比晓夫脱硫系统

1、脱硫系统,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,总体介绍,关于酸雨,未污染，经CO2自然酸化的纯水PH为5.65,酸雨PH小于5.65,当PH小于5时，地球生物链将出现问题！,脱 硫 的 必 要 性,我国目前的能源主要是煤炭，每年排入大气的二氧化硫 高达三千万吨，大气中的二氧化硫和氮氧化物与降水溶 合成酸雨，全国酸雨面积已占国土资源的30%，每年因 酸雨和二氧化硫污染造成的损失高达1000多亿元，现在 中国是仅次于欧洲和北美的第三大酸雨区。,大气污染严重破坏生态环境和严重危害人体呼吸系统，

2、危害心血管健康，加大癌症发病率，甚至影响人类基因 造成遗传疾病。,1998年1月，国务院正式批准酸雨控制区和二氧化硫 控制区划分方案，具体规定：新建燃煤电厂，必须同步 建设脱硫设施。,脱 硫 的 基 本 方 法 与 种 类,采用洗煤等技术对煤进行洗选，将煤中大部分的可燃无机硫洗去，降低燃煤的含硫量，从而达到减少污染的目的。,燃烧前脱硫,燃烧中脱硫,燃烧后脱硫,在煤粉燃烧的过程中同时投入一定量的脱硫剂，在燃烧时脱硫剂将二氧化硫脱除。典型的技术是循环流化床技术。,在烟道处加装脱硫设备，对烟气进行脱硫的方法。典型的技术有石灰石-石膏法，喷雾干燥法，电子束法，氨法等。,石灰石/石膏湿法烟气 脱硫的优点

3、,脱硫效率高，一般可达95以上，钙的利用率高可达90%以上； 单机烟气处理量大，可与大型锅炉单元匹配； 对煤种的适应性好，烟气脱硫的过程在锅炉尾部烟道以后，是独立的岛不会干扰锅炉的燃烧，不会对锅炉机组的热效率、利用率产生任何影响； 石灰石作为脱硫吸收剂其来源广泛且价格低廉，便于就地取材； 副产品石膏经脱水后即可回收，具有较高的综合利用价值。,目前常见的 湿法烟气脱硫有：石灰石/石灰石膏法、钠洗法、及氧化镁法等。,我厂概况,脱硫工艺采用德国鲁奇能源环保公司提供的比晓夫技 术的石灰石-石膏就地强制氧化脱硫工艺，脱硫剂为 石灰石(CaCO3)，设计脱硫效率为设计煤种条件大于 95.3% 。,吸收塔按

4、一炉一塔设计，共二套脱硫系统，配套的石 灰石浆液制备和石膏脱水系统共用；脱硫装置进口烟 气量按锅炉BRL工况考虑,烟气脱硫系统采用集中控制方式，用一套DCS系统完成 对两套烟气脱硫装置的设备（包括电气设备）及其辅 助系统的监视与控制。,技术指标,原烟气SO2浓度 2546 mg/Nm3 脱硫效率 95.3% 负荷变化范围（） 30100,石灰石耗量t/h 16.5 电力消耗 KW 10808 （所有连续运行设备轴功率） 石膏的含水率: 不超过10%。,工艺水(含冷却水和石膏冲洗水) m3/h 2105 除雾器出口烟气携带的水滴含量mg/Nm3 不超过75 烟囱前烟温 48.3 旁路开启烟温 1

5、60 FGD装置服务年限 30年,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,脱硫原理,石灰石石膏湿法脱硫基本原理（一）,物理吸收：随着温度的升高，被吸气体的吸收量减少。,物理吸收的程度，取决于气-液平衡，只要气相中被吸收的分压大于液相呈平衡时该气体分压时，吸收过程就会进行。由于物理吸收过程的推动力很小，吸收速率较低，因而在工程设计上要求被净化气体的气相分压大于气液平衡时该气体的分压。,化学吸收过程的速率，是由物理吸收的气液传质速度和化学反应速度决定的，但该化学反应为快速反应。所以传质速率起决定因

6、素,CaCO3 + SO3 + 2 H2O- CaSO42 H2O+CO2 CaCO3 + 2 HCl- CaCl2 + H2O + CO2 CaCO3 + 2 HF- CaF2 + H2O + CO2,石灰石石膏湿法脱硫基本原理（二）,CaSO3 H2O + SO2 - Ca(HSO3)2 Ca(HSO3) 2 +O2 +H2O - CaSO4 2 H2O +SO2 CaSO3H2O +O2+H2O-CaSO42H2O,通过烟气中的氧和亚硫酸氢根的中间过渡反应，部分 的亚硫酸钙转化成石膏（二水硫酸钙）：,同时，也伴随有其它的化学反应发生：三氧化硫，氯化氢和 氢氟酸与碳酸钙的反应，生成石膏、氯

7、化钙和氟化钙：,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,排放,污泥,电除尘,引风机,增压风机,高压密封风机,低压密封风机,烟 囱,真空皮带脱水机,工艺水,吸收塔,振动给料机,石灰石仓,回收水池,皮带称重给料机,滤布冲洗水箱,真空泵,滤液罐,浆液循环泵,脉冲悬浮泵,石膏排除泵,NaOH,聚铁,有机硫,絮凝剂,中和箱,沉降箱,絮凝箱,澄清器,出水箱,板框式压滤机,废水旋流站,Hcl,湿式球磨机,磨机浆液箱,石灰石浆液箱,石灰石旋流站,石灰石浆液输送泵,排放,斗式提升机,氧化风机,滤饼冲洗水箱,溢流

8、,底流,溢流,底 流,底流,溢流,石膏旋流站,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,电除尘,吸 收 塔,引风机,增压风机,高压密封风机,低压密封风机,增压风机用于烟气提压，以克服FGD系统烟气侧阻力。 增压风机选用国产静叶可调轴流式风机，选取风机的风压裕度为1.2，流量裕度1.1，另加10的温度裕度。 性能参数：流量：1966930Nm3/h 压升：3150Pa 效率：85% 电机：（户外防雨型） 额定功率：2000KW 电 压：6000V 转速：495rpm 冷却方式：空冷,挡板密封空气系

9、统包括密封风机及电加热器。密封空气分高压和低压两部分，高压密封空气用于增压风机出口挡板，低压密封空气用于其它挡板。设高压密封空气风机四台。设低压密封空气风机四台，一运一备，密封气压力维持比烟气最高压力高5bar。,原烟气自锅炉引风机出来，经二台增压风机增压后合为一股进入吸收塔系统。烟气也可通过旁路烟道直接排至 烟囱，即烟气可以100%通过旁路,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,振动给料机,斗 式 提 升 机,皮带输送机,皮带称重给料记,球磨机,石灰石仓,库顶布袋收尘器为脉冲反吹式清灰，自

10、动压差清扫，使滤布保持通畅，并且可在运行时很方便地更换布袋。除尘后的洁净气体中最大含尘量小于50mg/Nm3,皮带称重给料机用于测量和输送石灰石至石灰石球磨机。皮带称重给料机的设计和尺寸按照石灰石制浆系统要求的石灰石给料量来定，Q=013t/h。,石灰石贮仓设计容量按两台炉BMCR工况3天所需石灰石耗量设计，共1个，每个有效容积为900m3。石灰石贮仓本体为碳钢结构，内衬高密度聚乙烯。石灰石贮仓底部成“锥形”, 在石灰石贮仓出料口下部使用空气炮，防止下料堵塞。每个出料口配有关断装置。在贮仓的顶部有密封的检查门，压力真空释放阀,布袋除尘器和料位计,石灰石输送机用于输送石灰石块至贮仓。石灰石输送机

11、采用斗式提升机及胶带输送机，斗式提升机的特点是横断面尺寸较小，占地面积少，布置紧凑，提升高度大，本工程设一台Q=50t/h，B=400mm的环链式斗式提升机，提升高度约30m,粒径小于20mm的石灰石块由卡车运到电厂，直接倒入卸料斗（14m3），用振动钢蓖防止大块的石灰石进入设备并防止堵塞。卸料斗的石灰石经振动给料机送至斗提机，经皮带输送机至石灰石仓。,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,磨机浆液箱,石灰石浆液箱,石灰石输送系统,石灰石旋流站,吸收塔,工艺水,磨机浆液泵,石灰石浆液泵,工艺

12、水,石灰石浆液泵，离心式，Q=70m3/h H=35m N=15kW。每台炉两台，一运一备，共计四台。,石灰石浆液箱两台炉共用一个，其有效容积按不小于两台锅炉BRL工况的6小时的石灰石浆液量设计，V=526m3。碳钢，内衬丁基橡胶。布置在球磨机房侧,湿式球磨机出力为12.4t/h,球磨机能连续和非连续运行。在所有条件下，球磨机能确保向FGD工艺供应足量的石灰石细度至少应为90%小于44m的浆液量。湿式球磨机浆液箱由碳钢制造，内衬丁基橡胶，V=14m3,每个箱体配有搅拌器，石灰石浆液由湿磨排浆泵输送到石灰石水力旋流器。浆液循环泵Q=80m3/h，H=45m。水力旋流站Q=80m3/h。,石灰石在

13、湿式球磨机中被磨成浆液并自流至湿磨浆液箱，然后再由湿磨排浆泵抽吸至旋流分离器。旋流分离器底流（超过尺寸的物料）再循环至湿式球磨机入口，而溢流（符合尺寸的物料）则自排入石灰石浆液箱中，再由石灰石浆液泵送至2台机组的吸收塔,石 灰 石 浆 液 箱,湿式球磨机,系统描述,设计工况下，FGD 系统石灰石粉耗量为16.5t/h,石灰 石储运系统及石灰石浆液制备系统为单系列，两炉共 用。石灰石储运系统出力按8小时操作考虑，即 50t/h。包括1个石灰石卸料斗（包括除尘系统）、1 个石灰石仓（包括除尘系统）、1台斗提机，1台 皮带输送机及给料设备等。,石灰石浆液制备系统额定总出力为两台锅炉BMCR工况 的1

14、50%石灰石耗量，即24.8t/h，共设计两套。系统 包括两台皮带称重给料机、两台湿式球磨机，两个球 磨机配套的浆液再循环箱、4台球磨机浆液再循环泵 （2运2备）、两个石灰石旋流器站、1个石灰石浆液箱 、4台石灰石浆液给料泵（2运2备）、以及系统管道阀 门等。,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,烟气系统,烟囱,脉冲悬浮泵,石膏排出泵,吸 收 塔,石膏旋流站,回收水池,石膏脱水系统,回收水泵,氧化风机,浆液循环泵,吸收塔技术参数,吸收塔进口烟气量： 2057264Nm3/h (湿,设计工况

15、) 吸收塔出口烟气量： 2178489Nm3/h (湿,设计工况) 吸收塔直径： 15m 吸收塔总高度： 37.65m 液气比： 12.73L/Nm3 浆液池容积： 1770m3 浆液循环时间： 4.34min,脱硫吸收塔各部分设计与特点介绍,池分离器,整个反应池可以分为氧化区和中和区两部分。池上部为氧化区，下方为中和区，此为独一无二的专利设计； 位于池分离器间隔中的氧化空气管提供氧化空气。 部分浆液从氧化区排出至石膏脱水系统； 新鲜的石灰石加入到中和区，继而经吸收塔循环泵送至喷淋吸收区的喷嘴。,池分离器优点,反应池上部悬浮液的pH低,氧化区pH约为4.5，有利于提高氧化效率，低pH还有利于未

16、反应石灰石的溶解和防止石膏的过饱和； 鼓入氧化空气可强制排除浆液中的CO2, 因为浆液中CO2减少了石灰石的溶解度， CO2的排除使新鲜石灰石的溶解过程得以优化； 石膏浆液的排出位置选择在石灰石浓度最低而石膏浓度最高的位置，这对获得高品质的石膏最为有利； 底部中和区通过加入新鲜石灰石而使pH升高，这对提高SO2的吸收能力有益， pH在5.56.5之间。,比晓夫独特的池分离设计,浆池脉冲悬浮系统,LLB的专利技术，塔内采用几根带有朝向吸收塔底的喷嘴的管子，通过脉冲悬浮泵将液体从吸收塔反应池上部抽出，经管路重新打回反应池内，当液体从喷嘴中喷出时就产生脉冲，依靠该脉冲作用可以搅拌起塔底的固体物，进而

17、防止产生沉淀。,脉冲悬浮系统优点,吸收塔反应池内没有机械搅拌器或其他的转动部件； 搅拌均匀，塔底不产生沉淀； 脱硫装置停运期间无需运行，节省能量。重新投运后，可通过专用管路快速悬浮； 提高了脱硫装置的可用率和操作安全性能。可以在吸收塔正常运行期间更换或维修脉冲悬浮泵，无需中断脱硫过程或排空吸收塔； 假如反应器内的新鲜石灰石可以得到连续而均匀的混合，进而有利于降低吸收剂的化学计量比。,浆池脉冲悬浮系统示意图,浆液喷淋系统,吸收塔内部浆液喷淋系统由分配管网和喷嘴组成，设置4层喷淋层，对烟气形成四层密封，提高气液接触机率，具备SO2在塔内反应充分，脱硫效率高，适应机组负荷变化范围大的特点，有效保证机

18、组低负荷时的脱硫效率。喷淋系统合理分布要求的喷淋量，使烟气流向均匀，并确保石灰石浆液与烟气充分接触和反应，同时有效降低塔内的总阻力，降低系统的电耗，保证FGD系统的运行经济性。 浆液喷淋系统#10塔采用FRP/SIC（德国STEULER），#11塔采用FRP或耐腐蚀合金钢。 浆液联箱不仅能在母管内均匀分布浆液，而且也能把浆液均匀分配给连接喷嘴的支管。 所有喷嘴应能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴材料采用碳化硅制作。,喷淋层和喷嘴,吸收浆液由几层喷淋层的喷嘴喷淋，喷淋层相互叠加并错开一定角度，对喷淋层喷嘴的数量进行优化，低负荷是可以停掉某个或几个喷淋层； 为达到预期脱硫效果，雾滴直径必须保持在适当

19、范围内，过大过小都不适宜，喷嘴采用LLB专门开发的切向空心锥形喷嘴；,切向空心锥形喷嘴优点,喷嘴流量较低时，仍能保持适当的液滴直径； 低流速下，在喷嘴最小断面上也不会发生堵塞的风险； 可同时向上和向下喷淋浆液，喷淋浆液形成的锥体会在相对的两个喷淋层中都进行重叠，从而提高气液接触，增大脱硫效率； 喷嘴采用碳化硅制造，防腐耐磨，提高了装置可靠性。,喷淋层,切向空心锥形喷嘴,吸收塔浆液循环泵,浆液循环泵采用单元制运行方式，每台循环泵对应一层喷嘴，循环泵不设运行备用，每个吸收塔设一台不带电机的仓库备用泵。浆液循环泵采用国产优质设备，配套电机采用国产优质产品。循环泵及进口阀门能够由FGD_DCS系统自动

20、开启和关闭。循环泵为离心泵，叶轮由防腐耐磨材料制成。 循环泵配有油位指示器、机械密封、联轴器罩和泄漏液收集设备等其他附件。 循环泵便于拆换和维修，配置整体底盘或安装框架。选用的材料适于输送的介质，并且至少按40 g/l 的氯离子浓度进行选材。泵吸入口配备滤网。,吸收塔氧化风机,氧化风机2台（1运1备）。 所有辅助设备：每台氧化风机至少包括润滑系统、进出口消声器、进气室、进口风道（包括过滤器），吸收塔内分配系统及其与风机之间的风道、管道、 阀门、法兰和配件、电机、联轴器、电机和风机的共用基础底座、就地控制柜、冷却器等。 氧化空气分布系统：全套包括管道、支撑、配件和分布装置等。,除雾器,数量：1套

21、，2级。包括：进出口罩、优化布置的两级除雾器、冲洗水系统和喷淋系统等。 除雾器安装在吸收塔上部，用以分离净烟气夹带的雾滴。除雾器出口烟气湿度不大于75mg/Nm3(干基)。 #10塔采有国外新型的屋顶式除雾器，该种类型除雾器的设计保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。 #11除雾器的设计保证其具有较高的可利用性和良好的去除液滴效果。,屋脊形除雾器优点,每个单元除雾器之间都设有走道，便于安装和维护； 节约冲洗水量； 降低气体压降，改善气流分配； 节省空间体积，降低吸收塔高度。,除雾器材料采用带加强的阻燃聚丙稀，能承受高速水流冲刷，特别是人工冲洗造成的高速水流冲刷，选用的材料提交给发包方确

22、认。 内部通道的布置适于维修时内部组件的安装和拆卸。 除雾器冲洗系统能够对除雾器进行全面冲洗，不会存在有未冲洗到的表面。冲洗水的压力进行监视和控制，冲洗水母管的布置能使每个喷嘴基本运行在平均水压。,测量装置,吸收塔系统还包括所有必需的就地和远方测量装置， 至少应提供足够的吸收塔液位、pH值（至少两个）、温度（至少五个）、压力、除雾器压差等测点，以及石灰石浆液和石膏浆液的流量测量装置。 吸收塔进行合理的保温设计。,吸收塔浆液再循环泵,浆液再循环系统采用单元制设计，每个喷淋层配一台浆 液循环泵，每台吸收塔配四台浆液循环泵。运行的浆液 循环泵数量根据锅炉负荷的变化和对吸收浆液流量的要 求来确定，以达

23、到要求的吸收效率。由于能根据锅炉负 荷选择最经济的泵运行模式，该再循环系统在低锅炉负 荷下能节省能耗。,浆液循环泵的技术参数： 泵的型式： 离心式 流量： 6100m3/h 电机功率： 630/710/710/800 kW,浆液喷淋系统,浆液喷淋系统包括喷淋组件及喷嘴。一 个喷淋层由带连接支管的母管制浆液分 布管道和喷嘴组成，喷淋组件及喷嘴的 布置设计成均匀覆盖吸收塔的横截面， 并达到要求的喷淋浆液覆盖率，使吸收 浆液与烟气充分接触，从而保证在适当 的液/气比（L/G）下可靠地实现95.3% 的脱硫效率，且在吸收塔的内表面不产 生结垢。,喷嘴使用由碳化硅制成的和 FRP喷淋管道，可以长期运行

24、而无腐蚀、无磨蚀、无石膏结 垢及堵塞等问题。,脉冲悬浮泵,吸收塔浆池还配有脉冲悬浮系统，由一运一备的两台脉冲悬浮泵 组成。脉冲悬浮系统的喷嘴把浆液喷向吸收塔底部，防止底部浆 液沉积。脉冲悬浮泵有两个吸入管，通常情况下使用低位的吸入 口。脉冲悬浮泵启动时，浆液取自高位吸入口，运行一段时间后， 底部的固体沉积物被悬浮起来，然后转换至低位吸入口运行。因 为在任何负荷情况下脉冲悬浮泵均运行，所以分析仪表（pH计与 密度计）安装在脉冲悬浮泵排出管上。事故情况下，通过脉冲悬 浮泵把浆液排至事故浆液箱中。,脉冲悬浮泵的技术参数如下： 泵的型式：300S-L型、离心式；流量：1670m3/h 扬程：23.5m

25、液柱,除雾器,湿法吸收塔在运行过程中，易产生粒径为1060m的“雾”。“雾” 不仅含有水分，它还溶有硫酸、硫酸盐、SO2等，如不妥善解 决，任何进入烟囱的“雾”，实际就是把SO2排放到大气中。因 此，工艺上对吸收设备提出除雾的要求。吸收塔设两级除雾器， 布置于吸收塔顶部最后一个喷淋组件的上部。烟气穿过循环浆 液喷淋层后，再连续流经两层Z字形除雾器除去所含浆液雾滴。 在一级除雾器的上面和下面各布置一层清洗喷嘴。清洗水从喷 嘴强力喷向除雾器元件，带走除雾器顺流面和逆流面上的固体 颗粒。二级除雾器下面也布置一层清洗喷淋层。烟气通过两级 除雾后，其烟气携带水滴含量低于75mg/Nm3（干基）。除雾器

26、清洗系统间断运行，采用自动控制。,氧化空气系统,烟气中本身含的氧量不足以氧化反应生成的亚 硫酸钙。因此，需提供强制氧化系统为吸收塔 浆液提供氧化空气。氧化空气把脱硫反应中生 成的半水亚硫酸钙(CaSO31/2H2O)氧化为硫酸 钙并结晶生成石膏(CaSO42H2O)。 氧化空气系统由氧化风机和矛式喷射管组成。 每套FGD装置设二台氧化风机，其中一台备用， 其技术参数如下： 风量： 11628Nm3/h（湿态） 压升： 85kPa 出口温度： 121 电机功率： 400kW,吸收塔排出泵,吸收塔排出泵将石膏浆液从吸收塔中输送到石膏脱水 系统。 其技术参数如下： 数量：每塔2台 型式：离心式 参数

27、：Q=142m3/h H=0.35MPa 电机功率：37kW,目 录,脱硫系统总图,烟气系统,浆液制备系统,废水处理系统,SO2吸收系统,石灰石卸料系统,石膏脱水系统,总体介绍,脱硫原理,DCS控制系统,中和箱,絮凝箱,沉降箱,NaOH,聚铁,有机硫,Hcl,出水箱,回收水池,絮凝剂,达标排放,滤液箱,Hcl,絮凝剂,有机硫,聚铁,NaOH,污泥,灰场,污泥循环泵,污泥输送泵,回收水泵将浆液送至废水处理系统的反应槽中和箱，同时中和箱内加入定量的石灰乳，这时将废水的PH值调升至9-9.7范围，使水中大部分重金属以氢氧化物的形式沉淀出来,在絮凝系统中，通过升高PH值和加入聚铁、有机硫进一步除去水中

28、的重金属，通过PH值控制NaOH加药。聚铁和有机硫的加药量通过调试确定，根据废水量按比例加入,出水箱内的清水加入盐酸后使PH值达到7.0左右，然后通过出水泵排放,当给料和压饼阶段完成后，液压液体密封装置打开，滤框的板也张开，滤饼经泥斗掉入贮泥斗中，此容器位于压滤机下方。干污泥从外运走，并倒入指定堆放的场地,压滤机间断运行。板框压滤机的给料程序由污泥输送泵启动开始，经过一段时间的加料后，由于滤框内的“滤饼堆积”，滤板上的压力降增加，压力增加导致压滤机的流量减少，当压力达到上限值或至压滤机的流量降低到最低值时，过滤过程即停止,悬浮物从澄清器中分离出来后，一部份稀污泥通过污泥循环泵返回中和箱，另一部份澄清水排入出水箱.,沉淀物在圆形澄清/浓缩箱中进行浓缩。一定量的污泥保留在系统内部作为种泥，一部份污泥由污泥循环泵进行循环。剩余污泥送至板框式压滤机进行脱水,在给料和挤压中产生的滤液自流进入滤液箱，然后由滤液泵输送至中和箱进行循环处理。压滤机配备有滤布冲洗系统定期对滤布进行冲洗,在沉淀系统中，加入助凝剂以便使沉淀颗粒长大更易沉降。,