常用烟气脱硫技术原理与工艺_常用烟气脱硫技术

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技术讲课内容：幻灯片内容摘录

2013.5.22 第一部分

概述

为什么要脱硫

脱硫的必要性

随着国民经济的增长，能源消耗急剧增加，由此而引起的环境污染日益严重。我国是一个煤储量丰富的国家，煤炭占一次能源的75%，能源消费结构对煤的过分依赖导致了环境污染的加剧，煤炭燃烧所排出SO2占排放总量的93.9%，我国1995年SO2排放达2370万吨，己居世界第一位。

 据《1998年中国环境状况公报》数据显示1998年，中国大气环境主要污染物SO2的排放量达2090万吨，由此导致酸雨的覆盖面积约占国土面积的30%，造成的经济损失达1100亿元。1998年，全国降水年均pH值范围在4.13-7.79之间，降水年均pH值低于5.6的城市占统计城市数的52.8%，尤其在南方降水pH值低于5.6的城市约占73.03%。SO2的排放不仅对人体有害，还会引起酸雨。SO2目前己成为我国空气最主要污染物之一。

 酸雨控制和二氧化硫污染控制区简称两控区

 大气中SO2可以导致多种呼吸器官疾病和更多诱发心血管疾病，而目SO2在环境中形成的酸沉降会引起江河湖泊的酸化，对植物和农作物造成损害。

环境污染突出的“三废” 处理的最基本的原则，就是找到一种合适的，将污染物转化为一种长期稳定、不对周边环境造成二次污染的方式。

 “工业三废”是指工业生产所排放的“废水、废气、固体废弃物

 “工业三废”中含有多种有毒、有害物质，若不经妥善处理，如未达到规定的排放标准而排放到环境（大气、水域、土壤）中，超过环境自净能力的容许量，就对环境产生了污染，破坏生态平衡和自然资源，影响工农业生产和人民健康，污染物在环境中发生物理的和化学的变化后就又产生了新的物质。好多都是对人的健康有危害的。这些物质通过不同的途径（呼吸道、消化道、皮肤）进入人的体内，有的直接产生危害，有的还有蓄积作用，会更加严重的危害人的健康。不同物质会有不同影响。

一、什么是“烟气脱硫技术”？

用简单、通俗的说法，就是：一种将烟气中SOx进行分离，转化为一种长期稳定、不对周边环境造成二次污染的物质的方法。这是我们最基本的需求。

这种终产物的综合利用，也是我们选择何种烟气脱硫技术路线综合考量因素之一。

 第二部分

 石灰石-石膏湿法脱硫技术

 FGD——（flue gas desulfurization)烟气脱硫，即在烟道上加脱硫装置，它目前是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和SO2污染的最有效和主要的技术手段。

 目前徐塘四台机均采用此脱硫技术

 脱硫术语

 1脱硫岛：

 指脱硫装置及为脱硫服务的建筑物。

2、吸收剂：       指脱硫工艺中用于脱出二氧化硫等有害物质的反应剂。石灰石----石膏法脱硫工艺使用的吸收剂为石灰石（CaCO3）或石灰（CaO） 3吸收塔：

 脱硫工艺中脱除SO2等有害物质的反应装置。 4副产品：

 在脱硫工艺中吸收剂与烟气中的SO2等反应后生成的物质。 5装置可用率：

 指脱硫装置每年正常运行时间与发电机组每年总运行时间的百分比。

可用率=（A-B）/A ×100%  6脱硫效率：

 脱硫装置脱除的SO2量与未经脱硫前烟气中所含SO2量的百分比，按公式：∩=(C1-C2)/C1×100%  7增压风机：

 为克服脱硫装置产生的烟气阻力新增加的风机。目前4、5号脱硫装置的增压风机已拆除；

6、7号脱硫装置的增压风机也即将拆除。 8烟气换热器：GGH（6、7号）

 为调节脱硫前后的烟气温度设置的换热装作（GGH）。一般进130℃降至88℃出，至吸收塔出50℃，至GGH加热到80℃以上排至烟囱。

（一）脱硫原理

石灰石—石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性高，是应用最广的脱硫技术。

 石灰石湿法脱硫系统的组成

 烟气系统、SO2吸收系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、公用系统（工艺水系统、、压缩空气系统等）、废水系统。



1、烟气系统（烟道挡板、烟气再热器、增压风机等）； 

2、吸收系统（吸收塔、循环泵、氧化风机、除雾器等）；吸收塔系统一般包括石灰石浆液再循环系统、氧化空气系统、除雾器冲洗系统、石灰石浆液供给系统、吸收塔溢流密封系统、吸收塔排水坑及事故浆池系统。主要设备有吸收塔、再循环泵、除雾器、搅拌器、氧化风机、吸收塔排水坑、事故浆液池、吸收塔排水坑、事故浆液池泵及相关的管路及阀门等。



3、吸收剂制备系统（石灰石粉仓、磨石机、石灰石浆罐、浆液泵等）

4、石膏脱水及储存系统（石膏浆液泵、水力旋流器、真空脱水机等）

5、公用系统（工艺水、压缩空气、热工及电气等系统）

 工艺水系统作用：主要用来补充废水系统带走、在吸收塔内蒸发、及石膏带走的水分；冷却氧化空气、冲洗GGH、冲洗浆液管道、冲洗石膏滤饼滤布等。

 更主要的作用是4、5号FGD浆液循环泵的机封冷却水，今天上午就能看出工艺水的作用。机封水压力一般在0.3mpa左右。



6、废水废渣处理系统

（二）典型工艺流程

烟气系统DCS运行画面

增压风机又称脱硫风机，用以克服脱硫系统的阻力。脱硫风机主要有三种：动叶可调轴流风机、静叶可调轴流风机以及离心风机。

常用大型电站烟气脱硫 增压风机外形图

1.3 主要设备之三：烟气换热器（6、7号）

由锅炉来的烟气温度130℃，进入GGH放热温度降至88℃左右，进入吸收塔，烟气在吸收塔内被循泵出口的浆液吸收、降温从吸收塔排出，温度大概50℃，再经GGH加热，温度升高到80℃，进入烟囱排入大气。由吸收塔出来的烟气，温度已经降至45～55℃，已低于酸露点，尾部烟道内壁温度较低，容易结露腐蚀，所以通常安装了烟气再热器，其目的是降低吸收塔入口烟温、提高吸收塔出口烟温。烟气再热器有多种方式，一般分为蓄热式和非蓄热式。蓄热式主要有：回转式烟气换热器(RGGH)、管式烟气换热(MGGH)器等。

大型电站烟气脱硫 回转式烟气换热器(RGGH)外形图

2、SO2吸收系统及主要设备

2.1 吸收塔

按照工作原理来分类，吸收塔主要有喷淋塔、液柱塔、填料塔、喷射鼓泡塔等。

（1）喷淋塔

喷淋塔是典型的空塔型吸收塔，循环浆液经过多层喷淋层将浆液由吸收塔上部从上向下喷射，形成细小的液滴与从下向上逆流的烟气接触，完成SOx的吸收。煤的含硫量从小到大决定，对应喷淋层的层数为3～5层不等，对于特高硫煤，喷淋塔有一定的局限性。

喷淋塔采用单元制浆液循环系统，每台循环泵对应一层喷淋层，无在线备用。每台泵流量相同，扬程不同。每台泵、电机互换性较差，不利于备品备件的准备。喷淋塔一旦建成，煤的实际含硫量超过设计值需要改造的工程量较大。

喷淋塔其具有塔内部件少，结垢可能性小，阻力低等优点。适合国内大部分地区的中低硫煤锅炉的烟气脱硫，是目前国内使用最多的塔型。

 1）吸收塔喷淋层

喷嘴是喷淋塔的关键设备之一，脱硫喷嘴的作用是将浆液喷射为细小的液滴，增加吸收塔内浆液与烟气的接触面积。

目前常用的脱硫喷嘴有螺旋喷嘴和偏心喷嘴两种，根据每个喷嘴流量选择。

 2）除雾器

除雾器是利用折流板改变通过的烟气流道，使经过喷浆脱出SO2后的烟气夹带的液滴和水雾分离下来, 以控制和防止亚硫酸盐在除雾器后塔壁、烟道产生结垢。除雾器一般的设计要求是液滴含量不超过100mg/Nm3。

 除雾器

3）搅拌器

为使浆液在浆池内不致沉淀结垢, 保证浆液在浆池内与空气中氧充分氧化，吸收塔底部通常设置侧进式搅拌器。

 吸收塔喷浆管和喷嘴

（3）喷射鼓泡塔（4）填料塔

填料的特点：

（1）填料塔具有生产能力大，脱硫效率高，浆液量小，传质效率高，操作弹性大等优点。

（2）吸收塔造价高；当浆液负荷较小时传质效率降低；

（3）一般不直接用于有悬浮物或容易聚合产生结垢的脱硫剂。主要适用于溶解性的脱硫剂的脱硫技术。（5）带托盘的喷淋塔

根据石灰石的磨制方式是干磨或湿磨，可将石灰石浆液制备分为干式制浆系统和湿式制浆系统。

3.1 干式制浆系统

主要包括石灰石接收、输送和贮存、石灰石粉制备和输送、石灰石粉贮存。3.2 湿式制浆系统

主要包括石灰石贮存和输送系统、石灰石浆液制备系统。

主要由吸收塔排出泵系统、旋流器站(一级脱水系统)、真空皮带过滤机(二级脱水系统)、废水旋流站等组成。

旋流器站(一级脱水系统)

 石膏二级脱水系统图  石膏二级脱水布置图  1)工艺水系统



FGD装置配置有工艺水泵和事故冲洗水泵。

 2)压缩空气系统  3)事故浆液排放系统 

事故浆液池、泵、坑  4)废水处理系统

 采用中和、混凝、澄清、脱水处理。

 设有反应箱、澄清池、压滤机、加药设备等。 处理出水达到排放标准。