第13章-典型的湿法烟气脱硫技术

一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
同时鼓入的空气氧化HSO3－和SO32一 离子，最后生成 石膏沉淀物：
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺 2.典型工艺流程
5
原 烟气
1 2
增压风机 7
净 烟气
4
10 氧 化空气
吸 收塔
来自百度文库
33 34
工 艺水
水 力分离 器
真 空皮带 过滤 机
13
14
吸 收剂仓
石膏
21
15
典 型 的 废 水 处 理 系 统
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（7）事故储罐和地坑系统简介
事故储罐和地坑系统包括：事故储罐系统、吸收塔区地坑 系统、工艺楼区地坑系统。各系统的主要作用为： 事故储罐系统：如果吸收塔因大修或故障原因必须排空， 事故储罐可用于临时储存吸收塔内的浆液。 吸收塔区地坑系统：用于收集、输送或储存吸收塔区域设 备运行、运行故障、检验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏 而产生的浆液。 工艺楼区地坑系统：用来收集、输送或储存工艺楼区域设 备运行、运行故障、检验、取样、冲洗、清洗过程或渗漏 而产生的浆液。
（6）工艺水、工业水和废水排放系统简介
工艺水来源：电厂循环水 工业水来源：电厂补充水 工艺水系统为FGD装置提供各生产部件正常工作所需水量。 系统的水损失包括：冷却烟气蒸发的水量、排放的水量、 石膏携带的水量。 工业水系统为FGD装置的湿磨和真空皮带提供正常的所需 水量。其水质优于工艺水，主要任务是冲洗石膏成品，以 期获得低氯根的产品。 FGD的废水主要是由石膏脱水系统产生的少量废水，用管 道送至电厂灰水系统进行中和。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺 1.化学原理
传统石灰石（石灰）一石膏法是以石灰石或石灰浆液与烟 气中SO2反应，脱硫产物为石膏，脱硫石膏可以综合利用。 石灰石（石灰）一石膏法脱硫的基本化学原理是：
石灰石在水中离解后，由于H＋被OH－中和生成H2O,使得 反应平衡向右进行。OH－离子是由水中溶解的石灰石产生 的，鼓入的空气将生成的CO2带走：
3.设备材料
湿式石灰石洗涤工艺的运行工况需要采用防腐材料或涂层。
第二节 双碱法脱硫技术
双碱法烟气脱硫技术，先用碱金属盐类如：NaOH， Na2CO3、Na2SO3等的水溶液吸收SO2，然后在另一石 灰反应器中用石灰或石灰石将吸收了SO2后的溶液再生， 再生后的吸收液循环使用。
两种双碱法烟气脱硫技术：钠钙双碱法和钙钙双碱法 。
湿式球磨机制浆系统主要作用是：磨制出细度合格的吸收剂。 （一级二级水力旋流器进行旋流分离 合格）
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（4）石膏脱水系统简介
吸收塔排出的石膏浆液通过浆液 排出泵送入石膏旋流分离器，旋 流器底流进入真空皮带机脱水， 脱水后的石膏直接落入石膏仓内， 石膏经石膏仓底部的卸料装置装 入卡车外运。真空皮带脱水是石 膏脱水的第二阶段，经过水力旋 流器浓缩的石膏浆直接流入真空 皮带脱水机。经过进料和分配系 统，石膏浆被均匀地分布到真空 皮带机的整个宽度上。
2.石灰石（石灰）抛弃法工艺流程
石灰石（石灰）抛弃法脱硫的主要流程：以石灰石或石 灰的水浆液作脱硫剂，在吸收塔内对含有二氧化硫的烟 气进行喷淋洗涤，使二氧化硫与料浆中碱性物质发生反 应，生成亚硫酸钙和硫酸钙而将二氧化硫去掉。浆液中 的固态物质连续从浆液中分离出来并排到沉淀池，同时 不断地向清液加入新鲜料浆循环至吸收塔。
三、石灰石（石灰）抛弃法工艺
石灰石（石灰）法的固体废物虽经脱水，但含水率一 般在60％左右。
处理这些废物的途径有两种：一是回填法，另一为不 渗透的池存储法。
对于一座500 MW的电站，若燃煤含硫量为2%，石灰 抛弃法的固体废物约48 t/h，石灰石抛弃法的废物则达 59 t/h。如果回填坑深12 m，电厂运行30年，则仅填脱 硫废料所需面积就达700亩。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（3）石灰石浆液制备系统（吸收剂制备系统）简介
石灰石浆液制备系统由破碎系统和湿式球磨机制浆系统组成。 石灰石破碎系统用于将石灰石料由80 mm破碎成小于6 mm石 灰石细料并储存。系统设计出力，石灰石仓的容量至少可供 两台炉脱硫装置3天使用。 破碎系统的运行方式为： 汽车→石料受料斗→振动给料机→破碎机→埋刮板输送→ 斗式提升机→埋刮板输送机→石灰石仓→制浆系统
二、简易石灰石一石膏法工艺
简易石灰石一石膏法工艺原理和传统的石灰石一石膏法 基本上是相同的，但最大的差别在于简易石灰石一石膏 法工艺不是处理全部烟气，而是采用处理部分烟气（如 只处理电厂的2/3的烟气，1/3的烟气不脱硫），将脱硫 的大部分烟气和未脱硫的烟气混合以后再排放，脱硫效 率降低到80％左右，但可省去GGH（即烟气热交换系 统），这样可以大大降低投资和运行费用。
（8）自动运行联锁保护系统。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
4.主要系统简介
（1）烟气系统简介
烟气系统的主要作用是进行脱硫的投入和切除,为脱硫 运行提供烟气通道。 烟气系统包括以下设备及其系统: 烟道、原烟气挡板门、 净烟气挡板门、旁路挡板门、挡板门密封系统、增压风 机及其辅助系统、烟气换热系统(GGH)及其辅助系统。
三、石灰石（石灰）抛弃法工艺
1.工艺原理
石灰石（石灰）抛弃法的一个重要特点是，其副反应 产品是未氧化的亚硫酸钙（CaSO3·1/2H2O）与自然氧 化产物石膏（CaSO4·2H2O）的混合物。这种固体形式 的废物无法利用，只有抛弃，故称之为抛弃法。
三、石灰石（石灰）抛弃法工艺
烟气中还存在部分氧，部分已生成的CaSO3·1/2H2O还会 进一步氧化而生成石膏：
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（1）烟气系统简介
烟气系统对锅炉单独设置，来自锅炉引风机出口的烟气进 入烟道通向烟囱。在引风机出口与烟囱之间的烟道上设置 旁路挡板门，当脱硫装置运行时，烟道旁路挡板门关闭， 脱硫装置进出口挡板门打开，烟气引入脱硫系统。烟气经 过增压风机进入烟气换热器降温后进入吸收塔，从吸收塔 出来的净烟气再进入烟气换热器升温后经烟囱排入大气。 当脱硫系统停运时，旁路挡板门打开，脱硫装置进出口挡 板门关闭，烟气经旁路烟道进入烟囱直接排入大气。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（5）石膏存储系统
湿石膏的存储方法取 决于发电厂烟气脱硫 系统石膏的产量、用 户的需求量、运输手 段以及石膏中间储仓 的大小。对于容量为 300～700m2的中间储 仓，石膏在其中的存 放时间不应超过一个 月。因此，推荐采用 带有底部卸料系统的 一次通过型储仓。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（2）吸收和氧化系统简介
湿法烟气脱硫技术最核心的系统，其中最主要的设备包 括吸收塔、除雾器和氧化槽。
①吸收塔
吸收塔是烟气脱硫系统的最重要的装置，要求气液接触 面积大，气体的吸收反应良好，压力损失小，适用于大 容量烟气处理。
吸收塔成功应用的主要有喷淋塔、填料塔、双回路塔和 喷射塔、鼓泡塔等。
第13章 典型的湿法烟气脱硫技术
主讲： 苏昭桂 电话：1 手机： E-mail：
副教授
主要内容
石灰石（石灰）湿法脱硫技术 双碱法脱硫技术 海水法脱硫技术 镁法脱硫技术 氨法脱硫技术 磷铵肥法脱硫技术 其他湿法烟气脱硫技术 典型的湿法烟气脱硫技术
第一节 石灰石（石灰）湿法脱硫技术
一般电厂脱硫采用回收法： 石灰石（石灰）一石膏法 简易石灰石（石灰）一石膏法。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（10）主要顺序控制（CSC）功能组简介
包括脱硫系统启运、停止顺序控制功能组以及除雾器清 洗、增压风机、GGH、石灰石制浆系统等设备的顺序控 制子组。
FGD系统的主联锁保护：
FGD装置的保护动作条件包括FGD进口温度异常、进出 口压力异常、增压风机故障、GGH故障、循环浆泵投入 数量不足等。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（11）脱硫系统对发电机组运行的影响
为克服FGD装置的阻力，一般在锅炉引风机后增设一 台脱硫风机，通过压力控制，保持增压风机入口压力 的稳定。从而保证了在FGD装置投入运行后，引风机 出口压力基本稳定在FGD投入前的数值，引风机仍在 原工况下运行，不影响锅炉的运行。
脱硫装置辅助系统的运行相对独立，不会影响发电机 组的安全稳定运行。
钠钙双碱法工艺
1.工艺流程
气体与含有亚硫酸钠、硫酸钠、亚硫酸氢钠的溶液接触， 在某些情况下，溶液中还含有氢氧化钠或碳酸钠。亚硫 酸钠被吸收的SO2转化为亚硫酸氢盐。抽出一部分再循 环液与石灰反应，形成不溶性的亚硫酸钙并再生出可溶 性的亚硫酸钠及氢氧化钠。
钠钙双碱法工艺
改进的工艺过程：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂 制成脱硫液，用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。在脱 硫过程中三种生成物均溶于水，烟气夹杂的烟道灰 同时被循环水湿润而捕集，从脱硫除尘器排出的循 环水变为灰水，一起流入沉淀池。烟灰经沉淀定期 清除，可回收利用，如制内燃砖等。上清液溢流进 入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化 钠溶解在循环水中，同时生成不易溶解的亚硫酸钙、 硫酸钙和碳酸钙等，通过沉淀清除。
30
27 12 24
吸 收剂浆 液制 备
废水
23
吸 收剂供 给
石 膏仓
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
3.主要系统
石灰石（石灰）一石膏法工艺主要系统包括： （1）由石灰石粉料仓、石灰石磨机及测量室组成的石灰石制备系统； （2）由洗涤吸收、除雾器和氧化装置组成的吸收塔系统； （3）由烟气换热系统、脱硫风机和烟道组成的烟气系统； （4）由水力旋流分离器和真空皮带过滤机组成的石膏脱水系统及贮存 装置； （5）由工艺水、工业水、废水处理组成的水系统； （6）由事故储罐和地坑组成的事故处理系统； （7）由电器、仪表、软件组成的控制系统；
钠钙双碱法工艺
2.设计和操作
气体洗涤系统由一个可变喉径垂直振动型文丘里洗涤 器，后面跟一个板式塔或喷射接触吸收器组成。文丘 里洗涤器和吸收塔都单独备有水池和捕雾器，以便对 它们分别进行测试。装置操作情况见表4-5及图4-10。
此曲线代表了活性 碱浓度从0.15～0.4 mol/L范围内的许 多次的运行情况。 操作周期在15个月 以后，若采用文丘 里和板式塔联合操 作，二氧化硫的平 均脱除效率为 95.5%；如只采用 文丘里，效率为 90.7%。
石灰石系统和石灰系统的一个重要区别：石灰石系统中， 钙离子的产生与氢离子的浓度和碳酸钙的存在有关；而在 石灰系统中，钙离子的产生仅与氧化钙的存在有关。因此， 石灰石系统在运行时pH值比石灰系统的低。 美国国家环保局的实验表明，石灰石系统的最佳操作pH 值为5.8～6.2，而石灰系统约为8。
三、石灰石（石灰）抛弃法工艺
3.双碱法工艺特点
优点：1）用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液， 在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便 于设备运行与保养。 2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在吸收塔外，减少了 塔内结垢的可能性，可用高效的板式塔或填料塔代替目前广 泛使用的喷淋塔，从而大大减小吸收塔的尺寸及操作液气比， 降低脱硫成本。 3）脱硫效率高，一般在95%以上。 缺点：Na2SO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断向 系 统 补 充 NaOH 或 Na2CO3 而 增 加 碱 的 消 耗 量 。 另 外 ， Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（9）控制系统简介
采用集中控制方式，系统正常运行及启停过程在运行人员 少量干预下均可完成。
数据采集系统具备工艺流程状态显示、操作过程显示、实 时数据显示、趋势显示、报警、历史数据存储检索、定期 报表、计算等功能。
系统主要的闭环调节回路包括增压风机入口压力控制、石 灰石浆液浓度控制、脱硫塔pH及FGD出口SO2浓度控制、 吸收塔液位控制、石膏浆排出量控制等。
一、石灰石（石灰）一石膏法工艺
（2）吸收和氧化系统简介
②除雾器 净烟气出口设除雾器，通常为二级除雾器，装在塔的圆筒 顶部（垂直布置）或塔出口弯道后的平直烟道上（水平布 置）。后者允许烟气流速高于前者。并设置冲洗水，间歇 冲洗除雾器。冷烟气中残余水分一般不能超过100mg/m3， 更不允许超过200mg/m3，否则会玷污热交换器、烟道和风 机等。 ③氧化槽 氧化槽的功能是接受和储存脱硫剂，溶解石灰石，鼓风氧 化CaSO3，结晶生成石膏。