2×300MW机组石灰石石膏烟气脱硫吸收塔设计_石灰石石膏脱硫设计

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２００８年 ８月

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电

力

环 境 保

护

第 ２４卷

第 ４期

２×３００ 机组石灰石一石膏烟气脱硫吸收塔设计 ＭＷ

Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ ＦＧＤ ａｂｓｏｒｂｅｒ ｆｏｒ ２×３００ ＭＷ ｕｎｉｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ

（扬州大学 环境科学与工程学院，江苏 扬州

薛 琴，王子 波，雒 维 国

２２５００９）

摘要 ：选 用石灰石 一石膏工艺对山西某电厂 ２×３００Ｍｗ 机组进 行烟 气脱硫，对其核 心设备吸 收塔 的本体进 行设计 计算，并对其 中的设备进行 了选型。

关键词 ：烟 气脱硫 ；吸 收塔 ；循环 系统 ；设计

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｂｒｉｅｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｎ ａｎｄ ｓｅｌｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ＦＧ Ｄ ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｗｅｔ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ—ｇｙｐｓｕｍ ＦＧ Ｄ

ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ａ ｐｏｗｅｒ ｐｌｎｔ ｉｎ Ｓｈａｎｘｉｐｒｏｖｉｎｃｅ ｗｅｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｄｅｓｉｇｎ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｋｅｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

ａｎｄ ｔｈｅ ｉｔｅｒｎａｌｃｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｄｉｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｔｙｐｅ ｓｅｌｃｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｌｏａｎａｌｙｚｅｄ．

Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ：ＦＧ Ｄ；ａｂｓｏｒｂｅｒ；ｃｉｒｃｕｌｔｉｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｄｅｓｉｇｎ

中图分类号：ＸＴＯ１．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—４０３２｛２００８）０４—０２４—０３

０ 引言

１ 喷淋吸收塔的工作原理

吸收塔是烟气脱硫系统的核心设备¨，浆液的喷淋吸收塔多采用逆流方式布置，烟气从喷

制备以及 ＳＯ 的去除都在这个设备中进行，因此，塔 型设计以及其设备的选型直接影响到脱硫效果的好

坏。目前，吸收塔常用的塔型主要有喷淋吸收塔、填

过循环泵送至塔中布置于不同高度的喷淋层喷嘴，从喷嘴喷出的浆液雾化形成分散小液滴向下运动，淋区下部进入吸收塔，并 向上运动。石灰石浆液通

料塔、托盘塔、液柱塔、喷射式鼓泡塔等

。由于喷 淋吸收塔具有内部构件少，塔 内不易结垢和堵塞，压

与烟气逆流接触，气 液充分接触并对烟气中的 ＳＯ：

进行洗涤。塔内一般设 ３～６个喷淋层，每个喷淋层

力损失也较小等优点，在全世界湿法烟气脱硫系统

装有多个雾化喷嘴，交叉布置。在塔底一般布置氧

中 占有突 出的地 位，已经成 为 应 用 最广 泛 的 吸 收塔

型 之一。

化池，用专门的氧化风机往里面鼓空气，而除雾器则

布置在吸收塔顶部烟气出口之前的位置。

山西 某 电厂 ２×３００ＭＷ 机 组 烟 气脱 硫 系统 采

用 了喷淋 式 吸收 塔，选 用 一般 ３００ＭＷ 以 上机 组 大 多采用的石灰石一石 膏湿法烟气脱硫工艺，该工艺

２

吸收塔的主要设计参数

该吸收塔采用底部浆池和塔体为一体的结构，技术成熟，应用广泛，运行稳定 可靠，对煤种适应性 其主要设计参数如表 １所示。

强，其脱硫效率可以达到９５％。

表 １

吸收塔主要设计参数

数项

目

数

值

项 目

值

烟气量（湿态）／ｍ ／ｈ

１ ７６３４６２

脱硫浆 液含 固量／％

２０

入 Ｉｌ标况烟气量（干）／ｍ ・ｈ 入 口烟气温度／℃

１４２００００

石膏含水率／％

≤１０

入口烟气压力／Ｐａ 脱硫效率／％

一３０００

入 ＩｌＳＯ２（干）／ｋｇ・ｈ

９６

出口烟气量／ｍ ・ｈ 出口烟气压力／Ｐａ

３９６６ ０

出口烟气温度／℃

氧化风机进气温度（标 况）／℃ 氧硫 比

亚硫酸钙氧化停留时间／ｍｉｎ

钙硫摩尔比［５＿

１ ５１５ ５８９

４

≥８０

２０

１．２

≥９５

５．８５—６．１５

浆液 ｐＨ值…

１．０２

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３．１．３

啧 嘴选 型

３ 吸收塔结构设计及选型

吸 收塔 喷淋 层 的 喷嘴 一般 分为 切 向、轴 向和旋

３．１ 吸收塔 本体设 计

转 ３种型式，本设 计 中采用轴 向式喷嘴，主要原 因是 在 同等压 力条 件下，这 种喷嘴 喷 出的液 滴粒 度较小，３．１．１

吸 收塔直径

吸收塔的直径（Ｄ）可由吸收塔出口实际烟气

而且 性价 比较 高。

体 积流量 和 烟 气流 速 确 定，烟气 流 速通 常 为 ３．０～ ３．１．４

除雾 器 区的 高度 及选型 ４．５ ｍ／ｓ，工程实 践 表 明，３．６～４．２ ｍ／ｓ是 性 价 比较

除雾器用来分离烟气所携带的液滴，在吸收塔

高的流速区域，因此，本工程 的设计烟气流速为

中，由上下两极 除雾 器（水平或菱形）及冲水系统

３．８ ｍ／ｓ。吸收塔直径可根据下列公式计算 ：

（包 括管 道、阀门和喷嘴 等）构 成。湿法 烟气 脱 硫 系 统一般采用折流板和旋流板除雾器，为了适应塔内

Ｑ＝Ａ× ＝丌（÷Ｄ 较 高的烟气流速，达到较高的除雾效率，本设计选用

式中 ｐ为烟气体积流量，ｍ ／ｈ；

为烟气流速，ｍ／ｓ； 折 流板 除雾 器 中的屋 顶 式 除雾 器，最 后一 层 喷 淋层

到 除雾器 的距 离 为 １．３ｍ，除雾 器 的高 度 为 ２．８ｍ，Ａ为烟气过 流断 面面积，ｍ。

由上式计算得 Ｄ ＝１２．８１ ｍ，本工程设计吸收塔 除 雾 器 到 吸 收塔 烟 道 出 口的距 离 为 ０．６ｍ，则 除雾

直 径 １２．８ ｍ。

区的总高度 为 ７．５ｍ。

３．１．２

吸收 区的 高度

３．２

再循环 系统 的设计

工程设计中，吸收 区的高度一般指烟气进 口水 平中心线到喷淋层中心线的距离。根据吸收塔高度

由于该项 目的烟 气 含硫 量较 低，循 环泵 可采 用

单元 制，即每个喷 淋层 配 １台 与喷 淋层 管 道 系统 相

参考表（表 ２），吸收区的高度一般为 ５～１５ｍ，烟气 接触 反应时 间一般 为 ２～５ Ｓ Ｘ

连接的吸收塔再循环泵。保证吸收塔内２００％以上

。在 山西某电厂 ２ 的吸收浆液覆盖率。

３００ＭＷ 机组 脱硫工 程 中为 了保证较 高 的脱 硫效 率，吸收 塔 内喷 淋层设 计 为 ４层，每 台循 环 泵对 应

层 喷淋层 ；运行 的再 循 环 泵数 量 根据 吸 收浆 液 流

设计接 触反应 时间 为 ２．４ Ｓ，则 吸收 区高度 ｈ ＝２．４ Ｓ

量的要求确定，以达到每台锅炉负荷的吸收效率。４

Ｘ ３．８０ ｍ／ｓ＝９．１２ ｍ，本 工程设 计值取 层喷淋布置能够满足整套装置对脱硫率的要求。

９．１ ｍ。

循 环浆液 量为要 脱除 ＳＯ，的量与单 位循环浆 液

吸收区一 般设置 ３～６个 喷淋层，每个喷 淋层 都

吸收 ＳＯ，能力 的 比值。根据 ２ Ｘ ３００ＭＷ 机 组锅 炉 原

装有 多个 雾 化喷嘴，喷淋 覆盖 率 达 ２００％ ～３００％

始数 据 可 知 ：本 项 目烟 气 量 为（湿）１ ４２００００ ｍ ／（喷淋覆 盖率 指 喷 淋 层 覆 盖 的重 叠 度，由喷 淋 覆 盖

ｈ；

高度、喷淋 角来 确 定。，喷淋 覆 盖 高 度 典 型 值取 为

要脱 除的 ＳＯ，量 为 ３９６６ ｋｇ／ｈ；单 位体积循 环浆 液吸

本过高，本设计中设置 ４个喷淋层。喷淋层 间距一

般为 １．２～２ｍ，为了便于检修和维修，层间距设为

１．９ｍ。入口烟道到第一层喷淋层的距离一般为 ２ １ ｍ）。由于要求的脱硫效率较高，但又不能使成

收 ｓＯ，的能力约为 ０．１５ ｇ／Ｌ，可 以计算得 出循环浆

液量为 ２６４４０ ｍ ／ｈ（脱 硫 吸收 塔循 环浆 液 量通 常 为

４０００～１２ ０００ ｍ ／ｈ）…，本项 目采用 ４台浆 液循

环

泵，每 台泵 的流 量为 ７０００ ｍ ／ｈ。

３．５ ｍ，本方 案 为 ３．４ ｍ，符 合 要 求。据 表 ２分 析，通过循 环浆 液量 与 吸收塔 出 口标 准 烟 气量（湿

最 后一层 喷淋层 到除雾器 的距离 设计 为 １．３ ｍ。

态、１

５１５ ５８９ ｍ ／ｈ）的 比值 计 算 得 出 液 气 比为

表 ２

吸收塔吸收区高度参考表

１７．４４Ｌ／ｍ。喷淋 塔 的液 气 比是 决 定脱 硫效 率 的一 个重要因素…，也是湿法石灰石一石膏烟气脱硫工

目 范

围

吸收塔人口宽度与直径之比／％ ６０～９Ｏ

人口烟道到第一层喷淋层的距离／Ｉ ２—３．５

喷淋层间距／Ｉｎ

１．２—２

最顶端喷淋层到除雾器的距离／Ｉ １．２—２

除雾器高度／Ｉｎ

２～３

除雾器到吸收塔出口的距离／Ｉｎ Ｏ．５—１

吸收塔出口宽度与直径之比／％

６０～１ＯＯ 项

艺 的一个 重要参 数，它决 定 了脱 硫 系统 的石 灰 石耗

量 ”。一般情 况下，液气 比范 围为 １５～２５ Ｌ／ｍ，本 工 程设计 液气 比为 １７．４４Ｌ／ｍ。

３．３

吸收 塔 浆池 的设计

３．３．１

浆池容积及 高度

吸收塔浆池容量由液气比和浆液氧化停留时间

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确定

，而 浆液 氧化停 留时 间 由石膏 生 长停 留时 间

和石灰石溶解停留时间确定。

４

结语

力

浆池的容积等于循环浆液量与氧化停 留时间的３６００Ｐａ，额定功率 １ ８００ｋＷ。

乘积，其值约为 １ ７７０ｍ。由浆池的容积及吸收塔

２６

直径（１２．８ ｍ）计算得浆池高度为 １３．７ ｍ，由此可得

吸收塔的总高度为 ３０．３ ｍ。

３．３．２

氧 化风机 的设 计及 选型

亚硫酸钙和亚硫酸氢盐 的氧化分为两个部分，是吸收塔 内烟气 中氧气进入浆液液滴 的 自然氧

化，二是空 气通过 曝气管 网进入浆 液池 的强制 氧

化。

理论氧化空气量约为 ３４７０．２ｍ ／ｈ，此值即为

亚硫酸钙完全转化为石膏所需要 的氧气量。

本项 目同时考虑了一定的空气 富裕量（即氧硫

比），计算得实际氧化风机进气量为 ４４７０ｍ ／ｈ。采

用 ２台型号 为 ＧＮ３５Ｈ 一３的 离心 式氧 化 风机，流 量 为 ４７３６ｍ ／ｈ（干），压头为 １０１．０１ ｋＰａ，一用一备。

３．３．３

氧化吸 收 池搅 拌机 的选 型

在吸收塔底部浆液池设有 ２台侧进式搅拌机，用来使石灰石 固体颗粒在浆液 中保持均 匀悬 浮状

态，保证浆液对 ＳＯ，的吸收和反应能力。搅拌器的 搅拌直径为 １０．０ｍ，转速 １３０ ｒ／ｍｉｎ，功率 ３ ｋＷ。搅

拌器的转速不能太高，否则不利于石膏晶体成长，且

会造成叶轮磨损。

３．３．４

石灰石 浆 泵的选 型

根据要去除的 ＳＯ，量和浆液密度，可估算 出石

灰石浆 液（２０％）的用 量 为 ２４．８ ｍ ／ｈ。则 设计 采 用 的石灰 石浆泵 为 ２台双 相流泵，流量 １００ｍ ／ｈ，扬 程

８０ｍ，功率 ５５ ｋＷ，一用一备。

３．４

脱硫增压 风机 的选 型

增 压风机 是用 于克 服 ＦＧＤ装置 的烟 气 阻力，将 原烟气顺利引入脱硫系统，并稳定锅炉引风机 出 口

速低。在安装了烟气脱硫系统的情况下，锅炉的送、引风机将无法克服 ＦＧＤ的烟气阻力，所以必须设置

增压风机。湿法烟气脱硫系统中一般采用轴流风机

或者离心风机¨。压力的重要设备。其运行特点是低压头、大流量、转

根据本工程的实际烟气流量（１ ４２００００ ｍ ／ｈ），以及 吸 收 塔、ＧＧＨ、烟 道 的 总 压 力 损 失（分 别 为

１ ５００、１０００、５００Ｐａ，总计 ３０００Ｐａ）可选用轴流式静

叶可 调风 机，其流 量 为 １ ５６２０００ｍ ／ｈ，额 定 压（１）由山西某 电厂 ２ Ｘ ３００ＭＷ 机 组脱硫 工 程 的

烟气参数计算得设计脱硫吸收塔直径为 １２．８ ｍ，吸

收塔总高度为 ３０．３ｍ，采用 ４层喷淋层和 ４台循环

浆 液泵 体系，即可 充分保 证其 脱硫效 率。

（２）在吸收塔 的设计过程中，要对设计场地 的 大小以及业主其他 的合理要求进行综合分析，从而

塔要求。． 参考文献： 调整设计数据，以满足脱硫效率高、运行稳定的吸收

［１］谭学谦 ．浅谈 ６００ Ｍｗ 机组湿法脱硫 吸收塔 的设计 ［Ｊ］．电力环

境保护，２００７，２３（３）：３２—３５．

［２］孙琦明．湿法脱硫工 艺吸收塔及 塔内件 的设 计选型 ［Ｊ］．中国环

保产业，２００７，（４）：１８—２２．

［３］施明融．上海燃煤 电厂烟气脱硫及 发展前景 ［Ｊ］．火力发 电厂烟

气脱硫 与减排，２００６，（５）：４４１—４４３．

［４］颜 俭，惠润堂，杨爱勇．湿法烟气 脱硫系统的吸收塔设 备［Ｊ］．电

力环境保护，２００６，２２（５）：１３—１７．

［５］牛建军．电站燃 煤锅 炉石 灰石 一石 膏 法烟 气脱 硫技 术 的探 讨

［Ｊ］．山西能源与节能，２００７，１２（４）：２Ｏ一２１．

［６］封志飞，王 丽华，张 媛．石灰石 一石膏 法烟气脱硫 中 ｐＨ对脱硫

效果的影 响［Ｊ］．露天采矿技术，２００６，（６）：４５—４７．

［７］于 洁，温 高．湿法 ＦＧＤ系统 中几种常用 的 ＳＯ２吸收塔 ［Ｊ］．内蒙

古 科技 与经济，２００７，３（６）：１０３一ｌｏ４．

［８］钟 秦．燃煤烟气脱硝技术及工 程实例 ［Ｍ］．北 京 ：化学工业 出版

社，２００２．

［９］韩 旭，韩增 山．石灰石 一石膏 湿法 ＦＧＤ中喷 嘴的选择及 布置设

计［Ｊ］．电力设备，２Ｏｏ４，５（１１）：３８—４０．

［１Ｏ］张 力，钟 毅，施平平．湿法烟气 脱硫系统喷淋塔喷 嘴特性 与布

置研究［Ｊ］．湖南电力，２００７，５（２７）：９—１３．

［１１］王乃华，鲁天毅．石灰石（石灰）／石膏湿法烟气脱硫 金属浆液循

环 泵国产化研究及应用［Ｊ］．中国环保产业，２００５，（１）：２６—２７．

［１２］甘朋利．燃 煤 锅炉 湿式 烟气脱 硫效 率 分析 ［Ｊ］．节能 与环 保，２００３，（１２）：５０ —５１．

［１３］李小宇，朱 跃．石灰石 一石膏 湿法烟气脱硫 系统工艺设 计初探

［Ｊ］．锅炉制造，２００７，２（１）：３０—３１．

［１４］郭 毅，李荫堂，李 军．烟气脱硫 喷淋塔本体设 计与分 析［Ｊ］．热

力发电，２Ｏｏ４，（１）：３０—３１．

［１５］杨育慧，饶思泽，李 落成．湿 法石灰石／石膏 烟气脱 硫泵 的选材

及选 型［Ｊ］．电力环境保护，２００６，２２（１）：２０—２１．

［１６］李 燕青．６００Ｍｗ 火力发 电厂湿法 烟气脱硫 系统增 压风 机的技

术 经济比较 ［Ｊ］．电力工程经济，２００７，（６）：３５—３８．

收稿 日期 ：２００８一ｏ４—１５：修回 日期 ：２００８—０６—１２

作者简介 ：薛 琴（１９８３．），女，江苏 泰州人，硕士，从事烟气脱硫、水处理 的研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｏｗｋｉｎｇ６０５＠１６３．ｃｏｒ