第13章-典型的湿法烟气脱硫技术

锅炉烟气处理工职业培训14/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院第13章典型的湿法烟气脱硫技术主讲：苏昭桂副教授电话：[phone]手机：[phone]E-mail：[e-mail]锅炉烟气处理工职业培训24/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院石灰石（石灰）湿法脱硫技术双碱法脱硫技术海水法脱硫技术镁法脱硫技术氨法脱硫技术磷铵肥法脱硫技术其他湿法烟气脱硫技术典型的湿法烟气脱硫技术主要内容锅炉烟气处理工职业培训34/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院第一节石灰石（石灰）湿法脱硫技术一般电厂脱硫采用回收法：石灰石（石灰）一石膏法简易石灰石（石灰）一石膏法。锅炉烟气处理工职业培训44/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺1.化学原理传统石灰石（石灰）一石膏法是以石灰石或石灰浆液与烟气中SO2反应，脱硫产物为石膏，脱硫石膏可以综合利用。石灰石（石灰）一石膏法脱硫的基本化学原理是：石灰石在水中离解后，由于H＋被OH－中和生成H2O,使得反应平衡向右进行。OH－离子是由水中溶解的石灰石产生的，鼓入的空气将生成的CO2带走：锅炉烟气处理工职业培训54/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺同时鼓入的空气氧化HSO3－和SO32一离子，最后生成石膏沉淀物：锅炉烟气处理工职业培训64/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺2.典型工艺流程锅炉烟气处理工职业培训74/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院锅炉烟气处理工职业培训84/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院增压风机12457101224303334131421152327原烟气净烟气氧化空气吸收塔工艺水吸收剂仓吸收剂浆液制备吸收剂供给水力分离器真空皮带过滤机石膏石膏仓废水锅炉烟气处理工职业培训94/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺3.主要系统石灰石（石灰）一石膏法工艺主要系统包括：（1）由石灰石粉料仓、石灰石磨机及测量室组成的石灰石制备系统；（2）由洗涤吸收、除雾器和氧化装置组成的吸收塔系统；（3）由烟气换热系统、脱硫风机和烟道组成的烟气系统；（4）由水力旋流分离器和真空皮带过滤机组成的石膏脱水系统及贮存装置；（5）由工艺水、工业水、废水处理组成的水系统；（6）由事故储罐和地坑组成的事故处理系统；（7）由电器、仪表、软件组成的控制系统；（8）自动运行联锁保护系统。锅炉烟气处理工职业培训104/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺4.主要系统简介（1）烟气系统简介烟气系统的主要作用是进行脱硫的投入和切除,为脱硫运行提供烟气通道。烟气系统包括以下设备及其系统:烟道、原烟气挡板门、净烟气挡板门、旁路挡板门、挡板门密封系统、增压风机及其辅助系统、烟气换热系统(GGH)及其辅助系统。锅炉烟气处理工职业培训114/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（1）烟气系统简介烟气系统对锅炉单独设置，来自锅炉引风机出口的烟气进入烟道通向烟囱。在引风机出口与烟囱之间的烟道上设置旁路挡板门，当脱硫装置运行时，烟道旁路挡板门关闭，脱硫装置进出口挡板门打开，烟气引入脱硫系统。烟气经过增压风机进入烟气换热器降温后进入吸收塔，从吸收塔出来的净烟气再进入烟气换热器升温后经烟囱排入大气。当脱硫系统停运时，旁路挡板门打开，脱硫装置进出口挡板门关闭，烟气经旁路烟道进入烟囱直接排入大气。锅炉烟气处理工职业培训124/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（2）吸收和氧化系统简介湿法烟气脱硫技术最核心的系统，其中最主要的设备包括吸收塔、除雾器和氧化槽。①吸收塔吸收塔是烟气脱硫系统的最重要的装置，要求气液接触面积大，气体的吸收反应良好，压力损失小，适用于大容量烟气处理。吸收塔成功应用的主要有喷淋塔、填料塔、双回路塔和喷射塔、鼓泡塔等。锅炉烟气处理工职业培训134/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（2）吸收和氧化系统简介②除雾器净烟气出口设除雾器，通常为二级除雾器，装在塔的圆筒顶部（垂直布置）或塔出口弯道后的平直烟道上（水平布置）。后者允许烟气流速高于前者。并设置冲洗水，间歇冲洗除雾器。冷烟气中残余水分一般不能超过100mg/m3，更不允许超过200mg/m3，否则会玷污热交换器、烟道和风机等。③氧化槽氧化槽的功能是接受和储存脱硫剂，溶解石灰石，鼓风氧化CaSO3，结晶生成石膏。锅炉烟气处理工职业培训144/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（3）石灰石浆液制备系统（吸收剂制备系统）简介石灰石浆液制备系统由破碎系统和湿式球磨机制浆系统组成。石灰石破碎系统用于将石灰石料由80mm破碎成小于6mm石灰石细料并储存。系统设计出力，石灰石仓的容量至少可供两台炉脱硫装置3天使用。汽车→石料受料斗→振动给料机→破碎机→埋刮板输送→斗式提升机→埋刮板输送机→石灰石仓→制浆系统破碎系统的运行方式为：湿式球磨机制浆系统主要作用是：磨制出细度合格的吸收剂。（一级二级水力旋流器进行旋流分离合格）锅炉烟气处理工职业培训154/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（4）石膏脱水系统简介吸收塔排出的石膏浆液通过浆液排出泵送入石膏旋流分离器，旋流器底流进入真空皮带机脱水，脱水后的石膏直接落入石膏仓内，石膏经石膏仓底部的卸料装置装入卡车外运。真空皮带脱水是石膏脱水的第二阶段，经过水力旋流器浓缩的石膏浆直接流入真空皮带脱水机。经过进料和分配系统，石膏浆被均匀地分布到真空皮带机的整个宽度上。锅炉烟气处理工职业培训164/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（5）石膏存储系统湿石膏的存储方法取决于发电厂烟气脱硫系统石膏的产量、用户的需求量、运输手段以及石膏中间储仓的大小。对于容量为300～700m2的中间储仓，石膏在其中的存放时间不应超过一个月。因此，推荐采用带有底部卸料系统的一次通过型储仓。锅炉烟气处理工职业培训174/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（6）工艺水、工业水和废水排放系统简介工艺水来源：电厂循环水工业水来源：电厂补充水工艺水系统为FGD装置提供各生产部件正常工作所需水量。系统的水损失包括：冷却烟气蒸发的水量、排放的水量、石膏携带的水量。工业水系统为FGD装置的湿磨和真空皮带提供正常的所需水量。其水质优于工艺水，主要任务是冲洗石膏成品，以期获得低氯根的产品。FGD的废水主要是由石膏脱水系统产生的少量废水，用管道送至电厂灰水系统进行中和。锅炉烟气处理工职业培训184/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院典型的废水处理系统锅炉烟气处理工职业培训194/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（7）事故储罐和地坑系统简介事故储罐和地坑系统包括：事故储罐系统、吸收塔区地坑系统、工艺楼区地坑系统。各系统的主要作用为：事故储罐系统：如果吸收塔因大修或故障原因必须排空，事故储罐可用于临时储存吸收塔内的浆液。吸收塔区地坑系统：用于收集、输送或储存吸收塔区域设备运行、运行故障、检验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏而产生的浆液。工艺楼区地坑系统：用来收集、输送或储存工艺楼区域设备运行、运行故障、检验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏而产生的浆液。锅炉烟气处理工职业培训204/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（9）控制系统简介采用集中控制方式，系统正常运行及启停过程在运行人员少量干预下均可完成。数据采集系统具备工艺流程状态显示、操作过程显示、实时数据显示、趋势显示、报警、历史数据存储检索、定期报表、计算等功能。系统主要的闭环调节回路包括增压风机入口压力控制、石灰石浆液浓度控制、脱硫塔pH及FGD出口SO2浓度控制、吸收塔液位控制、石膏浆排出量控制等。锅炉烟气处理工职业培训214/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（10）主要顺序控制（CSC）功能组简介包括脱硫系统启运、停止顺序控制功能组以及除雾器清洗、增压风机、GGH、石灰石制浆系统等设备的顺序控制子组。FGD系统的主联锁保护：FGD装置的保护动作条件包括FGD进口温度异常、进出口压力异常、增压风机故障、GGH故障、循环浆泵投入数量不足等。锅炉烟气处理工职业培训224/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院一、石灰石（石灰）一石膏法工艺（11）脱硫系统对发电机组运行的影响为克服FGD装置的阻力，一般在锅炉引风机后增设一台脱硫风机，通过压力控制，保持增压风机入口压力的稳定。从而保证了在FGD装置投入运行后，引风机出口压力基本稳定在FGD投入前的数值，引风机仍在原工况下运行，不影响锅炉的运行。脱硫装置辅助系统的运行相对独立，不会影响发电机组的安全稳定运行。锅炉烟气处理工职业培训234/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院二、简易石灰石一石膏法工艺简易石灰石一石膏法工艺原理和传统的石灰石一石膏法基本上是相同的，但最大的差别在于简易石灰石一石膏法工艺不是处理全部烟气，而是采用处理部分烟气（如只处理电厂的2/3的烟气，1/3的烟气不脱硫），将脱硫的大部分烟气和未脱硫的烟气混合以后再排放，脱硫效率降低到80％左右，但可省去GGH（即烟气热交换系统），这样可以大大降低投资和运行费用。锅炉烟气处理工职业培训244/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院三、石灰石（石灰）抛弃法工艺1.工艺原理石灰石（石灰）抛弃法的一个重要特点是，其副反应产品是未氧化的亚硫酸钙（CaSO3·1/2H2O）与自然氧化产物石膏（CaSO4·2H2O）的混合物。这种固体形式的废物无法利用，只有抛弃，故称之为抛弃法。锅炉烟气处理工职业培训254/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院锅炉烟气处理工职业培训264/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院三、石灰石（石灰）抛弃法工艺烟气中还存在部分氧，部分已生成的CaSO3·1/2H2O还会进一步氧化而生成石膏：石灰石系统和石灰系统的一个重要区别：石灰石系统中，钙离子的产生与氢离子的浓度和碳酸钙的存在有关；而在石灰系统中，钙离子的产生仅与氧化钙的存在有关。因此，石灰石系统在运行时pH值比石灰系统的低。美国国家环保局的实验表明，石灰石系统的最佳操作pH值为5.8～6.2，而石灰系统约为8。锅炉烟气处理工职业培训274/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院三、石灰石（石灰）抛弃法工艺2.石灰石（石灰）抛弃法工艺流程石灰石（石灰）抛弃法脱硫的主要流程：以石灰石或石灰的水浆液作脱硫剂，在吸收塔内对含有二氧化硫的烟气进行喷淋洗涤，使二氧化硫与料浆中碱性物质发生反应，生成亚硫酸钙和硫酸钙而将二氧化硫去掉。浆液中的固态物质连续从浆液中分离出来并排到沉淀池，同时不断地向清液加入新鲜料浆循环至吸收塔。锅炉烟气处理工职业培训284/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院锅炉烟气处理工职业培训294/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院锅炉烟气处理工职业培训304/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院三、石灰石（石灰）抛弃法工艺石灰石（石灰）法的固体废物虽经脱水，但含水率一般在60％左右。处理这些废物的途径有两种：一是回填法，另一为不渗透的池存储法。对于一座500MW的电站，若燃煤含硫量为2%，石灰抛弃法的固体废物约48t/h，石灰石抛弃法的废物则达59t/h。如果回填坑深12m，电厂运行30年，则仅填脱硫废料所需面积就达700亩。锅炉烟气处理工职业培训314/9/2009河北科技大学环境科学与工程学院3.设备材料湿式石灰石洗涤工艺的运行工况需要采用防腐材料或涂层。锅炉烟气处理工职