脱硫系统培训知识ppt课件.ppt

1 脱硫系统基础知识培训 吉林热电厂锅炉分场 2 一 工艺流程及其构成 1 流程图及概述 3 4 脱硫系统流程图 5 FGD装置运行时 烟气通过位于吸收塔中部的入口烟道进入塔内 烟气进入塔内后向上流过喷淋段 以逆流方式与喷淋下来的石灰石浆液接触 烟气中的SO2被石灰石浆液吸收并发生化学反应 在吸收塔下部反应池内被鼓入的空气强制氧化 最终生成石膏晶体 在吸收塔上部 脱硫后的烟气通过除雾器除去夹带的液滴后 从顶部离开吸收塔 最后进入烟囱 200mg m FGD装置所需石灰石吸收剂浆液由石灰石粉制浆得到 由泵送至吸收塔后进行吸收反应 脱硫反应后所产生的石膏浆液由泵送至石膏浆液旋流站进行一级脱水 一级脱水后的浆液送至真空皮带机脱水 生成含水率小于10 的石膏 6 整个FGD工艺流程包括的主要工艺子系统有 1 烟气系统 2 吸收塔系统 3 石灰石制浆及石灰石浆液供给 4 工艺水系统工艺水系统给整个FGD系统供水 以及工业水系统 工业水系统设备冷却水及机封冲洗用水 5 石膏脱水系统设石膏一级及二级脱水系统 6 浆液排空系统 7 压缩空气系统 氧化风系统 7 2 烟气系统2 1烟气系统的作用 为烟气流经FGD系统提供通道为烟气穿过FGD系统提供必要的压力2 2主要设备 组成烟气系统的设备如下 FGD入口挡板 引风机入口门 FGD出口挡板挡板门密封风机 8 2 3过程描述 从电厂锅炉来的原烟气从引风机出口出来后烟气进入吸收塔 二氧化硫和其他酸性气体 见后述 在吸收塔内被脱除掉 干净的冷烟气离开吸收塔 最后通过烟囱排到大气中 烟道均采用钢制圆形或矩形烟道 原烟气段烟道由于烟气温度较高 无需防腐处理 吸收塔前的原烟气烟道考虑采用玻璃鳞片树脂涂层 吸收塔后净烟道全部采用玻璃鳞片树脂涂层做防腐隔离 防火工作重中之重 9 吸收塔衬胶 10 烟道玻璃鳞片 11 2 吸收系统SO2吸收系统是烟气湿法脱硫装置的核心部分 SO2脱除化学反应在吸收塔内完成 SO2吸收系统由吸收塔 壳体及喷淋层 除雾器 浆液循环泵及管线 吸收塔排出泵及管线等组成 2 1作用 烟气吸收系统的作用是 从烟气中除去二氧化硫和其他酸性气体将吸收塔内形成的亚硫酸盐氧化成硫酸盐生成并析出易于脱水的石膏晶体分离出烟气中夹带的 在吸收塔内产生的 水滴 12 2 2主要设备 构成烟气吸收系统的主要设备有 吸收塔 10 30 11 31 搅拌系统 型号 20SV25M 5 67 电动机 15kW 叶轮材质 SAF2507 主轴材质 1 4529进口 浆液循环泵 型号 400DT A65 电动机 YKK355 4 减速机 型号M1PSF30 DS 型号 500DT A70 电动机 YKK400 4 355 400 400kW 氧化风机 罗茨式 型号 SR20L 1 电动机 JHM250M 4 55kW 型号 SR20L 3 Q 2200Nm3 h P 95kPa 电动机 Y2 315S 4 110kW 13 吸收塔排出泵 石膏排出泵 型号 40DT A17 电动机 Y132S2 2 型号 40DT A25ZV 离心式Q 40m3 h H 50m 电动机 Y180M 2 22kW 石灰石浆液泵 离心式 型号 65DT A30 电动机 Y160L 4 15kW 工艺水泵 变频离心式 型号 100DT23 A45 电动机 Y250M 4 Q 130m3 h 55kW 变频离心式 型号 100DT23 A45 Q 120m3 h 电动机 YP250M 4 55kW 14 吸收塔浆液中pH值选择在5 5到6 2之间 如果pH值超过此值 吸收塔会有结垢问题出现 如果pH值低于此值 浆液的吸收能力下降 最终影响到SO2的脱除率和副产品石膏质量 吸收塔的下部浆液池中的浆液大部分通过吸收塔循环泵循环 另一部分浆液从浆液池中抽取出来排到石膏水力旋流器中 在浆液池中布置有氧化空气系统 并设有高位溢流装置 又称吸收塔溢流管 低于原烟道 防止浆液进入烟道 喷淋层安装在吸收塔上部烟气区 每台吸收塔循环泵对应于各自的一层喷淋层 喷嘴采用耐磨性能极佳的SiC材料的旋转空锥雾化喷嘴 吸收塔循环泵将浆液输送到喷嘴 通过喷嘴将浆液细密地喷淋到烟气区 77 107 15 2 3过程概述烟气通过引风机增压 进入吸收塔后上升 而石灰石浆液由吸收塔循环泵送至各喷淋层的雾化喷嘴 向吸收塔下方成雾罩形状喷射 最上层单向向下 第1 2层双向上下 形成液雾高度叠加的喷淋区 浆液液滴快速下降 均匀上升烟气与快速下降浆液形成逆向流 烟气中所含的污染气体绝大部分因此被清洗入浆液 与浆液中的悬浮石灰石微粒发生化学反应而被脱除 这样通过消耗石灰石作为吸收反应剂 烟气中的SO2 SO3 HCI和HF被分离出来 而且烟气中包含的大部分的固体如灰和烟灰 也被液体冲洗从烟气中分离 在吸收塔上部装有两级除雾器 经洗涤脱硫净化后带液滴的湿烟气 通过安装在吸收塔顶部的除雾器除去大部分液滴后 由吸收塔顶部引出 然后经经烟道 经烟囱排入大气 16 吸收塔最顶部设置一个两级的除雾器 除雾器将烟气中夹带的大部分浆液液滴分离出来 烟气出口含雾滴 75mg Nm3 除雾器由冲洗程序控制 冲洗方式为脉冲式 除雾器的冲洗使用的是工艺水 冲洗有两个目的 一方面是防止除雾器结垢 另一方面是补充因烟气饱和而带走的水份 以维持吸收塔内要求的液位 在吸收塔内下部浆液池中有池分离器 氧化空气分布管和脉冲悬浮管架 作用是将浆池分为上下两个区域以利于SO2的吸收和石灰石的溶解 脉冲悬浮系统将浆液保持在流动状态 保证脱硫有效物质 CaCO3固体微粒 在浆液中的均匀悬浮状态 同时将氧化空气均匀分布到浆液池中 保证浆液对SO2的吸收和反应能力 17 除雾器 18 向吸收塔浆池提供足够的氧气 空气将亚硫酸钙就地氧化成石膏 即从亚硫酸钙进一步氧化成硫酸钙 氧化空气每个塔由2台氧化风机 1用1备 提供 氧化空气通过氧化空气分布管喷入到吸收塔浆液池中 吸收塔排出泵 1用1备 塔 安装在吸收塔旁 石膏浆液排出泵通过管道将石膏浆液从吸收塔中输送到旋流器站 吸收塔排出泵还可用来将吸收塔浆液池排空到事故浆液箱中 19 3 吸收塔浆液排空系统3 1作用 石灰石排空系统的作用是 吸收塔浆池检修需要排空时 贮存吸收塔的石膏浆液 吸收塔重启动时 浆液可以作为FGD启动时的晶种 收集吸收塔系统 石灰石制备系统 石膏脱水系统的排出浆液 将收集的浆液返回FGD系统 20 3 2石膏排空系统主要设备 吸收塔区集水坑石灰石浆液制备排水坑石膏脱水区排水坑事故浆液箱3 3过程概述吸收塔浆池检修需要排空时 吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵输送至事故浆液箱贮存 下次FGD启动时 通过事故浆液返回泵将事故浆液箱中浆液送回吸收塔 作为重新启动的晶种 FGD装置的箱罐 浆液管道和浆液泵等 在停运时需要进行冲洗 其冲洗水就近收集在吸收塔区 石膏脱水区 石灰石制备区设置的集水坑内 在工艺过程中进行回收利用 21 二 吸收塔反应机理 1 吸收塔中SO2 SO3 HF和HCl的溶解由于吸收塔内充分的气 液接触 在气 液界面上发生了传质过程 烟气中气态的SO2 SO3等溶解并转变为相应的酸性化合物 烟气中的一些其他酸性化合物如HF和HCl等 在烟气与喷淋下来的浆液相接触时也溶于浆液中形成氢氟酸和盐酸 22 2 酸的离解SO2溶解后形成的亚硫酸迅速根据pH值按下式进行离解 较低pH值 较高pH值 H2SO4以及溶解的HCl和HF也进行了相应的离解 由于离解反应中产生了H 因而造成pH的下降 离解反应中产生的H 必须被移除 以使浆液能重新吸收SO2 H 通过与石灰石发生中和反应被移除 23 3 与石灰石反应为了实现中和反应 在浆液中加入了石灰石吸收剂 石灰石溶解后 可以同上述提及的离子发生如下反应 CaCO3除与可溶酸反应生成CaSO4 CaF2 CaCl2及Ca HSO3 2外 反应中生成的Ca2 还可以按下式生成可溶的亚硫酸钙 该反应易于在喷淋吸收区上部发生 由于烟气中SO2较少 因此该部分的浆液pH较高 这能显著降低HSO3 浓度 进而提高脱硫效率并减少喷淋吸收区的结垢问题 24 然而在喷淋吸收区下部 较低的pH值导致SO32 浓度显著降低 在该区域 吸收浆液含有少量的亚硫酸钙 而可溶的亚硫酸氢钙则较多 脱硫效率除部分依赖于pH值以及气 液接触外 还依赖于上述提到的中和反应的速度和石灰石的溶解速度 石灰石的溶解量依赖于H 浓度 随pH下降而上升 钙离子 氯离子和硫酸根离子不利于石灰石的溶解 氯离子通过烟气和回流水进入吸收塔系统 钙离子由吸收剂带入系统 而硫酸根离子则由亚硫酸氧化而来 浆液中氯离子含量由废水排放量加以控制 25 4 氧化反应和结晶过程有些生成的亚硫酸氢根 在喷淋吸收区内被浆液中的氧所氧化 剩余的亚硫酸氢根在氧化区内可以通过向反应池内充分鼓气而得以氧化 该工艺易于在PH为4和4 5的情况下反应最佳 同时由上式可以看出会产生较多的H 这些离子与浆液中含有的过量CaCO3发生中和反应 结果产生了微溶的CaSO4 26 CaSO4的连续生成导致溶液的过饱和 进而产生了石膏晶体 通过使浆液固含量保持在一定范围内 结晶过程可以得到优化 新生成的石膏可以在已有的石膏晶体晶核上成长 最终产物石膏从系统中排出 27 成品石膏产出 28 三 脱硫系统易发生问题 3 1脱硫容易发生漏泄1 设备磨损较快引起漏泄 循环泵入口管路 原烟道涨力节 搅拌器机封 2 浆液PH值最低能达到PH3 0 硫酸PH1 6 容易对设备造成腐蚀 净烟道 密度