湿式石灰石石膏法工艺流程

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图1-8 石灰石储存和制浆系统
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石灰石/石膏法各系统－石灰石浆制备系统
石灰石罐
•石灰石浆制备系统 核心设备： 湿式球磨机 橡胶内衬和硬化钢球
石灰石粉贮罐
石灰石粉贮罐支架
球磨机
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石灰石加料箱
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1.2.4.2 吸收塔 吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置，要求气液接触面积大，
湿法烟气脱硫塔采用的除雾器主要为折流板除雾器、旋流板除 雾器。
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通常，折流板除雾器中两板之间的距离为20～30mm，对于垂直 安置的折流板气体的平均流速为2～3m/s；对于水平放置的折流板 ，气体的流速可以高些，一般为6～10m/s。气速过高会引起二次夹带 。折流板除雾器结构与除雾原理见图1-12所示。
安装烟气脱硫装置后，整个脱硫系统的烟气阻力约为
2500~3000Pa，单靠原有锅炉引风机（IDF）不足以克服这些阻 力，需增设推风机，或称脱硫风机（Boost-up Fan，BUF），脱硫 增压风机宜装设在脱硫装置进口处，在综合技术经济比较合理的 情况下也可装设在脱硫装置的出口处。当条件允许时，也可与引 风机结合设置。
自然氧化因锅炉和脱硫系统运行参数不同而氧化程度各异，当氧化率
在15~95%，钙的利用率低于80%范围内亚硫酸钙易结垢，因为氧化率 较高时（＞15%），生成的硫酸钙不能与亚硫酸钙一起沉淀析出；氧 化率达不到一定程度（＜95%），就不能产生足够的石膏晶种而使石膏
晶体迅速增长，导致石膏在脱硫塔内结垢。
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吸收塔出口 吸收塔 吸收塔
脱水区的吸收塔检查门检查平台
氧化空气压缩机 吸收塔
脱水区和吸收区的塔梯 除雾器洗涤水箱
吸收塔出口烟风道
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吸收塔间
吸收塔间
电气附件
吸收塔再循环泵
吸收塔间 清洗箱和泵基座
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除雾器洗涤水泵基座
吸收塔中除了浆液洗涤系统外，还有除雾器（ME）和氧化 系统。
干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，现在大多要求不超 过75mg/m3，否则会玷污热交换器、烟道和风机等。
气体的吸收反应良好，压力损失小，并且适用于大容量烟气处理 。吸收塔的数量应根据锅炉容量、吸收塔的容量和可靠性等确定 。300MW及以上机组宜一炉配一塔。200MW及以下机组宜两炉配
一塔。根据国外脱硫公司的经验，一般二炉一塔的脱硫装置投资比一炉
一塔的装置低5%～10%，在200MW以下等级的机组上采用多炉一 塔的配置有利于节省投资。
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1.2.4湿式石灰石石膏法脱硫工艺流程
石灰石-石膏湿法烟气脱硫系 统原则上可由下列结构系统构 成：
由石灰石粉料仓和石灰石研磨及 测量站构成的石灰石制备系统；
由洗涤循环、除雾器和氧化工序 组成的吸收塔；
由回转式烟气-烟气换热器、清 洁烟气冷却塔排放或湿烟囱排 烟构成的烟气再热系统；
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1.2.4.4 烟气再热系统 烟气经过湿法FGD系统洗涤后，温度降至50～60℃，已低于露点
，为了增加烟囱排出烟气的扩散能力，减少可见烟囱的出现，许多 国家规定了烟囱出口的最低排烟温度。
德国有关大型燃煤装置的法规中，要求对洗涤后的烟气进行再 热。在燃用烟煤的情况下，再热温度为45～52℃；当燃料为褐煤时 ，温度为60，到烟囱顶部达到72℃。
Z=hc×△p×g 式中 hc—冷却塔有效高度；
△p—塔外空气密度与塔内气体密度之差。
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烟气通过冷却塔排放
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优点:
充分利用冷却塔的热交换能力烟 气在大气中的扩散
较低的投资和运行费用
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1.2.4.5 脱硫风机
GGH是在原烟气和净烟气之间通过受热面回转进行热交换，原 烟气和净烟气间采用逆流布置来强化换热。传热元件平行于流动方向 布置在转子中，转子以衡定速度转动。当传热元件转到原烟气侧时， 元件吸收原烟气的热量；转到净烟气侧时，传热元件将吸收到的热量 散发给净烟气，达到加热净烟气的目的。
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脱硫增压风机的布置位置可以有4种情况： A位：烟道接口与烟气换热器之间；
吸收塔的设计在湿法FGD系统中是十分关键的。吸收塔最主要的塔 型是喷淋吸收塔，在世界的湿法FGD系统中占有突出的地位，大多采用
逆流喷淋塔。
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烟气从喷淋区下部进入吸收塔与均匀喷出的吸收浆液流接触 ，烟气流速为3~4m/s左右，液气比与煤含硫量和脱硫率关系较 大，一般在8~25L/m3之间。喷淋塔的优点是塔内部件少，故结 垢可能性小，压力损失小。逆气流运行有利于烟气与吸收液充 分接触，但阻力损失比顺流大。
脱硫风机；
由水力旋流分离器和过滤皮带 组成的石膏脱水装置； 石膏贮存装置； 废水处理系统。
图1-7 石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺流程
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1.2.4.1 石灰石浆液制备系统
吸收剂制备系统的选择应根据吸收剂来源、投资、运行成 本及运输条件等进行综合技术经济比较后确定。当资源落实 、价格合理时，应优先采用直接购买石灰石粉方案；当条件 许可且方案合理时，可由电厂自建湿磨吸收剂制备系统。当 必须新建石灰石加工粉厂时，应优先考虑区域性协作即集中 建厂，且应根据投资及管理方式、加工方式、厂址位置、运 输条件等因素进行综合技术经济论证。
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• 吸收塔内的除雾器 • 通常为二级除雾器、安装在塔的顶部。 • 处理后的烟气残余水分不能超过100mg/m3
• 脱硫中主要采用折流板，其次是旋流板式。
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• 吸收塔内的除雾器
• 通常为二级除雾器、安装在塔的顶部。
• 处理后的烟气残余水分不能超过100mg/m3
为防止原烟气与净烟气间
的泄漏GGH采用增压和置换密
封系统。由于密封片两侧存在
着压差，当原烟气侧的压力高
于净烟气侧时，就产生了原烟
气向净烟气的直接泄漏。为改
变这种状况，通过布置一套加
压密封系统，从热端扇形板的
中心线上向转子喷出具有比原 烟气压力高的净烟气流，形成
图1-15 增压密封系统
一道局部高压区，将原烟气与净烟气进行隔离。当转子部件转到此
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控制氧化就是采用抑制氧化或强制氧化方式将氧化率控制在＜15%
或＞95%。抑制氧化通过在洗涤液中添加抑制性物质，控制氧化率低 于15%，使浆液SO42-浓度远低于饱和浓度，生成的少量硫酸钙与亚 硫酸钙一起沉淀。抑制氧化采用的抑制有：单质硫、EDTA以及其他 的有机物。
强制氧化通过向洗涤液中鼓入空气，并添加催化剂使氧化 反应趋于完全，氧化率提高到高于95%，并保持足够的浆液含固 量（12%），以提供石膏结晶所需的晶种，此时，石膏晶体生长 占优势，产生沉淀性能优良的石膏，从而避免在塔内结垢
英国规定的排烟温度为80℃; 日本要求把烟气加热到90～110℃，防止烟囱排出蒸汽白烟。 美国一般不采用烟气再加热系统，而对烟囱采取防腐措施。 从改善烟气污染扩散、减少可见的烟羽(白烟)、避免烟囱出口 的酸雨以及消除烟道下游材料的腐蚀等多方面考虑，采用烟气再热 是必要的。
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烟气再热系统的作用是向低温烟气传递热量，总的加热量是 烟气抬升和扩散的热量、消除(或减少)可见烟羽的热量、蒸发液 滴的热量以及防止在烟道和烟囱凝结的热量之和。
• 脱硫中主要采用折流板，其次是旋流板式。
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1.2.4.3 脱硫系统氧化方式
在石灰石湿法烟气脱硫工艺中有强制氧化和自然氧化之分，其区别在 于脱硫塔底部的持液槽中是否充入强制氧化空气。
对于自然氧化工艺，吸收浆液中的HSO3－在吸收塔中被烟气中剩余 的氧气（电厂烟气含氧量一般在6%左右）部分氧化成SO42－,其脱硫 副产物主要是亚硫酸钙和亚硫酸氢钙。
处时，高压净烟气流将阻止原烟气向净烟气泄漏，起到密封隔离作
用。增压密封系统如图1-15所示
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转子的连续旋转，会将留在仓格内的烟气从一侧携带到另一 侧。而原烟气被携带至净烟气中去，产生携带泄漏。为减小携 带泄漏，根据转子转向，在上游密封区可布置一套净化系统， 从GGH净烟气侧的出口处抽取一定量的净烟气，喷入密封区的转
子内来置换转子内的原烟气从而达到减少携带原烟气的目的。要求 GGH的烟气泄漏率低于1%。
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石灰石/石膏法各系统－烟风系统
• 烟风系统－烟气换热器（GGH） • 较低的烟气阻力
• 低漏风率（一般要求小于1％）
• 高的传热效率和性能（传热元件：UNFo低碳钢镀高质量的搪瓷） • 外壳材质:Q235+玻璃鳞片 • 转子材质：考登钢板
滴在一定条件下呈悬浮状态。
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图1-9 逆流喷淋吸收塔
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石灰石/石膏法各系统－吸收塔系统
• 吸收塔内的喷头
喷头材料：炭化硅
• 吸收塔内的喷淋层
喷淋层管材：PP或FRP
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石灰石/石膏法各系统－吸收塔系统
• 吸收塔内的喷淋层
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石灰石浆液制备系统主要由石灰石粉贮仓、石灰石粉计 量和输送装置、带搅拌的浆液罐、浆液泵等组成，如图1-8所 示。将石灰石粉由罐车运到料仓存储，然后通过给料机、计量 器和输粉机将石灰石粉送入在浆配制罐。在罐中与来自工艺过 程的循环水一起配制成石灰石质量分数为15%～20%浆液。用 泵将该浆液经由一带流量测量装置的循环管道打入吸收塔底 槽。
最常用的再热形式是循环再热。循环再热是把吸收塔之前的未 处理烟气的热量传递给处理过的烟气，如图1-14所示。
在德国和日本的大多数燃煤机组都采用循环再热。自从20世纪80
年代开始，上百套脱硫装置都采用了旋转再生式换热器，也叫回旋式 气气换热器（GGH）。虽然循环再热系统具有较低的运行费用，但
是其初始投资却较高，设备庞大(要处理所有烟气)，而且材料必须耐
吸收区高度为5~15m，如按塔内流速3m/s计算，接触反应 时间2~5s。区内设3~6个喷淋层，每个喷淋层都装有多个雾化 喷嘴，交叉布置，覆盖率达200%~300%。喷嘴入口压力不能 太高，在0.5×105~2×105Pa之间。喷嘴出口流速约为10m/s．雾 滴直径约1320~2950μm，大液滴在塔内的滞留时间1~10s，小液
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从冷却塔排放烟气，可避免成本高、耗能集中的再热段， 在欧洲使用较多。如图6-17所示。在塔内，烟气从配水装置上 方均匀排放，与冷却水不接触。由于烟气温度约50℃，高于塔 内湿空气温度，发生混合现象，混合的结果改变了塔内气体的流动 工况。塔内气体向上流动的原动力是湿空气（或湿空气与烟气的混 合物）产生的热浮力，热浮力克服流动阻力而使气体流动。热浮力 Z为：
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目前国际上石灰石湿法工艺主要以强制氧化为主，目前国际上强制
氧化工艺的操作可靠性已达99%以上，已成为FGD中的主流。自然 氧化的可靠性虽然已得到改善，但仍然只有95%～99%，主要问 题仍是石膏结垢。目前，在自然氧化工艺的主要应用国——美 国，也有改自然氧化为强制氧化的趋势。因为即使是作为土地 回填，在质量上，石膏也要比亚硫酸钙渣泥好。
腐蚀。
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图1-14 回旋式气气加热器
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回旋式GGH的总体机构包括GGH的本体及外围配套件。GGH的
本体由上连接板、上部中间梁、外壳、下连接板、下部中间梁、转子、
中心筒、传热元件、导向轴承、支承轴承等主要机构件组成。GGH的 外围配套件由轴承润滑装置、转子测速装置、高压水泵、吹灰 器、传动装置、密封风机系统、净化/加压风机系统等组成。这些 结构件和外围的配套件组成一个具有完整功能的GGH系统。
图1-12 折流板除雾器结板的结构如图1-13 所示，气流在穿过板片间 隙时变成旋转气流，其中 的液滴在惯性作用下以一 定的仰角射出作螺旋运动 而被甩向外侧，汇集留到 溢流槽内，达到除雾目的 ，除雾效率可达到90％～ 99％。
图1-13 旋流板除雾器示意图
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