雙堿法煙氣脫硫工藝流程設(shè)計

1、第一章緒論21.1設(shè)計的背景及意義 21.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.2.1煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀3122我國煙氣脫硫技術(shù)研究開發(fā)進展51.3課程設(shè)計任務(wù)及采用技術(shù) 81.3.1設(shè)計任務(wù)及目的81.3.2脫硫工藝采用的技術(shù) 8第二章脫硫工藝102.1脫硫過程102.2低阻高效噴霧脫硫工藝 112.3脫硫系統(tǒng)組成122.4本技術(shù)工藝的主要優(yōu)點 152.5物料消耗15第三章工程計算173.1脫硫塔173.2物料恒算 18第四章脫硫工程內(nèi)容 204.1脫硫劑制備系統(tǒng) 204.2煙氣系統(tǒng)204.3 SO2吸收系統(tǒng) 204.4脫硫液循環(huán)和脫硫渣處理系統(tǒng) 224.5消防及給水部分 23第五章流程圖255.1方框流程

2、圖255.2管道儀表流程圖 2526第八早參考文獻第一章緒論1.1設(shè)計的背景及意義中國是燃煤大國，能源結(jié)構(gòu)中約有70%的煤。而又隨著近年來中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，由日益增多的煤炭消耗量所造成的二氧化硫污染和酸雨也日趨嚴重，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來極大的危害，因此，采取有效的煙氣治理措施，切實削減 二氧化硫的排放量，控制大氣二氧化硫污染、保護大氣環(huán)境質(zhì)量，事關(guān)國家可持續(xù) 發(fā)展戰(zhàn)略，是目前及未來相當長時間內(nèi)中國環(huán)境保護的重要課題之一。就目前的 技術(shù)水平和現(xiàn)實能力而言,煙氣脫硫(Flue gas desulfurization，縮寫FGD技術(shù) 是世界上應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟、最有效的一種控制S02排放的技術(shù)

3、。按照脫硫方 式和產(chǎn)物的處理形式劃分，煙氣脫硫一般可分為濕式脫硫、干式脫硫和半干式脫 硫三類。濕法脫硫占世界 80%以上的脫硫市場,是目前世界上應(yīng)用最廣的 FGD工 藝,具有設(shè)備簡單、投資少、操作技術(shù)易掌握、脫硫效率高等特點。而濕式石灰 石/石灰法又占濕法的近80%濕式鈣法的優(yōu)點是效率和脫硫劑的利用率咼，缺點 是設(shè)備易結(jié)垢，嚴重時造成設(shè)備、管道堵塞而無法運行，且工程投資大、運行成本 高,對于中小型鍋爐和窯爐不合適。雙堿法正是中小型燃煤鍋爐和發(fā)電廠應(yīng)用較 廣的煙氣脫硫技術(shù)，為了克服濕法石灰/石灰石-石膏法容易結(jié)垢和堵塞的缺點而 發(fā)展起來的。該法種類較多，有鈉鈣雙堿法、鈣鈣雙堿法、堿性硫酸鋁法等，

4、其中 最常用的是鈉鈣雙堿法。由于主塔內(nèi)采用液相吸收，吸收劑在塔外的再生池中進行再生，從而不存在塔內(nèi)結(jié)垢和漿料堵塞問題，從而可以使用高效的板式塔或填 料塔代替目前廣泛使用的噴淋塔漿液法 ，減小吸收塔的尺寸及操作液氣比，降低 成本,再生后的吸收液可循環(huán)使用。另外，該工藝有鈉堿法中反應(yīng)速度快的優(yōu)點， 脫硫效率高-可達90%以上,應(yīng)用較為廣泛。因此雙堿法脫硫工藝在中小型燃煤 鍋爐的除塵脫硫上有推廣價值，符合國家目前大力提倡的循環(huán)經(jīng)濟，具有顯著的 環(huán)境效益和社會效益。以前我國燃煤電廠煙氣脫硫項目的引進大多對硬件比較重視，而對軟件的重視程度不夠，不少引進項目大多停留在購買設(shè)備上， 但現(xiàn)在越來越注重煙氣脫硫

5、 技術(shù)的國產(chǎn)化。而國產(chǎn)化的關(guān)鍵在于掌握煙氣脫硫的設(shè)計技術(shù)，只有實現(xiàn)煙氣脫硫設(shè)計國產(chǎn)化，才能按市場規(guī)則選用更多質(zhì)量優(yōu)良、價格合理的脫硫設(shè)備，才有資格、有能力對脫硫工程實行總承包， 承擔全部技術(shù)責任，推動煙氣脫硫設(shè)計國產(chǎn)化的進程。因此我們在引進設(shè)計和制造技術(shù)，在消化吸收和創(chuàng)新方面還需要做 大量的工作。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀煙氣脫硫的歷史悠久，早在一百多年前就有人進行了這方面的研究 "據(jù)1990 年美國環(huán)保局(EPA)統(tǒng)計,世界各國開發(fā)、研究、使用的 502控制技術(shù)達189種， 預(yù)計目前已超過200種"這些技術(shù)歸納起來可分為三大類：(1)燃燒前脫硫，如洗

6、煤、微生物脫硫件；(2)燃燒中脫硫，如工業(yè)型煤固硫、爐內(nèi)噴鈣;(3)燃燒后脫硫， 即煙氣脫硫(FGD)"FGD法是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化的脫硫技術(shù)"FGD技術(shù),主要 是利用吸收劑或吸附劑去除煙氣中的502,并使其轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的硫的化合物"FGD技術(shù)種類繁多，但是真正工業(yè)化的只有十幾種"FGD技術(shù)按脫硫后產(chǎn)物的含水量大小可分為濕法、半干法和干法；按脫硫劑 是否再生分為再生法和不可再生法；按脫硫產(chǎn)物是否回收分為回收法和拋棄法 " 其中濕法脫硫技術(shù)應(yīng)用約占整個工業(yè)化脫硫裝置的 85%左右,而濕式石灰石/石灰 法又占濕法的近80%在現(xiàn)有煙氣脫硫技術(shù)中占

7、主導(dǎo)地位。近年來，世界各國在煙 氣脫硫(FGD)方面均取得了較大進展"目前常用的工業(yè)化的FGD技術(shù)有：(I) 濕法石灰石/石灰煙氣脫硫技術(shù)該法是利用成本低廉的石灰石或石灰作為吸收劑吸收煙氣中的502,生成半水亞硫酸鈣或石膏"這種技術(shù)曾在70年代因其投資大！運行費用高和腐蝕！結(jié)垢! 堵塞等問題而影響了其在火電廠中的應(yīng)用"經(jīng)過多年的實踐和改進，工作性能和可靠性大為提高，投資與運行費用顯著減少"該法主要優(yōu)點為:a.脫硫效率高(有 的裝置C留S=1時，脫硫效率大于90%);b.吸收劑利用率高，可大于90%;c.設(shè)備運 轉(zhuǎn)率高(可達90%上)"該法是目前

8、我國引進的煙氣脫硫裝置中主要方法 "主要缺 點是投資大、設(shè)備占地面積大、運行費用高。七五期間重慶路磺電廠引進日本三 菱重工的與2又360MW機組配套2套濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫技術(shù)與設(shè)備， 率先建成了大型電廠鍋爐煙氣脫硫示范工程，并于1992年和1993年正式投入商 業(yè)運轉(zhuǎn),系統(tǒng)脫硫率達95%以上 ,副產(chǎn)品石膏純度高于90%目前,從設(shè)計上綜合考慮加強反應(yīng)控制，強制氧化，從而減少吸收塔和附屬設(shè) 備體積、降低電耗、減少基本建設(shè)投資和運行費用"選用耐腐蝕材料，提高吸收塔 及出口煙氣、擋板、除霧裝置等的使用壽命，提高氣液傳質(zhì)效率，建造大尺寸的吸 收塔等因素，對此項技術(shù)作了進一步改

9、進和提高。氨法氨法煙氣脫硫采用氨作為二氧化硫的吸收劑，氨與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸 餒和亞硫酸氫錢，隨著亞硫酸氫錢比例的增加，需補充氨,而亞硫酸按會從脫硫系 統(tǒng)中結(jié)晶出來"在有氧氣存在的情況下還可能發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸錢"該法根據(jù)吸收液再生方法不同，可以分為氨一酸法！氨一亞硫酸按法和氨一硫按法"影響 氨法脫硫效率的主要因素是脫硫液的組成，受溶液蒸氣壓和pH值的影響"氨法的 主要優(yōu)點是脫硫劑利用率和脫硫效率高，且可以生產(chǎn)副產(chǎn)品"但氨易揮發(fā)，使得吸 收劑的消耗量增加，產(chǎn)生二次污染。此外該法還存在生產(chǎn)成本高！易腐蝕！凈化后 尾氣中含有氣溶膠等問題。(3

10、) 雙堿法脫硫工藝為了克服石灰/石灰石法容易結(jié)垢和堵塞的缺點，發(fā)展了雙堿法。該法先用可 溶性的堿性清液作為吸收劑吸收50:,然后再用石灰乳或石灰對吸收液進行再生。 雙堿法的明顯優(yōu)點是，由于主塔內(nèi)采用液相吸收，吸收劑在塔外的再生池中進行 再生,從而不存在塔內(nèi)結(jié)垢和漿料堵塞問題，從而可以使用高效的板式塔或填料 塔代替目前廣泛使用的噴淋塔漿液法，減小吸收塔的尺寸及操作液氣比，降低成 本"另外,雙堿法可得到較高的脫硫率,可達80沖上,應(yīng)用范圍較廣,該法的主要 缺點是再生池和澄清池占地面積較大。(4) 噴霧干燥法煙氣脫硫技術(shù)這種技術(shù)屬半干法脫硫技術(shù)，多數(shù)采用旋轉(zhuǎn)噴霧器，石灰漿液作吸收劑，以細

11、霧滴噴入反應(yīng)器，與二氧化硫反應(yīng)并同時干燥，在反應(yīng)器出口，隨著水分蒸發(fā)，形 成了干的顆?；旌衔?quot;其工藝特點是投資較低，設(shè)計和運行費用較為簡單，占地面 積較少,脫硫率一般為60 一 80%'在西歐的德國、奧地利、意大利、丹麥、瑞典、 芬蘭等國家應(yīng)用比較多"美國也有巧套裝置(總?cè)萘?000MV在運行,燃煤含硫量 一般不超過1.5%,脫硫效率均低于90%沈陽黎明發(fā)動機廠從丹麥引進技術(shù)并建 成一套S0000Nm3/h工業(yè)裝置，并對低硫煤(含硫率0.97%)煙氣進行了脫硫試驗， 在鈣硫比為2.2時,取得80%勺系統(tǒng)總脫硫效率。(5) 爐內(nèi)噴吸收劑/增濕活化煙氣脫硫工藝該法是一種

12、將粉狀鈣質(zhì)脫硫劑直接噴入燃燒鍋爐爐膛的技術(shù)，由于投資及運 行費用較低，該類工藝方法在近期內(nèi)取得較大進展，在西北歐廣大國家均已有工 業(yè)運行裝置。芬蘭IVO公司開發(fā)了爐內(nèi)噴鈣/活化脫硫工藝（LIFAC）,克服了脫硫 效率不高及粉塵比阻升高而影響除塵效果的弊端，具體做法是：在鍋爐尾部安活化反應(yīng)器，將煙氣增濕，使剩余的吸收劑活化與502反應(yīng)"其工藝簡單，占地小,主 要適用于中！低硫煤鍋爐，脫硫率一般為60 一 80%其主要缺點是脫硫劑消耗量 大，易產(chǎn)生粉灰,使除塵負荷加重"南京下關(guān)電廠引進LIFAC全套技術(shù),配套125MW 機組（燃煤含硫率0.92%）,設(shè)計脫硫率75%（6）海水脫

13、硫技術(shù)這是一種投資低，運行費用低，易管理的脫硫工藝，適用于燃煤含硫量不高， 并以海水為循環(huán)冷卻水的電廠。己投運或工程建設(shè)中的國家有挪威、西班牙、英國等沿海國家現(xiàn)有20多套商業(yè)運行系統(tǒng)。煙氣處理總量達6.59x106m3/h,相當于裝機容量2150MW其中單項工程最大處理量為l.o3xlo6M3/h,相當于裝機容量 375MWI0。該法以利用天然純海水（堿度1.2 一 2.5們n們以01/1）作為煙氣中 的二氧化硫吸收劑，工藝簡單，無結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。董學(xué)德等人曾認為這是一種符 合我國國情，并值得在國內(nèi)火電廠試點的脫硫工藝，但該法產(chǎn)生的廢棄物以及熱 污染對附近海洋生態(tài)的影響尚不清楚"此法

14、已應(yīng)用于深圳西部電廠一臺 200MW勺 機組,在校核工況下,脫硫率七70%曝氣池出口排放海水的pH七6.5,FGD系統(tǒng)出 口煙氣溫度=70C（7）電子束煙氣脫硫技術(shù)該法是采用高能電子束照射煙氣，使煙氣中的N2、O2和水蒸氣等發(fā)生輻射反 應(yīng),生成大量的離子！自由基!原子！電子和各種激發(fā)態(tài)的原子、分子等活性物質(zhì)， 它們將煙氣中的SO2和NOX氧化為S03和NO2這些S03和N02與水蒸氣反應(yīng)生 成硫酸和硝酸，再與氨反應(yīng)生成硫酸按與硝酸按。該工藝特點是同時脫硫脫硝，無廢水排放，運行操作簡單，副產(chǎn)品可用作氮肥，但其核心設(shè)備加速器昂貴限制其 推廣應(yīng)用。1.2.2我國煙氣脫硫技術(shù)研究開發(fā)進展八十年代以來，

15、特別是在九五和十五期間，我國自主開發(fā)研究了一批煙氣脫 硫技術(shù),其中較為典型的有(1) 旋流板塔煙氣脫硫法該法主要是以旋流板塔為吸收塔的一種脫硫方法。旋流板塔是浙江大學(xué)發(fā)明的新型塔器，具有負荷高、壓降低、不易堵、彈性寬等優(yōu)點，其綜合性能優(yōu)于國內(nèi) 外普遍使用的濕法吸收器。浙江大學(xué)對旋流板塔煙氣脫硫法已有二十年的研究，并承擔了七五、九五、十五0863國家重點科技攻關(guān)項目脫硫的課題,對旋流板塔 法應(yīng)用各種吸收劑和添加劑時的脫硫機理和應(yīng)用進行了大量的研究。該技術(shù)己在浙江、江蘇、湖南、山東等地推廣應(yīng)用在數(shù)十套2t/h130t/h不同規(guī)模的燃 煤鍋爐上,采用的工藝有雙堿法！石灰法及使用堿性廢物法等，脫硫率達

16、60 一 90%,除塵效率達9099%全塔阻力平均為1000Pa(2) 氧化鎂法清華大學(xué)在十五0863計劃期間研究了氧化鎂法的工藝，該工藝采用氧化鎂 作為吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫，生成亞硫酸鎂，同時煙氣中的氧與亞硫酸鎂 發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鎂。氧化鎂法的工藝路線按回收產(chǎn)品的不同又可以分為氧化鎂 一硫酸鎂回收法和氧化鎂二氧化硫回收法。前者通過添加氧化池，把吸收漿液中的亞硫酸鎂氧化成硫酸鎂，硫酸鎂的溶解度很大，再通過結(jié)晶回收硫酸鎂；后 者分離一部分漿液進行分離，得到的亞硫酸鎂通過鍛燒得到氧化鎂，同時回收二 氧化硫氣體，回收的氧化鎂再用于脫硫，二氧化硫則用來制硫酸。該工藝優(yōu)點是氧 化鎂的活性高于氧化

17、鈣，與石灰法相比在較低的液氣比下可得到與石灰法相同的 脫硫效率，同時由于硫酸鎂的溶解度大，不會結(jié)垢"氧化鎂法的另一個優(yōu)點是回收 產(chǎn)品硫酸鎂或硫酸。但是改工藝受礦產(chǎn)資源的限制，由于氧化鎂的價格高，在沒有 氧化鎂資源的地方不合適。另一方面,氧化鎂二氧化硫回收法的回收過程中，亞硫酸鎂和硫酸鎂鍛燒后產(chǎn)生的氧化鎂活性較低，難以實現(xiàn)循環(huán)利用"目前在工程應(yīng)用中大都采用氧化鎂一硫酸鎂的工藝。(3) 半干半濕法十五期間，中國環(huán)境科學(xué)研究院發(fā)明了自主的半干半濕法煙氣脫硫技術(shù)，該工藝采用石灰作為脫硫劑，采用脫硫灰循環(huán)應(yīng)用作為輔助脫硫劑成分。脫硫灰中 含有未完全反應(yīng)的石灰和飛灰，經(jīng)脫硫塔和預(yù)除塵器

18、收集后，通過蒸汽輸送重新 進入脫硫塔。石灰在蒸汽輸送過程中,CaO變?yōu)閺娀钚缘腃a(0H)2，循環(huán)應(yīng)用脫硫灰通過蒸汽輸送，一部分粉煤灰中的堿性氧化物變?yōu)闈駢A性的堿性氫氧化物，提高了脫硫劑與502進行反應(yīng)的活性和石灰的利用率。它克服旋轉(zhuǎn)噴霧法(SDA)噴霧與磨損,對脫硫劑鈣含量要求高,以及爐內(nèi)噴鈣增濕活化法(LIFAC)Ca/S比過高 的缺點.具有設(shè)備系統(tǒng)簡單，占地少、投資低、運行費低、易操作和維修等優(yōu)點。 目前已應(yīng)用在垃圾焚燒行業(yè)的煙氣脫硫上。(4) 堿性廢物法北京市勞動保護研究院在對工業(yè)廢堿進行了研究之后開發(fā)了利用鍋爐自身 排放堿性物質(zhì)脫硫的煙氣處理技術(shù)"鍋爐自身排放的灰渣中含有的

19、氧化鈣、氧化 鎂、氧化鈉和氧化鉀等堿性金屬氧化物的含量范圍很寬，它們具有中和酸性物質(zhì)的作用；三氧化二鐵和三氧化二鋁是兩性氧化物，在酸性條件下又具有中和酸的能力。利用這些堿性物質(zhì)脫硫具有工藝簡單，操作方便,基建投資少，運行費用低 等特點。既解決了工業(yè)堿性廢棄物被拋棄，占用土地,給環(huán)境帶來的嚴重污染問題 又可脫除煙氣中的二氧化硫，降低脫硫成本，起到了以廢治廢綜合治理環(huán)境的目 的，有較好的社會、經(jīng)濟效益。(5) 循環(huán)流化床流化床脫硫技術(shù)在20世紀60年代開始燃燒中脫硫中得到應(yīng)用，后來應(yīng)用到 了煙氣脫硫中。浙江大學(xué)熱能工程研究所和山東大學(xué)能源與動力工程研究院在循 環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)方面做的研究較多，

20、并且己應(yīng)用到工程實例中。循環(huán)流化 床煙氣脫硫技術(shù)與流化床燃燒脫硫技術(shù)類似，煙氣通過流化床，使吸收劑在流化床內(nèi)處于流化態(tài)，煙氣與懸浮的吸收劑發(fā)生反應(yīng)，在流化床出口設(shè)置氣固分離裝 置把吸收劑和反應(yīng)產(chǎn)物分離出來回到流化床內(nèi)進一步反應(yīng)，煙氣經(jīng)過除塵以后排放"循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、占地小、脫硫效率較咼、投資和運 行費用低等優(yōu)點，但是對于后續(xù)的除塵負荷較大，鈣硫比較濕法高。(6) 旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(LsDP)西南電力設(shè)計院等單位經(jīng)過七五攻關(guān)，己建造出自動化水平較高、全套設(shè)備國產(chǎn)化，用于高硫煤的中試裝置"應(yīng)用于四川內(nèi)江白馬電廠 70,000Nm/h 的煙氣處理,煙氣中SO2氣

21、體含量3,500ppm,脫硫率80%,每年減少502排放量 3300t。(7) 磷餒肥法(PAFP)該法是我國自主開發(fā)的一種煙氣脫硫技術(shù) "其特點是利用天然磷礦石和氨作 為原料，在煙氣脫硫過程中副產(chǎn)磷按復(fù)合肥料。已在四川豆壩電廠建成 5,000Nm3/h中試裝置,系統(tǒng)總脫硫率七95%,副產(chǎn)品磷按復(fù)肥含水量三4%肥料品 位（N+PZOS含量）全35%（8）脈沖電暈等離子法（ppCp）該技術(shù)利用高電壓脈沖在煙氣中電暈放電，使SO2和NOx分子氧化并與注入 的NH3反應(yīng)生成硫錢和硝餒，可實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝，具有電子束輻照法的全部優(yōu) 點，同時一次性投資和運行費用較低，因而受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注。該

22、技術(shù)也被列入 十五國家863計劃"中國工程物理院也己在四川建成 20,000 Nm3/h的裝置.（9）活性炭纖維法（ACFp）該技術(shù)利用活性炭纖維作催化劑，脫硫率可達95%上,單位脫硫劑處理能力 高于活性炭脫硫一個數(shù)量級，且工藝流程簡單，設(shè)備少，操作容易，投資和運行成 本低，并能在消除502污染的同時回收硫資源。另外我國還在生物法脫硫、電化 學(xué)脫硫、電子束輻照法、氧化熱化學(xué)法等1.3課程設(shè)計任務(wù)及采用技術(shù)1.3.1設(shè)計任務(wù)及目的任務(wù)：完成煙氣脫硫工藝系統(tǒng)的設(shè)計。煙氣整體情況：入口煙氣量：4.5 x 105Nn3/h ; SO2濃度：2090mg/Nrh煙氣 入口溫度：T=160C、常

23、壓。目的：通過該設(shè)計，使學(xué)生能夠綜合運用課堂上學(xué)過的理論知識和專業(yè)知 識。以鞏固和深化課程內(nèi)容；熟悉使用規(guī)范、設(shè)計手冊和查閱參考資料，培養(yǎng)學(xué) 生分析問題、解決問題和獨立工作的能力；進一步提高學(xué)生計算、繪圖和編寫說明書的基本技能。1.3.2脫硫工藝采用的技術(shù)NqCO+SOt NqSO+COT （啟動時反應(yīng)）2NaOH+SO2 NatSO+HONa 2SG+SG+HO2NaHSO再生過程（用石灰乳）2NaHS0 3+Ca(0H) NaSG+CaS&2H0Na 2S0+Ca(0H)2NaOH+CaSO如有氧氣存在下，還會發(fā)生以下反應(yīng)Ca(OH) 2+NaSO+1/2Q+2HO 2NaOH+C

24、aSO2HQ為了克服石灰/石灰石法容易結(jié)垢和堵塞的缺點，發(fā)展了雙堿法。該法先用可 溶性的堿性清液作為吸收劑吸收50:,然后再用石灰乳或石灰對吸收液進行再生" 雙堿法的明顯優(yōu)點是，由于主塔內(nèi)采用液相吸收，吸收劑在塔外的再生池中進行 再生,從而不存在塔內(nèi)結(jié)垢和漿料堵塞問題，從而可以使用高效的板式塔或填料 塔代替目前廣泛使用的噴淋塔漿液法，減小吸收塔的尺寸及操作液氣比，降低成 本。另外,雙堿法可得到較高的脫硫率，可達80沖上,應(yīng)用范圍較廣，該法的主要 缺點是再生池和澄清池占地面積較大。第二章 脫硫工藝該法使用Na2CO3或NaOH液吸收煙氣中的SO2,生成HSO3NaHSOsO2 二 Na

25、HSO4 三、再生過程2NaHSO3 Ca（OH）2 = CaSQ S'NaOH H2ONa2SO3 Ca OH 2 = NaOH CaSO3 -式（6）為第一步反應(yīng)再生反應(yīng)，式（7）為再生至pH >9以后繼續(xù)發(fā)生的 主反應(yīng)。本工程選擇鈉鈣雙堿法為脫硫工藝，以石灰作為主脫硫劑，鈉堿為助脫硫劑。 由于在吸收過程中以鈉堿為吸收液， 脫硫系統(tǒng)不會出現(xiàn)結(jié)垢等問題，運行安全可 靠。且由于鈉堿吸收液和二氧化硫反應(yīng)的速率比鈣堿快很多， 能在較小的液氣比 條件下，達到較高的二氧化硫脫除率。、SQ2-與SO42-, 反應(yīng)方程式如下：2.1脫硫過程Na2CO3 SQ 二 Na2SO3 CO2（1）2

26、NaOH SQ 二 Na2SO3 H2O（2）Na2SO3 SQ HO = 2NaHSO3（3）其中：式（1）為啟動階段Na2CO3溶液吸收SO2的反應(yīng)；式（2）為再生液pH值較高時（高于9時），溶液吸收SO2的主反應(yīng)；式（3）為溶液pH值較低（59）時的主反應(yīng)。二、氧化過程（副反應(yīng)）1Na2SO。2 = Na?SO4(4)(5)(6)22.2低阻高效噴霧脫硫工藝脫硫劑通過噴嘴噴空塔噴淋吸收塔主漿液在吸收塔內(nèi)通噴淋塔也成為噴霧塔，是在吸收塔內(nèi)上部布置幾層噴嘴, 出形成液霧，通過液滴與煙氣的充分接觸，來完成傳質(zhì)過程。 體為矩形塔體，塔體內(nèi)配置有多個高效噴嘴及高效除霧裝置, 過高效霧化噴嘴霧化，霧

27、化覆蓋面積可達200%，形成良好的氣液接觸反應(yīng)界面, 煙氣進入塔內(nèi)之后，在塔內(nèi)勻速上升， 與霧狀噴液進行全面高效混合接觸， 脫除SO2等酸性氣體。根據(jù)燃煤含硫量、脫硫效率等，一般在脫硫塔內(nèi)布置幾層噴嘴。 噴嘴形式和噴淋壓力對液滴直徑有明顯的影響。減少液滴直徑，可以增加傳質(zhì)表 面積，延長液滴在塔內(nèi)的停留時間， 兩者對脫硫效率均起到積極的作用。 液滴在 塔內(nèi)的停留時間與液滴直徑、噴嘴出口速度和煙氣流動方向有關(guān)。 帶霧點的煙氣 上升至高效除霧裝置時，通過除霧裝置的作用，氣液進行接觸二次吸收并同時得 到有效分離，從而避免煙氣夾帶霧沫，最大限度地減少煙氣帶水現(xiàn)象。空塔噴淋煙氣洗滌技術(shù)是現(xiàn)在國際國內(nèi)技術(shù)成

28、熟， 最為前沿流行使用的空塔 噴淋技術(shù)。1、空塔噴淋是經(jīng)過大型石灰石-石膏法演變而來的噴淋塔，具有很高的脫 硫效率，最高時可達95%;2、可操作彈性大，對煤種變化適應(yīng)性強，含硫率在4%以下可確保二氧化硫排放濃度，在鍋爐工況110%以下均能正常等等；3、系統(tǒng)阻力小，運行費用低，權(quán)為大型濕法的十分之一4、 采用進口的除霧技術(shù)，煙氣含濕量確保符合要求；5、不存在堵塞問題;6設(shè)備利用率高，保證與鍋爐同步運行達 100%以上；7、空塔投資與其它塔形相差無幾；8、運行操作簡便，維護方便，穩(wěn)定性是其它塔形的三到五倍。除霧器可安裝在吸收塔上部，用以分離凈煙氣夾帶的霧滴。除霧器出口煙氣 濕度不大于75mg/Nm

29、3，分為兩級布置在脫硫塔上部，設(shè)置兩級四通道平板式除 霧器，一層粗除霧，一層精除霧。除霧器型式能夠保證其具有較高的可利用性和良好的去除液滴效果，且保證脫硫后的煙氣以一定流速均勻通過除霧器，防止發(fā)生二次攜帶，堵塞除霧器。除霧器系統(tǒng)的設(shè)計考慮了 FGD裝置入口的飛灰濃度的影響。該系統(tǒng)還包括 去除除霧器沉積物的沖洗和排水系統(tǒng)，運行時根據(jù)給定或可變化的程序，既可進 行自動沖洗，也可進行人工沖洗。 設(shè)計了合理的沖洗時間和沖洗水量， 既能沖洗 干凈除霧器，又防止生成二次攜帶。位于下面的第一級除霧器是一個大液滴分離器，葉片間隙稍大，用來分離上升煙氣所攜帶的較大液滴。上方的第二級除霧器是一個細液滴分離器，葉片

30、距離 較小，用來分離上升煙氣中的微小漿液液滴和除霧器沖洗水滴。煙氣流經(jīng)除霧器時，液滴由于慣性作用，留在擋板上。由于被滯留的液滴也含有固態(tài)物，因此存 在擋板上結(jié)垢的危險，同時為保證煙氣通過除霧器時產(chǎn)生的壓降不超過設(shè)定值， 需定期進行在線清洗。為此，設(shè)置了定期運行的清潔設(shè)備，包括噴嘴系統(tǒng)。沖洗 介質(zhì)為工業(yè)水。一級除霧器的上下面和二級除霧器的下面設(shè)有沖洗噴嘴， 正常運行時下層除 霧器的底面和頂面，上層除霧器的底面自動按程序輪流清洗各區(qū)域。 除霧器每層 沖洗可根據(jù)煙氣負荷、除霧器兩端的壓差自動調(diào)節(jié)沖洗的頻率。沖洗水由除霧器沖洗水泵提供，沖洗水還用于補充吸收塔中的水分蒸發(fā)損 失。2.3脫硫系統(tǒng)組成脫硫系

31、統(tǒng)的工藝流程圖和平面布置圖見附圖 1和附圖2。整個工藝由五大部分組成：(1) 脫硫劑制備系統(tǒng)由成品石灰(粒徑小于 10mm( 100%)的粉狀石灰)運至廠里后手工加入 石灰消化池進行消化，消化后的石灰漿液自流至再生池中進行脫硫液再生反應(yīng)。鈉堿由運輸車給料至鈉堿池，在池中與工藝水進行混合直至達到所需的濃 度，自流到再生池。(2) 煙氣系統(tǒng)熱煙氣自鍋爐出來后進入吸收塔，向上流動穿過噴淋層，在此煙氣被冷卻到 飽和溫度，煙氣中的SO2等污染物被脫硫液吸收。經(jīng)過噴淋洗滌后的飽和煙氣， 經(jīng)除霧器除去水霧后，通過煙道經(jīng)引風機進入煙囪排空。從鍋爐出口至脫硫塔進口段的連接煙道采用 A3鋼制作，并根據(jù)需要設(shè)置膨

32、脹節(jié)。連接煙道上設(shè)有擋板系統(tǒng)，以便于煙氣脫硫系統(tǒng)事故時旁路運行。擋板采 用手動抽板閥門，包括1個入口擋板、1個旁路擋板和1個脫硫裝置出口擋板。 在正常運行時，入口擋板和出口擋板開啟，旁路擋板關(guān)閉。在故障情況下，開啟 煙氣旁路擋板，關(guān)閉入口擋板和出口擋板，煙氣通過旁路煙道繞過煙氣脫硫系統(tǒng) 直接排到煙囪。(3) SO2吸收系統(tǒng)在吸收塔內(nèi)，脫硫液中的氫氧化鈉與從煙氣中捕獲的SO2、SO3、HF、HCI等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉等物質(zhì)。脫硫后的凈煙氣通過除霧 器除去氣流中夾帶的霧滴后排出吸收塔。采用噴淋塔作為吸收塔，噴淋塔是目前中小型鍋爐脫硫裝置中應(yīng)用較為廣泛 的脫硫塔，其具有氣液流通量

33、大、壓降低、操作彈性寬、不易堵、效率穩(wěn)定等優(yōu) 點。吸收塔脫硫主要反應(yīng)原理如下：a) 吸收在吸收塔中，煙氣中的SO2和SO3按照以下反應(yīng)式被溶液中的水吸收：502 + H2O<=> H2SO3503 + H2O<=> H2SO4b) 中和反應(yīng)h2so3和H2sq必須很快被中和以保證有效的 SO2和SO3.吸收。H2SO3、H2SO4、HCI和HF與懸浮液中堿按以下反應(yīng)式發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3 + H2SO3 <=>Na2SO3+CO2 +H2ONa2CO3 + H2SO4 <=> Na2SO4 + CO2+ H2ONa2CO3 + HCI <

34、=> NaCI +CO 2 +H2ONa2CO3 + HF <=>NaF +CO2 +H 2Oc) 副反應(yīng)煙氣中所含的氧量將把脫硫反應(yīng)中生成的亞硫酸鈉(Na2SO3)氧化成硫酸鈉(Na2SO4)：2 Na2SO3+O2 <=>2 Na2SO4(4) 脫硫液循環(huán)系統(tǒng)與脫硫渣處理系統(tǒng)泵前池的脫硫液通過循環(huán)水泵泵送到脫硫塔內(nèi)與煙氣接觸反應(yīng)后，從脫硫裝 置底部排出，排出的含有 CaS04 CaSO3及少量粉塵渣（大部分煙塵在原除塵器 中除去）的混合渣漿液體進入再生池、沉淀池， 與從石灰漿液池過來的石灰漿液 發(fā)生再生反應(yīng)，并進行脫硫副產(chǎn)物的沉淀，上清液流經(jīng)泵前池，經(jīng)沉淀后的

35、池底 渣漿由人工清出，濾液返流回泵前池，由循環(huán)水泵抽送到脫硫裝置進行脫硫循環(huán) 利用。（5）電氣控制系統(tǒng) 供電方式系統(tǒng)內(nèi)的動力設(shè)備為分散式布置，均為三相電源供電，廠內(nèi)民用動力和民用 照明為單路三相電源供電分配使用， 設(shè)計處理系統(tǒng)供電采用放射式供電方式， 優(yōu) 點是安全可靠。 接地系統(tǒng)處理系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)接地接零保護采用 TN-C-S系統(tǒng)，所有電氣設(shè)備金 屬外殼均需可靠接地和接零，民用動力、照明接地接零保護采用TT系統(tǒng)。 低壓配電位置的確定設(shè)計要求低壓配電位置盡可能靠近負荷中心， 由于區(qū)內(nèi)大功率用電設(shè)備主要 為循環(huán)泵、渣漿泵等，其它動力及照明負荷較小，故在泵房內(nèi)設(shè)一電控室，安裝 電源總柜、動力柜和儀

36、表柜等。 動力設(shè)備起動和控制方式§所有動力設(shè)備均設(shè)有欠壓、短路和過載保護，電源總柜設(shè)過流保護。§民用動力和民用照明設(shè)有短路、過載和漏電保護。§動力電纜采用鎧裝電纜沿電纜溝暗敷設(shè)， 無電纜溝地方軟電纜和信號電纜 均采用穿鋼管埋地暗敷設(shè)，電纜溝支架均可靠接地，形成接地網(wǎng)。脫硫系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備間電纜的設(shè)計、 供貨由供方負責。供貨及島外部分（分 界點為脫硫島外1米）的敷設(shè)由業(yè)主方負責。脫硫島采用手動控制.本工程系統(tǒng)涉及的所有規(guī)范、標準或材料規(guī)格（包括一切有效的補充或附錄） 均為最新版本，即以合同生效之日作為采用最新版本的截止日期。對脫硫系統(tǒng)及其輔助系統(tǒng)進行啟/?？刂?、正常運

37、行的監(jiān)視和調(diào)整以及異常 與事故工況的報警。工藝系統(tǒng)和儀表、控制設(shè)備的設(shè)計、供貨能夠滿足上述要求。本系統(tǒng)供電電源均采用380V, 50HZ交流電源，配電柜和動力控制柜根據(jù)用電負荷由設(shè)計院負責設(shè)計2.4本技術(shù)工藝的主要優(yōu)點工藝先進，技術(shù)指標完全能滿足環(huán)保要求和廠家要求；采用特制進口高效、防腐、耐磨噴頭，噴霧液滴 8001200卩m具有極 大的比表面積，同時又不易引起二次夾帶；脫硫效果好，脫硫效率達65%95%脫硫塔煙所出口濃度不高于130mg/m；投資省、運行費用低，具有良好的經(jīng)濟性； 防結(jié)垢、防堵性能好，運行穩(wěn)定，安全性能高； 防腐性能好，使用壽命長(主體設(shè)備在 20年以上)； 阻力小，壓降低(

38、濕法脫硫系統(tǒng)小于 1000P8； 操作彈性寬，運行管理方便，系統(tǒng)簡便，投資?。?可確保風機安全可靠長期運行。2.5物料消耗(1) 石灰消耗量石灰消耗量：90%純度生石灰一小時用量126.5kg.實際石灰的投加量隨石灰純度、燃氣含硫量和脫硫率的變化而變化。(2) 鈉堿消耗量理論上，采用雙堿法第一堿(碳酸鈉或氫氧化鈉)無需增加，但在吸收液在循環(huán)吸收過程中蒸發(fā)隨煙氣帶走、隨脫硫渣帶走及部分排放。按以往工程運行的實際情況，本工程的鈉堿的消耗量為13.1kg/天(以100%氫氧化鈉計)。(3) 用水量耗水量主要由三部分，即蒸發(fā)隨煙氣帶走、隨脫硫渣帶走及部分排放，每 臺爐耗水量約為78m3/h。(4) 副

39、產(chǎn)物和脫硫渣量產(chǎn)生量脫硫的產(chǎn)物主要是亞硫酸鈣和硫酸鈣，灰水中除了煙氣中吸收下來的塵以 外，主要是亞硫酸鈣、硫酸鈣及少量未反應(yīng)的脫硫劑。經(jīng)計算，經(jīng)二氧化硫脫除量約為 130.1kg/h，終產(chǎn)物含水量約為30%, 則排放量約為500kg/h,年排放量為4000噸。由于受實際燃氣含硫量，實際脫硫 率等因素的影響，實際產(chǎn)渣量將有很大變化。（5）廢水排放脫硫液為循環(huán)用水，基本不外排，但為了保持氯離子的平衡，需排放35立方米/小時的廢水，這部分廢水經(jīng)處理后納入廢水中和槽中和達到相應(yīng)的污水 排放標準后排放。第三章工程計算雙堿法計算過程 入口煙氣量：4.5 x 105Nnr/h ;S02濃度：2090mg/N

40、m煙氣入口溫度：T=160C、常壓標態(tài)：Q。=4.5 105Nm3/h273 +16053160C： Qi 二4.5 105 =713736m3/h2733.1脫硫塔(1) 塔徑及底面積計算：塔內(nèi)流速：取V =3.2m/s七一137駕J0*”D=2r=8.88m 即塔徑為 8.88 米。底面積 S=nf=61.9 m2塔徑設(shè)定為一個整數(shù)，如4.5m(2) 脫硫塔高度計算：液氣比取L/G= 4煙氣中水氣含量設(shè)為8%SO2如果2090mg/m3,液氣比2.5即可，當SO2在2090mg/m3時，選4循環(huán)水泵流量:£ Q HG4 713736 (1 -0.08)1000(1 /m3)100

41、0二 2832m3 / h122.8取每臺循環(huán)泵流量Q =191m。選100LZa-360型渣漿泵，流量194m3/h,揚程米，功率130KW，3臺 計算循環(huán)漿液區(qū)的高度：取循環(huán)泵8min的流量Hi=349.735 61.9=5.65m如此小爐子，不建議采用塔內(nèi)循環(huán)，塔內(nèi)循環(huán)自控要求高，還要測液位等，投資相應(yīng)大一點。采用塔外循環(huán)，泵的楊程選 35m，管道采用碳鋼即可。 計算洗滌反應(yīng)區(qū)高度停留時間取3秒洗滌反應(yīng)區(qū)高度H2=3.2 %=9.6m 除霧區(qū)高度取6米H3=6m 脫硫塔總高度 H=Hi+H2+H3=5.65+9.6+6=21.3m塔體直徑和高度可綜合考慮，直徑大一點，高度可矮一點，從施工

42、的方便程度、場地情況，周圍建筑物配套情況綜合考慮，可適當進行小的修正。如采用塔內(nèi)循 環(huán)，底部不考慮持液槽，進口管路中心線高度可設(shè)在2.5m,塔排出口設(shè)為溢流槽, 自流到循環(huán)水池。塔的高度可設(shè)定在 1618m3.2物料恒算每小時消耗99%的NaOH1.075Kg。每小時消耗85%的CaO60.585Kg。石灰漿液 濃度：含固量15%，可得石灰漿液密度1.093。按半小時配置一次石灰漿液計算， 每次配置石灰漿液的體積是185m3。漿液區(qū)的體積是24.26 m3。石灰漿液按漿液區(qū)體積的10%的流量（即石灰漿液泵的流量為 2.4 m3/h）不間 斷往塔內(nèi)輸送漿液。石膏漿液排出泵按漿液區(qū)體積的 20%的

43、流量（即石膏漿液排 出泵的流量為4.8 m3/h）不間斷往塔外輸出石膏漿液。由計算可得每小時產(chǎn)石膏 干重0.129噸。蒸發(fā)水分量2.16 m3/h。除霧器及管道沖洗水量約為3 m3/h。補充堿液量按按漿 液區(qū)體積的10%的流量（即堿液泵的流量為 2.4 m3/h）不間斷往塔內(nèi)輸送堿液進塔部分：石灰漿液2.4 m3/h +除霧器及管道沖洗水量3 m3/h +補充堿液量2.4 m3/h出塔部分：石膏漿液4.8m3/h +蒸發(fā)水分量2.16 m3/h若氧化還原池按兩塔5小時排出漿液量計算，則容積應(yīng)為 3.6X 2X 5=36 m3如果采用塔外循環(huán)，循環(huán)水池也即再生、沉淀、堿水池可設(shè)定容量為250m3

44、,有效容積200m3，池高度w 4m （便于抽沉淀），循環(huán)水停留時間設(shè)定為1小時。 石灰采用人工加料，沉淀用離心渣泵或潛水渣泵抽出，采用臥式離心機脫水。第四章脫硫工程內(nèi)容4.1脫硫劑制備系統(tǒng)脫硫劑制備系統(tǒng)主要包括：石灰消化池、鈉堿罐、攪拌器及相應(yīng)的閥門、管 道及管件等。(1) 石灰消化池漿液制備系統(tǒng)配置一個石灰漿液池，漿液池有效容積為1臺(公用工程全部 按兩臺鍋爐考慮)鍋爐機組在最大工況下運行3小時的石灰漿液消耗量，石灰消 化池容積為3m3。其基本尺寸：C 1.4X2.0,采用鋼砼結(jié)構(gòu)，半地下式布置，池 內(nèi)設(shè)有攪拌器(其功率為4.5KW、漿葉采用SUS316L制作)，化灰用水為工藝用 水。(2

45、) 鈉堿池鈉堿池的有效容積為5m3,用以將鈉堿液送入再生池中(3) 閥門、管道及管件閥門、管道及管件均采用SUS304材質(zhì)。4.2煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)包括煙道、膨脹節(jié)及電動擋板。從鍋爐出口至脫硫塔進口段的連接煙道采用 A3鋼制作，并根據(jù)需要設(shè)置膨 脹節(jié)。連接煙道上設(shè)有擋板系統(tǒng)，以便于煙氣脫硫系統(tǒng)事故時旁路運行。擋板采 用手動插板閥，包括1個入口擋板、1個旁路擋板和1個脫硫裝置出口擋板。本 煙氣系統(tǒng)可實現(xiàn)100%煙氣旁路。以滿足脫硫塔內(nèi)檢修與維護的需要從而保證鍋 爐的正常穩(wěn)定的運行。4.3 SO2吸收系統(tǒng)SO2吸收系統(tǒng)主要由脫硫主塔、連接煙道(副塔)、噴淋層、組合式除霧器、 預(yù)埋件及外部鋼結(jié)構(gòu)、沖洗

46、系統(tǒng)組成。(1) 脫硫塔脫硫塔是系統(tǒng)的核心，脫硫塔的材質(zhì)是本脫硫硫工程能否長期穩(wěn)定運行的 關(guān)鍵，按照要求，脫硫塔體材質(zhì)采用麻石制作。按國家相應(yīng)的規(guī)范執(zhí)行。§吸收塔采用空塔噴淋結(jié)構(gòu)(根據(jù)脫硫率的需要設(shè)置2層高效霧化噴淋層)。§吸收塔選用的麻石，能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損。所有 部件包括塔體和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計均考慮防腐要求。§吸收塔設(shè)計能防止液體泄漏。塔體上的人孔、通道、連接管道等在殼體穿 孔的地方進行密封，防止泄漏。§吸收塔殼體設(shè)計能承受各種荷載，包括吸收塔及作用在吸收塔上的設(shè)備和 管道的自重、介質(zhì)重、保溫重，以及風載、雪載、地震荷載等。

47、7;吸收塔底面能完全排空漿液。§塔的整體設(shè)計方便塔內(nèi)部件的檢修和維護，吸收塔內(nèi)部的導(dǎo)流板、噴淋系統(tǒng)和支撐等不易堆積污物和結(jié)垢。§吸收塔煙道入口段的設(shè)計考慮防止煙氣倒流和固體物堆積。§吸收塔配備足夠數(shù)量和大小合適的人孔門，在附近設(shè)置走道和平臺。§噴淋系統(tǒng)的設(shè)計能合理分布要求的噴淋量，使煙氣流向均勻，并確保吸收 漿液與煙氣充分接觸和反應(yīng)。§所有噴咀能避免快速磨損、結(jié)垢和堵塞。噴咀的磨損壽命至少為2年。§噴咀與管道的設(shè)計便于檢修，沖洗和更換，可實現(xiàn)不停爐檢修。(2) 連接煙道連接煙道(副塔)是指從脫硫塔主塔出口至風機進口段。 連接煙道采用碳鋼。 其要求按國家相應(yīng)的規(guī)范執(zhí)行。(3) 噴淋層在本脫硫系統(tǒng)中，為了達到良好的吸收效果，吸收塔設(shè)計成逆流式噴淋塔， 設(shè)置2層的噴淋層，每層噴淋層由若干個高效霧化實心噴嘴組成， 而每個噴嘴自 成體系統(tǒng)，可單獨開啟與關(guān)閉并可調(diào)節(jié)其噴液量。吸收液由噴嘴噴出，噴嘴均勻布置塔內(nèi)橫截面上，噴射出來的成實心錐型的漿液可以覆蓋整個橫截面，在滿足吸收SO2所需的比表面積的同時，該技術(shù)把噴淋造成的壓力損失減少到最小。 傳 質(zhì)吸收時間為2-3秒。噴嘴是本凈化裝置最關(guān)鍵的部件，它具有以下特點： 國內(nèi)霧化噴嘴由于受到國內(nèi)加工工藝、 材料的限制，根本無法與進口的相比擬，為提高脫硫液的霧化程度及霧化的均勻性，我公司引