一、
1.高速氣流設計增強了物質(zhì)傳違能力,降低了系統(tǒng)的成本,標準設計煙氣流速達到40m/s。
2.技術成熟可靠,多用于55000MWe的濕法脫硫安裝業(yè)績。
3.最優(yōu)的塔體尺寸,系統(tǒng)采用最優(yōu)尺寸,平衡了S02去除與壓降的關系,使得資金投入和運行成本最低。
4.吸收塔液體再分配裝置,有效避免煙氣爬壁現(xiàn)象的產(chǎn)生。提高經(jīng)濟性,降低能耗。從而達到:
a脫硫效率高達95%以上,有利于地區(qū)和電廠實行總量控制:
b.技術成熱,設備運行可靠性高(車統(tǒng)可利用率達98%以上):
e單塔處理煙氣量大,S02脫除量大:
4適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫,
e對鍋爐負荷變化的適應性強(30%-100%BMCR):、
f.設備布置緊湊減少了場地需求:
g.處理后的煙氣含塵量大大減少,
h.吸收劑(石灰石)資源豐富,價廉易得,
i脫硫副產(chǎn)物(石膏)便于綜合利用,經(jīng)濟效益顯著。
二、工藝流程
石灰石(石灰)—一石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)主要由:煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng),石膏脫水系統(tǒng)、排放系統(tǒng)組成。其基本工藝流和如下:
鍋爐煙氣經(jīng)點除塵器除塵后,通過增壓風機、GGH(可選)降溫后進入吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動且被向下流動的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設置的噴嘴噴射到吸收塔中,以便脫除S02、S03、HCL和HF,與此同時在“強制氧化工藝“的處理下反應的副產(chǎn)物被導入的空氣氧化為石膏(CaSO4.H20),并消耗作為吸收劑的石灰石。循環(huán)漿液通過漿液循環(huán)泵向上輸送到噴淋層中,通過噴嘴進行霧化,可使氣體和液體得以充分接觸。每個泵通常與其各自的噴淋層相連指,即通常采用單元制。
在吸收塔中,石灰石與二氧化硫反應生成石膏,這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出,進入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏水力旋流器(作為一級脫水設備)、漿液分配器和真空皮帶脫水機。經(jīng)過凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧,在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴出去,同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。進行除霧器沖洗有兩個目的,一是防止除霧器堵塞,二是沖洗水同時作為補充水,穩(wěn)定吸收塔液位。
在吸收塔出口,煙氣一般被冷卻到46-55℃左右,且為水蒸氣所飽和,最過GGH將煙氣加熱到80℃以上,以提高煙氣的抬升高度和擴散能力。
最后,潔凈的煙氣通過煙道進入煙囪排向大氣。
脫硫過程主反應
1.S02+H2O→H2S03吸收
2.CaC03+H2S03-CaS03+CO2+IH2O中和
3.CaSO3+1/202→CaS04氧化
4.CaS03+1/2H20→CaS03·1/2H20結晶
5.CaSO4+2H20-CaS04·2H20結晶
6.CaSO3+H2S03→Ca(HSO3)2pH控制
同時煙氣中的HCL、HF與CaC03的反應,生成CaCL2或CaF2。吸收塔中的pH直通過注入石灰石漿液進行調(diào)節(jié)與控制,一般pH值在5.5-62之間。
三、主要工藝系統(tǒng)設備及功能
1.煙氣系統(tǒng)
煙氣系統(tǒng)包括煙道、煙氣擋板、密封風機和氣——氣如熱器(GGH)等關鍵設備。吸
收塔入口煙道及出口至擋板的煙道,煙氣溫度較紙,煙氣含濕量較大,容易對煙道產(chǎn)生腐蝕,
需進行防腐處理。
煙氣擋板是脫硫裝置進入和退出運行的重要設備,分為FGD主煙道煙氣擋板和旁路煙氣擋板。前者安裝在FGD系統(tǒng)的進出口,它是由雙層煙氣擋板難成。當關閉主煙道時,雙層煙氣擋飯之間連接密封空氣,以保證 FGD系統(tǒng)內(nèi)的防腐襯膠等不受破壞,旁路擋板安裝在原鍋爐短道的進出口。當FGD系統(tǒng)運行時,旁路煙道關閉,這時煙道內(nèi)連接密封空氣。旁路煙氣擋板設有快開機構,保證在FGD系統(tǒng)故障時迅速打開旁路煙道,以確保鍋爐的正常運行。經(jīng)濕法脫硫后的煙氣從吸收塔出來一般在46-55℃左右,含有飽和水汽、殘余的S02、S03、HCL、HF、NOx,其攜帶的S042/sup>、S032-鹽等會結露,如不經(jīng)過處理直接排放。易形成酸霧,且將影響煙氣的抬升高度和擴散,為此濕法FGD系統(tǒng)通常配有一套氣——氣
換熱器(GGH)煙氣再熱裝置,氣—氣換熱器是蓄熱加熱工藝的一種,即常說的GGH。
它用未脫硫的熱煙氣(一般130-150℃)去加熱已脫硫的煙氣,一般加熱到80℃左右,然后排放,以避免低溫濕煙氣腐蝕煙道、煙囪內(nèi)壁,并可提高煙氣抬升高度。煙氣再熱器是濕法脫硫工藝的一項重要設備,由于熱端煙氣含硫最高、溫度高,而冷端煙氣溫度低、含水率大,故氣——氣換熱器的煙氣進出口均需用腐蝕材料,如搪玻璃、柯登鋼等,傳熱區(qū)一般用搪瓷鋼。
另外,從電除塵器出來的煙氣溫成高達130-150℃,因此進入FGD前要經(jīng)過GGH降溫器身溫,避免煙氣溫度過高,損壞吸收塔的防腐材料和除霧器。
2.吸收系統(tǒng)
吸收系統(tǒng)的主要設備是吸收塔,它是FGD設備的核心裝置,系統(tǒng)在塔中完成對sO2、So3等有害氣體的吸收。濕法脫硫吸收塔有許多種結構,如填料塔、濾球塔、噴射鼓泡塔,噴淋塔等等,其中噴淋塔因為具有脫硫效率高、阻力小、適應性、可用率高等優(yōu)點而得到較廣泛的應用,因而目前噴淋塔是石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝中的主導塔型。
噴淋層設在吸收塔的中上部,吸收塔漿液循環(huán)泵對應各自的噴淋層。每個噴淋層起是由一系列噴嘴組成,其作用是將循環(huán)漿液進行細化噴霧。一個噴淋層包括母管和支管,母管的側向支管成對排列,噴嘴就布置在其中。噴嘴的這種布置支排可使吸收塔斷面上實現(xiàn)均勻的噴淋效果。
吸收塔循環(huán)泵將塔內(nèi)的漿液循環(huán)打入噴冰層,為防止塔內(nèi)沉淀物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的結塞,福環(huán)泵前都裝有網(wǎng)格狀不銹鋼濾網(wǎng)(塔內(nèi))。單臺循環(huán)泵故障時,F(xiàn)GD系統(tǒng)可正常進行,若全部循環(huán)泵均停運,F(xiàn)GD系統(tǒng)將保護停運,煙氣走旁路。
氧化空氣系統(tǒng)是吸收系統(tǒng)內(nèi)的一個重要部分,氧化空氣的動能是保證吸收塔反應池內(nèi)生成石膏。氧化空氣注入不充分將會引起石膏結晶的不完善,還可能導致吸收塔內(nèi)壁的結垢,因此,對該部分的優(yōu)化設置對提高系統(tǒng)的脫硫效率和石膏的品質(zhì)顯得尤為重要。吸收系統(tǒng)還包括除霧器及其沖洗設備,吸收塔內(nèi)最上面的噴淋層上部設有二級除霧器。它主要用于分離由煙氣攜常的液滴,采用阻燃聚丙烯材料制成。
3.漿液制備系統(tǒng)
漿液制備通常分濕磨制漿與干粉制漿兩種方式。
不同的制漿方式所對應的設備也各不相同,至少包括以下主要設備:磨機(濕磨時用)、粉倉(干粉制漿時用)、漿液箱、攪件器、漿液輸送泵。
漿液制備系統(tǒng)的任務是向吸收系統(tǒng)提供合格的石灰石漿液,通常要求粒度為90%小于325目。
4.石膏脫水系統(tǒng)
石膏脫水系統(tǒng)包括水力旋流器和真空皮帶膠水機等關鍵設備。
水力旋流器作為石膏漿液的一級脫水設備,其利用了離心力加速沉淀分離的原理,漿液流切向進入水力旋流器的入口,使其產(chǎn)生環(huán)形運動,粗大顆粒富集在水力旋流器的周邊,而細小顆粒富集在中心,已澄清的液體從上部區(qū)域溢出(溢流):而增稠漿液則在底部流出(底流)90%以上。
5.排放系統(tǒng)
排放系統(tǒng)主要由事故漿池、區(qū)域漿池及排放管路間成。
真空皮脫水機將已經(jīng)經(jīng)過水力旋流器一級脫水后的石膏漿液進一步脫水至含固率達到。
6.熱工自控系統(tǒng)
為了保證煙氣脫硫效果和煙氣脫硫設備的安全經(jīng)濟運行,系統(tǒng)裝備了完整的熱工測量、自動調(diào)節(jié)、控制、保護及熱工信號報警裝置。其自動化水平將使運行人員無需現(xiàn)場人員配合,在控制室內(nèi)即可實現(xiàn)對煙氣脫硫設備及其附屬系統(tǒng)的啟、停及正常運行工況的監(jiān)視、控制和調(diào)節(jié),系統(tǒng)同時具備異常與事故工況時的報警、連鎖和保護功能。