脫硫培訓(xùn)講稿

1、濕法石灰石強制氧化濕法石灰石強制氧化FGD系統(tǒng)系統(tǒng) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容濕法石灰石強制氧化濕法石灰石強制氧化(LSFO) FGD系統(tǒng)工藝流程系統(tǒng)工藝流程FGD 工藝化學(xué)原理概述工藝化學(xué)原理概述影響影響 FGD 性能及可靠性的因素性能及可靠性的因素濕法石灰石強制氧化濕法石灰石強制氧化 (LSFO) FGD 系統(tǒng)工藝流程系統(tǒng)工藝流程第一部分第一部分濕法石灰石強制氧化濕法石灰石強制氧化(LSFO) FGD系統(tǒng)工藝流程系統(tǒng)工藝流程LSFO 工藝概述工藝概述煙氣中的煙氣中的SO2 在吸收塔中被吸收到循環(huán)漿液在吸收塔中被吸收到循環(huán)漿液循環(huán)漿液中含有石灰石及沉淀的硫酸鈣循環(huán)漿液中含有石灰石及沉淀的硫酸鈣石灰石加

2、入循環(huán)漿液中以提供堿度及鈣離子石灰石加入循環(huán)漿液中以提供堿度及鈣離子(Ca+).鼓入強制氧化空氣將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽鼓入強制氧化空氣將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽(SO4=).漿液中的硫酸根離子與鈣離子反應(yīng)沉淀出石膏漿液中的硫酸根離子與鈣離子反應(yīng)沉淀出石膏 (CaSO4 * 2H2O)石膏從漿液中分離，形成固體副產(chǎn)物石膏從漿液中分離，形成固體副產(chǎn)物. LSFO FGD 工藝工藝 示意圖示意圖煙囪煙囪鍋爐鍋爐除塵器除塵器燃料燃料空氣空氣引風(fēng)引風(fēng)機機空氣吸收塔水水煙氣換熱器煙氣換熱器除灰除灰石灰石石灰石貯倉貯倉球磨機球磨機漿液貯槽漿液貯槽廢水廢水石膏石膏輸送機輸送機皮帶過濾機皮帶過濾機沖洗水沖洗水水力旋

3、流器水力旋流器SO2 吸收塔排漿吸收塔排漿煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)風(fēng)機風(fēng)機煙道煙道擋板門擋板門風(fēng)機類型風(fēng)機類型離心風(fēng)機離心風(fēng)機-與風(fēng)機轉(zhuǎn)軸徑向加速煙氣軸流風(fēng)機軸流風(fēng)機-與風(fēng)機轉(zhuǎn)軸平行加速煙氣典型軸流風(fēng)機典型軸流風(fēng)機二級轉(zhuǎn)子風(fēng)機罩上部 半法蘭接頭中間軸膨脹節(jié)進口箱風(fēng)機罩下部擴散管葉輪調(diào)節(jié)機構(gòu)轉(zhuǎn)向彎管隔聲罩葉輪調(diào)節(jié)定位器供油單元振動探測軸承溫度 FGD 系統(tǒng)的煙道系統(tǒng)的煙道煙囪煙囪GGH 再熱器再熱器GGH 吸熱吸熱器器吸收塔再熱器再熱器后出口后出口(90o)出口出口 (55o)進口進口 (160o)吸熱器后吸熱器后進口進口(110o)FGD 不同部位煙道的特征不同部位煙道的特征增壓風(fēng)機至換熱器入口增壓風(fēng)

4、機至換熱器入口-碳鋼換熱器后至吸收塔入口換熱器后至吸收塔入口-氣體可降溫至酸露點以下-常用材料為碳鋼內(nèi)襯防腐材料或耐腐合金. FGD 不同部位煙道的特征不同部位煙道的特征吸收塔出口至換熱器吸收塔出口至換熱器-氣體是潮濕的且具腐蝕性-常用材料為碳鋼內(nèi)襯防腐材料、耐腐合金或泡沫玻璃砌塊-發(fā)生液體二次夾帶.換熱器出口至煙囪換熱器出口至煙囪-氣體少潮濕且少腐蝕性-應(yīng)采用碳鋼內(nèi)襯防腐材料吸收塔系統(tǒng)吸收塔系統(tǒng)吸收塔吸收塔-用于從煙氣吸收 SO2 的氣液接觸裝置利用漿液循環(huán)泵、噴淋層及噴嘴產(chǎn)生吸收利用漿液循環(huán)泵、噴淋層及噴嘴產(chǎn)生吸收SO2的霧的霧狀液滴狀液滴.吸收塔內(nèi)氣體流動方向吸收塔內(nèi)氣體流動方向噴淋空塔

5、噴淋空塔除霧器沖洗噴頭除霧器沖洗噴頭煙氣出口噴淋層煙氣進口反應(yīng)槽反應(yīng)槽反應(yīng)槽功能功能:-儲存循環(huán)漿液-為石灰石溶解及石膏沉淀提供停留時間-石灰石加入點-就地氧化空氣鼓入位置反應(yīng)槽通常與吸收塔集成一體反應(yīng)槽通常與吸收塔集成一體反應(yīng)槽反應(yīng)槽石灰石漿液制備及輸送系統(tǒng)石灰石漿液制備及輸送系統(tǒng)功能功能:-由研磨的石灰石粉及工藝水制成合格的石灰石漿液-貯存石灰石漿液-根據(jù)需要將石灰石漿液輸送到 FGD 系統(tǒng)石灰石制備系統(tǒng)石灰石制備系統(tǒng)接收及貯存石灰石接收及貯存石灰石將石灰石破碎為石灰石粉將石灰石破碎為石灰石粉石灰石粉的貯存石灰石粉的貯存石灰石吸收劑制備流程圖石灰石吸收劑制備流程圖 石膏漿液脫水系統(tǒng)石膏漿液

6、脫水系統(tǒng)功能功能:-從漿液分離固體-產(chǎn)生可再利用的固體副產(chǎn)物-水返回 FGD 系統(tǒng)脫水通常有二個步驟脫水通常有二個步驟:-一級脫水 水力旋流器濃縮吸收塔排出漿液，固體質(zhì)量濃度提高至4555%-二級脫水 真空皮帶機設(shè)計產(chǎn)生固體濾餅，水份含量低于約10%（重量）石膏漿液脫水流程圖石膏漿液脫水流程圖氧化空氣系統(tǒng)氧化空氣系統(tǒng)功能功能:-提供將吸收的SO2氧化成硫酸鹽所必須的氧氣.-硫酸根及鈣將沉淀產(chǎn)生石膏副產(chǎn)物.氧化空氣通常引入反應(yīng)槽氧化空氣通常引入反應(yīng)槽. 氧化空氣系統(tǒng)的主要設(shè)備氧化空氣系統(tǒng)的主要設(shè)備氧化空氣壓縮機氧化空氣壓縮機 高壓頭、大風(fēng)量高壓頭、大風(fēng)量 羅茨風(fēng)機羅茨風(fēng)機 離心風(fēng)機離心風(fēng)機典型典

7、型 FGD 空氣壓縮機空氣壓縮機典型典型 FGD 空氣壓縮機空氣壓縮機除霧系統(tǒng)除霧系統(tǒng)功能功能:-分離并除去煙氣中夾帶的漿液液滴方向方向:-垂直氣流-水平氣流設(shè)計要點設(shè)計要點:-葉片形狀-平坦與峰形設(shè)計沖洗系統(tǒng)的設(shè)計及性能是保持除霧器清潔的關(guān)鍵沖洗系統(tǒng)的設(shè)計及性能是保持除霧器清潔的關(guān)鍵除霧器方向除霧器方向除霧器設(shè)計除霧器設(shè)計平坦布置與峰形布置平坦布置與峰形布置葉片形狀葉片形狀3-通道鋸齒形通道鋸齒形4-通道正弦波形通道正弦波形2-通道帶鉤正弦波形通道帶鉤正弦波形2-通道改進鋸齒形通道改進鋸齒形煙氣再熱系統(tǒng)煙氣再熱系統(tǒng)功能功能:-改善污染物擴散-減少煙囪可見煙羽-避免下游煙道腐蝕-避免煙囪液滴

8、“下雨” 煙氣換熱器煙氣換熱器回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式 GGH 再生式再生式 GGHFGD 工藝化學(xué)原理工藝化學(xué)原理第二部分第二部分FGD 工藝化學(xué)原理概述工藝化學(xué)原理概述基本內(nèi)容基本內(nèi)容基本的化學(xué)概念基本的化學(xué)概念吸收塔內(nèi)全面的化學(xué)反應(yīng)吸收塔內(nèi)全面的化學(xué)反應(yīng)亞硫酸鹽氧化反應(yīng)及氧化如何影響結(jié)垢亞硫酸鹽氧化反應(yīng)及氧化如何影響結(jié)垢相對飽和度及決定晶體大小及形狀的因素相對飽和度及決定晶體大小及形狀的因素酸和堿酸和堿pH1714定義定義:酸酸 = pH 7胃酸亞硫酸醋典型洗滌塔水石灰石石灰硫酸可口可樂二元酸血堿液緩沖劑緩沖劑可吸收一個可吸收一個 H+ 離子并緩和離子并緩和 pH 變化的化學(xué)物質(zhì)變化的化學(xué)物質(zhì)CaC

9、O3 + 2H+ Ca+ + HCO3- + H+ Ca+ + H2CO3石灰石強制氧化石灰石強制氧化 FGD 系統(tǒng)總的化學(xué)過程系統(tǒng)總的化學(xué)過程二氧化硫石灰石氧氣水石膏二氧化碳+SO2 + CaCO3 + O2 + H2O CaSO4 . 2H2O + CO2氣體 固體 氣體 液體 固體 氣體 傳質(zhì)步驟包括氣、液及固相)3(21423-SOHOHSO(2)HSOHSOH(1)SOHOHSO3323222-分步反應(yīng)分步反應(yīng)SO2 吸收吸收:氧化氧化:)5(2*22424OHCaSOOHOSCa)4(2223OHCOCaHCaCO分步反應(yīng)分步反應(yīng)石灰石溶解石灰石溶解:沉淀沉淀:影響亞硫酸鹽氧化的因

10、素影響亞硫酸鹽氧化的因素取決于取決于:O2:SO2的比率的比率溶液化學(xué)組成及性質(zhì)溶液化學(xué)組成及性質(zhì)-pH-SO3=溫度溫度影響石膏沉淀類型的因素影響石膏沉淀類型的因素溶液的相對飽和度溶液的相對飽和度足夠數(shù)量晶種固體的存在足夠數(shù)量晶種固體的存在相對飽和相對飽和相對飽和度相對飽和度 = （R.S.）溶解溶解 R.S. 1 (過飽和的)Ca+ . CO3=KspCa+ = Ca+ 活性CO3= = CO3= 活性 Ksp = CaCO3 溶度積常數(shù)石膏石膏 (CaSO4 . 2H2O) 沉淀的條件沉淀的條件 Ca+ . SO4= . H2O2 Ksp沉淀沉淀 R.S. 1 溶解溶解 R.S. 1R.

11、S. =晶體大小及形狀晶體大小及形狀影響石膏漿液的脫水影響石膏漿液的脫水由下列因素決定由下列因素決定:-晶體種類 (石膏或亞硫酸鈣)-晶體中的污染物石膏晶體石膏晶體: 三斜晶系三斜晶系(無對稱軸無對稱軸)亞硫酸鈣晶體亞硫酸鈣晶體: 正交晶系正交晶系(三三, 2-折對稱軸折對稱軸) FGD 石膏固體石膏固體常規(guī)強制氧化常規(guī)強制氧化 (250X)Ct-121 工藝工藝 (250X)FGD 系統(tǒng)內(nèi)結(jié)垢的緣由系統(tǒng)內(nèi)結(jié)垢的緣由濕濕/干界面干界面:出現(xiàn)在熱煙氣被冷卻的吸收塔區(qū)域出現(xiàn)在熱煙氣被冷卻的吸收塔區(qū)域氣流及氣體分布的波動引起結(jié)垢氣流及氣體分布的波動引起結(jié)垢. 引起沿?zé)煹辣诨蛞鹧責(zé)煹辣诨蚱渌鼉?nèi)部結(jié)構(gòu)

12、區(qū)域從濕態(tài)變成干態(tài)其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)域從濕態(tài)變成干態(tài)如果漿液被帶回到該區(qū)域如果漿液被帶回到該區(qū)域, 被干燥且以硬垢形式積被干燥且以硬垢形式積聚，由硫酸鈣和聚，由硫酸鈣和/或飛灰組成或飛灰組成影響影響 FGD 性能及可靠性的因素性能及可靠性的因素第三部分第三部分影響影響 FGD 性能及可靠性的因素性能及可靠性的因素影響影響 FGD 性能及可靠性的因素性能及可靠性的因素- pH- 漿液密度- L/G- 鍋爐負(fù)荷變化周期pH酸度或堿度的量度酸度或堿度的量度最重要的工藝測量參數(shù)之一最重要的工藝測量參數(shù)之一影響脫硫效率及吸收劑利用率影響脫硫效率及吸收劑利用率添加石灰石漿液會提高的添加石灰石漿液會提高的pHp

13、H 由石灰石添加量控制由石灰石添加量控制pH 降低，腐蝕率提高降低，腐蝕率提高pH 影響概要影響概要5050時時PHPH值對值對CaSO3CaSO31/2H2O1/2H2O及及CaSO4CaSO42H2O2H2O溶解度的影響溶解度的影響(mg/L)(mg/L)PHCaSO31/2H2OCaSO42H2O7.02313206.05113405.030212604.578511794.0187310723.541989803.093759182.521995873pH 影響概要影響概要 漿液漿液pH值升高，一方面由于液相傳質(zhì)系數(shù)增大，值升高，一方面由于液相傳質(zhì)系數(shù)增大，SO2的吸收速率增大；另一方

14、面，由于在的吸收速率增大；另一方面，由于在pH值（值（大于大于6.2)的情況下脫硫產(chǎn)物主要是的情況下脫硫產(chǎn)物主要是CaSO31/2H2O，其溶解度很低，極易達到過飽和而結(jié)晶在塔壁和，其溶解度很低，極易達到過飽和而結(jié)晶在塔壁和部件表面上，形成很厚的垢層，造成系統(tǒng)嚴(yán)重結(jié)垢部件表面上，形成很厚的垢層，造成系統(tǒng)嚴(yán)重結(jié)垢。pH 影響概要影響概要漿液漿液pH值低，則值低，則SO2的吸收速率減小，但結(jié)垢傾的吸收速率減小，但結(jié)垢傾向減弱。當(dāng)向減弱。當(dāng)pH低于低于6時，時，SO2的吸收速率下降幅度的吸收速率下降幅度減緩；當(dāng)減緩；當(dāng)pH值降到值降到4.0以下時，漿液幾乎不再吸收以下時，漿液幾乎不再吸收SO2。pH

15、 影響概要影響概要(續(xù)續(xù))漿液漿液pH值不僅影響值不僅影響SO2的吸收，而且影響石灰石、的吸收，而且影響石灰石、CaSO31/2H2O、CaSO42H2O的溶解度，所示的溶解度，所示，隨著，隨著pH值的升高，值的升高，CaSO31/2H2O的溶解度顯的溶解度顯著下降，著下降，CaSO42H2O的溶解度增加，但增加的的溶解度增加，但增加的幅度較小。幅度較小。pH 影響概要影響概要(續(xù)續(xù))CaSO31/2H2O的量增加后在石灰石顆粒表面形成的量增加后在石灰石顆粒表面形成一層液膜，而液膜內(nèi)部一層液膜，而液膜內(nèi)部CaCO3的溶解又使的溶解又使pH值升值升高，溶解度的變化使液膜中的高，溶解度的變化使液膜

16、中的CaSO31/2H2O析出析出并沉積在石灰石顆粒表面，形成一層外殼，使石灰并沉積在石灰石顆粒表面，形成一層外殼，使石灰石顆粒表面鈍化。鈍化的外殼阻礙了石灰石的繼續(xù)石顆粒表面鈍化。鈍化的外殼阻礙了石灰石的繼續(xù)溶解，抑制了吸收反應(yīng)的進行，導(dǎo)致脫硫效率和石溶解，抑制了吸收反應(yīng)的進行，導(dǎo)致脫硫效率和石灰石利用率下降?；沂寐氏陆怠{液密度漿液密度石膏沉淀動力學(xué)石膏沉淀動力學(xué)rG = kaCV (RSG 1)其中其中:rG= 石膏沉淀速率石膏沉淀速率k = 速率常數(shù)速率常數(shù)a = 每單位重量石膏的活性表面積每單位重量石膏的活性表面積C = 石膏固體的濃度石膏固體的濃度V = 反應(yīng)槽體積反應(yīng)槽體積R

17、SG= 石膏相對飽和度石膏相對飽和度漿液密度對系統(tǒng)結(jié)垢的影響漿液密度對系統(tǒng)結(jié)垢的影響石膏漿液濃度與沉淀速率成正比石膏漿液濃度與沉淀速率成正比石膏是否沉淀還取決于石膏是否沉淀還取決于CaSO4 . 2H2O的過飽和度的過飽和度石膏開始沉淀石膏開始沉淀,優(yōu)先在自己的晶種上開始析出優(yōu)先在自己的晶種上開始析出當(dāng)過飽和度大于當(dāng)過飽和度大于1.4時時, CaSO4 . 2H2O開始在吸收開始在吸收塔各部件析出石膏晶體塔各部件析出石膏晶體.一般控制石膏漿液密度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為一般控制石膏漿液密度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%-25%漿液密度對噴淋層的影響漿液密度對噴淋層的影響漿液密度高時漿液密度高時,石膏會沉積在噴淋管的上

18、部石膏會沉積在噴淋管的上部,造成噴造成噴淋管承重增加淋管承重增加漿液密度高時漿液密度高時,容易導(dǎo)致噴淋管內(nèi)部堵塞容易導(dǎo)致噴淋管內(nèi)部堵塞,造成噴淋造成噴淋管流量減小管流量減小,降低脫硫效率降低脫硫效率,因此循環(huán)泵停運時必須因此循環(huán)泵停運時必須對噴淋管進行沖洗對噴淋管進行沖洗漿液密度對循環(huán)泵的影響漿液密度對循環(huán)泵的影響漿液密度高時漿液密度高時,石膏晶體在濾網(wǎng)上析出會堵塞濾網(wǎng)石膏晶體在濾網(wǎng)上析出會堵塞濾網(wǎng),造成循環(huán)循環(huán)漿液量減小，降低脫硫效率。造成循環(huán)循環(huán)漿液量減小，降低脫硫效率。濾網(wǎng)堵塞會導(dǎo)致循環(huán)泵發(fā)生氣蝕。濾網(wǎng)堵塞會導(dǎo)致循環(huán)泵發(fā)生氣蝕。濾網(wǎng)堵塞會導(dǎo)致循環(huán)泵振動增大，濾網(wǎng)破碎。濾網(wǎng)堵塞會導(dǎo)致循環(huán)泵

19、振動增大，濾網(wǎng)破碎。化學(xué)添加劑化學(xué)添加劑 (有機酸有機酸)通過緩沖通過緩沖pH及提高溶解堿度來增強脫硫及提高溶解堿度來增強脫硫可通過使系統(tǒng)以低可通過使系統(tǒng)以低pH運行來提高石灰石利用率運行來提高石灰石利用率可引起固體脫水性質(zhì)的改變可引起固體脫水性質(zhì)的改變化學(xué)添加劑化學(xué)添加劑起到提高液相堿度及增強脫除的作用起到提高液相堿度及增強脫除的作用例子例子:-己二酸-二元酸 (DBA) (己二酸、谷氨酸及丁二酸的混合物)-甲酸-鎂化學(xué)添加劑化學(xué)添加劑化學(xué)添加劑的損失機理化學(xué)添加劑的損失機理-液體排放-化學(xué)降級-與洗滌塔固體共沉淀化學(xué)添加劑化學(xué)添加劑:-增強洗滌塔的脫硫性能-使部分泵關(guān)閉（降低液氣比）而降低

20、吸收塔動力消耗-提高排放液體的 COD/BOD -作為晶體調(diào)節(jié)劑，影響固體沉降及處理特性石灰石顆粒大小及活性石灰石顆粒大小及活性石灰石研磨尺寸可影響石灰石負(fù)荷與脫硫率之間的石灰石研磨尺寸可影響石灰石負(fù)荷與脫硫率之間的關(guān)系關(guān)系-石灰石越細(xì)越易溶解液氣比液氣比 (L/G) 由液體流量由液體流量 (運行循環(huán)泵臺數(shù)運行循環(huán)泵臺數(shù)) 及氣體流量及氣體流量(鍋爐負(fù)鍋爐負(fù)荷荷)決定決定影響脫硫效率影響脫硫效率-傳質(zhì) -堿度提高提高 L/G 增加洗滌塔內(nèi)的除塵效果增加洗滌塔內(nèi)的除塵效果液氣比液氣比 (L/G)影響概要影響概要在同一液氣比下，脫硫效率提高速率沿?zé)煔饬鲃臃皆谕灰簹獗认?，脫硫效率提高速率沿?zé)煔饬鲃臃较蛳陆担蛳陆?，不同液氣比下，脫硫效率隨液氣比的增加而增加。不同液氣比