大唐安陽電廠煙氣脫硫工程專業(yè)培訓教材2×300MW

大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期

(2X300MW)

煙氣脫硫工程

濕法脫硫系統(tǒng)培訓教材

ID

大唐環(huán)境科技工程有限公司

二00六年九月

審定：宋紅兵段傳和

校審：宋家全

編制：孟立新陸生寬李廣林鞏偉國

目錄

前言...........................................................1

1概述..............................................................2

1.1脫硫島的基本技術及概念..........................................2

1.1.1石灰石一石膏濕法脫硫工藝.....................................3

1.1.2噴霧干燥法脫硫工藝..........................................4

1.1.3爐內噴鈣加尾部增活化器脫硫工藝(LIFAC)..............................................5

1.1.4循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝(CFB)....................................................................6

1.1.5海水脫硫工藝................................................6

1.1.6電子束照射煙氣脫硫工藝......................................7

1.1.7氨法脫硫工藝................................................8

1.1.8濕法煙氣脫硫島的原料........................................9

1.1.9濕法煙氣脫硫島的反應原理.....................................9

1.1.10濕法煙氣脫硫島的構成.......................................10

1.1.11濕法煙氣脫硫島的主要設備...................................11

1.1.12本工程脫硫島的設計原則.....................................11

1.1.13本工程脫硫島的關鍵控制參數(shù)：..............................12

1.2設計的條件.....................................................13

1.2.1吸收劑的參數(shù)................................................13

1.2.2工藝水的參數(shù)................................................13

1.2.3FGD煙氣參數(shù)..............................................14

1.3FGD基本性能數(shù)據(jù)表............................................15

1.3.1石膏品質....................................................17

1.4吸收塔外形尺寸圖..............................................18

1.4.110號爐吸收塔.................................................18

1.4.29號爐吸收塔..................................................19

1.5工藝流程圖....................................................20

1.6總平面布置圖...................................................21

1.7三維模型圖.....................................................22

1.8KKS編碼系統(tǒng)..................................................24

1.8.1KKS應用范圍..............................................24

1.8.2KKS編碼格式...............................................24

1.8.3計數(shù)方向...................................................25

1.8.4功能類型...................................................25

1.8.5儀器分類...................................................26

1.8.6設備編號...................................................29

1.8.7測量點代號.................................................30

1.8.8管道系統(tǒng)進出箭頭...........................................31

2分系統(tǒng)介紹.......................................................32

2.1石灰石制漿系統(tǒng).................................................32

2.1.1系統(tǒng)描述....................................................32

2.1.2主要設備...................................................32

2.2煙氣系統(tǒng).......................................................33

2.2.1系統(tǒng)描述....................................................33

2.2.2主要設備...................................................34

2.3吸收塔系統(tǒng).....................................................36

2.4漿液排空系統(tǒng)...................................................42

2.5石膏脫水系統(tǒng)...................................................43

2.6工藝水系統(tǒng).....................................................46

2.7壓縮空氣系統(tǒng)...................................................47

2.8電氣系統(tǒng).......................................................47

2.8.1設計依據(jù)...................................................47

2.8.2電氣主接線..................................................47

2.8.3電氣設備的選型和布置........................................48

2.8.4UPS系統(tǒng)...................................................49

2.8.5直流系統(tǒng)...................................................50

2.8.6二次線、繼電保護及自動裝置.................................50

2.8.7防雷、接地系統(tǒng)及安全滑線....................................52

2.8.8照明及檢修系統(tǒng)..............................................53

2.8.9電纜及消防設施..............................................53

2.8.10通信系統(tǒng)...................................................54

2.9脫硫島熱工系統(tǒng).................................................54

2.9.1脫硫島熱工系統(tǒng)的組成........................................54

2.9.2就地儀表檢測系統(tǒng)...........................................54

2.9.3分散控制系統(tǒng)（DCS）.......................................................................................54

2.9.4其他輔助系統(tǒng)...............................................54

2.9.5脫硫島熱工系統(tǒng)設計的依據(jù)和規(guī)范.............................55

2.9.6脫硫控制系統(tǒng)的控制方式和控制水平...........................56

2.9.7脫硫分散控制系統(tǒng)的結構.....................................58

2.9.8分散控制系統(tǒng)（DCS）功能...................................61

2.9.9就地儀表設備介紹...........................................67

2.9.10煙氣在線測量...............................................72

2.9.11其他輔助系統(tǒng)介紹...........................................76

2.10廢水排放系統(tǒng).................................................78

2.11防腐..........................................................78

2.11.1煙道鱗片防腐...............................................78

2.11.2防腐工程的設計.............................................78

2.11.3各防腐區(qū)防腐方案...........................................86

2.12FGD系統(tǒng)物料平衡.............................................88

前言

中國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤在一次能源中占75%,其中84%以上是通

過燃燒方法利用的。煤燃燒所釋放出來的含二氧化硫(SO2)的廢氣，一直是大氣污染最

主要的根源，是地球上酸雨的罪魁禍首。根據(jù)測算，中國SO?的排放量在1995年就已接

近或超過美國，成為世界SO?的第一排放大國。解決環(huán)境保護面臨的巨大壓力已是刻不容

緩。

隨著國內社會經(jīng)濟的發(fā)展、科技的進步，人民們生活水平的日益改善，社會對環(huán)境

的重視達到了空前的高度。在國家能源環(huán)保政策的鼓勵下，我國電廠將逐漸擺脫了僅有汽

機島和鍋爐島，而無脫硫島的歷史。煙氣脫硫島成為了電廠建設的不可或缺的組成部分。

這就對我國的電力事業(yè)的發(fā)展包括設計、運行和維護等提出了新的要求。

本教材所描述的工藝流程及設備參數(shù)，主要針對大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期(2

X300MW)煙氣脫硫工程，即一爐一塔的濕法煙氣脫硫。根據(jù)大唐安陽發(fā)電有限責任公司

與大唐環(huán)境科技工程有限公司簽訂的《大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期(2X300MW)煙

氣脫硫工程總承包合同》的要求，大唐環(huán)境組織編寫了這本培訓教材，用于對業(yè)主方有關

技術人員進行培訓，以便使電廠有關人員對電廠煙氣脫硫有個比較全面的、系統(tǒng)的認識，

保證煙氣脫硫系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定而高效的運行，進而保證電廠整體系統(tǒng)的安全、高效的運

行。

本手冊僅供大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期2X300MW機組煙氣脫硫系統(tǒng)培訓使用，

屬于我公司技術保密資料，不得向第三方泄露本手冊及部分手冊內容。

1概述

目前，各國投入實用的成熟的煙氣脫硫（FGD）技術不下幾十種，主要分為濕法、

干法、半干法等幾大類，其中濕式鈣法（石灰石一石膏）是目前世界上技術最成熟、實用

業(yè)績最多、運行狀態(tài)最穩(wěn)定的脫硫工藝，應用此類工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總容

量的85%以上，應用的單機容量超過lOOOMWo濕式工藝的缺點是需要充分考慮防腐問題,

設備一次性投資較大、運行費用較高，對占地和供水要求大，宜用于大中型電廠或含硫量

高的小型電廠；干法、半干法的優(yōu)點是投資小和占地少，但效率一般低于濕法，對小型電

廠和或含硫量較低的中型電廠較為適合。

擁有濕式鈣法脫硫技術的公司較多，其反應原理相同，主要工藝區(qū)別集中在吸收塔

結構的不同上，例如填料塔（現(xiàn)已不使用）、液柱塔、鼓泡塔和噴淋塔，其中噴淋塔應用

的最為廣泛，不同的公司其噴淋塔內部結構也有區(qū)別，形成各自的技術的特點，如塔內設

置金屬托盤、漿池采用擾動泵攪拌等。各種類型的吸收塔各有特點，均有較多成功的業(yè)績,

噴淋塔采用噴嘴霧化，煙氣與吸收劑霧滴對流接觸，既可保證充分吸收，又無塔內結垢堵

塞之憂，故最為常見。

大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期煙氣脫硫工程采用的技術，是大唐環(huán)境科技工程有

限公司從奧地利AE&E公司引進的濕法脫硫技術，其特點是吸收塔采用單回路噴淋塔，有

效的避免由于塔內件較多所產(chǎn)生的結垢堵塞問題，在世界上屬先進和成熟的技術。

1.1脫硫島的基本技術及概念

目前，世界上燃煤電廠脫硫工藝方法很多，這些方法的應用主要取決于鍋爐容量和

調峰要求、燃燒設備的類型、燃料的種類和含硫量的多少、脫硫率、脫硫劑的供應條件及

電廠的地理位置、副產(chǎn)品的利用等因素。

按脫硫工藝在生產(chǎn)中所處的部位不同可分為：燃燒前脫硫（如：原煤洗選脫硫）、爐內

燃燒脫硫（如：循環(huán)流化床鍋爐和爐內噴鈣）、燃燒后脫硫即煙氣脫硫（如：海水脫硫、

石灰石一石膏濕法、電子束脫硫等），其中燃燒后的煙氣脫硫是目前世界上控制SO2污染

所用的主要手段。

表1煙氣脫硫法分類

分類脫硫劑可利用副生成物排放副產(chǎn)品

石灰石-石膏法石灰石石膏

蘇打-芒硝法苛性鈉硫酸鈉

濕蘇打回收法苛性鈉亞硫酸鈉

NN-硫氨法氨硫酸錠

A1-石膏法硫酸鋁

法氫氧化鎂氫氧化鎂硫酸鎂

海水脫硫海水硫酸鎂硫酸鎂入海水中

煙道噴入法石灰亞硫酸鈣等

半

干吸收塔噴入法石灰亞硫酸鈣等

法

電子束法氨硫酸鐵、硝酸錠

干活性碳吸附法活性碳硫酸/硫磺

法爐內噴入法石灰石亞硫酸鋁等

上述脫硫工藝中，有的技術較為成熟，已達到工業(yè)應用的水平，有的尚處于試驗研究

階段，現(xiàn)將目前較為廣泛的幾種脫硫工藝原理、特點及其應用狀況介紹如下：

1.1.1石灰石一石膏濕法脫硫工藝

石灰石一石膏濕法脫硫工藝采用價廉物美的石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨

細成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿劑，也可以將石灰石直接濕磨成石灰石漿液制成吸收漿

劑。在吸收塔內，吸收漿劑與煙氣接觸混合，煙氣中的SC>2與漿劑中的碳酸鈣以及鼓入的

氧化空氣進行化學反應，最終反應主要副產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的

細小液滴，排入煙囪（有的裝置加裝GGH換熱器加熱升溫），脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫

水后回收。由于吸收劑漿液的大量循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。

該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫，脫硫效率可達到95%以上。石灰石一石

膏濕法脫硫工藝脫硫過程的主要化學反應為：在脫硫吸收塔內煙氣中的SO2首先被漿液中

的水吸收與漿液中的CaCC>3反應生成CaSO3,CaSOs被鼓入的空氣中的O2氧化生成CaS.,

CaSO4在吸收塔漿池中結晶生成石膏CaSO4.2H2O。

石灰石一石膏濕法脫硫已成為世界商業(yè)FGD的主導。奧地利AE&E公司、德國的

魯奇能源環(huán)保公司、Steimuller公司、日本的三菱重工、川崎公司、美國的B&W公司等多

家公司開發(fā)研究這種工藝，應用脫硫工藝的機組占電站脫硫裝機總容量的85%以上，應用

的最大單機容量已超過lOOOMWo

按脫硫副產(chǎn)品一石膏的處置方式劃分，一般分拋棄和回收利用兩種方法，脫硫石膏

處置方式的選擇取決于市場對脫硫石膏的需求、脫硫石膏的質量以及是否有足夠的堆放場

地等因素。拋棄方式，如采用棄置灰場或回填礦坑，以美國為主要代表，拋棄量占據(jù)86%;

另一種是綜合利用方式，德國和日本采用較多，主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等，石膏

的利用率達90%以上。

目前，石灰石一石膏濕法脫硫工藝在朝向吸收系統(tǒng)大型化、簡化設備（如將除塵、

脫硫和氧化均置于塔內進行，）節(jié)省投資，高效節(jié)能的方向發(fā)展，例如強化氧化裝置，使

氧化利用率從15?20%提高到40?50%,在FGD工藝中引入計算機模擬流場分布等，可

以根據(jù)不同的負荷控制吸收循環(huán)漿液等參數(shù)，達到最佳的脫硫效果。

1.1.2噴霧干燥法脫硫工藝

噴霧干燥法脫硫工藝是以石灰為脫硫吸收劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，消

石灰乳經(jīng)由泵打入塔內的霧化裝置，在吸收塔內，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合

接觸，與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應最終生成CaSO3,.1/2H2O和CaSO4,2H2O混合物煙氣

中的SO?被脫除，與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)而干燥，煙氣溫度隨之降低。

脫硫反應產(chǎn)物及未被利用的吸收劑以干燥的顆粒形式隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收

集下來，脫硫后的煙氣經(jīng)除塵排放大氣。為了提高脫硫吸收劑的利用率，一般將部分脫硫

灰加入制漿系統(tǒng)進行再循環(huán)利用。

噴霧干燥法脫硫工藝有兩種不同的霧化形式可選擇：一是旋轉噴霧輪霧化，另一種

是氣液兩相流霧化。噴霧干燥法脫硫工藝脫硫的化學反應原理為：

+

SO2>H2oH2sO3

AH2sO3

Ca(OH)2+CaSO3+H2O

CaSO3（液）-----?CaSO3（固）

（部分）CaSC>3（液）+1/2O2--------?CaSO4

CaSO4（液）-----?CaSO4（固）

噴霧干燥法脫硫工藝具有技術比較成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點，

脫硫效率可達到85%以上。該工藝在美國及西歐一些國家應用較為廣泛，其應用的最大單

機容量為520MW,機組燃煤含硫量為1.5%,在歐洲主要應用在小型電廠焚燒垃圾裝置，

脫硫灰渣可用作制磚、筑路，大多為拋棄至灰場或回填舊礦坑。

1984年，我國在四川內江白馬電廠建成了第一套噴霧半干法煙氣脫硫小型試驗裝置，

處理煙氣量為3400Nm3/h,機組燃煤含硫量為3.5%,試驗結果表明，對于高硫煙煤在鈣硫

比為1.2?1.6時，脫硫效率可達到70?80%。1986年國家環(huán)保局將旋轉噴霧半干法煙氣脫

硫技術列入國家“七五”環(huán)保重點科技攻關項目，1990年1月，在白馬電廠建成了一套中

型試驗裝置，處理處理煙氣量為70000Nm7h,進口SO2濃度為3000ppm,經(jīng)連續(xù)運轉考

核，當鈣硫比為L4時，脫硫效率可達到80%以上。

1.1.3爐內噴鈣加尾部增活化器脫硫工藝（LIFAC）

爐內噴鈣加尾部增活化器脫硫工藝是在爐內噴鈣脫硫工藝的基礎上在鍋爐尾部增設

了增濕段，以提高脫硫效率。該工藝多以石灰石粉為吸收劑，石灰石粉由氣力噴入爐膛

850?1150℃溫度區(qū)，石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和煙氣中的SO?反應生

成亞硫酸鈣。由于反應在氣固兩相之間進行，受到傳質過程的影響，反應速度較慢，吸收

劑利用率較低，在尾部增濕活化反應器內，增濕水以霧狀噴入，與未反應的氧化鈣接觸生

成氫氧化鈣，而與煙氣中的SO?反應，當鈣硫比控制在2.5及以上，系統(tǒng)脫硫率可達到65?

80%o由于增濕水的加入煙氣溫度下降，一般控制出口煙氣溫度高于露點溫度10?15℃,

增濕水由于煙溫加熱被迅速蒸發(fā)，未反應的吸收劑，反應產(chǎn)物呈干燥態(tài)隨煙氣排出，被除

塵器收集下來。

脫硫過程的主要化學為:

第一階段爐內脫硫:

CaCO3——aCaO+CO2

S+O2--------aSO2

SO2+CaO——ACaSO3

第二階段增濕活化脫硫：

CaO+H2O——?Ca(OH)2

SO2+H2O——?H2s。3

Ca(OH)2+H2sO3——?CaSO3+2H2O

該工藝在芬蘭、美國、加拿大、法國等國家得到應用，采用這一脫硫技術的最大單機

容量已達300MW,我國已在南京下關電廠、浙江錢清電廠采用了芬蘭富騰(Fortum)公

司的這種脫硫技術。

1.1.4循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝(CFB)

循環(huán)流化床鍋爐是一種爐內燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸收劑，燃燒煤和石灰石

自鍋爐燃燒室下部送入，一次風從布風板下送入，二次風從燃燒室中部送入，石灰石受熱

分解為氧化鈣和二氧化碳氣流使燃料、石灰石顆粒在燃燒室內強烈擾動形成流化床，燃煤

煙氣中的SO?與石灰接觸發(fā)生化學反應被脫除。為了提高吸收劑的利用率，將未反應的氧

化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用，鈣硫比在2左右時，脫硫率可達90%以

上，由于燃燒溫度控制在850℃左右，循環(huán)流化床鍋爐還可有效的控制氮氧化物的生成。

循環(huán)流化床鍋爐脫硫過程主要化學反應如下，反應后的產(chǎn)物為硫酸鋁與灰的混合物:

CaCO3——?CaO+CO2

SO2+CaO+l/2O2--------ACaSO3

近幾年，循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝在國內外發(fā)展較快，已投運的單臺循環(huán)流化床鍋爐

蒸發(fā)量440t/h,已在河北石家莊熱電廠投運，國內引進300MW級循環(huán)流化床示范工程正在

四川建設中。

1.1.5海水脫硫工藝

海水脫硫工藝是利用海水的堿度達到脫除煙氣中SO2的目的的一種脫硫方法。在脫硫

吸收塔內，大量海水噴淋洗滌進入吸收塔內的煙氣，煙氣中的SC>2被海水吸收除去，凈化

后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣加熱器（如有）加熱后排放，海水吸收SC>2與海水中的

Mg（OH）2反應生成MgSO.再經(jīng)曝氣池曝氣處理，MgSO3被氧化成MgSO4后排入大海。

海水脫硫的主要原理為：

第一步：海水吸收和反應（塔內）

SO2+H2O—?H2so3

Mg（OH）2+—H2so3MgSO3+2H2O

第二步：曝氣（曝氣池）MgSO3+l/2O2—?MgSO4

從海水脫硫的原理可以看出，海水脫硫工藝十分簡單，但是，海水脫硫工藝首先使用

于海邊、用海水作冷卻水、海水的擴散條件好、燃用低硫煤的電廠，由于受地理條件的限

制，海水脫硫工藝在電廠煙氣脫硫中的所占比例較小，目前，世界上許多國家如印度、西

班牙等相繼安裝了海水脫硫裝置，在我國深圳西部電廠安裝的一臺300MW機組的海水脫

硫裝置，作為試驗示范項目現(xiàn)已投入運行。

1.1.6電子束照射煙氣脫硫工藝

電子束照射煙氣脫硫（簡稱EBA）技術是一種物理與化學相結合的新技術，此工藝是

利用電子加速器產(chǎn)生的等離子體氧化煙氣中的90%的SO2和80%NOX,并加入NH,反應，

生成（NHJ2SO4和NH4NO3,來實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝的目的，同時生成的副產(chǎn)品可以作肥

料。

其工藝流程是從鍋爐引風機出口引出煙氣，進入冷卻塔降溫、去塵后，進入反應器

脫硫。在反應器中，噴入軟化水吸收反應產(chǎn)生的熱量，同時噴入氨氣。在反應器中，反應

物被電子加速產(chǎn)生的高能電子速輻照，發(fā)生脫硫脫硝反應，反應器出口煙氣溫度約為60℃,

隨后經(jīng)電除塵器將脫硫副產(chǎn)品與煙氣分離，脫硫后煙氣經(jīng)脫硫增壓風機送入煙囪排放。

電子束干法脫硫工藝原理如下：

A.在輻射場中，被加速的電子與分子/離子發(fā)生非彈性碰撞，

或者分子/離子間的碰撞，生成活性集團氧化性物質：

。2,H2O+e-----------------?OH,H,H2O,O'e

B.活性集團與氣態(tài)污染物發(fā)生反應:

對于NONO+O*NO2

NO2+>OHHNO3

對于

so2SO2+OHAHSO3

so2+AOso3

HSO3+OHaH2sO4

c.與加入的氨氣反應生成溶膠微粒，荷電被捕集

HNO3+NH3>NH4NO3

。

H2SO4+2NH3(NH4)2s4

事實上，除了上述一些反應過程外，還存在亞硫酸錠或硫酸氫錠等氣溶微粒的形成,

以及這些微粒在輻射場中進一步氧化成硫酸核的反應過程。

1995年，在四川成都熱電廠建造了每小時處理300000Nm3煙氣量的電子束干法脫硫

工業(yè)試驗示范裝置，1997年5月建成，全套裝置投運后通過國家鑒定；2001年在杭州協(xié)聯(lián)

3

熱電有限公司建成一套電子束脫硫裝置,處理煙氣量為305400Nmo

1.1.7氨法脫硫工藝

氨法脫硫原理是利用氨水吸收煙氣中的SO2,生成的硫酸核可用來制作化肥。

具體原理如下:

SO+2NHHO2s

232(NH4)O3+H2O

SO,+(NH4)2SO3+H2O>2NH4HSO3

NH4HSO3+NH3AH2o(NH4)2sO3+

H2O

2NH4HSO3+O2+2NH3AH2O2(NH4)2sO4+

H2O

HC1+NH3AH2ONH4CI+H2O

使用NHs吸收煙氣中的SC>2始于70年代的美國，但是由于在吸收過程中，氨蒸氣泄露

到煙氣中，產(chǎn)生細小的（NHl2SO3、（NH12SO3和NH4cl微粒，形成可視的、難以除去

的煙霧，目前美國、德國已初步解決了這一問題，生產(chǎn)的化肥也能滿足化肥規(guī)范的標準,

該工藝技術受到吸收劑來源和脫硫副產(chǎn)品（液態(tài)硫酸鍍）處理的限制，需要在附近有大型

氨合成工廠和化肥廠結合在一起。

在實際工程中，脫硫工藝方案的確定是根據(jù)鍋爐容量、調峰要求、燃煤硫份、二氧化

硫控制規(guī)劃、環(huán)境要求的脫硫效率、脫硫工藝的成熟程度、脫硫劑供應條件、脫硫副產(chǎn)品、

脫硫灰、飛灰的綜合利用條件、廢水、廢渣排放條件及廠址、布置條件等因素，經(jīng)綜合技

術經(jīng)濟比較后確定。

對于大唐安陽發(fā)電有限責任公司，采用石灰石一石膏濕法，該工藝技術成熟、運行可

靠、脫硫效率高（＞95%）、燃煤的含硫量適應范圍廣，該工藝流程選擇性也比較靈活，副

產(chǎn)品脫硫石膏可以綜合利用，如果暫時不能綜合利用，可選擇單獨堆放方式，以備將來具

備條件時利用。

以下將按濕法煙氣脫硫方案進行說明介紹。

1.1.8濕法煙氣脫硫島的原料

石灰石一石膏濕法煙氣脫硫工藝是指，利用石灰石（CaCOj制備成25?30%含固量

的石灰石漿液作為吸收劑，與煙氣中的二氧化硫（SO2）反應脫除SO2,以降低SO2的排

放，同時產(chǎn)生可以綜合利用的石膏（見參考流程圖和平面布置圖）。

石灰石-石膏濕法脫硫工藝吸收劑的供應有幾個方案：一是購買石灰石，在廠內或廠

外建立制粉車間，利用干磨磨制石灰粉，二是在市場直接購買制漿所需的石灰石粉，在廠

內配置漿液，三是購買石灰石，在廠內建立濕磨制漿車間制漿。各個工程可以根據(jù)實際情況

做出合理的方案選擇.

通常，石灰石-石膏濕法脫硫工藝對吸收劑的要求為：

CaCO3含量,90%

細度要求250目90%通過

酸不溶物＜1%

鐵鋁氧化物＜1%

濕法脫硫工藝的主要副產(chǎn)品為石膏。系統(tǒng)中的石膏漿液經(jīng)排出泵抽出，送到石膏脫水系

統(tǒng)，脫水后回收成品石膏，同時借此維持吸收塔內漿液密度。

1.1.9濕法煙氣脫硫島的反應原理

濕法工藝采用的石灰石脫硫吸收劑，價廉易得。將制備合格的石灰石漿液送入吸收塔,

在吸收塔內，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SC>2被漿液吸收，與漿液中的碳酸鈣反

應生成亞硫酸鈣，然后在塔漿池內與鼓入的氧化空氣進行化學反應，形成反應產(chǎn)物為石膏。

脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶有的細小液滴，經(jīng)煙氣加熱器加熱升溫后排入煙囪。

石灰石/石膏濕法脫硫工藝脫硫過程的主要化學反應為：

(1)在脫硫吸收塔內，煙氣中的SC)2首先被漿液中的水吸收，形成弱酸：

++2-

SO2+H2O——?H2SO3—?H+HSe^2H+SO3

(2)與吸收塔漿液中的CaCOs細顆粒反應生成CaSOs細顆粒：

+2+

CaCO3+2H——ACa+H2O+CO2t

2+2+

Ca+SO3-——?CaSO31+H

(3)SO3被鼓入的氧化空氣中的氧化，最終生成石膏晶體Cas。4?2凡。

2

HSO3-+1/2O2——?H++SO4-

2+2

Ca+SO4-+2H2O-?CaSO4-2H2O1

上述反應中第一步是較關鍵的一步，即SO?被漿液中的水吸收。根據(jù)SO2的化學特性，

SO2在水中能發(fā)生電離反應，易于被水吸收，只要有足夠的水，就能將煙氣中絕大部分SO2

吸收下來。

但隨著漿液中HSO3一和SO3z-離子數(shù)量的增加，漿液的吸收能力不斷下降，直至完

全消失。因此要保證系統(tǒng)良好的吸收效率，不光要有充分的漿液量和充分的氣液接觸面積，

還要保證漿液的不斷的更新。上述反應中第二和三步其實是更深一步的反應過程，目的就

是在于不斷地去掉漿液中的HSO「和SO；-離子，以保持漿液有充分的吸收能力，以推動

第一步反應的持續(xù)進行。

1.1.10濕法煙氣脫硫島的構成

石灰石一石膏濕法脫硫系統(tǒng)(即脫硫島或稱FGD系統(tǒng))是一個完整的工藝系統(tǒng)，一

般分成以下幾個分系統(tǒng)：煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、

工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等，各系統(tǒng)的具體情況將在后續(xù)章節(jié)詳細說明，下圖是典型的煙

氣系統(tǒng)圖：（本工程無氣-氣熱交換器GGH）

除以上系統(tǒng)之外，石膏濕法脫硫系統(tǒng)也包括一些電氣、控制系統(tǒng),對于其中電廠常規(guī)的

系統(tǒng)如照明、給排水等不在本教材敘述范圍。

1.1.11濕法煙氣脫硫島的主要設備

脫硫島的主要設備一般有擋板門、增壓風機、吸收塔及循環(huán)泵、石灰石給料（粉倉）

機、石膏旋流站、真空皮帶脫水機、石膏排出泵、工藝水泵等。脫硫島同時配置有電氣、

熱控設備、暖通、消防及火災報警等輔助系統(tǒng)的設備。

1.1.12本工程脫硫島的設計原則

脫硫島的總體設計原則是確保較高的脫硫效率、較高的可用率，并保證安全可靠，對

鍋爐島的運行操作無影響。為此，采用技術上成熟的工藝，操作上可靠性較高的設備是十

分必要的。

大唐安陽發(fā)電有限責任公司一期2X300MW煙氣脫硫工程業(yè)主方提出的工藝設計原

則如下:

（一）脫硫工藝采用濕式石灰石一石膏濕法。

（二）脫硫裝置采用一爐一塔，每套脫硫裝置的煙氣處理能力為每臺鍋爐100%BMCR

工況時的煙氣量，其脫硫效率按不小于95%設計（設計煤質和校核煤質）。

（三）煙氣系統(tǒng)不采用GGH煙氣加熱系統(tǒng)。

（四）石膏脫水系統(tǒng)、事故漿液系統(tǒng)和工藝水冷卻水等系統(tǒng)設置為公用系統(tǒng)。

（五）石灰石粉制漿系統(tǒng)采用干粉混工藝水制漿方式。

（六）脫硫副產(chǎn)品一石膏脫水后含濕量不大于10%,石膏含量大于90%（干基），按

綜合利用考慮。

（七）脫硫設備年利用小時按5000小時考慮。

（A）FGD裝置移交生產(chǎn)后第一年可用率不小于98%。

（九）FGD裝置服務壽命為30年。

1.1.13本工程脫硫島的關鍵控制參數(shù)：

煙氣脫硫系統(tǒng)，作為一個系統(tǒng),影響其因素是很多的，但在系統(tǒng)設計和運行時，以下因素

應重點把握：

（1）入口煙氣的含灰量。煙氣的含灰量過高，將導致系統(tǒng)操作惡化，表現(xiàn)為吸收效率

低下（增加石灰石投入量不起大的作用）、皮帶機脫水困難等。還需注意的是，

由此造成的系統(tǒng)操作惡化，需較長時間糾正。

（2）吸收塔內漿液的pH值。必須控制在指定范圍內，過低會導致漿液失去吸收能力；

而過高，系統(tǒng)則會產(chǎn)生結垢堵塞的嚴重后果。pH值主要通過石灰石給料量，進

行在線動態(tài)調節(jié)，以適應鍋爐操作波動和工況變化。

（3）吸收塔內漿液的密度。必須控制在指定范圍內，過低會導致漿液內石膏結晶困難

及皮帶機脫水困難；而過高，則會使系統(tǒng)磨損增大。

（4）吸收塔內漿液的C1離子濃度，宜保持在20000ppm,過高，則對材料的材質提出

更高的要求，過低，則廢水排放量將過大。

（5）石灰石的反應活性。一般應采用品位較高的礦石，且細度合格。

（6）出口煙氣的SO2含量。必須時刻監(jiān)視該參數(shù)，但出現(xiàn)偏差時，應綜合分析鍋爐負

荷、入口煙氣的SO2含量、循環(huán)泵的工作臺數(shù)、漿液的pH值等影響因素。

1.2設計的條件

1.2.1吸收劑的參數(shù)

項目單位數(shù)據(jù)備注

CaCO3Wt—%90.36

MgOWt—%0.71

Fe2O3Wt—%0.31

AUO3Wt—%0.58

SiO2Wt—%0.81

CaOWt—%50.04

TiO2Wt—%<0.03

MnO%<0.014

I<2O%0.06

Na2O%0.02

SO3%<0.06

粒徑mm250目90%通過

1.2.2工藝水的參數(shù)

脫硫用水根據(jù)水質要求的不同分為兩路：一路是設備冷卻水系統(tǒng)，取自電廠工業(yè)

水系統(tǒng)，另一路是工藝水系統(tǒng)，取自電廠循環(huán)水。

序號檢測項目工業(yè)水循環(huán)水

1全固形物(mg/L)347.80615.60

2懸浮物(mg/L)5.0020.80

3PH25℃8.108.68

4全堿度(mmol/L)3.906.46

2

5CO3'(niniol/L)0.050.48

6總硬度(mmol/L)5.588.87

序號檢測項目工業(yè)水循環(huán)水

7永久硬度(mmol/L)1.682.41

8腐植酸鹽(mmol/L)00

9鈣(mg/L)76.95126.91

10鐵(mg/L)0.0560.33

11鈉(mg/L)14.6025.50

12鎂(mg/L)21.1431.88

13鉀(mg/L)3.526.26

14硫酸鹽(mg/L)61.31111.45

15氯化物(mg/L)17.5031.50

16溶解固形物(mg/L)342.00594.80

17二氧化硅(mg/L)10.2010.40

18電導率(us/cm)——

19OH'(mmol/L)00

20HCO3(mmol/L)3.906.46

21暫時硬度(mmol/L)3.906.46

22負硬度(mmol/L)00

23化學耗氧量(mg/L)4.806.24

1.2.3FGD煙氣參數(shù)

FGD入口煙氣參數(shù)表(設計煤質)

1FGD入口煙氣數(shù)據(jù)

?煙氣量(標態(tài)，濕基，6%。2)Nm3/h

?煙氣量(標態(tài)，干基，6%OQNm3/h

■引風機出口煙溫℃130

?FGD工藝設計煙溫℃130

■最低煙溫℃110

?最高煙溫=c160

2FGD入口處煙氣成份

vol-0/o，干79.75

-N2

，干

-CO2vol-0/o12.74

vol-0/o，干7.42

-O2

，干

-SO2vol-%0.08

，濕

?H2Ovol-%5.03

鍋爐BMCR工況煙氣中污染物成分（標準狀態(tài)，干基，6%?！?/p>

項目單位設計煤種校核煤種

3

SO2mg/Nm21631922

3

so3mg/Nm100100

C1(HC1)mg/Nm38080

F(HF)mg/Nm32525

煙塵濃度（引風機出口）mg/Nm3200200

1.3FGD基本性能數(shù)據(jù)表

序號項目名稱單位數(shù)據(jù)

1.1一般數(shù)據(jù)

總壓損（含塵運行）

?吸收塔（包括除霧器）Pa1000

?全部煙道Pa9號爐FGD:1108

10號爐FGD:1219

化學計量比CaCO/去除的SC>2mol/mol1.03

SO2脫除率%>95

液氣比L/Nm311.9

——煙道內襯長時間抗熱溫度/時間°C/min160/長期

序號項目名稱單位數(shù)據(jù)

——FGD裝置可用率%>98

1.2消耗品（所列數(shù)據(jù)為9號，10號爐

和石膏脫水系統(tǒng)所需）

——石灰石（規(guī)定品質）t/h8.15

——工藝水（廠用循環(huán)水）m3/h150（包含設備冷卻水回用）

——電耗（所有連續(xù)運行設備軸功kw6227

率）

—壓縮空氣（雜用）m3/h10（間斷）

—壓縮空氣（儀用）m3/h7

——設備冷卻水量m3/h15

——冷卻水入口溫度℃<30

1.3FGD出口污染物濃度（6%。2,標態(tài)，

干基）

3

so2mg/Nm<112

3

——so3mg/Nm<49

——HC1以C1表示mg/Nm3<5

——HF以F表示mg/Nm3<10

——煙塵mg/Nm3<76

——除霧器出口液滴含量mg/Nm3<75

最小液滴尺寸（對應于液滴測量<20

pim

方法：沖擊測量法）

1.4系統(tǒng)脫硫效率(%)>95

1.5系統(tǒng)可用率(%)>95

1.6FGD使用年限（年）30

1.7負荷變化范圍(%)45%—100%BMCR

序號項目名稱單位數(shù)據(jù)

1.8石灰石粉粒徑要求—250目90%通過

1.9石灰石漿濃度(%)30