烟气脱硫工艺介绍.doc

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1、湿法烟气脱硫工艺及主要设备介绍到目前为止，烟气脱硫工艺方法不下几十种。有的脱硫工艺已成功的应用于工业几十年，有的还处于研究阶段。烟气脱硫方法大类上分为湿法和干法两种（半干法属于干法一类）。湿法又分为许多种工艺，若从脱硫剂上分，可分为石灰石法、石灰法、氧化镁法、海水法、氨法等，目前应用最广法的是湿法石灰石脱硫工艺；从技术供应商分有美国B&W工艺、德国STEIMULLER、奥地利能源公司AE工艺、美国通用公司GE工艺、日本三菱工艺等。石灰石脱硫工艺大同小异，流程基本相同，只是各家的吸收塔结构有些差别。1湿法烟气脱硫工艺流程（1）干磨工艺流程（2）湿磨工艺流程（3）烟气脱硫工艺流程2湿法脱硫工艺的脱

2、硫原理（1）烟气中的SO2，SO3和HCl被喷淋浆液中的水吸收，与烟气分离：SO2 + H2O HSO3-+H+SO3 + H2O HSO4-+H+HCl H+ + Cl-HF H+ + F-（2）进入吸收塔的石灰石在偏酸性浆液中溶解：CaCO3 + H+ Ca2+ + HCO3-HCO3- + H+ H2O + CO2（3）氧化和结晶反应发生在吸收塔浆池中。吸收塔浆池中的pH值控制在大约5.6 5.8，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向硫酸钙的氧化和石膏(CaSO4 2H2O)的结晶。具体反应方程式如下： 氧化：HSO3-+ 1/2O2 SO42-+H+结晶：Ca2

3、+ + SO42-+H2O CaSO42H2O这样就完成了SO2向CaSO42H2O的转化过程，即完成烟气的脱硫过程。2湿法脱硫装置的组成一个完整的脱硫装置由以下几个部分组成：（1）烟气系统：烟气处理系统主要设备包括进口挡板、增压风机、烟气-烟气换热器()、出口挡板和旁路挡板等。（2）石灰石浆液系统：石灰石浆液系统主要设备包括石灰石浆液箱搅拌器、石灰石浆液泵等。（3）吸收系统：吸收系统主要设备包括吸收塔（包括吸收塔搅拌器、托盘、喷淋层、喷嘴、除雾器及除雾器清洗系统）、浆液循环泵、氧化风机等。（4）石膏处理系统：石膏处理系统主要设备有石膏排出泵、石膏旋流器、真空皮带过滤机及辅助设备、真空泵、石膏

4、布料皮带、废水旋流器及废水泵等（5）工艺水系统：工艺水系统主要设备包括工艺水泵、除雾器冲洗水泵、工艺水自动反冲洗过滤器等。（6）排放系统：排放系统主要设备包括吸收塔排水坑搅拌器及泵、石膏脱水间排水坑搅拌器及泵、事故浆液池搅拌器及返回泵等。（7）干磨系统：干磨系统主要设备包括石灰石斗提机、石灰石称重给料机、球磨机及辅助设备、选粉机（或分级机）、袋式除尘器、主风机、斜槽输送机、气力输送机等。（8）湿磨系统：湿磨系统主要设备包括石灰石斗提机、石灰石称重给料机、球磨机及辅助设备、石灰石浆液循环箱、石灰石浆液循环泵、石灰石浆液旋流器等。此外还有废水处理系统等。3湿法脱硫工艺的关键设备(1)增压风机增压风

5、机在烟气脱硫中的作用是克服烟气脱硫装置所产生的阻力。烟气脱硫所采用的增压风机一般为轴流风机，轴流风机又分为静调和动调两种。动调风机和静调风机的区别是：动调风机是通过改变风机叶片的角度来调节风机的流量和压头；而静调风机是通过改变风机进口的导叶的角度来调节风机的流量和压头。由于调节方式不同，风机的性能曲线发生较大变化。动调风机在低负荷区性能优于静调风机，而静调风机在高负荷区性能由于动调风机。但总体上讲动调风机性能优于静调风机。对于动调增压风机主要由以下部分组成：进气箱、机壳、转轴、轴承、轮毂、叶片、导流筒、冷却风机系统、润滑油系统、液压调节系统、风机振动监测系统等。对于静调增压风机还有进口导叶及导

6、叶调节系统等。风机的进气箱主要起到整流作用，使烟气流畅地进入风机而不产生涡流。机壳配合转子工作的外壳，对转子起支撑作用。转子包括风机转轴、轮毂、叶片等，是风机工作的主要动部件，它将机械能转化为烟气的动能和势能（静压能），转化效率一般在85以上。增压风机一般采用滚动轴承。滚动轴承摩擦阻力小，适合于平衡性高中低各种转速。滑动轴承摩擦阻力稍大，适用于低速非平衡性转动。导流筒的主要作用是将风机的动压头转化为静压头，并尽可能降低风机的总压损失。冷却风机系统对风机的轴承起冷却作用，防止高温烟气将轴承加热，保护轴承在8090范围工作。润滑油系统主要作用是对转动轴承等提供润滑油并将摩擦热带走，然后由油冷却器将

7、热量移交给冷却水带走。风机振动监测系统是保护风机的一种装置。由于风机工况不同，风机有可能出现失速或喘振，当风机的振幅达到一定值时，振动监测系统会发出联锁信号，将风机电源切断，使风机停止转动。下面是静调和动调风机曲线： 由上图我们可以看出，静调风机有一个非运行区，静调风机在启动时必须窜过该区域，才能到达需要的运行工况。另外，静调风机的理论失速线非常陡，这是静调风机的最大弱点。我们评价一台风机的好坏，除了风机本身的特性之外，还有很多评价指标，比如风机各部件的材料、关键转动部件型式、轴承牌号、润滑方式、风机振动的监测方式、风机噪音等等，这些非常专业的技术性能需要专业人员加以评审和控制。下面是某公司对

8、风机叶片材料寿命的模拟值国内主要风机厂家的使用材料部件沈鼓豪顿成鼓上鼓轴的材质42CrMo35CrMo合金或相当等级40Cr42CrMo-5轮毂材质15MnVS275 & SR355J0锻钢35CrMo15MnV叶片材质/叶片数16GGG球墨铸铁/20球铁/2215MnV/16进风箱材质/壁厚Q235A/6Q235/6Q235/6Q235/6机壳材质/壁厚Q235A/20Q235/1520Q235/25Q235/20扩压器材质/壁厚Q235A/6Q235/6Q235/6Q235/6（2）烟气换热器GGH烟气换热器GGH在烟气脱硫中的作用是利用原烟气的热量对脱硫后的净烟气复热，降低工艺水消耗，减

9、轻烟气对烟囱危害，提高烟囱的自拔力和污染物扩散能力。目前最常用的烟气换热器GGH可分为回转式烟气换热器和管式烟气换热器两大类。此外还有热管式换热器、蒸汽加热器和直接加热器。回转式GGH主要由以下几个部分组成：中心筒外壳、隔仓及上下樑GGH换热元件吹灰器、低泄漏风机、密封风机、高压冲洗水泵及空压机等。GGH的工作原理图GGH的泄漏与密封豪顿华GGH用材情况：（3）挡板门 烟气挡板分为原烟气挡板、净烟气挡板和旁路挡板。挡板门的作用是用于烟气的隔离。挡板门的结构有各种形式，如单挡板、双挡板、双密封挡板，由于挡板门结构尺寸庞大，一般都做成百页窗式，这种结构的优点是转动力矩较小，转动灵活；由于自身尺寸变

10、小，重量变小，节省材料；同时由于自身重量变小，请度增加，变形性小。缺点是泄漏面增加。目前较流行使用的挡板门为双密封挡板门。它是在双挡板的基础上优化而来。挡板门使用的材料部件原烟气挡板净烟气挡板旁路挡板备注外框碳钢碳钢衬合金原烟气侧：碳钢净烟气侧：衬合金叶片碳钢碳钢衬合金或纯合金原烟气侧：碳钢净烟气侧：衬合金密封片合金C276C276转轴碳钢碳钢衬合金碳钢衬合金合金材料指1.4529、AL6XN等下面是挡板门的结构图：现场待安装的挡板门正在安装的挡板门待调试的挡板门（4）吸收塔烟气脱硫的传质、传热、吸收、化学反应、石灰石的溶解和石膏结晶等过程全部在吸收塔内完成。因此吸收塔是烟气脱硫的核心设备。吸

11、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层喷淋层。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。烟气通过吸收塔入口从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（来自层喷淋层）接触发生化学吸收反应，并被冷却。该浆液由各喷淋层多个喷嘴层喷出。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

12、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。吸收塔上部吸收区PH值较高，有利于SO2等酸性物质的吸收；下部氧化区域在低PH值下运行，有利于石灰石的溶解，有利于副产品石膏的生成反应。Conical OutletPatened Interspatial Spray Level(s)Patented Tray Promotes Gas/Liquid Contact & Distribution吸收塔由以下几个部分组成：烟气进口、底部浆液池、搅拌器、托盘、喷淋层及喷嘴、除雾器、烟气出口。除雾器 除雾器的主要作用是将除去来自喷淋层烟气中的浆液雾滴。除雾器

13、主要由聚丙烯材料制成。聚丙烯材料具有耐腐蚀、耐磨蚀和不易结构的特点。缺点是结构强度差，因此有的除雾器厂家在聚丙烯中添加滑石粉（主要成分为硅酸镁）等材料，以增强其强度。除雾器的工作原理喷淋管喷淋管一般有耐腐蚀的材料FRP制作。管壁有三层物质构成：喷淋管的内层为耐磨层，它是由树脂和添加一定数量的石英砂或碳化硅构成，石英砂或碳化硅都是耐磨物质，内层厚度一般为2.5毫米。喷淋管的中间层为结构成，它主要有树脂和玻纤构成，喷淋管的结构强度主要有结构层保证。喷淋管的外层外防冲刷层，它和能层一样，也是由树脂和添加一定数量的石英砂或碳化硅构成，厚度一般为4毫米，最定层喷淋层的防冲刷层较薄，一般和内层一样厚。因此

14、，喷淋层在安装时一定注意不要把最上层的喷淋管安装在下面。喷嘴 喷嘴是将浆液分布成细小液滴的专用设备。它一般由高强度的耐磨材料碳化硅制成。喷嘴喷出的液滴形成一个空心锥面，烟气穿过空心锥面时的时间基本一样，这就保证烟气在吸收塔均匀的流过，且脱硫效率均匀一致。下面是喷嘴的一些性能曲线：托盘 托盘是巴威在烟气脱硫领域的专利技术。托盘主要作用起烟气分布作用，托盘还具有保护吸收塔底设备的作用。其工作原理是：托盘上均匀开有大量小孔，开孔率在3040不等，开孔率在吸收塔的优化时会有些变化。在正常操作时，托盘上有一层浆液，当烟气穿过这些小孔和浆液层时，烟气会受到一些阻碍，这些阻碍使烟气均匀通过托盘，从而使烟气得

15、到分布。吸收塔搅拌器吸收塔搅拌器主要作用有两个，一个是使吸收塔浆液池的固体物质离底悬浮，第二个作用使氧化空气均匀分布在吸收塔浆液池内，提高氧化效果。搅拌器是一个技术性很强的设备，一般由专业的搅拌器厂家制造。它的关键部件有：搅拌器叶片、机械密封和轴承；主要技术参数有叶片和轴的直径、搅拌器转速。EKATO公司在FGD侧进式搅拌器使用的材料（5）吸收塔浆液循环泵吸收塔浆液循环泵的作用是将吸收塔浆液池的浆液循环到吸收塔的喷嘴，循环吸收烟气中的二氧化硫等酸性物质。此外浆液的连续喷淋，对于保护喷淋管和除雾器及吸收塔的内衬至关重要，因此在FGD的操作手册中规定，当所有的浆液循环泵停止运行时，旁路挡板打开，升

16、压风机关闭，FGD进入保护状态。由于循环泵所供喷淋层高度不同，浆液循环泵的压头也不同。一般设计采用相同泵型，通过减速机改变转速而达到不同扬程，这对用户来说在采购备品备件时是非常方便的。循环泵的关键部件是叶轮、泵壳、机械密封、轴承等循环泵的关键参数是汽蚀余量、效率、扬程、流量等。（6）石膏旋流站在吸收塔反应生成石膏浆液由吸收塔排出泵或石膏排出泵送石膏旋流站来。石膏旋流站的作用是对石膏浆液进行初步浓缩，石膏浆液由20的固含量浓缩到40到50，为真空皮带过滤机进一步脱水提供便利条件。石膏旋流器的工作原理：（7）真空皮带过滤机真空皮带过滤机在烟气脱硫中的作用是将吸收塔系统生成的石膏过滤出去，并使石膏滤

17、饼的游离水含量小于等于10。真空皮带过滤机可以说是脱硫设备中最复杂的一台设备。它主要由以下部分组成：滤布、皮带、机架、皮带纠偏装置、浆液分布器、真空箱、真空密封系统及控制系统等。真空皮带过滤机有许多辅助设备，如真空泵、滤布冲洗水泵、滤饼冲洗水泵、滤布冲洗水箱、滤饼冲洗水箱、气液分离罐等。真空皮带过滤机的工作原理：由于真空皮带过滤机结构复杂，其工作原理非常复杂，简单说就是利用真空进行抽吸进行石膏过滤。过滤机的浆液分布装置EIMCO真空皮带过滤机用材情况：AFrame：CS with paintingBPulley：Shell:CS covered with rubber Shaft:CS AIS

18、I 4140Rubber covering hardness of the pulley 655 Shore ACDrainage belt Support roll and Cloth Support rollShell:CS Cover:RubberDDrainage beltBelt:SBRFlange:High temp. SBREVacuum pan and sealVacuum pan:254 SMO ssWear belt:Complex materialT-bar and other out parts:316LssFWash pipe and nozzles：PP or SS

19、316/brassGFeed boxBox:PPSupport:316LssDam:RubberHCloth tensionRoll:CSCover:Rubberbearing:polypropyleneIGypsum wash pipe and nozzlesPipe / nozzles:PP/ polyurethaneSupport:SSDam:RubberJCake wash damSupport:SSDam:RubberKClothMaterial：PolyesterLVapor hoodSupport:316ssCoverPPSidePVCMFiltrate Manifold Filtrate Manifold :PPSupportCS