化硫排放量到達(dá)2370萬t，首次超過歐洲和美國，成為世界二氧化硫排放第一大國。其后，得益于一系列控制減排措施，二氧化硫排放量曾一度得到控制。但隨著近年來電力的高速開展，二氧化硫排放量又開場上升，并且自2005年起，我國連續(xù)多年二氧化硫的排放總量位于世界第一，且于2006年到達(dá)了創(chuàng)紀(jì)錄的2588.8萬t，2007年二氧化硫排放量同比有所減少，但仍處高位。圖1-1示出了近十幾年我國二氧化硫排放量的情況。圖1-1近些年我國SO2排放量的情況第二節(jié)我國二氧化硫的污染狀況大量的環(huán)境監(jiān)測資料說明，由于大氣層中的酸性物質(zhì)增加，地球大局部地區(qū)上空的云水正在變酸，如不加控制，酸雨區(qū)的面積將繼續(xù)擴(kuò)大，給人類帶來的危害也將與日俱增。現(xiàn)已確認(rèn)，大氣中的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物質(zhì)。大氣中的二氧化硫和二氧化氮主要來源于煤和石油的燃燒。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年排放進(jìn)大氣的二氧化硫約1億t，二氧化氮約5000萬t，所以，酸雨主要是人類生產(chǎn)活動和生活造成的。美國測定的酸雨成分中，硫酸占60%，硝酸占32%，鹽酸占6%，其余是碳酸和少量有機(jī)酸。而如前所述，中國的酸雨主要是硫酸型，大都是由于排放二氧化硫造成的。目前，全球已形成三大酸雨區(qū)。我國覆蓋**、**、**、**、**、**、**、**、**和**等省市局部地區(qū)，面積達(dá)200多萬平方公里的酸雨區(qū)是世界三大酸雨區(qū)之一。世界上另兩個酸雨區(qū)是以德、法、英等國為中心，涉及大半個歐洲的北歐酸雨區(qū)和包括美國和加拿大在內(nèi)的北美酸雨區(qū)。我國酸雨區(qū)面積擴(kuò)大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕見的。"八五〞期間，酸雨污染區(qū)己由西南等少數(shù)地區(qū)擴(kuò)展到長江以南、青藏高原以東的大局部地區(qū)及**盆地，1995年，年均降水pH值小于5.6的區(qū)域已占到國土面積的40%左右，硫沉降量超臨界負(fù)荷的面積為210萬km2，占國土面積的21.9%。1998年我國酸雨區(qū)由南向北迅速擴(kuò)大，已超過國土面積的40%。當(dāng)前我國酸雨和二氧化硫的污染狀況主要有以下特點(diǎn)：一、酸雨污染不斷加重酸雨監(jiān)測結(jié)果說明，二十世紀(jì)九十年代全國降水酸度總體上保持穩(wěn)定狀態(tài)，2000年以后降水酸度呈現(xiàn)出總體升高的趨勢，到2005年，降水中的硫酸根和硝酸根的平均濃度分別升高12%和40%。我國酸雨區(qū)主要分布在長江以南，青藏高原以東，包括**、**、**、**、**、**等省市的大局部地區(qū)，以及**、**、**、**、**、**和**等省市的局部地區(qū)，北方局部地區(qū)也開場出現(xiàn)酸性降水。重酸雨區(qū)的面積由2002年占國土面積的4.9%增加到2005年的6.1%。圖1-22006年全國酸雨發(fā)生頻率區(qū)域分布圖1.酸雨影響的城市比例在2006年524個參加監(jiān)測統(tǒng)計(jì)的城市〔縣〕中，283個城市〔縣〕出現(xiàn)至少1次以上的酸雨，占54.0%。6個市〔縣〕〔**建德市、象山縣、**市、安吉縣、嵊泗縣、**江津市〕酸雨頻率為100%。2006年全國酸雨發(fā)生頻率區(qū)域分布圖如圖1-5所示。2.全國酸雨發(fā)生頻率分布2006年，全國酸雨發(fā)生率在5%以上區(qū)域占國土面積的32.6%，酸雨發(fā)生率在25%以上區(qū)域占國土面積的15.4%〔見圖1-2〕。3.全國酸雨區(qū)域分布2006年，全國酸雨分布區(qū)域主要集中在長江以南，**、**以東的區(qū)域。主要包括**、**、**、**、**、**的大局部地區(qū)，以及長江、珠江三角洲地區(qū)〔見圖1-3〕。圖1-3全國酸雨區(qū)域分布圖4.各地區(qū)酸雨強(qiáng)度比擬〔1〕降水pH值2006年，全國22個省份受到酸雨影響，其中**、**、**、**、**五省市70%以上的城市受到酸雨影響〔見圖1-4〕。圖1-4各地區(qū)降水pH平均值<5.6的城市比例〔2〕酸雨發(fā)生頻率從酸雨發(fā)生頻率分析，**、**、**、**、**、**六省市受酸雨影響最重，**、**酸雨也較為嚴(yán)重〔見圖1-5〕。圖1-5各地區(qū)酸雨頻率>25%的城市比例二、硫沉降量持續(xù)增加監(jiān)測和研究結(jié)果說明，我國存在五個硫沉降強(qiáng)度高值區(qū)：以**為中心的西南區(qū)、以長三角為中心的華東區(qū)、以珠三角為中心的華南區(qū)、冀魯豫地區(qū)和京津冀地區(qū)。硫沉降強(qiáng)度超過臨界負(fù)荷的區(qū)域占全國陸地面積的20%以上，其中****一帶、長三角和珠三角地區(qū)的硫沉降強(qiáng)度嚴(yán)重超臨界負(fù)荷。三、以細(xì)顆粒物為主的其他污染問題日益突出二氧化硫和氮氧化物不僅造成酸雨污染，而且在長距離輸送過程中經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化形成硫酸鹽和硝酸鹽粒子，從而引起區(qū)域范圍的細(xì)顆粒物污染。研究說明，目前我國局部地區(qū)可吸入顆粒物中硫酸根和硝酸根離子的奉獻(xiàn)到達(dá)15μg/m3。細(xì)顆粒物不僅對人體安康造成危害，也導(dǎo)致了大氣能見度降低。在一些大中型城市，大氣中的氮氧化物污染還引起了臭氧濃度升高，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染，、**、**等城市的大氣臭氧濃度時有超標(biāo)。四、城市二氧化硫和氮氧化物污染形勢嚴(yán)峻2005年，341個城市空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果說明，22.6%的城市空氣中二氧化硫年均濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)，6.5%的城市超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)，約1/3的城市人口生活在空氣二氧化硫濃度超標(biāo)的環(huán)境中。"十五〞以來，113個大氣污染防治重點(diǎn)城市空氣中的二氧化氮年均濃度呈現(xiàn)總體升高趨勢。、**、**、**、**、**、**、**等大城市空氣中二氧化氮濃度相對較高。第三節(jié)二氧化硫控制的政策法規(guī)我國政府十分重視二氧化硫排放的治理，相繼出臺了多項(xiàng)法規(guī)、政策和措施，并制定了一系列的治理方案?！?〕1987年全國六屆全國人民代表大會常務(wù)委員會公布了"大氣污染防治法"。1995年，全國人大第一次修訂了"大氣污染防治法"，并首次提出了劃定酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)〔即兩控區(qū)〕的要求?！?〕1996年國家環(huán)?？偩中抻喠?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)"，在"大氣污染防治法"的根底上進(jìn)一步規(guī)定了燃煤電廠二氧化硫排放濃度限值。2003年12月，國家環(huán)?？偩謱υ摌?biāo)準(zhǔn)又做了進(jìn)一步修訂，規(guī)定燃煤電廠的二氧化硫排放要求更高，其中新建機(jī)組的二氧化硫排放濃度必需小于400mg/m3?！?〕1998年1月，面對我國二氧化硫排放的嚴(yán)峻形勢，公布的"國務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)"，又進(jìn)一步要求：除以熱定電的熱電廠外，制止在大中城市城區(qū)及近郊區(qū)新建燃煤火電廠；新建、改造燃煤含硫量大于1%的電廠，必須建立脫硫設(shè)施；現(xiàn)有燃煤含硫量大于1%的電廠，要在2000年前采取減排二氧化硫的措施，在2010年前分期分批建成脫硫設(shè)施或采取其他具有相應(yīng)效果的減排二氧化硫的措施；化工、冶金、建材、有色等污染嚴(yán)重的企業(yè)，必須建立工藝廢氣處理設(shè)施或采取其他減排措施?！?〕2000年全國人大根據(jù)我國二氧化硫治理形勢，再次修訂了"大氣污染防治法"，并明確了排污收費(fèi)、超標(biāo)**的原則?！?〕2002年，國家環(huán)境保護(hù)總局、國家經(jīng)貿(mào)委、科技部根據(jù)新修訂的"大氣污染防治法"，聯(lián)合發(fā)布了"燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策"。政策中規(guī)定：電廠鍋爐、大型工業(yè)鍋爐和窯爐使用中、高硫份燃煤的，應(yīng)安裝煙氣脫硫設(shè)施；中小型工業(yè)鍋爐和爐窯，應(yīng)優(yōu)先使用優(yōu)質(zhì)低硫煤、洗選煤等低污染燃料或其他清潔能源；城市民用爐灶鼓勵使用電、燃?xì)獾惹鍧嵞茉椿蚬塘蛐兔禾娲荷?。同?月19日，國務(wù)院批準(zhǔn)國家環(huán)?？偩痔岢龅?兩控區(qū)酸雨和二氧化硫污染防治"十五〞方案"。方案中要求，繼續(xù)加大兩控區(qū)二氧化硫污染防治力度，控制火電廠二氧化硫排放，加快建立一批火電廠脫硫設(shè)施，新建、擴(kuò)建和改建火電機(jī)組必須同步安裝脫硫裝置或采取其它脫硫措施?！?〕2003年1月2日，國務(wù)院為了落實(shí)新修訂的"大氣污染防治法"中提出的排污收費(fèi)的制度，發(fā)布"排污費(fèi)征收使用管理?xiàng)l例"，自2003年7月1日起實(shí)施。二氧化硫排污費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)2003年7月、2004年7月和2005年7月開場分別為0.21元/kg、0.42元/kg和0.63元/kg?！?〕2006年，國家環(huán)?？偩钟峙c各省政府、六大電力集團(tuán)簽定污染物削減目標(biāo)責(zé)任書，規(guī)定了各省和六大電力公司"十一五〞二氧化硫總量目標(biāo)、控制措施和重點(diǎn)治理工程；還規(guī)定國家環(huán)保總局每年對執(zhí)行情況進(jìn)展考核，將考核結(jié)果上報(bào)國務(wù)院并向社會公布。目前，國家正在探索一些包括經(jīng)濟(jì)上扶持在內(nèi)的手段，鼓勵和支持企業(yè)控制二氧化硫排放。如利用國債和環(huán)保補(bǔ)助資金支持一批重點(diǎn)火電脫硫工程建立、給予脫硫的老機(jī)組增加上網(wǎng)電價(jià)、電廠剩余總量控制指標(biāo)可以進(jìn)展交易、開展BOT方式建立脫硫設(shè)施試點(diǎn)，以及開展回收資源的脫硫技術(shù)，并給脫硫副產(chǎn)物綜合利用減免稅政策等。各地方部門也加大了對火電企業(yè)的污染控制力度?！?〕嚴(yán)格執(zhí)行新的"火電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)"?！?〕因地制宜制訂措施削減二氧化硫排放量。**、**、**、**等省2003年底前已經(jīng)關(guān)停了轄區(qū)內(nèi)5萬kW以下燃煤凝氣式小機(jī)組。**、**、**、**、**、**等地正著手把二氧化硫排污費(fèi)列入專項(xiàng)資金，支持重點(diǎn)火電廠脫硫工程的建立。**、**、**等地正在研究制定發(fā)電環(huán)保折價(jià)優(yōu)惠政策和環(huán)保優(yōu)先的發(fā)電調(diào)度管理方法?！?〕堅(jiān)決落實(shí)國務(wù)院批復(fù)的"兩控區(qū)〞污染防治方案。對重點(diǎn)工程中的火電廠脫硫工程建立督辦制度，要求定期上報(bào)工程進(jìn)展情況，并將在主要媒體上進(jìn)展公示。〔4〕積極爭取國家資金支持。2008年國家發(fā)改委已經(jīng)投入5個億的國債資金用于脫硫，同時國家環(huán)?？偩忠矊⒃?008年及以后的排污費(fèi)中拿出相應(yīng)的比例用于支持火電廠脫硫以及相應(yīng)的在線監(jiān)測裝置的建立?！?〕編制國家酸雨控制"十一五〞方案和2020年遠(yuǎn)景規(guī)劃。其目的就是要在確?？刂贫趸蚝退嵊晡廴镜那疤嵯?，給電廠一定的提前量，使得企業(yè)能夠了解國家的污染控制政策走向，做好本企業(yè)的污染防治工作。國家依據(jù)各地的自然條件、經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境容量，以確?？茖W(xué)性、穩(wěn)定性和長期性的原則，制訂了火電廠二氧化硫配額分配方法和原則。第二局部石灰石/石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)與主要設(shè)備第一節(jié)常見的幾種煙氣脫硫技術(shù)一、濕法煙氣脫硫技術(shù)石灰石－石膏濕法脫硫技術(shù)石灰石-石膏濕法開展歷史較長，是目前世界上脫硫技術(shù)最成熟，使用業(yè)績最多，運(yùn)行狀況較為穩(wěn)定的脫硫工藝。石灰石/石灰-石膏濕法煙氣脫硫工藝采用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。以石灰石為吸收劑的主要脫硫反響為：SO2+H2O→H2SO3CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2OCaSO3+O2→CaSO4CaSO4+H2O→CaSO4·2H2O圖2-1典型石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝流程圖典型的石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝如圖2-1所示。在石灰石漿液制備局部，石灰石經(jīng)過磨制后與水混合得到固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%-30%左右的漿液。來自鍋爐的煙氣一般經(jīng)過除塵設(shè)備、煙氣換熱器后，進(jìn)入吸收塔洗滌，凈化后的煙氣再通過換熱器升溫后，通過煙囪排入大氣。該法優(yōu)點(diǎn)是適用煤種含硫量范圍廣，脫硫效率高〔大于95%〕，吸收劑利用率高〔大于90%〕，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高，技術(shù)成熟，石灰石來源豐富且廉價(jià)、石灰石吸收劑無加工污染，還適用于大機(jī)組和多煤種，脫硫產(chǎn)物石膏可以經(jīng)處理后綜合利用。但實(shí)踐中也存在著一些問題：1〕生成的脫硫渣是二水石膏，如果不能綜合利用，需要堆在灰場；2〕產(chǎn)生大量廢水需要再處理；3〕存在積垢、堵塞、腐蝕、磨損等問題；4〕工藝復(fù)雜，工程投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。我國絕大多數(shù)火電廠煙氣脫硫裝置也采用此工藝。同時，我國也已形成了局部具有自主知識產(chǎn)權(quán)的濕法脫硫工藝，如遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保的YD-BSP煙氣脫硫工藝，國電龍?jiān)喘h(huán)保的龍?jiān)礉穹煔饷摿蚣夹g(shù)，蘇源環(huán)保的OI2－WFGD脫硫技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用均取得了良好的效果。氨法脫硫技術(shù)〔1〕氨－硫銨法脫硫技術(shù)采用氨水作為脫硫吸收劑，與進(jìn)入反響塔的煙氣接觸混合，煙氣中SO2與氨水反響，生成亞硫酸銨，與空氣進(jìn)展氧化反響，生成硫酸銨溶液，主要反響為：SO2＋H2O＋2NH3→(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2＋H2O→2NH4HSO3在吸收塔底槽，亞硫酸銨被吹入的空氣氧化生成硫酸銨：(NH4)2SO3+1/2O2＋H2O→(NH4)2SO4其工藝流程如圖2-2所示。鍋爐引風(fēng)機(jī)〔或脫硫增壓風(fēng)機(jī)〕出來的煙氣，經(jīng)換熱降溫至100℃左右進(jìn)入脫硫塔用氨溶液循環(huán)吸收生產(chǎn)亞硫酸銨；脫硫后的圖2-2氨－硫氨法脫硫工藝流程圖煙氣經(jīng)除霧器進(jìn)入再熱器加熱至70℃左右后進(jìn)入煙囪排放。氨水吸收SO2后，形成的亞硫酸銨在吸收塔底部氧化成硫酸銨溶液，再將硫酸銨溶液泵打入過濾器，除去溶液中的煙塵送入蒸發(fā)結(jié)晶器。硫酸銨溶液在蒸發(fā)結(jié)晶器中蒸發(fā)結(jié)晶，生成的結(jié)晶漿液流入過濾離心機(jī)別離得到固體硫酸銨〔含水量2~3%〕，再進(jìn)入枯燥器，枯燥后的成品入料倉進(jìn)展包裝，即可得到商品硫酸銨化肥，該技術(shù)具有以下特點(diǎn)：脫硫效率高，能滿足任何當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保要求；對煙氣條件變化適應(yīng)性強(qiáng)；副產(chǎn)物為0.2~0.6mm的硫酸銨晶體，在*些地區(qū)可作肥料；整個系統(tǒng)不產(chǎn)生廢水和廢渣；能耗低；可靠性和實(shí)用性高。〔2〕新氨法〔NADS〕煙氣脫硫技術(shù)與現(xiàn)有的氨法相比，新氨法在工藝上更為靈活，其原理如下：SO2＋H2O＋*NH3→(NH4)rH2－rSO3(NH4)rH2－rSO3＋*/2H2SO4→*(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O或(NH4)rH2－rSO3＋*H3PO4→*(NH4)H2PO4＋SO2↑＋H2O(NH4)rH2－rSO3＋*H2NO4→*NH4NO4＋SO2↑＋H2O可以根據(jù)不同的情況，生產(chǎn)硫酸銨、磷酸一銨或硝酸銨化肥，并聯(lián)產(chǎn)高純度的SO2氣體。濃縮后的SO2氣體用于生產(chǎn)高質(zhì)量的工業(yè)硫酸：SO2＋H2O＋1/2O2→H2SO4該工藝由華東理工大學(xué)與**內(nèi)江發(fā)電廠合作開發(fā)完成，并在該廠25MW機(jī)組上進(jìn)展了工業(yè)實(shí)驗(yàn)。遠(yuǎn)達(dá)公司與華東理工大學(xué)通過共同承當(dāng)國家"九五〞重點(diǎn)科技攻關(guān)工程——二氧化硫廢氣回收凈化新技術(shù)的工程化，實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。NADS的工藝流程如圖2-3所示，由電除塵器來的高溫?zé)煔狻?40-160℃〕經(jīng)過再熱器回收熱量后，溫度降為100℃左右，再經(jīng)水噴淋冷卻80℃以下，進(jìn)入SO2吸收塔。吸收塔的吸收溫度50℃左右，SO2吸收率大于95%，煙氣出口NH3濃度小于20ppm。吸收后的煙氣進(jìn)入再熱器，升溫到70℃以上，通過煙囪排入大氣。吸收塔為多級循環(huán)吸收，一般級數(shù)為3-5級。圖2-3新氨法脫硫工藝流程圖1－引風(fēng)機(jī)；2－再熱冷卻塔；3－吸收塔；4－中和釜；5－硫銨別離；6－冷凝器；7－枯燥塔；8－SO2轉(zhuǎn)化器；9－吸收塔；10－硫銨枯燥器NADS工藝中的氨和水是分別進(jìn)入吸收塔，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：〔1〕出口煙氣的NH3含量低，氨損耗??；〔2〕吸收液的循環(huán)量小，氣液比大，是國外技術(shù)的30-60倍，能耗低，解決了大型循環(huán)泵的技術(shù)難題；〔3〕得到的吸收產(chǎn)品亞硫酸氨濃度較高，為后續(xù)化肥生產(chǎn)裝置節(jié)省蒸汽，可確保回收1t二氧化硫的蒸汽消耗<1L。我國一些較大的化工廠采用該法處理硫酸尾氣中的二氧化硫，浦東煤氣廠工業(yè)鍋爐煙氣脫硫、**民生煤化**熱動廠采用了該工藝。3.雙堿法脫硫技術(shù)雙堿法煙氣脫硫工藝是為了克制石灰石-石灰法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)而開展起來的。它先用堿金屬鹽類的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰反響器中用石灰或石灰石將吸收SO2后的溶液再生，再生后的吸收液再循環(huán)利用，最終產(chǎn)物以亞硫酸鈣和石膏形式析出。此類技術(shù)中應(yīng)用較多的是鈉堿雙堿法。即采用Na2CO3或NaOH溶液為第一吸收液，再用石灰石或石灰溶液為第二堿液使之再生。由于其產(chǎn)物的生產(chǎn)過程在吸收塔外，所以防止了塔內(nèi)結(jié)垢和堵塞。圖2-4雙堿法流程圖鈉鈣雙堿法煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程如圖2-4所示，該工藝主要包括吸收劑制備和補(bǔ)充系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)和脫硫石膏脫水處理系統(tǒng)等組成。該法的缺點(diǎn)是Na2SO3的副產(chǎn)物Na2SO4較難再生，需不斷向系統(tǒng)補(bǔ)充Na2CO3或NaOH而增加堿消耗量；另外，Na2SO4的存在也會降低石膏的質(zhì)量。我國一些中小型化工廠和冶煉廠常用該法處理硫酸尾氣中的SO2，也應(yīng)用于玻璃窯爐煙氣治理。4.海水脫硫技術(shù)海水煙氣脫硫工藝是利用海水的堿度與煙氣中的酸性氣體中和到達(dá)脫除煙氣中的二氧化硫的方法。該技術(shù)不產(chǎn)生任何廢棄物，具有技術(shù)成熟、工藝簡單、系統(tǒng)運(yùn)行可靠、脫硫效率高和投資運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，在一些沿海國家和地區(qū)得到日益廣泛的應(yīng)用。煙氣經(jīng)除塵器后，由增壓風(fēng)機(jī)送入氣-氣換熱器降溫，然后進(jìn)入吸收塔。在脫硫吸收塔內(nèi)，與來自循環(huán)冷卻水的大量海水接觸，煙氣中的二氧化硫被吸收反響脫出，脫硫后的海水經(jīng)氧化后排放。其工藝流程如圖2-5(a)所示。圖2-5(a)海水脫硫工藝流程圖海水脫硫原理：由于天然海水中含有大量可溶性鹽，主要是氯化鈉和硫酸鹽，且海水通常呈堿性，自然堿度約為1.2～2.5mol/L，這使得海水具有天然的吸收SO2的能力。海水脫硫的化學(xué)原理如圖2－5(b)所示。圖2－5(b)海水脫硫化學(xué)原理示意圖主要化學(xué)反響如下：SO2(氣)→SO2(液)SO2(液)＋H2O→SO32－＋2H＋CO32－＋H＋→HCO3－HCO3－＋H＋→CO2+H2OSO32－＋1/2O2→SO42－1)供排海水系統(tǒng)對于沿海電廠而言，脫硫所用海水可以取自凝汽器出口的虹吸井，在虹吸井附近增設(shè)海水升壓泵，海水通過緊貼虹吸井的吸水池經(jīng)海水升壓泵送人吸收塔頂部。2)煙氣系統(tǒng)進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)升壓后，經(jīng)氣一氣換熱器(GGH)降溫，從塔底部向上流經(jīng)吸收塔，吸收塔出口的清潔煙氣進(jìn)入GGH升溫后由煙囪排入大氣。另外在煙氣引入脫硫系統(tǒng)前設(shè)置擋板，在擋板門前設(shè)旁路，以使脫硫系統(tǒng)停運(yùn)和檢修時不影響機(jī)組正常運(yùn)行。3)二氧化硫吸收系統(tǒng)吸收塔是SO2吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備。塔內(nèi)裝有填料，海水自塔上部噴入，經(jīng)過格柵填料床與塔底自下而上的煙氣進(jìn)展充分接觸，獲得較高的SO2脫除率。洗滌后的煙氣經(jīng)過設(shè)在吸收塔出口處的除霧器除去煙氣中的水滴，經(jīng)GGH加熱后排入大氣。4)海水恢復(fù)系統(tǒng)海水恢復(fù)系統(tǒng)的主體構(gòu)造是曝氣池。來自吸收塔的酸性海水與凝汽器排出的堿性海水在曝氣池中充分混合，同時通過曝氣系統(tǒng)向池中鼓入適量的壓縮空氣，使海水中的亞硫酸鹽強(qiáng)制氧化成穩(wěn)定無害的硫酸鹽，使海水的PH值升到6.5以上，到達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)后，排入大海。海水脫硫工藝受到地域的限制，僅適用于海邊的電廠，而且海水脫硫還會對近海產(chǎn)生污染。1998年以前該工藝多應(yīng)用于煉鋁廠及煉油廠等，近年來在火電廠的應(yīng)用開展較快。目前應(yīng)用最多的是挪威ALSTOM海水脫硫技術(shù)，其它技術(shù)還有德國比曉夫和日本富士化水。我國海水脫硫工程于1999年3月**媽灣發(fā)電總廠#4機(jī)投產(chǎn)，采用的是挪威ABB〔即現(xiàn)在的挪威ALSTOM〕技術(shù)。目前，國內(nèi)已有5個電廠共計(jì)17套海水脫硫裝置建成并投產(chǎn)，已經(jīng)審批和在建的工程有8個電廠共計(jì)23套，其中單臺機(jī)組到達(dá)百萬的有華能海門電廠〔4×1036MW〕和**六橫電廠〔2×1000MW〕。5.鎂法脫硫技術(shù)鎂法脫硫技術(shù)可分為氧化鎂法和氫氧化鎂法，其二者的區(qū)別主要在于脫硫劑的不同。前者是用MgO的漿液吸收煙氣中的SO2，生成含水亞硫酸鎂和少量硫酸鎂，然后將其脫水、枯燥后加熱，使其分解，得到MgO及SO2，再生的氧化鎂可重新循環(huán)用于脫硫；后者則是使用Mg(OH)2作脫硫劑吸收SO2，生成亞硫酸鎂，并將其氧化為硫酸鎂而到達(dá)脫硫的目的。鎂法脫硫技術(shù)的工藝特點(diǎn)為：〔1〕脫硫率高，吸收劑利用率高，機(jī)組適應(yīng)性強(qiáng)。在鎂硫比為1.03時，鎂法的脫硫率最高可達(dá)99%；〔2〕液氣比小，吸收塔高度低；〔3〕吸收劑制備系統(tǒng)簡單，體積??；〔4〕系統(tǒng)不易結(jié)垢，不堵塞，運(yùn)行可靠性高；〔5〕脫硫副產(chǎn)物亞硫酸鎂、硫酸鎂容易綜合利用，具有較高商業(yè)價(jià)值；〔6〕對煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng)。但鎂法脫硫的副產(chǎn)品處理系統(tǒng)比擬復(fù)雜。圖2-6氫氧化鎂法脫硫工藝流程圖1-預(yù)洗滌器；2-吸收塔；3-貯倉；4-熟化池；5-漿液池典型的氫氧化鎂法的工藝流程如圖2-6所示。該裝置由預(yù)除塵、SO2吸收、氧化、過濾等系統(tǒng)組成。氧化鎂脫硫技術(shù)是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝，氧化鎂脫硫工藝在世界各地都有非常多的應(yīng)用業(yè)績，其中在日本已經(jīng)應(yīng)用了100多個工程，**的電站95%是用氧化鎂法，另外在美國、德國等地都已經(jīng)應(yīng)用，并且目前在我國局部地區(qū)已經(jīng)有了應(yīng)用的業(yè)績，如我國的華能辛店電廠，儀征化纖*部等即采用了鎂法脫硫技術(shù)。二、半干法/干法煙氣脫硫技術(shù)噴霧枯燥脫硫技術(shù)噴霧枯燥脫硫是20世紀(jì)70年代中期在美國和歐洲開展起來的，屬半干法煙氣脫硫技術(shù)，該技術(shù)在美國的燃煤電站得到商業(yè)應(yīng)用始于1980年，如今在FGD市場中列第二位。通常適用于燃用低硫煤的中小機(jī)組〔小于200MW〕電站鍋爐及化工、冶金等工業(yè)鍋爐的煙氣脫硫。與傳統(tǒng)的濕法脫硫相比,具有系統(tǒng)簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、枯燥后的廢渣易于處理等優(yōu)點(diǎn)。典型的噴霧枯燥法脫硫工藝流程如圖2-7所示，其工藝流程為：配制成一定濃度的石灰漿吸收劑，經(jīng)霧化后在吸收塔與來自鍋爐的含二氧化硫的煙氣接觸混合，石灰漿霧滴中的水分被煙氣的顯熱蒸發(fā)，而二氧化硫同時被石灰漿滴吸收。生成的干灰渣，一局部在吸收塔底部排出，另外的一局部隨煙氣進(jìn)入電除塵或布袋除塵系統(tǒng)，凈化后的煙氣從煙囪排出。西南電力**早在80年代就完成了旋轉(zhuǎn)噴霧枯燥法煙氣脫硫技術(shù)的研究，并在**白馬電廠建立了處理煙氣量為70000Nm3/h的旋轉(zhuǎn)噴霧枯燥法脫硫工業(yè)試驗(yàn)裝置，1991年正式移交生產(chǎn)運(yùn)行。另外，我國**黃島電廠引入了旋轉(zhuǎn)噴霧脫硫工藝。圖2-7噴霧枯燥法脫硫工藝流程圖2.脫硫技術(shù)〔LIFAC〕爐內(nèi)噴鈣也是比擬常見的一種脫硫技術(shù)，它屬于爐內(nèi)脫硫，是指直接將鈣基脫硫劑噴入爐膛中，經(jīng)煅燒后與煙氣中的SO2發(fā)生反響進(jìn)展脫硫的技術(shù)，其工藝簡單。但是由于反響較難充分進(jìn)展，大量未反響的脫硫劑都隨煙氣離開了爐膛，因此其脫硫率和脫硫劑的利用率都很低，在Ca/S為2的時候，以石灰石或消石灰為脫硫劑，脫硫效率才分別到達(dá)40%和60%，不能滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。為此開發(fā)了多種新型的爐內(nèi)噴鈣類脫硫技術(shù)，如爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫技術(shù)LIFAC、爐內(nèi)噴射多級燃燒器技術(shù)LIMB等。LIFAC爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法的工藝流程如圖2-8所示。通過控制活化器中噴水量，水滴的大小以及反響時間，使反響完全且反響產(chǎn)物呈干態(tài)。一局部產(chǎn)物顆粒從活化塔的底部被別離出來，其余進(jìn)入其后的電除塵器，為提高吸收劑的利用率，電除塵器捕集的一局部灰和活化塔除下的全部顆粒物重新回到活化塔中進(jìn)展干灰再循環(huán)。圖2-8LIFAC工藝流程圖目前，國內(nèi)**電廠引進(jìn)了爐內(nèi)噴鈣技術(shù)，**下關(guān)電廠2×125MW機(jī)組則采用了爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化脫硫工藝。3.循環(huán)流化床脫硫技術(shù)該工藝根據(jù)循環(huán)流化床的原理，通過物料在反響塔內(nèi)的內(nèi)循環(huán)和高倍率的外循環(huán)，形成含固量很高的煙氣流化床，從而強(qiáng)化了脫硫吸收劑顆粒之間、煙氣SO2、SO3、HCl、HF等氣體與脫硫吸收劑的接觸時間和傳熱傳質(zhì)性能，并延長了固體物料在反響塔內(nèi)的停留時間，提高了SO2的脫除效率與脫硫劑的利用率。循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的主要化學(xué)反響如下：Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3→CaSO4·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2→CaSO4·1/2H2OCa(OH)2+CO2→CaCO3+H2OCa(OH)2+2HCl→CaC12·2H2OCa(OH)2+2HF→CaF2+2H2O比擬典型的煙氣循環(huán)流化床工藝有：魯奇型煙氣循環(huán)流化床工藝〔CFB〕、回流式煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝〔RCFB〕、氣體懸浮吸收煙氣脫硫工藝〔GSA〕。圖2-9為魯奇型煙氣循環(huán)流化床工藝〔CFB〕流程簡圖。該工藝具有投資相對較低，脫硫率高，運(yùn)行可靠，操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)目前的研究距工業(yè)實(shí)施還有一定的差距，尚有許多問題沒有解決。圖2-9煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝流程從空氣預(yù)熱器出來的含塵、SO2煙氣由脫硫塔底部的彎頭、文丘里管進(jìn)人脫硫反響器。生石灰經(jīng)消化器內(nèi)加水消化后儲存在消石灰倉內(nèi)。將一定量的消石灰和水在文丘里喉管上端參加，在脫硫塔內(nèi)與高溫?zé)煔饣旌舷蛏狭鲃?，在煙氣冷卻到稍高于露點(diǎn)以上的溫度過程中脫硫劑與煙氣中的SO2反響，生成硫酸鈣和亞硫酸鈣，SO2得以脫除。煙氣攜脫硫反響副產(chǎn)物、沒參與反響的脫硫劑和粉煤灰進(jìn)人反響器后部的電除塵器或布袋除塵器，經(jīng)除塵器除塵后由煙囪排出。反響副產(chǎn)物、沒參與脫硫反響的脫硫劑和粉煤灰被除塵器收集下來以后，大局部通過空氣斜槽返回脫硫塔內(nèi)，再次進(jìn)展脫硫反響。循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝〔CFB-FGD〕最早是由德國魯奇〔Lurgi〕公司在19世紀(jì)80年代開發(fā)出來并應(yīng)用于動力工程行業(yè)。到2000年，有20多套CFB-FGD裝置用于供熱站。在不同的運(yùn)行條件下,CFB-FGD脫除SO2的效率一般在60%~95%之間，而SO3的去除率則為90%~99%。在魯奇技術(shù)的根底上，德國Wulff公司開發(fā)出回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫〔RCFB-FGD〕技術(shù)。到1999年，RCFB-FGD技術(shù)已有14家商業(yè)用戶，最大容量的裝置用于奧地利的1臺300MW發(fā)電機(jī)組的鍋爐煙氣脫硫。RCFB-FGD技術(shù)的脫硫效率在50%~95%范圍內(nèi)。除了Lurgi和Wulff公司外，丹麥的FLSMiljo公司也開發(fā)出了氣體懸浮吸收〔GSA〕煙氣脫硫技術(shù)。到1997年，在歐洲和美國有18個用戶使用GSA技術(shù)進(jìn)展鍋爐煙氣脫硫，最大處理煙氣量為359000m3/h〔135MW機(jī)組〕。此外，美國、日本的有關(guān)機(jī)構(gòu)都對CFB-FGD技術(shù)進(jìn)展過研究。我國清華大學(xué)煤的清潔燃燒國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、煤清潔燃燒技術(shù)國家工程研究中心也分別提出了自己的CFB-FGD技術(shù)專利,并獨(dú)立開展了中試或工業(yè)性工程示范。由**龍凈環(huán)保股份**承建的**華能榆社電廠二期2×300MW機(jī)組采用循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝，是國內(nèi)該工藝最早應(yīng)用于300MW的機(jī)組。4.活性炭法脫硫技術(shù)活性炭法煙氣脫硫技術(shù)是利用活性炭的吸附性能或催化氧化性能脫除煙氣中二氧化硫。按其再生方式來分，活性炭法煙氣脫硫可分為水洗再生、復(fù)原再生和加熱再生工藝。洗滌再生是用水或稀硫酸洗出活性炭微孔中的H2SO4，得到的稀硫酸可以廣泛應(yīng)用于化工、煉鋼、化肥等行業(yè)。其主要問題是腐蝕嚴(yán)重，稀酸濃縮困難，經(jīng)濟(jì)附加值不高。洗滌再生工藝主要有：德國魯奇法、日本日立東電法、日本化研法、**松木坪電廠活性炭脫硫制酸法和**豆壩電廠磷銨肥法。復(fù)原再生是把酸復(fù)原為H2S或元素硫，可以不經(jīng)任何稀釋即從活性炭材料中揮發(fā)出來，防止熱再生消耗脫硫劑和洗滌再生難以變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的稀酸。這方面的研究工作美國進(jìn)展得較早，稱為韋斯特瓦科碳吸附法。圖2-10加熱再生炭法煙氣脫硫工藝流程圖加熱再生是活性炭法煙氣脫硫技術(shù)最早采用的方式，工藝流程如圖2-10所示，具體是：將吸附有SO2氣體的炭送入再生裝置，在加熱作用下，將SO2解吸出來，再生過的碳返回吸附裝置，反復(fù)使用?；厥盏亩趸蚩捎糜谝后wSO2、硫酸生產(chǎn)或復(fù)原成單質(zhì)硫。主要代表技術(shù)有Reinluft法、住友法、BF法和日立造船法。與其它煙氣脫硫工藝相比，活性炭法煙氣脫硫技術(shù)具有以下特點(diǎn)：〔1〕工藝流程短，設(shè)備少；〔2〕由于工藝簡單，脫硫劑耗量少，脫硫投資和運(yùn)行費(fèi)用較低；〔3〕水消耗量小，適用于水資源缺乏地區(qū)；〔4〕脫硫產(chǎn)物為工業(yè)上廣泛應(yīng)用的硫酸，可實(shí)現(xiàn)資源化利用。炭法脫硫技術(shù)已經(jīng)有近五十年研究應(yīng)用歷史，早期的技術(shù)研究及應(yīng)用主要集中在德國、日本、美國等國。德國的BF公司于1957年〔現(xiàn)在的DMT公司〕就開場研制了Reinluft法脫硫技術(shù)，日本則在60年代中期開場研究活性炭脫硫，到70年代已分別有處理量為42×104m3/h和17.5×104m3/h的工業(yè)裝置開場運(yùn)行。各國之間還不斷進(jìn)展炭法脫硫技術(shù)的轉(zhuǎn)讓及合作，又形成了新的炭法煙氣脫硫技術(shù)、同時脫硫脫硝及去除重金屬污染物技術(shù)。比方，德國BF公司開發(fā)的活性焦吸附法，將其技術(shù)專利轉(zhuǎn)讓給日本三井礦山公司〔MMC〕，MMC對BF法進(jìn)展改良，使其可以同時脫硫脫硝，形成了Mitsui-BF法；1985年，三井礦山公司與德國BF公司簽訂了新專利轉(zhuǎn)讓合同，將技術(shù)重返BF公司，該技術(shù)成功的應(yīng)用在德國的阿茨博格電廠；1992年，美國的MET公司與MMC簽訂協(xié)議，獲得了Mitsui-BF技術(shù)在北美市場的設(shè)計(jì)、安裝等許可，并對其進(jìn)展設(shè)計(jì)，形成了MET-Mitsui-BF活性焦技術(shù)，該技術(shù)主要應(yīng)用于對煙氣中SO2、NO*和有毒物質(zhì)的去除。目前，國外已有規(guī)模為120×104m3/h的炭法脫硫裝置及裝機(jī)容量為130MW的同時脫硫脫硝裝置。第二節(jié)石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)的主要化學(xué)反響一、脫硫反響機(jī)理用石灰石漿液吸收SO2的反響主要發(fā)生在吸收塔內(nèi)，由于進(jìn)展的化學(xué)反響眾多且非常復(fù)雜，至今仍不完全清楚全部反響的細(xì)節(jié)。一般認(rèn)為該反響過程由SO2的吸收、石灰石的溶解、亞硫酸鹽的氧化和石膏結(jié)晶等一系列物理化學(xué)過程組成?！惨弧砈O2的吸收氣相〔g〕SO2進(jìn)入液相〔aq〕，首先發(fā)生如下一系列反響：〔二〕石灰石的溶解和中和反響研究說明，在脫硫過程中，石灰石須先溶于水后才能與SO2反響，而不能以固態(tài)的形式與SO2反響。石灰石在常溫常壓下屬于極難溶物質(zhì)，在酸性條件下石灰石的溶解過程如下。低pH值有利于CaCO3的溶解，當(dāng)pH值在4.0~6.0之間時，石灰石的溶解速率按近似線性的規(guī)律加快，直至pH=6.0為止。為提高SO2的吸收量，需要盡可能保持較高的pH值，這只能提高石灰石漿液的濃度，但懸浮液中CaCO3含量過高，在最終產(chǎn)物和廢水中的CaCO3含量也都會增高，一方面增加了吸收劑的消耗，另一方面降低了石膏的質(zhì)量。因此，在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)尋求兩者的平衡點(diǎn)，即選用既有利于石灰石的溶解又有利于SO2高效脫除的pH值范圍。為了盡可能提高漿液的化學(xué)反響活性，增大石灰石顆粒的比外表積是必要的，因此，在脫硫系統(tǒng)中使用的石灰石粉，其顆粒度大都在40~60μm之間，個別還有20μm的報(bào)道，目前典型的要求是90%的石灰石粉通過325目〔44μm〕?！踩硜喠蛩猁}的氧化對SO2在水溶液中氧化動力學(xué)的研究說明，HSO3-在pH值為4.5時氧化速率最大〔如圖2-11所示〕。但實(shí)際運(yùn)行中，漿液的pH值在5.0~6.0之間，在此條件下，HSO3-很不容易被氧化，為此，工藝上采取用氧化風(fēng)機(jī)向吸收塔循環(huán)漿液槽中鼓入空氣的方法，使HSO3-強(qiáng)制氧化成SO42-，以保證以下反響的進(jìn)展：氧化反響使大量HSO3-轉(zhuǎn)化成SO42-，加之生成的SO42-會與Ca2+發(fā)生反響，生成溶解度相對較小的CaSO4，更加大了SO2溶解的推動力，從而使SO2不斷地由氣相轉(zhuǎn)移到液相，最后生成有用的石膏。同時SO32-也發(fā)生氧化反響生成SO42-：圖圖2-11pH值對HSO3-氧化速率的影響〔四〕石膏的結(jié)晶和析出形成硫酸鹽之后，吸收SO2的反響進(jìn)入最后階段，即生成固態(tài)鹽類結(jié)晶，并從溶液中析出。石灰石-石膏濕法脫硫工藝生成的是硫酸鈣，從溶液中析出的是石膏CaSO4·2H2O。在實(shí)際工程應(yīng)用中，由于氧化程度的不同，還會生成局部半水亞硫酸鈣等沉淀物，這是造成設(shè)備結(jié)垢的原因之一。反響式如下：在吸收塔中吸收SO2生成石膏的總反響式可寫成：另外還存在其他各種副反響，例如：煙氣中的HCl將優(yōu)先與石灰石中酸可溶性MgCO3反響生成MgCl2，如果有剩余的HCl，再與CaCO3反響生成溶于水的CaCl2，假設(shè)不排放，Cl-的濃度會越來越高，這會對設(shè)備造成腐蝕，只有通過廢水排放除去；而F-則以溶解度很小的CaF2存在，不會富集。二、吸收塔中不同區(qū)域的主要化學(xué)反響前一局部描述了SO2脫除過程發(fā)生的主要化學(xué)反響，為了加強(qiáng)對脫硫系統(tǒng)化學(xué)原理的理解和了解吸收塔模塊各區(qū)域的作用，下面針對應(yīng)用最廣泛的濕法石灰石強(qiáng)制氧化脫硫系統(tǒng)工藝，以圖2-12所示的逆流噴淋塔為例，按照吸收塔模塊不同區(qū)域來介紹發(fā)生的主要化學(xué)反響?！惨弧澄諈^(qū)主要發(fā)生的反響為：局部發(fā)生的反響為：煙氣中的SO2溶入吸收液的過程幾乎全部發(fā)生在吸收區(qū)內(nèi)，在該區(qū)內(nèi)僅有局部HSO3-被煙氣中的O2氧化成H2SO4，由于漿液和煙氣在吸收區(qū)的接觸時間僅數(shù)秒鐘，漿液中的CaCO3僅能中和局部已氧化的H2SO4和H2SO3。也就是說，吸收區(qū)漿液的CaCO3只有很少局部參與了化學(xué)反響，因此液滴的pH值隨著液滴的下落急劇下降，液滴的吸收能力也隨之減弱。由于吸收區(qū)上部漿液的pH值較高，漿液中HSO3-濃度很低，其接觸的煙氣SO2濃度已大為減少，因此容易生產(chǎn)CaSO3·1/2H2O，尤其在漿液pH值過高的情況下。吸收漿液在下落過程中，接觸的SO2濃度越來越高，不斷吸收煙氣中的SO2使吸收區(qū)下部的漿液pH值較低，在吸收區(qū)上部形成的CaSO3·1/2H2O可能轉(zhuǎn)化成Ca(HSO3)2，因此，下落到吸收區(qū)下部的漿液中含有大量的Ca(HSO3)2?！捕逞趸瘏^(qū)如圖1-5所示，氧化區(qū)的范圍大致從漿液池液面至固定管網(wǎng)氧化裝置噴嘴下方約300mm處。氧化區(qū)發(fā)生的主要反響是：過量氧化空氣均勻地噴入氧化區(qū)下部，將在吸收區(qū)形成的未被氧化的HSO3-幾乎全部氧化成H+和SO42-，此反響的最正確pH值為4~4.5，氧化反響產(chǎn)生的H2SO4是強(qiáng)酸，能迅速中和洗滌漿液中剩余的CaCO3，生成溶解狀態(tài)的CaSO4，當(dāng)Ca2+和SO42-濃度到達(dá)一定的過飽和度時，結(jié)晶析出二水硫酸鈣即石膏固體副產(chǎn)物。吸收漿液落入漿液池后緩慢通過氧化區(qū)，漿液中過剩的CaCO3含量也逐漸減少，當(dāng)漿液到達(dá)氧化區(qū)底部時，漿液中剩余的CaCO3濃度降至最低值，從此處抽取漿液送去脫水系統(tǒng)，可獲得高品位的石膏副產(chǎn)物。對于有石膏純度保證值要求的工藝來說，氧化區(qū)底部漿液中剩余的CaCO3最高含量是一個重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，也是FGD系統(tǒng)正常運(yùn)行時需監(jiān)視的重要工藝變量之一。〔三〕中和區(qū)整個漿液池都可被視為中和區(qū)，尤其是氧化區(qū)的下面。進(jìn)入中和區(qū)的漿液中有未中和完的H+，向中和區(qū)參加新鮮的石灰石吸收漿液，中和剩余的H+，提升漿液pH值，活化漿液，使之能在下一個循環(huán)中重新吸收SO2。該區(qū)發(fā)生的主要化學(xué)反響是：在有些脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將氧化空氣噴入漿液池的底部。在這種情況下，往往在吸收塔循環(huán)泵的入口參加新鮮石灰石漿液。此時將循環(huán)泵入口到噴嘴之間的管道、泵體空間視為中和區(qū)。防止將新鮮石灰石參加氧化區(qū)不僅可防止過多的CaCO3進(jìn)入脫水系統(tǒng)從而帶入石膏副產(chǎn)品中，影響石膏純度和石灰石的利用率，而且有利于HSO3-氧化。因?yàn)楫?dāng)存在過量CaCO3時，漿液pH值升高，有助于CaSO3·1/2H2O的形成，溶解氧要氧化CaSO3·1/2H2O是很困難的，除非有足夠多的H+使其重新溶解成HSO3-。再則，補(bǔ)充的新鮮石灰石漿液直接進(jìn)入吸收區(qū)有利漿液吸收SO2，防止?jié){液pH值過快下降。吸收區(qū)內(nèi)高氣-液接觸外表積，也有利于提高石灰石的溶解速度。通過前面的討論可知，除了SO2的吸收和溶解幾乎只在吸收區(qū)發(fā)生外，吸收區(qū)、氧化區(qū)和中和區(qū)都會程度不一地發(fā)生氧化、中和反響和結(jié)晶所出。由于漿液的一次吸收循環(huán)周期大致是數(shù)分鐘，而漿液在吸收區(qū)的停留時間僅4s左右，因此大部化學(xué)反響發(fā)生在漿液池內(nèi)。另外在噴淋層之后的除霧器、煙道、GGH等也會發(fā)生局部反響。第三節(jié)石灰石/石膏濕法煙氣脫硫工藝流程及主要設(shè)備典型的脫硫系統(tǒng)工藝流程如圖2-13所示，主要由以下幾局部組成：〔1〕煙氣系統(tǒng)；〔2〕吸收塔系統(tǒng)；〔3〕石灰石漿液制備系統(tǒng)；〔4〕石膏脫水及儲存系統(tǒng)；〔5〕廢水處理系統(tǒng)；〔6〕公用系統(tǒng)〔工藝水、壓縮空氣、事故漿液罐系統(tǒng)等〕；〔7〕電氣系統(tǒng)；〔8〕熱工控制系統(tǒng)〔DCS〕等。圖2-13典型的脫硫系統(tǒng)工藝流程煙氣系統(tǒng)為脫硫系統(tǒng)提供煙氣通道，進(jìn)展脫硫系統(tǒng)裝置的投入和切除，降低進(jìn)入吸收塔的入口煙氣溫度、提升凈煙氣溫度。主要設(shè)備包括煙道擋板、煙氣換熱器、脫硫增壓風(fēng)機(jī)、擋板密封風(fēng)機(jī)、煙道及膨脹節(jié)等。吸收塔系統(tǒng)通過石灰石漿液吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸鈣，氧化空氣將其氧化成最終產(chǎn)品石膏，同時凈煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的小液滴。吸收塔系統(tǒng)的主要設(shè)備為循環(huán)泵及噴淋層、除霧器、氧化風(fēng)機(jī)、攪拌器等。石灰石漿液制備系統(tǒng)的主要功能是制備并為吸收塔提供合格的吸收劑漿液，主要設(shè)備包括石灰石倉或石灰石粉倉、濕式球磨機(jī)、石灰石漿液箱及漿液泵等。石膏脫水及儲存系統(tǒng)將吸收塔內(nèi)的石膏漿液脫水成含水量小于10%的副產(chǎn)品石膏，并儲存和外運(yùn)。脫水系統(tǒng)的主要設(shè)備有石膏水力旋流器、脫水機(jī)及附屬設(shè)備如真空泵、濾液箱、各漿液泵、石膏倉或石膏庫等。廢水處理系統(tǒng)處理脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水以滿足有關(guān)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，其主要設(shè)備有各廢水箱〔如中和箱、沉降箱、絮凝箱、出水箱、澄清/濃縮池〕、各廢水泵及污泥泵、廢水處理用藥儲箱、制備箱、計(jì)量箱及各加藥泵、攪拌器、污泥壓濾機(jī)等等。公用系統(tǒng)為脫硫系統(tǒng)提供各類用水、用氣/汽，臨時儲存各種排放漿液、沖洗污水等。主要設(shè)備包括工藝水箱、儀用/雜用空氣壓縮機(jī)、事故漿液箱、各漿液泵和水泵等。電氣系統(tǒng)為脫硫系統(tǒng)提供動力和控制用電，通過熱工控制系統(tǒng)DCS控制脫硫系統(tǒng)的啟/停操作、運(yùn)行工況調(diào)整、聯(lián)鎖保護(hù)、異常情況報(bào)警和緊急事故處理。通過在線儀表監(jiān)測和采集各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，還可完成經(jīng)濟(jì)分析和生產(chǎn)報(bào)表等。主要設(shè)備包括電氣設(shè)備、控制設(shè)備和在線儀表。一、石灰石漿液制備系統(tǒng)石灰石漿液制備系統(tǒng)的主要功能是制備合格的吸收劑漿液，并根據(jù)吸收塔系統(tǒng)的需要由石灰石漿液泵直接打入吸收塔內(nèi)或打到循環(huán)泵入口管道中，與塔內(nèi)漿液經(jīng)噴嘴充分霧化而吸收煙氣中的SO2，到達(dá)脫硫的目的。電廠脫硫系統(tǒng)的石灰石制漿通常有三種方案：〔1〕由市場直接購置粒度符合要求的石灰石粉，運(yùn)至電廠貯粉倉存儲，加水?dāng)嚢柚瞥墒沂瘽{液。〔2〕新建一座干式制粉站。電廠在石灰石礦點(diǎn)附近或廠內(nèi)空地處自設(shè)制粉站，由市場購置的塊狀石灰石經(jīng)干式磨機(jī)磨制成石灰石粉，送至貯粉倉存儲，加水?dāng)嚢柚瞥墒沂瘽{液，再用泵送至吸收塔作為吸收劑?！?〕廠內(nèi)濕磨方案。電廠外購石灰石塊，在廠內(nèi)濕磨制漿的一種方法。濕式球磨機(jī)直接將一定粒度的石灰石塊制成漿液，經(jīng)水力旋流器別離后，合格的漿液送去石灰石漿液箱，不合格的返回再磨。1.石灰石粉制漿系統(tǒng)圖2-14是典型的脫硫系統(tǒng)石灰石粉制漿工藝流程。石灰石粉制漿系統(tǒng)主要包括：〔1〕石灰石漿液罐及攪拌器；〔2〕石灰石漿液泵；〔3〕石灰石粉倉及除塵器；〔4〕石灰石粉給料機(jī)及可能有的計(jì)量裝置；〔5〕流化風(fēng)系統(tǒng)等。流化風(fēng)系統(tǒng)一般由流化風(fēng)機(jī)、油水別離器、加熱器、流化風(fēng)板及相應(yīng)的管道、閥門組成。由卡車運(yùn)來的石灰石粉〔外購或自制〕利用壓縮空氣，通過上粉管氣力輸送到石灰石倉中，石灰石粉倉設(shè)有料位指示器防止?jié)M倉或空倉，粉倉頂還設(shè)有布袋除粉器，并開有防爆門。為防止底部石灰石粉搭橋，在倉底四周還注入流化空氣，使石灰石粉呈流態(tài)化，均勻地下到給料機(jī)，再由旋轉(zhuǎn)給料機(jī)送到石灰石漿液罐，在罐中與工藝水進(jìn)展混合攪拌，直至到達(dá)所需的濃度，典型的漿液濃度是25wt%~30wt%，對應(yīng)的石灰石漿液密度大致在1190~1250kg/m3。石灰石漿液經(jīng)由石灰石漿液泵輸送至吸收塔，有的是送至循環(huán)泵的入口，有的直接進(jìn)入吸收塔，再由循環(huán)泵打上噴淋層。在石灰石漿液泵出口管道上設(shè)有密度計(jì)和流量控制閥來控制石灰石漿液的流量，控制閥有調(diào)節(jié)閥和全開全關(guān)的電動門。石灰石漿液罐罐頂設(shè)有一臺頂進(jìn)式攪拌器，以保證漿液濃度均勻和不發(fā)生沉淀。在一些石灰石漿液制備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，將給粉機(jī)設(shè)為連續(xù)可調(diào)并帶有計(jì)量裝置，實(shí)踐說明這不必要，因?yàn)闈{液制備控制的關(guān)鍵是漿液密度。圖2-14典型的脫硫系統(tǒng)石灰石粉制漿工藝流程2.干磨制粉系統(tǒng)圖2-15是*電廠干磨制粉系統(tǒng)工藝流程示意圖。外購粒徑20mm的石灰石塊，置于石灰石堆場，然后用石灰石裝載車運(yùn)送到石灰石制粉卸料斗，經(jīng)皮帶輸送機(jī)、電磁除鐵器、斗式提升機(jī)至石灰石塊倉儲存。石灰石塊倉下設(shè)置稱重給料機(jī)，通過變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)對給料量的控制。石灰石塊料由稱重給料機(jī)送入石灰石立式輥磨，立磨頂部自帶別離器，通過調(diào)節(jié)風(fēng)環(huán)閥，可改變產(chǎn)品細(xì)度，并可使得磨內(nèi)料床負(fù)荷均勻、穩(wěn)定。粉料出磨后，隨排風(fēng)機(jī)氣流進(jìn)入袋式收塵器中進(jìn)展收集，再經(jīng)水平及垂直輸送設(shè)備進(jìn)入石灰石粉倉內(nèi)儲存。假設(shè)為臥式球磨機(jī)，粉料出磨后，先經(jīng)過高效選粉機(jī)進(jìn)展分選，該選粉機(jī)具有一個由變頻電機(jī)帶動、垂直轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子，通過調(diào)節(jié)該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速以及選粉機(jī)的通風(fēng)量，對成品的細(xì)度進(jìn)展調(diào)節(jié)。分選后的粗料通過螺旋輸送機(jī)送回磨機(jī)入口再磨，細(xì)度符合要求的粉料則隨排風(fēng)機(jī)氣流進(jìn)入袋式收塵器中進(jìn)展收集，再經(jīng)水平及垂直輸送設(shè)備進(jìn)入石灰石粉倉內(nèi)儲存用以制漿。圖2-16是*電廠干磨制粉車間總貌，圖2-17是現(xiàn)場干式磨機(jī)實(shí)物。圖2-15干粉制漿系統(tǒng)示意圖輔助工藝系統(tǒng)主要由烘干、除塵、冷卻水、沖洗水、儀用及雜用壓縮空氣、通風(fēng)和空調(diào)、取樣、檢修起吊等設(shè)備/設(shè)施構(gòu)成，這些設(shè)備和設(shè)施與主工藝設(shè)備一起，構(gòu)成了一套完整的制粉系統(tǒng)，確保制粉車間的平安文明生產(chǎn)。此外，如果入磨物料外表水分大于1.5%時，將影響磨機(jī)的產(chǎn)量，在系統(tǒng)中還應(yīng)設(shè)烘干裝置。通常，烘干采用蒸汽熱風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)入磨物料水分小于1.5%時，不用投入烘干，當(dāng)入磨物料水分大于1.5%時，則投入使用。送入制漿池配成一定濃度的漿液。圖2圖2-17*電廠干式磨機(jī)圖2-16*電廠干磨制粉車間3.濕式制漿系統(tǒng)典型的濕磨制漿系統(tǒng)流程如圖2-18所示。一定粒徑的石灰石塊〔粒徑≤20mm〕由自卸卡車直接卸入地下料斗，經(jīng)振動給料機(jī)、石灰石輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、石灰石布料裝置送至石灰石貯倉內(nèi)，再由稱重式皮帶給料機(jī)送到濕式球磨機(jī)內(nèi)。在球磨機(jī)內(nèi)被鋼球砸擊、擠壓和碾磨，在球磨機(jī)入口參加一定比例的濾液水〔或工藝水〕，此水匯同石灰石旋流器的底流流經(jīng)球磨機(jī)筒體，將碾磨后的細(xì)小石灰石顆粒帶出筒體進(jìn)入再循環(huán)箱，而石灰石中的雜物則被球磨機(jī)出口的環(huán)形濾網(wǎng)濾出，進(jìn)入置于外部的雜物箱。進(jìn)入再循環(huán)箱的石灰石漿液被再循環(huán)泵打入石灰石漿液旋流站進(jìn)展別離，漿液中的大顆粒被別離到旋流器的底部，并被底流帶回到球磨機(jī)入口重新碾磨。滿足粒度要求、含固率25wt%~30wt%的石灰石漿液溢流儲存于石灰石漿液箱中，然后經(jīng)石灰石漿液泵送至脫硫系統(tǒng)的吸收塔中。為保證系統(tǒng)物料平衡、漿液濃度和細(xì)度合格，旋流系統(tǒng)設(shè)有再循環(huán)管道及濃度、液位、細(xì)度調(diào)節(jié)閥門。系統(tǒng)還設(shè)有沖洗水用于設(shè)備停頓或切換時沖洗泵、管路和旋流器。根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求，水力旋流器可分為一級或兩級。為使石灰石漿液混合均勻、防止沉淀，在石灰石漿液箱和石灰石漿液循環(huán)箱內(nèi)裝設(shè)漿液攪拌器。圖2-18濕式制漿系統(tǒng)工藝流程示意圖濕式球磨機(jī)目前國內(nèi)用的最多的是臥式濕式球磨機(jī)，其作用是將粒徑小于20mm的石灰石研磨為一定細(xì)度〔典型的為44μm〕的石灰石漿液，供吸收塔作SO2吸收劑使用。其工作原理為：磨機(jī)是由異步電機(jī)通過減速器與小齒輪連接，直接帶動周邊大齒輪減速傳動，驅(qū)動回轉(zhuǎn)部旋轉(zhuǎn)，筒體內(nèi)部裝有適當(dāng)?shù)哪サV介質(zhì)—不同直徑對應(yīng)不同比例的鋼球。鋼球在旋轉(zhuǎn)筒體離心力和摩擦力的作用下，被提升到一定高度，呈拋物線落下，欲磨制的石灰石由給料管連續(xù)地進(jìn)入筒體內(nèi)部，同時注入工藝水，被運(yùn)動著的鋼球粉碎。磨制后的漿液溢流進(jìn)入石灰石漿液再循環(huán)箱，然后由泵輸送到石灰石水力旋流站進(jìn)展別離。漿液經(jīng)旋流器別離，溢流為合格的漿液，進(jìn)入石灰石漿液罐，底流為大尺寸物料，經(jīng)分配箱返回到磨機(jī)，進(jìn)入新的循環(huán)。球磨機(jī)主要由主電機(jī)、主減速器、傳動部、回轉(zhuǎn)部、主軸承、慢速傳動部、起重裝置、給料管、下料管、出料裝置、環(huán)型密封、上下壓潤滑油站、噴射潤滑油系統(tǒng)及軸承冷卻水系統(tǒng)等組成。圖2-19是*球磨機(jī)組成示意圖，圖2-20、圖2-21為*球磨機(jī)和石灰石水力旋流站現(xiàn)場圖片。圖2-19球磨機(jī)的組成示意圖圖圖2-20球磨機(jī)現(xiàn)場圖片圖2-21石灰石漿液水力旋流站傳動部采用雙列向心球面滾子軸承，周邊大齒輪采用大模數(shù)鑄鋼齒輪，從而使傳動平穩(wěn)、噪音小、壽命長。大齒輪上設(shè)有徑向密封齒輪罩進(jìn)展有效的密封。大齒輪的潤滑采用噴霧裝置，周期性地噴射定量的潤滑油到齒輪工作外表，實(shí)現(xiàn)潤滑?；剞D(zhuǎn)部主要包括進(jìn)料端、筒體及出料端。筒體內(nèi)壁及進(jìn)料端蓋、出料端蓋有橡膠襯板，并在內(nèi)壁襯4mm厚膠。筒體采用整體式構(gòu)造，與進(jìn)料端蓋、出料端蓋連接，采用外接型法蘭。筒體上開有外蓋式磨門1或2個，以便檢修筒體的各種損件、裝卸鋼球及對磨內(nèi)物料采樣。上下潤滑油站采用同一油箱、不同壓力等級油泵的方式。在磨機(jī)啟動前，高壓潤滑油泵用以頂起磨機(jī)轉(zhuǎn)動局部，在主軸與瓦之間建立起油膜，保護(hù)磨機(jī)的啟動和運(yùn)行，防止干磨燒壞軸瓦。低壓潤滑油泵用以潤滑、冷卻主軸承，使軸承、軸瓦在一定溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。噴射潤滑裝置用于大小齒輪潤滑，該裝置與主電機(jī)聯(lián)動，自動周期性噴油，一般推薦使用粘度大于680的工業(yè)潤滑油。冷卻水取自工業(yè)水系統(tǒng)，有兩個作用，一個是冷卻主軸瓦，一個是冷卻潤滑油。斗式提升機(jī)工作原理：主要用于垂直輸送粉狀、顆粒狀及小塊狀的物料。工作方式是用鏈連接著一串料斗牽引構(gòu)件，環(huán)繞在斗式提升機(jī)的頭輪和底部尾輪之間構(gòu)成閉合環(huán)鏈，動力從頭輪軸一端輸入。輸送的物料由下部進(jìn)料口喂入，被連續(xù)向上運(yùn)動的料斗舀取、提升，由上部出料口卸出，從而實(shí)現(xiàn)垂直方向物料輸送。主要部件包括驅(qū)動裝置、輸送料斗等，圖2-21是現(xiàn)場提升機(jī)實(shí)物。圖圖2-22石灰石斗提機(jī)圖2-23石灰石稱重皮帶給料機(jī)石灰石稱重皮帶給料機(jī)給料機(jī)的作用是輸送并控制進(jìn)入磨機(jī)的石灰石塊量。其工作原理為：物料從儲料倉通過進(jìn)料口進(jìn)入給料機(jī)，由輸送帶將物料輸送到卸料端，落入出料口。在稱重區(qū)輸送帶的下面裝有稱重拖輥、稱重杠桿和稱重傳感器。當(dāng)被送的物料通過稱重區(qū)時，物料對稱重傳感器的重力作用使稱重傳感器產(chǎn)生一個與輸送帶單位長度上物料重量成正比的電信號。同時在減速機(jī)殼上或測速滾筒軸上裝有測速傳感器，它可將輸送帶的速度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｎ锪现亓侩娦盘柡洼斔蛶У乃俣入娦盘栠M(jìn)入稱重給料機(jī)就地控制柜內(nèi)，進(jìn)展處理運(yùn)算后產(chǎn)生出瞬時流量信號，從就地控制柜輸出4~20mA來控制給料。稱重給料機(jī)由封閉殼體、輸送電機(jī)、清掃電機(jī)、稱重機(jī)構(gòu)、稱重計(jì)量裝置控制儀、保護(hù)系統(tǒng)等組成。圖2-23是現(xiàn)場*石灰石稱重皮帶給料機(jī)實(shí)物。石灰石倉和石灰石粉倉石灰石倉的石灰石粒徑一般小于20mm，主要依靠重力向給料機(jī)供料。為了防止堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，需要設(shè)計(jì)合理的石灰石倉的錐角α，錐角α通常為50°~60°。當(dāng)石灰石倉寬度較大時，可將出口錐角設(shè)計(jì)成階梯形。石灰石粉的安息角平均約為35°，它受粉塵的含水率影響較大。與石灰石倉一樣，石灰石粉倉也主要依靠重力向給料機(jī)給料。由于石灰石粉安息角較大，密度小，具有粘附性和荷電性，它的錐角通常選45°~55°，具體選擇時，應(yīng)考慮到粉塵的粒徑、形狀和含水率。由于石灰石粉倉通常出口直徑較大，所以一般將出口錐角設(shè)計(jì)成階梯形。盡管選擇了一個較適宜的錐角，但操作運(yùn)行工況較復(fù)雜，各種導(dǎo)致石灰石粉流通不暢的情況〔比方結(jié)塊、搭橋〕時有發(fā)生，所以仍需用鼓風(fēng)機(jī)〔或壓縮空氣〕向石灰石粉倉底部鼓入一定壓力的氣體，攪拌石灰石粉，使石灰石粉呈流態(tài)化〔常用氣體壓力為0.2~0.5MPa〕或增加振動給料機(jī)構(gòu)。石灰石粉倉頂部設(shè)有布袋除塵器和壓力釋放閥，往粉倉中輸送物料時布袋除塵器啟動，卸完粉時停頓。石灰石粉倉底部設(shè)有手動插板閥，為反映粉倉內(nèi)石灰石儲量，設(shè)有料位計(jì)。石灰石倉布袋收塵器的工作原理如圖2-24所示，含塵氣體從入口門流入，撞在擋板上，改變流動方向，結(jié)果粗顆粒粉塵直接落入灰斗，細(xì)顆粒的含塵氣體通過濾布層時，粉塵被阻留，空氣則通過濾布纖維間的微孔排走。在過濾過程中，由于濾布外表及內(nèi)部粉塵搭拱不斷堆積，形成一層由塵粒組成的粉塵料層，顯著地改善了過濾作用，氣體中的粉塵幾乎全部被過濾下來。隨著粉塵的加厚，濾布阻力逐漸增加，使處理能力降低。為保持穩(wěn)定的處理能力，必須定期去除濾布上的局部粉塵層。由于濾布絨毛的支撐作用，濾布上總有一定厚度的粉塵清理不下來成為濾布外的第二過濾介質(zhì)。過濾后的干凈氣體從布袋管頂排出。主要部件包括：漏斗、箱體、氣囊板、濾布袋、反吹掃設(shè)備和排氣裝置等。圖2-24布袋收塵器的工作原理圖2-24布袋收塵器的工作原理二、煙氣系統(tǒng)脫硫煙氣系統(tǒng)是鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)的延伸局部，主要由脫硫系統(tǒng)進(jìn)口煙氣擋板〔又稱原煙氣擋板〕、脫硫系統(tǒng)出口煙氣擋板〔又稱凈煙氣擋板〕、脫硫系統(tǒng)旁路煙氣擋板、擋板密封風(fēng)機(jī)；脫硫系統(tǒng)增壓風(fēng)機(jī)〔Boost-upFan，簡稱BUF〕及其附屬設(shè)備；煙氣再熱器及其附屬設(shè)備；煙道及膨脹節(jié)等輔助系統(tǒng)組成，圖2-25是*電廠脫硫系統(tǒng)煙氣流程。圖2-25煙氣系統(tǒng)流程圖脫硫系統(tǒng)進(jìn)口擋板設(shè)置在增壓風(fēng)機(jī)之前的煙道上，出口擋板設(shè)置在GGH升溫側(cè)之后的煙道上，旁路擋板位于旁路煙道上，當(dāng)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時進(jìn)/出口擋板翻開，旁路擋板關(guān)閉，使原煙氣通過增壓風(fēng)機(jī)的吸力作用引向脫硫系統(tǒng)；當(dāng)脫硫系統(tǒng)停運(yùn)時或鍋爐處于事故狀態(tài)的情況下，進(jìn)/出口擋板關(guān)閉防止原煙氣滲入系統(tǒng)，而旁路擋板翻開使煙氣繞過脫硫系統(tǒng)而通過旁路煙道直接排入煙囪，從而保證了脫硫系統(tǒng)和鍋爐機(jī)組的平安穩(wěn)定運(yùn)行。在一些脫硫系統(tǒng)中不設(shè)旁路煙道，這對脫硫系統(tǒng)設(shè)備的可靠性提出了很高的要求。增壓風(fēng)機(jī)由于脫硫系統(tǒng)有一定阻力，必須予以克制。對于老機(jī)組加裝脫硫裝置，假設(shè)單靠引風(fēng)機(jī)缺乏克制這些阻力的，一般是在原兩臺并聯(lián)運(yùn)行的引風(fēng)機(jī)的共用煙道后再布置一臺風(fēng)機(jī)，即脫硫風(fēng)機(jī)或叫增壓風(fēng)機(jī)〔BUF〕。增壓風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行應(yīng)充分考慮脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行和異常情況下可能發(fā)生的最大流量、最高溫度和最大壓損以及事故情況。通常采用靜葉調(diào)節(jié)軸流式或者動葉調(diào)節(jié)軸流式增壓風(fēng)機(jī)。圖2-26是軸流式風(fēng)機(jī)外形示意圖，增壓風(fēng)機(jī)不設(shè)備用。圖2-26軸流式增壓風(fēng)機(jī)外形圖軸流式風(fēng)機(jī)的工作原理：當(dāng)流體通過葉輪時，利用高速轉(zhuǎn)動葉輪上的葉片對流體沿著圓周方向上作功，提高流體的壓力能和動能。構(gòu)造組成：葉輪、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)軸、集流器、機(jī)殼和靜葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。其中轉(zhuǎn)軸包括葉輪、主軸、傳扭中間軸和聯(lián)軸器等部件(如圖2-27軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)造示意)。動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，依靠液壓調(diào)節(jié)葉片角度，改變風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量。其特點(diǎn)是：①調(diào)節(jié)性能好，適應(yīng)變負(fù)荷工況運(yùn)行，②低負(fù)荷時的效率比離心和靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)高是其最突出的優(yōu)點(diǎn)；③轉(zhuǎn)動部件多，構(gòu)造比擬復(fù)雜；④耐磨性差；⑤液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)雜，構(gòu)造精細(xì)，維護(hù)難度大，費(fèi)用高。靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)屬于高效混流式通風(fēng)機(jī)，由進(jìn)氣箱、進(jìn)口調(diào)節(jié)門、導(dǎo)葉環(huán)機(jī)殼、擴(kuò)壓器和轉(zhuǎn)子組成。風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，依靠執(zhí)行器調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)葉，到達(dá)調(diào)節(jié)風(fēng)壓、風(fēng)量的目的。最高效率為87％左右。特點(diǎn)是：①負(fù)荷調(diào)節(jié)性能比離心風(fēng)機(jī)好，比動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)差，介于二者之間；②調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電動或氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可靠性高，系統(tǒng)簡單，維護(hù)方便；③效率相對較低。圖2-27典型的軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)造示意圖我國濕式FGD系統(tǒng)的脫硫風(fēng)機(jī)根本上采用軸流風(fēng)機(jī)，至于選擇動調(diào)還是靜調(diào)軸流風(fēng)機(jī)與鍋爐引風(fēng)機(jī)的選擇趨勢一樣。下面就動調(diào)、靜調(diào)兩種軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)展比擬。1〕可靠性：動調(diào)和靜調(diào)軸流風(fēng)機(jī)可靠性指標(biāo)均為99%，但由于動、靜調(diào)各自的構(gòu)造、性能特點(diǎn)，在高溫含塵煙氣的工作條件下，動調(diào)葉片磨損的潛在風(fēng)險(xiǎn)較靜調(diào)高。2〕投資：靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)比擬廉價(jià)，大約是動葉可調(diào)價(jià)格的70%～80%之間，由于其轉(zhuǎn)速低，根底施工費(fèi)略低。3〕維護(hù)費(fèi)：風(fēng)機(jī)的維護(hù)費(fèi)用主要考慮的是葉片的更換。動調(diào)風(fēng)機(jī)的葉片是靠堆焊和噴涂耐磨材料來提高磨損壽命的，其壽命較靜調(diào)短，且葉片更換費(fèi)用高。另外，液壓系統(tǒng)易出現(xiàn)漏油、卡澀，現(xiàn)場維修量大。4〕運(yùn)行費(fèi)：主要指風(fēng)機(jī)的功耗，由于動調(diào)風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)特性好，在30%～100%MCR工況下，保持較高的效率，所以其運(yùn)行費(fèi)用較靜調(diào)風(fēng)機(jī)低10%左右。在選擇動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)還是靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)時，國外大多項(xiàng)選擇擇動葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)，因?yàn)槠湓谡{(diào)節(jié)過程中風(fēng)機(jī)始終位于一個較高的效率區(qū)域內(nèi)，節(jié)能效果顯著。而靜葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場維修，維修時間短，費(fèi)用也較低，其功耗也較為適中，并在考慮經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性的根底上，選擇靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)也不失為明智之舉。擋板門為保證脫硫系統(tǒng)的停運(yùn)不影響機(jī)組煙風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在煙道上分別設(shè)置了原煙氣擋板門、凈煙氣擋板門和旁路擋板門。原煙氣擋板門設(shè)在增壓風(fēng)機(jī)之前，在啟動脫硫系統(tǒng)時開啟，停頓脫硫系統(tǒng)時關(guān)閉；凈煙氣擋板門設(shè)在凈煙道上，在脫硫系統(tǒng)投運(yùn)時開啟，脫硫系統(tǒng)停頓時關(guān)閉；旁路擋板門設(shè)在煙囪之前的凈煙道和原煙道之間，在啟動脫硫系統(tǒng)時關(guān)閉，脫硫系統(tǒng)停頓或事故狀態(tài)時開啟。脫硫系統(tǒng)故障時，為了保證鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的正常運(yùn)行，三個擋板門設(shè)聯(lián)鎖保護(hù)。煙氣擋板門的作用如下：〔1〕在脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行時，將原煙氣切換至脫硫系統(tǒng)；〔2〕在脫硫系統(tǒng)故障或停動時，使原煙氣走旁路，直接排到煙囪。圖2-28、圖2-29、圖2-30為擋板門構(gòu)造示意。圖2-28擋板門外形圖圖2-29雙百葉擋板門外形圖側(cè)面密封側(cè)面密封密封風(fēng)機(jī)葉片密封條外部連桿擋板葉片圖2-30擋板門構(gòu)造示意FGD進(jìn)出口擋板一般為雙百葉窗型，擋板與密封空氣系統(tǒng)相連接。雙百葉窗擋板門的葉片由兩塊間距約為150mm左右的平行鋼板構(gòu)成，煙氣可在兩層鋼板之間流動，兩塊鋼板繞同一軸轉(zhuǎn)動，葉片的四周由密封片或密封條。當(dāng)擋板處于關(guān)閉位置時，擋板翼由微細(xì)鋼制襯墊所密封，在擋板內(nèi)形成一個空間，密封空氣從這里進(jìn)入，形成正壓室，防止煙氣從擋板一側(cè)泄漏到另一側(cè)。密封空氣系統(tǒng)的作用是當(dāng)擋板關(guān)閉時，使擋板葉片間充滿密封氣體，阻止煙氣由擋板門一側(cè)泄漏到另一側(cè)，密封空氣系統(tǒng)包括密封風(fēng)機(jī)、密封風(fēng)加熱器、檢測儀表、調(diào)節(jié)設(shè)備及其管路等。一般每套脫硫系統(tǒng)配兩臺密封風(fēng)機(jī)，2×100%容量，一運(yùn)一備。密封氣壓力維持比煙氣最高壓力至少高500Pa，因此風(fēng)機(jī)必須設(shè)計(jì)有足夠的容量和壓頭。脫硫系統(tǒng)入口、出口擋板門的密封空氣和旁路擋板的密封空氣不同時運(yùn)行。不同擋板密封風(fēng)的切換通過裝在擋板門上的閥門來實(shí)現(xiàn)，一般該門與擋板門為機(jī)械連鎖。密封空氣加熱器有電加熱和蒸汽加熱兩種形式。將密封空氣溫度加熱至100℃左右，減少與煙氣之間的溫差，使擋板門的變形量在正常設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。煙氣再熱器煙氣再熱器通常有蓄熱式或非蓄熱式兩種形式。蓄熱式煙氣再熱器是通過熱載體或載熱介質(zhì)將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣，可分為氣-氣換熱器、水-氣換熱器和蒸發(fā)管式換熱器。非蓄熱式煙氣再熱器通過蒸汽或天然氣燃燒加熱冷煙氣，這種加熱方式投資省，但能耗大，適用于脫硫裝置年利用率小于4000h的情況。我國多采用氣-氣加熱器，即GGH，一臺GGH的價(jià)格約占脫硫設(shè)備總投資10%，其工作溫度一般在130℃～150℃。通常GGH降低進(jìn)入吸收塔的煙氣溫度，以利于進(jìn)展化學(xué)