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某电厂烟气脱硫设计参数
发布时间:2009/10/26  阅读次数:4536  字体大小: 【】 【】【
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1 .概述

目前,全世界投入实用且成熟的烟气脱硫( FGD )技术不下几十种,主要分为湿法、干法、半干法等几大类,其中湿式钙法(石灰石-石膏法)是当前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺,应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的 85% ,应用的单机容量已超过 1000MW 。其脱硫副产物石膏的处理一般有抛弃和回收两种方法,主要取决于市场对脱硫石膏的需求、石膏质量以及是否有足够的堆放场地等因素。湿式工艺的缺点是需要充分考虑防腐问题,设备投资较大,运行费用较高,对占地和供水要求大,宜用于大中型机组或含硫量高的小型机组;干法、半干法的优点是投资和占地较省,但效率一般低于湿法,对小型机组或含硫量较低的中型机组较为适合。
拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多,其反应原理基本类似,主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同上,例如重庆珞璜电厂采用填料塔、广东瑞明电厂采用单回路喷淋空塔,有的电厂采用双回路喷淋塔、鼓泡塔等。填料塔由于结垢堵塞问题,已较少使用。各种类型的吸收塔各有特点,均有成功的业绩,其中喷淋空塔采用雾化喷嘴,烟气与吸收剂雾滴接触,既可保证充分吸收,又无塔内结垢堵塞之忧,故使用最为广泛。

1 . 1 脱硫岛的 基本概念

• 1 脱硫岛的构成
石灰石-石膏湿法脱硫系统(即脱硫岛或称 FGD 系统)是一个完整的工艺系统,一般分成以下几个分系统:烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排放系统、压缩空气系统等。
脱硫岛的主要设备一般有导入烟道、旁路烟道、升压(增压)风机、烟气换热器( GGH )、吸收塔及循环泵、氧化风机、除雾器、石灰石给料(粉仓)系统、旋流器、真空泵、石膏脱水机、石膏排出泵、工艺水泵、罐、槽等。脱硫岛同时配置有电气、热控设备及 DCS 、消防及火灾报警等辅助系统。
除以上系统之外,石灰石-石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照明、给排水等系统,对于这些电厂常规系统,不在本教材叙述范围之内。
1.1.2 脱硫岛的原料和产品
电厂烟气脱硫是指:将电厂锅炉排出至烟囱前的含二氧化硫( SO 2 )的烟气 , 通过合理的工艺流程和可靠的设备 , 进行净化处理,除去其中绝大部分 SO 2 , 然后再排入大气环境中。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺(湿法工艺)是指:利用石灰石( CaCO 3 )细粉和水按比例制成的混合浆液作为湿式反应吸收剂,与烟气中的 SO 2 反应,降低烟气中 SO 2 的含量,以减少其污染性,同时产生可以综合利用的石膏(见参考流程图和平面布置图)。
湿法工艺 采用的石灰石脱硫吸收剂,价廉易得。先将石灰石破碎磨细成粉状,然后直接与水混合搅拌制成吸收浆液;部分湿法工艺采用石灰 (CaO) 作吸收剂 , 吸收能力和吸收速度更强。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的 SO 2 溶于水,与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙 , 然后在塔底与鼓入的氧化空气发生化学反应,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液滴,经烟气换热器加热升温后排入烟囱。
湿法工艺的唯一产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水系统,脱水后回收成品石膏,同时借此维持吸收塔内浆液密度。由于吸收浆的循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫,脱硫效率较高。
1.1.3 脱硫反应原理
石灰石-石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为:
( 1 )在脱硫吸收塔内,烟气中的 S0 2 首先被浆液中的水吸收,形成亚硫酸,并部分电离:
SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3 → H + + HSO 3 - → 2H + + SO 3 2 -
( 2 )与吸收塔浆液中的 CaCO 3 细颗粒反应生成 CaSO 3 · 1/ 2H 2 O 细颗粒:
CaCO 3 + 2H + → Ca 2+ + H 2 O + CO2 ↑
Ca 2+ + SO 3 2- → CaSO 3 · 1/ 2H 2 O ↓ + H +
•   CaSO 3 · 1/ 2H 2 O 被鼓入的空气中的氧氧化,最终生成石膏 CaSO 4 · 2H 2 O
HSO 3 - + 1/2 O 2 → H + + SO 4 2-
Ca 2+ + SO 4 2- + 2H 2 O → CaSO 4 · 2H 2 O ↓
上述反应中第一步是较关键的一步,即 S0 2 被浆液中的水吸收。根据 S0 2 的化学特性, S0 2 在水中能发生电离反应,易于被水吸收,只要有足够的水,就能将烟气中绝大部分 S0 2 吸收下来。
但随着浆液中 HSO 3 - 和 SO 3 2 - 离子数量的增加,浆液的吸收能力不断下降,直至完全消失。因此要保证系统良好的吸收效率,不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积,还要保证浆液的充分新鲜。上述反应中第二和三步其实是更深一步的反应过程,目的就是不断地去掉浆液中的 HSO 3 - 和 SO 3 2 - 离子,以保持浆液有充分的吸收能力,以推动第一步反应的持续进行。

1 . 2 .设计的条件

•   吸收剂的参数

编号
项目
单位
数据
备注
(1)
CaO
%
>52.5
(2)
MgO
%
<0.2
(5)
SiO 2
%
<1.5
(7)
细度 ( 325 目 过筛率≮ 90% )
μ m
≯ 43

  
•   工艺水的参数

项目
单位
设计水质
校核水质
PH
PH
7.59
7.59
全固形物
mg/l
可溶固形物
mg/l
1668
1668
悬浮物
mg/l
101
101
灼烧减量
mg/l
总碱度
mmol/l
4.53
4.53
OH -
mmol/l
HCO 3 -
mmol/l
180
180
CO 3 2-
mmol/l
总硬度
mmol/l
10.62
10.62
Na +
mmol/l
1006.9
1263.5
Ca 2+
mmol/l
280.44
344.4
Mg 2+
mmol/l
197.88
243.00
Fe 3+
mg/l
SO 4 2-
mg/l
566.35
695.5
Cl -
mg/l
1995.20
2450.2
NO 3 -
mg/l
0.62
1.5
NO 2 -
mg/l
NH 4 +
mg/l
1.44
1.44
COD MN
mg/lO 2

1 . 3 .性能指标

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所有评论[4]
  • 评论人:[匿名] 时间: [2012/2/16 2:58:53] IP:[10.90.0.4*]
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