石灰石-石膏法烟气脱硫技术及研究.doc

石灰石-石膏法烟气脱硫技术及研究河北化工医药职业技术学院毕业论文石灰石-石膏法脱硫技术及研究 姓 名 代会婷 专业班级 应用化工技术1006班 学 号 05 指导教师 尤彩霞 成 绩 石灰石-石膏法烟气脱硫技术及研究摘要随着人们生活水平的逐步提高经济的高速发展，大气污染问题日益突出，烟气治理技术的研究与开发将越来越显得紧迫，人们一直在寻求技术上可行、经济上可取的科学处理方法。烟气治理是一个综合性社会治理工程，是一项保护资源、节约资源的崇高事业，具有较高的经济效益和社会效益，应根据中国的国情建立完善的标准和规范体系，国家要从政策上给予扶持，从各个方面推进标准化建立烟气治理系列技术规范，保证其高起点、高标准和规范化发展。本论文分析了传统石灰石-石膏法脱硫技术的原理、特点以及运行中存在的问题；介绍了国外几项先进技术研究进展的情况；结合国情提出了几点建议。关键词：烟气 ，工艺，石灰石，石膏，脱硫，二氧化硫目录前言第一章绪论第二章.石灰-石膏湿法烟气脱硫技术特点第一节.系统基本工艺流程第二节脱硫过程主反应第三节主要工艺系统设备及功能第三章运行中问题第一节吸收塔系统原因分析第二节烟风系统原因分析第三节脱硫系统的腐蚀与防腐第四节石灰石制备系统原因分析第五节石膏脱水系统原因分析第六节运行中节能问题第七节系统设计运行中的几个重要参数第四章.石灰-石膏湿法烟气脱硫技术的现状与发展趋势第一节几项新技术第二节优化双循环湿式洗涤工艺（DLWS）第三节几点建议参考文献致谢前言随着大气污染问题突出、烟气脱硫技术的不断发展及其实际应用,石灰石-石膏法烟气脱硫越来越受到世界各国、各地区的重视,各国都在加紧研究开发较低成本的烟气脱硫技术。烟气脱硫,是现实发展的正确选择,是实现资源可持续利用、保障沿海地区经济社会可持续发展的重要措施,具有重大的现实意义和战略意义。随着科学技术的进步，烟气脱硫技术也不断提高。新技术的运用，相关设备性能提高，将降低脱硫设备投资成本和运行成本。大型机组采用湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术，其高脱硫效率是目前解决环保压力的最佳出路。我们必须大力加强脱硫技术的国产化及创新，并给与优惠政策，鼓励此技术的推广。第一章绪论烟气脱硫是控制火电厂SO2污染的重要措施,随着近年来我国经济的飞速发展,电力供应不足的矛盾日益突出,国家在积极建设电厂的同时充分注意火电厂 烟气排放带来的严重环境污染问题,相继制订了火电厂相关政策法规,积极推动 火电厂安装烟气脱硫设施,如 2000年9月1日开始实施的新中华人民共和国大气污染防治法第30条规定: 新建或扩建排放二氧化硫的火电厂和其他大中型企业超过规定的污染物排放标准或者总量控制指标的,必须建设配套脱硫。除尘装置或者采取其他控制二氧化硫排放,除尘的措施在酸雨控制区和二氧化硫污染控制区内,属于已建企业超过规定的污染物排放标准排放大气污染物的依照本法第四十八条的规定限期治理。 据相关研究表明在目前国内外开发出的上百种脱硫技术中,石灰石石膏法烟气脱硫是我国火电厂大中型机组烟气脱硫改造的首选方案。 随着重庆珞璜电厂引进日本三菱重工的两套湿式石灰石石膏法烟气脱硫技术和设备, 国华北京热电厂半山电厂和太原第一热电厂等都相继采用了石灰石石膏法脱硫。 该法脱硫率高,运行工况稳定,为当地带来了良好的环境经济效应。在这些运行经验基础上其它火电厂也加快了脱硫工程改造步伐, 石灰石-石膏法脱硫工艺往往成了大多数电厂的脱硫首选方案。第二章.石灰-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 MW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，有利于地区和电厂实行总量控制；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，经济效益显著等。第一节.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。 石灰石（石灰）/石膏湿法脱硫工艺流程图第二节脱硫过程主反应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 CaSO3（1/2H2O） 结晶 5） CaSO4 + 2H2O CaSO4 +2H2O 结晶6） CaSO3 + H2SO3 Ca(HSO3)2 第三节脱硫系统的腐蚀与防腐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：（湿磨时用）磨机、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。第三章运行中问题第一节吸收塔系统原因分析3.1.1石灰石石膏系统中吸收塔的结垢问题1.结垢机理 1）石膏终产物超过了悬浮液的吸收极限，石膏就会以晶体的形式开始沉积， 当相对饱和浓度达到一定值时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行 生长，当饱和度达到更高值时，就会形成晶核，同时，晶体也会在其它各种物体 表面上生长，导致吸收塔内壁结垢。2）吸收液 pH 值的剧烈变化，低pH 值时，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出，产生硬垢。而高 pH 值亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢。在碱性 pH 值运行会产生碳酸钙硬垢。2.解决办法 1）运行控制溶液中石膏过饱和度最大不超过 130。2）选择合理的pH值运行，尤其避免运行中pH值的急剧变化。 3）向吸收液中加入二水硫酸钙或亚硫酸钙晶种，以提供足够的沉积表面，使溶解盐优先沉积在表面，而减少向设备表面的沉积和增长。 4）向吸收液中加入添加剂如：镁离子、乙二酸。乙二酸可以起到缓冲 pH 值的作用，抑制二氧化硫溶解，加速液相传质，提高石灰石的利用率。镁离子的加入生成了溶解度大的 MgCO3，增加了亚硫酸根离子的活度，降低了钙离子浓度， 使系统在未饱和状态下运行，以防止结垢。另外，氢氧化镁或碳酸镁的溶解度远 较石灰石大，所以设计中为了降低液气比，采用石灰石中添加氢氧化镁或碳酸镁，称加强镁石灰石石膏法。在当地镁盐产量丰富的情况下，是有很大优势的，其效果高于传统石灰石石膏法。3.1.2机械密封环损坏浆液含固量较高的脱硫泵运行中几乎都出现机械密封环损坏，而且外方提供的备品价格昂贵，无法适应长期运行要求，分析认为一是设备在运行中没有加以控制浆液介质的密度，二是启动和停止过程中操作不规范，特别离心式脱硫泵一般安装在浆罐的低部，压力大，浆液含固体沉积在密封环压簧处，机械密封环材质比较脆，转动时挤压摩擦容易损坏。我们采取了加装密封环冲洗水、延长冲洗时间和启动前注水方法，效果有明显改善。同时将进口备品配件逐步改为国产化，降低成本以达到节能要求。3.1.3除雾器冲洗门泄漏除雾器冲洗门设计为气动门，运行中由于调整频繁，经常发生漏泄或膜片损坏造成除雾器冲洗程序停止，曾经有过5只阀门同时泄漏，造成吸收塔液位一时无法控制，为了保证系统的正常运行，除将部分冲洗阀更换外，还要求运行人员适当关小除雾器冲洗管道上的手动阀，控制一定的流量和压力，缩短除雾器冲洗简短时间，情况有所好转，但是对除雾器材质结灰的冲洗能力可能会受影响。3.1.4吸收塔PH运行恶化烟气中二氧化硫主要在吸收塔被CaCO3吸收，氢离子起着中和平衡的重要作用，氢离子浓度或PH值是个关键值，当吸收塔内浆液PH值过低时，吸收速度下降，导致浆液失去吸收能力。PH值过高时，对SO2的吸收效果好。随着CaCO3的供给量不断增加，吸收塔内的CI离子、飞灰含量、镁、氟等影响石灰石吸收的化学成分增加，石灰石溶解能力开始下降，逐渐失去吸收SO2的能力，使PH值异常下降，即使长时间的补充石灰石浆液也无效，最终导致系统操作恶化，这种情况一般发生在脱水系统长时间不运行。针对此特性，我们采取了吸收塔浆液置换方式，吸收塔正常运行液位7米，处理时将一部分浆液直接排放到事故浆液箱，同时多投几组旋流子，加大脱水机供浆流量制成石膏，当液位达到5米左右，增大吸收塔补水量，运行一段时间后PH值明显上升，各项运行参数趋于正常。3.1.5浆液泵运行方式脱硫离心泵、自吸泵设计运行方式为一运一备用，控制逻辑为备用泵停运冲洗结束后排放门关闭，再次注水保养，DCS控制为自动状态，运行一段时间后发现备用泵经常堵塞，更为严重的是冬季由于泵壳里的浆液不流动造成泵体结冰、冻裂，备用泵无法正常启动，根本没有起到备用的作用。分析认为，离心式浆液泵入口在箱罐的低部，浆液含固量高，泵停止运行后由于浆液的沉淀、凝固，短时间内根本无法冲洗干净，极有可能发生堵塞，为此，我们改变了泵投运自动控制程序，将运行泵由自动改为手动备用，即在一台泵运行时，将备用泵入口门关闭，泵体内浆液放空，冲洗干净，运行一段时间后，未再发生泵堵塞和冬季冻结现象。第二节烟风系统原因分析3.2.1 烟气档板门密封 原、净烟气档板密封风机的运行方式为在脱硫正常运行时处在关闭状态，停运时开启，对挡板起到密封烟气的作用，但是由于该挡板受烟气腐蚀易沉积酸水，起不到密封烟气的作用，也易造成酸水倒灌到风机管道，腐蚀损坏挡板风机。所以我们在外方的支持下，待机组检修过程中将烟气档板拆下后认真分析，认为原因是挡板门受烟气中酸水影响，稍有沉积就会造成腐蚀，决定在挡板门的低部安装疏水管道，定期进行疏水，运行几年来从未发生挡板门腐蚀卡涩、酸水倒灌现象。3.2.2 PH仪、二氧化硫分析仪等控制仪表失灵脱硫系统的重要仪表涉及到控制的投入，在脱硫系统运行中曾发生PH仪测量数据误差大现象，无法控制石灰石浆液的供给量，只能通过运行人员每班取样送到化学部门检测运行，分析原因可能是PH长时间运行，弯管等处出现结垢，使PH仪自动冲洗效果无法保证造成。另外烟气进出口二氧化硫分析仪（CEMS）也发生过压缩空气带水、过滤层进水堵塞、烟气测量皮管腐蚀损坏、管道结垢等问题，对正常运行及调整带来不便。3.2.3 GGH换热面的阻力旁路挡板门关闭全烟气脱硫运行中，增压风机导叶开度98%时入口压力时常出现正压情况，GGH差压上升到1.0Kpa，对机组安全运行构成了一定的威胁。针对这种情况，我们利用脱硫系统停运期间联系厂家，一方面对增压风机的导叶角度进行重新校核，适当增加出力，另一方面改变GGH在线吹扫运行方式、加大GGH离线大流量冲洗水次数、同时联合厂家技术人员在保证烟囱出口排放温度大于80前提下，取掉一定面积的脱碳钢镀搪瓷换热元件适当提高GGH烟气通流面积，减少增压风机的阻力，启动后增压风机入口压力能够稳定在-0.28MPa负压运行，GGH差压减低到0.65KPa，有明显好转，目前正在进一步观察效果。3.2.4 GGH高压冲洗水泵的控制脱硫运行中GGH压差升高，运行人员启动高压水泵运行几分钟后，DCS画面跳闸报警，现场检查无任何异常，画面显示工艺水箱液位1.8米低报警信号，高压冲洗泵启动前工艺水箱液位2.2米，分析是工艺水箱液位跳闸设定值过高，根据高压水泵补水入口门安装在工艺水箱较低部，我们要求热控人员重新设定工艺水箱高压水泵的液位保护定值。第三节脱硫系统的腐蚀与防腐3.3.1腐蚀机理1）烟气中的 SO2、HCl、HF等酸性气体在与液体接触时，生成相应的酸液，其SO32、Cl、SO42对金属有很强的腐蚀性，对防腐内衬亦有很强的扩散渗透破 坏作用。 2）金属表面与水及电解质形成电化学腐蚀，在焊缝处比较明显。3）结晶腐蚀，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，当系统停运后，吸收塔内逐渐变干，溶液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶， 随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，尤其是带结晶水的盐在干湿交替作用 下，体积膨胀高达几十倍，应力更大，导致严重的剥离损坏。4）环境温度的影响。由于 GGH 故障或循环液系统故障，导致塔内烟温升高，其防腐材料的许用应力随温度升高而急剧降低。温度急剧变化，由于防腐内衬与基体的膨胀系数不同，导致不同步的膨胀，因应力使内衬粘接强度下降。由于温度的上升，降低了内衬材料的耐腐蚀性和抗渗透性，加速了内衬老化，由于防腐 内衬施工中存在如气泡、裂纹等缺陷，受热应力作用迅速发展，介质渗透进去后 又起到了加速作用。 5）浆液中由于含有固态物，落下时对塔内物质有一定的冲刷作用，特别是对于塔内的凸出物区。3.3.2防腐技术1）合理控制 pH 值。2）选择合理的 FGD 烟气入口温度，并选择与之相配套的防腐内衬，选择与入口烟温，塔内设计温度不相匹配的内衬材料是致命的错误。3）严格把握防腐内衬的施工质量。 4）由于吸收塔一般现场制作，必须在吸收塔制作过程中保证焊口满焊，焊缝光滑平整无缺陷，内支撑件及框架不能用角钢、槽钢、工字钢，应用圆钢、方 钢为主，外接管不能用焊接，要用法兰连接。 5）选择合理的防腐材料。对于静态设备的防腐，主要有两种，第一种在炭钢本体衬防腐材料，第二种利用耐腐蚀的合金材料。第四节石灰石制备系统原因分析3.4.1 石灰石粉结块石灰石磨制系统投运以来，石灰石给料机、石灰石给粉机经常会堵塞，使制粉设备间污染严重。特别是在夏季雷雨季节发现#2石灰石粉仓给粉机频繁断粉，检查是由于部分结饼的大粉块落入给粉机上方口，造成给粉机堵塞，石灰石制浆系统无法正常运行。分析认为#2粉仓顶部存在密封不严情况，雨水进入石灰石粉仓内引起结块。因此，首先将#1石灰石浆液罐的部分浆液打至#2石灰石浆液罐，满足#6、7脱硫系统的运行，同时对2个粉仓顶进行封堵，加装防雨罩，并将#2粉仓给粉机上口的垂直下料直管改造成喇叭口，装防滑板。其次调整粉仓流化风机的压力，以保证粉仓内流化板上石灰石粉形成流化状态，投入运行后效果较好，彻底解决了堵粉问题。3.4.2 球磨机内筒损坏脱硫石灰石浆液制备系统配置二台干式球磨机，投入运行后，先后出现了磨机出口、选粉机堵塞等问题，分析是球磨机内隔栅损坏，钢锻泄漏堵塞到磨机出口、选粉机等处，造成选粉机电流异常增大，虽然先后采取了加固磨机隔栅、解体选粉机清理等措施，但由于磨机运行中钢球的撞击、挤压，使出口隔栅频繁损坏，仍造成部分遗漏的钢锻影响选粉机正常运行。第五节石膏脱水系统原因分析3.5.1真空泵结垢石膏脱水皮带机，依靠真空泵将石膏浆液中的水份吸出，达到石膏脱水的目的，含水率10%。因设计方对真空泵的密封水水温有要求，故取用主机提供的深井水作为密封水补充，运行一段时间后发现真空泵电流频繁超标跳闸，为了找出根本原因，解体检查发现泵体内部结垢。分析可能是深井水含钙离子高原因，投用真空泵密封水加酸装置，但没有明显效果，而且出现泵体内部腐蚀现象，最后决定试用脱硫工艺水作为真空泵密封水补充，取消加酸装置，经过真空泵多次解体维护没有发现有任何问题。3.5.2脱水皮带、滤布跑偏日方提供的真空脱水皮带机是间断性运行工作，在真空泵的作用下，形成真空负压脱水皮带停止走动，真空破坏时皮带机行走，同时对滤布进行喷射冲洗。运行中时常出现跑偏报警信号，脱水系统跳闸，严重影响脱水系统正常运行。分析原因可能一是石膏旋流子内部磨损或浆液分配不均，使滤布受力不均，在行走中产生位移。二是脱水滤布冲洗水喷嘴堵塞，冲洗不净，使脱水皮带机下口的托棍带有浆液黏附，产生打滑跑偏。三是脱水皮带或滤布在接头处对接不好，产生错位等影响脱水皮带机正常工作的因素。真空皮带机安装自动纠偏装置，运行中选择定期冲洗托棍可以帮助改善跑偏现象。3.5.3滤液水恶化根据吸收塔石膏浆液密度投入脱水系统运行，滤液水随滤液地坑液位设定值自动排入吸收塔或自循环，运行一段时间发现滤液水浊度升高，吸收塔参数也无法控制，系统恶化，各项指标居高不下。为此，我们立即停止滤液系统运行，查找原因并咨询外方专家，分析认为脱硫系统随炉检修周期过长，吸收塔内浆液长期停滞，脱水后固体含量高的浆液活性降低，影响二氧化硫的吸收。根据外方经验，我们采取了滤液水系统改造，当滤液水指标达不到要求时直接排放到灰场，正常后重新回到吸收塔利用，目前滤液水的经济运行还在探索中。第六节运行中节能问题3.优化运行方式(1)吸收塔浆液循环泵是脱硫系统耗电功率巨大的6kV设备之一，可以通过尽量减少浆液循环泵的投运时间和投运台数来实现节约厂用电。在满负荷的状态下才全部投运3台浆液循环泵。在正常运行过程中，也可以视系统负荷的实际情况，相应减少浆液循环泵的投运台数。 (2)由于净烟气的复杂性GGH经常出现堵灰或较为严重的结垢现象。结垢会引起能耗增加，如果结垢严重可能造成增压风机喘振。GGH结垢后、烟气通流面积减小，阻力增大。换热面结垢后表面粗糙度增大，也使阻力增大。因此在FGD系统加装GGH装置，GG H的设计本身应布有合理的冲洗装置，从而解决大部分的堵灰、结垢问题。在一般情况下，采用过热蒸汽吹扫或压缩空气进行吹扫，能消除一般情况下所形成的GGH堵灰。GGH还要设计在异常情况下形成严重堵灰时的清理方式 高压水冲洗装置或乙炔弱爆炸吹扫。通过严格控制GGH的差压来达到节能效益。(3)控制好石灰石的品质。石灰石进料品质差会造成石膏含水超标。浆液中存在很多不溶的杂质，必然使石膏纯度降低，正常杂质应控制在5%以下。同时在发现球磨机电流有下降趋势时及时检查或加装钢球，利于节能。其次，在脱水系统中调整真空泵的运行参数也是一项有效的节能措施。调整方法结合真空泵密封水流量、真空皮带的频率、真空泵电流、真空度和石膏厚度通社调整真空泵密封水流和赏空皮带的频率来降低真空泵运行电流，也能降低部分厂用电。(4)物料平衡控制应恰到好处。在保证脱硫率的前提下，严格控制吸收塔液位和石膏浆液的pH值，优化脱硫运行方式，减少石灰石耗量，降低运行成本;维持合理的石灰石浆液密度。减少供浆管道系统的磨损，从而降低维护费用。调整吸收塔pH值在5.0-5.5之间，pH值过高时，部分CaCO3未经反应直接排到石膏浆液中，造成石灰石浪费。控制石膏排放浓度在11101080kg/m3之间，如果浓度过低容易把石灰石排到石膏中; 浓度过高将增大浆液循环泵和扰动泵等设备负荷。因而通过保证石灰石的充分反应和吸收塔循环泵的稳定运行来降低石灰石的消耗量及吸收塔循环泵的耗电量。（5）在正常运行过程中尽量保持事故浆液箱的液位在零位，从而减少事故浆液扰动泵的运行时间，降低厂用电。其次是在系统停运之前，各个箱、罐、排水坑里的滤液水全部打到吸收塔充分利用，在停运后再由吸收塔排到事故浆液箱储存备用，然后把吸收塔和各箱、罐冲洗干净。剩余的石灰石浆液和滤液水得到充分利用，避免浪费。3.6.2消除设备缺陷降低设备运行损耗(1)事故浆液箱在脱硫系统中期停运和大修长期停运过程中起到储存检修吸收塔和地坑浆液的作用。如果事故浆液箱或事故浆液扰动泵不能正常使用，将造成吸收塔和各个箱、罐内的石灰石浆液及滤液水不能顺利排放、储存，使吸收塔和各箱、罐内的液位不能降低致使氧化风机和扰动泵长期运行以及石灰石浆液、滤液水被氧化不能充分回收再利用，既增加了石灰石的消耗，又造成厂用电的浪费。(2)湿磨机浆液循环箱再循环泵出力不足及相关管道和旋流站存在堵塞问题。降低了湿磨机的出力。此时，可以通过加强对浆液循环箱再循环泵的检修力度，提高泵的出力并及时清除管道和旋流站的堵塞，满足2个石灰石浆液旋流子正常运行的需要，来提高湿磨机的制浆效率。各排水坑泵由于设计以及输送介质浓度大等原因。经常使叶轮卡死或者人口管道堵塞。致使各排水坑中的浆液得不到正常排放，排水坑经常因为液位超高而溢流。既浪费浆液又影响了环境。(3)烟气流量，原烟气和净烟气CO2浓度 ，石膏浆液浓度、pH值以及各台浆液泵的出口压力等参数经常发生故障。防碍运行人员正常运行操作，从而影响脱硫系统的高效、经济运行。第七节系统设计运行中的几个重要参数3.7.1吸收液的 pH 值从二氧化硫的吸收来讲，高的pH值有利于二氧化硫的吸收，pH值6时， 二氧化硫吸收效果最佳，但此时，亚硫酸钙的氧化和石灰石的溶解受到严重抑制， 产品中出现大量难以脱水的亚硫酸钙，石灰石颗粒，石灰石的利用率下降，运行成本提高，石膏综合利用难以实现，并且易发生结垢，堵塞现象。而低的 pH 值 有利于亚硫酸钙的氧化，石灰石溶解度增加，按一定比例鼓入空气，亚硫酸钙几 乎可以全部得到就地氧化，石灰石的利用率也有提高，原料成本降低，石膏的品 质得到保证。但低的pH 值使二氧化硫的吸收受到抑制，脱硫效率大大降低，当 pH4时，二氧化硫的吸收几乎无法进行，且吸收液呈酸性，对设备也有腐蚀。 3.7.2 液气比液气比也是设计中的一个重要参数，它在数字上就是石灰石石膏法脱硫系统操作线的斜率。它决定了石灰石的耗量，由于石灰石石膏法中二氧化硫的吸 收过程是气膜控制过程，相应的液气比的增大，代表了气液接触的机率增加，脱硫率相应增大。但二氧化硫与吸收液有一个气液平衡，液气比超过一定值后，脱硫率将不在增加。此时，由于液气比的提高而带来的问题却显得突出，出口烟气的雾沫夹带增加，给后续设备和烟道带来玷污和腐蚀；循环液量的增大带来的系统设计功率及运行电耗的增加，运行成本提高较快，所以，在保证一定的脱硫率的前提下，可以尽量采用较小的液气比。 3.7.3 系统传质性能系统传质性能越好，系统的脱硫率就越高。系统传质系数与物系、填料、操 作温度、压力、溶质浓度、气、液、固三者的接触程度有关。选择合理的吸收塔， 提高烟气流速，有利于提高系统传质速率，减少传质阻力，在优化脱硫效率的同 时，还能降低投资成本，降低运行成本。3.7.4 石灰石粒度参与反应的石灰石颗粒越细，在一定的质量下，其表面积越大， 反应越充分，吸收速率越快，石灰石的利用率越高，但在使用同样的研磨系统前提下，石灰石 出料粒度越细，研磨系统消耗的功率及电耗越大。所以在选择石灰石粒度时，应找到反应效果与电耗的最佳结合点。 3.7.5 Cl 含量氯离子含量虽然很小，但对脱硫系统有着重大的影响。首先由于SO2、SOH2SO4、HCl 在吸收塔中很快与碱性物发生反应，生成硫酸钙和氯化钙，由于硫酸钙几乎不溶于水，SO4浓度非常小，可以忽略不计，相比之下，氯化钙极易溶于水所以Cl的浓度相对较大，其腐蚀影响就比 SO42大得多，如果 Cl没有被及时排除，降低浓度，将造成很大的腐蚀破坏。Cl在脱硫系统中是引起金属腐蚀和 应力腐蚀的重要原因， Cl含量超过 20 000106 时，当不锈钢已不能正常使用，需要用氯丁橡胶玻璃鳞片做内衬。当Cl浓度超过60000106 时，则需更换昂贵的防腐材料。其次，氯离子还能抑制吸收塔内的化学反应，改变pH值，降低SO42去除率；消耗石灰石等吸收剂；氯化物又抑制吸收剂的溶解；由于抑制了石灰石的溶解，使石膏中的石灰石含量增加，而工业要求较高品质的石膏中石灰石含量不超过 2。Cl含量增加引起石膏脱水困难，使其含水量大于10Cl含量增加严重降低石膏品质，因为工业上对石膏中的 Cl含量有严格的要求，Cl超标使石膏 板不能成型，综合利用困难。氯化物的增加，使吸收液中不参加反应的惰性物质增加，浆液的利用率下降，要达到预想的脱硫率，就得增加溶液和溶质，这就使得循环系统电耗增加。综合而言，氯在系统中主要以氯化钙形式存在，去除困难，影响脱硫效率，后续处理工艺复杂，设计工艺中必须充分考虑其影响。第四章.石灰-石膏湿法烟气脱硫技术的现状与发展趋势第一节几项新技术下面介绍几个在传统石灰石石膏法基础上发展起来的几项新技术， 其在国 外都有成功的应用，但在国内尚未有业绩。4.1.1 加装托盘美国在空塔的基础上，为提高空塔脱硫率，在空塔上部加装了托盘，托盘上 开孔，开孔率3050，喷嘴喷出的浆液喷到托盘上，而烟气由下向上从托盘孔中均匀地通过，通过试验数据表明，使用托盘可以使烟气分布均匀，最重要的是，它可以增大气液接触面积，进而降低了液气比，节约了功率及电耗。6500 MW 容量，其配套的FGD入口二氧化硫浓度1. 80010-3，脱硫率90，吸收剂为石灰石的条件下，采用托盘与不采用托盘的系统做了一个比较，前者液气比降低了 27，总功率降低了710 kW。试验中其喷嘴为碳化硅，托盘采用合金多孔托盘。 4.1.2 LS2 系统由ABB公司在传统的空塔技术上发展起来的，其核心技术就是采用了较高的烟气流速，同时，为了消除高烟气流速带来的问题，保持和提高脱硫率，又采用了独特的喷嘴布置，新型的除雾器；超细的石灰石粒度。LS2 系统代表了先进的紧凑的高效的湿法脱硫工艺，ABB 公司称，总体上，LS2 系统与目前其它最先进的相同容量的湿法脱硫工艺相比，可节约大约1530的总投资，降低1020的电耗，工期也得到缩短（在美国俄亥俄州的一个电厂中，LS2 系统示范工程，处理 500 MW 容量的锅炉烟气，从设计开始到投产时间为22个月）。可以总结 LS2 系统成本的下降主要得益于以下几点：吸收塔尺寸的减少；传质阻力的减少；吸收液总量的减少；石灰石的利用率提高；取得更细的石灰石颗粒的同时，却大大降低了系统总电耗。 4.1.3 CT121系统 由日本千代田公司开发的第二代烟气脱硫系统，又称千代田工艺。其核心技术是喷泡塔（喷射式鼓泡反应塔GBR）其工作过程如下：烟气从引风机进入反应塔，经过垂直的烟气分配器以一定的压力进入浆液，形成一定高度的喷射气泡层，在浆液上层进行气液传质，吸收二氧化硫与粉尘。二氧化硫与碳酸钙生成亚硫酸钙，同时，按一定比例向塔内注入空气，亚硫酸钙被氧化成硫酸钙，洁净烟气经除雾器排入烟囱，石灰石浆液直接用泵泵入反应塔，当浆液浓度达 30 时，引入脱水机脱水得二水硫酸钙。 该工艺对于烟气不需降温，所以可以省去昂贵且易腐蚀的烟气加热器，脱硫 和除尘同时进行，效果都很好，碳酸钙利用率高达99，对负荷适应性强，最值得强调的是：控制系统十分简单。 该系统运行调整参数如下：通过调整反应塔的烟气压力损失及塔内浆液的 pH 值来控制脱硫率；改变石灰石浆液液面调整反应塔压力损失，液面高度增加， 脱硫率也随之增加。缺点：吸收过程中由于压力阻力较大，动力消耗相对较大；烟气由于从液体 中涌出，烟温很低，烟气再热系统消耗的能量也较大；由于在低 pH 值下运行，设备需做耐酸防腐。第二节优化双循环湿式洗涤工艺（DLWS）简单的说，就是单塔两段法，其设计依据为：石灰石的溶解，亚硫酸钙的氧化跟二氧化硫的吸收是一个矛盾的过程，其所需的pH环境不同，石灰石的溶解和亚硫酸钙的氧化需要较低的 pH 值，当pH值约为 4 时，其效果达到最佳，当 pH 值约为6时，石灰石的溶解和亚硫酸钙的氧化难以进行；二氧化硫的吸收环境需要高的pH值，当 pH 值约为6时，其吸收效果达到最佳，当pH值约为4时，二氧化硫的吸收几乎不能进行。总结 DLWS 系统的特点如下： 1）冷却池的低pH值运行状态有利于提高石灰石的利用率，并使亚硫酸盐几乎就地氧化。 2）上循环的较高pH值保证了二氧化硫的高吸收率。3）烟气中的HCl和HF几乎在冷却循环中被完全去除，可以将具有腐蚀的氯化物限制在洗涤器下部很小的范围内。4）浆液内的pH值几乎不随烟气中的二氧化硫的浓度波动而变化。5）吸收循环中的氯化物很低，大约只有冷却池循环的十分之一，保证了二氧化硫的吸收率，大大降低了吸收段材料的防腐要求。 6）上循环中含有过量的石灰石（大约过量 20）及形成的碳酸氢钙在反应 过程中具有良好的缓冲效果， 即使烟气入口浓度及流量发生较大变化也能保证高的脱硫效率及稳定操作。7）由于系统能自动控制在最佳的pH 值范围内，不随气流及二氧化硫负荷变化的影响，故控制系统能比较简单。8）由于冷却循环pH 较低，在一定去除水平下对石灰石的粒径要求可以放宽，大约可以节约40左右的用于研磨石灰石的能量。9）在同一个塔中将两个区域分开，使各个过程都保持最佳的化学条件，这 种设计具有很大的经济优势，也是双循环脱硫工艺可同时获得较高脱硫效率和优 质商品石膏。 10）集液斗有导流板，导流板的设计使得塔内气流分布均匀，气液接触良好，减少了死角和涡流现象，提高了塔的空间利用率，使塔高降低。11）由于上部回路 pH 高，在事故性雾沫夹带时，气流中含有的雾滴 pH 高，且有过量的石灰石，故对塔以后的设备（包括脱硫风机）及管道腐蚀很小。12）由于上下回路分开，液体分流使系统所需的事故浆池体积大为减少降低了造价。第三节几点建议4.3.1脱硫设备国产化以降低脱硫成本脱硫设备国产化是降低设备造价的根本出路。首先对国外转让技术进行消化吸收。如日本千代田公司CT-121工艺（即JBR鼓泡式反应器，将SO2的吸收、氧化、中和、结晶，以及除尘等合并到一个单独的气相液相固相反应器中）、德国斯坦米勒公司技术等，在消化吸收的基础上经过工程实践，进行标准转换和技术创新，创立了自己的品牌，特别是对目前主要依赖进口的专用设备，如大量循环浆泵、大容量氧化风机、塔内喷淋系统等，均应加大研制开发的力度，并大力脱硫除尘一体化技术。4.3.2提高脱硫工程的综合经济性工程经济性的综合评价，应综合考虑投资和安全运行即运行费用进行，包括一次投资、年运行费，以及整个系