火电厂烟气脱硫课程设计

KEY WORDS:
wet
desulfurization
technology, limestone-gypsum
desulfurization
technology, desu源自文库furization process, absorption tower
目 录
摘 要 ABSTRACT 1 绪论......................................................................................................................................... 1 1.1 烟气脱硫工艺背景及意义.......................................................................................... 1 1.2 国内外烟气脱硫发展状况.......................................................................................... 2 1.3 工艺设计...................................................................................................................... 3 2 脱硫工艺................................................................................................................................. 5 2.1 湿式石灰石－石膏脱硫工艺介绍.............................................................................. 5 2.2 相关参数计算.............................................................................................................. 8 3 设备....................................................................................................................................... 10 3.1 烟气在吸收塔中的速度............................................................................................ 10 3.2 喷淋塔的直径设计.................................................................................................... 11 3.3 h1 持液度.................................................................................................................... 12 3.4 h2 喷淋层总高度........................................................................................................ 13 3.5 h3 进塔烟道垂直总高度............................................................................................ 13 3.6 h4 除雾器的高度........................................................................................................ 13 3.7 h5 入口烟道底部距底液液面距离............................................................................ 14 3.8 其他参数.................................................................................................................... 14 致 谢......................................................................................................................................... 15 参 考 文 献............................................................................................................................. 16
1 绪论
1.1 烟气脱硫工艺背景及意义
我国空气污染问题的形成与二氧化硫排放总量居高不下密切相关。 中国排放二氧化 硫的 90%、氮氧化物的 70%来自燃煤，而其中的 50%左右来自燃煤电厂。因此削减火 电厂的 SO2 排放是控制 SO2 排放总量的重点， 为此国家制定了一系列的环保措施，颁布 了新的《大气污染防治法》 ，新的《火电厂大气污染物排放标准》 （GB13223-2003）并 且已于 2004 年 1 月正式实施，见表 1-1，并划定了 SO2 污染控制区及酸雨控制区。
②
2100
①
1200
①
1200④
注：① 该限值为全厂第 1 时段火力发电锅炉平均值。 ② 在本标准实施前，环境影响报告书已批复的脱硫机组，以及位于西部非两控区的燃用特低硫煤（入炉燃煤收 到基硫分小于 0.5%）的坑口电厂锅炉执行该限值。 ③以煤矸石等为主要燃料（入炉燃料收到基低位发热量小于等于 12550kJ/kg）的资源综合利用火力发电锅炉执 行该限值。 ④位于西部非两控区的燃用特低硫煤（入炉燃煤收到基硫分小于 0.5%）的坑口电厂锅炉执行该限值。
300MW 火力发电厂石灰石-石膏法脱硫
摘 要
该设计主要是关于 300MW 火力发电厂烟气湿法石灰石-石膏法脱硫工艺的设计。 通过查阅相关资料，针对目前脱硫方法在国内外的发展现状，对 300MW 火力发电厂烟 气湿法石灰石-石膏法脱硫的工艺流程及主要设备进行了设计。 湿法石灰石-石膏法烟 气脱硫的优点在于技术成熟可靠， 脱硫效率高； 适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫； 处理后的烟气含尘量大大减少等，因而在许多电厂得到广泛应用。 关键词：湿法,石灰石-石膏法，脱硫工艺，吸收塔
根据国家新的产业政策，我国现阶段新上燃煤电厂必须同步安装脱硫设施，已经建 成的机组也要逐步进行脱硫技术改造。因此，近几年正是我国燃煤电厂烟气脱硫事业发 展的黄金时期。 燃煤电厂控制 SO2 排放最有效、应用最广的技术为燃烧后脱硫即烟气脱硫（ Flue gas desulfurization，缩写 FGD） 。该法可达到很高的脱硫率，技术比较成熟，是目前世 界上已经完成大规模商业化应用的主要脱硫技术之一。烟气脱硫技术可分为湿法、半干 法和干法三类工艺。湿法脱硫技术以其脱硫效率高，运行稳定可靠及没有二次污染独占 鳌头。在发达国家，90%以上的烟气脱硫采用湿法脱硫技术，湿法脱硫技术已成为我国 燃煤电厂烟气脱硫的首选工艺。 湿式石灰石－石膏法烟气脱硫工艺也是目前世界上燃煤 电厂应用最广泛、技术最成熟的湿法脱硫技术。该技术采用石灰石（CaCO3）浆液作洗 涤剂，在反应塔（吸收塔）中对烟气进行洗涤，从而除去烟气中的 SO2。 以前我国燃煤电厂烟气脱硫项目的引进大多对硬件比较重视， 而对软件的重视程度 不够， 不少引进项目大多停留在购买设备上， 但现在越来越注重烟气脱硫技术的国产化。
Wet Limestone-gypsum Flue Gas Desulfurization Technology Design of 300 MW Coal-fired Power Plant
ABSTRACT
This paper mainly introduced the wet limestone-gypsum desulfurization process design of about a 300 mw coal-fired power plant flue gas. Wet limestone-gypsum flue gas desulfurization process and main equipment were designed about 300 mw thermal power plant based on the current development of flue gas desulfurization at home and abroad. The advantages of the method of wet limestone-gypsum flue gas desulfurization include: mature and reliable technology and high desulfurization efficiency; applying to any of the sulfur content coal flue gas desulfurization; greatly reduced flue gas dust after treatment, and so on, there for it was widely applied in many power plant.
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而国产化的关键在于掌握烟气脱硫的设计技术，只有实现烟气脱硫设计国产化，才 能按市场规则选用更多质量优良、价格合理的脱硫设备，才有资格、有能力对脱硫工程 实行总承包，承担全部技术责任，推动烟气脱硫设计国产化的进程。因此我们在引进设 计和制造技术，在消化吸收和创新方面还需要做大量的工作。
1.2 国内外烟气脱硫发展状况
1.2.1 国内烟气脱硫发展状况 我国政府十分重视二氧化硫污染治理及技术研究开发工作，自 70 年代开始，曾先 后进行了亚纳循环法、活性炭吸附法、石灰石法等半工业性试验或现场中间试验。80 年代，在四川白马电厂建立了处理烟气量为 70000m3/h（标态）的旋转喷雾干燥法脱硫 工业试验装置，并于 1991 年正式移交生产运行。 “八五”期间，不同工艺的脱硫示范项 目相继开展，如：山东黄岛发电厂一台 210MW 旋转喷雾干燥法烟气脱硫、山西太原第 一热电厂高速水平流简易石灰石湿法烟气脱硫、 南京下关电厂 2 台 125MW 机组的炉内 喷钙尾部烟气增湿活化脱硫、四川成都热电厂一台 200MW 电子束脱硫、深圳西部发电 厂 300MW 机组海水脱硫等。90 年代，大型火电机组脱硫工作有了进一步发展，如国家 电力公司在利用德国政府贷款引进具有 90 年代国际先进水平的德国斯坦米勒石灰石湿 法脱硫技术， 对北京第一热电厂、 浙江半山发电厂和重庆发电厂进行烟气脱硫技术改造， 以及华能重庆珞璜发电厂 4 台 360MW 引进日本三菱公司的石灰石湿法烟气脱硫商业装 置等。现今我国已拥有大型火电厂烟气脱硫自主知识产权的技术，并经过 30 万千瓦以 上机组配套脱硫工程商业化运行的检验。脱硫设备国产化水平大大提高。从设备采购费 用看，脱硫设备、材料的国产化率已可以达到 90%以上，部分工程达到 95%以上。脱 硫设施造价及运行成本大幅度降低，新建 30 万千瓦机组的单位千瓦烟气脱硫价格从保 障质量的角度看可降到平均 200 元人民币左右。在我国燃煤电厂脱硫市场中，湿法脱硫 工艺所占的份额高达 75%左右，且其中主要是采用传统的石灰/石灰石－石膏湿法脱硫 工艺。 1.2.2 国外烟气脱硫发展状况 近年来，世界各发达国家在烟气脱硫方面均取得了很大的进展，美国、日本和德国 是世界上 FGD 技术开发和大规模应用的国家，在火电厂 FGD 领域处于领先地位。日本 是世界上控制 SO2 最有成效的国家，也是最早实行大规模 FGD 的国家。截至 1990 年， 其装置达 1900 多套，总装机容量达 0.5~0.6 亿 kW，所用技术以湿式石灰石－石膏法为 主，占 75%以上。日本湿式石灰石－石膏法大多回收脱硫石膏，以弥补国内石膏资源的 不足，年利用脱硫 250 万吨以上。近年来由于燃料结构的改变，如进口原油中含硫量的 减少，液化天然气的增加，原子能发电、太阳能等无污染能源的发展，故烟气脱硫设施
表 1-1 火力发电锅炉二氧化硫最高允许排放浓度 单位：mg/m 时段 实施时间 燃煤锅炉及 燃油锅炉 第 1 时段 2005.01.01 2010.01.01 第 2 时段 2005.01.01 2100 1200
②
第 3 时段 2004.01.01 400 800
②
2010.01.01 400 1200