煙氣脫硫概述

1、煙氣脫硫概述煙氣脫硫科技名詞定義中文名稱：煙氣脫硫 英文名稱：flue gas desulfurization, FGD;flue gas desulfurization定義1：從煙氣中脫除硫氧化物的工藝過程。所屬學(xué)科：電力（一級(jí)學(xué)科）；環(huán)境保護(hù)（二 級(jí)學(xué)科）定義2：從煤炭燃燒或工業(yè)生產(chǎn)過程排放的廢氣中去除硫氧化物的過程。所屬學(xué)科：煤炭科技（一級(jí)學(xué)科）煤礦環(huán)境保護(hù)（二級(jí)學(xué)科）煤礦環(huán)境污染及防治（三級(jí) 學(xué)科）本內(nèi)容由全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定公布煙氣脫硫：指從煙道氣或其他工業(yè)廢氣中除去硫氧化物（SO2和SO3）。目錄一、方法二、工藝介紹1干式煙氣脫硫工藝2噴霧干式煙氣脫硫工藝3粉煤灰干式煙氣

2、脫硫技術(shù)4濕法FGD工藝三、工藝歷史1第一代FGD的效率一般為70%85%2第二代FGD系統(tǒng)3第三代FGD系統(tǒng)四、濕法煙氣脫硫1濕法煙氣脫硫的基本原理2濕法煙氣脫硫用脫硫劑3濕法煙氣脫硫的類型及工藝過程4濕法煙氣脫硫主要設(shè)備5濕法煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用6濕法煙氣脫硫存在的問題及解決。7濕法煙氣脫硫裝置各腐蝕區(qū)域的腐蝕分析一、方法煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡稱FGD）,在FGD技術(shù)中，按脫硫劑的種類劃分, 可分為以下五種方法：以CaCO3（石灰石）為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3 為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的有機(jī)堿法。世界上

3、普遍使用的商業(yè)化技術(shù)是鈣法，所占比例在90%以上。按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在 脫硫過程中的干濕狀態(tài)又可將脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干（半濕）法。濕法FGD技術(shù) 是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，該法具有脫硫反應(yīng)速度快、 設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)，但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高及易造成二次污染等 問題。干法FGD技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行，該法具有無污水廢酸排出、 設(shè)備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散、二 次污染少等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問題。半干法FGD技術(shù) 是指脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀

4、態(tài)下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在濕狀態(tài) 下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物（如噴霧干燥法）的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫 硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)， 又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢(shì)而受到人們廣泛的關(guān)注。按脫硫產(chǎn)物 的用途，可分為拋棄法和回收法兩種。二、工藝介紹1干式煙氣脫硫工藝該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80年代初，與常規(guī)的濕式洗滌工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn)：投 資費(fèi)用較低；脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，并和飛灰相混；無需裝設(shè)除霧器及再熱器；設(shè)備不易腐蝕， 不易發(fā)生結(jié)垢及堵塞。其缺點(diǎn)是：吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝；用于高硫煤時(shí)經(jīng)

5、 濟(jì)性差；飛灰與脫硫產(chǎn)物相混可能影響綜合利用；對(duì)干燥過程控制要求很高。2噴霧干式煙氣脫硫工藝噴霧干式煙氣脫硫（簡稱干法FGD），最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同 開發(fā)的脫硫工藝，70年代中期得到發(fā)展，并在電力工業(yè)迅速推廣應(yīng)用。該工藝用霧化的石 灰漿液在噴霧干燥塔中與煙氣接觸，石灰漿液與SO2反應(yīng)后生成一種干燥的固體反應(yīng)物， 最后連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進(jìn)行了旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫的 中間試驗(yàn)，取得了一些經(jīng)驗(yàn)，為在200300MW機(jī)組上采用旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫優(yōu)化參 數(shù)的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。3粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù)日本從1985年起，研究利用粉煤灰作為脫

6、硫劑的干式煙氣脫硫技術(shù)，到1988年底完成 工業(yè)實(shí)用化試驗(yàn)，1991年初投運(yùn)了首臺(tái)粉煤灰干式脫硫設(shè)備，處理煙氣量644000Nm3/h。 其特點(diǎn)：脫硫率高達(dá)60%以上，性能穩(wěn)定，達(dá)到了一般濕式法脫硫性能水平；脫硫劑成本 低；用水量少，無需排水處理和排煙再加熱，設(shè)備總費(fèi)用比濕式法脫硫低1/4；煤灰脫硫 劑可以復(fù)用；沒有漿料，維護(hù)容易，設(shè)備系統(tǒng)簡單可靠。4濕法FGD工藝世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機(jī)理大同小異，主要是使用石灰石（CaCO3）、 石灰（CaO ）或碳酸鈉（Na2CO3）等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去 煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經(jīng)過不斷地改

7、進(jìn)和完善后，技術(shù)比較成熟，而 且具有脫硫效率高（90%98%），機(jī)組容量大，煤種適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回 收等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)美國環(huán)保局（EPA）的統(tǒng)計(jì)資料，全美火電廠采用濕式脫硫裝置中，濕式石灰法 占39.6%，石灰石法占47.4%，兩法共占87%；雙堿法占4.1%，碳酸鈉法占3.1%。世界 各國（如德國、日本等），在大型火電廠中，90%以上采用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫 工藝流程。石灰或石灰石法主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為：石灰法：SO2+CaO+1 / 2H2OCaSO31 / 2H2O石灰石法：SO2+CaCO3+1 /2H2OCaSO3.1 / 2H2O+CO2其主要優(yōu)點(diǎn)是能廣泛地進(jìn)

8、行商品化開發(fā)，且其吸收劑的資源豐富，成本低廉，廢渣既可 拋棄，也可作為商品石膏回收。目前，石灰/石灰石法是世界上應(yīng)用最多的一種FGD工藝， 對(duì)高硫煤，脫硫率可在90%以上，對(duì)低硫煤，脫硫率可在95%以上。傳統(tǒng)的石灰/石灰石工藝有其潛在的缺陷，主要表現(xiàn)為設(shè)備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損。 為了解決這些問題，各設(shè)備制造廠商采用了各種不同的方法，開發(fā)出第二代、第三代石灰/石灰石脫硫工藝系統(tǒng)。濕法FGD工藝較為成熟的還有：氫氧化鎂法；氫氧化鈉法；美國DavyMckee公司 Wellman-LordFGD 工藝；氨法等。在濕法工藝中，煙氣的再熱問題直接影響整個(gè)FGD工藝的投資。因?yàn)榻?jīng)過濕法工藝脫 硫后的煙氣

9、一般溫度較低（45C）,大都在露點(diǎn)以下，若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪，則容 易形成酸霧，腐蝕煙囪，也不利于煙氣的擴(kuò)散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系 統(tǒng)。目前，應(yīng)用較多的是技術(shù)上成熟的再生（回轉(zhuǎn)）式煙氣熱交換器（GGH）。GGH價(jià)格較貴， 占整個(gè)FGD工藝投資的比例較高。近年來，日本三菱公司開發(fā)出一種可省去無泄漏型的 GGH，較好地解決了煙氣泄漏問題，但價(jià)格仍然較高。前德國SHU公司開發(fā)出一種可省去 GGH和煙囪的新工藝，它將整個(gè)FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內(nèi)，利用電廠循環(huán)水余熱來 加熱煙氣，運(yùn)行情況良好，是一種十分有前途的方法。三、工藝歷史1927年英國為了保護(hù)倫敦高層建筑的需要，在

10、泰吾士河岸的巴特富安和班支賽德兩電 廠（共120MW），首先采用石灰石脫硫工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1984年有SO2控制工藝189種，目前已超過200種。主要可分為四類：（1） 燃燒前控制-原煤凈化（2）燃燒中控制-硫化床燃燒（CFB）和爐內(nèi)噴吸收劑（3）燃燒后控 制-煙氣脫硫（4）新工藝（如煤氣化/聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)、液態(tài)排渣燃燒器）其中大多數(shù)國家采 用燃燒后煙氣脫硫工藝。煙氣脫硫則以濕式石灰石7石膏法脫硫工藝作為主流。自本世紀(jì)30年代起已經(jīng)進(jìn)行過大量的濕式石灰石/石膏法研究開發(fā)，60年代末已有裝置 投入商業(yè)運(yùn)行。ABB公司的第一套實(shí)用規(guī)模的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)于1968年在美國投入使用。 1977年比曉夫公司

11、制造了歐洲第一臺(tái)石灰/石灰石石膏法示范裝置。IHI （石川島播磨）的首 臺(tái)大型脫硫裝置1976年在磯子火電廠1、2號(hào)機(jī)組應(yīng)用，采用文丘里管2塔的石灰石石膏法 混合脫硫法。三菱重工于1964年完成第一套設(shè)備，根據(jù)其運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)績，進(jìn)行煙氣脫硫裝置的 開發(fā)。1第一代FGD系統(tǒng)在美國和日本從70年代開始安裝。早期的FGD系統(tǒng)包括以下一些流程：石灰基流質(zhì)； 鈉基溶液；石灰石基流質(zhì)；堿性飛灰基流質(zhì)；雙堿（石灰和鈉）；鎂基流質(zhì)；Wellman-Lord 流程。采用了廣泛的吸收類型，包括通風(fēng)型、垂直逆流噴射塔、水平噴射塔，并采用了一些 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如托盤、填料、玻璃球等來增進(jìn)反應(yīng)。第一代FGD的效率一般為70%85%

12、除少數(shù)外，副產(chǎn)品無任何商用價(jià)值只能作為廢料排放，只有鎂基法和Wellman-Lord法 產(chǎn)出有商用價(jià)值的硫和硫酸。特征是初投資不高，但運(yùn)行維護(hù)費(fèi)高而系統(tǒng)可靠性低。結(jié)垢和 材料失效是最大的問題。隨著經(jīng)驗(yàn)的增長，對(duì)流程做了改進(jìn)，降低了運(yùn)行維護(hù)費(fèi)提高可靠性。 2第二代FGD系統(tǒng)在80年代早期開始安裝。為了克服第一代系統(tǒng)中的結(jié)垢和材料問題，出現(xiàn)了干噴射吸 收器，爐膛和煙道噴射石灰和石灰石也接近了商業(yè)運(yùn)行。然而占主流的FGD技術(shù)還是石灰 基、石灰石基的濕清洗法，利用填料和玻璃球等的通風(fēng)清洗法消失了。改進(jìn)的噴射塔和淋盤 塔是最常見的。流程不同其效率也不同。最初的干噴射FGD可達(dá)到70%80%，在某些改進(jìn)

13、情形下可達(dá)到90%，爐膛和煙道噴射法可達(dá)到30%50%，但反應(yīng)劑消耗量大。隨著對(duì)流程 的改進(jìn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的提高，可達(dá)到90%的效率。美國所有第二代FGD系統(tǒng)的副產(chǎn)物都作為 廢物排走了。然而在日本和德國，在石灰石基濕清洗法中把固態(tài)副產(chǎn)品強(qiáng)制氧化，得到在某 些工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有商業(yè)價(jià)值的石膏。第二代FGD系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和系統(tǒng)可靠性方面都 有所進(jìn)步。3第三代FGD系統(tǒng)爐膛和煙道噴射流程得到了改進(jìn)，而LIFAC和流化床技術(shù)也發(fā)展起來了。通過廣泛采 用強(qiáng)制氧化和鈍化技術(shù)，影響石灰、石灰石基系統(tǒng)可靠性的結(jié)垢問題基本解決了。隨著對(duì)化 學(xué)過程的進(jìn)一步了解和使用二基酸（DBA）這樣的添加劑，這些系統(tǒng)的可靠性可以達(dá)

14、到95% 以上。鈍化技術(shù)和DBA都應(yīng)用于第二代FGD系統(tǒng)以解決存在的問題。許多這些系統(tǒng)的脫 硫效率達(dá)到了 95%或更高。有些系統(tǒng)的固態(tài)副產(chǎn)品可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)。在德國和日本， 生產(chǎn)石膏已是電廠的一個(gè)常規(guī)項(xiàng)目。隨著設(shè)備可靠性的提高，設(shè)置冗余設(shè)備的必要性減小了， 單臺(tái)反應(yīng)器的煙氣處理量越來越大。在70年代因投資大、運(yùn)行費(fèi)用高和存在腐蝕、結(jié)垢、 堵塞等問題，在火電廠中聲譽(yù)不佳。經(jīng)過15年實(shí)踐和改進(jìn)，工作性能與可靠性有很大提高， 投資和運(yùn)行費(fèi)用大幅度降低，使它的下列優(yōu)點(diǎn)較為突出：（1）有在火電廠長期應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)；（2）脫硫效率和吸收利用率高（有的機(jī)組在Ca/S接近于1時(shí)，脫硫率超過90%）；（3）可

15、用性好（最近安裝的機(jī)組，可用性已超過90%）。人們對(duì)濕法的觀念，從而發(fā)生轉(zhuǎn)變。目前它是應(yīng)用最廣，技術(shù)最成熟的工藝，運(yùn)行可靠、檢修周期長，采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用、廉價(jià) 的石灰石細(xì)粉作為吸收劑，與煙氣中的SO2反應(yīng)，經(jīng)過幾個(gè)反應(yīng)步驟，生成副產(chǎn)品石膏。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界現(xiàn)有煙氣脫硫裝置中，濕法約占85% （其中石灰石/石膏系統(tǒng)為36.7%，其 它濕法48.3%），噴霧干燥系統(tǒng)8.4%，吸收劑再生系統(tǒng)3.4%，煙道內(nèi)噴吸收劑1.9%。四、濕法煙氣脫硫1濕法煙氣脫硫的基本原理（1）物理吸收的基本原理氣體吸收可分為物理吸收和化學(xué)吸收兩種。如果吸收過程不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，單純 是被吸收氣體溶解于液體的過程，稱為物理吸

16、收，如用水吸收SO2。物理吸收的特點(diǎn)是，隨 著溫度的升高，被吸氣體的吸收量減少。物理吸收的程度，取決于氣-液平衡，只要?dú)庀嘀斜晃盏姆謮捍笥谝合喑势胶鈺r(shí)該氣體分 壓時(shí)，吸收過程就會(huì)進(jìn)行。由于物理吸收過程的推動(dòng)力很小，吸收速率較低，因而在工程設(shè) 計(jì)上要求被凈化氣體的氣相分壓大于氣液平衡時(shí)該氣體的分壓。物理吸收速率較低，在現(xiàn)代 煙氣中很少單獨(dú)采用物理吸收法。（2）化學(xué)吸收法的基本原理若被吸收的氣體組分與吸收液的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則稱為化學(xué)吸收，例如應(yīng)用堿液吸 收SO2。應(yīng)用固體吸收劑與被吸收組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而將其從煙氣中分離出來的過程，也 屬于化學(xué)吸收，例如爐內(nèi)噴鈣（CaO）煙氣脫硫也是化學(xué)吸收

17、。在化學(xué)吸收過程中，被吸收氣體與液體相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有效的降低了溶液表面上 被吸收氣體的分壓。增加了吸收過程的推動(dòng)力，即提高了吸收效率又降低了被吸收氣體的氣 相分壓。因此，化學(xué)吸收速率比物理吸收速率大得多。物理吸收和化學(xué)吸收，都受氣相擴(kuò)散速度（或氣膜阻力）和液相擴(kuò)散速度（或液膜阻力） 的影響，工程上常用加強(qiáng)氣液兩相的擾動(dòng)來消除氣膜與液膜的阻力。在煙氣脫硫中，瞬間內(nèi) 要連續(xù)不斷地凈化大量含低濃度SO2的煙氣，如單獨(dú)應(yīng)用物理吸收，因其凈化效率很低， 難以達(dá)到SO2的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，煙氣脫硫技術(shù)中大量采用化學(xué)吸收法。用化學(xué)吸收法進(jìn) 行煙氣脫硫，技術(shù)上比較成熟，操作經(jīng)驗(yàn)比較豐富，實(shí)用性強(qiáng)，已成為應(yīng)

18、用最多、最普遍的 煙氣脫硫技術(shù)。（3）化學(xué)吸收的過程化學(xué)吸收是由物理吸收過程和化學(xué)反應(yīng)兩個(gè)過程組成的。在物理吸收過程中，被吸收的 氣體在液相中進(jìn)行溶解，當(dāng)氣液達(dá)到相平衡時(shí)，被吸收氣體的平衡濃度，是物理吸收過程 的極限。被吸收氣體中的活性組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，被吸收氣體的消 耗量，是化學(xué)吸收過程的極限。這里用Ca（OH）2溶液吸收SO2加以說明。SO2 （氣體）| SO2 （液體）+Ca（OH）2 一 CaSO3+H2O -化學(xué)吸收過程中，被吸收氣體的氣液平衡關(guān)系，即應(yīng)服從相平衡關(guān)系，又應(yīng)服從化學(xué)平衡關(guān)系?；瘜W(xué)吸收過程的速率及過程阻力化學(xué)吸收過程的速率，是由物理吸收的氣液傳質(zhì)速

19、度和化學(xué)反應(yīng)速度決定的。化學(xué)吸收 過程的阻力，也是由物理吸收氣液傳質(zhì)的阻力和化學(xué)反應(yīng)阻力決定的。在物理吸收的氣液傳質(zhì)過程中，被吸收氣體氣液兩相的吸收速率，主要取決于氣相中被 吸收組分的分壓，和吸收達(dá)到平衡時(shí)液相中被吸收組分的平衡分壓之差。此外，也和傳質(zhì)系 數(shù)有關(guān)，被吸收氣體氣液兩相間的傳質(zhì)阻力，通常取決于通過氣膜和液膜分子擴(kuò)散的阻力。 煙氣脫硫通常是在連續(xù)及瞬間內(nèi)進(jìn)行，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是極快反應(yīng)、快反應(yīng)和中等速度的反 應(yīng)，如NaOH、Na2CO3、和Ca(OH)2等堿液吸收SO2。為此，被吸收氣體氣液相間的傳質(zhì) 阻力，遠(yuǎn)較該氣體在液相中與堿液進(jìn)行反應(yīng)的阻力大得多。對(duì)于極快不可逆反應(yīng)，吸收過程 的

20、阻力，其過程為傳質(zhì)控制，化學(xué)反應(yīng)的阻力可忽略不計(jì)。例如，應(yīng)用堿液或氨水吸收SO2 時(shí)，化學(xué)吸收過程為氣膜控制，過程的阻力為氣膜傳質(zhì)阻力。液相中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，是快反應(yīng)和中等速度的反應(yīng)時(shí)，化學(xué)吸收過程的阻力應(yīng)同時(shí)考 慮傳質(zhì)阻力和化學(xué)反應(yīng)阻力。堿液濃度對(duì)傳質(zhì)速度的影響研究得出，應(yīng)用堿液吸收酸性氣體時(shí)，堿液濃度的高低對(duì)化學(xué)吸收的傳質(zhì)速度有很大的 影響。當(dāng)堿液的濃度較低時(shí)，化學(xué)傳質(zhì)的速度較低；當(dāng)提高堿液濃度時(shí)，傳質(zhì)速度也隨之增 大；當(dāng)堿液濃度提高到某一值時(shí)，傳質(zhì)速度達(dá)到最大值，此時(shí)堿液的濃度稱為臨界濃度；當(dāng) 堿液濃度高于臨界濃度時(shí)傳質(zhì)速度并不增大。為此，在煙氣脫硫的化學(xué)吸收過程中，當(dāng)應(yīng)用堿液吸收煙氣中

21、的SO2時(shí)，適當(dāng)提高堿 液的濃度，可以提高對(duì)SO2的吸收效率。但是，堿液的濃度不得高于臨界濃度。超過臨界 濃度之后，進(jìn)一步提高堿液的濃度，月脫硫效率并不能提高。可以得出，在煙氣脫硫中，吸收 SO2的堿液濃度，并非愈高愈好。堿液的最佳濃度為臨界濃度，此時(shí)脫硫效率最高。主要化學(xué)反應(yīng)在濕法煙氣脫硫中，SO2和吸收劑的主要化學(xué)反應(yīng)如下同水的反應(yīng)SO2 溶于水形成亞硫酸H2O+SO2 H2SO3 H+HSO3 2H+ SO32*溫度升高時(shí)，反應(yīng)平衡向左移動(dòng)。同堿的反應(yīng)SO2及易與堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成亞硫酸鹽。堿過剩時(shí)生成正鹽；SO2過剩時(shí) 形成酸式鹽。2MeOH+SO2 一- Me2SO3+H2O

22、Me2SO3+SO2+H2O 一- 2MeHSO3Me2SO3+MeOH 一- Me2SO4+H2O亞硫酸鹽不穩(wěn)定，可被煙氣中殘留的氧氣氧化成硫酸鹽：Me2SO3+1/2O2一-MeSO4同弱酸鹽的反應(yīng)SO2易同弱酸鹽反應(yīng)生成亞硫酸，繼之被煙氣中的氧氣氧化成穩(wěn)定的硫酸鹽。如同石灰 石反應(yīng)：CaCO3+SO2+1/2H2O 一- CaSO3.1/2H2O+CO2 f2CaSO3. 1/2H2O+O2+3H2O 一- 2CaSO4.2H2O同氧化劑的反應(yīng)SO2同氧化劑反應(yīng)生成SO3SO2+1/2O2催化劑SO3在催化劑的作用下，可加速SO2氧化成SO3的反應(yīng)。在水中，SO2經(jīng)催化劑作用被迅速氧化成

23、 SO3,并生成H2SO4: SO2+1/2O+H2O 催化劑 H2SO41.6.5同金屬氧化物的反應(yīng)金屬氧化物，如MgO、ZnO、MnO、CuO等，對(duì)SO2均有吸收能力，然后再用加熱的方法 使吸收劑再生，并得到高濃度的SO2。這里以MgO為例加以說明：MgO+H2O 一-Mg(OH)2 Mg(OH)2+SO2+5H2O 一-MgSO36H2O MgSO3 6H2O MgSO3+6H2O f MgSO3 MgO+SO2吸收劑再生后可循環(huán)使用，并可回收SO2,達(dá)到高濃度的氣態(tài)SO2。經(jīng)液化后得到液態(tài)SO2。 2濕法煙氣脫硫用脫硫劑在化學(xué)吸收煙氣脫硫中，吸收劑的性能從根本上決定了 SO2吸收操作的

24、效率，因而對(duì) 吸收劑的性能有一定的要求。 吸收能力高要求對(duì)SO2具有較高的吸收能力，以提高吸收速率，減少吸收 劑的用量，減少設(shè)備體積和降低能耗。 選擇性能好要求對(duì)SO2具有良好的選擇性能，對(duì)其他組分不吸收或吸收能 力很低，確保對(duì)SO2具有較高的吸收能力。揮發(fā)性低，無毒，不易燃燒，化學(xué)穩(wěn)定性好，凝固點(diǎn)低，不發(fā)泡，易再生，粘度 小，比熱小。不腐蝕或腐蝕小，以減少設(shè)備投資及維護(hù)費(fèi)用。來源豐富，容易得到，價(jià)格便宜。 便于處理及操作，不易產(chǎn)生二次污染。完全滿足上述要求的吸收劑是很難選 擇到的。只能根據(jù)實(shí)際情況，權(quán)衡多方面的因素有所側(cè)重地加以選擇。石灰(CaO)、氫氧 化鈣Ca (OH) 2、碳酸鈣(Ca

25、CO3)，是煙氣脫硫較為理想的吸收劑，因而在國內(nèi)外煙氣脫 硫中獲得最廣泛地應(yīng)用。工業(yè)上利用廢堿液吸收燃煤工業(yè)鍋爐煙氣中的SO2,利用鍋爐沖渣水和濕法除塵循環(huán)水 在除塵的同時(shí)吸收SO2等，已有成功的范例。從資源綜合利用，以廢治廢，避免和減輕二 次水污染角度出發(fā)來選擇吸收劑，具有更重要的意義。3濕法煙氣脫硫的類型及工藝過程 類型根據(jù)各種不同的吸收劑，濕法煙氣脫硫可分為石灰石/石膏法、氨法、 鈉堿法、鋁法、金屬氧化鎂法等，每一類型又因吸收劑不同。 工藝過程 濕法煙氣脫硫的工藝過程多種多樣，但他們也具有相似的共同點(diǎn)： 含硫煙氣的預(yù)處理(如降溫、增濕、除塵)吸收，氧化，富液處理(灰水處理)除霧(氣 水分

26、離)，被凈化后的氣體再加熱，以及產(chǎn)品濃縮和分離等。石灰石石灰一一石膏法，是燃 煤煤電廠應(yīng)用最廣泛、最多的典型的濕法煙氣脫硫技術(shù)。我國燃煤鍋爐濕法煙氣脫硫工藝過程較多，其中較典型的工藝過程為旋流塔板高效脫硫 除塵工藝過程和濕法氧化鎂延期脫硫工藝過程。4濕法煙氣脫硫主要設(shè)備濕法煙氣脫硫主要設(shè)備是指脫硫塔(或洗滌塔、洗滌器)和脫硫除塵器。對(duì)脫硫塔和脫硫除塵器的要求用于燃煤發(fā)電廠煙氣脫硫的大型脫硫裝置稱為脫硫塔，而用于燃煤工業(yè)鍋爐和窯爐煙氣 脫硫的小型脫硫除塵裝置多稱為脫硫除塵器。在脫硫塔和脫硫塵器中，應(yīng)用堿液洗滌含SO2 的煙氣，對(duì)煙氣中的SO2進(jìn)行化學(xué)吸收。為了強(qiáng)化吸收過程，提高脫硫效率，降低設(shè)備

27、的 投資和運(yùn)行費(fèi)用，脫硫塔和脫硫除塵器應(yīng)滿足以下的基本要求：氣液間有較大的接觸面積和一定的接觸時(shí)間；氣液間擾動(dòng)強(qiáng)烈，吸收阻力小，對(duì)SO2的吸收效率高；操作穩(wěn)定，要有合適的操作彈性；氣流通過時(shí)的壓降要??；結(jié)構(gòu)簡單，制造及維修方便，造價(jià)低廉，使用壽命長；不結(jié)垢，不堵塞，耐磨損，耐腐蝕；能耗低，不產(chǎn)生二次污染。SO2吸收凈化過程，處理的是低濃度SO2煙氣，煙氣量相當(dāng)可觀，要求瞬間內(nèi)連續(xù)不 斷地高效凈化煙氣。因而，SO2參加的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)為極快反應(yīng)，它們的膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)值較大， 反應(yīng)在膜內(nèi)發(fā)生，因此選用氣相為連續(xù)相、湍流程度高、相界面較大的吸收塔作為脫硫塔和 脫硫除塵器比較合適。通常，噴淋塔、填料塔、噴霧

28、塔、板式塔、文丘里吸收塔等能滿足這 些要求。其中，填料塔因其氣液接觸時(shí)間和氣液比均可在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單，在 煙氣脫硫中獲得廣泛地應(yīng)用。常見吸收塔的性能目前國內(nèi)外燃煤電廠常用的脫硫塔，主要有噴淋空塔、填料塔、雙回路塔及噴射鼓炮塔 等四種。脫硫除塵器近年來，我國許多部門對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐及窯爐煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行了研究及開發(fā)。為了經(jīng) 濟(jì)簡便起見，常常將煙氣除塵及脫硫一體化處理，即在同一個(gè)設(shè)備內(nèi)處理。為此，將脫硫除 塵一體化設(shè)備成為脫硫除塵器。我國中小型燃煤鍋爐常用的脫硫除塵器，主要有旋流塔板脫硫除塵器、空心塔脫硫除塵 器、填料塔脫硫除塵器以及流化床脫硫除塵器等。5濕法煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用濕法煙氣脫

29、硫在燃煤發(fā)電廠及中小型燃煤鍋爐上獲得廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)今世界 上燃煤發(fā)電廠采用的脫硫主導(dǎo)工藝技術(shù)。這是由于濕法煙氣脫硫效率高、設(shè)備小、易控制、 占地面積小以及適用于高中低硫煤等。目前，在國內(nèi)外燃煤發(fā)電廠中，濕法煙氣硫占總煙氣脫硫的85%左右，并有逐年增加的趨 勢(shì)。在我國中小型燃煤鍋爐中，濕法煙氣脫硫占98%以上，接近100%。在國內(nèi)外燃煤發(fā)電廠中，濕法煙氣脫硫中，石灰石/石灰一一石膏法、石灰石/石灰拋 棄法煙氣脫硫，占煙氣脫硫總量的83%左右，其中石灰石/石灰石膏法占45%以上，并 有逐年增加的趨勢(shì)，而石灰石/石灰-石膏拋棄法呈逐年下降的趨勢(shì)。這是由于石灰石/石灰一一石膏法副產(chǎn)建筑材料石膏，對(duì)

30、環(huán)境不造成二次污染所致。在 我國中小型燃煤鍋爐上，石灰拋棄法煙氣脫硫占主導(dǎo)地位，SO2 一般不回收，多以硫酸鹽或 亞硫酸鹽拋棄。濕法石灰石/石灰一一石膏煙氣脫硫中，由于石灰石來源豐富，價(jià)格比石灰低得多， 多年來形成了濕法石灰石一一石膏煙氣脫硫技術(shù)，并在國內(nèi)外燃煤發(fā)電廠中獲得廣泛的應(yīng) 用，其應(yīng)用量有逐年增加的趨勢(shì)。濕法石灰石/石灰工藝可適用于高中低硫煤種。濕法煙氣脫硫技術(shù)，尤其是石灰石石灰煙氣脫硫技術(shù)，除在燃煤發(fā)電廠獲得廣泛 應(yīng)用外，在硫酸工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、有色冶金工業(yè)、石油化工以及燃煤工業(yè)窯爐等煙氣脫硫中 也獲得廣泛的應(yīng)用。美國煙氣脫硫工程的基本建設(shè)投資費(fèi)用，占電廠總投資的1020%。我國珞璜電

31、 廠已運(yùn)行的2臺(tái)36萬KW機(jī)組，濕法石灰石/石灰一一石膏法煙氣脫硫總投資為2.26億元， 占電廠同期總投資的11.15%，年運(yùn)行費(fèi)用為8319萬元，脫除每噸SO2的費(fèi)用為945元。 可見，削減SO2的排放量，防治大氣SO2污染，需要投入大量的資金和人力。因此，實(shí)施 嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須以高額的環(huán)保投資為代價(jià)。6濕法煙氣脫硫存在的問題及解決辦法濕法煙氣脫硫通常存在富液難以處理、沉淀、結(jié)垢及堵塞、腐蝕及磨損等等棘手的問題。這些問題如解決的不好，便會(huì)造成二次污染、運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下或不能運(yùn)行等。（1） 富液的處理 用于煙氣脫硫的化學(xué)吸收操作，不僅要達(dá)到脫硫的要求，滿足國 家及地區(qū)環(huán)境法規(guī)的要求，還必須對(duì)洗

32、后SO2的富液（含有煙塵、硫酸鹽、亞硫酸鹽等廢 液）進(jìn)行合理的處理，既要不浪費(fèi)資源，又要不造成二次污染。合理處理廢液，往往 是濕法煙氣脫硫煙氣脫硫技術(shù)成敗的關(guān)鍵因素之一。因此，吸收法煙氣脫硫工藝過程設(shè)計(jì)， 需要同時(shí)考慮SO2吸收及富液合理的處理。所謂富液合理處理，是指不能把堿液從煙氣中吸收SO2形成的硫酸鹽及亞硫酸鹽廢液 未經(jīng)處理排放掉，否則會(huì)造成二次污染?；厥蘸屠酶灰褐械牧蛩猁}類，廢物資源化，才是 合理的處理技術(shù)。例如，日本濕法石灰石/石灰石膏法煙氣脫硫，成功地將富液中的硫酸鹽類轉(zhuǎn)化成 優(yōu)良的建筑材料一一石膏。威爾曼洛德鈉法煙氣脫硫，把富液中的硫酸鹽類轉(zhuǎn)化成高濃度高 純度的液體SO2,可作

33、為生產(chǎn)硫酸的原料。亞硫酸鈉法煙氣脫硫，將富液中的硫酸鹽轉(zhuǎn)化成 為亞硫酸鈉鹽。上述這些濕法煙氣脫硫技術(shù)，對(duì)吸收SO2后的富液都進(jìn)行了妥善處理，既節(jié)省了資源， 又不造成二次污染，不會(huì)污染水體。對(duì)于濕法煙氣脫硫技術(shù)，一般應(yīng)控制氯離子含量小于 2000mg/L。脫硫廢液呈酸性 （PH46），懸浮物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為900012700mg/L，一般含汞、鉛、鎳、鋅等重金屬以及砷、 氟等非金屬污染物。典型廢水處理方法為：先在廢水中加入石灰乳，將PH值調(diào)至67,去除氟化物（產(chǎn)品 CaF2沉淀）和部分重金屬；然后加入石灰乳、有機(jī)硫和絮凝劑，將3H升至89，使重金屬 以氫氧化物和硫化物的形式沉淀。（2） 煙氣的預(yù)處理

34、含有SO2的煙氣，一般都含有一定量的煙塵。在吸收SO2之 前，若能專門設(shè)置高效除塵器，如電除塵器和濕法除塵器等，除去煙塵，那是最為理想的。 然而，這樣可能造成工藝過程復(fù)雜，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用過高，在經(jīng)濟(jì)上是不太經(jīng)濟(jì)的。若 能在SO2吸收時(shí)，考慮在凈化SO2的過程中同時(shí)除去煙塵，那是比較經(jīng)濟(jì)的，是較為理想 的，即除塵脫硫一機(jī)多用或除塵脫硫一體化。例如，有的采取在吸收塔前增設(shè)預(yù)洗滌塔、有的增設(shè)文丘里洗滌器。這樣，可使高溫?zé)?氣得到冷卻，通?？蓪?20180C的高溫?zé)煔饫鋮s到80C左右，并使煙氣增濕，有利于提高 SO2的吸收效率，又起到了除塵作用，除塵效率通常為95%左右。有的將預(yù)洗滌塔和吸收塔合為

35、一體，下段為預(yù)洗滌段，上段為吸收段。噴霧干燥法煙氣 脫硫技術(shù)更為科學(xué)，含硫煙氣中的煙塵，對(duì)噴霧干燥塔無任何影響，生成的硫酸鹽干粉末和 煙塵一同被袋濾器捕集，不用增設(shè)預(yù)除塵設(shè)備，是比較經(jīng)濟(jì)的。近年來，我國研究及開發(fā)的燃煤工業(yè)鍋爐和窯爐煙氣脫硫技術(shù)，多為脫硫除塵一體化， 有的在脫硫塔下端增設(shè)旋風(fēng)除塵器，有的在同一設(shè)備中既除塵又脫硫。（3） 煙氣的預(yù)冷卻 大多數(shù)含硫煙氣的溫度為120185C或更高，而吸收操作則要 求在較低的溫度下（60C左右）進(jìn)行。低溫有利于吸收，高溫有利于解吸。因而在進(jìn)行吸收 之前要對(duì)煙氣進(jìn)行預(yù)冷卻。通常，將煙氣冷卻到60C左右較為適宜。常用冷卻煙氣的方法有：應(yīng)用熱交換器間接 冷

36、卻；應(yīng)用直接增濕（直接噴淋水）冷卻；用預(yù)洗滌塔除塵增濕降溫，這些都是較好的方法， 也是目前使用較廣泛的方法。通常，國外濕法煙氣脫硫的效率較高，其原因之一就是對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行增濕降溫。 我國目前已開發(fā)的濕法煙氣脫硫技術(shù)，尤其是燃煤工業(yè)鍋爐及窯爐煙氣脫硫技術(shù)，高溫?zé)煔?未經(jīng)增濕降溫直接進(jìn)行吸收操作，較高的吸收操作溫度，使SO2的吸收效率降低，這就是 目前我國燃煤工業(yè)鍋爐濕法煙氣脫硫效率較低的主要原因之一。（4） 結(jié)垢和堵塞在濕法煙氣脫硫中，設(shè)備常常發(fā)生結(jié)垢和堵塞。設(shè)備結(jié)垢和堵塞， 已成為一些吸收設(shè)備能否正常長期運(yùn)行的關(guān)鍵問題。為此，首先要弄清楚結(jié)構(gòu)的機(jī)理，影響結(jié)構(gòu)和造成堵塞的因素，然后有針對(duì)性地從工

37、藝 設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作控制等方面著手解決。一些常見的防止結(jié)垢和堵塞的方法有：在工藝操作上，控制吸收液中水份蒸發(fā)速度和蒸 發(fā)量；控制溶液的PH值；控制溶液中易于結(jié)晶的物質(zhì)不要過飽和；保持溶液有一定的晶種； 嚴(yán)格除塵，控制煙氣進(jìn)入吸收系統(tǒng)所帶入的煙塵量，設(shè)備結(jié)構(gòu)要作特殊設(shè)計(jì)，或選用不易結(jié) 垢和堵塞的吸收設(shè)備，例如流動(dòng)床洗滌塔比固定填充洗滌塔不易結(jié)垢和堵塞;選擇表面光滑、 不易腐蝕的材料制作吸收設(shè)備。脫硫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和堵塞，可造成吸收塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器設(shè)置熱交換器結(jié) 垢和堵塞。其原因是煙氣中的氧氣將CaSO3氧化成為CaSO4（石膏），并使石膏過飽和。這 種現(xiàn)象主要發(fā)生在自然氧化的濕法系

38、統(tǒng)中，控制措施為強(qiáng)制氧化和抑制氧化。強(qiáng)制氧化系統(tǒng)通過向氧化槽內(nèi)鼓入壓縮空氣，幾乎將全部CaSO3氧化成CaSO4,并保持足夠的漿 液含固量（大于12%），以提高石膏結(jié)晶所需要的晶種。此時(shí)，石膏晶體的生長占優(yōu)勢(shì)，可 有效控制結(jié)垢。抑制氧化系統(tǒng)采用氧化抑制劑，如單質(zhì)硫，乙二胺四乙酸（EDTA）及其混合物。添加 單質(zhì)硫可產(chǎn)生硫代硫酸根離子，與亞硫酸根自由基反應(yīng)，從而干擾氧化反應(yīng)EDTA則通過 與過渡金屬生成螯合物和亞硫酸根反應(yīng)而抑制氧化反應(yīng)。（5） 腐蝕及磨損煤炭燃燒時(shí)除生成SO2以外，還生成少量的SO3,煙氣中SO3 的濃度為1040ppm。由于煙氣中含有水（4%12%），生成的SO3瞬間內(nèi)形成硫

39、酸霧。當(dāng)溫度較低時(shí)，硫酸 霧凝結(jié)成硫酸附著在設(shè)備的內(nèi)壁上，或溶解于洗滌液中。這就是濕法吸收塔及有關(guān)設(shè)備腐蝕 相當(dāng)嚴(yán)重的主要原因。解決方法主要有：采用耐腐蝕材料制作吸收塔，如采用不銹鋼、環(huán)氧玻璃鋼、硬聚氯乙 烯、陶瓷等制作吸收塔及有關(guān)設(shè)備；設(shè)備內(nèi)壁涂敷防腐材料，如涂敷水玻璃等；設(shè)備內(nèi)襯橡 膠等。含有煙塵的煙氣高速穿過設(shè)備及管道，在吸收塔內(nèi)同吸收液湍流攪動(dòng)接觸，設(shè)備磨損相 當(dāng)嚴(yán)重。解決的主要方法有：采用合理的工藝過程設(shè)計(jì)，如煙氣進(jìn)入吸收塔前要進(jìn)行高效除塵， 以減少高速流動(dòng)煙塵對(duì)設(shè)備的磨損;采用耐磨材料制作吸收塔及其有關(guān)設(shè)備，以及設(shè)備內(nèi)壁 內(nèi)襯或涂敷耐磨損材料。近年來，我國燃煤工業(yè)鍋爐及窯爐煙氣脫硫

40、技術(shù)中，吸收塔的防腐及耐磨損已取得顯著 進(jìn)展，致使煙氣脫硫設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率大大提高。吸收塔、煙道的材質(zhì)、內(nèi)襯或涂層均影響裝置的使用壽命和成本。吸收塔體可用高（或低）合金鋼、碳鋼、碳鋼內(nèi)襯橡膠、碳鋼內(nèi)襯有機(jī)樹脂或玻璃鋼。 美國因勞動(dòng)力昂貴，一般采用合金鋼。德國普遍采用碳鋼內(nèi)襯橡膠（漠橡膠或氯丁橡膠）， 使用壽命可達(dá)10年。腐蝕特別嚴(yán)重的如漿池底和噴霧區(qū)，采用雙層襯膠，可延長壽命25%。 ABB早期用C-276合金鋼制作吸收塔，單位成本為63美元/KW，現(xiàn)采用內(nèi)襯橡膠，成本為 22美元/KW。煙道應(yīng)用碳鋼制作時(shí)，采用何種防腐措施取決于煙氣溫度（是否在酸性露點(diǎn)或水蒸汽飽 和溫度以上）及其成分（尤其是SO

41、2和H2O含量）。日本日立公司的防腐措施是：煙氣再熱器、吸收塔入口煙道、吸收塔煙氣進(jìn)口段，采用 耐熱玻璃鱗片樹脂涂層，吸收塔噴淋區(qū)用不銹鋼或碳鋼橡膠襯里，除霧器段和氧化槽用玻璃 鱗片樹脂涂層或橡膠襯里。（6）除霧 濕法吸收塔在運(yùn)行過程中，易產(chǎn)生粒徑為1060m的“霧”?！办F”不僅 含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO2等，如不妥善解決，任何進(jìn)入煙囪的“霧”，實(shí)際 就是把SO2排放到大氣中，同時(shí)也造成引風(fēng)機(jī)的嚴(yán)重腐蝕。因此，工藝上對(duì)吸收設(shè)備提出除霧的要求。被凈化的氣體在離開吸收塔之前要進(jìn)行除霧。 通常，除霧器多設(shè)在吸收塔的頂部。目前，我國相當(dāng)一部分吸收塔尚未設(shè)置除霧器，這不僅造成SO2的二次污染

42、，對(duì)引風(fēng) 機(jī)的腐蝕也相當(dāng)嚴(yán)重。脫硫塔頂部凈化后煙氣的出口應(yīng)設(shè)有除霧器，通常為二級(jí)除霧器，安裝在塔的圓筒頂部 （垂直布置）或塔出口的彎道后的平直煙道上（述評(píng)布置）。后者允許煙氣流速高于前者。 對(duì)于除霧器應(yīng)設(shè)置沖洗水，間歇沖洗除霧器。凈化除霧后煙氣中殘余的水分一般不得超過 100mg/m3，更不允許超過200mg/m3，否則含沾污和腐蝕熱交換器、煙道和風(fēng)機(jī)。凈化后氣體再加熱 在處理高溫含硫煙氣的濕法煙氣脫硫中，煙氣在脫硫塔內(nèi)被冷 卻、增濕和降溫，煙氣的溫度降至60左右。將60C左右的凈化氣體排入大氣后，在一定 的氣象條件下將會(huì)產(chǎn)生“白煙”。由于煙氣溫度低，使煙氣的抬升作用降低。特別是在凈化處理大量

43、的煙氣和某些不利的 氣象條件下，“白煙”沒有遠(yuǎn)距離擴(kuò)散和充分稀釋之前就已降落到污染源周邊的地面，容易 出現(xiàn)高濃度的SO2污染。為此，需要對(duì)洗滌凈化后的煙氣進(jìn)行二次再加熱，提高凈化氣體的溫度。被凈化的氣體， 通常被加熱到105130 C。為此，要增設(shè)燃燒爐。燃燒爐燃燒天然氣或輕柴油，產(chǎn)生 10001100C的高溫燃燒氣體，再與凈化后的氣體混對(duì)。這里應(yīng)當(dāng)指出，不管采用何種方法對(duì)凈化氣體進(jìn)行二次加熱，在將凈化氣體的溫度加熱 到105130C的同時(shí)，都不能降低煙氣的凈化效率，其中包括除塵效率和脫硫效率。為此，對(duì)凈化氣體二次加熱的方法，應(yīng)權(quán)衡得失后進(jìn)行選擇。吸收塔出口煙氣一般被冷卻到4555C （視煙氣

44、入口溫度和濕度而定），達(dá)飽和含水量。 是否要對(duì)脫硫煙氣再加熱，取決于各國環(huán)保要求。德國大型燃燒設(shè)備法中明確規(guī)定，煙囪入口最低溫度為72C，以保證煙氣擴(kuò)散， 防止冷煙霧下沉。因吸收塔出口與煙囪入口之間的散熱損失約為510C，故吸收塔出口煙 氣至少要加熱到7782C。據(jù)ABB或B&W公司介紹，美國一般不采用煙氣再加熱系統(tǒng)，而對(duì)煙囪采取防腐措施。 如脫硫效率僅要求75%時(shí)，可引出25%的未處理的旁通煙氣來加熱75%的凈化煙氣，德國 第1臺(tái)濕法脫硫裝置就采用這種方法。德國現(xiàn)在還把凈化煙氣引入自然通風(fēng)冷卻塔排放的脫 硫裝置，籍煙氣動(dòng)量（質(zhì)量速度）和攜帶熱量的提高，使煙氣擴(kuò)散的更好。煙氣再加熱器通常有蓄熱

45、式和非蓄熱式兩種形式。蓄熱式工藝?yán)梦疵摿虻臒釤煔饧訜?冷煙氣，統(tǒng)稱GGH。蓄熱式換熱器又可分為回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器、板式換熱器和管式換熱器， 均通過載熱體或熱介質(zhì)將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣?；剞D(zhuǎn)式換熱器與電廠用的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的工作原理相同，是通過平滑的或者帶波紋 的金屬薄片載熱體將熱煙氣的熱量傳遞給凈化后的冷煙氣，缺點(diǎn)是熱煙氣會(huì)泄露到冷煙氣 中。板式換熱器中，熱煙氣與冷煙氣逆流或交*流動(dòng)，熱交換通過薄板進(jìn)行，這種系統(tǒng)基本 不泄露。管式加熱器是通過中間載體水將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣，無煙氣泄露問題，用 于年滿負(fù)荷運(yùn)行在40006500h的脫硫裝置。非蓄熱式換熱器通過蒸汽、天然氣等將冷煙氣重新

46、加熱，又分為直接加熱和間接加熱。 直接加熱是燃燒加熱部分冷煙氣，然后冷熱煙氣混合達(dá)到所需溫度；間接加熱是用低壓蒸汽(32X105Pa)通過熱交換器加熱冷煙氣。這種加熱方式投資省，但能耗大，使用于脫硫裝 置年運(yùn)行時(shí)間4000h-6500h的脫硫裝置。7濕法煙氣脫硫裝置各腐蝕區(qū)域的腐蝕分析7.1煙氣輸送及熱交換系統(tǒng)7.1.1該系統(tǒng)主要腐蝕介質(zhì)及腐蝕環(huán)境該系統(tǒng)主要腐蝕介質(zhì)及腐蝕環(huán)境為兩類:一是經(jīng)流換熱器原煙氣進(jìn)口煙道、換熱器降溫段、換熱器原煙氣出口至吸收塔進(jìn)口煙道、原煙 氣旁路煙道、煙氣擋板的高溫(170-110C )含塵(3-5%)含SO2 (1-4%)原煙氣；二是經(jīng) 流吸收塔凈煙氣出口至除霧器、

47、除霧器至換熱器凈煙氣進(jìn)口煙道、煙氣增壓風(fēng)機(jī)、換熱器升 溫段的低溫(45-90C )除塵(0.3-0.5%)脫 SO2 (3X10-4-4X10-4)凈煙氣。7.1.2該系統(tǒng)主要腐蝕特點(diǎn)分析亞硫酸露點(diǎn)腐蝕：高溫原煙氣在正常運(yùn)行條件下因無水份存在，對(duì)裝置幾乎無腐蝕， 但在三種情形下將導(dǎo)致腐蝕。一是列管式換熱器管程因某種原因穿孔，導(dǎo)致冷卻水泄漏，致使高溫原煙氣所含SO2 與水反應(yīng)生成亞硫酸，形成高溫亞硫酸還原性腐蝕。二是回轉(zhuǎn)式蓄熱換熱器清洗水外瀉或蓄集形成高溫亞硫酸還原性腐蝕。三是在裝置開停車時(shí)，因環(huán)境大氣濕度影響，裝置內(nèi)殘留的氣態(tài)SO2被鋼基體表面凝 聚水吸收生成亞硫酸，形成亞硫酸露點(diǎn)腐蝕(雖然煙

48、道外保溫可延遲鋼基體表面凝聚水生成 時(shí)間，但無法完全防止該類腐蝕的形成)。低溫凈煙氣雖只殘存少量SO2且經(jīng)除霧器除去大部分水霧，但微量水和SO2的存在及 環(huán)境大氣濕度在裝置開停車時(shí)形成的鋼基體表面凝聚水仍會(huì)形成緩慢的亞硫酸還原性露點(diǎn) 腐蝕(如重慶珞璜除霧器出口凈煙氣煙道，原設(shè)計(jì)不防腐，經(jīng)多年運(yùn)行可看到明顯腐蝕現(xiàn)象， 現(xiàn)已實(shí)施鱗片防腐)。防腐蝕襯層高溫?zé)釕?yīng)力失效：鑒于上述腐蝕因素的存在，通常在原煙氣流經(jīng)區(qū)域采 用1.21.5mm厚耐高溫鱗片涂料防腐，但在實(shí)際使用中該區(qū)防腐蝕襯層時(shí)常發(fā)生龜裂、開 裂、剝落等腐蝕失效現(xiàn)象，其原因主要有三：一是由于火電廠環(huán)保脫硫裝置開停車較頻繁，使生成的熱應(yīng)力處于間歇

49、性交變狀態(tài)中， 加速襯層的熱應(yīng)力腐蝕失效；四是鱗片涂層屬脆性材料，襯層內(nèi)熱應(yīng)力的長期存在，特別是 在熱應(yīng)力交變期內(nèi)易導(dǎo)致涂層龜裂、開裂、剝落等物理腐蝕失效；二是襯里材料選擇不合理，樹脂耐溫能力不足，在高溫?zé)釕?yīng)力作用下形成熱應(yīng)力開裂。 三是在襯層施工中，存在有襯層厚薄不均、界面粘接不良、固化劑分布不均等局部質(zhì)量 缺陷，使環(huán)境熱應(yīng)力易于在襯層薄弱處形成應(yīng)力集中，導(dǎo)致襯層熱應(yīng)力破壞。防腐蝕襯層煙塵磨損失效：在配套有電除塵設(shè)備的火力發(fā)電裝置中，該類腐蝕失效 雖有但并不嚴(yán)重，若無電除塵設(shè)備，由于煙氣中含有大量粉塵，則磨損較嚴(yán)重。低溫凈煙氣 煙道因含塵量極小，此類腐蝕失效可不作重點(diǎn)考慮。防腐蝕襯層高溫碳化

50、燒蝕失效：正常情況下從電除塵排出的原煙氣溫度為140 150C，此溫度不足以使耐高溫鱗片襯里高溫碳化燒蝕，但當(dāng)鍋爐的蒸汽預(yù)熱器、省煤器、 空氣預(yù)熱器等設(shè)備運(yùn)行不正常時(shí)，電除塵排出的原煙氣溫度將達(dá)160C以上，此溫度將導(dǎo)致 大多數(shù)耐高溫鱗片襯里材料由表及里緩慢高溫碳化，此類襯里材料碳化并不嚴(yán)重影響襯里的 完整性及耐蝕性，但襯里一旦因熱應(yīng)力作用形成開裂，則裂紋的發(fā)展加快，介質(zhì)沿裂紋滲透 速度加快，導(dǎo)致襯里局部整塊剝離。當(dāng)溫度超過180C時(shí)，長期高溫作用會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)耐高 溫鱗片襯里由表及里燒蝕碳化，此種情形將導(dǎo)致襯里嚴(yán)重失強(qiáng)減薄，其腐蝕破壞是致命的。液滴沖擊磨蝕：當(dāng)高速流動(dòng)的煙氣中夾帶水滴(形成雙相

51、流)時(shí)，易對(duì)煙道壁襯里， 特別是對(duì)迎風(fēng)面煙道壁襯里(如導(dǎo)流板及彎煙道壁)產(chǎn)生液滴沖擊磨蝕(即空泡腐蝕)，形 成力學(xué)疲勞破壞。水相來源一是換熱器的清洗水，二是列管式換熱器的泄漏水。因液滴在煙 氣中分布的隨機(jī)性和液滴的獨(dú)立存在特點(diǎn)，使襯層承受著連續(xù)點(diǎn)擊交變沖擊作用，導(dǎo)致襯層 力學(xué)疲勞破壞。襯里震顫疲勞破壞：襯層在下述條件下易產(chǎn)生震顫疲勞破壞：一是該區(qū)煙道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度、剛性不足，特別是煙道布置受環(huán)境所限，彎道、過流截面 變化較大時(shí)，高速流動(dòng)的煙氣在煙道中過流時(shí)會(huì)因彎道及過流截面變化的影響，產(chǎn)生較大的 壓力變化，形成不穩(wěn)定流動(dòng)，導(dǎo)致煙道結(jié)構(gòu)震顫，使本來就高溫失強(qiáng)的襯里形成疲勞腐蝕開 裂，嚴(yán)重時(shí)形成大面

52、積剝落。二是在煙道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，出于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)需要，采用細(xì)桿內(nèi)支承補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)高速流動(dòng)的 煙氣在煙道中過流時(shí)，因煙氣沖擊壓力作用引發(fā)支承細(xì)桿抖動(dòng)變形，導(dǎo)致支承桿與煙道壁焊 接區(qū)襯層開裂。由于煙氣引發(fā)的結(jié)構(gòu)震顫是通過襯層傳導(dǎo)給金屬基體的，而襯層與基體是通 過界面底漆粘接聯(lián)接的，故此類破壞往往發(fā)生在界面底漆粘接層，其對(duì)襯層的破壞是非常致 命的。7.2 SO2吸收及氧化系統(tǒng)：7.2.1該系統(tǒng)主要腐蝕介質(zhì)及腐蝕環(huán)境該系統(tǒng)主要腐蝕介質(zhì)及腐蝕環(huán)境為三類：一是煙氣中所含的SO2。當(dāng)含硫煙氣處于脫硫工況時(shí)，在強(qiáng)制氧化環(huán)境作用下，煙氣中 的SO2首先與水反應(yīng)生成H2SO3及H2SO4,再與堿性吸收劑反應(yīng)生成亞硫酸鹽，經(jīng)強(qiáng)制氧 化生成硫酸鹽沉淀分離。而此階段，工藝環(huán)境溫度正好處于稀(亞)硫酸活化腐蝕溫度狀態(tài)， 其腐蝕速度快，滲透能力強(qiáng)，故其中間產(chǎn)物H2SO3及H2SO4是導(dǎo)致設(shè)備腐蝕的主體。二是煙氣中所含NOX、吸收劑漿液中的水及石灰石、水中所含的氯離子對(duì)金屬基體具 有一定腐蝕能力。三是吸收塔入口煙道及噴漿區(qū)環(huán)境溫度急變，吸收劑漿液中固體含量大，其溫差熱應(yīng)力 及固態(tài)料對(duì)襯層具有較強(qiáng)的腐蝕破壞能力。7.2.2該系統(tǒng)主要腐蝕特點(diǎn)分析防腐蝕襯層稀(亞)硫酸滲