脱硫系统培训材料

脱硫系统培训材料石灰石-石膏湿法脱硫原理一、SO2简介二、SO2危害三、SO2治理一、SO2简介二氧化硫（化学式：SO2）是最常见的硫氧化物。无色气体，有强烈刺激性气味。常温下为无色有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水（约为1:40），分子量：64，密度2.551g/L。SO2是大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。二、SO2危害由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成硫酸（酸雨的主要成分）。大气中的SO2和NOX与降水溶合形成酸雨，严重破坏生态环境和危害人体健康，加大癌症发病率，甚至影响人类基因造成遗传疾病。酸雨是指PH值小于5.6的雨水，冻雨、雪、雹、露等大气降水。大量的环境监测资料表明，由于大气中的酸性物质增加，地球大部分地区上空的云水正在变酸，如不加以控制，酸雨区的面积将继续扩大，给人类带来的危害也将与日俱增。酸雨给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。研究表明，酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观均带来严重危害，不仅造成重大经济损失，更危及人类生存和发展。酸雨使土壤酸化，肥力降低，有毒物质更毒害作物根系，杀死根毛，导致发育不良或死亡。酸雨还杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏水生生态系统；酸雨污染河流、湖泊和地下水，直接或间接危害人体健康；酸雨对森林的危害更不容忽视，酸雨淋洗植物表面，直接伤害或通过土壤间接伤害植物。促使森林衰亡。酸雨对金属、石料、水泥、木材等建筑材料均有很强的腐蚀作用，因而对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害。湿法烟气脱硫系统流程三、SO2治理削减二氧化硫的排放量，控制大气二氧化硫污染、保护大气环境质量，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。二氧化硫污染控制技术颇多，诸如改善能源结构、采用清洁燃料等，但是，烟气脱硫也是有效削减SO2排放量不可替代的技术。通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（FlueGasDesulfurization，简称FGD）,在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法。其中，石灰石-石膏湿法烟气脱硫在国内外应用最广泛，使用比例占80--90%、脱硫率高、工艺成熟、操作稳定、操作弹性好、脱硫剂易得、运行成本低、副产物石膏有较好的商业价值，不会形成二次污染。石灰石-石膏湿法脱硫工艺系统及主要设备一、石灰石脱硫工艺系统简介二、烟气系统三、吸收塔系统四、石灰石浆液制备系统五、石膏脱水系统六、废水处理系统一、石灰石脱硫工艺系统简介锅炉排出的烟气经引风机送入烟道，再从烟道引出经增压风机升压进入烟气换热器（GGH），烟气被冷却后进入吸收塔。吸收塔内浆液经浆液循环泵送到喷淋装置喷淋。烟气在吸收塔内上升与喷淋下来的石灰石浆液相接触发生吸收反应，除去烟气中的SO2。洗涤后的净烟气从吸收塔排出后经GGH升温后由净烟道通入烟囱排入大气。吸收塔内吸收SO2后生成的亚硫酸钙，喷淋到吸收塔底部经过氧化空气的强制氧化生成硫酸钙，经石膏排出泵从吸收塔排出，由脱水系统处理后，生成的石膏被再次利用。大部分脱硫烟道都配备有旁路挡板（正常情况下处于关闭状态）。在紧急情况下或启动时，旁路挡板打开，烟气不经吸收塔装置，直接由烟囱排入大气。现在部分脱硫装置已取消旁路挡板和增压风机，这就要求脱硫系统有更高的稳定性。1.吸收反应SO2(g)SO2(aq)SO2(aq)+H2OHSO3-+H+HCl(g)HCl(aq)HCl(aq)+H2OCl-+H3O+2.石灰石消融CaCO3(s)+H2OCaCO3(aq)+H2OCaCO3(aq)+H+Ca2++HCO3-HCO3-OH-+CO23.氧化反应HSO3-+1/202SO42-+H+Ca2++SO42-+2H2OCaSO4.2H2O四、石灰石浆液制备系统石灰石供应系统石灰石块由卡车运到脱硫岛，直接倒入卸料斗,，上部设钢格栅防止大块的石灰石进入设备。卸料斗的石灰石经振动给料机稳流后送入斗式提升机垂直提升至石灰石筒仓的仓顶，经斗式提升机出口的落料管，物料进入筒仓储存，同时，仓顶装有一台袋式除尘器及真空压力释放阀、,设出料口，筒仓储存一般可满足机组燃用设计煤种3天石灰石用量。石灰石筒仓底部成锥形。振动给料机为非封闭式，上方配有用于分离大金属的永磁除铁器。筒仓仓顶设有雷达连续测量料位计，料位指示器可防止石灰石筒仓加料过满和/或完全排空。石灰石浆液制备系统石灰石湿磨制浆时，石灰石从石灰石筒仓经秤重皮带给料机喂入湿式球磨机进行研磨制浆，球磨机总的物料（新的石灰石、水力旋流器底流的浆液和水）在球磨机筒体内被粉碎；浆液通过磨球止回螺旋及滚动筛拦截下大块的石灰石，浆液通过装在球磨机出口的浆液卸料筛进入湿磨排浆罐，根据系统浆液浓度按一定比例加入稀释水后，由调速型湿磨浆液泵将石灰石浆液输入水力旋流分离器。水力旋流分离器将超尺寸的浆液从底流口进入石灰石产品浆液分配箱。石灰石浆液制备系统湿式球磨机制浆装置系统一般包括：橡胶衬里、外壳、驱动系统(包括电机联轴器、减速器和空气接合器)、润滑系统(包括油冷却器和强制油润滑系统)、冲洗装置和所有管道、阀门、斜管、浆液分配槽。每套湿磨系统对应设1套湿磨排浆罐及水力旋流分离器组，湿磨排浆罐设有搅拌器以防止浆液沉积。石灰石浆液制备系统每台炉设二台100%容量石灰石浆液泵（一运一备），由石灰石浆液泵供吸收塔补充与SO2反应消耗了的吸收剂。石灰石制备系统流程图二、烟气系统及设备系统概述主要设备烟气系统及设备1.烟气系统的作用：为脱硫运行提供烟气通道，进行烟气脱硫装置的投入和切除，降低吸收塔入口的烟温和提升净化烟气的排烟温度。2.系统组成：旁路挡板门、入口挡板门、出口挡板门、脱硫风机、挡板密封风机等。烟气系统及设备3.工艺流程：正常运行时，FGD进、出口挡板门打开，旁路挡板门关闭。原烟气经增压风机进入吸收塔，在吸收塔中脱除SO2后，通过烟囱排放。吸收塔检修或事故处理时，入口挡板和出口挡板关闭，旁路挡板全开，烟气通过旁路烟道经烟囱排放。烟气系统及设备（二）烟气挡板FGD烟气挡板概况烟气系统及设备（一）脱硫风机（增压风机）1.作用：用以克服FGD装置产生的流动阻力。2.型式：动叶可调轴流式、静叶可调轴流式、离心式。目前大多采用静叶可调式。3.静叶可调轴流式脱硫风机的特点：其气动性能介于离心式风机和动叶可调式轴流风机之间。可输送含有灰分或腐蚀性的大流量气体，具有优良的气动性能，高效节能，磨损小，寿命长。其结构简单，运行可靠，安装维修方便，具有良好的调节性能。烟气系统及设备（二）烟气挡板1.作用：进行FGD的投入和切除。2.组成：原烟气挡板、净烟气挡板和烟道旁路挡板。3.烟气挡板概况：烟道旁路挡板采用单轴双挡板的型式，而且具有100％的气密性。具有快速开启的功能，全关到全开的开启时间应≤15秒。烟气系统及设备（二）烟气挡板3.烟气挡板概况：FGD入口原烟气挡板和出口净烟气挡板为带密封气的单轴双挡板，具有100%的气密性。每个挡板全套包括框架、挡板本体、电动执行器，挡板密封系统及所有必需的密封件和控制件等。挡板密封空气系统应包括密封风机及其密封空气站。密封气压力至少维持比烟气最高压力高500Pa，密封空气站配有电加热器。烟气系统及设备（三）烟气再热和排放装置2.烟气排放2.1排放形式：一种是烟气再热后通过烟囱排放；另一种是不加热烟气直接通过湿烟囱或冷却塔排放。烟气系统及设备（三）烟气再热和排放装置2.2采用湿烟烟囱排放应注意以下问题：（1）烟气扩散要防止烟气下洗，烟囱出口处流速应大于排放口处风速的1.5倍，一般在20～30m/s.（2）烟囱降雨。通常发生在烟囱下风向数百米内，有烟气再热器的FGD排烟也可能发生这种降雨，但湿烟囱排烟更容易出现。烟气系统及设备（三）烟气再热和排放装置2.2采用湿烟烟囱排放应注意以下问题：（3）湿烟道和湿烟囱的防腐。用耐酸砖砌烟囱。在混凝土烟囱内表面做钢套，内喷涂1.5mm厚的乙烯基酯玻璃鳞片树脂。在混凝土烟囱内表面做钢套，内喷涂1.5mm厚的乙烯基酯玻璃鳞片树脂。三、吸收系统1．吸收系统组成SO2吸收系统浆液循环系统石膏氧化系统除雾器吸收系统2．工艺流程石灰石浆液通过循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷嘴系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的SO2，在吸收塔循环浆池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化成硫酸钙。石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系统。吸收系统吸收塔布局划分：吸收区、脱硫产物氧化区和除雾区。结构类型：填料塔、喷淋塔、鼓泡塔、液柱塔、液幕塔、文丘里塔、孔板塔。吸收系统吸收系统1．吸收塔（喷淋塔）吸收塔自下而上可分为三个主要的功能区：（1）氧化结晶区，该区即为吸收塔浆液池区，主要功能是石灰石溶解、亚硫酸钙的氧化和石膏结晶；（2）吸收区，该区包括吸收塔入口及其以上的托盘和喷淋层。其主要功能是用于吸收烟气中的酸性污染物及飞灰等物质；（3）除雾区，该区包括两级除雾器，用于分离烟气中夹带的雾滴，降低对下游设备的腐蚀、减少结垢和降低吸收剂及水的损耗。四、吸收系统1．吸收塔塔体的设计应尽可能避免形成死角，同时采用搅拌器来避免浆池中浆液沉淀。吸收塔底面设计应能完全排空浆液。吸收塔烟道入口段应能防止烟气倒流和固体物堆积。至少应提供足够的吸收塔液位、PH值（至少两个）、温度、压力、除雾器压差等测点，以及石灰石浆液和石膏浆液的流量测量装置。四、吸收系统1．吸收塔烟气通过吸收塔入口从吸收塔浆液池上部进入吸收区。在吸收塔内，热烟气通过托盘均布与自上而下浆液（浆液循环泵对应的喷淋层）接触发生化学吸收反应，并被冷却。脱硫浆液由各喷淋层多个喷嘴喷出。浆液（含碳酸钙（镁）、亚硫酸钙（镁）、硫酸钙（镁）、氯化物、氟化物及惰性物质、飞灰和各种溶质）从烟气中吸收硫的氧化物（SOX）以及其它酸性物质。在液相中，硫的氧化物（SOX）与碳酸钙反应，形成亚硫酸钙和硫酸钙。吸收系统2．浆液循环系统主要设备是浆液循环泵，用于循环石灰石浆液。浆液循环泵必须进行防腐耐磨设计。吸收塔浆液循环泵数量决定喷淋层的数量。吸收系统3．氧化系统主要设备：氧化风机、氧化装置等。1氧化方式：自然氧化、强制氧化。目前广泛采用强制氧化方式。2强制氧化方式：异地、半异地、就地氧化。目前广泛采用就地强制氧化方式。吸收系统强制氧化主要特点如下：氧化空气分布均匀氧化空气用量较少氧化效率高压降小吸收系统3、氧化风机的作用：烟气中本身含氧量不足以氧化反应生成的亚硫酸钙。因此，需提供强制氧化系统为吸收塔浆液提供氧化空气。氧化系统将把脱硫反应中生成的半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)氧化为2水硫酸钙(CaSO4·2H2O)即石膏。氧化空气系统将为这一过程提供氧化空气。吸收系统吸收塔的氧化空气系统由氧化风机及氧化空气分布系统组成。氧化空气分布系统含喷枪及相应的管道、阀门。氧化风机一般为罗茨风机：输送的风量与转数成比例，叶轮端面和风机前后端盖之间及风机叶轮之间者始终保持微小的间隙，在同步齿轮的带动下风从风机进风口沿壳体内壁输送到排出的一侧。风机内腔不需要润滑油，高效节能，精度高，寿命长，结构紧凑，体积小，重量轻，使用方便。罗茨风机吸收系统3．强制氧化装置吸收塔搅拌器吸收系统4．除雾器4．1除雾器的工作原理工作原理图吸收系统4．2除雾器的工作原理当带有液滴的烟气进入除雾器通道时，由于流线的偏折，在惯性力的作用下实现气液分离，部分液滴撞击在除雾器叶片上被捕集下来。吸收系统4.3除雾器的组成：由除雾器本体及冲洗系统(有单面冲洗和