毕业设计（论文）-湿式石灰石石膏法脱硫装置热源厂的应用.doc

冶 金 职 业 技 术学 院 （成人教育）毕 业 设 计（论 文）题 目 湿式石灰石/石膏法脱硫装置热源厂的应用专 业 材料成型与控制技术 年 级 2 0 0 9级 班 级 材料093 学 员 姓 名 指 导 教 师 下 达 日 期 2011年9月10日 完 成 日 期 2011年9月至2012年4月 【摘要】我国是燃煤大国，煤炭占一次能源消费总量的75%，这种能耗格局，致使我国二氧化硫好氮氧化物的大气污染日趋严重。燃煤排放的SO2现居各国首位，NOX排放总量快速增长且难以逆转。热源行业是我国最主要的燃煤行业，经济快速发展对电力的旺盛需求，现役热源机组的容量、参数结构，日益巨大的环保压力，治理资金的匮乏，这些因素在今后若干年内将是困扰电力工业发展的主要难题。 目前热源厂减排SO2的主要途径有煤炭洗选、洁净煤燃烧技术、燃用低硫煤好烟气脱硫。受技术经济的综合制约，在未来较长的时间内，控制热源厂SO2排放的主流和根本、有效的手段仍将是烟气脱硫。当前国际上燃煤电站所采用的烟气脱硫工艺达数百种之多，而投入工业应用较为广泛的不外乎七八种，对此我国已先后建成或在建、拟建了一批烟气脱硫试验项目和示范项目。 目前热源厂NOX排放的措施可分为两类。一类是燃烧技术措施，即通过运行方式的改进或对燃烧过程进行特殊控制，抑制燃烧过程中NOX的生成反应；另一类是烟气净化技术，即把已经生成的NOX通过某种手段还原为N2，从而降低NOX的排放量。山西是电力输出大省，燃煤火力发电机组在电力生产中占绝对优势，引进、消化、吸收国外先进工艺，研究并实现技术和设备的国产化，是热源厂烟气净化技术的主攻方向，也是符合国情、省情的可靠途径。学习借鉴近年来国内外热源厂烟气脱硫、脱硝方面的技术，有助于治理我省热源厂烟气SO2、NOX的排放，促进脱硫、脱硝技术的创新，不断提高我省热源厂清洁生产的工艺水平。【关键词】 脱硫吸收塔 脱硫率 钙硫比 PH值一、设计（论文）题目 热源厂湿法脱硫装置的运行特点二、设计（论文）要求及原始资料1、热源厂烟气脱硫设备及运行2、热源厂烟气脱硫与脱硝新技术3、热源厂600MW机组湿法脱硫系统资料4、全国热源厂湿法脱硫技术交流论文集三、设计（论文）主要内容 为了解决我国北方地区热源厂烟气二氧化硫排放引起的环境污染和酸雨问题，我国目前在北方地区新建的热源厂大多采用湿法脱硫装置，对湿法脱硫装置的设计和运行经验，尚属攻关阶段。本课题对我国目前运行的湿法脱硫装置和辅助设备系统的运行情况进行研究和整理，为发热源厂湿法脱硫系统的运行和维护提供帮助，并为专业教学打下理论基础。四、应交的设计文件五、主要参考文献（资料）1、热源厂烟气脱硫设备及运行 孙克勤中国电力出版社2、热源厂烟气脱硫与脱硝新技术 山西电力科学研究院3、热源厂600MW机组湿法脱硫运行规程4、全国热源厂湿法脱硫技术交流论文集 中电联内部资料六、进度要求1、毕业实习阶段：2011年7月23日至2012年3月20日2、设计阶段（阶段任务）3、答辩日期 2012年 月 日 指导老师签名： 学生签名：李会斌 目 录热源厂湿法脱硫装置的运行特点1目录3引言4一、SO2的危害 4二、湿法脱硫技术发展简述5第一章 石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统简介6第一节 石灰石/石膏湿法烟气脱硫主要特点 8第二节 石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统工艺流程 8第三节 吸收塔内部的工艺过程 11第四节 湿法烟气脱硫的结垢和堵塞 16第二章 烟气脱硫工程概述 23第一节 概述16第二节 工艺方案特点 17第三节 工艺描述 18第四节 脱硫装置的设计参数 19第三章 湿法脱硫装置存在的问题 33第一节 入炉煤对脱硫装置的影响 35第二节 FGD系统的运行现状和对锅炉的影响36第三节 影响脱硫率的主要因素分析 39结束语 41参考文献 41 引 言一、SO2的危害二氧化硫（SO2）又名亚硫酸酐，是一种无色不燃的气体，具有强烈的辛辣、窒息性气味，遇水会形成具有一定腐蚀作用的亚硫酸。二氧化硫是当今人类面临的主要大气污染物之一，其污染源分为两大类：天然污染源和人为污染源。天然污染源由于总量较少、面积较广、容易稀释和净化，对环境危害不太大；而人为污染绝对量大、比较集中、浓度较高，对环境造成的危害比较严重。SO2主要通过呼吸系统进入人体，与呼吸器官发生生物化学作用，引起或加重呼吸器官的疾病，如鼻炎、咽喉炎、支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、肺癌等，危害人体健康，见表1表1 空气中不同体积SO2分数对人体的危害体积分数X 10-6对人体的影响 体积分数X 10-6对人体的影响0.010.1由于光化学反应生成分散性颗粒，引起视野距离缩小10.0100.0对动物进行实验时出现种种症状0.11.0植物及建筑物结构材料遭受损害20.0人因受到刺激而引起咳嗽、流泪1.010.0对人体有刺激作用100.0人仅能忍受短时间的操作，咽喉有异常感，喷嚏、疼痛、哑嗓、咳痰、胸痛。并且呼吸困难1.05.0感受到SO2气体5.010.0人在此环境下进行较长时间的操作尚能忍受400500立刻引起人严重中毒，呼吸道闭塞而窒息死亡二、湿法脱硫技术发展简述 为了控制热源厂SO2排放和污染，自60年代起，世界主要发达国家开始进行大规模热源厂烟气脱硫。到80年代末，发达国家常规热源厂基本上已实现烟气脱硫技术的普及化，环保效益非常明显。目前，应用最广的烟气脱硫技术是以石灰/石灰石石膏湿法脱硫技术，约占总脱硫机组容量的85%以上，其次是旋转喷雾法和炉内喷钙法等半干法和干法脱硫技术。前者主要应用于大中型热源机组，后者主要应用于中小型调峰和供热机组。 自80年代末起，烟气脱硫技术开始进入新的发展阶段。研究和开发的重点是水平更高、综合投资和运行费用更低、经济效果更好、适应性和针对性更强的技术，并已取得突破性进展。这些技术的开发成功，必将对21世纪上半叶的脱硫市场格局产生重大的影响。 第一章 石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统简介 第一节 石灰石/石膏湿法烟气脱硫主要特点 1、 石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术特点： 1）高速气流设计增强了物质传递能力，降低了系统的成本，标准设计烟气流速达到4.0 m/s。 2）技术成熟可靠，多于 55,000 MWe 的湿法脱硫安装业绩。 3）最优的塔体尺寸，系统采用最优尺寸，平衡了 SO2 去除与压降的关系，使得资金投入和运行成本最低。 4）吸收塔液体再分配装置，有效避免烟气爬壁现象的产生，提高经济性，降低能耗。 从而达到： 脱硫效率高达95%以上，有利于地区和热源厂实行总量控制； 技术成熟，设备运行可靠性高（系统可利用率达98%以上）； 单塔处理烟气量大，SO2脱除量大； 适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫； 对锅炉负荷变化的适应性强（30%100%BMCR）； 设备布置紧凑减少了场地需求； 处理后的烟气含尘量大大减少； 吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得； 脱硫副产物（石膏）便于综合利用，经济效益显著。2、石灰石/石膏湿法烟气脱硫运行特点： 1）脱硫效率高。石灰石（石灰）石膏湿法脱硫工艺脱硫率高达95以上，脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。大机组采用湿法脱硫工艺，二氧化硫脱除量大，有利于地区和热源厂实行总量控制。（2）技术成熟，运行可靠性好。国外热源厂石灰石(石灰)一石膏湿法脱硫装置投运率一般可达98以上，由于其发展历史长，技术成熟，运行经验多，因此不会因脱硫设备而影响锅炉的正常运行。特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。(3)对煤种变化的适应性强。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，无论是含硫量大于3的高硫煤，还是含硫量低于1的低硫煤，石灰石(石灰)一石膏湿法脱硫工艺都能适应。(4)占地面积大，一次性建设投资相对较大。石灰石(石灰)一石膏湿法脱硫工艺比其它工艺的占地面积要大，所以现有热源厂在没有预留脱硫场地的情况下采用该工艺有一定的难度，其一次性建设投资比其它工艺也要高一些。(5)吸收剂资源丰富，价格便宜。作为石灰石(石灰)一石膏湿法脱硫工艺吸收剂的石灰石，在我国分布很广，资源丰富，许多地区石灰石品位也很好，碳酸钙含量在90以上，优者可达95以上。在脱硫工艺的各种吸收剂中，石灰石价格最便宜，破碎磨细较简单，钙利用率较高。(6)脱硫副产物便于综合利用。石灰石(石灰)一石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。在日本、德国脱硫石膏年产量分别为250万吨和350万吨左右，基本上都能综合利用，主要用途是用于生产建材产品和水泥缓凝剂。脱硫副产物综合利用，不仅可以增加热源厂效益、降低运行费用，而且可以减少脱硫副产物处置费用，延长灰场使用年限。(7)技术进步快。近年来国外对石灰石(石灰)一石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断的改进，如吸收装置由原来的冷却、吸收、氧化三塔合为一塔，塔内流速大幅度提高，喷嘴性能进一步改善等。通过技术进步和创新，可望使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。第二节 石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统工艺流程1、系统基本工艺流程 石灰石（石灰）/石膏湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。其基本工艺流程如下： 锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、GGH(可选)降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO42H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。 在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。 经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。 在吸收塔出口，烟气一般被冷却到4655左右，且为水蒸气所饱和。通过GGH将烟气加热到80以上，以提高烟气的抬升高度和扩散能力。 最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。 3、脱硫过程主反应 1） SO2 + H2O H2SO3 吸收 2） CaCO3 + H2SO3 CaSO3 + CO2 + H2O 中和 3） CaSO3 + 1/2 O2 CaSO4 氧化 4） CaSO3 + 1/2 H2O CaSO31/2H2O 结晶 5） CaSO4 + 2H2O CaSO4 2H2O 结晶 6） CaSO3 + H2SO3 Ca(HSO3)2 pH 控制 同时烟气中的HCL、HF与CaCO3的反应，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通过注入石灰石浆液进行调节与控制，一般pH值在5.56.2之间。 4、主要工艺系统设备及功能 1）烟气系统 烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和气气加热器（GGH）等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道，烟气温度较低，烟气含湿量较大，容易对烟道产生腐蚀，需进行防腐处理。 烟气挡板是脱硫装置进入和退出运行的重要设备，分为FGD主烟道烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的进出口，它是由双层烟气挡板组成，当关闭主烟道时，双层烟气挡板之间连接密封空气，以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。当FGD系统运行时，旁路烟道关闭，这时烟道内连接密封空气。旁路烟气挡板设有快开机构，保证在FGD系统故障时迅速打开旁路烟道，以确保锅炉的正常运行。 经湿法脱硫后的烟气从吸收塔出来一般在4655左右，含有饱和水汽、残余的SO2、SO3、HCl、HF、NOX，其携带的SO42-、SO32-盐等会结露，如不经过处理直接排放，易形成酸雾，且将影响烟气的抬升高度和扩散。为此湿法FGD系统通常配有一套气气换热器（GGH）烟气再热装置。气气换热器是蓄热加热工艺的一种，即常说的GGH。它用未脱硫的热烟气（一般130150）去加热已脱硫的烟气，一般加热到80左右，然后排放，以避免低温湿烟气腐蚀烟道、烟囱内壁，并可提高烟气抬升高度。烟气再热器是湿法脱硫工艺的一项重要设备，由于热端烟气含硫最高、温度高，而冷端烟气温度低、含水率大，故气气换热器的烟气进出口均需用耐腐蚀材料，如搪玻璃、柯登钢等，传热区一般用搪瓷钢。 另外，从电除尘器出来的烟气温度高达130150，因此进入FGD前要经过GGH降温器降温，避免烟气温度过高，损坏吸收塔的防腐材料和除雾器。 2）吸收系统 吸收系统的主要设备是吸收塔，它是FGD设备的核心装置，系统在塔中完成对SO2、SO3等有害气体的吸收。湿法脱硫吸收塔有许多种结构，如填料塔、湍球塔、喷射鼓泡塔、喷淋塔等等，其中喷淋塔因为具有脱硫效率高、阻力小、适应性、可用率高等优点而得到较广泛的应用，因而目前喷淋塔是石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中的主导塔型。 喷淋层设在吸收塔的中上部，吸收塔浆液循环泵对应各自的喷淋层。每个喷淋层都是由一系列喷嘴组成，其作用是将循环浆液进行细化喷雾。一个喷淋层包括母管和支管，母管的侧向支管成对排列，喷嘴就布置在其中。喷嘴的这种布置安排可使吸收塔断面上实现均匀的喷淋效果。 吸收塔循环泵将塔内的浆液循环打入喷淋层，为防止塔内沉淀物吸入泵体造成泵的堵塞或损坏及喷嘴的堵塞，循环泵前都装有网格状不锈钢滤网（塔内）。单台循环泵故障时，FGD系统可正常进行，若全部循环泵均停运，FGD系统将保护停运，烟气走旁路。 氧化空气系统是吸收系统内的一个重要部分，氧化空气的功能是保证吸收塔反应池内生成石膏。氧化空气注入不充分将会引起石膏结晶的不完善，还可能导致吸收塔内壁的结垢，因此，对该部分的优化设置对提高系统的脱硫效率和石膏的品质显得尤为重要。 吸收系统还包括除雾器及其冲洗设备，吸收塔内最上面的喷淋层上部设有二级除雾器，它主要用于分离由烟气携带的液滴，采用阻燃聚丙烯材料制成。 3）浆液制备系统 浆液制备通常分湿磨制浆与干粉制浆两种方式 不同的制浆方式所对应的设备也各不相同。至少包括以下主要设备：磨机（湿磨时用）、粉仓（干粉制浆时用）、浆液箱、搅拌器、浆液输送泵。 浆液制备系统的任务是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。通常要求粒度为90小于325目。4）石膏脱水系统 石膏脱水系统包括水力旋流器和真空皮带脱水机等关键设备。 水力旋流器作为石膏浆液的一级脱水设备，其利用了离心力加速沉淀分离的原理，浆液流切进入水力旋流器的入口，使其产生环形运动。粗大颗粒富集在水力旋流器的周边，而细小颗粒则富集在中心。已澄清的液体从上部区域溢出(溢流)；而增稠浆液则在底部流出(底流)。 真空皮脱水机将已经水力旋流器一级脱水后的石膏浆液进一步脱水至含固率达到90%以上。 5）排放系统 排放系统主要由事故浆池、区域浆池及排放管路组成。 6）热工自控系统 为了保证烟气脱硫效果和烟气脱硫设备的安全经济运行，系统装备了完整的热工测量、自动调节、控制、保护及热工信号报警装置。其自动化水平将使运行人员无需现场人员配合，在控制室内即可实现对烟气脱硫设备及其附属系统的启、停及正常运行工况的监视、控制和调节，系统同时具备异常与事故工况时的报警、连锁和保护功能。热源厂二期吸收塔：热源厂二期的吸收塔分为除雾区、吸收区、浆池区三部分，吸收塔内部结构见附图。吸收塔内部结构的工艺设计与吸收塔内部的工艺过程密切相关。第三节 吸收塔内部的工艺过程1、吸收塔内部的工艺过程含有污染物的原烟气进入吸收塔内的吸收区，烟气向上流动，加入吸收塔的吸收剂石灰石浆液通过浆液循环泵由吸收塔的下部抽出送入吸收塔喷淋层，喷淋层喷嘴喷出的雾状浆液向下流动以逆流方式洗涤烟气。烟气中的污染物SO2、SO3、HCL和HF与浆液中的石灰石反应，烟气中的灰尘随洗涤浆液进入吸收塔浆池。净化处理后的烟气流经两级除雾器，将清洁烟气所携带的液滴去除。同时按特定程序用工艺水对除雾器进行冲洗，进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器结垢堵塞，二是冲洗水同时作为烟气蒸发补充水稳定吸收塔液位。2、吸收塔内部的主要化学反应吸收塔内实际的化学反应情况比较复杂,反应是连续进行,而且是可逆的。化学反应总是处在动态平衡过程中,旧的平衡被打破,新的平衡建立。吸收塔内部的有如下主要化学反应：2.1石灰石的溶解过程：CaCO3 H2O CO2Ca(HCO3)2CaCO3 2H Ca2 CO2 H2O2.2吸收过程：SO2 H2OH2SO3HCL H2O2H CL- OH-HF H2O2H F- OH-H2SO3H HSO3-(低PH值时)（吸收区下部）H2SO32H SO32-(高PH值时)（吸收区上部）Ca2 2HSO3-Ca(HSO3)2CaCO3 H HSO3-CaSO3 CO2 H2OCaCO3 2H SO42-CaSO4 CO2 H2OCa2 SO32-CaSO3Ca2 2F-CaF2Ca2 2CL-CaCL22.3反应产物的氧化：2HSO3- O22H SO42-2Ca(HSO3)2 O2CaSO4 2H2O2CaSO3 O22CaSO42.4结晶生成石膏：CaSO4 2H2OCaSO4.2H2OCaSO3 1/2H2OCaSO31/2H2O吸收塔中的pH值通过注入石灰石浆液进行调节与控制，一般pH值在4.55.5之间。吸收塔内的化学反应可以用下图形象表述。亚硫酸钙的氧化石膏形成浆液循环净烟气吸收区pH值范围：5.0-5.6pH值范围：4.8-5.2氧化区与SO2反应（pH烟气脱硫中，设备常常发生结垢和堵塞。设备结垢和堵塞，已成为一些吸收设备能否正常长期运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结构的机理，影响结构和造成堵塞的因素，然后有针对性地从工艺设计、设备结构、操作控制等方面着手解决。一些常见的防止结垢和堵塞的方法有：在工艺操作上，控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量；控制溶液的PH值；控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和；保持溶液有一定的晶种；严格除尘，控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量，设备结构要作特殊设计，或选用不易结垢和堵塞的吸收设备，例如流动床洗涤塔比固定填充洗涤塔不易结垢和堵塞；选择表面光滑、不易腐蚀的材料制作吸收设备。脱硫系统的结构和堵塞，可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器设置热交换器结垢和堵塞。其原因是烟气中的氧气将CaSO3氧化成为CaSO4（石膏），并使石膏过饱和。这种现象主要发生在自然氧化的湿法系统中，控制措施为强制氧化和抑制氧化。强制氧化系统通过向氧化槽内鼓入压缩空气，几乎将全部CaSO3氧化成CaSO4，并保持足够的浆液含固量（大于12），以提高石膏结晶所需要的晶种。此时，石膏晶体的生长占优势，可有效控制结垢。第二章 烟气脱硫工程概述第一节 概述发电公司二期工程2600MW烟气脱硫工艺为石灰石石膏湿法脱硫工艺，采用美国BABCOCK & WILCOX公司的喷淋空塔技术（带托盘），由武汉凯迪电力股份有限公司总承包。脱硫剂为石灰石(CaCO3)与水配制的悬浮浆液，在吸收塔内烟气中的SO2与石灰石反应后生成亚硫酸钙，就地强制氧化为石膏，石膏浆液经两级脱水处理可作为副产品外售。吸收塔采用单回路喷淋塔设计，就地强制氧化浆池直接布置在吸收塔下部。吸收塔内烟气入口上方设置托盘,使塔内烟气在上升时均匀分布，提高吸收效率。塔内吸收段布置三层喷淋，喷淋层上方设置二级除雾器。本期脱硫工程采用一炉一塔系统配置，即3、4锅炉各配一座吸收塔，全部烟气脱硫，设计脱硫效率为95。石灰石浆液制备系统、工艺水系统、石膏脱水系统及脱硫废水处理系统为公用系统。锅炉烟气分别从3、4锅炉后的主烟道引出，温度119,压力0Pa，分别经3增压风机和4增压风机增压2474Pa,通过各自的原烟气烟道进入吸收塔,塔内烟气经托盘整流后，与来自上部三层喷淋层的浆液逆流接触，进行脱硫吸收反应，脱硫后的净烟气经吸收塔顶部两级除雾器除去携带的液滴，再经吸收塔出口净烟气烟道进入3、4锅炉后的旁路烟道，通过湿烟囱排放至大气。用自卸汽车将外购的粒径20mm石灰石卸到卸料斗，经振动给料机、石灰石输送机、斗式提升机送至石灰石贮仓内，再由称重给料机送到湿式球磨机内磨制成浆液，球磨机出口浆液顺流至磨机再循环箱，磨机再循环泵把石灰石浆液送到石灰石浆液旋流器，经分离后，大尺寸物料返回磨机内再循环，含固浓度为28%左右、粒径为90通过325目的石灰石溢流浆液存贮于石灰石浆液箱中，然后经石灰石浆液给料泵输送至3吸收塔和4吸收塔。通过吸收塔排出泵将石膏浆液从吸收塔浆液池抽出，输送至石膏旋流器进行一级脱水,脱水后底流石膏浆液的含水率为50%左右，再送至皮带脱水机进行二级脱水。二级脱水后的石膏含水量不大于10。在二级脱水系统中对石膏滤饼进行冲洗以去除石膏中氯化物，使其值不大于0.01%Wt，从而保证成品石膏的品质。第二节 工艺方案特点1、本期FGD工程按不设GGH方案，采用防腐烟囱排放湿烟气，消除了GGH堵塞的潜在风险。2、外购石灰石块（粒径20mm），通过本期工程配置的湿式球磨机制浆系统制备石灰石浆液。3、Ca/S低，设计值为1.03。4、吸收塔采用带托盘的喷淋塔，内部无填充物，由于入塔烟气经托盘均布，改善了气液传质条件，从而提高了塔内脱硫效率；同时，托盘上的存液也可脱除烟气中SO2等污染物质，因此减少了浆液循环量，降低了浆液循环泵的功耗。5、优化脱硫塔及塔内构件如喷嘴等的布置，优化浆液浓度、钙硫比、浆液流量等运行指标，可以保证脱硫塔内烟气流动和浆液喷淋均匀，以最小的消耗取得最好的脱硫效果。6、根据烟气的含硫量，以及满足发电机组运行负荷变化的需要，吸收塔采用三层喷淋层，不仅可确保BMCR工况时的脱硫效率；而且可以通过调节喷淋层的运行层数，降低低负荷运行时的能量消耗。7、塔内烟气入口设计成向下倾斜式结构,烟气进入塔内被浆液迅速冷却和加湿至饱和状态,防止浆液中固体颗粒在入口处沉积;同时还可防止浆液倒灌至入口烟道。8、采用塔内强制氧化和侧进式机械搅拌。第三节 工艺描述1、烟气系统每台炉吸收塔的烟气系统包括1台增压风机、1个旁路挡板、1个FGD原烟气入口挡板门和1个净烟气挡板及相应的烟道，膨胀节等。增压风机均布置在吸收塔上游烟气侧, FGD系统正压运行, 可避免增压风机可能受到的低温烟气的腐蚀, 从而保证了增压风机及整个FGD系统的运行寿命。脱硫系统的入口原烟气烟道从引风机后的主烟道接出，经增压风机升压后送至吸收塔。引风机后的主烟道与旁路烟道通过旁路烟气挡板门分隔开，当旁路挡板门打开时可将烟气直接排至烟囱，这意味着烟气可以100%经旁路烟道被送入烟囱。脱硫系统可通过进、出口双百叶窗式挡板与锅炉尾部的主烟道隔离。原烟气经增压风机升压约2474Pa，经过吸收塔的入口向上流动穿过托盘及喷淋层，烟气经过喷淋洗涤等到冷却并成饱和状态，烟气中的SO2被吸收。吸收塔出口的冷烟气通过净烟气烟道进入湿烟囱。增压风机用于克服FGD装置造成的烟气压降，同时还需克服脱硫后由于烟气温度降低而导致烟囱自拔力降低引起的压降。本工程采用动叶可调轴流式风机，3增压风机对应3锅炉烟气及3吸收塔，4增压风机对应4锅炉烟气及4吸收塔。增压风机将根据正常运行和异常情况可能发生的最大流量、最高温度和最大压损设计，还将考虑事故情况。增压风机在容量、设计和构造上将保证从主机的最低稳燃负荷到满负荷时都能运行，除了满足锅炉在BMCR工况下的运行要求外，还将满足增压风机自身的TB工况。即：(1)基本风量按锅炉燃用设计煤种和BMCR工况下增压风机入口的烟气量考虑。(2)风量裕量不低于10%，另加10的温度裕量。(3)压头裕量不低于20%。烟道上所有单轴双百叶挡板都配有密封空气，以保证“零”泄露。在正常运行时，旁路烟气挡板门关闭。在故障情况下，开启旁路烟气挡板门，烟气通过旁路烟道不经过FGD系统直接排入烟囱。2、二氧化硫吸收系统二氧化硫吸收系统用于脱除烟气中SO2、SO3、HCl、HF等污染物及烟气中的飞灰等物质。二氧化硫吸收系统包括2座吸收塔（均含两级除雾器、三层喷淋层及喷嘴、托盘、氧化空气喷枪），每座吸收塔配有五台侧进式搅拌器和三台浆液循环泵。为每座吸收塔提供氧化风的设备是2台氧化风机及相应的管道阀门，氧化风机配置均为1运1备。该系统包括以下几个子系统：吸收塔系统、浆液再循环系统、氧化空气系统。3、吸收塔系统吸收塔自下而上可分为三个主要的功能区：（1）氧化结晶区，该区为吸收塔浆池区，主要功能是用于石灰石溶解和亚硫酸钙的氧化。（2）吸收区，该区包括吸收塔烟气入口、托盘及三层喷淋层。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，节约用水。烟气通过吸收塔入口向上流动进入吸收区。在吸收塔内，烟气通过托盘整流，与自上而下浆液（三层喷淋层）接触发生化学吸收反应，并被冷却。该浆液由喷淋层的喷嘴喷出。浆液（含硫酸钙、硫化钙、未反应的碱、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。从吸收塔排出的石膏浆液含固浓度20（wt），经浓缩、脱水、使其含水量小于10%，然后落入石膏库房堆放或转运。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后，由烟囱排入大气。烟气中的SO2，SO3和HCl被喷淋浆液中的水吸收，主要反应方程式如下：SO2 + H2O HSO3- + H+SO3 + H2O HSO4- + H+HCl H+ + Cl-HF H+ + F-进入吸收塔的石灰石在偏酸性浆液中溶解：CaCO3 + H+ Ca2+ + HCO3-HCO3- OH- + CO2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+ + SO42-+H2O CaSO42H2O吸收塔包括一个托盘（开孔率约34），三层喷淋装置，每层喷淋装置上布置有168个空心锥喷嘴，单个喷嘴流量为52.1m3/h，喷嘴进口压头为82.7kPa，喷淋层上部布置有两级除雾器。烟气进入吸收塔，被冷却并达到饱和。经托盘整流被均匀分布到吸收塔的横截面上。除了使得主喷淋区烟气分布均匀外，托盘还使得烟气和石灰石浆液在该区域得到充分接触，有效降低了浆液循环量，节约了循环浆液泵的功耗。离开吸收塔托盘的烟气穿过三层逆流喷淋层后，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、下各布置一层清洗喷嘴。喷淋的清洗水分别从一级除雾器下部和上部冲洗除雾器上黏附的固体颗粒。烟气经过一级除雾器后，进入二级除雾器。二级除雾器下部也布置一层清洗喷淋层。穿过二级除雾器后，经洗涤和净化的烟气通过吸收塔出口，流入净烟气烟道和排入烟囱。吸收塔浆液和冲洗除雾器的清洗水流入吸收塔底部，即吸收塔浆液池。吸收塔浆液池上的5台侧进式搅拌器使浆液中的固体颗粒保持悬浮状态。4、浆液再循环系统浆液再循环系统由浆液循环泵、喷淋层、喷嘴及其相应管道、阀门组成。浆液循环泵的作用是为循环浆液提供动力，使循环浆液经吸收塔上部的喷嘴喷出，产生颗粒细小浆液雾滴，加大浆液与烟气的接触面积。每套吸收塔系统配置三台浆液循环泵，三层喷淋层，一台浆液循环泵对应一层喷淋层。吸收塔浆液最佳pH值在5.6 和5.8之间，pH值是由吸收塔中新制备的石灰石浆液的增加量决定的。而加入吸收塔的新制备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。设置在石膏排出泵的排出管道中的在线pH值探头将测量吸收塔浆液的pH值。原烟气穿过吸收塔时，蒸发并带走吸收塔中的水分以及脱硫反应生成物带出水，将导致吸收塔浆液的固体浓度增大。系统通过除雾器清洗水、补充工艺水、回收滤液水和排出脱硫反应生成的固体产物来实现吸收塔浆液密度和液位的控制。石膏浆液由石膏排出泵输送至石膏旋流器。吸收塔顶部设有电动放空阀，在正常运行时阀门是关闭的。当FGD装置停运时，阀门开启以消除吸收塔停运后与大气产生的压差。5、氧化空气系统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，氧化空气把脱硫反应中生成的半水亚硫酸钙(CaSO31/2H2O)氧化为二水硫酸钙(CaSO42H2O)即石膏。吸收塔的氧化空气系统由四台氧化风机（两用两备）、氧化空气喷枪及相应的管道、阀门组成。氧化空气通过氧化空气喷枪均匀的分布在吸收塔底部反应浆液池中，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。并且氧化空气喷枪的结构简单，压降小，便于检修和清洗。6、石膏脱水系统石膏一级、二级脱水系统石膏脱水系统分为两个子系统，即一级脱水系统和二级脱水系统。一级脱水系统包括4台吸收塔排出泵（2运2备）、2台石膏旋流器；二级脱水系统包括2台皮带脱水机及相应的泵、箱体、管道、阀门等。由于吸收塔浆液池中石膏不断产生，为保持浆液密度在(1450Kg/m31550Kg/m3)在设计的运行范围内，需将石膏浆液（20固体含量）从吸收塔中抽出。吸收塔底部的石膏浆液通过吸收塔排出泵，送入石膏旋流器。石膏旋流器具有双重作用：即石膏浆液预脱水和石膏晶体分级。进入旋流器的石膏悬浮切向流动产生离心运动，细小的微粒从旋流器的中心向上流动形成溢流，正常工况下绝大部分的石膏旋流器浆液溢流自流回各自的吸收塔，小部分含固量少的石膏旋流器浆液溢流液流至废水处理系统。石膏旋流器中重的固体微粒被抛向旋流器壁，并向下流动，形成含固浓度约50%的底流。石膏旋流器的底流自流进二级脱水系统。二级脱水系统包括真空皮带脱水机，滤液接收罐，真空泵及滤布、滤饼冲洗系统。单皮带脱水机出力为2台锅炉BMCR工况的75%的石膏量。石膏被脱水后含水量降到10%以下，用工艺水对石膏滤饼进行冲洗以去除氯化物，从而保证石膏的品质。冲洗水排至滤液水池。石膏旋流站溢流浆液的含固量约5，不设废水旋流站，在运行石膏脱水系统时，将部分石膏旋流站溢流浆液直接排至废水处理系统。由于废水旋流站处理的水量很小，入口口径小，易于堵塞，且石膏旋流站的溢流含固量很小，故从运行检修的角度考虑不设废水旋流站。旋流站无转动部件，原则上旋流子直接与分配器相接，以免破坏流场。旋流站中运行的旋流子个数为定值，但考虑到设有备用旋流子，需在现场进行拆卸、检修，所以在每个旋流子入口设有关断阀门。从皮带脱水机滤出的滤液流至滤液水池，并由滤液泵抽吸至2座吸收塔反应池循环使用。7、石膏储运系统从真空皮带机卸料段下来含水量小于10%的石膏落至石膏仓的中部，中部的石膏通过石膏铲车的转运推至石膏仓的两侧储存，以保证石膏仓堆料均匀；石膏仓面积2418m2，最大堆高8.5m，满足2台脱硫岛3天（72h）的石膏产量。石膏储存间容量按2600MW机组BMCR工况的脱硫石膏3天产量考虑（每天24小时）。石膏储存间布置汽车运输石膏的进出口通道，库内石膏通过铲车+卡车外运。8、事故浆液系统本期脱硫工程设一个事故浆液箱，事故浆液箱的容积按1座吸收塔可运行的浆液量考虑。当1座吸收塔需要排空时，可先通过吸收塔的石膏排出泵将吸收塔内的浆液降至较低的运行液位，再排至事故浆液箱。设有一台事故浆池泵，通过管线将石膏浆液返回至吸收塔。同时在吸收塔至事故浆池管道，事故浆池泵的出口均设有备用接口，以方便其他的排浆方式。9、真空皮带机脱水原理1）、真空皮带机进料浆液来自与石膏旋流器。2）、石膏浆液通过进料箱输送到皮带脱水机，运转的滤布均匀地把石膏分离并将水排放。3）、石膏饼是通过布置在脱水机下面的真空泵和排水装置靠重力和真空吸力来形成并在滤布上形成输送的。4）、当石膏饼到皮带机后部，会逐渐被抽干，在此点处，皮带又转回到脱水机头部进行循环，石膏成品将被排到石膏仓。5）、在脱水皮带回到脱水机头部前有一组喷嘴将滤布清洗后再用于新的脱水工作。6）、脱出的滤液通过真空泵进入滤液接收罐收集起来，从脱水机吸来的大部分空气通过过滤器和消音器后排到大气。7）、分离出来的滤液用滤液水池泵送到吸收塔重新利用。10、真空皮带机设备描述1）、脱水皮带：脱水皮带是连接真空盘和滤盘表面的皮带。它对滤布