石灰石湿法脱硫介绍71.ppt

石灰石湿法脱硫工艺概述 从工艺流程上来划分通常将改工艺划分为下列几个系统 烟气系统二氧化硫吸收系统石灰石浆液制备系统石膏浆液处理系统工艺水系统压缩空气系统废水处理系统其他辅助系统 烟气系统 烟气通过增压风机增压后进入吸收塔 吸收塔出口烟气经净烟道进入烟囱 整个FGD系统设旁路烟道 在增压风机上游的原烟气烟道 吸收塔出口的净烟气烟道和旁路烟道上分别设有双百叶窗式烟气挡板 处于运行状态的烟气切换至FGD系统运行前 石灰石浆液供应及吸收塔功能组必须投入运行 以确保FGD系统可投入运行且可接入烟气 在挡板切换至FGD运行后 烟气通过增压风机进入吸收塔 烟气在吸收塔内冷却至饱和温度 增压风机入口的温度测量以三取二的型式对烟道运行状态进行监控 如果未处理的烟气温度超过规定值 将发出故障信号并使烟道进入安全状态 旁路运行 一旦每一机组的原烟气挡板 净烟气挡板或旁路挡板处于关闭时 各档板叶片之间的空间应立即充满密封气 挡板密封气系统的开启和关闭通过与挡板的联锁或操作员来控制 烟气系统流程 烟气主路运行 引风机 入口档板 增压风机 吸收塔 出口档板 烟囱烟气旁路运行 引风机 旁路档板 烟囱 烟气系统主要设备 入口档板出口档板旁路档板增压风机润滑油系统 液压油系统 密封风系统档板密封风机主要参数烟气进口主要参数 烟温 负压 SO2含量 O2含量 粉尘含量 烟气流量烟气出口主要参数 烟温 压力 SO2 O2含量 粉尘含量 烟气流量 NO含量 NOX含量 湿度 脱硫效率增压风机主要参数 振动值 轴承温度 线圈温度 油箱油温 冷却油温 电流 开度 流量 失速 力矩 增压风机 动叶可调轴流风机 在运行中依靠液压调节叶片角度 改变风机的风压 风量 特点 1 调节性能好 适应变负荷运行 2 低负荷时的效率比离心风机和静叶可调轴流风机高是其最突出的优点 3 转动部件多 结构比较复杂 4 耐磨性差 5 液压调节系统复杂 结构精密 维护费用高 难度大 烟气挡板 为了保证FGD的停运不影响发电机组的正常运行 在烟道上分别设置了原烟气挡板 净烟气挡板和旁路烟气挡板 烟气挡板的作用 隔离设备 控制烟气流量和排空烟气 原烟气挡板设在增压风机之前 在启动FGD时开启 FGD停运时关闭 旁路挡板设在烟囱之前的净烟道和原烟道之间 在启动FGD时 旁路挡板关闭 将烟气切换至脱硫系统 FGD停止或故障状态时快速开启 脱硫系统故障时 为了保证锅炉机组风烟系统的正常运行 三个挡板设连锁保护 当FGD装置运行时 烟道旁路挡板关闭 FGD停运时 旁路挡板打开 FGD装置进出口挡板关闭 烟气通过旁路挡板进人烟囱 由烟囱直接排入大气 FGD烟气系统允许投运条件 至少两台循环泵运行 10HTA10 20 30AP001ZS原烟气温度正常100 40 10POWER一台石灰石浆液泵在工作 10HTK51AP001 10HTK52AP001ZS1 除雾器水泵运行 A0HTP01AP001ZS2 除雾器水泵做为1 除雾器水泵的备用泵运行 A0HTP02AP001ZS一台工艺水泵在工作 A0HTP11AP001 A0HTP12AP001ZS无油枪投运信号 10RUNFGD烟气系统无保护跳闸信号 FGD联锁保护 二台或二台以上循环泵停止 10HTA10 20 30AP001ZD原烟气温度 180 延时5分钟 10HTF10CT001 003 2 3 增压风机故障 跳闸 10HTC10AN001ZT 10HTC10AN001ZD粉尘浓度高于200mg Nm3 延时60秒 10HTF10CQ003锅炉电除尘器投运信号消失 延时60秒 10ERRUN锅炉MFT动作 10MFT超过两只油枪投运 延时60秒 10RUN机组负荷 40 延时60秒 10POWERFGD进口原烟气压力高于2000Pa或低于 600Pa 10HTF10CP001 003 2 3 原烟气挡板全关 10HTF10CG111 113 2 3 10HTF10AA101ZC净烟气挡板全关 10HTF50CG111 113 2 3 10HTF50AA101ZCFGD失电 在以上情况之一发生时 FGD总保护动作 旁路电动挡板门打开 烟气走旁路 进 出口挡板关闭 增压风机停运 FGD烟气系统停运步骤 1 压力闭环控制切手动方式压力闭环控制切为手动方式 2 打开烟气旁路挡板打开旁路挡板 10HTF60AA101AO 10HTF60AA102VO3 在旁路挡板开度达到30 或旁路挡板门在全开状态且无关反馈时 执行增压风系统停止顺控执行增压风系统停止顺控 4 关闭出口挡板净烟气挡板关 延时50秒 10HTF50AA101VC 烟气挡板的保护及联锁 1 机组烟气旁路挡板1 打开允许 无条件 2 自动打开 FGD烟气系统停运顺控 3 保护打开 FGD烟气系统保护动作4 关闭允许 原烟气挡板全开 10HTF10CG101 103 2 3 净烟气挡板全开 10HTF50CG101 103 2 3 增压风机运行 10HTC10AN001ZS5 自动关闭 无逻辑 6 保护关闭 无逻辑 7 禁关 原烟气挡板关闭时 10HTF10CG111 113 2 3 净烟气挡板关闭时 10HTF50CG111 113 2 3 1 机组原烟气挡板10HTF10AA101 单体 1 打开允许 增压风机已启动 10HTC10AN001ZS2 自动打开 增压风系统顺控启动 3 保护打开 无逻辑 4 关闭允许 烟气旁路挡板打开 10HTF60CG101 103 2 3 10HTF60CG201 203 2 3 增压风机已跳闸 10HTC10AN001ZD5 自动关闭 增压风系统顺控停止 6 保护关闭 无逻辑 7 禁关烟气旁路挡板关闭时 10HTF60CG211 213 2 3 10HTF60CG111 113 2 3 1 机组出口烟气挡板10HTF50AA101 单体 1 打开允许 FGD烟气系统投运条件满足 2 自动打开 烟气系统顺控启动 3 保护打开 无逻辑 4 关闭允许 旁路挡板打开 10HTF60CG101 103 2 3 10HTF60CG201 203 2 3 增压风机停止 10HTC10AN001ZD5 自动关闭 烟气系统顺控停止 FGD系统保护动作 6 保护关闭 无逻辑 7 禁关烟气旁路挡板关闭时 10HTF60CG211 213 2 3 10HTF60CG111 113 2 3 1 机组挡板1 密封风机10HTW10AN001 单体 备注 2 密封风风机10HTW20AN001控制逻辑参照此 1 打开允许 无逻辑2 自动打开 无逻辑3 保护打开 无逻辑 4 关闭允许 无条件 两台风机均停止允许条件 旁路 原烟气 出口挡板全开且加热器已停运5钟以上 5 自动关闭 旁路 原烟气 净烟气挡板全开且加热器已经停运超过5分钟 6 保护关闭 无逻辑7 联锁保护当密封风机联锁投入时 2台密封风机互为热备用 8 报警密封风温度小于75 10HTW30CT302密封风温度高于130 10HTW30CT302 1 机组挡板密封风加热器10HTW30AH001 单体 1 启动允许 1 密封风加热器远程位置 10HTW30AH001LR1 密封风加热器停止 10HTW30AH001ZD任意一台密封风机已经启动 且时间超过4分钟 2 自动启动 无逻辑3 保护启动 无逻辑 4 停止允许 无条件 5 自动停止 旁路 原烟气 出口挡板全开 6 保护停止 密封风加热器超温 10HTW30AH001HL2台密封风机均跳闸 10HTW10AN001 10HTW10AN002 烟气系统故障报警 以1 机组为例 FGD入口原烟气温度 10HTF10CT001 003 三取二 高于170 高报警 高于180 高高报警 低于110 低报警 低于100 低低报警 FGD入口原烟气温度 10HTF10CT001 003 偏差大于10 报警 FGD入口原烟气压力 10HTF10CP001 003 三取二 高于1000Pa 高报警 低于 400Pa 低报警 FGD入口原烟气压力 10HTF10CP001 003 偏差高于100Pa 报警 FGD入口原烟气SO2浓度 10HTF10CQ001 高于3000mg Nm3 高报警 高于3200mg Nm3 高高报警 机组负荷 10POWER 小于50 低报警 机组负荷小于40 低低报警 FGD入口粉尘浓度 10HTF10CQ003 高于150mg Nm3 高报警 高于200mg Nm3 高高报警 1 增压风机的保护及联锁 1 增压风机10HTC10AN001 单体 1 启动允许条件 增压风机停止 10HTC10AN001ZD增压风机无事故跳闸信号 10HTC10AN001ZT增压风机无控制回路故障 10HTC10AN001ZF增压风机远方控制 10HTC10AN001LR增压风机振动正常 10HTC10CY101 10HTC10CY102增压风机主轴承温度 90 10HTC10CT351 353 2 3 10HTC10CT354 356 2 3 10HTC10CT357 359 2 3 增压风机电机轴承温度 70 10HTC10CT360 10HTC10CT361增压风机电机绕组温度 120 10HTC10CT362 364增压风机油站无液位低信号 10HTC12CL301 任一液压润滑油泵已运行 10HTC11AP001ZS或者1HTC11AP001ZS 并且增压风机润滑油流量正常 10HTC11CF301 液压油压力正常 10HTC11CP302 任一电机润滑油泵已运行 10HTC12AP001ZS或者10HTC12AP002ZS 并且油系统正常 10HTC12NM 任一1 增压风机冷却风机A B在运行 10HTC13AN001ZS或者10HTC13AN002ZS 任一1 增压风机冷却风机C D在运行 10HTC14AN001ZS或者10HTC14AN002ZS 增压风机动叶角度在最小值 10HTC10AA101AI原烟气挡板 10HTF10AA101 关闭且净烟气挡板 10HTF50AA101 开启 增压风机失速开关无动作 10HTC10DP301 2 自动启动 增压风机系统顺控启动 3 保护启动 无逻辑 4 停止允许 任一旁路挡板开度超过30 10HTF60AA101VF5 自动停止 增压风机系统顺控停止 6 保护停止 增压风机振动 11mm s 延时3秒 10HTC10CY101 10HTC10CY102风机轴承温度高 10HTC10CT351 353三取二大于110 或10HTC10CT354 356三取二大于110 或10HTC10CT357 359三取二大于110 延时3秒 增压风机电机轴承温度 80 延时3秒 10HTC10CT360 10HTC10CT361任一增压风机电机定子绕组温度 135 延时3秒 10HTC10CT362 364增压风机电机油箱油位低 延时3秒 10HTC12CL301增压风机电机油站油系统重故障报警 延时3秒 10HTC12ZF2 1 增压风机冷却风机A10HTC13AN001 单体 1 启动允许条件 1 增压风机冷却风机A停运 10HTC13AN001ZD1 增压风机冷却风机B停运 10HTC13AN002ZD1 增压风机冷却风机A无保护跳闸 10HTC13AN001ZT1 增压风机冷却风机A无控制回路故障10HTC13AN001ZF2 自动启动 1 增压风机冷却风机A备用联锁投入 1 增压风机冷却风机B事故跳闸 10HTC13AN002ZT 3 保护启动 无逻辑 4 停止允许 增压风机停运后10分钟 1 增压风机冷却风机B已运行 10HTC13AN002ZS5 自动停止 无逻辑 6 保护停止 无逻辑 1 增压风机冷却风机B10HTC13AN002控制逻辑参照此 1 增压风机冷却风机C10HTC14AN001 单体 1 启动允许条件 1 增压风机冷却风机C停运 10HTC14AN001ZD1 增压风机冷却风机D停运 10HTC14AN002ZD1 增压风机冷却风机C无保护跳闸信号 10HTC14AN001ZT1 增压风机冷却风机C无控制回路故障 10HTC14AN001ZF2 自动启动 1 增压风机冷却风机C备用联锁投入 1 增压风机冷却风机D事故跳闸 10HTC14AN002ZT3 保护启动 无逻辑 4 停止允许 增压风机停运后10分钟 1 增压风机冷却风机D已运行 10HTC14AN002ZS5 自动停止 无逻辑 6 保护停止 无逻辑 1 增压风机冷却风机D10HTC14AN002控制逻辑参照此 1 增压风机本体油站油泵A10HTC11AP001 单体 1 启动允许 1 增压风机油站油箱液位低开关无动作 10HTC11CL3012 自动启动 1 增压风机本体油站油泵A备用联锁投入 1 增压风机本体油站油泵B运行但出口压力低开关 10HTC11CP302 动作 3 保护启动 无逻辑 4 停止允许 无条件 两台泵均停止的允许条件 增压风机停止后10分钟 5 自动停止 1 增压风机本体油站油泵B备用联锁投入 1 增压风机本体油站油泵A运行但出口压力低开关 10HTC11CP302 动作 6 保护停止 1 增压风机油站油箱液位低 10HTC11CL3011 增压风机本体油站油泵A保护跳闸 10HTC11AP001ZT7 联锁保护 当1 增压风机本体油站油泵A B投入时 2台1 增压风机本体油站油泵互为热备用 1 增压风机本体油站油泵B10HTC11AP002控制逻辑参照此 1 增压风机液压润滑油加热器10HTC11AH003 单体 1 启动允许 无条件 2 自动启动 至少一台1 增压风机本体油站油泵A B在运行 10HTC11AP001ZS 10HTC11AP002ZS油箱温度低 35 10HTC11CT5016 保护停止无条件 2 增压风机本体油站加热器20HTC11AH003控制逻辑参照此 1 增压风机空间加热器10HTC11AH001 单体 1启动允许条件 无条件 2自动启动 无逻辑 3保护启动 无逻辑 4停止允许 无条件 5自动停止 无逻辑 6保护停止 无条件 2 增压风机空间加热器20HTC11AH001控制逻辑参照此 增压风系统故障报警 以1 机组为例 增压风机事故跳闸 10HTC10AN001ZT增压风机控制回路故障 10HTC10AN001ZF增压风机失速开关动作 报警同时减小动叶角度 10HTC10DP301 增压风机振动 4 5mm s 10HTC10CY101 10HTC10CY102增压风机主轴承温度 90 10HTC10CT351 353 2 3 10HTC10CT354 356 2 3 10HTC10CT357 359 2 3 1 增压风机电机油箱油位低 10HTC12CL3011 增压风机油站油箱液位低 10HTC11CL3011 增压风机油站润滑油进油流量低 10HTC11CF3011 增压风机电机油站过滤压差高 10HTC12DP3011 增压风机电机润滑油出口压力低开关动作 10HTC12CP0011 增压风机冷却液压缸风机1事故跳闸 10HTC13AN001ZT1 增压风机冷却液压缸风机2事故跳闸 10HTC13AN002ZT1 增压风机冷却轴承箱风机1事故跳闸 10HTC14AN001ZT1 增压风机冷却轴承箱风机2事故跳闸 10HTC14AN002ZT增压风机电机轴承温度 70 10HTC10CT360 10HTC10CT361 增压风机电机定子绕组温度 130 10HTC10CT362 3641 增压风机油站油箱温度低 10HTC11CT5021 增压风机油站油箱温度高 10HTC11CT5011 增压风机电机油站油系统报警故障 10HTC12ZF11 增压风机电机油站出口油压低 10HTC12CP301增压风机振动 7 1mm s 延时3秒 10HTC10CY101 10HTC10CY102风机轴承温度高 10HTC10CT401 403 3取2 大于110 或10HTC10CT404 406 3取2 大于110 或10HTC10CT407 409 3取2 大于110 延时3秒 增压风机任一电机轴承温度 85 延时3秒 10HTC10CT410 10HTC10CT411任一增压风机电机定子绕组温度 125 延时3秒 10HTC10CT412 417增压风机油站液位低 10HTC12CL301AL增压风机电机油站液位低 10HTC13CL301AL增压风机电机油站 1 2泵均停止 10HTC13AP001ZD 10HTC13AP002ZD 吸收塔系统 吸收塔系统主要设备 浆液循环泵吸收塔搅拌器石膏排浆泵除雾器氧化风机 工艺流程 图 湿式石灰石 石膏法FGD工艺系统 入口烟气 氧化空气 除雾器补充水回收水事故浆液地坑水 吸收剂 排出烟气 浆液循环泵 副产品 事故浆液 吸收塔吸收原理 烟气从吸收塔的下部进人吸收塔 然后向上流 在塔的较高处布置了数层喷淋管网 循环泵将循环浆液经喷淋管上的喷嘴喷射出雾状液滴 形成吸收烟气SO2的液体表面 含SO2的烟气与石灰石浆液的雾滴接触时 SO2被吸收 烟气中的HF HCL和灰尘等大多数杂质也在吸收塔中被去除 被吸收的SO2与浆液中的石灰石反应生成亚硫酸盐 进人塔底部的浆池 浆池中设有空气分配管和搅拌器 浆液中的CaSO3在外加空气的强烈氧化和搅拌作用下 由氧化空气氧化生成硫酸盐CaSO4 转化生成CaSO42H2O 便是石膏过饱和溶液的结晶 为了有利于CaSO3转化 氧化池内浆液的PH值保持在5左右 含石膏 灰尘和杂质的吸收剂浆液部分被排入石膏脱水系统 同时 在吸收塔入口处还提供有工艺水冲洗系统 进行定期冲洗 防止结垢 每层喷淋管布置了足够数量的喷嘴 相邻喷嘴喷出的水雾相互搭接叠盖 不留空隙 使喷出的液滴完全覆盖吸收塔的整个断面 通常一台循环泵对应一个喷淋层 这样可以根据机组负荷 燃料含硫量以及不同工况下所要求的洗涤效果来调整循环喷淋泵的投运台数 从而达到节能的效果 在吸收塔去除SO2期间 利用来自循环浆液的水将烟气冷却至饱和温度 消耗的水量由工艺水补偿 为了优化吸收塔的水利用 这部分补充水被用来清洗吸收塔顶部的的除雾器 吸收塔浆池中浆液的停留时间应能保证可形成优良的石膏晶体 从吸收塔中抽出的浆液被送至石膏旋流器 喷淋空塔的特点 喷淋空塔具有压损小 吸收浆液雾化效果好 塔内结构简单 不易结垢 堵塞以及检修工作量小等优点 不足之处是 脱硫效率受气流分布不均匀的影响较大 循环浆液泵的能耗较高 除雾较困难 对喷嘴制作精度 耐磨和耐腐蚀性要求高 喷淋系统 喷淋系统包括吸收塔氧化浆池 搅拌装置 循环泵 管线 喷嘴 支撑 加强件和配件等组成 喷淋层示意图 喷淋喷嘴 FGD系统中所用的雾化喷嘴主要有三种类型 切向喷嘴 轴向喷嘴和螺旋形喷嘴 浆液循环泵 FGD中常用浆液循环泵是卧式离心泵 其工作原理为 当叶轮被电动机带动旋转时 充满于叶片之间的介质随同叶轮一起转动 在离心力的的作用下 介质从叶片间的横道甩出 而介质外流造成叶轮入口处形成真空 介质在大气压的作用下会自动吸进叶轮补充 油压离心泵不停地工作 将介质吸进压出 便形成了流动 不停地将介质输送出去 浆液循环泵的冲洗 浆液循环泵以及与其连接的管道需要较长时间停止运行 应及时排空泵和管道的浆体 一般用清水冲洗泵和管道 以清除其中无法排净的浆液 一方面防止泵内残留的浆液对金属泵组件的腐蚀 另一方面避免沉淀的浆液堵塞叶轮 无法再次启动 除雾器 除雾器的布置有两种 1除雾器的组件水平放置 烟气垂直向上流过除雾器组件 2除雾器的组件垂直放置 烟气流沿水平方向通过除雾器 除雾器的工作原理 常用的除雾器有折流板除雾器 折流板除雾器利用水膜分离的原理实现汽水分离 当带有液滴的烟气进人人字形板片构成的狭窄 曲折的通道时 由于流线偏折产生离心力 将液滴分离出来 液滴撞击板片 部分粘附在板片壁面上形成水膜 缓慢下流 汇集成较大的液滴落下 从而实现气水分离 由于折流板除雾器是利用烟气中液滴的惯性力撞击板片来分离气水 因而除雾器捕获液滴的效率随烟气流速增加而增加 流速高 作用于液滴的惯性大 有利于气水分离 但当流速超过某一限值时 烟气会剥离板片上的液膜 造成二次带水 反而降低除雾器效率 另外 流速的增加使除雾器的压损增大 增大了脱硫风机的能耗 除雾器结垢和堵塞的原因 1 系统的化学过程 吸收塔循环浆液中总含有过剩的吸收剂 CaCO3 当烟气夹带的这种浆体液滴被捕集在除雾器板片上而又未被及时清除时 会继续吸收烟气中未除尽的SO2 发生CaSO3 CaSO4的反应 在除雾器板片上析出沉淀而形成垢 2 冲洗系统的设计不合理 当冲洗除雾器板面的效果不理想时会出现干区 导致产生垢和堆积物 3 冲洗水质量 如果冲洗水中不溶性固体物的含量较高 可能堵塞喷嘴和管道 如果冲洗水中Ca2 达到饱和 则会增加产生CaSO3 CaSO4的反应 导致板片结垢 4 板片设计 板片表面有复杂隆起的结垢和有较多冲洗不到的部位 会迅速发生固体物堆积现象 最终发展成堵塞通道 并越演越烈 5 板片的间距 板片间距太窄易发生固体物堆积 堵塞板间流道 除雾器冲洗系统 除雾器冲洗系统由冲洗喷嘴 冲洗水泵 管路 冲洗水自动开关阀 压力仪表 冲洗水流量计和电器控制部分组成 其作用是定期冲洗由除雾器板片捕集小液滴 固体沉积物 保持板片表面清洁 湿润 防止板片结垢和堵塞流道 另外 除雾器冲洗水还是吸收塔的主要补加水 可以起到保持吸收塔液位 调节系统水平衡的作用 氧化系统及搅拌器 氧化系统由氧化风机 氧化装置 空气分布管等组成 氧化风机的运行方式为一台运行 一台备用 通过向吸收塔浆池中鼓入氧化空气 在搅拌的作用下 将CaSO3氧化成CaSO4结晶析出生成CaSO4 2H2O 搅拌器的作用和组成 用来搅拌浆液 防止浆液沉淀的设备 由轴 叶片 机械密封 变速箱 电动机组成 还有以下作用 1 使新加入的吸收剂浆液尽快分布均匀 2 避免局部脱硫反应物的浓度过高 防止石膏垢的形成 3 提高氧化效果和越来越多石膏结晶的形成 搅拌器的安装方式 1 侧进式搅拌器2 顶进式搅拌器 吸收塔主要参数 吸收塔PH 5 4 5 7吸收塔密度 1090 1150kg m3吸收塔液位 8500 9500mm除雾器压差 200Pa除雾器冲洗压力 200KPa 脱除SO2的主要化学反应 气相SO2被液相吸收 SO2 H2O H2SO3 1 H2SO3 H HSO3 2 HSO3 H SO32 3 SO2是一种极易溶于水的酸性气体 在反应式 1 中 SO2经扩散作用从气相溶入液相中 与水生成亚硫酸H2SO3 H2SO3迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO3 和H 只有当PH值较高时 HSO3 的二级电离才会产生较高浓度的SO32 反应式 1 2 都是可逆反应 要使SO2的吸收不断的进行下去 就必须中和 2 中电离产生的H 即降低吸收液的酸度 碱性吸收剂的作用就是中和H 当吸收液中的吸收剂中反应完后 如果不添加新的吸收剂或添加量不足 吸收液的酸度将迅速提高 PH值迅速下降 当SO2溶解达到饱和后 SO2的吸收就告终止 吸收剂溶解和中和反应 CaCO3 CaCO3 4 CaCO3 H HSO3 Ca2 SO32 H2O CO2 5 Ca OH 2 Ca2 2OH 6 Ca2 2OH H HSO3 Ca2 SO32 2H2O 7 SO32 H HSO3 8 上述反应步骤中关键是 4 5 6 即Ca2 得形成 这一过程包括包括固体CaCO3的溶解 其溶解速度 反应活性以及液相中H 浓度 PH值 影响中和反应速度和Ca2 的形成 氧化反应以及其它一些化合物也会影响中和反应速度 Ca OH 2是一种中强碱 溶解度和电离度远大于CaCO3 因此Ca OH 2的中和反应能够迅速完成 反应式 5 7 生成的亚硫酸根HSO3 可以进一步中和剩余的H 但反应式 8 是否发生取决于浆液的PH值 氧化反应 SO32 1 2O2 SO42 9 HSO3 1 2O2 SO42 H 10 亚硫酸的氧化是湿法石灰石FGD工艺中另一重要的反应 反应式 9 10 SO32 和HSO3 都是重要的还原剂 在痕量过渡金属 如Mn2 的催化作用下 液相中的溶解氧可将它们氧化成SO42 反应中的氧气来源于烟气中的过剩空气 在强制氧化工艺中 主要来源于喷入反应罐中的氧化空气 从烟气中洗脱的飞灰及吸收剂中的杂质提供了起催化作用的金属离子 结晶析出 Ca2 SO32 1 2H2O CaSO3 1 2H2OCa2 SO42 2H2O CaSO4 2H2O湿法FGD的最后一步是脱硫固体副产物的沉淀析出 在通常运行的PH值环境下 亚硫酸钙和硫酸钙的溶解度都较低 当中和反应产生的Ca2 SO32 以及氧化反应产生的SO42 达到一定得浓度后 这三种离子组成的难溶性化合物就将从溶液中沉淀析出 根据氧化程度的不同 沉淀物或是半水亚硫酸钙 亚硫酸钙和硫酸钙相结合的半水固溶体 二水硫酸钙 或者是固溶体与石膏的混合物 总反应式 CaCO3 1 2H2O SO2 CaSO3 1 2H2O CO2CaCO3 2H2O SO2 1 2O2 CaSO4 2H2O CO2Ca OH 2 SO2 CaSO3 1 2H2O 1 2H2OCa OH 2 SO2 1 2O2 H2O CaSO4 2H2O以上四式是湿法石灰 石灰石FGD过程的总反应式 从这些反应式中可以看出 脱除1molSO2必须消1molCaCO3或Ca OH 2 也就是说理论钙硫化学计量比 Ca S 为1 1 吸收塔中按照不同的反应可以分为三个区域 吸收区 SO2 g SO2 aq SO2 aq H2O H2SO3 HSO3 H HSO3 H SO3 氧化区 CaCO3 s CaCO3 aq CaCO3 aq H2O Ca2 HCO3 OH 中和区 SO3 1 2O2 SO4 Ca2 SO4 2H2O CaSO4 2H2O s Ca2 SO3 1 2H2O CaSO3 1 2H2O s 吸收区 吸收区主要化学反应为 SO2 H2O H2SO3 HSO3 H 部分发生的反应为 H HSO3 1 2O2 2H SO42 2H SO42 CaCO3 H2O CaSO4 2H2O CO2烟气中的SO2溶入吸收液的过程几乎全部发生在吸收区内 该区域内仅有部分HSO3 被烟气中的O2氧化成H2SO4 由于浆液和烟气在吸收区的接触时间只有数秒钟 浆液中的CaCO3仅能和部分已氧化的H2SO4和H2SO3 也就是说 吸收区浆液的CaCO3只有很少部分参加了化学反应 因此液滴的PH值随着液滴的下落急剧下降 液滴的吸收能力也随之减弱 由于吸收区上部浆液的PH值较高 浆液中HSO3 浓度很低 其接触的烟气SO2浓度已大为减少 因此容易产生CaSO3 1 2H2O 尤其在浆液PH值过高的情况下 随着吸收浆液的下落 接触的SO2浓度越来越高 不断吸收烟气中的SO2使吸收区下部的浆液PH值较低 在吸收区上部形成的CaSO3 1 2H2O可能转化为Ca HSO3 2 因此 下落到吸收区下部的浆液中含有大量的Ca HSO3 2 氧化区 氧化区的范围大致从反应罐的液面至固定氧化管网氧化装置喷嘴下方约300mm处 氧化区的主要化学反应是 H HSO3 1 2O2 2H SO42 CaCO3 2H Ca2 H2O CO2Ca2 SO42 2H2O CaSO4 2H2O过量氧化空气均匀的喷入氧化区的下部 将吸收区形成中未被氧化的HSO3 几乎全部氧化生成H 和SO42 此氧化反应的最佳PH值为4 4 5 氧化产生的H2SO4是强酸 能迅速中和洗涤浆液中剩余的CaCO3 生成溶解状态的CaSO4 当Ca2 SO42 浓度达到一定的过饱和度时 结晶析出的二水硫酸钙即石膏固体副产物 吸收浆液落入反应罐后缓缓通过氧化区 浆液中过剩CaCO3的含量也逐渐减少 当浆液到达氧化区底部时 浆液中剩余的CaCO3浓度降至最低值 从此处抽取浆液送去脱水系统 可获得较高品位的石膏副产物 对与有石膏纯度保证值要求的工艺来说 氧化区底部浆液中剩余CaCO3最高允许含量是一个重要的设计参数 也是FGD正常运行时需要检测的重要工艺变量之一 中和区 氧化区的下面被视为中和区 进人中和区的浆液中仍有未中和完的H 向中和区加入新鲜的石灰石吸收浆液 中和剩余的H 提升浆液PH值 活化浆液 使之能在下一个循环中重新吸收SO2 该区发生的主要化学反应是 CaCO3 2H Ca2 H2O CO2Ca2 SO42 2H2O CaSO4 2H2O 吸收塔系统主要保护联锁 循环泵系统的保护及联锁 循环泵的保护及联锁1 吸收塔循环泵1进口阀打开信号 10HTA10AA101ZO 丢失 延时10秒 吸收塔液位95 10HTA10AP001CT1 10HTA10AP001CT21 吸收塔循环泵1电机轴承温度 90 10HTA10AP001CT6 10HTA10AP001CT71 吸收塔循环泵1电机线圈温度 125 10HTA10AP001CT3 10HTA10AP001CT4 10HTA10AP001CT51 吸收塔循环泵1事故跳闸 10HTA10AP001ZT1 吸收塔循环泵1控制回路故障 10HTA10AP001ZF 循环泵入口电动阀的联锁保护 在吸收塔循环泵停止和吸收塔循环泵排放气动阀开启的条件下 禁止打开循环泵进水电动阀 在吸收塔循环泵运行中 禁止关闭循环泵进水电动阀 循环泵排放阀的联锁保护 吸收塔区排放坑的液位 2500mm时 该阀保护关闭 除雾器冲洗系统的保护及联锁 吸收塔液位高于9900mm 执行除雾器喷水阀强制关闭 吸收塔液位低于9200mm 保护停用的除雾器系统重新继续执行顺控启动程序 石膏排出泵的保护及联锁 1 吸收塔石膏排出泵1运行 延时45秒 出口阀 10HTG01AA602 未打开 1 吸收塔石膏排出泵1进口阀 10HTG01AA601 打开状态失去 延时10秒 1 吸收塔石膏排出泵2停运 且出口阀 10HTG02AA602 打开 1 吸收塔液位 750mm 10HTD00CL001A 10HTD00CL001B 10HTD00CL001C 2 3 1 吸收塔石膏排出泵1事故跳闸 10HTG01AP001ZT 氧化风机的保护及联锁 原烟气挡板全关 10HTF10CG111 113 2 3 10HTF10AA101ZC净烟气挡板全关 10HTF50CG111 113 2 3 10HTF50AA101ZC氧化空气母管减温后温度高于80 10HTG30CT001氧化风机轴承温度 105 10HTA40CT351 352氧化风机电机线圈温度 90 10HTA40CT355 357氧化风机电机轴承温度 90 10HTA40CT353 10HTA40CT354氧化风机事故跳闸 10HTA40AN001ZT两台氧化风机排风扇均停止 10HTA40AN002ZT 10HTA40AN003ZT 吸收塔搅拌器的保护及联锁 以1 塔为例 1 吸收塔液位 3000mm 10HTD00CL001A 10HTD00CL001B 10HTD00CL001C 2 3 1 吸收塔搅拌器1事故跳闸 10HTD00AM001ZT 石灰石浆液制备系统 石灰石浆液制备系统主要包括以下设备 石灰石卸料斗 石灰石料仓振动给料机斗式提升机称重给料机湿式球磨机再循环浆液箱 再循环浆液泵石灰石旋流器石灰石浆液箱 石灰石浆液输送泵 工艺流程 图 浆液再循环泵 供浆泵 工艺流程 粒径0 20mm的石灰石块经卡车运至脱硫 并经卸料斗 振动给料机 斗式提升机至石灰石仓储存 仓中的石灰石块再经过出料口和称重皮带给料机 进入湿式球磨机并加水研磨成固体物含量为30 左右的浆液 然后送至石灰石浆液箱 石灰石浆液输送系统主要由石灰石浆液箱 石灰石浆液输送泵等组成 主要是将来自磨机系统的石灰石浆液送往吸收塔 进入吸收塔的石灰石浆液在吸收塔浆池中溶解 通过调节进入吸收塔的石灰石浆液量或吸收塔排出浆液浓度 使吸收塔浆池PH值维持在5 4 5 7之间以保证石灰石的溶解及SO2的吸收 卧式球磨机 卧式球磨机是一种内部装有一定体积的钢球 以15 20r min旋转地圆筒形磨机 石灰石和研磨水从球磨机的一端进人 并从装有筛子的一端流出 当球磨机旋转时 球磨机内的钢球被其筒体内壁上的波纹板提升到一定得高度 然后自然落下砸在石灰石和其他钢球上 这一过程不断重复 将粗大的石灰石破碎成非常细的石灰石粉 在球磨机的出口处设置有一套与筒体旋转方向相反的螺旋挡板 使流出的钢球被重新送回球磨机 球磨机出口处设置有一个圆筒筛 其筛孔孔径较小 可以使磨制好的石灰石浆液流入石灰石浆液再循环箱 而将钢球和尺寸较大的不可磨颗粒等收集下来 送往废品回收槽中 石灰石浆液品质的控制 为了保证球磨机生产出的石灰石浆液的品质 需要采用其它一些辅助设备 称重式皮带给料机用于对被送入球磨机的石灰石进行计量 带有搅拌装置的石灰石浆液箱用于存放球磨机磨制出的浆液 在闭环运行的石灰石浆液制备系统中 通过采用再循环浆液泵 将石灰石浆液送到一组水力旋流器中 水力旋流分离器将石灰石浆液分离成含有较粗石灰石颗粒的底流和含有较细石灰石颗粒的溢流浆液 通常采用一种称为分配器的装置调节底流浆液和溢流浆液的输送地点 在闭环运行工况下 水力旋流分离器的溢流浆液通常被直接送到石灰石浆液箱 而底流浆液则被送到球磨机的进料端 石灰石浆液制备系统的联锁保护 石灰石斗式提升机系统的保护及联锁 斗式提升机电气故障 斗式提升机保护停 斗式提升机跳闸 振动给料机保护停 振动给料机电气故障 振动给料机保护停 除铁器电气故障 除铁器保护停 负压除尘系统风机电气故障 负压除尘系统风机保护停 石灰石料仓除尘器风机电气故障 该风机保护停 石灰石给料机系统的保护及联锁 1 为例 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 启动后延迟30秒 联锁下料管电动隔离阀 A0HTJ51AA002 打开 下料管气动隔离阀 A0HTJ51AA002 关闭后延迟120秒 联锁称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 停运 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 正常停运时 先执行下料管电动隔离阀关闭 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 电气故障 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 保护停 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 清扫电机故障 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 保护停 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 跳闸 湿磨机跳闸 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 保护停 石灰石浆液箱液位大于1700mm 称重式皮带给料机 A0HTL21AF001 保护停 且再循环箱入口水阀关闭 湿磨机保持运行 操作员手动将2位阀切换到再循环方式 湿式球磨机系统的保护及联锁 湿式球磨机的保护及联锁 湿磨机电机轴承温度高于80 C 湿磨机保护停运 湿磨机电机绕阻温度高于80 C 湿磨机保护停运 湿磨机主轴承温度高于60 C 湿磨机保护停运 低压润滑油泵出口油压55 浆液再循环泵均跳闸 湿磨机保护停运 湿磨机润滑油泵的保护及联锁 高压油泵 以 1高压油泵为例 1高压油泵故障 A0HTK10BP002AF 泵保护停 低压油压力0 1MPa A0HTK10CP303 停止备用泵 湿磨机再循环箱系统的保护及联锁 湿磨机再循环泵的保护及联锁 浆液再循环箱的液位低于700mm 泵保护停 运行浆液再循环泵电气故障 运行泵保护停 当备用泵的出口气动阀打开时 运行泵保护停 泵在运行 泵出口气动阀超过40秒未开 运行泵保护停 运行泵进口气动阀未开 泵保护停 湿磨机再循环箱搅拌器的保护及联锁 浆液再循环箱的液位低于1200mm 搅拌器保护停 搅拌器电气故障 搅拌器保护停 搅拌器在自动位 当浆液再循环箱的液位高于1400mm时 搅拌器自动启动 石灰石浆液箱系统的保护及联锁 石灰石浆液箱泵的保护及联锁 石灰石浆液箱的液位低于2100mm 泵保护停 石灰石浆液泵的出口压力 A0HTK34CP301 低于0 2MPa 运行泵保护停 停用泵出水气动阀关到位后启动备用泵 运行泵电气故障 运行泵保护停 当备用泵的出水气动阀打开时 运行泵保护停 泵在运行 泵出水气动阀超过40秒未开 运行泵保护停 运行泵进口气动阀未开 泵保护停 石灰石浆液泵均停 石灰石浆液给料系统保护停运 石灰石浆液缓冲箱搅拌器的保护及联锁 石灰石浆液箱的液位低于3000mm 搅拌器保护停 搅拌器电气故障 搅拌器保护停 搅拌器在自动位 当石灰石浆液箱的液位高于3400mm时 搅拌器自动启动 石膏脱水系统 石膏脱水系统中的主要设备包括 石膏排出泵 石膏旋流器 水环式真空泵 真空皮带脱水机 滤液泵 滤布冲洗水泵 滤液箱 废水箱 石膏仓以及有关的管路 阀门 仪表等 石膏脱水系统的作用 1 分离循环浆液中的石膏 将循环浆液中的大部分石灰石和小颗粒石膏输送回吸收塔 2 将吸收塔排出的合格的石膏浆液脱水 副产品石膏中游离水含量为40 60 真空皮带脱水后石膏的游离水的含量为10 左右 3 分离并排放出部分化学污水 以降低系统中有害离子浓度 脱水石膏品质要求 1 含水率 10 2 石膏纯度 90 95 3 氯离子含量 0 01 4 石膏结晶颗粒 粗颗粒5 平均颗粒粒径 60 通过32um6 低重金属含量 7 易脱水 一级石膏浆液脱水系统 一级石膏浆液脱水系统也称初级旋流分离系统 石膏泵出口管道上设有石膏浆液密度计 当排出的浆液密度小于1138kg m3时 通过再循环调节门返回石膏溢流箱 由石膏溢流浆液泵送回吸收塔 当排出浆液的密度大于1138kg m3时 进人石膏浆液供浆集箱 由出口支管平均分配到对应的旋流器 进行粗细浆液分离 浓缩出的大石膏颗粒浆液从旋流器底流排出 含固量40 60 溢流进人回收水箱 循环使用 一级石膏浆液脱水系统的作用 1 提高浆液固体物浓度 减少二级脱水设备处理浆液的体积 进人二级脱水设备的含固量高 有助于提高石膏饼的产出率 2 用分离出来的部分浆液浓度和稀浆来调整吸收塔反应罐浆液浓度 使之保持稳定 3 分离浆液中飞灰和未反应的细颗粒石灰石 提高石灰石利用率和石膏的品味 4 向系统外排放一定量的废水 控制浆液中的Cl 浓度 5 回收获得的含固量较低的回收水 用来制备浆液和调节吸收塔液位 旋流器的工作原理 旋流器是利用离心力分离和浓缩浆液的装置 带压浆液从旋流器的入口切向进入旋流腔后产生高速旋转运动 由于内外筒体及顶盖限制 浆液在其间形成一股自上而下外旋流 在旋流过程中 密度大的携带附着水的固体颗粒受离心力的作用 大部分被甩向筒壁失去能量沿壁滑下 这样 浓相浆液就由底流口排出 而密度小的颗粒向轴线方向运动 并在轴线中心形成一股自下而上的内旋流 经溢流管向外排出稀液 这样就达到了两相分离的效果 二级石膏浆液脱水系统 二级石膏脱水系统也称为真空皮带脱水系统 石膏浆液借助给料分配系统均匀分布在真空皮带机上 浆液通过皮带机滤带上的横向沟槽 透过滤布流向滤带中央的排液孔 汇集在真空室内并输送出去 真空室借助柔性真空密封软管与滤液汇流管相连接 一台水环式真空泵与真空室相接 一台水环式真空泵与真空室相接 并使真空室形成要求的负压 一定量的空气和滤液一起被带入真空室 并从真空室向真空泵方向流动 在滤液汇流管之后 真空泵的上游装有气液分离器 使滤液和带入的空气分离 分离出的滤液借助重力通过管道流入滤液罐或过滤水地坑 滤出的空气则通过真空排至大气 真空泵内汇集的水被送至滤布冲洗水箱 滤布携带的石膏通过真空室 其运动速度将随供浆量的变化来调整 使滤饼的厚度基本保持恒定值 真空皮带脱水机系统启动 真空皮带脱水机系统启动条件 1 真空皮带脱水机无皮带左走偏报警 A0HTG10CG0011 真空皮带脱水机无皮带右走偏报警 A0HTG10CG0021 真空皮带脱水机无滤布左走偏报警 A0HTG10CG0031 真空皮带脱水机无滤布右走偏报警 A0HTG10CG0041 真空皮带脱水机无滤布左张紧报警 A0HTG10CG0051 真空皮带脱水机无滤布右张紧报警 A0HTG10CG0061 真空皮带脱水机气水分离器液位无高报警 A0HTG10CL3011 真空皮带脱水机滤布冲洗水箱液位无低报警 A0HTG30CL3011 真空皮带脱水机真空泵密封水阀全关 A0HTP22AA601ZC1 脱水机滤布冲洗泵1 2均停止 A0HTG31AP001ZD A0HTG32AP001ZD1 脱水机滤布冲洗泵1 2有至少一台无事故跳闸信号 A0HTG31AP001ZT A0HTG32AP001ZT1 脱水机真空泵停止 A0HTG10AP001ZD1 脱水机真空泵无事故跳闸信号 A0HTG10AP001ZF1 脱水机变频器无故障 A0HTG10AT001ZF1 脱水机变频器远方控制 A0HTG10AT001LR至少1台工艺水泵在运行 A0HTP11AP001ZS A0HTP12AP001ZS 真空皮带脱水机系统的启动 真空皮带脱水机启动前检查 脱水机滤布 驱动皮带 滑道无偏斜 各支架牢固 皮带上无剩余物 皮带张紧适当 皮带和滤布托辊转动自如无卡涩现象 皮带主轮和尾轮完好 轮与带之间无异物 皮带下料处石膏清理器无偏斜 下料口清理干净 皮带进浆分配管畅通 无堵塞 滤布冲洗水 滑道冷却水 真空盒密封水管路畅通 无堵塞 真空泵 滤布冲洗水泵安装完好 管路畅通 检查调偏电动执行机构 检查托辊的位移方向正确 真空皮带脱水机启动条件 1 真空皮带脱水机无皮带左走偏报警 A0HTG10CG0011 真空皮带脱水机无皮带右走偏报警 A0HTG10CG0021 真空皮带脱水机无滤布左走偏报警 A0HTG10CG0031 真空皮带脱水机无滤布右走偏报警 A0HTG10CG0041 真空皮带脱水机无滤布左张紧报警 A0HTG10CG0051 真空皮带脱水机无滤布右张紧报警 A0HTG10CG0061 脱水机变频器无故障 A0HTG10AT001ZF1 脱水机变频器远方控制 A0HTG10AT001LR1 真空皮带脱水机滤饼厚度 30mm A0HTG10CL0011 脱水机滤布冲洗水流量低信号无 A0HTG36CF3011 脱水机滤饼冲洗水流量低信号无 A0HTG37CF3011 脱水机真空盒密封水流量低信号无 A0HTG35CF301 真空皮带脱水机顺控启动 1 提示 确认滤布 滤饼冲洗水 滑行水 密封水手动阀开启 系统提示 确认滤布 滤饼冲洗水 滑行水 密封水手动阀开启 2 启动滤布冲洗水泵1 脱水机滤布冲洗水泵1被选择的前提下 1 脱水机滤布冲洗水泵1运行 延时10秒 A0HTG31AP001ZS1 脱水机滤布冲洗水流量低信号无 A0HTG36CF3011 脱水机滤饼冲洗水流量低信号无 A0HTG37CF3011 脱水机真空盒密封水流量低信号无 A0HTG35CF3013 启动皮带机变频器打开变频器开始速设定点50 指令 1 真空皮带脱水机变频器运行 A0HTG10AT001MS4 打开真空泵密封水阀1 真空皮带脱水机真空泵密封水阀全开 延时3秒 A0HTP22AA601VO真空泵密封水流量低信号无 A0HTP22CF3015 启动真空泵1 真空皮带脱水机真空泵运行 延时15秒 A0HTG10A