烟气脱硫工程脱硫系统培训教材 - 图文

烟气脱硫工程脱硫系统培训教材

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1 概 述

湿法烟气脱硫技术，其特点是：采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺，吸收塔采用单回路喷淋空塔，在世界上处于先进水平。

1.1 脱硫岛的基本概念

1.1.1 脱硫岛的构成及主要设备

石灰石－石膏湿法脱硫系统是一个完整的工艺系统，主要分成以下几个分系统：烟气系统、SO2吸收系统、氧化空气系统、石灰石浆液制备与供应系统、石膏脱水系统、工艺水和冷却水系统、排放系统、服务空气系统等。

脱硫岛的主要设备有升压风机、挡板门、烟气换热器（GGH）、吸收塔、浆液循环泵、氧化风机、除雾器、旋流器、真空皮带脱水机、湿式球磨机等。脱硫岛同时配置有电气、热控设备及DCS、消防及火灾报警等辅助系统。

除以上系统之外，石灰石－石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照明、给排水等系统，对于这些电厂常规系统，不在本教材叙述范围之内。 1.1.2 脱硫岛的原料和产品

电厂烟气脱硫是指：将电厂锅炉排出至烟囱前的含二氧化硫（SO2）的烟气,通过合理的工艺流程和可靠的设备,进行净化处理，除去其中绝大部分SO2,然后再排入大气环境中。

石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺（湿法工艺）是指：利用石灰石（CaCO3）细粒和水按比例制成的混合浆液作为湿式反应吸收剂，与烟气中的SO2反应，降低烟气中SO2的含量，以减少其污染性，同时产生可以综合利用的石膏。

湿法工艺采用的原料为石灰石。先将石灰石用干式球磨机磨细成粉状，然后直接与水混合搅拌制成吸收浆液；也可先将石灰石用湿式球磨机直接磨细成为吸收浆液；部分湿法工艺采用石灰(CaO)作吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2溶于水，与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙,然后在塔内与鼓入的氧化空气发生化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液滴，净烟气排入烟囱。

湿法工艺的产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵打入石膏脱水系统，脱

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水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度。 1.1.3 脱硫反应原理

石灰石－石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：

（1）在脱硫吸收塔内，烟气中的SO2首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，并部分电离：

SO2 ＋ H2O → H2SO3 → H＋ ＋HSO3－ → 2H＋ ＋SO32－

（2）与吸收塔浆液中的CaCO3细颗粒反应生成CaSO3·1/2H2O细颗粒：

CaCO3 ＋ 2H＋ → Ca2+ ＋ H2O ＋CO2↑ Ca2+ ＋ SO32- → CaSO3 ·1/2H2O↓＋ H＋

（3） CaSO3 ·1/2H2O被鼓入的空气中的氧氧化，最终生成石膏

CaSO4·2H2O

HSO3－ ＋ 1/2 O2 → H+ ＋SO42-

Ca2+ ＋ SO42- ＋ 2H2O → CaSO4·2H2O ↓

上述反应中第一步是较关键的一步，即SO2被浆液中的水吸收。根据SO2

的化学特性，SO2在水中能发生电离反应，易于被水吸收，只要有足够的水，就能将烟气中绝大部分SO2吸收下来。

但随着浆液中HSO3－和SO32－离子数量的增加，浆液的吸收能力不断下降，直至完全消失。因此要保证系统良好的吸收效率，不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积，还要保证浆液的充分新鲜。上述反应中第二步和第三步其实是更深一步的反应过程，目的就是不断地去掉浆液中的HSO3－和SO32－离子，以保持浆液有充分的吸收能力，以推动第一步反应的持续进行。 1.1.4 脱硫岛的设计原则

1998年4月国家环保总局印发了《贯彻国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题批复的行动方案》和《酸雨控制区和二氧化硫污染控制区二氧化硫污染综合防治规划编制大纲》。脱硫岛的建设必须首先符合国家的能源环保政策，具体操作上应通过有关环境管理部门的环境评价。

脱硫岛的总体设计原则是确保较高的脱硫效率、较高的可用率，并保证安全可靠，对锅炉岛的运行操作无影响。为此，采用技术上成熟的工艺，操作上可靠

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性较高的设备是十分必要的。

烟气脱硫工程的设计原则如下：

(1) 脱硫岛采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫系统，对全部烟气进行脱硫。 (2) 在锅炉燃用设计煤质BMCR工况下处理全烟气量时的脱硫效率保证不小于95％，烟气烟囱入口烟温不低于80℃。

(3) 烟气脱硫系统的使用寿命不低于主体机组的寿命（30年）。

(4) FGD装置投入商业运行烟气脱硫系统的利用率将超过锅炉电除尘运行时间的98％，为保证电厂可靠、稳定运行，脱硫岛停运不影响电厂的正常运行。

(5) 对于烟气脱硫系统中的设备、管道、烟风道、箱罐或贮槽等，考虑防腐和防磨措施。烟风道的设计符合《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》(DL/T 5121-2000)的规定，汽水管道符合《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DL/T5054－1996）和《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》（SDGJ6－90）中的要求。对于低温烟道的结构采用能保证有效的防腐形式。

(6) 所有在需要维护和检修的地方均设置平台和扶梯，平台扶梯的设计满足

GB4053.1～GB4053.4或《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》 DLGJ158-2001中的要求。

(7) 烟气脱硫设备所产生的噪声控制在低于85dB（A）的水平（距产生噪声设备1米处测量）。在烟气脱硫装置控制室内的噪声水平低于60dB（A）。

(8) 烟气脱硫系统产生的石膏中， Cl-含量小于100 ppm ，CaCO3含量与MgCO3含量之和小于3%，其水分不大于10％（重量比）。

(9) 贯彻电力建设“安全可靠、经济实用、符合国情”的指导方针，严格执行设计合同的要求，精心设计，充分优化方案，使建造方案经济合理、可用率高，并在保证技术指标的前提下努力降低工程造价。 1.1.5 脱硫岛的关键控制参数：

(1) 入口烟气的含尘量。烟气的含尘量过高，将导致系统操作恶化，表现为

吸收效率低下（增加石灰石投入量作用不大的）、皮带机脱水困难等。还需注意的是，由此造成的系统操作恶化，需较长时间纠正。

(2) 吸收塔内浆液的pH值。必须控制在指定范围内，过低会导致浆液失去

吸收能力；而过高，系统则会产生结垢堵塞的严重后果。PH值主要通

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过石灰石给料量，进行在线动态调节，以适应锅炉操作波动和工况变化。 (3) 吸收塔内浆液的密度。必须控制在指定范围内，过低会导致浆液内石膏

结晶困难及皮带机脱水困难；而过高，则会使系统磨损增大。 (4) 吸收塔内浆液的Cl-离子浓度，宜保持在20000ppm以下。

(5) 石灰石的反应活性。一般应采用含CaO品位较高的矿石，且细度合格。 (6) 出口烟气的温度。必须不小于80℃，以保证烟气的排放。 (7) 出口烟气的SO2含量。必须时刻监视该参数，但出现偏差时，应综合分

析锅炉负荷、入口烟气的SO2含量、循环泵的工作台数、浆液的pH值等影响因素。

1.2 设计的条件

（1） 吸收剂的参数

项 目 CaCO3 MgCO3 Al2O3 TiO2 SiO2 Fe2O3 MnO K2O P2O5 Na2O SO3 粒径 易磨性指数BWI／易磨性等级 单 位 % % % % % % % % % % % mm 数据 93．00 0.21 0.54 0.01 0.53 0.11 0.04 0.02 0.003 0.015 0.079 ≤20 （2） 工艺水的参数

序号 1 2 检测项目 全固形物(mg/L) 悬浮物(mg/L) 工业水 162.8 4.4 循环水 381.4 207.5 5

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