脱硫吸收塔2011

脱硫吸收塔系统原理及运行维护俞兴平目录1视图2吸收塔系统的组成3工艺介绍4主要设备功能5脱硫吸收系统启动•6运行调整•7吸收系统运行中的维护检查•8故障处理•9逻辑保护•10吸收塔系统运行中的注意事项A循环泵出口管B循环泵出口管C循环泵出口管除雾器冲洗层吸收塔视图吸收塔系统的组成吸收塔系统的组成•吸收塔除雾器•吸收塔喷淋层•吸收塔浆池搅拌器•氧化空气系统•循环浆泵A/B/C•循环泵入口滤网•石膏浆液排出泵•氧化风机工艺介绍•吸收塔是脱硫系统的主要设备，因为脱硫系统的吸附、氧化、结晶都在这里进行；目前有填料塔、液柱塔、鼓泡塔、喷淋塔、湍球塔、多孔板塔等，我们的为喷淋塔。•作用：储存浆液，提供反应空间。•结构：•（1）筒体（∮17*X28.9米）钢板卷焊后衬胶而成，浆液容积1820m3。液位不能大于8米。吸收塔Φ17.0×28.9m处理烟气量2302290Nm/h，浆池容积1820m3壳体材料：碳钢衬胶内部件材料：玻璃钢或PP。吸收塔除雾器材料：PP吸收塔喷淋层材料：FRP吸收塔浆池搅拌器功率：45kw叶片、轴材耐磨合金钢氧化空气系统材料：PP循环浆泵A流量：6000m3/h扬程：22.7m，叶轮：合金钢功率：560kw循环浆泵B流量：6000m3/h扬程24.4m叶轮：合金钢循环浆泵C流量：6000m3/h扬程26.3m叶轮：合金钢循环泵入口滤网PN10，DN900，PP材质石膏浆液排出泵Q=84m3/h，H=40m介质固体浓度：15%wt功率：22kw氧化风机Q=10200m/hr配套电机功率：N=280kwH=68.6kPa,性能参数•在吸收塔内，循环浆液雾滴与烟气逆流接触，捕集烟气中的SO2、SO3、HF、HCl、粉尘等有害物，浆液中的碳酸钙与SO2反应，生成亚硫酸钙。脱硫并除尘后的净烟气通过除雾器除去气流中夹带的雾滴后排出吸收塔。•向吸收塔浆池（在吸收塔的下半部，这部分所起到的是吸收塔反应区的作用）收集的浆液中喷射空气，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙，并生成石膏晶体。为保持浆液中固体颗粒的悬浮和强化氧化反应，吸收塔浆池配置四台搅拌器。•石膏浆液排出泵将石膏浆液送至石膏水力旋流器进行脱水。系统流程由锅炉引风机来的热烟气经增压风机升压后，进入喷淋吸收塔进行脱硫。在吸收塔内，烟气与石灰石/石膏浆液逆流接触，被冷却到绝热饱和温度，烟气中的SO2和SO3与浆液中的石灰石反应，形成亚硫酸钙和硫酸钙，烟气中的HCl、HF也与浆液中的石灰石反应而被吸收。脱硫后的饱和烟气温度约51℃，经吸收塔顶部除雾器除去夹带的雾滴后排入烟囱。氧化空气风机将空气鼓入吸收塔浆池，将亚硫酸钙氧化成硫酸钙，过饱和的硫酸钙溶液结晶生成石膏（CaSO4·2H2O）。产生的石膏浆液通过石膏浆液排出泵连续抽出，视吸收塔浆池的液位高低决定将石膏浆液送至石膏水力旋流器进行脱水或将浆液送回吸收塔。反应原理•烟气中的SO2与浆液中碳酸钙发生反应，生成亚硫酸钙：•CaCO3+SO2+H2O---CaSO3H2O+CO2•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）：•CaSO3H2O+SO2+H2O---Ca(HSO3)2+H2OCa(HSO3)2+½O2+2H2O---CaSO42H2O+SO2+H2O•吸收塔浆液池中剩余的亚硫酸钙通过由氧化风机鼓入的空气发生氧化反应，生成硫酸钙。•CaSO3H2O+½O2+2H2O---CaSO42H2O+H2O主要设备功能主要设备•吸收塔•吸收塔包括一个托盘，三层喷淋装置，每层喷淋装置上布置有160个空心锥喷嘴，喷嘴进口压头为103.4KPa，喷淋层上部布置有两级除雾器。•烟气通过吸收塔托盘后，被均匀分布到整个吸收塔截面。B&W公司几十年FGD系统设计的经验表明，吸收塔加装托盘后，极大地提高了吸收塔的脱硫效率——这不但使得主喷淋区烟气分布很均匀，而且吸收塔托盘使烟气和石灰石/石膏浆液通过在托盘上的液膜区域充分接触达到最大效率地去除烟气中的SO2。•该吸收塔的特点是液/气比较低，从而节省浆液循环泵的电耗。•B&W公司参考几十年的FGD系统设计经验，确定了吸收塔内喷淋层和喷嘴的布置、托盘的位置和开孔率、除雾器和烟气进出口的布置，根据液滴的有效喷射轨迹及滞留时间确定喷淋组件之间的距离；同时优化了PH值、液/气比、钙/硫比、氧化空气量、浆液浓度、烟气流速等性能参数，从而保证FGD系统连续、稳定、经济地运行。•吸收塔•氧化和结晶主要发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆液池的尺寸保证能提供足够的浆液停留时间完成亚硫酸钙的氧化和石膏(CaSO4.2H2O)的结晶。吸收塔浆池上设置4台侧进式搅拌器使浆液罐中的固体颗粒保持悬浮状态并强化亚硫酸钙的氧化。•吸收塔浆池中浆液的pH值由投入石灰石量控制，而加入吸收塔的石灰石浆液的量的大小将取决于预计的锅炉负荷、SO2含量以及实际的吸收塔浆液的pH值。塔内浆液PH值大约为5.6~5.8。补充石灰石浆液加入吸收塔浆池与石膏浆液混合。吸收塔浆池中的混合浆液由浆液循环泵通过喷淋管组送到喷嘴，形成非常细小的液滴喷入塔内。吸收塔顶部布置有放空阀，在正常运行时该阀是关闭的。当FGD装置走旁路或当FGD装置停运时，电磁放空阀开启以消除在吸收塔氧化风机还在运行时或停运后冷却下来时产生的与大气的压差。•吸收塔浆液循环泵•浆液再循环系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台浆液循环泵，每台吸收塔配三台浆液循环泵。运行的浆液循环泵数量根据锅炉负荷的变化和对吸收浆液流量的要求来确定，以达到要求的吸收效率。由于能根据锅炉负荷选择最经济的泵运行模式，该再循环系统在低锅炉负荷下能节省能耗。•浆液循环泵的技术参数如下：•泵的型式：离心式流量：8606m3/h•浆液扬程：23/24.8/26.6m•电机功率：900/900/1000kW•浆液喷林系统•浆液喷淋系统包括喷淋组件及喷嘴。一个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面，并达到要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收浆液与烟气充分接触，从而保证在适当的液/气比（L/G）下可靠地实现96.8%的脱硫效率，且在吸收塔的内表面不产生结垢。•使用由碳化硅（SiC)制成的空心锥喷嘴和FRP(玻璃钢）喷淋管道，可以长期运行而无腐蚀、无磨蚀、无石膏结垢及堵塞等问题。•除雾器•吸收塔设两级除雾器，布置于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的上部。烟气穿过循环浆液喷淋层后，再连续流经两层Z字形除雾器除去所含浆液雾滴。在一级除雾器的上面和下面各布置一层清洗喷嘴。清洗水从喷嘴强力喷向除雾器元件，带走除雾器顺流面和逆流面上的固体颗粒。二级除雾器下面也布置一层清洗喷淋层。烟气通过两级除雾后，其烟气携带水滴含量低于75mg/Nm3（干基）。除雾器清洗系统间断运行，采用自动控制•氧化空气系统•烟气中本身含的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。氧化空气把脱硫反应中生成的半水亚硫酸钙(CaSO3·1/2H2O)氧化为硫酸钙并结晶生成石膏(CaSO4·2H2O)。•氧化空气系统由氧化风机和矛式喷射管组成。每套FGD装置设二台氧化风机，其中一台备用，其技术参数如下：•风量：6248Nm3/h（湿态）•压升：120.96kPa•出口温度：121℃电机功率：355kW•吸收塔排出泵•吸收塔排出泵将石膏浆液从吸收塔中输送到石膏脱水系统，还可用来将吸收塔浆液池排空到事故浆液池中。其技术参数如下：•数量：每塔2台•型式：离心式•参数：Q=100m3/hH=52m•电机功率：37kW•吸收塔停运后，应维持搅拌器的运行，只有在吸收塔进行内部检修工作，排净浆液后，才允许停运搅拌器；注：搅拌器不允许再没有工作介质的情况下运行脱硫吸收系统启动目录目录运行调整一、运行中提高脱硫率的调整方法1合理控制吸收塔浆液的pH值吸收塔系统是整个FGD的核心，烟气中的大部分SO2、SO3、HF和HCl等化合物在吸收塔内被脱除，石膏在吸收塔内结晶和生成。参与脱硫反应的各种化合物活性大小可以从吸收塔混合浆液的pH值中得到反映，根据工艺设计和调试结果，保持Ca／S摩尔比在1．02左右，可获得较满意的脱硫效果，因此一般情况下控制浆液的pH在5．2～5．5，有利于脱硫反应。正常运行时，吸收塔浆液的pH值是根据烟气中SO2的含量大小通过功能组闭环控制石灰石的加入量，pH的设定值应根据运行工况的变动进行调整，例如当烟气中的粉尘浓度持续过高时，可适当降低pH设定值；正常运行时如果出现pH值偏离设定值0．2以上时，运行人员应对以下几个方面进行重点检查：（1）石灰石粉仓料位是否低于最低限定料位。（2）石灰石粉给料管线是否出现堵管现象。（3）石灰石浆液密度是否控制在1120kg／m3左右。（4）石灰石浆液罐的液位是否正常。（5）石灰石浆液补充到吸收塔管线上的调节阀是否正常工作。（6）长期运行后石灰石浆液补充到吸收塔的管线是否出现堵管，工艺水冲洗是否正常。（7）石灰石制浆水源是否出现问题，脱水皮带机滤液等能否正常进入石灰石浆液罐。（8）石灰石粉的品质（CaCO3纯度和研磨细度）是否合格。（9）pH测量计是否需要校正。并根据检查情况及时排除故障点，以维持正常运行的pH值。运行中提高脱硫率的调整方法•2合理调整循环泵的运行方式烟气自气－气加热器进入吸收塔后，90°折向朝上流动，与喷淋而下的浆液进行大液气的接触，完成脱硫任务。吸收塔结构详见图1，四层喷淋层对应四台循环泵，从上到下的排列顺序是4、3、2、1号。•在钙硫比（SR）恒定的情况下，SO2的去除率随吸收塔内浆液再循量的增加和烟气与脱硫剂接触时间的延长而提高。4号循环泵对应的最上层喷淋层与烟气接触洗涤的时间最长，并且新鲜的石灰石浆液是直接通过3、4号循环泵的入口加入，因此投入4号循环泵脱硫效率最高，3号循环泵次之，但4号循环泵的扬程要比1号循环泵的扬程高5．1m，正常运行电耗高出35kW·h左右，故不利于经济运行。运行时可根据FGD接收的烟气量和SO2浓度的具体情况增减或调换循环泵，在确保脱硫效率的同时，经济、有效地使用不同的循环泵组合方式。例如，当只接收1台炉烟气脱硫时，投运2台循环泵即可；烟气中SO2浓度不高时，也不必启动4号循环泵，可以少开1台循环泵，在循环泵切换时要特别注意石灰石浆液补充管线的切换，以确保新鲜吸收剂的补充；停用循环泵后应做好管路冲洗和注水工作，以防下次启动时气蚀给循环泵带来危害；长期运行后循环泵可能会出现磨损、结垢和出力降低等情况，运行人员应根据其运行电流参数的变化，加以分析，并做好防范工作。运行中提高脱硫率的调整方法合理投用氧化风机烟气中的SO2与石灰石反应生成的亚硫酸盐，必须经氧化后才能形成石膏，其主要氧化反应为原烟气中含有的少量O2也参与化学反应，为保证浆液中有足够的氧量，FGD还配备3台氧化风机将空气引入吸收塔浆液中。正常运行时投运2台氧化风机，可保持较高的脱硫率，当烟气中氧量较高（＞7．5％）、处理的烟气量较少时，可以考虑停运1台氧化风机，以减少电耗；为提高氧化风机的效率，设备维护人员应注意观察氧化风机滤网进口压差的变化情况，压差过大时应立即清扫进口滤网，除去灰尘。保持吸收塔浆液内充足的反应氧量，不但是提高脱硫效率的需要，也是有效防止吸收塔和石膏浆液管路CaSO3垢物形成的关键所在。控制吸收塔内石膏浆液的密度运行人员应根据石膏浆液的密度大小决定投运真空皮带机与否。石膏浆液密度保持在一定范围内有利于脱硫的进行，因为密度过高不利于SO2与脱硫剂的继续反应，密度过低将导致许多石灰石未参与反应即被排出吸收塔，不利于经济运行。根据调试和化学分析结果，当吸收塔内石膏密度达到1080kg／m3时应开启真空皮带机，排出石膏，低于1070kg／m3时应关闭真空皮带机，运行时应严格控制石膏浆液密度在这一范围内。为保证真空皮带机的正常工作，在每次启动真空皮带机时要注意：（1）石膏旋流站两路分配器的运行控制方式应为自动模式，且经常注视其状态，以确保石膏浆液箱液位稳定。（2）注意调整真空皮带机的润