大气钙基湿法脱硫工艺

1、.一、钙基湿法脱硫工艺1.工艺简介 石灰石/石灰法湿法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中SO的方法。该方法开发较早，工艺成熟，吸收剂廉价易得，因而应用广泛。再热器 传统的石灰石/石灰法湿法烟气脱硫工艺流程图如图所示.锅炉烟气经除尘、冷却后送入吸收塔，吸收塔内用配好的石灰石或石灰浆液洗涤含SO的烟气，洗涤净化后的烟气经除雾和再热后排放。吸收塔内排出的吸收液流入循环槽，加入新鲜的石灰石或者石灰浆液进行再生。 除雾器 洗涤塔固液分离 含硫烟气石灰制浆脱硫液循环槽石灰石研磨制浆第二级固液分离 固体废物 吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置，要求有持液量大、气液相见的相对速度高、气液接触面积大、内部构

2、件少、压力降小等特点。目前较常用的吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔和道尔顿型塔四类。其中喷淋塔是湿法脱硫工艺的主流塔型。 由于湿法脱硫的特点，有多种因素影响到吸收洗涤塔的长期可靠运行。（1） 设备腐蚀 化石燃料燃烧的排烟中含有多种微量的化学成分，如氯化物。在酸性环境中，他们对金属（包括不锈钢）的腐蚀性相当强。目前广泛应用的吸收塔材料是合金C-276，其价格是常规不锈钢的15倍。为延长设备的使用寿命，溶液中氯离子的浓度不能太高。为保证氯离子不发生浓缩，有效的方法是在脱硫系统中根据物料平衡排除适量的废水，并以清水补充。（2） 结垢和堵塞 固体沉积主要以三种方式出现：湿干结垢，即因溶液或料浆中

3、的水分蒸发而使固体沉积；或沉积或结晶析出；或从溶液中结晶析出。其中后者是导致脱硫塔发生结垢的主要原因，特别是硫酸钙结垢坚硬、板结，一旦结垢难以去除，影响到所有与脱硫液接触的阀门、水泵、控制仪器和管道等。硫酸钙结垢的原因是和的离子积在局部达到过饱和。为此，在吸收塔中要保持亚硫酸盐的氧化率在20%以下。亚硫酸盐的氧化需在脱硫液循环池中完成，可通过鼓气或者空气等方式进行，形成的硫酸钙发生沉淀。从循环池返回吸收塔的脱硫液中，还因为含有足量的硫酸钙晶体，起到了晶体的作用，因此在后续的吸收过程中，可防止固体直接沉积在吸收塔设备表面。（3） 除雾器堵塞 在吸收塔中，雾化喷嘴并不能产生尺寸完全均一的雾滴，雾滴

4、的大小存在尺寸分布。较小的雾滴会被气流所夹带，如果不进行除雾，雾滴将进入烟道，造成烟道腐蚀和堵塞。早期的除雾器通常用的是金属编织网，容易因雾滴中的固体颗粒沉积而堵塞。因此，除雾器必须易于保持清洁。（4） 脱硫剂的利用率 脱硫产物亚硫酸盐和硫酸盐可沉积在脱硫剂颗粒表面，从而堵塞了这些颗粒的溶解通道。这会造成石灰石或石灰脱硫剂来不及溶解和反应就随产物排出，增加了脱硫剂和脱硫产物的处理费用。因此，脱硫液在循环池中的停留时间一般要达到510min。实际停留时间设计与石灰石的反应性能有关，反应性能越差，为使之完全溶解，要求它在池内的停留时间越长。（5） 脱硫产物及综合利用 半水亚硫酸钙通常是较细的片状晶

5、体，这种固体产物难以分离，也不符合填埋要求。而二水硫酸钙是大的圆形晶体，易于析出和过滤。因此，从分离的角度，在循环池中鼓氧或空气将亚硫酸盐氧化为硫酸盐是十分必要的，通常要保证95%的脱硫产物转化为硫酸钙。 2.化学反应原理 表1 石灰石和石灰法湿法烟气脱硫的反应机理脱硫剂石灰石石灰溶解反应解离反应吸收反应中和反应总反应 石灰石系统中最关键的反应是的形成，因为正是通过与反应而得以从溶液中去除。这一关键步骤也突出了石灰石系统和石灰系统的一个极为重要的区别：石灰石系统中，的产生于浓度和的存在有关；而在石灰系统中，的产生仅与氧化钙的存在有关。因此，为了保证液相有足够的浓度，石灰石系统在运行时，其pH较

6、石灰系统的低，石灰石系统的最佳操作pH为5.86.2，石灰系统为8。3.石灰石湿法烟气脱硫装置 典型的石灰石湿法脱硫系统从功能上可以分为烟气系统、石灰石浆液制备系统、吸收塔系统、石膏脱水系统、废水处理系统、公用系统和事故浆液排放系统。(1)烟气系统 烟气系统通常包括一台单独的增压风机、一台气气换热器和电厂现有烟囱。在增压风机上游和气气换热器再热侧系统出口下游都设有双百叶窗隔离挡板。在现有旁路烟道上亦安装有两个双百叶窗旁路挡板，这些挡板的开度可以随烟气流量的变化进行调节。每个烟气挡板可以配置两台密封风机，以防止烟气泄漏。 GGH利用未脱硫的热烟气（一般130150）加热已脱硫的洁净烟气（一般46

7、55），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。 在烟气离开吸收塔前，会通过一个两级除雾器，以除去烟囱中携带的细小液滴。沉淀在除雾器上的颗粒不利于烟气流经吸收塔，会影响塔内压降和烟气流向分布。为了防止固体颗粒积聚在除雾器上，需定期对除雾器进行冲洗。除雾器设有冲洗水系统，工艺水从喷嘴喷出冲洗除雾器。(2)石灰石浆液制备系统 石灰石料应密切主要其水分含量，进入石灰石粉制备系统磨粉机地入磨物料的表面水分一般小于1%，否则就会严重恶化操作，甚至造成糊磨、堵塞。同时 应主要氯化物、氟化物和煤灰等杂质不要混入石灰石料中，以免影响脱硫系统的正常运行和脱硫石膏的

8、品质。 石灰石浆液制备时，成品分经仓底的两套叶轮给料机输送到石灰石浆液池，工业水通过水泵和调节阀门注入石灰石浆液池，调节石灰石浆液的密度至1230kg/m3（含固量30%）。在石灰石浆液泵的出口管道设有密度监测点，从而保证30%的石灰石浆液的制备和供应。配置合格的石灰石浆液通过石灰石浆液泵输送到吸收塔下部浆液槽，根据烟气负荷、脱硫塔烟气入口的SO2浓度和PH值来控制喷入吸收塔的浆液量，剩余部分返回浆液池。为了防止结块和堵塞，要使浆液不断流动循环。(3)吸收塔系统 吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置，要求气液接触面积大，其他的吸收反应良好，压力损失小，并且适用于大容量烟气处理。 进入吸收塔的热烟气经

9、过逆向喷淋浆液的冷却、洗涤，烟气中的SO2与浆液进行吸收反应生成亚硫酸氢根（HSO3-）。HSO3-被鼓入的空气氧化为硫酸根（SO42-），SO42-与浆液中的钙离子（Ca2+）反应生成硫酸钙（CaSO4），CaSO4进一步结晶为石膏（CaSO4·2 H2O）。同时烟气中的Cl、F和灰尘等大多数杂质也在吸收塔中被去除。含有石膏、灰尘和杂质的吸收剂浆液的一部分被排入石膏脱水系统。吸收塔中装有水冲洗系统，将定期进行冲洗，以防止雾滴中的石膏、灰尘和其他物质堵塞元件。 吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、液柱塔和鼓泡塔四种类型，将在下一章详细讨论。(4)石膏脱水系统 在吸收塔浆液槽中石膏不断产生，为

10、了使浆液密度保持在设定的运行范围内，将石膏浆液（15%20%固体含量）通过石膏浆液泵打入脱水站。该站包括一个水力旋流器及浆液分配器，在这里将石膏浆液中的水予以脱除，使底流石膏固体含量达到50%。在水力旋流器中，石膏浆液流进一个圆柱箱中，并由此流到敞开的各个旋流子中，在此处根据入口压力的大小，可将石膏输送至旋流器的底流，将滤液送入石膏水力旋流器上部的溢流箱内。底流的石膏被送至真空皮带过滤机进一步脱水至含水小于10%。溢流含3%5%的细小固体微粒在重力作用下流入滤液箱，最终返回到吸收塔。旋流器的溢流被输送到废水旋流站进一步分离处理。(5)废水处理系统 在湿式石灰石/石膏FGD工艺中，由于烟气中氯化

11、物的溶解提高了脱硫吸收液中氯离子的浓度，不可避免地要产生一定量废水。氯离子浓度的增高会引起脱硫率的下降和CaSO4结垢倾向的增大，并对副产品石膏的品质产生影响。FGD装置的废水主要来自石膏脱水系统的旋流器溢流液、真空皮带机的滤液或冲洗水。 废水处理的工艺大致分为中和、脱重金属、絮凝、浓缩、澄清、污泥处理几部分。中和是采用Ca(OH)2作为中和剂加入脱硫废水中，一方面可以中和水的酸性，另外还可以脱除F-，并使部分重金属沉淀下来。接下来向废液中加入有机硫化物，进一步脱除重金属离子。絮凝的作用是通过添加絮凝剂去除上工段中过剩的硫化物，加速废水中悬浮物的沉降。絮凝后的废水进入澄清池时进行浓缩分离。浓缩

12、后的污泥一部分经脱水后抛弃，一部分返回中和池或絮凝池，以提高絮凝池的固体含量，加速絮凝过程。澄清池的溢流则进入后处理水箱，用稀盐酸调节PH后排放。(6)公用系统 公用系统由工艺水系统、工业水系统、冷却水系统和压缩空气系统等子系统构成，为脱硫系统提供各类用水和控制用气。 FGD的工艺水一般来自电厂循环水，并输送至工艺水箱中。工艺水由工艺水泵从工艺水箱输送到各用水点。FGD装置运行时，由于烟气携带、废水排放和石膏携带水而造成水损失。工艺水由除雾器冲洗水泵输送到除雾器，冲洗除雾器，同时为吸收塔提供补充用水，以维持吸收塔内的正常液位。此外，各设备的冲洗、灌注、密封和冷却等用水也采用工艺水。 FGD冷却

13、水主要用户有增压风机电机、氧化风机电机、循环浆液泵电机、磨机主轴承、减速器电机，此外，部分冷却水还用于氧化空气增湿冷却。 FGD的工业水一般来自电厂补充水，并输送至工业水箱中。(7)事故浆液排放系统 浆液排放系统包括事故浆液储罐系统和地坑系统。当FGD装置大修或发生故障需要排空FGD装置内浆液时，塔内浆液由浆液排放泵排至事故浆液箱直至泵入口低液位跳闸，其余浆液依靠重力自流至吸收塔的排放坑，再由地坑泵打入事故浆液储罐。事故浆液储罐用于临时储存吸收塔内的浆液。地坑系统有吸收塔区地坑、石灰石浆液制备系统地坑和石膏脱水地坑，用于储存FGD装置的各类浆液，同时还具有收集、输送或储存设备运行、运行故障、检

14、验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏而产生的浆液。主要设备包括搅拌器和浆液泵。二、主要设计参数的选择和计算1.设计输入参数.设计输入参数主要包括烟气流量，入口烟气浓度，烟气浓度，烟气烟尘浓度；其中最关键的是烟气流量和入口烟气浓度。(1)烟气量计算取100g煤为研究对象，煤的组成成分见表2。表2燃煤成分分析表成分CHSO灰分水分合计含量%72.42.73.22.610.28.899.9含量mol6.0332.70.10.18250.489生成物CO2、H2O、SO2的摩尔分数分别是5.892mol、1.839mol、0.084mol。理论燃烧需氧量： =6.71675mol 设锅炉燃烧的过剩空气系数a

15、=1.20，取空气湿度为X=0.0116。则100g煤完全燃烧所需空气量：mol 即：、100g煤完全燃烧产生的烟气量： = =39.59mol即： (2)SO2的流量计算已知锅炉每小时用煤85t，则标况烟气流量：=209.4SO2的摩尔百分含量：即： 则标况下烟气中SO2的流量为： =0.53根据脱硫率为90%，得到出口SO2的流量为：=19.052.工艺设计参数 工艺设计参数主要包括液气比、钙硫摩尔比、烟风系统阻力等，其中最核心的是液气比和Ca/S。(1)液气比（L/G） 在石灰石石膏湿法FGD工艺中，液气比（L/G）表示洗涤单位体积饱和烟气的吸收塔循环浆液体积，即式中：循环浆液体积，L;

16、 烟气体积（标态）， 在这里液气比取15（石灰石洗涤塔的液气比一般在825之间）。(2)钙硫摩尔比(Ca/S) 钙硫摩尔比(Ca/S)又称吸收剂耗量比或化学计量比，定义为每脱除1mol需加或的摩尔比，即Ca/S= 要求钙硫比在1.11.2之间，在这里取1.20。3.性能指标参数(1)脱硫效率 脱硫效率表示FGD系统能力的大小。脱硫效率是由许多因素决定的，诸如FGD系统运行的钙硫比、液气比、烟气的状态以及煤种的变化。但是SO2排放标准则往往要求烟气中SO2的浓度或总量在任何情况下均不超过规定的控制值。因此，应保证在锅炉的最差工况下，FGD系统运行的最低脱硫效率仍能满足排放标准的要求，同时尽量使F

17、GD系统长期经济运行。在这里取90%。(2)吸收剂利用率 吸收剂利用率指用于脱除的吸收剂占加入FGD系统吸收剂总量的质量分数，即脱硫效率与Ca/S比。吸收剂的利用率与Ca/S比有密切关系，达到一定脱硫效率时所需要的Ca/S比越低，钙的利用率越高，所需吸收剂数量及产生脱硫产物的量也越少，可大大降低FGD系统的运行费用。(3)浆液PH值 典型湿法FGD系统中浆液对SO2的吸收程度受气液两相SO2浓度差的控制。要是烟气中“毫克/升”级的SO2在较短的时间内和有限的脱硫设备内达到排放标准，必须提高SO2的溶解速率，这主要通过调整和控制浆液的pH值来实现。另外，浆液的pH值不仅对SO2的脱除效率有显著影

18、响，而且对运行可靠性亦有显著影响。低pH值运行时，一方面SO2排放量显著提高，难以达到排放标准；另一方面，设备腐蚀也会显著加剧，不能保证设备运行安全。高pH值运行时，SO2含量会显著降低，但pH值太高会使脱硫设备内部固体颗粒堆积而结垢，使设备堵塞，无法正常运行，不能保证设备安全运行。(4)浆液密度 石灰石灰石湿法烟气脱硫技术中，由于吸收剂在水中的溶解度很小，它们在水中形成溶液的脱硫容量不能满足工程的要求，故采用含有固体颗粒的浆液来吸收SO2。常用的石灰石湿法脱硫装置中气液接触时间很短，因此石灰石浆液的初始吸收速率对脱硫装置的脱硫效率有很大影响，其吸收SO2容量亦反映出该吸收剂的脱硫能力。(5)

19、烟囱入口烟气温度 如果脱离后饱和湿烟气直接排放不仅对烟囱造成腐蚀，而且还引起环境污染。因此，脱硫后的湿烟气必须加热到规定温度。国内普遍采用英国的排烟温度规定，即脱硫后烟囱入口烟气温度不低于80。三、工艺设计计算1.基础资料处理 根据资料列出本电厂风向频率表如表3所示。表3 电厂风向频率表风向北风东北风东风东南风南风西南风西风西北风静风频率%20.09.68.38.06.07.213.114.713.1 从风向资料中可以看出，北风、西北风和西风频率较高，因此平面布置时应将办公住宿区安排在北方向，烟气污水处理区安排在南方向。石灰石消耗量： 每天产生SO2的总量为45708m3，即2040536mo

20、l。设系统钙硫比为1.20，石灰石纯度为90%，则石灰石消耗为：2.吸收塔设计计算(1)吸收塔选型 吸收塔是燃煤烟气湿法脱离装置的核心设备，的吸收与脱硫产物亚硫酸钙的氧化均是在吸收塔内完成的。根据企业接触形式不同，可把常用的吸收塔类型分为喷淋塔、填料塔、鼓泡塔、液柱吸收塔四种形式。各种类型吸收塔的类型技术特性对比见于表4。表4四种类型吸收塔的技术特性对比项目喷淋塔填料塔鼓泡塔液柱塔结构与原理塔内上部设多层喷嘴，浆液经喷嘴雾化后向下喷淋，SO2吸收区为空塔段，浆液以弥散的雾状通过吸收区与逆流的烟气传质以球状高分子材料或格栅为填料，浆液自上而下流过填料，在填料表面形成液膜，顺流的烟气流过填料间隙，

21、与液膜发生传质将烟气垂直鼓入浆液内，烟气以沸腾状从浆液中鼓泡向上逸出，气泡在逸出过程中与浆液传质吸收区为空塔段，塔内下部喷嘴以液柱形式向上喷射浆液，烟气自径向进入塔内。液柱上行至最高点，而后弥散开来，以水幕形式下落，浆液在上下行程中与上行烟气传质脱硫率>95%>95%90%左右>95%优缺点液气比最小，液气接触面积大，塔内结构简单，系统压力损失小，但喷嘴易堵塞、磨损，对脱硫剂粒径要求高易结垢、堵塞，系统阻力较大，对石灰石粒径和烟气含尘量要求较高不需浆液循环泵、喷嘴，气液接触面大，不受烟气含尘量影响，但系统阻力大，装置体积相对较大喷嘴孔径较大，不易堵塞，对脱硫剂粒径及烟气含尘量

22、要求低，工作稳定 由于喷淋塔结构简单，操作与维护方便，脱硫效率高而且在工程上的应用比较成熟，喷淋塔成为湿法脱硫工艺的主流塔型。因此本工艺选择喷淋塔脱硫技术。(2)吸收塔设计计算吸收塔直径设计 吸收塔的直径（D）可由吸收塔出口实际烟气体积流量和烟气流速确定，烟气流速通常为3.04.5m/s，工程实践表明，3.64.2m/s是性价比较高的流速区域，因此，本工程的实际烟气流速设为4.0m/s。吸收塔直径计算公式为：式中Q为烟气体积流量，m3/h；v为烟气流速，m/s；A为烟气过流断面面积，m2。 设塔内的操作温度为(333.15)，常温时温度为(293.15)，则此条件下的烟气流量为: 则吸收塔直径

23、为：，取8.4。喷淋塔塔高设计 吸收区高度（）： 吸收区高度一般指烟气进口水平中心线到喷淋层中心线的距离。 容积吸收率的定义为：含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔，塔内喷淋浆液将烟气中的浓度降低到符合排放标准的程度，将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均计算到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷平均容积吸收率，以表示。其表达式如下： 其中，平均容积吸收率，；C标准状态下进口烟气的质量浓度，； V吸收区容积，； 给定的二氧化硫吸收率（）；本设计方案为90% 吸收塔内吸收区高度，；K0常数，K0=3600v×273/(273+t)其数值取决于烟气流速和操作温度() ；将的单位换算成

24、，可以写成：= 在喷淋塔操作温度为，烟气流速为 =4.0、脱硫效率=90%=0.90，又烟气流速y1=0.2413%。总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 之间，取=6 ，代入上式可得：故吸收区高度。 如果仅从脱硫技术角度考虑，设计时应取低值以求保险；但如果考虑经济因素，低则塔容积增大，会使投资、运行维护费用等增加。 在吸收区中，喷嘴布置分为26层，喷淋层间距0.82m，脱硫率要求低时可减少，低负荷时可停运某一层。本设计方案喷淋层设为4，间距1.5m。烟气进口高度，出口高度： 根据工艺要求，进出口流速（一般为12m/s-30m/s）确定进出口面积，一般希望进气在塔内能够分布均匀，且

25、烟道呈正方形，故高度尺寸取得较小，但宽度不宜过大，否则影响稳定性。其计算公式如下： 式中： u烟气入口气速，一般取1415m/s；本设计取14m/s；L烟气进、出口宽度； Q高温(取150)状态下烟气进口流量为：。 烟气进出口宽度占塔内径的60%90%。本设计取入口宽度为内径的90%，出口宽度为内径的70%。则：L入 =8.3×0.9=7.47mL出=8.3×0.7=5.81m 所以由上面公式得：=302.14÷14÷7.47=2.90m，取3.0。=302.14÷14÷5.81=3.71m，取4.0。浆液池高度： 浆池容量V1的计算

26、表达式如下：式中：L/G液气比，取15L/m3；Q烟气标准状态湿态容积，m3/，Q=195m3/s； t1浆液停留时间，48min，取t1=6min=360s。 由上式可得喷淋塔浆液池体积：V1=(L/G) ×Q×t1=15×195×360/1000=1053m3 选取浆液池内径略大于吸收区内径，内径D=9m。 根据V计算浆液池高度：，取17表5吸收塔高度参考表项目范围吸收塔入口宽度与直径之比/ %6090入口烟道到第一层喷淋层的距离/ m23.5喷淋层间距/ m1.22最顶端喷淋层到除雾器的距离/ m1.22除雾器高度/ m2.03.0除雾器到吸收塔出

27、口的距离/ m0.51吸收塔出口宽度与直径之比/ %60100 除雾区高度：除雾区分为2层，本设计高度确定为3.0m，即=3.0m。 烟道入口到第一层喷淋层的距离=23.5m；本设计取3.0m。 烟气进口底部至浆液面的距离：一般定为0.81.2m为宜，本设计方案取1.0m。 最顶层喷淋层到除雾器的距离=1.22m；本设计取1.5m。除雾器到吸收塔出口的距离=0.51m；本设计取0.7m。因此喷淋塔最终的高度为：H=4+0.7+3.0×2+1.5+2.0×3+3.0+3.0+1.0+17=42.2m，取整值43m。表6 喷淋塔设计参数吸收塔各部分尺寸/m直径D8.40吸收区高

28、度11.52烟气进口高度3.00烟气出口高度4.00浆液池高度17.00除雾区高度3.00烟道入口到第一层喷淋层的距离3.00烟气进口底部至浆液面的距离1.00最顶层喷淋层到除雾器的距离1.50除雾器到吸收塔出口的距离0.7喷淋塔的最终高度433.主要设备选型(1)增压风机 在湿法烟气脱硫工艺系统中，增压风机是主要设备之一。烟气的输送主要依靠增压风机提升压头，来补偿烟气在整个脱硫系统中的压力损失。因此，增压风机的类型选择、技术要求、和设计原则等方面要求对满足环保要求、降低脱硫工程造价、优化脱硫系统性能以及保证主机系统的运行可靠性有着较大的影响。 增压风机的类型可以根据风机结构来分类。电厂常用的

29、两种风机的基本类型是离心风机和轴流风机。脱硫风机大多选用轴流风机，静调风机在初投资和维修方面有优势，而动调风机在运行性能方面有优势，考虑到发电厂都是100MW的机组，每组吸收塔设置一台脱硫增压剂即可，选择静调风机。(2)烟气转换器 吸收塔出口烟气温度在50左右，目前有加热排放和不加热直接排放两种方式。加热可以提高烟气的抬升高度，有利于污染物的扩散并避免降雨及减少白烟。我国火力发电厂烟气脱硫设计技术规程（DL/T51962004）中规定：“烟气系统宜装设烟气换热器，设计工况下脱硫后烟囱入口的烟气温度一般应达到80及以上排放。” 在这里选择气气加热器。它利用脱硫系统上游的热烟气加热下游的净烟气，其

30、原理与锅炉的回转式空预器完全相同。其初投资和运行维护费用都很高，且有腐蚀、堵塞、泄露等问题。国内大多数脱硫系统中都装有(GGH)。(3) 除雾器的选择 经吸收塔处理后的烟气携带有大量的浆液雾滴，特别是近年来，随着吸收塔烟气流速的不断提高，烟气携带液滴量增加，导致吸收塔下游设备及部件故障问题较多，主要表现在以下两方面。黏污、结垢危害下游设备。浆液雾滴会沉积在吸收塔下游侧设备表面，导致烟道黏污、结垢，GGH结垢堵塞。 “石膏雨”、“烟雨”问题严重危害环境，会造成烟囱外表面及邻近建筑物腐蚀、污染电厂及周边环境问题。 因此，在吸收塔出口必须安装除雾器，除雾器的性能直接影响系统的可靠性。(4)氧化风机的

31、设计及选型 亚硫酸钙和亚硫酸氰盐的氧化分为两个部分，一是吸收塔内烟气中氧气进入浆液液滴的自然氧化，二是空气通过曝气管网进入浆液池的强制氧化。考虑空气富裕量，氧化所需的氧气流量，等于SO2烟气量，即0.52 m3/s，则相应的湿空气量为：0.53×（3.78+1）×（1+0.0116）= 2.56m3/s=9226m3/h。采用4台L48×66WD-2型罗茨风机，电机型号为Y315L-6，流量为6960 m3/h。风压为49050Pa，两备两用。(5)浆液循环泵的选型 吸收塔再循环泵安装在吸收塔旁，用于吸收塔内石膏浆液的再循环，采用单流和单级卧式离心泵。由于吸收塔循

32、环液是固液双相流介质，这种高速流动且成分复杂的介质对循环泵的用材提出了苛刻的要求。浆液循环泵过流部件耐蚀、耐磨性能是决定泵使用寿命的重要指标。 合金泵具有结构简单、运行可靠、寿命长、维修量小的特点，故选用合金泵作为本设计的浆液循环泵。浆液再循环系统采用单元制，每个喷淋层配一台浆液循环泵，共4台。 浆液循环量由液气比和烟气流量共同决定。本设计中由于液气比，烟气量为208.9m3/s，因此浆液循环量为 每台浆液循环泵的循环量为，取为。(6)氧化吸收池搅拌机的选型 在吸收塔底部浆液池设有4台侧进式搅拌机，用来使石灰石固体颗粒在浆液中保持均匀悬浮状态，保证浆液对SO2的吸收和反应能力。搅拌器的搅拌直径

33、为10.0m，转速130r/min，功率3kw。搅拌器的转速不能太高，否则不利于石膏晶体成长，且会造成叶轮磨损。(7)石灰石浆泵的选型 上已算出石灰石用量为。石灰石浆液由制浆系统配制而成，调节浆液密度至1230kg/m3(含固量30%)，则相应的体积用量为： 11333/(1230×0.3)= 设计采用的石灰石浆泵为2台双相流泵，流量为50 ，扬程为50m，一用一备。表7吸收塔主要设计参数表项目单位内容吸收塔形式喷淋塔流向（顺流/逆流）逆流吸收塔前烟气量（湿）m3/h9.57×105吸收塔后烟气量（湿）m3/h8.29×105设计压力Pa8000浆液循环停留时间m

34、in6液/气比（L/G)l/m315烟气流速m/s3.5烟气在吸收塔内停留时间s2化学计量比CaCO3/去除的SO2mol/mol1.2脱硫浆液含固量%30浆液PH值5.7吸收塔吸收区直径m8.4吸收塔吸收区高度m11.52浆池区直径m10浆池高度m17浆池容积m31053吸收塔总高度m43吸收塔壳体/内衬碳钢/鳞片树脂入口烟道材料/厚度/长度C276/6mm/2560喷淋层/喷嘴FRP/SiC喷淋层数/层间距4/1.5m每层喷嘴数63喷嘴型式螺旋锥形搅拌器数量4搅拌器功率KW30除雾器位置塔上部除雾器级数2保温厚度mm100保温材质岩棉外包层材质铝板四、结垢问题及解决办法 石灰石/石膏湿法烟

35、气脱硫系统运行经常遇到的最严重的问题就是结垢、堵塞，结垢可导致脱硫塔内部构件上固体物质的堆积，同时也会造成仪表和流程控制失灵，最终导致整个系统的停运。经过几十年的不断改进，结垢问题完全可通过合理的结构设计和运行操作来解决。1. 脱硫系统中常出现的结垢及固体堆积现象 结垢现象发生的区域(1)湿/干界面。热烟气被冷却的吸收塔区域，气流及气体分布的波动从湿态变成干态的区域。(2)吸收塔喷淋层及喷嘴。(3)烟道入口、导流板。(4)出口烟道。(5)除雾器。(6)GGH。(7)氧化空气管道。(8)浆液管道2.结垢的原因(1)工艺参数控制不当 自然/抑制氧化工艺 在自然氧化工艺中，氧化率受燃煤含硫量、烟气中

36、O2浓度、浆液中溶解的催化金属元素影响。当燃低硫煤（含硫量低于1%）时，亚硫酸钙的氧化速率可大于80%；当燃煤含硫量低于0.5%时，氧化率趋于100%；当燃高硫煤（含硫量大于3%）的氧化率大多在15%50%。在自然氧化工艺中，浆液中的石膏浓度相对降低，除雾器叶片极易产生石膏的过饱和，同时存在于浆液中的石膏晶种又少，结垢即很容易发生，特别是当燃烧高硫煤、脱硫剂的利用率又较低时。 强制氧化工艺 在最小过饱和度的条件下，完成结晶反应需要足够大的储浆池容积和较高的固体悬浮物。当储浆池的容积足够大时，池内浆液中CaSO4将处于轻度过饱和状态。 与CaSO3一样，洗涤液经过吸收区后，浆液中Ca2+、SO4

37、2-浓度的变化与单位体积内吸收的SO2浓度成正比，此时若L/G太小，密度太低，浆液中的石膏RS可能超过临界值1.31.4，从而导致结垢的发生。(2)设计问题 管道流速太小 石膏浆液的腐蚀性强，沉淀快，沉淀有自密实的倾向。因此，管道设计中首先要考虑的是防止发生石膏浆液沉淀。据介绍，管径和管道的倾斜度（0°20°）对沉积的形成影响不大，主要是石膏浆液的浓度和流速。当浆液浓度为10%14%时，流速0.67m/s是沉淀形成的临界值。 装有调节阀的管道要在阀门入口端的官道上安装回流管。当阀全关时，回流浆液流速不低于引起沉淀的最低流速，否则调节阀要设定最小开度。 提高流速对防止沉淀有利

38、，但不可过高，易造成管道磨损增加。 管道坡度不合理，未设排空装置 在布置设计中要力求避免管道下凹，否则应在管道的最低点安装排空阀，停运时用水冲洗。对于斜度不大，较长的管道也应设置停运自动冲洗装置。 干湿交界处未设相应装置 干湿交界处的结垢可通过合理的设计来避免，如烟道入口处设计莲蓬、氧化空气降温增湿等均可有效避免或减轻干湿交界处的结垢。(3)仪表不准确 液位计、密度计、PH计不准时，极易造成溢流、堵塞现象，如因吸收塔液位计不准，使浆液产生溢流，有时吸收塔外的溢流排出管及溢流箱未定期冲洗而堵住，致使浆液反流至吸收塔入口。(4)其他问题 浆液中有机械异物或垢片，最易在阀门或管道大小头处造成堵塞。

39、泵的出力严重下降，使向高位输送的管道堵塞。 阀门内漏。 管内结垢。 氧化风机故障停运，浆液进入氧化配气母管并很快沉淀，多次发生此种事故后易诱发风机喘振。3.结垢的防止措施 结垢可以通过严格控制浆液的PH值、石灰石利用率、控制保证储浆池足够的停留时间、添加品种、内部结构简化、保持内部构件湿润、拐角圆滑过渡、优化L/G、提高镁离子浓度、添加有机酸、保持储浆池内足够浓度的固体含量等措施来防止。(1)优化设计 实践表明，做好以下几点，可大大减少FGD系统结垢的发生。当进入脱硫塔中的烟气含尘量较少时，储浆池内的固体含量应不小于8%（质量比）；当进入脱硫塔中的烟气含尘量较高（如某些除尘脱硫一体化设备），储

40、浆池内的固体含量不应小于15%。脱硫浆液中含有1%的石膏晶种即可降低结垢速率达40%。储浆池应能提供至少8min的时间以便彻底消除石膏的过饱和度。当石灰石的利用率大于85%时，对除雾器进行间歇冲洗即可消除除雾器的软垢。当石灰石利用率小于85%时，间隙清洗无法保证除雾器不结垢，需要对除雾器进行连续冲洗才能保持结垢不超过10%。在脱硫塔及其循环浆液（洗涤液）的设计中，应注意各局部的PH值大小、相对饱和度，以防局部结垢的发生。采用憎水性好的材质做填料，配置喷雾液滴均匀分散的喷嘴，采用无浆液停滞的塔结构等措施。对于烟尘的堆积、浆液中固形物的沉积以及结垢等造成的堵塞，除采用优化的结构外，还应在设计上充分

41、考虑采用水洗、调节PH以及在脱硫设备停运时进行搅拌等处理对策。对于回转式GGH，设置吹灰装置和运行中的冲洗设计；对于热媒式GGH，设置清洗装置，简洁配置传热管。(2)预防措施提高锅炉电除尘的效率和可靠性，使FGD入口烟尘在设计范围内，原烟气含尘量高时的保护停FGD。运行控制吸收塔浆液中石膏过饱和度最大不超过1.4。选择合理的PH值运行，尤其避免PH值的急剧变化，保持吸收剂利用率在设计范围内，即Ca/S<1.03。保证吸收塔浆液充分氧化，对抑制氧化工艺，使用阻氧剂。向吸收塔中加入添加剂如镁离子、乙二酸等。适当增加液气比。五、总平面图设计1.一般规定 根据火力发电厂烟气脱硫设计技术规程（DL

42、/5196-2004）的规定，总平面图布置有如下要求：(1) 脱硫装置的总体设计应符合下列要求：工艺流程合理，烟道短捷；交通运输便捷；方便施工，有利于维护检修；合理利用地形、地质条件；充分利用厂内公用设施；节约用地，工程量小，运行费用低；符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。(2)技改工程应避免拆迁运行机组的生产建（构）筑物和地下管线。当不能避免时，应采取合理的过渡措施。(3)吸脱硫收剂卸料及贮存场所宜布置在人流相对集中设施区的常年最小风频的上风侧。2.总平面布置(1)吸收塔宜布置在烟囱附近，浆液循环泵应紧邻吸收塔布置。吸收剂制备及脱硫副产品处理场地宜在吸收塔附近集中布置，或结合工艺流程和场地条件因地制宜布置。(2)脱硫装置与主体工程不能同步建设而需要预留脱硫场地时，宜预留在紧邻锅炉引风机后部烟道及烟囱的外侧区域。场地大小应根据将来可能采用的脱硫工艺方案确定。在预留场地上不应布置不便拆迁的设施。(3)石灰石石膏湿法事故浆池或事故浆液箱的位置应考虑多套装置共用的方便。(4)脱硫废水处理间宜紧邻石膏脱水车间布置，并有利于废水处理达标