石灰石石膏濕法脫硫工藝流程

1、濕式石灰石石膏法脫硫工藝流程濕式石灰石石膏法脫硫工藝流程1濕式石灰石石膏法脫硫工藝流程濕式石灰石石膏法脫硫工藝流程 濕式石灰石/石膏法FGD裝置的工藝流程可以將脫硫島系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)：煙氣處理和SO2吸收子系統(tǒng)；石膏脫水子系統(tǒng)；反應(yīng)劑制備子系統(tǒng)也可以進一步細分為七個子系統(tǒng)：3石灰石石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程石膏濕法煙氣脫硫工藝流程 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)原則上可由下列結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成：由石灰石粉料倉和石灰石研磨及測量站構(gòu)成的石灰石制備系統(tǒng)；由洗滌循環(huán)、除霧器和氧化工序組成的吸收塔；由回轉(zhuǎn)式煙氣-煙氣換熱器、清潔煙氣冷卻塔排放或濕煙囪排煙構(gòu)成的煙氣再熱系統(tǒng)；脫硫風(fēng)機；由水力旋流分離器和

2、過濾皮帶組成的石膏脫水裝置；石膏貯存裝置；廢水處理系統(tǒng)。下面分別予以介紹。5石灰石漿液制備系統(tǒng)石灰石漿液制備系統(tǒng) 吸收劑制備系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)吸收劑來源、投資、運行成本及運輸條件等進行綜合技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。當資源落實、價格合理時，應(yīng)優(yōu)先采用直接購買石灰石粉方案；當條件許可且方案合理時，可由電廠自建濕磨吸收劑制備系統(tǒng)。當必須新建石灰石加工粉廠時，應(yīng)優(yōu)先考慮區(qū)域性協(xié)作即集中建廠，且應(yīng)根據(jù)投資及管理方式、加工方式、廠址位置、運輸條件等因素進行綜合技術(shù)經(jīng)濟論證。 石灰石漿液制備系統(tǒng)主要由石灰石粉貯倉、石灰石粉計量和輸送裝置、帶攪拌的漿液罐、漿液泵等組成，如圖所示。將石灰石粉由罐車運到料倉存儲，然后通過

3、給料機、計量器和輸粉機將石灰石粉送入在漿配制罐。在罐中與來自工藝過程的循環(huán)水一起配制成石灰石質(zhì)量分數(shù)為15%20%漿液。用泵將該漿液經(jīng)由一帶流量測量裝置的循環(huán)管道打入吸收塔底槽。6石灰石儲存和制漿系統(tǒng)石灰石儲存和制漿系統(tǒng)7石灰石石灰石/石膏法各系統(tǒng)石灰石漿制備系統(tǒng)石膏法各系統(tǒng)石灰石漿制備系統(tǒng)石灰石粉貯罐石灰石粉貯罐石灰石粉貯罐支架石灰石粉貯罐支架石灰石加料箱石灰石加料箱石灰石罐石灰石罐球磨機球磨機石灰石漿制備系統(tǒng)石灰石漿制備系統(tǒng)核心設(shè)備：核心設(shè)備：濕式球磨機濕式球磨機橡膠內(nèi)襯和硬化鋼球橡膠內(nèi)襯和硬化鋼球石灰石給料泵電機石灰石給料泵電機球磨機漿液裝置8吸收塔吸收塔 吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置

4、，要求氣液接觸面積大，氣體的吸收反應(yīng)良好，壓力損失小，并且適用于大容量煙氣處理。吸收塔的數(shù)量應(yīng)根據(jù)鍋爐容量、吸收塔的容量和可靠性等確定。300MW及以上機組宜一爐配一塔。200MW及以下機組宜兩爐配一塔。根據(jù)國外脫硫公司的經(jīng)驗，一般二爐一塔的脫硫裝置投資比一爐一塔的裝置低5%10%，在200MW以下等級的機組上采用多爐一塔的配置有利于節(jié)省投資。 吸收塔的設(shè)計在濕法FGD系統(tǒng)中是十分關(guān)鍵的。吸收塔最主要的塔型是噴淋吸收塔，在世界的濕法FGD系統(tǒng)中占有突出的地位，大多采用逆流噴淋塔。9 煙氣從噴淋區(qū)下部進入吸收塔與均勻噴出的吸收漿液流接觸，煙氣流速為34m/s左右，液氣比與煤含硫量和脫硫率關(guān)系較大

5、，一般在825L/m3之間。噴淋塔的優(yōu)點是塔內(nèi)部件少，故結(jié)垢可能性小，壓力損失小。逆氣流運行有利于煙氣與吸收液充分接觸，但阻力損失比順流大。 吸收區(qū)高度為515m，如按塔內(nèi)流速3m/s計算，接觸反應(yīng)時間25s。區(qū)內(nèi)設(shè)36個噴淋層，每個噴淋層都裝有多個霧化噴嘴，交叉布置，覆蓋率達200%300%。噴嘴入口壓力不能太高，在0.51052105Pa之間。噴嘴出口流速約為10m/s霧滴直徑約13202950m，大液滴在塔內(nèi)的滯留時間110s，小液滴在一定條件下呈懸浮狀態(tài)。圖為逆流吸收塔結(jié)構(gòu)圖。10逆流噴淋吸收塔11石灰石石灰石/石膏法各系統(tǒng)吸收塔系統(tǒng)石膏法各系統(tǒng)吸收塔系統(tǒng) 吸收塔內(nèi)的噴頭 噴頭材料：炭

6、化硅 吸收塔內(nèi)的噴淋層 噴淋層管材：PP或FRP12石灰石石灰石/石膏法各系統(tǒng)吸收塔系統(tǒng)石膏法各系統(tǒng)吸收塔系統(tǒng) 吸收塔內(nèi)的噴淋層 13 吸收塔中除了漿液洗滌系統(tǒng)外，還有除霧器（ME）和氧化系統(tǒng)。 干凈煙氣出口設(shè)除霧器，通常為二級除霧器，裝在塔的圓筒頂部（垂直布置）或塔出口彎道后的平直煙道上（水平布置）。后者允許煙氣流速高于前者。并設(shè)置沖洗水，間歇沖洗除霧器。冷煙氣中殘余水分一般不能超過100mg/m3，現(xiàn)在大多要求不超過75mg/m3，否則會玷污熱交換器、煙道和風(fēng)機等。 濕法煙氣脫硫塔采用的除霧器主要為折流板除霧器、旋流板除霧器。14 通常，折流板除霧器中兩板之間的距離為2030mm，對于垂直

7、安置的折流板氣體的平均流速為23m/s；對于水平放置的折流板，氣體的流速可以高些，一般為610m/s。氣速過高會引起二次夾帶。折流板除霧器結(jié)構(gòu)與除霧原理見圖所示。折流板除霧器結(jié)構(gòu)與除霧原理折流板除霧器結(jié)構(gòu)與除霧原理 15 旋流板的結(jié)構(gòu)如圖所示，氣流在穿過板片間隙時變成旋轉(zhuǎn)氣流，其中的液滴在慣性作用下以一定的仰角射出作螺旋運動而被甩向外側(cè)，匯集留到溢流槽內(nèi)，達到除霧目的，除霧效率可達到9099。 旋流板除霧器示意圖旋流板除霧器示意圖 16 吸收塔內(nèi)的除霧器吸收塔內(nèi)的除霧器 通常為二級除霧器、安裝在塔的頂部。通常為二級除霧器、安裝在塔的頂部。 處理后的煙氣殘余水分不能超過處理后的煙氣殘余水分不能超

8、過75mg/m75mg/m3 3，最好是不超過最好是不超過5050mg/m3 脫硫中主要采用折流板，其次是旋流板式。脫硫中主要采用折流板，其次是旋流板式。1718 脫硫系統(tǒng)氧化方式脫硫系統(tǒng)氧化方式 在石灰石濕法煙氣脫硫工藝中有強制氧化和自然氧化之分，其區(qū)別在于脫硫塔底部的持液槽中是否充入強制氧化空氣。 對于自然氧化工藝，吸收漿液中的HSO3在吸收塔中被煙氣中剩余的氧氣（電廠煙氣含氧量一般在6%左右）部分氧化成SO42,其脫硫副產(chǎn)物主要是亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣。 自然氧化因鍋爐和脫硫系統(tǒng)運行參數(shù)不同而氧化程度各異，當氧化率在1595%，鈣的利用率低于80%范圍內(nèi)亞硫酸鈣易結(jié)垢，因為氧化率較高時（1

9、5%），生成的硫酸鈣不能與亞硫酸鈣一起沉淀析出；氧化率達不到一定程度（95%），就不能產(chǎn)生足夠的石膏晶種而使石膏晶體迅速增長，導(dǎo)致石膏在脫硫塔內(nèi)結(jié)垢。 19 控制氧化就是采用抑制氧化或強制氧化方式將氧化率控制在15%或95%。抑制氧化通過在洗滌液中添加抑制性物質(zhì)，控制氧化率低于15%，使?jié){液SO42-濃度遠低于飽和濃度，生成的少量硫酸鈣與亞硫酸鈣一起沉淀。抑制氧化采用的抑制有：單質(zhì)硫、EDTA以及其他的有機物。 強制氧化通過向洗滌液中鼓入空氣，并添加催化劑使氧化反應(yīng)趨于完全，氧化率提高到高于95%，并保持足夠的漿液含固量（12%），以提供石膏結(jié)晶所需的晶種，此時，石膏晶體生長占優(yōu)勢，產(chǎn)生沉淀性

10、能優(yōu)良的石膏，從而避免在塔內(nèi)結(jié)垢 20 煙風(fēng)系統(tǒng)增壓風(fēng)機煙風(fēng)系統(tǒng)增壓風(fēng)機 通常為采用通常為采用靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機或或動葉可調(diào)軸流風(fēng)動葉可調(diào)軸流風(fēng)機機 外殼材質(zhì)：外殼材質(zhì)：Q235Q235 葉片材質(zhì)：葉片材質(zhì)：16MnR16MnR 軸材質(zhì)：軸材質(zhì)：353521石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng) 石膏是強制氧化石灰石濕法煙氣的副產(chǎn)物，脫硫石膏晶體的粒徑為1250m, 主要集中在3060m, 在脫硫裝置正常運行時產(chǎn)生的脫硫石膏顏色近白色, 采用石灰石-石膏法脫硫石膏的純度一般在90%95%之間，二水石膏晶體(CaSO42H2O)。 脫硫石膏物理化學(xué)性質(zhì)與天然石膏具有共同的特征, 但作為一種工業(yè)副

11、產(chǎn)品, 它具有再生石膏的一些特點, 和天然石膏相比又有一定的差異, 其中二水石膏的含量較天然石膏還要高許多。22 該石膏一般作為制造墻板或水泥而出售。由于其穩(wěn)定性好，對環(huán)境無害，從而也可以用于土地回填。WFGD中，石膏脫水系統(tǒng)如圖所示。石膏脫水系統(tǒng)的主要設(shè)備是水力旋流器和真空皮帶過濾機。 水力旋流器為石膏脫水的主設(shè)備，也叫石膏旋流器，它主要由進液分配器、旋流子、上部稀液儲箱及底部石膏漿液分配器組成。旋流子是利用離心分離的原理，其分離效果可通過進液壓力來控制。圖1-18為水力旋流器結(jié)構(gòu)示意圖。石膏旋流器的溢流含固量一般在1%3%左右，固相顆粒細小，主要為未完全反應(yīng)的吸收劑、石膏小結(jié)晶等，前者繼續(xù)

12、參與脫硫反應(yīng)，后者作為漿池中結(jié)晶長大的晶核，影響著下一階段石膏大晶體的形成。旋流器的底流含固量一般在45%50%左右，固相主要為粗大的石膏結(jié)晶，真空脫水皮帶機的目的就是要脫除這些大結(jié)晶顆粒之間的游離水。2324水力旋流器水力旋流器25石膏脫水系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng) 26 石膏處理系統(tǒng)石膏水力旋流器石膏處理系統(tǒng)石膏水力旋流器 重的、粗的顆粒流入二次脫水重的、粗的顆粒流入二次脫水 較輕，細顆粒，包括飛灰，石灰石則溢流出去較輕，細顆粒，包括飛灰，石灰石則溢流出去 無傳動件無傳動件27 真空皮帶脫水機的脫水原理是將需要分離的液體（或氣體）混合物置于具有細微孔道過濾介質(zhì)的一側(cè)，在壓差推動力作用下，流體通過過濾

13、介質(zhì)的細孔道流到介質(zhì)的另一側(cè)，流體中的固體顆粒則被截留，從而實現(xiàn)液體與固體顆粒的分離。 對不同廠家生產(chǎn)的真空皮帶機的運行情況的研究表明：副產(chǎn)品石膏的含水率主要受石膏的物理特性和皮帶機運行操作的影響。石膏結(jié)晶效果越好、粒徑越大、氯離子含量越低、飛灰等雜質(zhì)含量越低，越有利于石膏脫水，即有利于提高副產(chǎn)品石膏的品質(zhì)。28 石膏處理系統(tǒng)真空皮帶脫水機石膏處理系統(tǒng)真空皮帶脫水機29 石膏處理系統(tǒng)真空皮帶脫水機石膏處理系統(tǒng)真空皮帶脫水機1 濾布導(dǎo)軌濾布導(dǎo)軌 7 濾布清洗裝置濾布清洗裝置2 濾布張緊裝置濾布張緊裝置 8 降低機構(gòu)降低機構(gòu)3 濾液管濾液管 9 真空室真空室4 濾液總管濾液總管 10 橫向套筒和孔

14、橫向套筒和孔5 剖面部分剖面部分 11 給料器給料器6 空氣室空氣室 12 框架框架30（電鏡圖）（電鏡圖）固相固相CaSO4.2H2O含含量為量為91.29%CaSO3.1/2H2O含量含量4.63%脫硫劑為電石渣脫硫劑為電石渣（放大（放大200倍）倍）石灰石石灰石/石膏法各系統(tǒng)石膏處理系統(tǒng)石膏法各系統(tǒng)石膏處理系統(tǒng)31(電鏡圖電鏡圖)固相固相CaSO4.2H2O含量為含量為71.65%CaSO3.1/2H2O含量含量18.02%脫硫劑為電石渣（放大脫硫劑為電石渣（放大200倍）倍）（電鏡圖）（電鏡圖）固相固相CaSO4.2H2O含量為含量為51.55%,CaSO3.1/2H2O含量為含量為3

15、0.06%脫硫劑為電石渣（放大脫硫劑為電石渣（放大200倍）倍）32 目前脫硫石膏的綜合利用主要用做建筑石膏和水泥添加劑兩種方式。做建筑石膏時需要通過煅燒，必要時在煅燒前還需要通過干燥，因此石膏含水量的多少主要根據(jù)干燥設(shè)備的能耗確定，一般石膏含水量宜小于10%以減少干燥能耗。用于水泥添加劑時有兩種情況，做高標號水泥時仍需要通過煅燒、成型，要求和用建筑石膏時相同；另一種情況是直接添加在水泥中，此時石膏的含水量一般應(yīng)控制在15%以下。33 濕石膏的存儲方法取決于發(fā)電廠煙氣脫硫系統(tǒng)石膏的產(chǎn)量、用戶的需求量、運輸手段以及石膏中間儲倉的大小。對于容量為300700m3的中間儲倉，石膏在其中的存放時間不應(yīng)

16、超過1個月。因此，推薦采用帶有底部卸料系統(tǒng)的一次型儲倉，如圖所示。 石膏倉應(yīng)采取防腐措施和防堵措施。在寒冷地區(qū)，石膏倉應(yīng)采取防凍措施。若脫硫副產(chǎn)物暫無綜合利用條件時，可經(jīng)一級旋流器濃縮輸送至貯存場，也可經(jīng)脫水后輸送至貯存場，但宜與灰渣分別堆放，留有今后綜合利用的可能性，并應(yīng)采取防止副產(chǎn)物造成二次污染的措施。 石膏存儲系統(tǒng)和石膏利用34一次通過型石膏儲倉35脫硫廢水處理 產(chǎn)生廢水是石灰石濕法脫硫的缺點。一些國家和地區(qū)政府對廢水處理有嚴格的規(guī)定。例如德國對廢水排放有嚴格的規(guī)定，限制微量金屬和其他有害成分的排放濃度。在日本廢水處理還要降低COD（主要形式是連二硫酸根S2O62-）。 其處理過程為：通

17、過加堿中和脫硫廢水，并使廢水中的大部分重金屬形成沉淀物；加入絮凝劑使沉淀濃縮成為污泥，污泥被送至灰場堆放。廢水的pH值和懸浮物達標后直接外排，圖是典型的廢水處理系統(tǒng)。36脫硫廢水處理 37脫硫廢水處理包括以下4個步驟： A、廢水中和反應(yīng)池由3個隔槽組成，每個隔槽充滿后自流進入下個隔槽。在脫硫廢水進入第1隔槽的同時加入一定量的10%左右的石灰漿液，通過不斷攪拌，其pH值可從5.5左右升至9.0以上。B、重金屬沉淀Ca(OH) 2的加入不但升高了廢水的pH值，而且使Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等重金屬離子生成氫氧化物沉淀。一般情況下3價重金屬離子比2價更容易沉淀，當pH值達到9

18、.09.5時，大多數(shù)重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時，石灰漿液中的Ca2+還能與廢水中的部分F-反應(yīng)，生成難溶的CaF2；與As3+ 絡(luò)合生成Ca3 (AsO3)2等難溶物質(zhì)。此時Pb2+ 、Hg2+仍以離子形態(tài)留在廢水中，所以在第2隔槽中加入有機硫化物藥劑TMT-15，使其Pb2+、Hg2+反應(yīng)形成難溶的硫化物沉積下來。 TMT-15是一種三嗪類組分(C3N3S3Na3,三聚硫嗪酸三鈉鹽)，能在常溫下與廢水中的各種重金屬離子（汞、鉛、銅、鎘、鎳、錳、鋅、鉻等）迅速反應(yīng)，生成不溶于水，且具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性的螯合物，從而達到捕捉去除重金屬的目的，也可以除去已經(jīng)轉(zhuǎn)變成絡(luò)合物的重金屬。TMT-15是15%（wt%）的C3N3S3Na3溶液，即使用量很少，也表現(xiàn)出極高的重金屬排除效率。38C、絮凝 經(jīng)前2步化學(xué)沉淀反應(yīng)后，廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質(zhì)，所以在第3隔槽中加入一定比例的絮凝劑FeClSO4，使它們凝聚成大顆粒而沉積下來。在廢水反應(yīng)池的出口加入陽離子高分子聚