石灰石石膏湿法烟气脱硫培训讲义教材时Word文档下载推荐.docx

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1.1国家或行业相关标准

目前国内与“石灰石—石膏湿法烟气脱硫”相关的国家或行业标准如下：

《火电厂大气污染物排放标准》GB13223—2003

《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》DL/T5196

《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰-石膏法》HJ/T179

《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》DL/T997

《石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置性能验收试验规范》DL/T998

1.2中国华电集团相关企业标准

目前集团内与“石灰石—石膏湿法烟气脱硫”相关的标准如下：

中国华电集团公司石灰石－石膏湿法烟气脱硫工程设计导则

中国华电集团公司石灰石－石膏湿法烟气脱硫工程施工导则

中国华电集团公司石灰石－石膏湿法烟气脱硫工程调试导则

中国华电集团公司石灰石－石膏湿法烟气脱硫工程设备采购技术规范书

中国华电集团公司湿法烟气脱硫EPC总承包招标文件第三卷附件（范本）

1.3石灰石—石膏湿法脱硫系统构成简述

1.3.1系统简图

典型的石灰石/石灰－石膏湿法烟气脱硫工艺流程如图1.3-1所示，实际运用的脱硫装置的范围根据工程具体情况有所差异。

1.3.2系统构成

典型FGD整套系统由以下子系统组成：

（1）烟气系统，主要设备：

烟道挡板门、增压风机（BUF）、烟气换热器（GGH）等。

（2）SO2吸收系统，主要设备：

吸收塔本体（含吸收塔浆池）、浆液循环泵、吸收塔搅拌器、氧化风机及其附属系统、浆液喷淋层、除雾器及其冲洗系统等。

（3）石灰石浆液制备及供应系统：

湿磨制浆系统主要设备：

石灰石上料及储存系统、（受料斗、给料机、斗式提升机、石灰石仓）、称重给料机、湿式磨机、磨机浆液循环箱、磨机浆液循环泵、石灰石浆液旋流器、石灰石浆液箱及其搅拌器、石灰石浆液泵等；

干磨制浆系统主要设备：

石灰石上料及储存系统（受料斗、给料机、斗式提升机、石灰石仓）、称重给料机、干式磨机、选粉设备、石灰石粉仓及其底部流化和卸料设备、石灰石粉仓顶部除尘设备、石灰石浆液箱及其搅拌器、石灰石浆液泵等。

外购石灰石干粉制浆系统主要设备：

石灰石粉仓及其底部流化和卸料设备、石灰石粉仓顶部除尘设备、石灰石浆液箱及其搅拌器、石灰石浆液泵等。

（4）石膏脱水系统，主要设备：

石膏旋流站、真空皮带过滤机、真空泵、滤布冲洗水箱、滤布冲洗水泵、滤液水箱及搅拌器、滤液水泵、石膏饼冲洗水泵、废水旋流站给料箱、废水旋流站给料泵、废水旋流站、石膏输送机、石膏库。

（5）供水系统，主要设备：

工艺/工业水箱、工艺/工业水泵、除雾器冲洗水泵等。

（6）排放系统，主要设备：

事故浆液箱及其搅拌器、事故浆液泵、地坑及其搅拌器、地坑泵等。

（7）压缩空气系统，主要设备：

空压机（视具体情况增设）、压缩空气干燥及过滤设备（视具体情况增设）、杂用压缩空气储罐（视具体情况增设）、仪用压缩空气储罐等。

（8）废水处理系统，主要设备：

脱硫装置废水处理系统设备、化学加药系统设备、污泥脱水系统设备。

2石灰石—石膏湿法脱硫技术简介

2.1石灰石—石膏湿法脱硫化学机理

2.1.1吸收原理

吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。

这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的SO2、SO3及HCl、HF被吸收。

SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏（CaSO4·

2H2O）。

为了维持吸收液恒定的pH值，石灰石被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰石在浆液中的均布和溶解。

2.1.2化学过程

吸收塔的主要功能是利用碳酸钙浆液从烟气中脱除二氧化硫（SO2）。

吸收塔反应箱用来促使碳酸钙分解、强制氧化。

发生在吸收塔的整个反应情况为：

SO2+CaCO3®

CaSO3+CO2

还发生了许多中间反应步骤。

在含水浆液中形成钙离子。

CaCO3（s）®

CaCO3（aq）

CaCO3（aq）+H2O®

Ca+++HCO3-+OH-

在吸收塔中烟气/浆液接触面形成SO3=阴离子。

SO2（g）®

SO2（aq）

SO2（aq）+H2O®

H2SO3®

HSO3-+H+

HSO3-®

H++SO3=

在原地强制氧化环境中形成主要沉淀物石膏。

SO3=+1/2O2®

SO4=

Ca+++SO4=+2H2O®

CaSO4·

2H2O（s）

亚硫酸盐离子也与钙离子结合形成半水亚硫酸钙沉淀物。

Ca+++SO3=+1/2H2O®

CaSO3·

1/2H2O（s）

除了二氧化硫之外，吸收塔也从烟气中脱除氯化氢和氟化氢。

碳酸钙与这些物质发生反应生成溶解盐。

2HCl+CaCO3®

CaCl2+H2O+CO2

2HF+CaCO3®

CaF2+H2O+CO2

2.2影响脱硫系统性能的主要因素

湿法脱硫工艺涉及一系列的化学和物理过程，脱硫效率取决于多种因素，在原材料方面，工艺水品质、石灰石粉的纯度和细度；

在工艺控制方面，石灰石浆液浓度、石膏漩流站工作状况等都与脱硫率有关，而FGD关键设备的运行和控制方式将取决于脱硫效果和石膏品质；

机组参数，如温度、SO2浓度、含氧量、粉尘浓度等都将不同程度的影响脱硫效率。

以下只简要列出对脱硫系统性能产生关键影响的因素：

（1）FGD入口烟气温度

（2）FGD入口烟气流量

（3）FGD入口SO2浓度

（4）FGD入口含氧量

（5）FGD入口粉尘浓度

（6）FGD运行中浆液的PH值的设定

（7）FGD反应剂：

石灰石的纯度

（8）FGD反应剂：

石灰石的细度

（9）FGD反应剂：

石灰石的活性

（10）FGD反应剂：

石灰石浆液的浓度

（11）石膏旋流器的工作状况

（12）FGD系统GGH的漏风率

（13）吸收塔的液位

2.3脱硫系统水平衡问题

石灰石-石膏湿法FGD系统是利用足够量的浆液来洗涤进入吸收塔的烟气，脱除烟气内的SO2，SO2与石灰石（CaCO3）发生多步反应，最终形成副产品石膏（CaSO4.2H2O），从而达到烟气脱硫的目的。

2.3.1FGD系统的水损失

整个FGD系统的水损失，由以下3部分组成：

（1）烟气蒸发水量，当带有一定温度的烟气通过吸收塔时，会有大量的水分蒸发，以水蒸汽形式随着饱和烟气经烟囱排出，蒸发水量会随烟气参数（烟气量、烟气温度、烟气水分）不同而不同，一般占总损失水量的70%以上；

（2）排出石膏带水量（石膏内结晶水和湿石膏内自由水）；

（3）FGD系统排出的废水（排废水目的是为了保持系统内氯离子的平衡，同时保证石膏内氯离子含量低于一定值，保证石膏品质）。

2.3.2FGD系统的补充水

FGD系统补充水以不同的方式进入FGD系统，大概分析如下：

（1）大量进入系统的补充水是以除雾器冲洗水的方式补充到吸收塔内。

（2）FGD系统设备冷却水，尽量按照闭式循环设计，不进入FGD系统，本教材也按照无设备冷却水源进入系统来讨论。

否则应考虑本部分水量的影响。

（3）泵机封水，国外一般要求无注水型机械密封，目的是为了减少进入FGD系统的水量。

但目前国内泵采用无注水型机械密封，经常导致机封烧坏，普遍采用注水型机封，这部分水量不大，一般直接进入系统。

（4）皮带脱水机水环真空泵的工作液补充水，进入系统，用于滤布、滤饼冲洗。

（5）浆液泵、管道冲洗，PH计、密度计等仪表正常冲洗

（6）不考虑其他混杂水源对系统的影响，例如：

雨水、地面冲洗水、系统内冲洗水阀门内漏水等，实际上，有时这些水量会对系统水平衡产生重要的影响。

但因其数量无法估算，本教材忽略他们的影响，按照无上述水源进入系统来讨论。

2.3.3FGD系统的水平衡

一方面，FGD系统损失水量的决定因素是烟气蒸发水量，烟气携带水蒸汽量会随进入FGD的烟气量降低而大量减少；

另一方面，为了保证除雾器冲洗，进入系统的水量不能随进入FGD负荷降底而成比例减少。

最终导致FGD补充水量大于FGD系统损失水量，从而出现系统内水量过多的问题，这是目前国内湿法FGD系统普遍存在的现象。

对于脱硫系统的水平衡问题，实际运行时，如果机组长期运行在低负荷，由于烟气量减小，带走的水分减少，而一些机封水、设备管道冲洗、除雾器冲洗、仪表定期和不定期冲洗等水量并不按负荷大小成比例减小，因此要特别注意水平衡问题，如操作不当或其他原因短时间不能控制液位时，可采取向事故浆液箱排放，以保证除雾器的正常冲洗。

必要时，浆液需要强行外排。

对于无GGH系统的水平衡问题，由于蒸发量更大，更易实现水平衡，需要补大量水。

就国外脱硫行业状况来看，多年来，国外也在不断的寻求尽量减少进入FGD系统的多余水量，以便使更多的水通过除雾器进入吸收塔来保证除雾器的冲洗。

其中一项明显的措施就是将所有FGD系统泵的水密封改为机械密封，可以说这一改进，对于系统水平衡来说起到了非常重要的作用。

3石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统介绍

3.1烟气系统及设备

3.1.1烟气系统

从锅炉来的烟气经过脱硫系统洗涤后进入烟囱排放。

烟气系统一般有如下形式：

（1）锅炉来烟气→FGD入口挡板→增压风机→GGH原烟气侧→吸收塔→GGH净烟气侧（加热至80℃以上）→FGD出口挡板→主烟道→烟囱，带旁路烟道及挡板门。

（2）锅炉来烟气→FGD入口挡板→增压风机→吸收塔→FGD出口挡板→主烟道→烟囱，带旁路烟道及挡板门。

（3）锅炉来烟气→吸收塔→主烟道→烟囱（或冷却塔），无旁路烟道及挡板门。

（烟塔合一，无旁路的烟气系统）

3.1.2烟气系统主要设备

（1）增压风机系统

增压风机用于克服FGD烟气系统的阻力。

对于300MW及以上机组，增压风机宜选用轴流风机。

增压风机形式：

静叶可调增压风机、动叶可调增压风机。

增压风机系统包含：

增压风机本体、增压风机电机、油站系统、密封风系统。

不同厂家设备配置大同小异，有些设备厂家的动调风机油站分为润滑油站、液压油站，有些厂家将两油站合并。

（2）气—气换热器（GGH）系统

脱硫系统一般设有一套气－气热交换器（GGH）系统，进入GGH的未处理烟气传递热量给GGH旋转换热元件，被冷却后的烟气进入吸收塔，经吸收塔浆液洗涤后烟气重新进入GGH，旋转换热元件传递其热量至净烟气流，加热后净烟气进入烟囱。

对于有GGH的系统，当FGD投运时，GGH必须处于运行状态。

GGH形式有多种，但大