1.脱硫吸收塔系统新人培训课件

吸收系统工艺流程xx项目部一、系统简介SO2吸收系统是整个脱硫装置的核心系统，对烟气除去SO2等有害成分的过程主要在这个系统完成。本系统主要是由吸收塔、浆液循环泵、除雾器、吸收塔搅拌器、石膏排出泵及氧化风机等组成。石灰石－石膏湿法烟气脱硫是由物理吸收和化学吸收两个过程组成。在物理吸收过程中SO2溶解于吸收剂中，只要气相中被吸收气体的分压大于液相呈平衡时该气体分压时，吸收过程就会进行，吸收过程取决于气-液平衡，满足亨利定律。由于物理吸收过程的推动力很小，所以吸收速率较低。而化学吸收过程使被吸收的气体组分发生化学反应从而有效地降低了溶液表面上被吸收气体的分压，增加了吸收过程的推动力，吸收速率较快。FGD反应速率取决于四个速率控制步骤，即SO2的吸收、HSO3氧化、石灰石的溶解和石膏的结晶。2三、主要设备作用及结构31.吸收塔本体作用与功能：烟气进入吸收塔内，自下而上流动与喷淋层喷射向下的石灰石浆液滴发生反应，吸收SO2、SO3、HF、HCl等气体。吸收塔采用先进可靠的喷淋塔，系统阻力小，塔内气液接触区无任何填料部件，有效地杜绝了塔内堵塞结垢现象。石灰石浆液制备系统制成的新石灰石浆液通过石灰石浆液泵送入吸收塔浆液池内，石灰石在浆液池中溶解并与浆液池中已经生成石膏的浆液混合，由吸收塔浆液循环泵将浆液输送至喷淋层。浆液通过空心锥型喷嘴雾化，与烟气充分接触。在吸收塔浆液池中部区域，氧化风机供给的空气通过布置在浆液池内的喷枪与浆液在搅拌器的协助下进一步反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。三、主要设备作用及结构41.1喷淋层每只吸收塔配备六台浆液循环泵，采用单元制运行方式，每一台循环泵对应一层喷淋装置。循环泵将塔内的浆液从下部浆液池打到喷淋层，经过喷嘴喷淋，形成颗粒细小、反应活性很高的雾化液滴。本设计的液气比选在21.4L/Nm3。六层喷淋层可以根据烟气负荷的大小选择投用的层数，以降低能源的消耗和保证出口烟气的温度。喷淋层采用高级的SiC空心锥形喷嘴，喷射角度为90度，每层喷嘴268个喷淋层的布置增加了浆液与气体的接触面积和几率，保证吸收塔横截面能被完全布满，使SO2、SO3、HF、HCl等被充分去除。由于在吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高。三、主要设备作用及结构51.1喷淋层喷嘴实物图喷淋效果图三、主要设备作用及结构61.2吸收塔浆液池吸收塔浆液池的主要功能如下：完成酸性物质和石灰石的反应通过强制氧化把亚硫酸盐氧化成硫酸盐提供石灰石足够的溶解时间促使过饱和溶液里面的石膏结晶提供石膏晶体充分长大的停滞时间三、主要设备作用及结构71.2吸收塔浆液池本工程吸收塔采用美国Marsulex公司逆流喷雾塔技术。其特点有：①、低进口SO2浓度导致酸碱吸收反应速率下降，大容量吸收塔浆池为喷淋过程中物理溶解于浆液中的酸性物质在浆池内与溶解态石灰石的反应提供充分的反应时间，由此确保高的脱硫效率。②、为石灰石提供充分的溶解时间，确保不大于1.03的钙硫比。③、为亚硫酸钙提供充分的氧化空间和氧化时间，确保良好的氧化效果。④、为石膏晶体长大提供充分的停滞时间，确保生成高品质的粗粒状（而非片状和针状）石膏晶体。⑤、同时，为了在烟气参数如烟气流量、烟气温度和SO2初始浓度发生快速变化的情况下，能使吸收塔正常、稳定地运行，浆液池容量的设计保证提供充分的气固缓冲容积，确保系统具有良好的耐冲击性和稳定性。三、主要设备作用及结构81.2吸收塔浆液池当锅炉原烟气通过吸收塔时，会蒸发带走一部分吸收塔内的水分，石膏结晶也会带走一定的水分，废水排放也会带走一部分水，这样将导致吸收塔浆液中的固体浓度逐步增大，进而影响反应的正常进行。浆液的液位由吸收塔的液位控制系统控制，流失的水将通过除雾器冲洗水来补充，同时亦通过向吸收塔补充新鲜工艺水来保持液位。塔内浆液的密度通过调节吸收塔内石膏浆液的排放量来控制。三、主要设备作用及结构91.2吸收塔浆液池吸收塔浆液池上部设溢流口，保证浆液液位低于吸收塔烟气入口段的下沿。保证系统运行的安全稳定溢流管的呼吸孔，用来防止“虹吸”的现象发生三、主要设备作用及结构102吸收塔搅拌器吸收塔搅拌器外观图搅拌器叶片（吸收塔内）浆液池里面的浆液为含有多种溶解盐的水溶液，其中悬浮态维持在25%的水平。为了保证这些固态物质能够真正悬浮在浆液中浆液池周围安装了5台侧进式搅拌器1.防止浆液沉淀，2.使氧气在浆液中分布均匀3、使反应物更加充分接触反应三、主要设备作用及结构112.吸收塔浆液循环泵吸收塔浆液循环泵安装在吸收塔旁，用于吸收塔内石膏浆液的循环。采用无堵塞离心叶轮机械密封泵，包括泵壳、叶轮、轴、轴承、出口弯头、底板、进口、密封盒、轴封、基础框架、地脚螺栓、机械密封和所有的管道、阀门及就地仪表、减速机和相应的冷油器系统和电机。浆液循环泵配有油位指示器、联轴器防护罩等。吸收塔的操作液位的设计能充分保证泵的工作性能，泵的叶轮背后不气蚀；同时，选择了较大的泵入口管管径，能有效防止气蚀的发生，延长泵的使用寿命。在塔内循环泵入口管路上，装设大孔径的过滤器（滤网），防止喷嘴堵塞。浆液循环泵实物图三、主要设备作用及结构122.吸收塔浆液循环泵离心泵原理：当泵的叶轮被电机带动旋转时，充满于叶片之间的介质随同叶轮一起转动，在离心力的作用下，介质从叶片之间的横道甩出，而介质的外流造成叶轮入口处形成真空，介质在大气压作用下，会自动吸进叶轮补充，由于离心泵不停的工作，将介质吸进压出，便形成了持续流动，不停的将介质输送出去；离心泵三、主要设备作用及结构133.氧化空气系统每套吸收塔的氧化系统由氧化风机、氧化空气喷枪及相应的管道、阀门组成。氧化空气通过氧化空气喷枪均匀地分布在吸收塔底部浆液池中，将CaSO3氧化成CaSO4，进而结晶析出。氧化空气系统是吸收系统的一个重要组成部分，氧化空气的功能是促使吸收塔浆液池内的亚硫酸氢根氧化成硫酸根，从而增强浆液进一步吸收SO2的能力，同时使石膏得以生成。氧化空气注入不充分或分布不均匀都将会引起吸收效率的降低，严重时还可能导致吸收塔浆液池中亚硫酸钙含量过高而结垢，甚至发生亚硫酸钙包裹石灰石颗粒使其无法溶解。因此，对该部分的优化设置对提高整个设备的脱硫效率和石膏产品的质量显得尤为重要。三、主要设备作用及结构143.氧化空气系统氧化和结晶主要发生在吸收塔浆液池中。吸收塔浆液池的尺寸足够保证提供浆液完成亚硫酸钙的氧化和石膏（CaSO4•2H2O）的结晶的时间。氧化空气入塔前经增湿降温，使氧化空气达到饱和状态，可有效防止分布管空气出口处的结垢。（氧化风管加湿水）15氧化风机加湿水氧化风机冲洗水三、主要设备作用及结构163.氧化空气系统本系统氧化空气喷枪布置在吸收塔浆液池中下部，为石灰石溶解、亚硫酸钙氧化和石膏结晶过程提供最佳反应条件。氧化空气喷枪上部浆液因为刚吸收了大量SO2，pH值略低，有利于石灰石的进一步溶解和石膏的生成，对提高石膏的品质有利，氧化空气喷枪下部由于有新加入的石灰石浆液，pH值略高，将浆液提升至喷淋层的吸收塔循环泵入口位于该区域，有利于提高吸收SO2的能力。氧化空气由二台氧化风机提供。从空气总管起，各个空气支管在吸收塔外垂直向下接到氧化空气喷枪。该方式尤其适合大尺寸的吸收塔，氧化效果好，布气均匀，氧化空气的利用率高，氧化空气用量少且保证石膏品质。众多工程实际表明，正常运行状况下（除吸收塔维修期间外），一般不必要对其进行清洗。三、主要设备作用及结构173.氧化空气系统氧化风机采用单机离心风机，每台包括油站、润滑油泵、过滤器、冷油器、油雾分离器、进出口消音器、进气室（包括过滤器）、进口风道，吸收塔内分配系统及其与风机之间的风道、管道、阀门、法兰和配件、电机、增速机、电机和风机、就地控制柜仪表等。三、主要设备作用及结构184.除雾器功能与原理除雾器用于分离烟气携带的液滴，防止冷烟气腐蚀烟道等。本工程采用的除雾器，是利用液滴与固体表面的相互撞击而将液滴凝聚并捕集。气液通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞在挡板上被捕集。经过净化处理的烟气流经一级管式+屋脊除雾器，在此处将烟气携带的浆液微滴除去。从烟气中分离出来的小液滴慢慢凝聚成比较大的液滴，然后沿除雾器叶片的下部往下滑落，直到浆液池。经洗涤和净化的烟气流出吸收塔，后经净烟道排入烟囱。最大运行温度：85℃19三、主要设备作用及结构三、主要设备作用及结构204.除雾器二级除雾器，配备冲洗水系统和喷淋系统（包括管道、阀门和喷嘴等）。除雾系统包括一台安装在下部的管式除雾器和一台安装在上部的屋脊式除雾器，彼此平行管式除雾器（一级除雾器）的上面和屋脊除雾器（二级除雾器）的下面设有冲洗喷嘴，正常运行时下层除雾器的底面和顶面，上层除雾器的底面自动按程序轮流清洗各区域。当除雾器压降超出设定值时即自动完成一个冲洗程序。四、影响吸收的主要因素21影响脱硫效率的因素有pH值、L/G、Ca/S摩尔比、FGD入口烟气流量流速和入口SO2浓度、石灰石品质、浆液浓度、吸收塔液位、CEMS准确等。思考：脱硫效率低的原因及处理？四、影响吸收的主要因素221.PH值pH/利用率/脱硫效率关系pH利用率脱硫率(低)(高)PH大于5.8PH小于5.0PH大于5.0小于5.8①脱硫效率提升②液气比降低，能耗减少①系统结垢②管道堵塞③石膏品质差①管道容易腐蚀②脱硫率下降①氧化效果提升②CaCO3利用率上升脱硫系统正常运行范围四、影响吸收的主要因素232.液气比液气比对脱硫效率的影响脱硫效率(%)7570L/G,加仑/1000实际立方英尺石灰石负荷2g/L石灰石负荷5g/L石灰石负荷8g/L808590951008090100110120130140150由下图可以看出：提高液气比有利于提高脱硫效率；液气比对石灰石的利用率影响较小；提高液气比有利于亚硫酸盐的氧化。四、影响吸收的主要因素243.石灰石浆液品质石灰石研磨的影响0510152025303540石灰石负荷(g/L)脱硫效率(%)708085909575粗磨石灰石(70%通过325目)细磨石灰石(90%通过325目)(不同形状的符号代表试验的不同的石灰石)如图所示，石灰石的碾磨越细越有利于提高脱硫率。由此也可以得出：石灰石碾磨越细越有利于提高石灰石的利用率即降低钙硫比，但是碾磨的成本也会增高，例如磨机的电耗、钢耗，另外为了保证出力也会增加投资。所以选择和保持合理的石灰石颗粒的细度是很重要的。五、相关系统参数251.浆液循环系统吸收塔液相参数规定固相Ca2+Mg2+SO32-Cl-碳酸盐半水亚硫酸钙酸不溶物二水硫酸钙mg/Lmg/Lmg/Lppm%%%%＜2000＜4500＜160.12＜20000＜3＜0.35＜3＞85五、相关系统参数261.浆液循环系统吸收塔形式喷淋塔数量（个）1×2吸收塔总高（mm）43160吸收塔直径（mm）浆液区Φ=24790mm塔身Φ=20660mm控制液位（mm）11.61溢流高度（mm）浆池容积（m3）5730循环浆液pH5.2—5.8液气流向逆流循环浆液密度（kg/m）＜1150入口烟气量（Nm/h）3059628出口烟气量（Nm/h）3332952液气比（L/Nm）24.1Ca/S(mol)1.03吸收塔烟气流速（m/s）3.8内衬材质树脂鳞片级数2除雾器形式屋脊式+管式循环泵参数27泵体一层二层三层四层五层六层扬程(m)22.624.626.628.630.632.6流量（m/h）109521095210952109521095210952转速（r／min）441454466478491502泵轴功率(kW)8709421016109211701252配套电机功率（kW）100011201250140014001600额定电流（A）113.5123.21138.5158.9158.9158.9转速（r／min）149014911482148514851485五、相关系统参数28氧化风机型号JE-D-20580-41/150.6-2.36形式单级高速离心鼓风机设计风量343（m/min）数