石灰石石膏濕法脫硫工藝流程課件

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1石灰石石膏濕法脫硫工藝流程ppt課件2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(gè)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(jìn)一步細(xì)分為七個(gè)子系統(tǒng)：3濕式石灰石石膏法脫硫工藝流程3石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程4

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(cāng)和石灰石研磨及測(cè)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(jī)；由水力旋流分離器和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-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：5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(yùn)行成本及運(yùn)輸條件等進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。當(dāng)資源落實(shí)、價(jià)格合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用直接購(gòu)買石灰石粉方案；當(dāng)條件許可且方案合理時(shí)，可由電廠自建濕磨吸收劑制備系統(tǒng)。當(dāng)必須新建石灰石加工粉廠時(shí)，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(yùn)輸條件等因素進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。石灰石漿液制備系統(tǒng)主要由石灰石粉貯倉(cāng)、石灰石粉計(jì)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(yùn)到料倉(cāng)存儲(chǔ)，然后通過給料機(jī)、計(jì)量器和輸粉機(jī)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?jǐn)?shù)為15%～20%漿液。用泵將該漿液經(jīng)由一帶流量測(cè)量裝置的循環(huán)管道打入吸收塔底槽。6石灰石漿液制備系統(tǒng)6石灰石儲(chǔ)存和制漿系統(tǒng)7石灰石儲(chǔ)存和制漿系統(tǒng)7石灰石/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支架石灰石加料箱石灰石罐球磨機(jī)?石灰石漿制備系統(tǒng)核心設(shè)備：濕式球磨機(jī)橡膠內(nèi)襯和硬化鋼球石灰石給料泵電機(jī)球磨機(jī)漿液裝置8石灰石/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吸收塔吸收塔是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心裝置，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(jī)組宜一爐配一塔。200MW及以下機(jī)組宜兩爐配一塔。根據(jù)國(guó)外脫硫公司的經(jīng)驗(yàn)，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(jí)的機(jī)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(jì)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吸收塔9

煙氣從噴淋區(qū)下部進(jìn)入吸收塔與均勻噴出的吸收漿液流接觸，煙氣流速為3~4m/s左右，液氣比與煤含硫量和脫硫率關(guān)系較大，一般在8~25L/m3之間。噴淋塔的優(yōu)點(diǎn)是塔內(nèi)部件少，故結(jié)垢可能性小，壓力損失小。逆氣流運(yùn)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5~15m，如按塔內(nèi)流速3m/s計(jì)算，接觸反應(yīng)時(shí)間2~5s。區(qū)內(nèi)設(shè)3~6個(gè)噴淋層，每個(gè)噴淋層都裝有多個(gè)霧化噴嘴，交叉布置，覆蓋率達(dá)200%~300%。噴嘴入口壓力不能太高，在0.5×105~2×105Pa之間。噴嘴出口流速約為10m/s．霧滴直徑約1320~2950μm，大液滴在塔內(nèi)的滯留時(shí)間1~10s，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煙氣從噴淋區(qū)下部進(jìn)入吸收塔與均勻噴出的吸收漿液流接觸逆流噴淋吸收塔11逆流噴淋吸收塔11石灰石/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：炭化硅?

吸收塔內(nèi)的噴淋層

噴淋層管材：PP或FRP12石灰石/石膏法各系統(tǒng)－吸收塔系統(tǒng)?吸收塔內(nèi)的噴頭12石灰石/石膏法各系統(tǒng)－吸收塔系統(tǒng)?

吸收塔內(nèi)的噴淋層

13石灰石/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(jí)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(huì)玷污熱交換器、煙道和風(fēng)機(jī)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吸收塔中除了漿液洗滌系統(tǒng)外，還有除霧器（ME）和氧

通常，折流板除霧器中兩板之間的距離為20～30mm，對(duì)于垂直安置的折流板氣體的平均流速為2～3m/s；對(duì)于水平放置的折流板，氣體的流速可以高些，一般為6～10m/s。氣速過高會(huì)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15通常，折流板除霧器中兩板之間的距離為20～30mm，

旋流板的結(jié)構(gòu)如圖所示，氣流在穿過板片間隙時(shí)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(yùn)動(dòng)而被甩向外側(cè)，匯集留到溢流槽內(nèi)，達(dá)到除霧目的，除霧效率可達(dá)到90％～99％。

旋流板除霧器示意圖16旋流板的結(jié)構(gòu)如圖所示，氣流在穿過板片間隙時(shí)變成旋轉(zhuǎn)氣?

吸收塔內(nèi)的除霧器

?

通常為二級(jí)除霧器、安裝在塔的頂部。

?

處理后的煙氣殘余水分不能超過75mg/m3，最好是不超過50mg/m3

?

脫硫中主要采用折流板，其次是旋流板式。17?吸收塔內(nèi)的除霧器171818

脫硫系統(tǒng)氧化方式在石灰石濕法煙氣脫硫工藝中有強(qiáng)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(qiáng)制氧化空氣。對(duì)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(yùn)行參數(shù)不同而氧化程度各異，當(dāng)氧化率在15~95%，鈣的利用率低于80%范圍內(nèi)亞硫酸鈣易結(jié)垢，因?yàn)檠趸瘦^高時(shí)（＞15%），生成的硫酸鈣不能與亞硫酸鈣一起沉淀析出；氧化率達(dá)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(zhǎng)，導(dǎo)致石膏在脫硫塔內(nèi)結(jié)垢。

19脫硫系統(tǒng)氧化方式19

控制氧化就是采用抑制氧化或強(qiáng)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(yuǎn)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：?jiǎn)钨|(zhì)硫、EDTA以及其他的有機(jī)物。強(qiáng)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(shí)，石膏晶體生長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)生沉淀性能優(yōu)良的石膏，從而避免在塔內(nèi)結(jié)垢

20控制氧化就是采用抑制氧化或強(qiáng)制氧化方式將氧化率?

煙風(fēng)系統(tǒng)－增壓風(fēng)機(jī)

?

通常為采用靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)或動(dòng)葉可調(diào)軸流風(fēng)機(jī)

?

外殼材質(zhì)：Q235

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葉片材質(zhì)：16MnR

?

軸材質(zhì)：3521?煙風(fēng)系統(tǒng)－增壓風(fēng)機(jī)21石膏脫水系統(tǒng)石膏是強(qiáng)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1～250μm,主要集中在30～60μm,在脫硫裝置正常運(yùn)行時(shí)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(CaSO4·2H2O)。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)副產(chǎn)品,它具有再生石膏的一些特點(diǎn),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石膏脫水系統(tǒng)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(duì)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(jī)。

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(jìn)液分配器、旋流子、上部稀液儲(chǔ)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(jìn)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(xì)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)參與脫硫反應(yīng)，后者作為漿池中結(jié)晶長(zhǎng)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(jī)的目的就是要脫除這些大結(jié)晶顆粒之間的游離水。23該石膏一般作為制造墻板或水泥而出售。由于其穩(wěn)定2424水力旋流器25水力旋流器25石膏脫水系統(tǒng)

26石膏脫水系統(tǒng)26?

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

?較輕，細(xì)顆粒，包括飛灰，石灰石則溢流出去

?無傳動(dòng)件27?石膏處理系統(tǒng)－石膏水力旋流器27

真空皮帶脫水機(jī)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(xì)微孔道過濾介質(zhì)的一側(cè)，在壓差推動(dòng)力作用下，流體通過過濾介質(zhì)的細(xì)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(shí)現(xiàn)液體與固體顆粒的分離。對(duì)不同廠家生產(chǎn)的真空皮帶機(jī)的運(yùn)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(jī)運(yùn)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真空皮帶脫水機(jī)的脫水原理是將需要分離的液體（或氣體）混合?

石膏處理系統(tǒng)－真空皮帶脫水機(jī)29?石膏處理系統(tǒng)－真空皮帶脫水機(jī)29?

石膏處理系統(tǒng)－真空皮帶脫水機(jī)1濾布導(dǎo)軌7濾布清洗裝置2濾布張緊裝置8降低機(jī)構(gòu)3濾液管9真空室4濾液總管10橫向套筒和孔5剖面部分11給料器6空氣室12框架30?石膏處理系統(tǒng)－真空皮帶脫水機(jī)1濾布導(dǎo)軌（電鏡圖）固相CaSO4.2H2O含量為91.29%CaSO3.1/2H2O含量4.63%脫硫劑為電石渣（放大200倍）石灰石/石膏法各系統(tǒng)－石膏處理系統(tǒng)31（電鏡圖）石灰石/石膏法各系統(tǒng)－石膏處理系統(tǒng)31(電鏡圖)固相CaSO4.2H2O含量為71.65%CaSO3.1/2H2O含量18.02%脫硫劑為電石渣（放大200倍）（電鏡圖）固相CaSO4.2H2O含量為51.55%,CaSO3.1/2H2O含量為30.06%脫硫劑為電石渣（放大200倍）32(電鏡圖)（電鏡圖）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(shí)需要通過煅燒，必要時(shí)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(shí)有兩種情況，做高標(biāo)號(hào)水泥時(shí)仍需要通過煅燒、成型，要求和用建筑石膏時(shí)相同；另一種情況是直接添加在水泥中，此時(shí)石膏的含水量一般應(yīng)控制在15%以下。33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

濕石膏的存儲(chǔ)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(yùn)輸手段以及石膏中間儲(chǔ)倉(cāng)的大小。對(duì)于容量為300~700m3的中間儲(chǔ)倉(cāng)，石膏在其中的存放時(shí)間不應(yīng)超過1個(gè)月。因此，推薦采用帶有底部卸料系統(tǒng)的一次型儲(chǔ)倉(cāng)，如圖所示。

石膏倉(cāng)應(yīng)采取防腐措施和防堵措施。在寒冷地區(qū)，石膏倉(cāng)應(yīng)采取防凍措施。若脫硫副產(chǎn)物暫無綜合利用條件時(shí)，可經(jīng)一級(jí)旋流器濃縮輸送至貯存場(chǎng)，也可經(jīng)脫水后輸送至貯存場(chǎng)，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(chǔ)系統(tǒng)和石膏利用34濕石膏的存儲(chǔ)方法取決于發(fā)電廠煙氣脫硫系統(tǒng)石膏的一次通過型石膏儲(chǔ)倉(cāng)35一次通過型石膏儲(chǔ)倉(cāng)35脫硫廢水處理產(chǎn)生廢水是石灰石濕法脫硫的缺點(diǎn)。一些國(guó)家和地區(qū)政府對(duì)廢水處理有嚴(yán)格的規(guī)定。例如德國(guó)對(duì)廢水排放有嚴(yán)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(chǎng)堆放。廢水的pH值和懸浮物達(dá)標(biāo)后直接外排，圖是典型的廢水處理系統(tǒng)。36脫硫廢水處理36脫硫廢水處理

37脫硫廢水處理37脫硫廢水處理包括以下4個(gè)步驟：

A、廢水中和反應(yīng)池由3個(gè)隔槽組成，每個(gè)隔槽充滿后自流進(jìn)入下個(gè)隔槽。在脫硫廢水進(jìn)入第1隔槽的同時(shí)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(jià)重金屬離子比2價(jià)更容易沉淀，當(dāng)pH值達(dá)到9.0～9.5時(shí)，大多數(shù)重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時(shí)，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(shí)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(jī)硫化物藥劑TMT