湿法烟气脱硫系统脱硫效率的影响因素
影响湿法烟气脱硫效率的因素及运行控制措施
影响湿法烟气脱硫效率的因素及运行控制措施三、影响石灰石一石膏烟气湿法脱硫效率的主要因素分析脱硫效率是指,脱硫系统脱除的二氧化硫含量与原烟气中二氧化硫含量的比值。
影响脱硫效率的主要因素有:1、通过脱硫系统的烟气量及原烟气中S02的含量。
在脱硫系统设备运行方式一定,运行工况稳定,无其它影响因素时,当处理烟气量及原烟气中S02的含量升高时, 脱硫效率将下降。
因为人口S02的增加,能很快的消耗循环浆液中可提供的碱量,造成浆液液滴吸收S02的能力减弱。
2、通过脱硫系统烟气的性质。
1)烟气中所含的灰尘。
因灰尘中带入的A13+与烟气气体中带入的F-形成的络化物到达一定浓度时,会吸附在CaC03 固体颗粒的表面,“封闭”了CaC03的活性,严重减缓了CaC03 的溶解速度,造成脱硫效率的降低。
2)烟气中的HC1。
当烟气通过脱硫吸收塔时,烟气中的HC1几乎全部溶于吸收浆液中,因C1-比S042-的活性高(盐酸比硫酸酸性更强),更易与CaC03发生反应,生成溶于水的CaC12,从而使浆液中Ca2+的浓度增大,由于同离子效应,其将抑制CaC03的溶解速度,会造成脱硫效率的降低。
同时,由于离子强度和溶液黏度的增大,浆液中离子的扩散速度变慢,致使浆液液滴中有较高的S032-,从而降低了S02向循环浆液中的传质速度,也会造成脱硫效率的降低。
3、循环浆液的pH值。
脱硫系统中,循环浆液的pH值是运行人员控制的主要参数之一,浆液的P H值对脱硫效率的影响最明显。
提高浆液的pH 值就是增加循环浆液中未溶解的石灰石的总量,当循环浆液液滴在吸收塔内下落过程中吸收S02碱度降低后, 液滴中有较多的吸收剂可供溶解,保证循环浆液能够随时具有吸收S02的能力。
同时,提高浆液的pH值就意味着增加了可溶性碱物质的浓度,提高了浆液中和吸收S02的后产生的H+的作用。
因此,提高pH值就可直接提高脱硫系统的脱硫效率。
但是,浆液的pH值也不是越高越好,虽然脱硫效率随pH 值的升高而升高,但当pH值到达一定数值后,再提高pH 值对脱硫效率的影响并不大,因为过高的pH值会使浆液中石灰石的溶解速率急剧下降,同时过高的pH值会造成石灰石量的浪费,并且使石膏含CaC03的量增大,严重降低了石膏的品质。
脱硫效率影响因素及运行控制措施
影响湿法烟气脱硫效率的因素及运行控制措施前言目前我厂两台600MW及两台1000MW燃煤发电机组所采用的石灰石——石膏湿法烟气脱硫系统运行情况良好,基本能够保持系统安全稳定运行,并且脱硫效率在95%以上。
但是,有两套脱硫系统也出现了几次烟气脱硫效率大幅波动的现象,脱脱效率由95%逐渐降到72%。
经过对吸收系统的调节,脱硫效率又逐步提高到95%。
脱硫效率的不稳定,会造成我厂烟气SO2排放量增加,不能达到节能环保要求。
本文将从脱硫系统烟气SO2的吸收反应原理出发,找出影响脱硫效率的主要因素,并制定运行控制措施,以保证我厂烟气脱硫系统的稳定、高效运行。
一、脱硫系统整体概述邹县发电厂三、四期工程两台600MW及两台1000MW燃煤发电机组,其烟气脱硫系统共设置四套石灰石——石膏湿法烟气脱硫装置,采用一炉一塔,每套脱硫装置的烟气处理能力为每台锅炉100%BMCR工况时的烟气量,其脱硫效率按不小于95%设计。
石灰石——石膏湿法烟气脱硫,脱硫剂为石灰石与水配置的悬浮浆液,在吸收塔内烟气中的SO2与石灰石反应后生成亚硫酸钙,并就地强制氧化为石膏,石膏经二级脱水处理作为副产品外售。
烟气系统流程:烟气从锅炉烟道引出,温度约126℃,由增压风机升压后,送至烟气换热器与吸收塔出口的净烟气换热,原烟气温度降至约90℃,随即进入吸收塔,与来自脱硫吸收塔上部喷淋层(三期3层、四期4层)的石灰石浆液逆流接触,进行脱硫吸收反应,在此,烟气被冷却、饱和,烟气中的SO2被吸收。
脱硫后的净烟气经吸收塔顶部的两级除雾器除去携带的液滴后至烟气换热器进行加热,温度由43℃上升至约80℃后,通过烟囱排放至大气。
二、脱硫吸收塔内SO2的吸收过程烟气中SO2在吸收塔内的吸收反应过程可分为三个区域,即吸收区、氧化区、中和区。
1、吸收区内的反应过程:烟气从吸收塔下侧进入与喷淋浆液逆流接触,由于吸收塔内充分的气/液接触,在气-液界面上发生了传质过程,烟气中气态的SO2、SO3等溶解并转变为相应的酸性化合物:SO2 + H2O H2SO3SO3 + H2O H2SO4烟气中的SO2溶入吸收浆液的过程几乎全部发生在吸收区内,在该区域内仅有部分HSO3-被烟气中的O2氧化成H2SO4。
湿法fgd效果影响因素
⏹一、影响系统脱硫效率的因素⏹二、系统存在的结构问题⏹三、氯离子腐蚀问题⏹1、在原料来源方面,工艺水品质、石灰/石灰石粉的纯度和粒度(即吸收剂粒度)等都会直接影响脱硫化学反应活性;⏹2、在工艺控制方面,石灰/石灰石粉的制浆浓度、浆液的pH值、烟气温度、吸收液的过饱和度、液气比L/G、石膏旋流站排出的废水流量设定等都与脱硫效率有关⏹3、湿法FGD关键设备的运行和控制方式将决定脱硫效果和最终产物石膏的品质⏹1、烟气流速⏹2、烟气粉尘含量⏹3、烟气温度⏹·1、其他参数不变的情况下,烟气流速变大可以增强烟气与吸收液之间的湍动,减薄烟气与吸收液之间的膜厚度,增强气液传质。
⏹2、另外,烟气流速变大将使喷淋液滴的下降速度相对变慢,使单位体积内持液量增大,增大吸收段的传质面积从而增加传质单元数,提高脱硫效率。
降低脱硫效率原烟气中的飞灰或粉尘在一定程度上阻碍了SO2与吸收剂的接触,降低了Ca2+的溶解速率,同时飞灰中溶出的一些重金属离子会抑制Ca2+与HSO3-的反应,进而影响脱硫效果。
⏹脱硫效率随着烟气温度先变大再变小.⏹1、当烟气温度在45e 左右时脱硫效率最高,较常温下提高幅度最大为5%左右.但这并不意味着浆液脱硫效果在荷电与温度的双重作用下可以累加.⏹2、当烟气温度超过60e 以上时,浆液脱硫效率较常温降低,分析认为,烟气温度的升高,使得雾滴内部脱硫剂溶解度降低, Ca 2+向雾滴表面扩散及SO 2气体在气膜和液膜内的扩散困难五个方面解释⏹1水雾雾滴在静电力(例如表面变形力)的作用下破碎成更为细小的雾滴,增大了浆液雾滴总的表面积,增加了传质通量;⏹2、雾滴带电极性相同,斥力作用下脱硫塔内雾滴群的弥散程度提高,提高了SO2的吸收几率;⏹3、雾滴荷电后表面张力的减小,在一定程度上对液膜产生破坏作用,减小SO2的传质阻力,有利于SO2的吸收;⏹4、高压静电场作用下,雾滴带电、非过剩电荷感应极化等与SO2分子之间产生附加的引力作用,在一定程度上提高了SO2的传质系数;⏹5、非均匀电场中存在极化力的作用,使得雾滴的运动特性发生很大的改变,形成复杂的漩涡流动结构,有利于浆液雾滴与周围气体介质的混合,提高吸收效率.在石灰石/石灰湿法烟气脱硫过程中结垢的机理是复杂多变的,影响结垢的因素也是多种多样,不同的结垢类型都有其发生的条件,各种结垢类型间可能互相影响和促进。
影响脱硫效率的因素(2020年整理).doc
浅析影响脱硫效率的因素近年来,大气质量变差,随着人们对良好环境的渴望,国家对环保的要求越来越严格。
许多火电厂已建和正建脱硫装置(FGD),进一步净化烟气,使其达到排放标准。
国内大部分采用了石灰石-石膏湿法脱硫。
对2×50MW机组烟气脱硫(FGD)装置脱硫效率的几项参数进行研究分析,查找出影响土力学的几个主要因素,并提出解决措施,使之达到最优的脱硫效率。
石灰石-石膏湿法脱硫的基本原理:烟气经过电除尘后由增压风机送入吸收塔内。
烟气中的SO2与吸收塔喷淋层喷下的石灰石浆液发生反应生成HSO3-,反应如下:SO2+H2O→H2SO3,H2SO3→H++HSO3-。
其中部分HSO3-在喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:HSO3- +1O2→HSO4-,HSO4-→H++SO42-。
吸收塔内浆液被2引入吸收塔内中和氢离子,使浆液保持一定的PH值。
中和后的浆液在吸收塔内循环。
反应如下:Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2↑,2H++CO32-→H2O+CO2↑。
脱硫后的烟气经吸收塔顶部的除雾器去除水分后,被净化的烟气经烟囱排向大气中,生成的石膏副产品留作他用。
从此可以看出,浆液的PH值、烟气的性质、吸收剂的质量、液气比、等是影响脱硫效率的主要因素。
○1吸收塔浆液的PH值。
PH值是影响脱硫效率、脱硫产物成分的关键参数。
PH值太高,说明脱硫剂用量大于反应所需量,造成脱硫剂的利用率降低。
当PH值>6时,虽然SO2的吸收好,但是Ca2+浓度减小,影响Ca2+析出,同时也容易使设备堵塞和结垢。
而PH值太低,则影响脱硫效率,不能使烟气中SO2的含量达到预期的效果。
当PH值<4时,几乎就不吸收SO2。
所以必须在运行中监测好PH值,及时加减脱硫剂,保证脱硫效率的同时,也提高脱硫剂的利用率和脱硫产物的品质。
一般PH值控制在5~6之间。
湿法烟气脱硫效率低原因分析及改进脱硫装置运行效率的措施
扩散 , 加 快 反 应 速度 , 脱硫 效率随之 提高 ; 但随着 S O 2浓 度 进 一 步 的增 加 , 受液相吸收能力的限制 。 脱硫效率将下降。
3 . 3 烟 气 中烟 尘 浓度 的影 响
塔内的喷淋密度 , 使 液 气 比间 的接 触 面 积 增 大 ; 同时 也 增 大 了 可
用于吸收 S O 2的总 碱 度 , 故脱 硫 效 率 将 增 大 。 设 计 液 气 比 决定 了
烟气 与浆 液 的接 触 面 积 。 代 表 着 气 液 传质 的速 率 。
2 . 1 . 2吸收 塔 内烟 气 流速
原 烟 气 中 的 飞 灰 含 量 过 高 时 ,将 在 一 定 程 度 上 阻 碍 S O 2与
脱硫剂的接触 , 降低石灰石中 C a 2 + 的 溶解 速率 , 同 时 飞 灰 中 不 断
溶 出的 一 些 重 金 属 会抑 制 C a 2 + 与 HS O 3 一 的反 应 。烟 气 中粉 尘 含 量持续超过设计允许量 , 将使脱硫效率大为下降 。 喷 嘴 堵 塞 。 同
其 他 参 数 恒定 的情 况 下 , 保 持 合 理 的 塔 内烟 气 流 速 。 有 助 于
得 到 了显 著 的 发 展 和 改 进 。 在 现 代 的 石 灰 石 湿 法 烟 气 脱 硫 工 艺 中, 烟 气 由含 亚 硫 酸 钙 和硫 酸 钙 的 石 灰 石 浆 液 洗 涤 , S O 2与 浆 液
中 的 碱 性 物 质 发 生 化 学 反 应 生 成 亚硫 酸 盐 和 硫 酸 盐 。浆 液 中 的
保 证脱 硫 系统 的稳 定 和 高 效运 行 。
【 关键词 】 湿法脱硫 ; 脱硫效率 ; 原 因; 措施
1 概 述
影响湿法烟气脱硫系统氧化效果的主要因素
国 内石 灰石 / 石 膏湿 法 烟 气 脱硫 中 , 通 常采 用 的是 强 制氧 认为 浆 液 中 H S O , 、 H S O, 和S O , 随p H值 改 变 均 会 发 生 变 化 。
化, 强制氧化是通过氧化风机 向浆液中喷入氧化空气, 将亚硫 反应方向很大程度上取决于吸收液的 p H值 。当 p H< 2时, 被 酸钙和亚硫酸氢 盐几乎全部氧化成硫酸钙 ,最后硫酸钙在浆 吸收的 S O 主要以 H S O , 的形式存在 : 当p H值在 4~ 5范 围 液 中结晶析出石膏。从氧化的过程来看 ,整个反应基本分为 时, 溶液 中主要为 H S O , ‘ ; 当p H > 6时 , 则主要 生成 S O, 。在石
. 3 p H 值 效 的防止脱硫系统设各结垢 ,提高石膏的综合利用率。本文 2
主 要 就 影 响脱 硫 系 统氧 化效 果 的 因素 进行 论 述 。 1 强 制氧 化 反应 机 理
p H值 是 影 响 脱硫 系统 性 能 的 一 个 综合 因素 , 既 影 响 脱硫 系 统 的 吸 收效 率 ,又 影 响脱 硫 系 统 的氧 化 效 果 。李 仁 刚 研 究
且 不 用连 续 运 行 , 可 随 脱硫 系统 同事 投 运 和 停 运 。 总 的 来 灰石, 石膏湿 法烟气脱硫工艺中的一个重要化学过程 , 吸收塔 塞 , 浆 液 中 的亚 硫 酸 钙 经氧 化生 成 硫 酸 钙 。控 制 好 氧 化过 程 能 有 说两种方式都是比较好的氧化方式 。
降到 6 6 . 3 % 这 说 明 :
( 2 ) S Oj 一 及 HS O ; 的氧化反应:
2 + HS O;一s 0 H ( 2 )
( 3 ) 结 晶 生成 石 膏 反 应 : C a 2 +S O : 一 + 2 H: O—C a氧化过程 中最重要的参数,氧化空气 除了 此阶段的传质阻力 由气液两相共同控制。 ( 2 ) 浆液的p H值在 5 ~ 6时, p H值对脱硫 率的影响较大, 起氧化作用外 , 还使得浆液的湍流更加激烈, 有利于氧气在浆 H值每下降 0 . 1 , 脱硫率平均下降 2 . 7 %。综合考虑脱硫系统 液 中的传质过程 , 所 以氧化空气量是否充足, 不仅影响最终副 p 的 p H一般控制在 5 . 1~ 5 . 8之间, 此 时吸收液的缓冲性较好 , 产物 的品质 ,同时对系统的吸收性能也会有很大的影响。某 H值 易于控制, 氧化效果及吸收效果得到了均衡考虑 。 电厂因为氧化风机 的出力低于设计值 ,导致浆液 中的亚硫酸 p 2 _ 4 浆 池 液位 高度 钙含量一直高于 3 0 %, 所产的副产物石膏品质非常差, 电厂最 终通过 改造 大容量氧化风机的方法 ,解决了脱硫系统的氧化 吸收塔浆池液位高度对氧化效果有一定的影响,增高吸
湿法烟气脱硫系统脱硫效率影响因素分析
湿法烟气脱硫系统脱硫效率影响因素分析电站石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统模型是基于非稳态理论上建立起来的,这个模型分别描述了喷淋塔吸收段和氧化段的工艺过程。
在吸收段又建立了四个子模型,分别为二氧化硫吸收、石灰石溶解、液滴运动、石膏结晶;而在氧化段,则是根据物料平衡建立了守恒方程。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫在火电厂脱硫中占有极其重要的地位。
标签:湿法烟气脱硫系统;火电厂;脱硫效率;影响因素随着工业的发展,如今的环境已经变得越来越恶劣,在很多的地区,都已经出现了雾霾天气,空气质量受到了非常严重的影响,对于人们的身体健康造成了严重的威胁。
而之所以会使得空气的质量受到影响,最为主要的污染物就是二氧化硫,对于一个能源资源以煤炭为主的国家来说又不可避免这种情况。
在工业生产尤其是火电厂中减少二氧化硫的排放就成了当今各火电厂最重要的探讨问题。
1 石灰石-石膏脱硫工艺流程石灰石-石膏湿法脱硫的工艺主要是通过增加风机将锅炉引风机所排出的原烟气导入脱硫系统,然后再经过气-气加热器在进行热交换之后使得烟气进入到吸收塔,在烟气进入到吸收塔之后,原烟气会从下到上经过塔身,在吸收塔中,喷淋系统会喷出雾状的石灰石浆液,并且雾状石灰石浆液与原烟气的喷射方向是相反的,原烟气在脱硫之后,在经过喷淋系统上部的除雾器将烟气所携带的雾滴去除之后,再经烟囱排出。
2 主要工艺系统设备及功能2.1 排气系统烟气挡板而言,它是脱硫装置进入以及推出运行的一个重要设备,可以将烟气挡板分为增压风机进出口挡板以及净烟气挡板两类,增压风机进出口挡板都是安装在增加风机的进口和出口的,并且是由双层烟气挡板所组成的,在将挡板关闭之后,双层烟气挡板之间连接密封空气,从而就能够使得FGD系统内的防腐衬胶不遭到破坏。
在经过了湿法脱硫之后,烟气的温度一般会保持在46~55℃之间,而且此时烟气还含有饱和水汽、残余的二氧化硫、三氧化硫、氯化氢、氟化氢、氮氧化物,由于其中还携带有硫酸根、烟硫酸根盐等物质,如果不对其进行有效的处理而直接加以排放,就十分容易形成酸雾,同时也会使得烟气的抬升高度以及正常扩散受到影响。
烟气湿法脱硫效率影响的因素
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Chn e T c n lge n rd c ia N w e h oo isa d P o u t
高 新 技 术
烟气湿法脱硫 效率影响的因素
郑 炜 章 拔 群
张 建 立 卓 小玲
、 江 100 (、 1 福建石狮鸿山热电有 限公 司, 福建 石狮 3 2 0 2 东南 大 学 能 源与 环 境 学 院 , 苏 南 京 2 0 0 ) 670 摘 要 : 文根据 烟 气中 s 收过 程机理 , 传质和 化 学反应 的 角度 来解 析浆 液对 S 本 0吸 从 0 的吸收过 程 中各 种参 数 ( 口烟气参 数 、 入 运 行参 数 、 收剂 、 吸 添加 剂和氯 离子 浓度等 ) s 收的影 响 。 对 0吸
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a在气液相界面两侧各存 在一个 很薄的有 效滞 流膜层 , 别为气 膜和液 膜如在相 界面 处 分 .
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高 新 技 术
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2 . 2亨利定律 : 互成平衡 的气 、 描述 液两 相 间组成 的关系 。当总压不高时 , 在恒定温 度下 , 稀溶液上方 的气体溶质平衡分压 与其 在液相 中 摩尔分率成正 比。
影响脱硫效率的因素
浅析影响脱硫效率的因素近年来,大气质量变差,随着人们对良好环境的渴望,国家对环保的要求越来越严格。
许多火电厂已建和正建脱硫装置(FGD),进一步净化烟气,使其达到排放标准。
国内大部分采用了石灰石-石膏湿法脱硫。
对2×50MW机组烟气脱硫(FGD)装置脱硫效率的几项参数进行研究分析,查找出影响土力学的几个主要因素,并提出解决措施,使之达到最优的脱硫效率。
石灰石-石膏湿法脱硫的基本原理:烟气经过电除尘后由增压风机送入吸收塔内。
烟气中的SO2与吸收塔喷淋层喷下的石灰石浆液发生反应生成HSO3-,反应如下:SO2+H2O→H2SO3,H2SO3→H++HSO3-。
其中部分HSO3-在喷淋区被烟气中的氧所氧化,其它的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化,反应如下:HSO3- +1O2→HSO4-,HSO4-→H++SO42-。
吸收塔内浆液被2引入吸收塔内中和氢离子,使浆液保持一定的PH值。
中和后的浆液在吸收塔内循环。
反应如下:Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4·2H2O+CO2↑,2H++CO32-→H2O+CO2↑。
脱硫后的烟气经吸收塔顶部的除雾器去除水分后,被净化的烟气经烟囱排向大气中,生成的石膏副产品留作他用。
从此可以看出,浆液的PH值、烟气的性质、吸收剂的质量、液气比、等是影响脱硫效率的主要因素。
○1吸收塔浆液的PH值。
PH值是影响脱硫效率、脱硫产物成分的关键参数。
PH值太高,说明脱硫剂用量大于反应所需量,造成脱硫剂的利用率降低。
当PH值>6时,虽然SO2的吸收好,但是Ca2+浓度减小,影响Ca2+析出,同时也容易使设备堵塞和结垢。
而PH值太低,则影响脱硫效率,不能使烟气中SO2的含量达到预期的效果。
当PH值<4时,几乎就不吸收SO2。
所以必须在运行中监测好PH值,及时加减脱硫剂,保证脱硫效率的同时,也提高脱硫剂的利用率和脱硫产物的品质。
一般PH值控制在5~6之间。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫效率的影响因素与分析
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
石灰石 一石膏湿法烟气脱硫效率的 影响 因素与分析
任 志 华 沈炳 耘 王苏 琛 ( 内蒙古 工业大 学 能 源与 动 力工程 学 院 , 内蒙 古 呼和 浩特 0 1 0 0 5 1 )
效率 , 建议 p H值 取 5 . 5左右 , 在 保 证 一 定 的脱 硫 效 率 的前 提 下 可 以尽 量采 用较 小 的 液 气 比 。
【 关键词 】 脱硫效率 ; 脱硫塔 ; 液 气比
当烟气 s 0 浓度较低 , 由于吸收塔 出口的烟气 s 0 浓度不会低于 其平 衡浓度 , 脱硫效率不会很 高。当烟气 S O : 浓度逐渐升高 , s 0 通过 燃煤过程 中的二氧化硫排放造成严重的大气污染 . 控制 电力行业 浆液表面向液滴 内部扩散 , 反应速度加快 , 脱硫效率提高。若烟气 s 0 二氧化硫排放是实现全国二氧化硫削减 目标的关键。近两年 , 国家采 浓度继续增大 . 受浆液吸收能力的限制 . 脱硫效率将会 下降。 取一系列措施 , 大力 推进火 电厂 烟气脱硫工程建设 , 取得 了举世瞩 目 从图 1 可 以看 出 . 在3 3 5 0 — 3 9 5 0 mg / Nm 3 范围 内. 随着 S 0 浓度增
溶解 : C a C O 3 ( s ) + H _ + C a H C O 3 一
中和 : H C O 3 _ + H + c O 2 ( g ) + H2 0 氧化 : H S 0 3 - + 1 / 2 0 2 - - + S O3 a - + H
SO3 2 - +1 / 2 02 - - + S 04 2 -
石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中影响脱硫率的因素
及 的问题 和关 键参数控 制 , 对开 发 、 广适 合我 国 推
国情 的烟 气脱 硫技 术 和 工 艺 , 速关 键 技 术 与设 加
备 的 国产化进 程 , 具有 很 重要 的意义 , 可带动我 也
国相关 化工 、 冶金 、 械 等其它 产业 的发展 。 机
早在 2 0世纪 7 0年代就 开始 对 电站 锅炉 烟气 脱 硫
技术韵 研究 , 引进 了一 批 国 外 的石 灰石 湿 法 烟 也
气 脱硫 技 术 , 行较 为 可靠 稳 定 , 运 自动化 程 度 高 ,
对我 国 的烟 气 脱 硫 有 较 好 的推 动 作用 。直 到 目
1 石 灰 石 湿 法 脱 硫 的 化 学 基 础 与 过 程 动 力学
C e i l u d m n l a dpo e ya i p etn gt t sm to , r e c a d m j c r t t f c t u h m c n a e t s n rcs dn m c a pr i n i e d ae l i t , a r at s h et ef e af a s s a i oh h ud e o f o a a l h
PAN e —u W ig o,
DOU n—i Bi l n,
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
L n — ig, ZHAO i —e g I Ho gx n L n fn
( . eatet fE eg 1 D pr n o nry& E v om n ni e n ,S aga U i r t o EetcP w r m ni n et g er g hnhi nv sy f l r o e, r E n i e i ci
摘 要 : 灰 石 湿 法 烟 气 脱 硫 是 一 种 比较 成 熟 、 硫 效 率 较 高 的 脱 硫 技 术 。 阐 述 了 这 种 方 法 的化 学 基 础 石 脱
影响湿法烟气脱硫系统氧化效果的主要因素
影响湿法烟气脱硫系统氧化效果的主要因素作者:罗佳来源:《科协论坛·下半月》2013年第02期摘要:目前国内湿法烟气脱硫系统普遍采取强制氧化方式,而影响湿法烟气脱硫氧化效果的主要因素有氧化空气量、pH值、吸收塔液位高度、石灰石注入方式等,各个因素对脱硫系统的氧化效果不尽相同,且必须综合考虑对整个脱硫系统的影响。
关键词:烟气脱硫强制氧化氧化空气量 pH值注入方式中图分类号:X701.3 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)002-048-02湿法烟气脱硫是目前国内火力发电厂中应用最为广泛的脱硫手段,石灰石/石膏湿法脱硫法的应用技术非常成熟,已成为当今烟气脱硫工艺的主流。
湿法烟气脱硫过程是气液反应,其脱硫反应速度快,脱硫效率和吸收剂利用率高,运行可靠性高,其副产物——石膏具有一定的商业价值。
氧化过程是石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中的一个重要化学过程,吸收塔浆液中的亚硫酸钙经氧化生成硫酸钙。
控制好氧化过程能有效的防止脱硫系统设备结垢,提高石膏的综合利用率。
本文主要就影响脱硫系统氧化效果的因素进行论述。
1 强制氧化反应机理2 对氧化效果的影响因素2.1 氧化空气量氧化空气量是氧化过程中最重要的参数,氧化空气除了起氧化作用外,还使得浆液的湍流更加激烈,有利于氧气在浆液中的传质过程,所以氧化空气量是否充足,不仅影响最终副产物的品质,同时对系统的吸收性能也会有很大的影响。
某电厂因为氧化风机的出力低于设计值,导致浆液中的亚硫酸钙含量一直高于30%,所产的副产物石膏品质非常差,电厂最终通过改造大容量氧化风机的方法,解决了脱硫系统的氧化问题,使得所产的石膏品质合格。
但需注意的是,氧化空气的量并不是越大越好,如果空气流量超过液流分散能力时会导致大量气泡涌出,出现泛气现象,使搅拌器输送流量下降,则不能达到预期的氧化效果,反而造成能耗的浪费。
2.2 氧化方式强制氧化采用的最成熟的两种方法分别为管网喷雾式(FAS)和搅拌器与空气喷枪组合式(ALS)。
湿法烟气脱硫浆液控制指标
湿法烟气脱硫浆液控制指标
湿法烟气脱硫浆液的控制指标主要包括pH值、钙硫比、烟气剩余SO2浓度等。
这些指标对于脱硫效率和设备腐蚀等问题都有着至关重要的影响。
•pH值:较高的石灰浆液pH值有利于提高脱硫效率,减少设备腐蚀。
然而,过高的pH值会导致设备内部颗粒堆积、结垢堵塞等问题。
因此,pH值的控制需要平衡脱硫效率和设备运行的稳定性。
•钙硫比:在湿法烟气脱硫中,钙硫比是影响脱硫效率的重要因素。
适当的钙硫比可以提高脱硫效率,降低能耗和物耗。
但是,过高的钙硫比会导致浆液杂质增多,影响设备正常运行。
因此,在控制钙硫比时,需要综合考虑脱硫效率和设备运行的稳定性。
•烟气剩余SO2浓度:烟气剩余SO2浓度是评价脱硫效率的重要指标。
较低的烟气剩余SO2浓度意味着较高的脱硫效率。
在实际操作中,应尽可能降低烟气剩余SO2浓度,以满足环保要求。
总之,湿法烟气脱硫浆液控制指标的优化是提高脱硫效率和降低能耗的重要手段。
在实际操作中,应根据实际情况和工艺要求,综合运用各种手段和措施,优化控制指标,实现脱硫效率和经济效益的双赢。
湿法烟气脱硫装置效率低的原因及措施
21 0 0年 6月
电
力
科
学
与
工
程
V。・ l26, . No 6
5 9
Elc rc Po r S in e a d En l e rn e t i we c e c n g n e i g
J n,0 0 u . 1 2
湿 法烟气 脱硫装 置效 率低 的原 因及措 施
比: L N F D人 口烟气量 : 2000N h F D 行参 数 在 正 常 控 制 范 围 内 ,脱 硫 效 率 在 9 % 以 8 / m ;G 1 4 0 m / ;G 5 入E S, l O 浓度 ≤2 10m / m ; G 0 g N F D入 口烟尘 浓 度 上 ,满 足设计 要求 。
杨立君 ,申作君
(.内 蒙古 大唐 国 际 托 克 托 发 电有 限责 任 公 司 ,内蒙 古 托 克 托 0 00 ; 1 12 6
2 .吉林吉长 电力有 限公 司四平热 电分公 司 ,吉林 四平 16 0 ) 30 1 摘要 :某热电公 司 3 0MW 燃煤机组石灰石一 石膏湿法脱硫 装置吸 收塔入 口烟道 防腐脱 落 ,堵 塞石灰石 0 浆液喷嘴 ,石灰石 浆液循 环流量低 ,造成脱硫 效率低 于设计值 9 % 的分析 过程和 处理过程 。通过脱硫装 5 置运行参数 的对比和 实际检 修情况 ,查 明了导致脱硫装 置效率低 的主要 原 因并采取 了相应 的处理措施 。
12 脱硫 装置 工艺 流程 .
从 锅 炉引 风 机 出 口来 原 烟气 经 钢结 构 烟 道 引 出 ,经烟 道进 口挡 板 、脱 硫 烟 气 增 压 风 机 后 进 入
吸 收塔 。烟气 在 吸 收塔 内 与 自上 而 下 的循 环 石 灰
湿法烟气脱硫系统脱硫效率的影响因素分析
H S O 3 - + 1 / 2 0 2 + ÷ H + s o :
石 膏 的结 晶 :
过 程 ,脱 硫 效 率 取 决 于 多 种 因 素 。通 过 以 上 分 析 ,
第2 9卷第 7期
58
电
力
科
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与
工
程
V0 1 . 2 9. No . 7
2 0 1 3年 7月
E l e c t r i c P o we r S c i e n c e a n d En g i n e e in r g
J u 1 . , 2 01 3
湿 法烟气脱硫 系统脱硫效率的影响因素分析
污 染 物 有 二 氧化 硫 、二 氧 化 氮 、可 吸人 颗 粒 物 等 。 其 中 ,S O ,是 当 今 人 类 面 临 的 主 要 污 染 物 之 一 ,
以除去 烟气 中的 S O : ,S O , ,H C 1 和H F等 气体 ,同时
生成石 膏 ( C a S O 4・ 2 H O) 。用 作 补 给 而 添 加 的 石
用 的 同时 , 由于 运 行 经 验 少 ,对 设 备 运 行 机 理 的 亚 硫 酸 盐 的 氧化 以及 石 膏 的结 晶等 。 S O 的吸 收 反应 如 下 : 研 究 和认 识 不 足 ,运 行 过 程 中 会 出 现 脱 硫 系 统 不
O ( 气 )一s 0 ( 液) 稳 定 及 脱 硫 效 率 不 理 想 的 问题 。笔 者 通 过 脱 硫 系 S
兰 颖 ,马 平
( 华北电力大学 控制与计算机工程学院 ,河北 保定 0 7 1 0 0 3 )
摘要 :石灰石/ 石 膏湿法烟气脱硫 在火电厂脱硫 中 占有重要地位。在脱硫 工艺原理和双膜理论模型的基础
湿法脱硫效率低的影响因素
湿法脱硫效率低的影响因素
湿法烟气脱硫工艺具有广泛的应用和推广价值,石灰石—石膏法烟气脱硫是湿法脱硫中最主要的技术。
其通常由工艺水系统、烟气系统、石灰石浆液制备系统、脱硫塔系统、石膏脱水系统和废水处理系统等组成。
本文将着重对湿法脱硫效率影响因素进行分析。
1、浆液pH值
低pH值有利于石灰石的溶解和CaSO3、1/2H2O的氧化,而高pH值则有利于二氧化硫的吸收。
因此,选择合适的pH值,是保证系统良好运行的关键因素之一。
2、液气比
液气比即单位时间内浆液喷淋量和单位时间内流经吸收塔的烟气量之比,它与烟气中二氧化硫浓度、脱硫效率要求、脱硫塔喷嘴的布置有关。
对于不同的装置,液气比值会有所不同。
液气比大则循环泵数量或流量要增加,电耗和脱硫成本自然增加。
同时,高气液比还会使脱硫塔内压力损失增大,增大风机能耗。
3、烟气流速和温度
在其他参数不变的情况下,提高烟气流速可提高气液两相的湍动,降低烟气与液滴间的膜厚度,减小气膜传质阻力,提高传质效果。
另外,喷淋液滴的下降速度将相对降低,使单位体积内持液量增大,增大了传质面积,增加了脱硫效率。
烟气进塔温度是一个重要的因素,吸收塔温度降低时,吸收液面上的二氧化硫的平衡分压也降低,有助于气液传质,脱硫效率增加。
但温度过低,石灰石的溶解速度降低不利于吸收过程。
4、钙硫比
在保持浆液量(液气比)不变的情况下,钙硫比增大,注入吸收塔内吸收剂的量也相应增大,引起浆液pH值上升,可增大中和反应的速率,增加反应的表面积,使二氧化硫吸收量增加,提高脱硫效率。
5、吸收剂原料。
湿法烟气脱硫系统效率偏低原因分析及建议
脱 硫效 率 为 9 . % , 脱 硫 装 置 实 际 运 行 工 况 下 , 46 在 零 点漂 移使 脱硫 效 率下 降 了 3 7 。从 计 算 结 果 可 .% 以得知 , 因净烟 气 中的 S 度较 低 , O浓 零点 漂移 对脱
硫 效率 产 生较 为 明显 的影响 。 2 2 吸收 塔 浆液 杂质含 量 较高 .
K y wo d f e g s d s l z t n; fii n y; n y i r c m me d t n e r s: u a e uf r a i e f e c a alss:e o l ui o c n ai o
中 图 分 类 号 : 7 13 X 0 .
文 献 标 识 码 : B
表 2 表 中 测 试 值 均 为 标 态 、 基 ; 缩 空 气 对 。 干 压
CM E S零 点 进行 校 准 , 扫 约 1 i 吹 0m n后 , 、 烟 气 原 净 中 S 浓度 、 。 O O 含量 基 本稳 定 。
表 2 C M E S零 点 漂 移 校 准 结 果
1 脱 硫 系统 主 要 设 计 参 数
机 、 G H, 理全 部 烟气 量 , 置 1 0 无 G 处 设 0 %烟 气旁 路 ;
石灰 石制 浆 系统 和石膏 脱 水系统 为 4套 脱硫 装置 所 共用 。运 行过 程 中发 现 , 号 炉脱 硫装 置 原烟 气 S 1 O 浓度 低 于 设计 值 , 3台浆 液 循 环 泵 运行 , 液 p 值 浆 H 维持 在 6 0以 上 , 其 脱 硫 效 率 仅 为 9 % 左 右 , . 但 0 本 文分 析 了 l 炉脱 硫 系统 效率 低 的原 因 。 号
张雪 盈 , 雪峰 董 ( 河南 电力 试 验研 究 院 , 河南 郑州 4 05 ) 502
湿法烟气脱硫效率的影响因素分析
目前广泛应用于燃煤电厂锅炉中的湿法烟气脱硫技术是一个复杂的物理和化学过程,其核心设备一喷淋塔是一种气液传质设备,具有结构简单、操作简便、烟气处理量较大、脱硫效率高等优点。
该文结合湿法烟气脱硫工艺过程,详细阐述了湿法烟气脱硫效率的影响因素。
1 湿法烟气脱硫工艺的过程分析湿法烟气脱硫主要包括增压风机、吸收塔、石灰石制浆系统、气-气加热器等部分,其中烟气脱硫反应的主要部位是吸收塔。
其工艺的主要过程是:将石灰石浆液作为脱硫剂,在吸收塔内对含有二氧化硫的烟气进行喷淋洗涤,使二氧化硫与浆液中的碱性物质发生化学反应,从而去除二氧化硫,生成亚硫酸钙和硫酸钙。
在吸收塔内,经由过程氧化风机将空气引进到浆液中,再经搅拌器搅拌使氧充实注进浆液,这样可保证二氧化硫与浆液反应,而且还能够削减浆液发生结垢的可能性,使得石膏结晶析出。
在整个湿法烟气脱硫过程中可以发现,提高烟气与夹杂浆液的接触反应时间,增加浆液轮回量、氧量等措施都有利于二氧化硫的吸收,从而能够有效提高脱氧效率。
2 湿法烟气脱硫效率的影响因素湿法烟气脱硫系统是一个比较复杂的系统装置,每一套装置都由于一些限制条件而存在一些差异,影响湿法烟气脱硫效率的因素有很多,该文主要分析下列影响因素,以咨参考。
2.1 运行参数的影响2.1.1 液气比液气比主要是指与流经吸收塔单位体积烟气量相对应的浆液喷淋量,它对于设备的尺寸及操作总费用等都有一定的影响。
液气比主要是通过改变传质过程中液气比表面积来影响传质性能,液气比越大,其传质面积就会越大,传质的速率也会增大,相应地就会提高脱硫效率。
但是当液气比大到一定程度时,液滴的凝聚会不断加强,实际液气比表面积会随之减小,导致传质速率减小。
因此,提高液气比是提高吸收塔脱硫效率的重要技术手段。
2.1.2 钙硫比钙硫比是指注入吸收剂量与吸收二氧化硫量的摩尔比,反应的是单位时间内吸收剂原料的供给量。
当浆液量不变时,钙硫比会逐渐增大,注入吸收塔内吸收剂的量会增大,而浆液的pH值上升,中和反应的速率增大,反应的表面积逐渐增加,使得二氧化硫的吸收量也会增加,最终提高脱硫效率。
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第5期
钟毅, 等: 湿法烟气脱硫系统脱硫效率的影响因素 程需要一个过程;
891
SO3
2-
氧化和石膏结晶等过程, 这些过程同时发生
又互相关联, 难以利用数学模型从理论上完整地描 述所有物质在脱硫过程中的变化情况. 研究者们基于不同的气液传质理论 , 对电站锅 炉石灰 石 石 膏 喷 淋 系 统 建 立 了模 型 . Ger bec 等 人[ 4] 基于非稳态理论建模, 湿法烟气脱硫系统总体 模型包含液滴对 SO 2 的吸收模型、 溶液中各种离子 的化学平 衡模型、 石 灰石溶 解模 型、 SO3 氧化 模 型、 CaSO3 与 CaSO4 结晶模型. 此模型能够 较好地 预测脱硫效率和各处的浆液化 学成分. Brog ren 等 人
第 42 卷第 5 期 2008 年 5 月
Journal o f Zhejiang U niv ersity ( Engineer ing Science)
浙
江
大
学
学
报( 工学版)
V ol. 42 N o. 5 M ay 2008
DOI: 10. 3785/ j. issn. 1008 973X. 2008. 05. 033
基于渗透理论建立了电站锅炉脱硫系统模型 ,
并计算了浆液液滴吸收 SO 2 的吸收速率 . 此模型包 含了石灰石溶解、 亚 硫酸盐氧化、 石膏结晶与 CO 2 水解等瞬时 平衡反应与有限速率反应 . Warych 等 人
[ 6 7]
对燃煤电站脱硫系统过程详细建模, 模型假定
浆池中的溶液 达到热 力学 平衡 , 采用 膜模 型模 拟 SO2 吸收与石灰石溶解 . 此模型可以预测液气比、 烟 气流速、 pH 值等参数对脱硫效率的影响, 预测结果 与测试结果较吻合. 由于我国锅炉机组存在煤种变化频繁、 负荷不 稳定等问题, 配套的湿法烟气脱硫系统和国外同类 系统存在一定的差异. 针对我国脱硫系统的实际情 况建立数学模型 , 对于优化我国脱硫系统的设计与 运行具有重要的意义. 本文基于非稳态理论对电站 锅炉石灰石 石膏湿法烟气脱硫系统建模并求解. 根 据计算结果研究了各因素对脱硫效率的影响, 并据 此提出了 300 M W 机组 WFGD 系统参数的设计与 运行优化意见.
湿法烟气脱硫系统模型
模型的简化假设 吸收塔是 WFGD 系统的关键部件, 它包含吸收
d
g
- 3 4
g
( ud - ug ) 2 C d . gd
d
( 1)
式中: u d 为浆液液滴下落速度 , m / s; t 为浆液液滴运 动时间 , s; g 为重力加速度 , g = 9. 8 N/ kg ; 液液滴密度, kg / m ;
为浆
为烟气密度 , kg/ m ; ug 为烟
气流速 , m/ s; C d 为曳力系数 ; d 为浆液液滴 直径, m . 其中曳力系数可以通过如下公式确定[ 8] : C d = 24 ( 1+ 0. 125R ed 0. 72 ) , Re d Red = d | u d - u g | 式中: R ed 为雷诺数;
Factors influencing desulfurization efficiency of wet flue gas desulfurization system
ZH ON G Yi, GAO Xiang, L UO Zhong yang, W ANG H ui ting, H U O Wang, CEN Ke fa
[ 5] 2-
3) 根据实际情况, 忽略吸收区 CaSO 3 的氧化与 CaSO4 的溶解与结晶过程 ; 4) 烟气中 SO2 和 CO 2 进入浆液后以水合形式 存在, 忽略烟气中 CO 2 对液滴中 CO 2 解吸的影响 ; 5) 假定吸收区和浆池区内均为完全混合 , SO2 仅考虑吸收塔轴向质量浓度变化, 浆液池内各处成 分均匀 , 并忽略浆液池对上行烟气 SO2 的吸收 ; 6) 不考虑 CI - 、 Mg 2+ 对于系统的影响. 1. 2 模 型 脱硫塔结构如图 1 所示, 可以看出喷淋塔内过 程复杂 . 在喷淋区 , 吸收剂浆液液滴和原烟气接触并 发生化学反应, 在浆液池区则实现吸收剂溶解和脱 硫产物的氧化与结晶, 在除雾器区仅发生物理变化. 为了更清晰地反映实际工程情况, 模型将脱硫塔分 为 2 个区域分别考虑: 喷淋吸收段和浆液池氧化段.
g g
( 2) ( 3)
/
g
.
为烟气黏度, Pa ! s .
2) SO 2 吸收模型 液滴是吸收塔中最基本的反应单元, SO 2 在液 滴表面的扩散和液滴内的吸收是脱硫过程最重要的 步骤. 本文基于非稳 态理论建立 SO 2 吸收模型. 渗
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浙
江
大
学
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报 ( 工学版)
第 42 卷
透理论认为气液接触时间很短 , 无法达到稳定状态 , 因此认为气液传质反应区域为气泡 , 气泡到液体的 溶质扩散存在瞬时性, 即气泡在液膜上存在逐渐渗 透的情况 . 根据扩散定理, SO2 在液滴表面的扩散通量为 N S O2 = K G ( p SO 2 - cSO2 / H SO2 ) . ( 4) 式中: N SO2 为 SO2 的传质通量, mol/ ( m 2 ! s) ; K G 为 总传质系 数, km ol/ ( m 2 ! s ! kP a ) ; p SO2 为 烟气 中 SO2 分 压, P a; cSO2 为液相 SO2 浓度 , mo l/ m ; H SO2 为 SO2 的溶解度系数 , kmo l/ ( kN ! m ) . 总传质系数和 SO 2 分压通过下式获得: K G= 1 + kG 1 SO H SO k L 2 2
图1 tem
脱硫系统喷淋塔示意图
Fig . 1 Diagram of spray tower for desulfurization sys
1. 2. 1
吸收段建模
ห้องสมุดไป่ตู้
1) 液滴运动模型 由简化假设 1) 可知 , 吸收段浆液液滴下落运动 过程满足如下运动方程 [ 8] : d ud = g dt
d
1
1. 1
[ 1 3]
WF GD 工艺复杂, 其中最重要、 最复杂的是吸收塔 中的工艺过程. 在喷淋吸收区 SO2 被石灰石浆液吸 收 , 在 浆 液 池 中 则 包 含 石 灰 石 溶 解、 SO 2 吸 收、
.
收稿日期 : 2007 01 29. 基金项目 :
浙江大学学报 ( 工学版 ) 网址 : w w w . journals. z ju. edu . cn/ eng
3 g 3
区和浆池区 2 部分, 脱硫反应在吸收塔中完成. 由于 整个过程包含了大量的传质过程与化学反应过程, 难 以完全从理论上描述所有物质在脱硫过程中的变化 情况. 为了更好地建立脱硫模型, 采用以下简化假设: 1) 烟气处于理想状态, 液滴下落过程以刚性球 形、 直线下落状态考虑, 浆液液滴间相互影响通过液 滴尺寸和渗透时间来表征 , 不考虑因为液滴蒸发、 变 形和传质过程导致的烟气流速和曳力系数的变化 ; 2) 浆液液滴局部瞬时达到电荷平衡、 化学平衡 , 浆池中浆液电荷平衡与离子平衡瞬时达到, 石灰石 溶解、 SO2 吸收、 气液传质、 石膏结晶和化学反应过
( State K ey L abor ator y o f Clean E ner gy Utiliz ation, Zhej iang Univ ers ity , H angz hou 310027 , China)
Abstract: A model of lim est one/ g ypsum w et f lue gas desulf ur izat ion system w as set up based on unst eady theory . T he mo del describes t he processes of absorpt ion sect ion and o xidat ion sectio n in spray scrubber separat ely. T he model o f absor pt ion sect ion includes the sub mo dels o f slur ry drops, SO 2 absor pt ion, limest one disso lut ion and g ypsum cryst allizat ion, and t he mo del of ox idat io n sect ion incl udes t he conserva t ion equat ions based on the mass balance theory. Co nsidering a desulfurizat io n spray scrubber of a 300 M W unit in China, the numerical m et hod w as used t o o bt ain t he calculat io n r esult s of t he mo del, w hich w er e in goo d ag reem ent w it h t he m easurement dat a. A cco rding to t he r esults of m odel calculation, the increase of pH value and liquid t o gas rat e and t he decrease of f lue g as velocit y in the scrubber and SO 2 inlet co ncent ra t ion w ill increase t he desulf ur izat ion eff iciency. Opt imizat ion v alues in the design and operation w ere given ac cording t o t he analysis and discussion. For t he WFGD system of t he 300 MW unit , the pH value, liquid t o gas rate and flue gas velocit y are proposed to be set at 5. 4 t o 5. 6, 16 to 18 and about 3. 5 m/ s, respectively. Key words: w et f lue g as desulfurizat ion; nonst eady st ate theory; spray scrubber; numerical calculat ion 石灰石 石膏湿法烟气脱硫( w et f lue gas desul f urizat io n, WFGD) 由于脱硫效率与可靠性高 , 已经 成为我国应 用最广泛的商 业化烟气 脱硫技术