石灰石-石膏法系统介绍

石灰石-石膏法烟气脱硫工艺介绍西安西矿环保科技有限公司主要内容烟气脱硫现状简述1石灰石-石膏法工艺原理2工艺系统及主要设备介绍3脱硫系统的运行与维护4烟气脱硫（FGD，FlueGasDesulfurization），即通过对烟气进行处理，如吸收、洗涤等方法降低烟气中的二氧化硫排放浓度的技术。烟气脱硫技术是当前应用最广泛，效率最高的脱硫技术，是控制二氧化硫排放、防止大气污染、保护环境的一个重要手段。工业发达国家从70年代起相继颁布法令，强制火电厂安装烟气脱硫装置，促进了烟气脱硫技术的发展和完善。湿法FGD工艺有几十年的发展历史，技术上日趋成熟完善。其中石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺由于具有吸收剂来源丰富、成本低廉、脱硫效率较高等优点，成为应用最多的一种烟气脱硫工艺。1.烟气脱硫现状简述烟气脱硫技术分类（根据产物形态）湿法半干法干法石灰石/石灰-石膏法、双碱法、海水法、氧化镁法、氨法电子束喷氨法、催化氧化法、吸附-再生法循环流化床法、旋转喷雾干燥法、NID法烟气脱硫工艺的技术评价指标脱硫率钙硫比吸收剂利用率吸收剂的可获得性和易处理性脱硫副产品的处置和可利用性运行的稳定性对周围环境的影响占地面积大小流程的复杂程度动力消耗工艺的成熟程度总的投资和运行费用该工艺采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应吸收脱除二氧化硫，最终产物为石膏。脱硫后的洁净烟气通过除雾器除去雾滴经烟囱排放，脱硫渣石膏可以综合利用。石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺2.石灰石-石膏法工艺原理该工艺的化学反应过程如下：吸收过程（吸收剂为石灰石）SO2(g)+H2O→H++HSO3-HSO3-→H++SO32-H++CaCO3→Ca2++HCO3-Ca2++HSO3-+2H2O→CaSO3·2H2O+H+Ca2++SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2OH++HCO3-→H2CO3H2CO3→CO2+H2O氧化过程CaSO3·2H2O+H+→Ca2++HSO3-+2H2OHSO3-+1/2O2→SO42-+H+Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O石灰石-石膏法流程示意图(1)脱硫效率高达95%以上，对煤种适用性强，可用于高中低含硫煤种。(2)脱硫剂来源广泛，价格低廉。(3)脱硫剂利用率高，钙硫比Ca/S一般为1.03左右。(4)脱硫产物为石膏(二水硫酸钙)，可作建材使用，也易于处理综合利用。(5)机组适用性强，系统利用率大于95%。石灰石－石膏法技术特点典型的工程全景典型的FGD系统包括以下几个子系统：工艺水系统石膏脱水系统吸收剂制备系统3.工艺系统及主要设备介绍SO2吸收系统烟气系统3.1吸收剂制备系统吸收剂制备：干磨、湿磨或直接外购石灰石粉石灰石浆液制备系统的选择应根据石灰石来源、投资、运行成本及运输条件的综合技术经济比较后确定。石灰石品质要求：CaCO3含量≥85%，MgCO3含量0-5%，酸不溶物＜10%原料粒径≤20mm（尽可能不在厂内设置破碎装置）粉末粒径：90%通过325目（45μm）或250目（64μm）一般消融时间在15－20小时（90％，100目）石灰石浆配制浓度：20–25%石灰石颗粒通过球磨机进行磨粉，研磨制浆后进入磨机浆液循环箱，再通过磨机浆液循环泵运送至浆液旋流器进行分级，达到一定粒度要求的浆液进入石灰石浆液箱，补水制成浓度为20~25%浆液，再经石灰石浆液泵输送至吸收塔。主要设备包括：卸料斗、提升机、料仓、皮带机、球磨机、旋流器、石灰石浆液箱、浆液泵等。浆液制备系统湿式球磨机•最终产品细度：44微米颗粒90%以上•具有防磨、防腐性能3.2烟气系统从除尘器后引风机出来的原烟气通过挡板门进入脱硫系统，首先经增压风机升压，然后通过脱硫塔入口处的预喷淋装置冷却降温，然后在塔内与喷淋浆液逆流接触完成烟气脱硫净化，再通过塔内上部的除雾器除雾脱水，最后通过塔顶烟囱直接排放（也可引至原有钢筋混凝土烟囱排放）。烟气系统在正常运行时，旁路挡板门应关闭。FGD系统的压力损失由增压风机进行补偿。增压风机安装在引风机与脱硫吸收塔入口之间。在故障情况下，开启烟气旁路挡板门，烟气通过旁路绕过FGD系统直接排到原有烟囱。烟气系统设置有完善的在线监测仪表系统，实时监测FGD系统进出口烟气温度、压力、成分。增压风机一般选用静叶可调轴流风机，适用于风机风量大，压升低。轴流风机模型图挡板门3.3SO2吸收系统空塔喷淋：内部结构简单，具有负荷大、不易堵塞、操作弹性宽。塔内主要构件包括：入口喷淋层雾化喷淋层二级除雾器吸收塔配套设备有：循环泵氧化风机搅拌器吸收塔示意图吸收塔示意图吸收塔本体碳钢结构，玻璃鳞片防腐。浆液喷淋系统浆液喷淋系统由雾化喷淋层和高效雾化喷嘴组成，喷淋液滴主要集中在200～500微米，比表面积较大。喷嘴雾化喷淋层除雾器折板式除雾器系统由两层除雾器本体及冲洗系统组成。烟气以一定的速度流经除雾器，被快速、连续改变运动方向，通过除雾器的弯曲通道，在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来。除雾器一般的设计要求是出口烟气中液滴含量不超过75mg/Nm3。搅拌器吸收塔搅拌器一般布置在吸收塔浆池区，为使浆液在浆池内不致沉淀结垢,保证浆液在浆池内的亚硫酸钙充分氧化成硫酸钙，通常设置侧进式搅拌器。循环泵为实现吸收塔内脱硫浆液循环使用，保证最大限度地发挥脱硫剂的效能，采用耐腐蚀、耐磨损、流量大、压头稳定的脱硫专用循环泵。循环泵按每一层喷淋层对应一台泵的单元制配置，泵体采用碳钢内衬高分子结构，叶轮采用防腐耐磨材料制作，泵入口装设滤网等防止固体物吸入堵塞喷嘴。氧化风机为将脱硫副产物CaSO3转化为稳定的的CaSO4，保证在浆液池内中和反应及氧化反应的完全进行，并使悬浮液均匀不产生沉降，设置氧化风机不断向吸收塔内浆液池鼓入空气。氧化风机采用罗茨风机，入口设有过滤器，保证入塔的氧化空气无尘，风机外有隔音罩；氧化风量按投运风机的最大出力供给。3.4石膏脱水系统浆液由排浆泵至旋流器进行浓缩处理，浓度为45%左右的底流液流入真空过滤机进行脱水，5%上流液流入吸收塔循环使用，脱硫副产物经真空脱水机脱水后，形成固态的干渣用车外运进行填埋或综合利用。主要设备有：排浆泵、旋流器、真空皮带脱水机脱水系统示意图石膏旋流器真空脱水机3.5工艺水系统工艺水管路采用碳钢材质，在必要的地方设置检修隔离阀，Y型过滤器等。用水点包括：吸收塔浆池、制浆系统、真空皮带脱水装置用水除雾器冲洗用水烟气冷却用水设备冷却水系统中管道、罐体冲洗水3.6FGD工艺辅助系统废水处理系统消防系统杂用/仪用压缩空气系统废水特性•排水呈酸性，pH值较低；•悬浮物和氟离子含量高；•氯离子浓度高，含盐量大；•含有多种浓度超标的重金属；•含有难处理的COD和氮化物。3.7FGD系统的保温与防腐保温范围：吸收塔、烟道、各种管道及箱罐体防腐范围：所有与脱硫浆液接触的设备、管道、池体以及可能接触到低温饱和烟气冷凝液的烟道都需要采取防腐措施，具体的方案如下：吸收塔、烟囱、出口及部分进口烟道采用内衬玻璃鳞片防腐；各种浆液泵的壳体及叶轮用防腐耐磨材料；各种钢结构箱体与罐体内衬玻璃钢防腐；各种接触浆液的管道采用碳钢衬胶管或者玻璃钢管。4.脱硫系统的运行与维护4.2实际入口烟气参数偏离设计值4.1FGD系统运行的关键参数4.3石灰石来料品质对脱硫装置的影响pH值太高，则容易造成设备的堵塞和结垢，同时使得脱硫剂的利用率降低，脱硫产物的品质下降。而pH值太低，则影响了脱硫效率。在相同的条件下，液气比越大，脱硫效率越高，但随之动力的消耗就越大，烟气出口的温度就越低。塔内浆液的pH值入口烟气温度太高，会导致脱硫效率的下降。入口烟气性质偏离设计值，将对系统产生严重影响。钙硫比高，脱硫效果较好，但脱硫剂利用率下降，一般石灰-石膏工艺控制钙硫比在1.03~1.05进口烟气温度、成分钙硫比Ca/S液气比L/G4.1FGD系统运行的关键参数（1）当SO2浓度超出设计裕度时，会带来以下问题：吸收剂制备系统达到最大出力也难以满足系统的需要，吸收塔pH难以稳定；吸收塔氧化效果下降，脱硫效率下降，石膏中亚硫酸盐含量显著上升；吸收塔浆液密度显著上升，石膏排浆泵难以降低吸收塔浆液密度，系统内部设备磨损加剧；石膏产量显著增加，石膏品质下降，真空皮带脱水机脱水困难。4.2实际入口烟气参数偏离设计值（2）烟尘浓度的增加对脱硫系统会产生严重的影响：增加管道和设备的沾污、堵塞和磨损；导致吸收塔浆液中重金属离子增加，浆液品质恶化，引起石灰石的“封闭效应”，石灰石溶解度下降，脱硫效率下降的同时石灰石利用率下降；导致石膏中的杂质上升，石膏品质(颜色、纯度)下降；石膏中的超细颗粒增加，堵塞滤布，脱水困难；浆液中引起泡沫表面张力上升的重金属离子含量增加，引起吸收塔虚假液位，严重时引起吸收塔起泡、溢流。成份符号作用氧化钙CaO有效成分，并非愈多越好，活性要好。氧化镁MgO有助脱硫，不利于结晶和脱水，偏无用成分。水份H2O结晶体，与反应无关。二氧化硅SiO2无用成分，越少越好。塔内及所有流通部位的磨蚀根源。三氧化二铁Fe2O3无用成分，越少越好。三氧化二铝Al2O3无用成分，越少越好。甚为坚硬，磨机功耗大增。其它惰性物无用成分，影响反应、增加磨蚀。4.3石灰石来料品质对脱硫装置的影响石灰石颗粒粒径不合要求时，大颗粒石灰石比表面积小，石灰石的溶解速率大大减缓，即使加大给浆流量也无法显著提高和稳定吸收塔的pH值，进入吸收塔的石灰石浆液不能很快为吸收系统提供足够的碱度，从而引起脱硫效率下降；当石灰石颗粒粒径不合要求时，由于吸收塔浆液的停留时间是有限的，造成石灰石利用率下降，石膏中残留过多的未充分溶解反应的石灰石，既增加了石灰石耗量，也降低了石膏的品质。石灰石颗粒粒径变粗还会导致大量石灰石颗粒在吸收塔底部的沉积，造成浆液循环泵叶轮、吸收塔浆液喷嘴等设备的磨损和堵塞。谢谢大家！西安西矿环保科技有限公司XI’ANXIKUANGENCIRONMENTALPROTECTIONCO.,LTD公司地址：西安市高新区沣惠南路20号华晶广场B座7、21层