脱硫系统目录脱硫系统总图烟气系统浆液制备系统废水处理系统SO2吸收系统石灰石卸料系统石膏脱水系统总体介绍脱硫原理DCS控制系统总体介绍关于酸雨未污染,经CO2自然酸化的纯水PH为5.65酸雨PH小于5.65当PH小于5时,地球生物链将出现问题!脱硫的必要性我国目前的能源主要是煤炭,每年排入大气的二氧化硫高达三千万吨,大气中的二氧化硫和氮氧化物与降水溶合成酸雨,全国酸雨面积已占国土资源的30%,每年因酸雨和二氧化硫污染造成的损失高达1000多亿元,现在中国是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。大气污染严重破坏生态环境和严重危害人体呼吸系统,危害心血管健康,加大癌症发病率,甚至影响人类基因造成遗传疾病。1998年1月,国务院正式批准《酸雨控制区和二氧化硫控制区划分方案》,具体规定:新建燃煤电厂,必须同步建设脱硫设施。脱硫的基本方法与种类采用洗煤等技术对煤进行洗选,将煤中大部分的可燃无机硫洗去,降低燃煤的含硫量,从而达到减少污染的目的。燃烧前脱硫燃烧中脱硫燃烧后脱硫在煤粉燃烧的过程中同时投入一定量的脱硫剂,在燃烧时脱硫剂将二氧化硫脱除。典型的技术是循环流化床技术。在烟道处加装脱硫设备,对烟气进行脱硫的方法。典型的技术有石灰石-石膏法,喷雾干燥法,电子束法,氨法等。石灰石/石膏湿法烟气脱硫的优点脱硫效率高,一般可达95%以上,钙的利用率高可达90%以上;单机烟气处理量大,可与大型锅炉单元匹配;对煤种的适应性好,烟气脱硫的过程在锅炉尾部烟道以后,是独立的岛不会干扰锅炉的燃烧,不会对锅炉机组的热效率、利用率产生任何影响;石灰石作为脱硫吸收剂其来源广泛且价格低廉,便于就地取材;副产品石膏经脱水后即可回收,具有较高的综合利用价值。目前常见的湿法烟气脱硫有:石灰石/石灰—石膏法、钠洗法、及氧化镁法等。我厂概况脱硫工艺采用德国鲁奇能源环保公司提供的比晓夫技术的石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺,脱硫剂为石灰石(CaCO3),设计脱硫效率为设计煤种条件大于95.3%。吸收塔按一炉一塔设计,共二套脱硫系统,配套的石灰石浆液制备和石膏脱水系统共用;脱硫装置进口烟气量按锅炉BRL工况考虑烟气脱硫系统采用集中控制方式,用一套DCS系统完成对两套烟气脱硫装置的设备(包括电气设备)及其辅助系统的监视与控制。技术指标原烟气SO2浓度2546mg/Nm3脱硫效率95.3%负荷变化范围(%)30-100石灰石耗量t/h16.5电力消耗KW10808(所有连续运行设备轴功率)石膏的含水率:不超过10%。工艺水(含冷却水和石膏冲洗水)m3/h2×105除雾器出口烟气携带的水滴含量mg/Nm3不超过75烟囱前烟温℃48.3旁路开启烟温℃160FGD装置服务年限30年目录脱硫系统总图烟气系统浆液制备系统废水处理系统SO2吸收系统石灰石卸料系统石膏脱水系统总体介绍脱硫原理DCS控制系统脱硫原理石灰石石膏湿法脱硫基本原理(一)物理吸收:随着温度的升高,被吸气体的吸收量减少。物理吸收的程度,取决于气--液平衡,只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分压时,吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小,吸收速率较低,因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。SO2(气体)||SO2(液体)+CaCO3+H2O→CaSO3•H2O+CO2←化学吸收过程的速率,是由物理吸收的气液传质速度和化学反应速度决定的,但该化学反应为快速反应。所以传质速率起决定因素CaCO3+SO3+2H2O---CaSO42H2O+CO2CaCO3+2HCl---CaCl2+H2O+CO2CaCO3+2HF---CaF2+H2O+CO2石灰石石膏湿法脱硫基本原理(二)CaSO3H2O+SO2---Ca(HSO3)2Ca(HSO3)2+½O2+H2O---CaSO42H2O+SO2CaSO3H2O+½O2+H2O---CaSO42H2O通过烟气中的氧和亚硫酸氢根的中间过渡反应,部分的亚硫酸钙转化成石膏(二水硫酸钙):同时,也伴随有其它的化学反应发生:三氧化硫,氯化氢和氢氟酸与碳酸钙的反应,生成石膏、氯化钙和氟化钙:目录脱硫系统总图烟气系统浆液制备系统废水处理系统SO2吸收系统石灰石卸料系统石膏脱水系统总体介绍脱硫原理DCS控制系统排放污泥电除尘引风机增压风机高压密封风机低压密封风机烟囱真空皮带脱水机工艺水吸收塔振动给料机石灰石仓回收水池皮带称重给料机滤布冲洗水箱真空泵滤液罐浆液循环泵脉冲悬浮泵石膏排除泵NaOH聚铁有机硫絮凝剂中和箱沉降箱絮凝箱澄清器出水箱板框式压滤机废水旋流站Hcl湿式球磨机磨机浆液箱石灰石浆液箱石灰石旋流站石灰石浆液输送泵排放斗式提升机氧化风机滤饼冲洗水箱溢流底流溢流底流底流溢流石膏旋流站目录脱硫系统总图烟气系统浆液制备系统废水处理系统SO2吸收系统石灰石卸料系统石膏脱水系统总体介绍脱硫原理DCS控制系统电除尘吸收塔引风机增压风机高压密封风机低压密封风机增压风机用于烟气提压,以克服FGD系统烟气侧阻力。增压风机选用国产静叶可调轴流式风机,选取风机的风压裕度为1.2,流量裕度1.1,另加10℃的温度裕度。性能参数:流量:1966930Nm3/h压升:3150Pa效率:85%电机:(户外防雨型)额定功率:2000KW电压:6000V转速:495rpm冷却方式:空冷挡板密封空气系统包括密封风机及电加热器。密封空气分高压和低压两部分,高压密封空气用于增压风机出口挡板,低压密封空气用于其它挡板。设高压密封空气风机四台。设低压密封空气风机四台,一运一备,密封气压力维持比烟气最高压力高5bar。原烟气自锅炉引风机出来,经二台增压风机增压后合为一股进入吸收塔系统。烟气也可通过旁路烟道直接排至烟囱,即烟气可以100%通过旁路目录脱硫系统总图烟气系统浆液制备系统废水处理系统SO2吸收系统石灰石卸料系统石膏脱水系统总体介绍脱硫原理DCS控制系统振动给料机斗式提升机皮带输送机皮带称重给料记球磨机石灰石仓库顶布袋收尘器为脉冲反吹式清灰,自动压差清扫,使滤布保持通畅,并且可在运行时很方便地更换布袋。除尘后的洁净气体中最大含尘量小于50mg/Nm3皮带称重给料机用于测量和输送石灰石至石灰石球磨机。皮带称重给料机的设计和尺寸按照石灰石制浆系统要求的石灰石给料量来定,Q=0~13t/h。石灰石贮仓设计容量按两台炉BMCR工况3天所需石灰石耗量设计,共1个,每个有效容积为900m3。石灰石贮仓本体为碳钢结构,内衬高密度聚乙烯。石灰石贮仓底部成“锥形”,在石灰石贮仓出料口下部使用空气炮,防止下料堵塞。每个出料口配有关断装置。在贮仓的顶部有密封的检查门,压力真空释放阀,布袋除尘器和料位计石灰石输送机用于输送石灰石块至贮仓。石灰石输送机采用斗式提升机及胶带输送机,斗式提升机的特点是横断面尺寸较小,占地面积少,布置紧凑,提升高度大,本工程设一台Q=50t/h,B=400mm的环链式斗式提升机,提升高度约30m粒径小于20mm的石灰石块由卡车运到电厂,直接倒入卸料斗(14m3),用振动钢蓖防止大块的石灰石进入设备并防止堵塞。卸料斗的石灰石经振动给料机送至斗提机,经皮带输送机至石灰石仓。目录脱硫系统总图烟气系统浆液制备系统废水处理系统SO2吸收系统石灰石卸料系统石膏脱水系统总体介绍脱硫原理DCS控制系统球磨机磨机浆液箱石灰石浆液箱石灰石输送系统石灰石旋流站吸收塔工艺水磨机浆液泵石灰石浆液泵工艺水石灰石浆液泵,离心式,Q=70m3/hH=35mN=15kW。每台炉两台,一运一备,共计四台。石灰石浆液箱两台炉共用一个,其有效容积按不小于两台锅炉BRL工况的6小时的石灰石浆液量设计,V=526m3。碳钢,内衬丁基橡胶。布置在球磨机房侧湿式球磨机出力为12.4t/h,球磨机能连续和非连续运行。在所有条件下,球磨机能确保向FGD工艺供应足量的石灰石细度至少应为90%小于44μm的浆液量。湿式球磨机浆液箱由碳钢制造,内衬丁基橡胶,V=14m3,每个箱体配有搅拌器,石灰石浆液由湿磨排浆泵输送到石灰石水力旋流器。浆液循环泵Q=80m3/h,H=45m。水力旋流站Q=80m3/h。石灰石在湿式球磨机中被磨成浆液并自流至湿磨浆液箱,然后再由湿磨排浆泵抽吸至旋流分离器。旋流分离器底流(超过尺寸的物料)再循环至湿式球磨机入口,而溢流(符合尺寸的物料)则自排入石灰石浆液箱中,再由石灰石浆液泵送至2台机组的吸收塔石灰石浆液箱湿式球磨机系统描述设计工况下,FGD系统石灰石粉耗量为16.5t/h,石灰石储运系统及石灰石浆液制备系统为单系列,两炉共用。石灰石储运系统出力按8小时操作考虑,即50t/h。包括1个石灰石卸料斗(包括除尘系统)、1个石灰石仓(包括除尘系统)、1台斗提机,1台皮带输送机及给料设备等。石灰石浆液制备系统额定总出力为两台锅炉BMCR工况的150%石灰石耗量,即24.8t/h,共设计两套。系统包括两台皮带称重给料机、两台湿式球磨机,两个球磨机配套的浆液再循环箱、4台球磨机浆液再循环泵(2运2备)、两个石灰石旋流器站、1个石灰石浆液箱、4台石灰石浆液给料泵(2运2备)、以及系统管道阀门等。目录脱硫系统总图烟气系统浆液制备系统废水处理系统SO2吸收系统石灰石卸料系统石膏脱水系统总体介绍脱硫原理DCS控制系统烟气系统烟囱脉冲悬浮泵石膏排出泵吸收塔石膏旋流站回收水池石膏脱水系统回收水泵氧化风机浆液循环泵吸收塔技术参数吸收塔进口烟气量:2057264Nm3/h(湿,设计工况)吸收塔出口烟气量:2178489Nm3/h(湿,设计工况)吸收塔直径:15m吸收塔总高度:37.65m液气比:12.73L/Nm3浆液池容积:1770m3浆液循环时间:4.34min脱硫吸收塔各部分设计与特点介绍池分离器整个反应池可以分为氧化区和中和区两部分。池上部为氧化区,下方为中和区,此为独一无二的专利设计;位于池分离器间隔中的氧化空气管提供氧化空气。部分浆液从氧化区排出至石膏脱水系统;新鲜的石灰石加入到中和区,继而经吸收塔循环泵送至喷淋吸收区的喷嘴。#10氧化空气系统图第20页池分离器优点反应池上部悬浮液的pH低,氧化区pH约为4.5,有利于提高氧化效率,低pH还有利于未反应石灰石的溶解和防止石膏的过饱和;鼓入氧化空气可强制排除浆液中的CO2,因为浆液中CO2减少了石灰石的溶解度,CO2的排除使新鲜石灰石的溶解过程得以优化;石膏浆液的排出位置选择在石灰石浓度最低而石膏浓度最高的位置,这对获得高品质的石膏最为有利;底部中和区通过加入新鲜石灰石而使pH升高,这对提高SO2的吸收能力有益,pH在5.5~6.5之间。比晓夫独特的池分离设计浆池脉冲悬浮系统LLB的专利技术,塔内采用几根带有朝向吸收塔底的喷嘴的管子,通过脉冲悬浮泵将液体从吸收塔反应池上部抽出,经管路重新打回反应池内,当液体从喷嘴中喷出时就产生脉冲,依靠该脉冲作用可以搅拌起塔底的固体物,进而防止产生沉淀。脉冲悬浮系统优点吸收塔反应池内没有机械搅拌器或其他的转动部件;搅拌均匀,塔底不产生沉淀;脱硫装置停运期间无需运行,节省能量。重新投运后,可通过专用管路快速悬浮;提高了脱硫装置的可用率和操作安全性能。可以在吸收塔正常运行期间更换或维修脉冲悬浮泵,无需中断脱硫过程或排空吸收塔;假如反应器内的新鲜石灰石可以得到连续而均匀的混合,进而有利于降低吸收剂的化学计量比。浆池脉冲悬浮系统示意图#10吸收塔系统#10脉冲悬浮系统图第7页浆液喷淋系统吸收塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成,设置4层喷淋层,对烟气形成四层密封,提高气液接触机率,具备SO2在塔内反应充分,脱硫效率高,适应机组负荷变化范围大的特点,有效保证机组低负荷时的脱硫效率。喷淋系统合理分布要求的喷淋量,使烟气流向均匀,并确保石灰石浆液与烟气充分接触和反应,同时有效降低塔内的总阻力,降低系统的电耗,保证FGD系统的运行经济性。浆液喷淋系统#10塔采用FRP/SIC(德国STEULER),#11塔采用FRP或耐腐蚀合金钢。浆液联箱不仅能在母管内均匀分布浆液,而且也能把浆液均匀分