定洲電廠煙氣脫硫系統(tǒng)簡介

定洲電廠煙氣脫硫系統(tǒng)簡介第1頁/共87頁第一節(jié)燃燒過程SOx的形成及控制一、燃料中硫的形成機理

燃料中的硫在燃燒過程中與氧反應(yīng)，主要產(chǎn)物是SO2和SO3，但SO3的濃度相當?shù)停词乖谪毴剂蠣顟B(tài)下，生成的SO3也只占SO2生成量的百分之幾。在富燃料狀態(tài)下，除SO2外，還有一些其它S的氧化物，如SO及其二聚物（SO）2，還有少量一氧化二硫S2O。這些產(chǎn)物化學反應(yīng)能力強，所以僅在各種氧化反應(yīng)中以中間體形式出現(xiàn)。燃燒時：故一般主要生成SO2,計算時可忽略SO3。第2頁/共87頁1.煤燃燒中硫化物形成機理：煤中的可燃硫主要分成四種形態(tài)：黃鐵礦硫（FeS2）硫酸鹽硫（CaSO42H2O，F(xiàn)eSO42H2O,）有機硫(CXHYSZ)元素硫。其中黃鐵硫和有機硫及元素硫是可燃硫，占煤中硫分的90％以上，硫酸鹽硫是不可燃硫，是煤灰的組成部分，對環(huán)境基本無污染。2、SOX的形成：煤在燃燒期間，所有的可燃硫都會在受熱過程中從煤中釋放出來，在氧化氣氛中所有的可燃硫均被氧化成SO2：第3頁/共87頁黃鐵礦硫：在爐膛里，它可以直接與氧氣反應(yīng)生成二氧化硫。其反應(yīng)方程式：4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2。有機硫：其主要形式是硫茂，約占有機硫的60％，它是煤中最普遍的含硫有機結(jié)構(gòu)，其他形式有硫醇，二氧化硫和硫醚.他們在爐膛里燃燒是均會生成二氧化硫。機理：煤在加熱熱解釋放出揮發(fā)分時，硫側(cè)鏈和環(huán)硫鏈由于結(jié)合較弱，因此硫醇、硫化物等在低溫（低于450℃）時首先分解，產(chǎn)生最早的揮發(fā)硫，硫茂的結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，要到930℃時才開始分解析出、在氧化環(huán)境下，它們?nèi)可啥趸颉Ａ虼佳趸磻?yīng)最終生成SO2。第4頁/共87頁元素硫：單質(zhì)硫在爐膛里直接和氧氣反應(yīng)生成SO2，方程式：S+O2==SO2在爐膛的高溫條件下存在氧原子或在受熱面上有催化劑時，一部分二氧化硫會轉(zhuǎn)換成三氧化硫。方程式：SO2+O→SO3。三氧化硫通常生成的較少，只占二氧化硫的0.5－2％左右。三氧化硫與煙氣中或空氣中的水蒸汽結(jié)合生成硫酸，不僅可以腐蝕燃煤設(shè)備，最重要的是會造成空氣污染。第5頁/共87頁2.脫硫技術(shù)現(xiàn)狀全世界約200種脫硫技術(shù)，可分為三類燃燒前脫硫——燃料脫硫如洗煤、型煤等燃燒中脫硫——燃燒脫硫如爐內(nèi)噴鈣、循環(huán)流化床等燃燒后脫硫——煙氣脫硫FGD濕法、干法第6頁/共87頁（1）燃燒前脫硫：①煤的洗選：煤中的黃鐵硫的比重為4.7～5.2，比煤的比重1.25大的多，因此可將煤打碎后利用兩者的比重不同，用選洗法將煤中的黃鐵硫和部分其他礦物質(zhì)除去。控制技術(shù)：在運行中要控制好煤粉細度和風量。煤粒若破碎至大于0.5mm的顆粒度，可除去30％～50％的黃鐵礦硫。如果要除去更多的硫化鐵硫，則應(yīng)將煤磨的更細，使煤的顆粒尺寸達到0.05mm～0.2mm，再采用泡沫浮選工藝，可除去煤中40％～90％的硫化鐵硫，但是其成本將會成倍增加，而且洗選法不能脫除有機硫及在煤中嵌布很細的硫化鐵硫，所以這種方法在火力發(fā)電廠通常已經(jīng)不采用了。第7頁/共87頁

跳汰選煤是各種密度、粒度和形狀的物料在不斷變化的流體中運動過程。屬于物理選煤，主要利用煤中各種成分比例不同，而去處部分灰份和黃鐵礦，不能去有機硫。

重介質(zhì)選煤采用磁鐵礦和水配置的懸浮液作為選煤的介質(zhì)，利用不同浮力進行選煤，屬于物理方法。

浮選選煤是氣、液固三相界面的分選過程，包括水中礦物顆粒粘附在氣泡，然后上浮到煤漿液體表面。因為煤的濕潤性較好而礦物的濕潤性較差。

高梯度強磁分離煤脫硫技術(shù)煤中有機硫為逆磁性而大部分無機硫為順磁性，利用磁性不同分離。第8頁/共87頁

微波輻射法煤中黃鐵礦的硫最容易吸收微波，有機硫次之，煤基質(zhì)基本不吸收微波。微波吸收后削弱化學鍵，采用浸取液洗滌煤中硫，可以去無機硫，也可以去有機硫，目前在實驗室狀態(tài)。

化學處理法，如在煤中加入堿溶液，在一定反應(yīng)條件下，脫去無機和有機硫，但該工藝成本高，對煤質(zhì)有一定影響，在工程上應(yīng)用少。

生物脫硫利用微生物破壞煤中無機硫和有機硫，可以達到經(jīng)濟、有效的脫硫，但目前的難點是找到能破壞煤中硫而不影響碳結(jié)構(gòu)的高效菌種。國外準備進行半工業(yè)實驗，國內(nèi)目前處于起步階段。第9頁/共87頁煤炭的固態(tài)加工國外要求用于發(fā)電、冶金、動力的煤質(zhì)標準是：煉焦煤：硫分<1%，灰分6~8%；動力煤：硫分0.5~1%，灰分15~20%；故原煤必經(jīng)分選以除去煤中的礦物質(zhì)。

目前選煤工藝普遍應(yīng)用的是重力分選法（可降低40~90%的S）,此法對有機硫含量較大或精煉還不能達到環(huán)保條例的要求。

正在研究的新脫硫法有：浮選法、氧化脫硫法、化學浸出法、化學破碎法、細菌脫硫法、微波脫硫法、磁力脫硫及溶劑精煉等，工業(yè)上應(yīng)用的很少。型煤固硫是控制SO2的一條經(jīng)濟有效途徑。

第10頁/共87頁②

煤炭的轉(zhuǎn)化

煤炭的轉(zhuǎn)化主要是氣化、液化。即對煤進行脫硫或加氫改變其原有的碳氫比、使煤轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵉亩稳剂?。A.煤的氣化煤的氣化技術(shù)發(fā)展很快：“第一代”干式排灰的魯奈加壓氣化（已商業(yè)化）和科柏斯-托切克氣化；“第二代”液態(tài)排渣氣化、Hygas氣化、Cogas氣化等未商業(yè)化；“第三代”處于實驗階段的煤催化氣化。煤氣主要是H2、CO、CH4等，煤中硫的H2S形式存在。生產(chǎn)出煤氣中H2S含量幾百到幾千mg/m3。去除方法有干法、濕式法。B.

煤的液化直接液化SRC-Ⅱ法間接液化魯奈氣化-弗托合成法煤的液化時耗水量很大，排水含高濃度COD，要求大規(guī)模水處理設(shè)施。

第11頁/共87頁③型煤固硫技術(shù)將不同原料經(jīng)過篩分按照一定比例配煤，粉碎后同經(jīng)過預(yù)處理的粘結(jié)劑和固硫劑混合，經(jīng)過機械設(shè)備成型與干燥，得到具有一定形狀和成品的工業(yè)固硫型煤。固硫劑按照化學形態(tài)分為鈣系、鈉系及其他。第12頁/共87頁石灰石、大理石粉、電石渣是工業(yè)上較好的固硫劑，應(yīng)用廢液做粘結(jié)劑，如堿性紙漿黑液，也有一定的固硫作用。鹽泥、糖泥、鈣渣、煙道灰等可以作為粘結(jié)劑和脫硫劑。型煤燃燒煙氣中粉塵、二氧化硫、CO濃度及煙氣黑度明顯下降，但由于型煤增加了原煤成本，可能使某些爐型的鍋爐出力受到一些影響，目前還處于工業(yè)示范階段。第13頁/共87頁第14頁/共87頁第15頁/共87頁⑵燃燒中脫硫：原理：煤在燃燒中生成的SO2當遇到堿金屬氧化物（CaO、MgO等），便會生成CaSO4、MgSO4而被脫除，因此最經(jīng)濟的脫硫方法就是采用石灰石作為脫硫劑，將其破碎到合適的顆粒度噴入爐內(nèi)，CaCO3在高溫下分解成CaO和CO2：CaCO3＝CO2+CaOCaO在爐膛內(nèi)遇到SO2將發(fā)生如下的化學反應(yīng)：

2CaO+SO2+1/2O2＝2CaSO4

這個反應(yīng)是脫硫最主要的反應(yīng)，但是這一步受到爐膛溫度的限制。其最佳的反應(yīng)溫度是800℃到850℃，這時可以得到最高的脫硫效果，若溫度低于或高于該溫度范圍，脫硫率都會降低。最佳燃燒方式只有是向爐膛內(nèi)加入石灰石脫硫的流化床燃燒。關(guān)于流化床以后會做稍微詳細的介紹。第16頁/共87頁

①爐內(nèi)噴鈣增濕活化脫硫（LIFAC）在鍋爐尾部煙道上安裝活化反應(yīng)器,將煙氣增濕,延長滯留時間,使剩余的吸收劑和SO2發(fā)生反應(yīng)。石灰石中的CaCO3含量應(yīng)超過90％，石灰石的顆粒度應(yīng)是80％以上的顆粒尺寸小于40μm。此時爐內(nèi)脫硫反應(yīng)所能達到的脫硫效率為20～30％活化反應(yīng)器的煙氣進口溫度一般在110～140℃，當將活化反應(yīng)器出口處煙溫控制在比露點溫度高5～10℃、Ca/S＝2時，有可能使活化反應(yīng)器的脫硫效率達到60％，從而使總脫硫效率達到80％。第17頁/共87頁第18頁/共87頁爐內(nèi)噴鈣增濕活化脫硫流程示意圖第19頁/共87頁第20頁/共87頁②流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫具有爐內(nèi)脫硝脫硫的優(yōu)點，故普遍受到重視。原理：流化床燃燒是一低溫燃燒過程。爐內(nèi)存在局部還原氣氛，熱型Nox基本上不產(chǎn)生，因而NOx的氣成量減少。流化床燃燒脫硫常用的脫硫劑是石灰石或白云石。石灰石粉碎至與煤同樣的粒度（dp2mm左右）與煤同時加入爐內(nèi)。在800～900℃下燃燒：

（CaO為多孔）從而達到固硫目的。第21頁/共87頁影響脫硫效率的因素有：沸騰床溫度、流化速度、脫硫劑用量等。脫硫劑用量以Ca/S比表示。脫硫率與β和硫化速度的關(guān)系：當硫化速率一定時，η隨Ca/S的增大而增大；當Ca/S比一定時，η隨硫化速度的增加而降低。第22頁/共87頁循環(huán)流化床燃燒脫硫最大的特點是爐內(nèi)具有強烈的傳熱傳質(zhì)特性，有利于燃料燃燒，不僅適用于煤燃燒，還可以適用于熱值小的燃料，如煤矸石、城市垃圾的燃燒。循環(huán)流化床爐內(nèi)燃燒溫度保持在900℃左右，有利于燃燒過程脫硫。石灰石在該溫度下分解形成氧化鈣，與二氧化硫和氧反應(yīng)形成硫酸鈣，而硫酸鈣在這個溫度下不容易再次分解，比一般的其他鍋爐1200℃有優(yōu)勢。從工業(yè)運行的經(jīng)驗來看，但爐內(nèi)鈣/硫摩爾比在1.8-2.5時，脫硫效率可以達到90%以上。第23頁/共87頁第24頁/共87頁循環(huán)流化床燃燒脫硫技術(shù)第25頁/共87頁第26頁/共87頁第27頁/共87頁流化床脫硫原理：

880℃

石灰石CaCO3CaO+CO2

白云石

Ca(OH)2CaO+H2O

最佳800～850℃

CaO+1/2O2+SO2CaSO4流化床燃燒技術(shù)的優(yōu)點：（1）能夠在燃燒過程中有效地控制NOX和SOX的排放；（2）燃料適應(yīng)性廣；（3）燃燒熱強度大；（4）床內(nèi)傳熱能力強；（5）負荷調(diào)節(jié)性能好；

循環(huán)流化床問題：（1）初投資大；（2）耗電量大；（3）磨損及腐蝕。

第28頁/共87頁第29頁/共87頁第30頁/共87頁⑶燃燒后脫硫目前主要有吸收法和吸附法，以吸收法應(yīng)用最為廣泛，另外還有許多物理方法，如電子輻射法、等離子法等正在積極發(fā)展中。吸收法中又分為濕法和干法脫硫，其中濕法脫硫是商業(yè)應(yīng)用最為廣泛的方法，如石灰（石）-石膏法，海水脫硫、鈉堿法、氨吸收法等，干法中有旋轉(zhuǎn)噴霧吸收法、煙氣循環(huán)流化床脫硫等。第31頁/共87頁

煙氣脫硫技術(shù)－－分類按反應(yīng)物和產(chǎn)物形態(tài)分濕法（占91%）干法半干法（占9%）噴霧干燥法按產(chǎn)物是否可再生分可再生（占7%）不可再生（占93%）按脫硫產(chǎn)物是否可回收分拋棄法（占95%）回收法（占5%）注：括號中數(shù)據(jù)為美國電力工業(yè)FGD裝置應(yīng)用情況（1987）第32頁/共87頁煙氣脫硫技術(shù)----特點2.3.1濕法反應(yīng)速度快，效率高，投資大、需解決結(jié)垢、腐蝕問題，占地面積大，煙氣需再熱2.3.2半干半濕法設(shè)備比較簡單、占地小、無廢水排放，除塵負荷大，控制要求高，噴嘴易磨損，亞硫酸鈣氧化不完全2.3.3干法煙氣溫度高、不存在腐蝕、結(jié)露問題，鈣硫比高，除塵負荷大，亞硫酸鈣氧化不完全第33頁/共87頁①石灰（石）－石膏法濕法煙氣脫硫

濕法煙氣脫硫的過程：煙氣以120℃左右的溫度進入脫硫吸收塔（預(yù)先除塵和加熱），在吸收塔內(nèi)與含20～30%的石灰石粉漿料或20%左右的Ca(OH)2乳濁液接觸，SO2被吸收反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣又被氧化成硫酸鈣。由于石灰石的溶解度及活性受限制，以石灰石為脫硫劑的方法其脫硫率一般在85%左右，適用于脫硫SO2濃度為中等偏低的煙氣。而熟石灰（Ca(OH)2）有較強的堿性，較易吸收SO2，所以石灰乳濕法脫硫能達到95%以上的脫硫效率，并且適應(yīng)于SO2濃度較高的煙氣。吸收塔底槽的石膏漿先在水力旋流分離器中稠化到固體濃度約為40%，然后排出反應(yīng)塔，經(jīng)過帶式真空過濾機過濾，脫除其中的大部分水分。由此制得的副產(chǎn)石膏可回收利用，亦可拋棄處置。第34頁/共87頁石灰石料倉漿液槽吸收塔石膏增稠器除塵器氧化槽煙氣石膏脫水機石膏氣氣換熱器潔凈煙氣第35頁/共87頁第36頁/共87頁第37頁/共87頁反應(yīng)塔中發(fā)生如下化學反應(yīng)：

SO2（氣）+H2O→SO2（液）+H2OSO2（液）+H2O→H++HSO3—

→2H++SO32—HSO3—+1/2O2

→HSO4—(部分)SO32—+1/2O2

→SO42—(部分)Ca(OH)2

→Ca2++2OH—(部分)Ca2++SO32—

→CaSO3(部分)Ca2++SO42—+2H2O

→CaSO4.2H2O(部分)H++OH—

→H2O第38頁/共87頁在循環(huán)氧化槽中發(fā)生如下反應(yīng)：

HSO3－+1/2O2

→HSO4－→H++SO42－SO32－+1/2O2

→SO42－Ca2++SO42－+2H2O

→CaSO4.2H2O第39頁/共87頁由于亞硫酸鈣的結(jié)垢和管路堵塞問題，脫硫反應(yīng)中的PH值并不是越大約好。工業(yè)實驗表明脫硫區(qū)的PH值范圍為5～8，氧化池中的PH值范圍為3.5～5.5。為了增強氧化槽內(nèi)的氧化速率，適當?shù)拇呋瘎?，如Mn2+等對氧化是有利的。為了減少結(jié)垢和堵塞，在氧化槽內(nèi)布置結(jié)晶種子，采用大的液氣比等。為了減緩由于石灰漿的加入，溶液PH發(fā)生較大波動，加入一些弱酸如已二酸對系統(tǒng)的運行是有利的。第40頁/共87頁第41頁/共87頁②海水煙氣脫硫基本原理：海水中含有碳酸鹽和碳酸氫鹽海水的PH值為7.5-8.3天然堿度約為2.0-2.9mg/L可吸收SO2為亞硫酸脫硫海水中SO2的氧化（1）亞硫酸易分解SO2容易重新排到大海（氣液平衡分壓理論）（2）加入稀釋的海水3-4倍于脫硫海水（抑制亞硫酸分解，稀釋SO2濃度）PH由3-4到6.5-7

（3）鼓入空氣氧化亞硫酸根到硫酸根第42頁/共87頁海水脫硫的主要特點：1）工藝簡單，無需脫硫劑的制備，系統(tǒng)可用率高（100%）。2）脫硫效率高，可達95％以上。3）不需要添加脫硫劑，也無廢水廢料，管理容易。4）與其他濕法工藝相比，投資低，運行費用也低。5）只能用于海邊電廠，需要常年對海水堿度進行監(jiān)測。6）只能適用于燃煤含硫量小于1.5%的中低硫煤。第43頁/共87頁第44頁/共87頁③雙堿法

原理：用堿金屬鹽類如鈉鹽的水溶液吸收SO2，然后在另一個石灰反應(yīng)器中用石灰或石灰石將吸收了SO2的吸收液再生，再生的吸收液返回吸收塔再用，而SO2還是以亞硫酸鈣和石膏的形式沉淀出來。由于其固體的產(chǎn)生過程不是發(fā)生在吸收塔中的，所以避免了石灰石/石灰法的結(jié)垢問題。第45頁/共87頁第46頁/共87頁④氨法

氨法原理是采用氨水為脫硫吸收劑，與進入吸收塔的煙氣接觸混合，煙氣中SO2與氨水反應(yīng)，生成亞硫酸銨，經(jīng)與鼓入的強制氧化空氣進行氧化反應(yīng)，生成硫酸銨溶液，經(jīng)結(jié)晶、離心機脫水、干燥器干燥后即制得化學肥料硫酸銨由于氨水與SO2反應(yīng)速度要比石灰石（或石灰）與SO2反應(yīng)速度大得多，同時氨法不需吸收劑再循環(huán)系統(tǒng)，因而系統(tǒng)要比石灰石—石膏法小、簡單，其投資費用比石灰石—石膏法低得多。第47頁/共87頁）在工藝中不存在石灰石作脫硫劑時的結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象）氨水來源也是選擇此工藝必要條件。）氨法工藝無廢水排放，除化肥硫酸銨外也無廢渣排放。由于只采用NH3一種吸收劑，只要增加一套脫硝裝置的情況下就能高效地控制SO2和NOx的排放。第48頁/共87頁第49頁/共87頁⑤電子束輻射脫硫．主要原理：a.自由基的產(chǎn)生電子束照射，能量被氮、氧、水蒸氣吸收,生成自由基OH，O，HO2,反應(yīng)的活性強（）SO2與NOx的氧化SO2（OH作用）－>HSO3（OH作用）－>H2SO4SO2（O作用）－>SO3（H2O作用）－>H2SO4NO（OH作用）—>HNO2（O作用）－>HNO3NO（HO2作用）－>NO2＋OHNO（O作用）—>NO2（OH作用）—>HNO3NO2（O作用）—>NO3（O作用）—>N2O5（H2O作用）－>2HNO3第50頁/共87頁b.硫銨和硝銨的生成

注入氨發(fā)生中和生成硫氨與硝銨的氣溶膠微顆粒,反應(yīng)時間僅為1秒左右煙氣在冷卻塔中由130℃變?yōu)檫m合脫硫脫硝的65℃，并且冷卻水全部汽化。氨肥在電除塵器中被捕獲凈化后的煙氣由引風機增壓與未處理煙氣混合升溫排到煙囪。第51頁/共87頁主要特點有：是一種干法處理過程，不產(chǎn)生廢水廢渣?？蛇_到90％以上的脫硫率和80％以上的脫硝率。系統(tǒng)簡單，操作方便，過程易于控制。對于不同含硫量的煙氣和煙氣量的變化有較好的適應(yīng)性和負荷跟蹤性。副產(chǎn)品為硫銨和硝銨混合物，可用作化肥。脫硫成本低于石灰石/石膏，約為850元/tSO2。第52頁/共87頁第53頁/共87頁⑤旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（SDA法）．旋轉(zhuǎn)噴霧煙氣脫硫反應(yīng)過程包含有四個步驟，即：吸收劑制備。旋轉(zhuǎn)噴霧煙氣脫硫工藝一般用生石灰（主要成分是CaO）作吸收劑。生石灰經(jīng)熟化變成具有較好反應(yīng)能力的熟石灰（主要成分是Ca（OH）2）漿液。吸收劑漿液霧化。熟石灰漿液經(jīng)裝在吸收塔頂部的高達15000-20000r/min的高速旋轉(zhuǎn)霧化器噴射成均勻的霧滴，其霧粒直徑可小于100um。霧粒和煙氣混合，吸收二氧化硫并被干燥

廢渣排出第54頁/共87頁反應(yīng)過程：Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O如反應(yīng)時有氧氣，則Na2CO3和CaSO3會氧化生成硫酸鈉和硫酸鈣：Na2SO3＋1/2O2→Na2SO4

Na2CO3+SO2+1/2O2→Na2SO4+CO2

Ca(OH)2＋SO2+1/2O2+H2O→CaSO4·2H2O這些具有很大表面積的分散微粒，一經(jīng)與煙氣接觸，便發(fā)生強烈的熱交換和化學反應(yīng)，迅速地將大部分水分蒸發(fā)，形成含水量少的固體灰渣。如果吸收劑顆粒沒有完全干燥，則在吸收塔之后的煙道和除塵器中仍可繼續(xù)發(fā)生吸收二氧化硫的化學反應(yīng)第55頁/共87頁第56頁/共87頁3．旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法特點其系統(tǒng)相對簡單、投資低、運行費用也不高，而且運行相當可靠，不會產(chǎn)生結(jié)垢和堵塞，只要控制好干燥吸收器的出口煙氣溫度，對于設(shè)備的腐蝕性也不高。由于其干式運行，最終產(chǎn)物易于處理，但脫硫效率略低于濕法。第57頁/共87頁脫硫工藝比較第58頁/共87頁第二節(jié)石灰/石灰石－石膏法脫硫裝置石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史,技術(shù)成熟可靠,適用范圍廣泛,據(jù)有關(guān)資料介紹,該工藝市場占有率已經(jīng)達到85%以上。典型的石灰石/石灰－石膏濕法煙氣脫硫工藝流程如下圖所示，實際運用的脫硫裝置的范圍根據(jù)工程具體情況有所差異。第59頁/共87頁典型的工藝流程第60頁/共87頁ＭGGH煙囪廢水旋流器石膏旋流器

真空皮帶脫水機除霧器進口擋板旁路擋板出口擋板濾液水箱廢水排放廢水排出泵濾液泵吸収塔吸收塔排出泵吸收塔循環(huán)泵石灰石漿液泵石灰石漿液箱氧化風機增壓風機鍋爐排煙石灰石筒倉石灰石副產(chǎn)品石膏副產(chǎn)品深加工工序最終產(chǎn)品典型的工藝流程

Ｍ工業(yè)用水脫硫系統(tǒng)（石灰石－石膏法）第61頁/共87頁第62頁/共87頁系統(tǒng)基本工藝流程

石灰石（石灰）/石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)主要有：煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)組成。其基本工藝流程如下：

鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過增壓風機、GGH(可選)降溫后進入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動且被向下流動的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2、SO3、HCL和HF，與此同時在“強制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏（CaSO4·2H2O），并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中，通過噴嘴進行霧化，可使氣體和液體得以充分接觸。每個泵通常與其各自的噴淋層相連接，即通常采用單元制。第63頁/共87頁

在吸收塔中，石灰石與二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出，進入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器（作為一級脫水設(shè)備）、漿液分配器和真空皮帶脫水機。

凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。進行除霧器沖洗有兩個目的，一是防止除霧器堵塞，二是沖洗水同時作為補充水，穩(wěn)定吸收塔液位。

在吸收塔出口，煙氣一般被冷卻到46—55℃左右，且為水蒸氣所飽和。通過GGH將煙氣加熱到80℃以上，以提高煙氣的抬升高度和擴散能力。

最后，潔凈的煙氣通過煙道進入煙囪排向大氣。第64頁/共87頁第二節(jié).石灰石脫硫工藝的化學反應(yīng)原理一.吸收原理吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與塔內(nèi)煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的SO2、SO3及HCl、HF被吸收。SO2吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏。為了維持吸收液恒定的pH值并減少石灰石耗量，石灰石被連續(xù)加入吸收塔，同時吸收塔內(nèi)的吸收劑漿液被攪拌機、氧化空氣和吸收塔循環(huán)泵不停地攪動，以加快石灰石在漿液中的均布和溶解。第65頁/共87頁第66頁/共87頁二.脫硫過程主反應(yīng)1）SO2+H2O→H2SO3

吸收

2）CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和

3）CaSO3+1/2O2→CaSO4氧化

4）CaSO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O結(jié)晶

5）CaSO4+2H2O→CaSO4·2H2O結(jié)晶

6）CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2PH控制

同時煙氣中的HCL、HF與CaCO3的反應(yīng)，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通過注入石灰石漿液進行調(diào)節(jié)與控制，一般pH值在5.5－6.2之間。第67頁/共87頁第四節(jié)石灰石/石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)特點：

1）．脫硫效率高達95%以上，有利于地區(qū)和電廠實行總量控制。

2）．技術(shù)成熟，設(shè)備運行可靠性高（系統(tǒng)可利用率達98%以上）。

3）．單塔處理煙氣量大，SO2脫除量大；

4）．適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫；

5）．對鍋爐負荷變化適應(yīng)性強（30%－100%BMCR）

；

6）．吸收劑(石灰石)資源豐富，價廉易得；

7）．設(shè)備布置緊湊減少了場地需求；8）．處理后的煙氣含塵量大大減少；；9）．脫硫副產(chǎn)物（石膏）便于綜合利用，經(jīng)濟效益顯著；

第68頁/共87頁濕法脫硫----常見問題腐蝕結(jié)垢堵塞風機帶水脫硫渣處理

第69頁/共87頁第三節(jié)FGD系統(tǒng)構(gòu)成及主要設(shè)備的功能

一.石灰石/石膏濕法FGD系統(tǒng)的構(gòu)成煙氣脫硫（FGD）裝置采用高效的石灰石/石膏濕法工藝，整套系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)組成：（1）煙氣系統(tǒng)（2）SO2吸收系統(tǒng)（3）石灰石漿液制備系統(tǒng)（4）石膏脫水系統(tǒng)（5）供水和排放系統(tǒng)（6）廢水處理系統(tǒng)（7）壓縮空氣系統(tǒng)（8）熱工自控系統(tǒng)第70頁/共87頁1.煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)包括煙道、煙氣擋板、密封風機和氣—氣加熱器（GGH）等關(guān)鍵設(shè)備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大，容易對煙道產(chǎn)生腐蝕，需進行防腐處理。

煙氣擋板是脫硫裝置進入和退出運行的重要設(shè)備，分為FGD主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在FGD系統(tǒng)的進出口，它是由雙層煙氣擋板組成，當關(guān)閉主煙道時，雙層煙氣擋板之間連接密封空氣，以保證FGD系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞。旁路擋板安裝在原鍋爐煙道的進出口。當FGD系統(tǒng)運行時，旁路煙道關(guān)閉，這時煙道內(nèi)連接密封空氣。旁路煙氣擋板設(shè)有快開機構(gòu)，保證在FGD系統(tǒng)故障時迅速打開旁路煙道，以確保鍋爐的正常運行。

第71頁/共87頁GGH（氣氣熱交換器)

第72頁/共87頁氣氣熱交換器的漏風途徑第73頁/共87頁

從電除塵器出來的煙氣溫度高達130～150℃，因此進入FGD前要經(jīng)過GGH降溫器降溫，避免煙氣溫度過高，損壞吸收塔的防腐材料和除霧器,并保證脫硫效率。經(jīng)濕法脫硫后的煙氣從吸收塔出來一般在46－55℃左右，含有飽和水汽、殘余的SO2、SO3、HCl、HF、NOX，其攜帶的SO42-、SO32-鹽等會結(jié)露，如不經(jīng)過處理直接排放，易形成酸霧，且將影響煙氣的抬升高度和擴散。為此濕法FGD系統(tǒng)通常配有一套氣—氣換熱器（GGH）煙氣再熱裝置。氣—氣換熱器是蓄熱加熱工藝的一種，即常說的GGH。它用未脫硫的熱煙氣（一般130～150℃）去加熱已脫硫的煙氣，一般加熱到80℃左右，然后排放，以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁，并可提高煙氣抬升高度。煙氣再熱器是濕法脫硫工藝的一項重要設(shè)備，由于熱端煙氣含硫最高、溫度高，而冷端煙氣溫度低、含水率大，故氣—氣換熱器的煙氣進出口均需用耐腐蝕材料，如搪玻璃、柯登鋼等，傳熱區(qū)一般用搪瓷鋼。

第74頁/共87頁2.吸收系統(tǒng)

吸收系統(tǒng)的主要設(shè)備是吸收塔，它是FGD設(shè)備的核心裝置，系統(tǒng)在塔中完成對SO2、SO3等有害氣體的吸收。