燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵治理項目工藝流程說明

1、燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵治理項目工藝流程說明1.1脫硫工藝敘述四川某廠5和9燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵治理項目配套的全煙氣脫硫裝置（以下簡稱FGD），采用二爐一塔的石灰石石膏濕法脫硫工藝，脫硫效率按不小于96.3%設計。來自5和9鍋爐電袋除塵器除塵的煙氣經(jīng)過入口擋板門進入脫硫塔，煙氣中的SO2與制漿系統(tǒng)制成的滿足工藝要求的石灰石漿液發(fā)生一系列復雜的物理化學作用，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。凈化后的濕煙氣由塔頂?shù)臒焽柚苯优懦?。由于亞硫酸鈣不穩(wěn)定，需進一步經(jīng)氧化系統(tǒng)氧化成穩(wěn)定的硫酸鈣，硫酸鈣結晶成石膏。石膏漿液經(jīng)石膏脫水系統(tǒng)制成石膏產(chǎn)品。FGD工藝系統(tǒng)主要由石灰石漿液制備系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、漿液排空系統(tǒng)、石

2、膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等組成。工藝系統(tǒng)設計原則包括：（1）脫硫工藝采用濕式石灰石石膏法。（2）脫硫裝置的煙氣處理能力為5爐和9爐二爐一塔的30100%BMCR煙氣量，脫硫效率按不低于96.3%設計，處理后的煙氣中SO2含量不大于215mg/Nm3，煙塵濃度不大于30mg/Nm3。（3）脫硫系統(tǒng)設置100%煙氣旁路，以保證脫硫裝置在任何情況下不影響發(fā)電機組的安全運行。（4）本工程煙氣系統(tǒng)吸收塔頂120米高鋼制直煙囪排放，脫硫后凈煙氣溫度為4850。經(jīng)煙囪出口蒸汽噴淋加熱后，排煙溫度在80以上。（5）吸收劑制漿方式采用石灰石成品粉制漿方式。本工程新建一套石灰石粉倉及其卸料系統(tǒng)、石灰石

3、漿液箱、石灰石漿液泵及其輸送系統(tǒng)等為現(xiàn)5和9爐脫硫提供新鮮的石灰石漿液。（6）現(xiàn)5和9爐脫硫改造盡量利用電廠現(xiàn)有的空余場地，減少或避免脫硫對電廠現(xiàn)有設施的影響。（7）脫硫裝置廢水、廢氣、廢渣、噪聲、粉塵等方面的要求按照國家和重慶市環(huán)保標準執(zhí)行，防止對環(huán)境的二次污染。（8）脫硫設備年利用小時按8000小時考慮。（9）脫硫裝置年利用率在95%以上。（10）FGD裝置服務壽命為20年，大修期為4年以上。（11）本工程包含對5和9鍋爐原有的電除塵進行改造（將原二三電場電除塵器改造為電袋復合式除塵器，包括電除塵供電和控制系統(tǒng)，改造后的除塵器出口（脫硫裝置進口）的煙塵濃度在50mg/Nm3以下（脫硫設計煤

4、種條件下）。1.1.1吸收系統(tǒng)1.1.1.1工藝描述吸收系統(tǒng)是FGD的核心裝置，一般由吸收塔、漿液循環(huán)系統(tǒng)、石膏氧化系統(tǒng)、除霧器等四部分組成。從5和9鍋爐電袋除塵器出來的煙氣以146狀態(tài)下進入吸收塔與噴淋的石灰石漿液接觸，去除煙氣中的SO2。在吸收塔頂設有除霧器，除去出口煙氣中的霧珠。從脫硫塔上部出來的4850飽和狀態(tài)下煙氣直接在塔頂排放。吸收塔漿液循環(huán)泵為吸收塔提供大流量的吸收劑，保證氣液兩相充分接觸，提高SO2的吸收效率。生成石膏的過程中采取強制氧化，設置氧化風機將漿液中未氧化的HSO3-和SO32-氧化成SO42-。在氧化漿池內設有攪拌器，以保證混合均勻，防止?jié){液沉淀；氧化后生成的石膏通

5、過吸收塔排漿泵排出，進入后續(xù)的石膏脫水系統(tǒng)。主要化學反應：SO2H2OH2SO3H2SO3HHSO3HSO31/2O2HSO4HSO4HSO42HSO4HSO42CaCO3Ca2+CO322HCO32H2OCO2Ca2CO322HSO42H2OCaSO42H2OCO2石灰石漿液由石灰石漿液箱旁的石灰石漿液泵輸送至吸收塔漿池，再通過循環(huán)泵從吸收塔漿池送至塔內噴嘴系統(tǒng)，與煙氣接觸發(fā)生化學反應吸收煙氣中的SO2，在吸收塔循環(huán)漿池中利用氧化空氣將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。石膏排出泵將石膏漿液從吸收塔送到石膏脫水系統(tǒng)。脫硫后的煙氣夾帶的液滴在吸收塔出口的除霧器中收集，使凈煙氣的液滴含量不超過保證值。吸收塔漿

6、池中的亞硫酸鈣的氧化利用空氣氧化，不再加入硫酸或其它化合物。吸收塔和整個漿液循環(huán)系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)盡可能優(yōu)化設計，保證脫硫效率及其它各項技術指標達到本技術協(xié)議的要求。SO2吸收系統(tǒng)包括：吸收塔、吸收塔漿液循環(huán)及攪拌、石膏漿液排出系統(tǒng)和氧化空氣系統(tǒng)等幾個部分，還包括輔助的放空、排空設施。吸收塔內漿液最大Cl-濃度為20g/l。2.2.2設計原則吸收塔采用噴霧塔。吸收塔漿池與塔體為一體結構。吸收塔選用的材料適合工藝過程的特性，并且能承受煙氣飛灰和脫硫工藝固體懸浮物的磨損。所有部件包括塔體和內部結構設計考慮腐蝕余度。吸收塔設計成氣密性結構,防止液體泄漏。吸收塔殼體設計能承受各種荷載，包括吸收塔及作用

7、在吸收塔上的設備和管道的自重、介質重、保溫重，以及風載和地震載荷等。吸收塔的支撐和加強件能充分防止塔體傾斜和晃動。吸收塔底面設計能完全排空漿液。吸收塔內配有四層噴管，每層噴管配有64個噴嘴。攪拌器布置在氧化空氣噴管之下。攪拌系統(tǒng)能防止?jié){液沉淀結塊，其設計和布置考慮氧化空氣的最佳分布和漿液的充分氧化。除霧器安裝在吸收塔上部或吸收塔出口的煙道上，用以分離凈煙氣夾帶的霧滴。吸收塔系統(tǒng)還包括所有必需的就地和遠方測量裝置，吸收塔有合理的保溫設計，還考慮了除霧器及其塔內部件檢修維護時所必須的起吊措施。吸收塔殼體由碳鋼制做，內表面采用襯鱗片的防腐設計。如果沒有另外規(guī)定，所有沒有進行內襯防腐處理而又與漿液或煙

8、氣冷凝液相接觸的金屬設備，由耐酸腐蝕不銹鋼/合金鋼制作。吸收塔外的主要設備有：吸收塔漿液循環(huán)泵、氧化風機、石膏排漿泵等。1.1.2煙氣系統(tǒng)1.1.2.1工藝描述來自5和9鍋爐電袋除塵器的146原煙氣經(jīng)入口擋板進入吸收塔，在吸收塔內進行脫硫反應，經(jīng)除霧器除去水霧后，通過塔頂直排煙囪直接排放。在原水平煙道上設置旁路擋板門，當鍋爐啟動、進入FGD的煙氣超溢或FGD裝置故障停運時，旁路擋板門打開，入口擋板門、脫硫塔出口擋板門關閉，煙氣由旁路擋板經(jīng)旁路煙道進入原煙囪排放；反之進入FGD的煙氣正常或FGD裝置故障排除后，此時FGD入口擋板門、脫硫塔出口擋板門打開，旁路擋板門關閉，F(xiàn)GD裝置進入正常運行狀態(tài)

9、。煙氣系統(tǒng)(擋板門等)設計有可靠的自控連鎖裝置，能保證鍋爐、脫硫裝置可靠運行。1.1.2.2設計原則當#5和#9鍋爐從穩(wěn)燃負荷100%BMCR工況下，F(xiàn)GD裝置的煙氣系統(tǒng)都能正常運行，并留有一定的余量。#5和#9鍋爐煙氣系統(tǒng)不設置脫硫增壓風機，利用原引風機進行改造，改造后的引風機將同時承擔現(xiàn)鍋爐排煙、除塵器改造新增阻力和脫硫系統(tǒng)改造新增煙氣阻力，風機性能完全適應鍋爐負荷變化的要求。本工程煙氣系統(tǒng)不設置煙氣加熱器，脫硫后的凈煙氣（飽和煙氣）直接排入吸收塔頂120m高的鋼制濕煙囪，經(jīng)煙囪出口蒸汽噴淋加熱至80以上后排放。本工程在煙囪兩側的煙氣脫硫裝置進口煙道上各設置有1臺帶密封風的電動單軸雙百葉密

10、封入口擋板用于鍋爐運行期間脫硫裝置的隔斷和維護，同時在煙囪兩側的旁路煙道上設置有帶密封風的氣動雙執(zhí)行機構（70%快開型30%調節(jié)型）單軸雙百葉密封擋板。系統(tǒng)合理設計和優(yōu)化布置煙道和擋板門，引風機合理選型以確保鍋爐所有負荷工況。為確保FGD進口擋板門和旁路煙道擋板門100%的氣密性，本工程配置有擋板門密封空氣系統(tǒng)1套。壓力表、溫度計和SO2分析儀等用于運行和觀察的儀表，安裝在煙道上。煙氣系統(tǒng)的合適位置設有人孔和卸灰門。煙道布置確保冷凝液的排放，無水或冷凝液的聚積。所有的煙氣擋板門易于操作,在設計壓力和設計溫度下具有100%的嚴密性。提供所有煙道、擋板、引風機和膨脹節(jié)等的保溫和保護層的設計。1.1

11、.3石膏脫水系統(tǒng)1.1.3.1工藝描述來自吸收塔的石膏漿液經(jīng)吸收塔排漿泵后進入石膏旋流器，濃縮后的漿液再經(jīng)過真空皮帶脫水機脫水，脫水的同時對石膏進行沖洗，以滿足石膏綜合利用的品質要求，脫水后石膏含水量為10%（wt），進入石膏庫或石膏倉貯存。濾液返回吸收塔作為補充水，以維持吸收塔內的液面平衡，或者進入石灰石制漿系統(tǒng)作為制漿系統(tǒng)補充水。旋流器的溢流一部分返回吸收塔，一部分進入濾液系統(tǒng)，以補充石灰石制漿所需水份。為控制脫硫石膏中Cl-等成份的含量，確保石膏品質，在石膏脫水過程中用工藝水對石膏及濾布進行沖洗，石膏過濾水及沖洗水收集在濾液箱中，然后泵送至石灰石制漿系統(tǒng)或返回吸收塔循環(huán)使用。為控制脫硫漿

12、液系統(tǒng)的氯化物和氟化物濃度，確保漿液系統(tǒng)PH值的穩(wěn)定，考慮將一部分石膏脫水產(chǎn)生的濾液作為脫硫廢水，與電廠原有的廢水一道進入電廠撈渣水系統(tǒng)統(tǒng)一處理后排放。本工程脫硫廢水排放量僅為2m3/h，排放廢水含固量1.02%，PH值57。1.1.3.2設計原則本工程石膏脫水系統(tǒng)為現(xiàn)5和9鍋爐脫硫公用，系統(tǒng)容量按現(xiàn)5和9鍋爐BMCR工況下燃用脫硫設計煤種時產(chǎn)生的石膏處理量的100%設計?，F(xiàn)5和9鍋爐脫硫裝置共設一套石膏旋流站，容量按5和9鍋爐BMCR工況產(chǎn)生的100%石膏漿液量選擇。本工程共配套2臺真空皮帶脫水機及其配套真空、濾液和沖洗水系統(tǒng)。每臺真空皮帶脫水機按5和9鍋爐BMCR工況下燃用脫硫設計煤種時產(chǎn)

13、生的石膏處理量的100%設計?，F(xiàn)5和9鍋爐脫硫裝置產(chǎn)生的石膏濾餅（含水率<10%）由真空皮帶脫水機落料口均勻堆放于本工程新增的石膏倉庫內。1.1.4吸收劑供應與制備系統(tǒng)1.1.1.1工藝描述本工程脫硫吸收劑采用外購石灰石粉（250目，90%過篩率），通過密封罐車運至廠內，用氣力輸送系統(tǒng)把石灰石粉送至制漿區(qū)的石灰石粉倉儲存。儲存于石灰石粉倉中的石灰石粉在氣化風機的流化下，通過稱重葉輪給粉機進入石灰石漿液箱，由攪拌機把粉與工藝水攪拌充分混合，制成濃度約30%的石灰石漿液，石灰石漿液用石灰石漿液泵送至吸收塔進行脫硫反應。每座吸收塔配有一條石灰石漿液輸送環(huán)管，再循環(huán)回到石灰石漿液箱，石灰石漿液通

14、過環(huán)管上的分支管道輸送到吸收塔，以防止?jié){液在輸送管道內沉淀堵塞。1.1.1.2設計原則現(xiàn)5和9鍋爐脫硫共設置一套石灰石漿液制備系統(tǒng)，系統(tǒng)容量按5和9鍋爐BMCR工況下燃用脫硫設計煤種時所需的石灰石漿液量設計。系統(tǒng)共設置1臺石灰石粉鋼儲倉，同時，配套帶控制裝置的倉頂布袋除塵器1臺和倉底流化風系統(tǒng)1套。為確保石灰石粉密封罐車內的石灰石粉能順利卸入石灰石粉倉，本工程在石灰石粉倉旁留有壓縮空氣管道接口，能提供壓縮空氣作為密封罐車卸粉用。石灰石粉倉下方設置一臺石灰石漿箱及攪拌器用于漿液制備，制備好的石灰石漿液成品通過2臺石灰石漿液泵輸送至5和9鍋爐脫硫吸收塔。石灰石漿液制備系統(tǒng)為全自動操作，能夠適應負荷

15、的波動和煙氣脫硫裝置入口SO2濃度的變化。石灰石漿液制備系統(tǒng)滿足現(xiàn)5和9鍋爐配套的脫硫裝置所有可能的負荷范圍。1.1.5工藝水系統(tǒng)1.1.5.1工藝描述為貫徹落實國家和重慶市的節(jié)水、節(jié)能降耗等環(huán)保要求，根據(jù)脫硫系統(tǒng)各用水點的需要，電廠分別為本工程提供工業(yè)水、循環(huán)冷卻水和撈渣系統(tǒng)處理后回用水。工藝水系統(tǒng)滿足FGD裝置正常運行和事故工況下整套FGD系統(tǒng)的用水。脫硫工藝水泵出口水的主要用戶為：氧化風機等設備冷卻水、真空泵補水及密封水、脫硫系統(tǒng)沖洗水及所有漿液輸送設備、輸送管路、漿液箱的沖洗水等，并考慮了回收利用。除霧器沖洗水泵出口水的主要用戶為：除霧器的沖洗水（脫硫裝置補充水）。脫硫系統(tǒng)各用水點如下

16、： ·吸收塔除霧器沖洗；·各設備冷卻水；·真空泵密封用水；·石灰石制漿和吸收塔氧化漿池液位調整；·石膏脫水建筑沖洗；·石膏及真空皮帶脫水機沖洗；·脫硫場地沖洗；·設計中需要的各種其他用水。根據(jù)脫硫系統(tǒng)各用水點的需要，除霧器沖洗水（吸收塔補水）采用工業(yè)水，設備冷卻水采用電廠循環(huán)冷卻水，脫水系統(tǒng)事故停機和場地沖洗采用撈渣系統(tǒng)處理后回用水。1.1.5.2設計原則本工程在5和9鍋爐脫硫塔附近設置有1套工藝水系統(tǒng)，分別包括工藝水箱、工藝水泵、工業(yè)水泵等。工藝水系統(tǒng)滿足FGD裝置正常運行和事故工況下脫硫工藝系統(tǒng)的用水。工藝水系

17、統(tǒng)的工藝水泵、除霧器沖洗水泵各設有一臺備用泵。工藝水系統(tǒng)的設計節(jié)約用水。設備、管道及箱罐的沖洗水和設備的冷卻水回收至集水坑或漿池循環(huán)使用。1.1.6 漿液排空系統(tǒng)1.1.6.1工藝描述本工程在5和9鍋爐脫硫塔附近設置1臺公用的事故漿液箱及攪拌器、1臺事故漿液返回泵等，事故漿液箱容量滿足5和9鍋爐配套脫硫裝置單個吸收塔檢修排空時和其他漿液排空的要求，并作為吸收塔重新啟動時的石膏晶種。吸收塔漿池檢修需要排空時，吸收塔的石膏漿液輸送至事故漿液箱可作為下次FGD啟動時的晶種。FGD裝置的漿液管道和漿液泵等，在停運時進行沖洗，其沖洗水就近收集在各個區(qū)域設置的集水坑內，然后用泵送至事故漿液箱或吸收塔。本工

18、程在5和9鍋爐配套脫硫吸收塔附近設置1套集水坑、攪拌器及泵，滿足吸收塔漿液排凈、漿液循環(huán)管沖洗及其它漿液箱、管道等的排空要求，經(jīng)集水坑收集的石膏漿液再通過集水坑泵返回吸收塔或事故漿液箱儲存和循環(huán)利用。1.1.6.2 設計原則合理設計和布置排空系統(tǒng)。合理選擇排空系統(tǒng)各種泵的材質和參數(shù)，滿足運行條件和輸送介質的要求。1.1.7 壓縮空氣系統(tǒng)1.1.7.1工藝描述本工程的壓縮空氣用戶主要有：煙氣分析儀（CEMS）、所有氣動執(zhí)行機構、真空皮帶脫水機等。本工程所需壓縮空氣由老廠鍋爐車間引接至脫硫島，在脫硫島內各設置1臺5m3的儀用壓縮空氣儲罐，完全滿足整個脫硫控制設備繼續(xù)工作不小于10分鐘的耗氣量要求。

19、1.1.7.2設計原則本系統(tǒng)提供的壓縮空氣為高純度、無油、無水的儀用壓縮空氣，用于脫硫裝置所有氣動操作的儀表和控制裝置。根據(jù)空氣用戶的耗量和技術要求，優(yōu)化壓縮空氣系統(tǒng)。壓縮空氣系統(tǒng)設計有操作控制、管理控制、自動控制措施和監(jiān)測措施等，使裝置能完全自動運行或能進行遠方人工控制。為避免因管道和閥門生銹影響儀用壓縮空氣的質量，儀用壓縮空氣系統(tǒng)的管道和閥門均采用304L不銹鋼材質。1.2脫硫裝置的運行調節(jié)脫硫裝置的正常運行過程中，由于鍋爐的負荷、煙氣參數(shù)等運行參數(shù)不斷變化，需要隨時對脫硫裝置的運行參數(shù)進行調節(jié)，以保證其安全、經(jīng)濟地運行。1.2.1煙氣系統(tǒng)的調節(jié)鍋爐負荷變化時，煙氣流量發(fā)生變化，需要調節(jié)通

20、過FGD裝置的煙氣流量，使之與鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣流量相對應。進入FGD裝置煙氣流量通過引風機入口檔板開度進行調節(jié)。1.2.2吸收塔系統(tǒng)的調節(jié)1.2.2.1吸收塔液位調節(jié)FGD裝置運行時，由于煙氣攜帶、廢水排放和石膏攜帶水而造成水損失，因此，需要不斷向吸收塔補充水，以維持吸收塔的水平衡。為保證FGD裝置正常運行，達到預期的脫硫效率，吸收塔內應維持一定的液位高度。吸收塔漿池液位高度低于設計值，控制系統(tǒng)聯(lián)鎖保護將導致循環(huán)漿液泵和攪拌系統(tǒng)等停運；液位高時將導致溢流。吸收塔漿液池的液位調節(jié)是通過調節(jié)FGD裝置工藝水的進水量來實現(xiàn)的。當液位低時，開啟吸收塔補水閥；液位高則關閉補水閥，以維持吸收塔的液位處于

21、正常工作范圍內。1.2.2.2吸收塔漿液pH值調節(jié)當吸收塔入口的煙氣流量、煙氣中SO2濃度以及石灰石品質、石灰石漿液濃度變化時，吸收塔漿液pH值應作相應的調節(jié)，以保證FGD裝置的脫硫效率。通常，脫硫漿液pH值維持在56范圍內，此時脫硫效率隨pH值增加而增加。吸收塔漿液的pH值是通過調節(jié)石灰石漿液的流量來實現(xiàn)的。增加石灰石漿液流量，可以提高吸收漿液pH值；減小石灰石漿液流量，吸收漿液pH值隨之降低。石灰石漿液的流量由吸收塔入口和出口SO2流量以及石膏漿液pH值來確定。1.2.2.3吸收塔排出石膏漿液流量調節(jié)為了維持吸收塔內合適的漿液濃度，保證脫硫效率和系統(tǒng)安全運行，需要從吸收塔反應池底部排放濃度較高的石膏漿液。如果反應池內石膏漿液濃度過高，將會造成管路堵塞。由于反應池內漿液既有一定濃度的石膏，也有一定濃度的石灰石。如果排放量過大，會導致漿液中石灰石濃度下降，脫硫效率降低，石灰石利用率和副產(chǎn)品石膏品質惡化，嚴重時會導致FGD裝置因吸收塔液位過低而停運。因此，需要對吸收塔排出石膏漿液流量進行調節(jié)。吸收塔排出的石膏漿液流量通過流量調節(jié)閥來調節(jié)。1.2.3石灰石漿液箱液位和濃度的調節(jié)石灰石漿液箱液位和濃度通過石灰石和水的流量來調節(jié)。為了維持石灰石漿液箱中液位和漿液濃度，應控制向石灰石漿液箱的石灰石漿液補充工藝水和過濾水。石灰石漿液箱的漿液濃度應相應通過維持石灰石和過濾水