本工程烟气脱硫工艺采用电石渣石膏法

1、电石渣是工业电石(CaC2)生产乙炔气时产生的废渣。电石渣的主要成分是Ca(OH)2，还含有CaCO3、SiO2、硫化物、镁和铁等金属的氧化物、氢氧化物等无机物以及少量有机物。据国家发展与改革委员会统计。2006年国内共生产电石2000万吨,2007国内共生产电石3000万吨,按每耗1吨电石产生废渣12吨计算，每年产生的电石渣就达4000万吨。这些废弃的电石渣不仅占用宝贵的土地资源，长时间堆放极易风干起飞灰，对周边环境及地下水污染很大，属于难以处理的工业废弃物。循环利用电石渣生产电石用石灰,电厂脱硫用石灰,汚水净化用石灰,钢厂溶剂石灰，不仅可以减少电石废渣的堆放对周边环境及地下水污染问题，而且

2、可以资源化利用电石渣中的Cao.本工程烟气脱硫工艺采用电石渣石膏法，脱硫剂为电石渣， Ca(OH)2有效含量按85%计。其中，电石渣浆由渣浆泵通过管道输送到，电石渣浆储池贮存。（1）脱硫工艺采用电石渣石膏脱硫工艺，保证脱硫工艺的先进性和可靠性；（2）脱硫装置采用一炉二塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉设计工况时的烟气量，脱硫效率按95%设计，满足环保总量控制要求、排放标准和设计指标；（3）脱硫系统不设置烟气旁路，以保证在发电机组的安全运行情况下脱硫装置100%的投入；吸收塔不影响锅炉的安全、稳定运行。脱硫不降低机组的出力，不影响锅炉效率；（4）脱硫系统配置pH值、温度、压力、液位、浓度等

3、参数的监测；（5）吸收塔顶部设计两层除雾器，保证出口烟气雾滴含量75mg/Nm3；（6）脱硫设备一般都按照年可运行时间按8000小时考虑；（7）FGD(烟气脱硫)装置可用率不小于95%；（8）脱硫装置因地制宜、合理布局，尽可能减小脱硫装置占地面积。在脱硫系统布置中综合考虑了烟气脱硫装置的公共设施，相应降低了工程投资及运行费用；但是增加了我们的施工难度。（9）脱硫岛主体装置寿命与锅炉使用寿命一致；（10）在满足除尘脱硫系统各项指标的前提下，节能降耗。除尘脱硫系统管理维护方便。整个系统设计紧凑，布局合理，占地面积小。1. 电石渣石膏法工艺原理3.1 反应机理化学过程：1）吸收反应烟气与循环浆液在吸

4、收塔内有效接触，循环浆液吸收掉大部分SO2，反应如下：SO2（g） SO2（aq） SO2（aq）+H2O(l) H+HSO32 H+ SO32 石灰的溶解度是十分低的。其溶解反应式为：CaO+H2O Ca(OH)2Ca(OH)2（s）Ca(OH)2（aq）Ca(OH)2（aq）Ca2+2OH 在溶液中，SO32和HSO3与部分溶解的石灰反应：SO32Ca2+CaSO3（aq）SO2（aq）+CaSO3（aq）+H2O（l）Ca(HSO3)22）中和反应循环浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值和活性,中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下：Ca2OHHSO3CaSO3H2

5、O HOH H2O 3）氧化反应从循环浆液中分出的一部分吸收液中的HSO3被通入的空气强制氧化为SO42： HSO31/2 O 2（g） SO42+ H+ 该氧化反应要求pH值小于5.5，故在氧化前还需对氧化体系中的浆液进行pH调控，以提高氧化速度及氧利用率。随着氧化的进行循环液中的CaSO3（s）不断转化为可溶性的Ca(HSO3)2进而被氧化为石膏（CaSO4）。4）其他烟气中大部分杂质如Cl，F和尘都被循环浆液洗掉了，含有CaSO3、尘和杂质的循环浆液被输送到氧化罐氧化后送入脱水系统。3.1喷淋塔工作原理喷淋塔是在空塔内喷脱硫液，使其逆向或顺向（本工艺采用逆向喷淋）与气体充分接触反应，反应

6、后的水滴在重力作用下落入塔底。脱硫的同时还能进一步除尘，使经过处理后的烟气完全满足环保排放要求。可以实现少花钱、办实事的目的；该塔型在大中型锅炉烟气脱硫工程中均有应用；技术成熟，运行可靠性高，喷淋塔烟气脱硫装置在湿法脱硫装置中占有率达90%以上，系统主要设备很少发生故障，因此不会因脱硫设备故障影响锅炉的安全运行。操作弹性大，对煤种变化的适应性强。塔内结构简单，能够有效减小塔内结垢堵塞现象。2. 工艺计算工艺计算表工艺参数名称单位参数备注原始数据烟气工况温度150160设计取150单台锅炉工况烟气流量m3/h450000单台锅炉标况烟气流量Nm3/h290426燃煤含硫量2.53锅炉年运行时间h

7、8000烟气SO2进口浓度mg/Nm35000烟气SO2排放浓度mg/Nm3400脱硫效率（计算值）%93脱硫效率（保证值）%92计算数据SO2脱除量kg/h3867电石渣消耗量Kg/h36047电石渣浓度15%，氢氧化钙含量85%（干基）CaSO42H2O产量Kg/h11315脱硫总干渣量（包括石灰杂质等）kg/h12529过滤后脱硫渣含水率15过滤后湿渣量t/h14.7除渣带水量m3/h2.3蒸发水量m3/h50.52外排水量m3/h6000总补水耗m3/h333. 工艺设计方案3.1设计思路u 脱硫设备采用喷淋塔脱硫设备，具有脱硫除尘双重功能。在设计点下，吸收塔脱硫效率按93 %设计，从

8、而保证净烟气中SO2的达标排放；u 脱硫塔不影响锅炉的安全、稳定运行。脱硫不降低机组的出力，不影响锅炉效率；u 吸收塔顶部设计双层除雾器，保证出口烟气含湿量75mg/Nm3；（环保要求）u 设备提供合适数量的检修口、取样口、人孔门，尽量设置在平台附近；u 所有需检修或巡视的部位，均设有楼梯和平台，并配有栏杆、扶手及护沿；u 设备和管路将充分考虑系统功能的实现和运行工作的方便；u 露天设备设置必须的防雨、防冻设施。3.2工艺技术路线锅炉烟气经除尘器除尘后，切向进入喷淋塔，在塔内渐渐上升；烟气与脱硫液逆向对流接触，烟气中的SO2等物质与脱硫液中的碱性脱硫剂在雾化区内充分接触反应，完成烟气的脱硫吸收

9、。经脱硫后的烟气通过塔顶的除雾器，除雾后烟气含水率少于75 mg/ Nm3；另外在脱硫过程中由于气、液、固三相间的充分接触和强大的离心作用，烟气中所含的少量烟尘也将被分离下来，使烟尘的排放浓度低于排放指标。脱硫后的烟气直接进入烟道并由烟囱排放。脱硫液采用塔内循环，塔外出渣的方式。大部分脱硫液在塔内循环，少部分浆液打到塔外出渣。循环泵将塔釜内的脱硫液打入喷淋管，在塔内吸收二氧化硫后落入塔釜。电石渣浆液由管道从电石渣浆液箱 内，通过浆液泵按自控系统的指令定量地送入脱硫系统。氧化风机将空气鼓入塔釜内，在搅拌器的搅拌作用下空气几乎完全分散，将CaSO3浆液几乎全部氧化为石膏，氧化率达98以上。在氧化过

10、程中在线监控浆液的pH值，用原烟气对浆液的pH值进行调控。经氧化后的浆液由石膏浆液排出泵送入水力旋流站，经过水力旋流站预脱水及石膏粒径分级及提纯后，底部浓度较高、结晶充分、纯度较高的石膏浆液进入真空带式过滤机进一步脱水，顶部浓度较低的结晶不完全的石膏浆液返回吸收塔继续循环，滤液进入滤液罐由回液泵打回系统。脱硫渣在石膏库堆放后由渣车外运。3.3工程内容据整个工程的系统划分，主要包括： 吸收塔系统； 脱硫液循环系统； 电石渣浆液系统； 渣处理系统； 事故浆液及冲洗水收集系统； 烟气系统； 工艺水清洗系统； 电气及仪表控制系统。3.3.1吸收塔系统由吸收塔、除雾器组成。3.3.1.1吸收塔吸收塔系统

11、的核心设备是吸收塔。吸收塔具有负荷高、压降低、不易堵、操作弹性宽等优点，适用于快速吸收过程，且具有很高的脱硫效率。本工程是在除尘后建喷淋塔。塔体采用钛合金防腐，喷头采用SiC材料，两级除雾器采用PP材质。为避免烟气进口温度过高对塔体内衬层的破坏，在烟气入口设置了急冷保护喷淋装置。吸收塔塔体材料、喷淋层、除雾器及所有内部构件选用的材料均适合工艺过程中的特性，并且能承受烟气飞灰和固体悬浮物的磨损。所有部件包括塔体和内部构件设计均考虑腐蚀余量。3.3.1.2 除雾器除雾器采用平铺式折流两级除雾器。脱硫时，烟气与脱硫液充分接触后夹带了大量雾滴（烟气带水），如果不除去，在尾部烟道冷凝，会导致烟道和烟囱等

12、的腐蚀。烟气带水是早期湿式脱硫工程中最常见的共性问题。折流式除雾器由数块折流板组成。其中每两块折流板，构成一个通道的壁，在通道的每个拐弯处装有一个贮器，收集并排出液体，液滴与气体在拐弯处分离。当气流经过拐弯处，惯性力阻止液滴随气体流动，一部分液滴碰撞到对面的壁上，聚集形成液膜，并被气流带走聚集在第二拐弯处的贮器里。这部分在第一个拐弯处分离出来的液滴，包括大的液滴和部分靠近第一个拐弯处外壁运动的细滴。剩余的细滴经过通道截面重新分配后能够靠近第二个拐弯处。同样，部分靠近第二拐弯处外壁的液滴，经过碰撞外壁，聚积成液膜并聚集在第三个拐弯处的贮器里。最后，经过除雾的气流离开折流除雾器。采用此除雾器能去除

13、塔内被烟气带走的细小雾滴。同时在除雾器的上下方均设置喷淋清洗装置，避免烟气中带来的细小尘粒在除雾器上的粘附而造成系统阻力增加。该除雾器的除雾效率可以达到99以上，使脱硫后烟气不带大水滴。3.3.2 脱硫液循环系统脱硫液循环系统主要包括循环泵及相应的管路阀门。本设计采用分层进液方式，每层喷淋由各自独立的喷淋泵供液，可根据实际燃煤含硫量和锅炉负荷的变化调整喷淋泵的运行方式，在保证排放指标的前提下可实现节能的目的。循环泵选用防腐耐磨泵。管道采用钢衬塑管，管道的适当部位设置反冲洗管及排污口。3.3.3 电石渣浆液系统3.3.3.1工艺描述厂方通过管道将电石渣浆液在电石渣浆液罐内储存，由浆液泵根据自动控

14、制指令加入到系统中。要求电石渣浆液浓度为15%。3.3.3.2设计原则3台锅炉脱硫装置公用一套电石渣浆液制备系统。3.3.3.3设备选型电石渣浆液系统主要包括：浆液池、浆液池搅拌、泵房、浆液泵、排涝泵、浆液管道及阀门等。3台锅炉同时运行SO2脱除量约为 t/h（脱硫效率93%），电石渣（Ca（OH）2含量85%（干基），浆液浓度15）消耗量约为 t/h。3.3.4 渣处理系统3.3.4.1工艺描述塔釜浆液通过氧化风在内氧化，经氧化后的石膏浆液通过石膏浆液泵送入水力旋流站浓缩，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水机。进入真空皮带脱水机的石膏浆液经脱水处理后送入石膏库存放待运，可供综合利用。为控制脱硫

15、石膏中Cl等成份的含量，确保石膏品质，在石膏脱水过程中用水对石膏及滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液箱中，然后由回液泵打回吸收塔。3.3.4.2 设计原则氧化风机为三叶罗茨风机，能提供足够的氧化空气，氧化风管布置合理，使吸收塔内的亚硫酸钙充分转化成硫酸钙。氧化风机共6台，设计工况下3台运行3台备用。系统设置n台真空皮带脱水机，出力按设计工况运行时产渣量的150配置。系统设置一个石膏库，其容积按设计工况运行时n天（每天24小时计）的石膏量进行设计。3.3.4.3设备选型渣处理系统的主要设备有滤液罐、氧化罐、塔釜浆液排出泵、回液泵、平衡罐、平衡泵、石膏浆液排出泵、水力旋流器、氧化风机、真空带式过滤

16、机、真空泵、石膏库及相应的管路和阀门等3.3.5 事故浆液及冲洗水收集系统脱硫系统内设置一个3台炉公用的事故浆液池，事故浆液池的容量能够满足单个吸收塔检修排空时的要求。事故浆液池内设有搅拌，在吸收塔故障排除时通过浆液返回泵将事故浆液池内的脱硫液打回塔釜。脱硫系统辅助系统的浆液管道和浆液泵等，在停运时进行冲洗，其冲洗水也进入事故浆液池内。3.3.6 烟气系统烟气系统主要包括引风机、挡板门、烟道、膨胀节等。3.3.6.1引风机3.3.6.2挡板门采用的是电动和手动百叶挡板门3.3.6.4烟道烟道的设计烟气流速为1015m/s。吸收塔进出口烟道坡度朝向吸收塔。烟道由有足够强度的钢板制造，能承受所有的荷重条件。所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，用碳钢制作。所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，采用可靠的内衬钛合金进行防腐保护。烟道的走向确保满足冷凝液的排放，提供低位点的排水和收集措施。所有烟道均需进行保温。3.3.6.5膨胀节膨胀节用于补偿烟道热膨胀时的位移。膨胀节在所有运行和事故条件下都能吸收全部设备和烟道的轴向和径向位移。所有膨胀节的安装保证无泄