PDF《脱硫系统原理》

脱硫系统原理 脱硫系统原理

2006 2006年年5 5月月内内容容提提要要一一国内电力发展形势 国内电力发展形势 二二台电 台电3 3~ ~5# 5#脱硫工程简介 脱硫工程简介 三三脱硫主要系统 脱硫主要系统 我国在 我国在 大力发展水电,优先发展煤电, 大力发展水电,优先发展煤电, 积极发展核电 积极发展核电 的方针指导下.

要保证电力的 的方针指导下.要保证电力的 高速发展,必须全方位搞好资源优化配置,然 高速发展,必须全方位搞好资源优化配置,然 而我国能源结构决定了在相当长的时期内,还 而我国能源结构决定了在相当长的时期内,还 是以煤碳为主,其占一次能源总量的 是以煤碳为主,其占一次能源总量的60% 60%以上. 以上. 所以,要优先发展建设周期短、投资回报率高 所以,要优先发展建设周期短、投资回报率高 的高效率火力发电机组. 的高效率火力发电机组.

2006 2006年我国火电厂装机容量将达到 年我国火电厂装机容量将达到5 5亿千 亿千 瓦,其中在建项目达到 瓦,其中在建项目达到2.5 2.5亿千瓦. 亿千瓦.

一、国内电力发展形势

一、国内电力发展形势 大力发展燃煤发电机组,必然带来巨大的环境压 大力发展燃煤发电机组,必然带来巨大的环境压 力,烟气排放中会有更多的 力,烟气排放中会有更多的SOx SOx、 、 NOx NOx和和CO CO2 2,并排出大 ,并排出大 量的灰渣和污水. 量的灰渣和污水. 减少污染的洁净煤发电技术有:循环流化床减少污染的洁净煤发电技术有:循环流化床((CFBC CFBC)、增压流化床( )、增压流化床(PFB C PFB C)、整体煤气化联合循 )、整体煤气化联合循 环( 环(IGCC IGCC). ). 提高火电机组效率技术有:超临界( 提高火电机组效率技术有:超临界(SC SC)与超超临 )与超超临 界( 界(USC USC). ). 但是, 但是,CFBC CFBC、 、PFBC PFBC、 、IGCC IGCC等技术处于试验或示范阶 等技术处于试验或示范阶 段,在我国近期广泛发展是不现实的. 段,在我国近期广泛发展是不现实的. 从技术难度和现实性看, 从技术难度和现实性看,SC SC和和USC USC,配以常规的烟 ,配以常规的烟 气脱硫系统,是容易实现的. 气脱硫系统,是容易实现的. 1.1 1.1遇到问题 遇到问题 脱硫方法可划分为燃烧前脱硫、炉内脱硫和烟气脱硫 脱硫方法可划分为燃烧前脱硫、炉内脱硫和烟气脱硫 (FGD)3 (FGD)3类. 类. 燃烧前脱硫 燃烧前脱硫 :分物理脱硫和化学脱硫两种.其优点是 :分物理脱硫和化学脱硫两种.其优点是 能同时除去灰分,减轻运输量,减轻锅炉的沾污和磨损, 能同时除去灰分,减轻运输量,减轻锅炉的沾污和磨损, 减少电厂灰渣处理量,还可回收部分硫资源.但煤的燃烧 减少电厂灰渣处理量,还可回收部分硫资源.但煤的燃烧 前的脱硫技术还存在着种种问题,得不到广泛应用. 前的脱硫技术还存在着种种问题,得不到广泛应用. 炉内脱硫:是在燃烧过程中,向炉内加入固硫剂如 炉内脱硫:是在燃烧过程中,向炉内加入固硫剂如 CaCO3 CaCO3等,使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣排除. 等,使煤中硫分转化成硫酸盐,随炉渣排除. 应用 应用 较多的就是循环硫化床锅炉.缺点:脱硫效率低,对锅炉 较多的就是循环硫化床锅炉.缺点:脱硫效率低,对锅炉 受热面磨损大. 受热面磨损大. 烟气脱硫:主要是使用石灰石 烟气脱硫:主要是使用石灰石(CaCO3 (CaCO3)、石灰( )、石灰(CaO CaO) ) 或碳酸钠 或碳酸钠(Na2CO3 (Na2CO3)等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进 )等浆液作洗涤剂,在反应塔中对烟气进 行洗涤,从而除去烟气中的 行洗涤,从而除去烟气中的SO2 SO2.技术比较成熟,脱硫效率 .技术比较成熟,脱硫效率 高高(90% (90%~ ~98 98% %) ),机组容量大,煤种适应性强,运行费用较 ,机组容量大,煤种适应性强,运行费用较 低和副产品易回收等优点.在大型火电厂中, 低和副产品易回收等优点.在大型火电厂中,90% 90%以上采用 以上采用 湿式石灰/石灰石 湿式石灰/石灰石― ―石膏法烟气脱硫工艺流程. 石膏法烟气脱硫工艺流程. 1.2 1.2脱硫技术 脱硫技术 烟气脱硫工程项目采用湿式石灰石 烟气脱硫工程项目采用湿式石灰石- -石膏法工艺.主要 石膏法工艺.主要 设备及关键工艺、热控设计从日本、德国等国外进口. 设备及关键工艺、热控设计从日本、德国等国外进口. 根据工艺布置情况,脱硫岛区域的主要设施有增压风 根据工艺布置情况,脱硫岛区域的主要设施有增压风 机、吸收塔、脱硫烟道、吸收塔排水坑等部分室外布置的设 机、吸收塔、脱硫烟道、吸收塔排水坑等部分室外布置的设 备,脱硫电气控制设备布置在冲洗水泵房及电除尘脱硫控制 备,脱硫电气控制设备布置在冲洗水泵房及电除尘脱硫控制 楼配电室内.总平面布置的格局基本上是由工艺流程确定, 楼配电室内.总平面布置的格局基本上是由工艺流程确定, 由于场地很紧张,脱硫设备采用联合、紧凑布置的方法.烟 由于场地很紧张,脱硫设备采用联合、紧凑布置的方法.烟 气冷却泵、 气冷却泵、FGD FGD排水坑、氧化风机等分别布置在吸收塔的东 排水坑、氧化风机等分别布置在吸收塔的东 西两侧.脱硫岛总占地约 西两侧.脱硫岛总占地约3000m2 3000m2. . 紧急浆液箱、工艺水箱、紧急浆液箱、工艺水泵、石膏 紧急浆液箱、工艺水箱、紧急浆液箱、工艺水泵、石膏 脱水楼、废水处理车间、石灰石浆液制备楼等布置在脱硫岛 脱水楼、废水处理车间、石灰石浆液制备楼等布置在脱硫岛 区域东南面.不属于我公司施工范围. 区域东南面.不属于我公司施工范围.

二、台电

二、台电3 3~ ~5# 5#脱硫工程简介 脱硫工程简介 ? ?石灰石浆液制备系统 石灰石浆液制备系统 ? ?SO2 SO2吸收系统 吸收系统 ? ?烟气系统 烟气系统 ? ?石膏脱水系统 石膏脱水系统 ? ?废水排放系统 废水排放系统 ? ?其他系统(包括工艺水系统,集水坑,事故浆液箱等) 其他系统(包括工艺水系统,集水坑,事故浆液箱等) ? ?电气系统 电气系统 ? ?热工自动化系统 热工自动化系统 ? ?脱硫废水处理系统 脱硫废水处理系统

三、脱硫主要系统

三、脱硫主要系统 3.1 3.1烟气系统 烟气系统 烟气系统主要包括 烟气系统主要包括FGD FGD进口挡板、增 进口挡板、增 压风机、原烟道、烟气冷却器、净烟 压风机、原烟道、烟气冷却器、净烟 道、除雾器、 道、除雾器、 FGD FGD进出口档板,旁路挡 进出口档板,旁路挡 板.还包括增压风机的密封风机、密封 板.还包括增压风机的密封风机、密封 空气加热器、旁路挡板、档板密封风机 空气加热器、旁路挡板、档板密封风机 及加热器、检修起吊设施等设备. 及加热器、检修起吊设施等设备. 烟气系统流程 烟气系统流程 机组脱硫系统投运,脱硫进、出口挡板门 机组脱硫系统投运,脱硫进、出口挡板门 开启,旁路挡板门关闭.来自锅炉的烟气通过 开启,旁路挡板门关闭.来自锅炉的烟气通过 增压风机将烟气升压后经原烟气烟道进入烟气 增压风机将烟气升压后经原烟气烟道进入烟气 冷却器,烟气冷却泵从吸收塔抽取石膏浆液到 冷却器,烟气冷却泵从吸收塔抽取石膏浆液到 布置在烟气冷却器上部管道( 布置在烟气冷却器上部管道(HC HC管),通过喷 管),通过喷 头喷淋.经过冷却的烟气流入吸收塔,烟气在 头喷淋.经过冷却的烟气流入吸收塔,烟气在 吸收塔内采用石灰洗涤湿法脱硫工艺除去二氧 吸收塔内采用石灰洗涤湿法脱硫工艺除去二氧 化硫、飞灰及其污染物,其副产品为石膏,处 化硫、飞灰及其污染物,其副产品为石膏,处 理后洁净的烟气进入除雾器,通过净烟道最后 理后洁净的烟气进入除雾器,通过净烟道最后 经烟囱排放大气中. 经烟囱排放大气中.

3 3#脱硫区域俯视图 #脱硫区域俯视图 北侧视图 北侧视图 除雾器烟气冷却器西侧视图 西侧视图 增压风机 增压风机 脱硫增压风机是由豪顿华工程有限公司生 脱硫增压风机是由豪顿华工程有限公司生 产的型号为 产的型号为ANN ANN- -4480/2240B 4480/2240B轴流式风机,整台 轴流式风机,整台 增压风机总重为 增压风机总重为110t 110t.包括进气箱、扩压器、 .包括进气箱、扩压器、 带转子等部件的机壳、整流导叶环、中间轴、 带转子等部件的机壳、整流导叶环、中间轴、 中间轴罩、联轴器、联轴器罩、风机液压油和 中间轴罩、联轴器、联轴器罩、风机液压油和 马达润滑站、密封风机、电动机和电动机台板 马达润滑站、密封风机、电动机和电动机台板 等.其中吊装最大件重 等.其中吊装最大件重35t 35t. . 脱硫烟道 脱硫烟道 脱硫烟道设计为原烟气烟道和净烟气烟道 脱硫烟道设计为原烟气烟道和净烟气烟道 两部分.脱硫进口到烟气冷却器入口为原烟气 两部分.脱硫进口到烟气冷却器入口为原烟气 烟道,吸收塔出口一直到出口挡板门为净烟气 烟道,吸收塔出口一直到出口挡板门为净烟气 烟道. 烟道. 由于吸收塔出口烟气带入大量具有腐蚀性 由于吸收塔出口烟气带入大量具有腐蚀性 的浆液汽体.并且设计取消了 的浆液汽体.并且设计取消了GGH GGH,整个净烟道 ,整个净烟道 都需要做玻璃鳞片防腐(有 都需要做玻璃鳞片防腐(有GGH GGH的烟道,玻璃鳞 的烟道,玻璃鳞 片只有吸收塔到 片只有吸收塔到GGH GGH.烟冷器以及其上部一件原 .烟冷器以及其上部一件原 烟道也需做鳞片防腐. 烟道也需做鳞片防腐. 烟气冷却器 烟气冷却器 烟气冷却器可以看作是烟道的一部分.在烟气冷却器顶 烟气冷却器可以看作是烟道的一部分.在烟气冷却器顶 部装有上下共三排哈氏合金喷淋管,两层小管流质为工艺 部装有上下共三排哈氏合金喷淋管,两层小管流质为工艺 水.下排大管流质为石膏浆液. 水.下排大管流质为石膏浆液. 烟气冷却器上部是喷淋层,因石膏浆液有很大的腐蚀 烟气冷却器上部是喷淋层,因石膏浆液有很大的腐蚀 性,以及喷淋存在很大的磨损.喷淋层的管道均采用耐腐蚀 性,以及喷淋存在很大的磨损.喷淋层的管道均采用耐腐蚀 耐磨损的哈氏合金材料.水管道采用哈氏合金喷头,浆液管 耐磨损的哈氏合金材料.水管道采用哈氏合金喷头,浆液管 道采用陶瓷喷头.四侧墙壁贴 道采用陶瓷喷头.四侧墙壁贴1.6mm 1.6mm的哈氏合金板. 的哈氏合金板. 布置在吸收塔西侧的烟气冷却泵从吸收塔底部抽取石膏 布置在吸收塔西侧的烟气冷却泵从吸收塔底部抽取石膏 浆液,通过衬胶管道输送到喷淋管内,通过陶瓷喷头进行喷 浆液,通过衬胶管道输送到喷淋管内,通过陶瓷喷头进行喷 淋雾化. 淋雾化. 烟气冷却器作用: 烟气冷却器作用:1

1、冷却烟气,降低进入吸收塔的烟 、冷却烟气,降低进入吸收塔的烟 气温度;

气温度;

2

2、雾化脱硫,烟气在进入吸收塔前已经通过喷淋 、雾化脱硫,烟气在进入吸收塔前已经通过喷淋 雾化与浆液混合,初步脱硫. 雾化与浆液混合,初步脱硫. 除雾器实际就是类似百叶窗的隔板通道,从 除雾器实际就是类似百叶窗的隔板通道,从 吸收塔出来的烟气通过 吸收塔出来的烟气通过吸收塔顶部烟道进入除雾 吸收塔顶部烟道进入除雾 器,烟气中带有大量的湿汽.烟气通过除雾器的 器,烟气中带有大量的湿汽.烟气通过除雾器的 时候接触隔板凝结成水回流到吸收塔. 时候接触隔板凝结成水回流到吸收塔. 除雾器的作用就是烟气流经时除去烟气携带 除雾器的作用就是烟气流经时除去烟气携带 的滴液.除雾器及除雾器前烟道的冲洗装置,其 的滴液.除雾器及除雾器前烟道的冲洗装置,其 作用就是冲洗因烟气带入烟道凝结的石膏.同时 作用就是冲洗因烟气带入烟道凝结的石膏.同时 也是对烟气残余硫分最后的吸收.其喷淋管材质 也是对烟气残余硫分最后的吸收.其喷淋管材质 为为PP PP管. 管. 烟气冷却器和除雾器本身就是吸收塔的一部 烟气冷却器和除雾器本身就是吸收塔的一部 分. 分. 除雾器 除雾器 吸收塔 吸收塔 烟气脱硫最核心的部位就是吸收塔. 烟气脱硫最核心的部位就是吸收塔. 吸收塔内部件包括上下平台隔板、上升管、降水 吸收塔内部件包括上下平台隔板、上升管、降水 管、搅拌机轴套、鼓泡管、氧化空气管、鼓泡管格栅、 管、搅拌机轴套、鼓泡管、氧化空气管、鼓泡管格栅、 管道支架和喷嘴、搅拌器缓冲板、冲洗水管、石灰石浆 管道支架和喷嘴、搅拌器缓冲板、冲洗水管、石灰石浆 液管. 液管. 原烟气经过烟气冷却器浆液冷却后,进入由上下隔 原烟气经过烟气冷却器浆液冷却后,进入由上下隔 板组成的密封容器中.喷管在下隔板开口,使烟气进入 板组成的密封容器中.喷管在下隔板开口,使烟气进入 JBR JBR的浆液区.烟气从浆液中鼓泡上升,流经贯通上下隔 的浆液区.烟气从浆液中鼓泡上升,流经贯通上下隔 板的烟气整流上升管.烟气中携带的液体在上隔板上部 板的烟气整流上升管.烟气中携带的液体在上隔板上部 空间释放,与浆液充分反应.处理后的净烟气流出 空间释放,与浆液充分反应.处理后的净烟气流出JBR JBR, , 通过除雾器除去携带的液滴. 通过除雾器除去携带的液滴. JBR JBR中的浆液分为两部分鼓泡区和反应区.有以下反........