石灰石法方案.docx
《石灰石法方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《石灰石法方案.docx(50页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
石灰石法方案
鹤壁煤电股份公司年产60万吨甲醇工程动力站
3×220t/h燃煤锅炉
石灰石-石膏脱硫工艺
设计方案
上海智方电力工程有限公司
二OO八年十一月
1基本概况
1.1国内中小型锅炉脱硫技术现状
我国大气污染以煤烟型为主,首要污染物是二氧化硫。
我国二氧化硫年排放量2000万吨以上,居世界首位。
主要由二氧化硫排放所致的硫酸型酸雨污染危害面积达国土面积30%,全国因此每年损失上千亿元。
二氧化硫污染已成为制约我国经济、社会可持续发展的要因素,控制二氧化硫污染势在必行。
控制二氧化硫的排放是减少酸雨的主要途径。
为此,国家也制定并完善了相应的法规政策,并实施适当的经济政策来控制二氧化硫的排放。
其中,火电厂是控制二氧化硫排放的主要行业。
预计2005年底,仅火电行业产生二氧化硫量为1800万吨,约占全国产生量的60%。
其中,中小型燃煤锅炉因其数量多、范围广、治理难度大及投资限制等诸多因素成为控制二氧化硫排放的老大难。
中小型锅炉主要是针对220t/h以下的燃煤锅炉。
国内的大型燃煤锅炉(220t/h以上)脱硫技术大都是电力系统内部脱硫环保公司引进国外先进的脱硫技术,然后消化吸收,走国产化的道路。
大型锅炉采用国外技术并且关键脱硫设备需要进口,系统完善,投资数额巨大,是中小型锅炉无力承担的。
针对中小锅炉占全国燃煤锅炉70%的国情,我国探索了中小型燃煤锅炉二氧化硫污染控制的多种途径,如低硫燃料、型煤固硫等技术的同时,针对中小锅炉特点,开发了一批简易烟气脱硫技术。
目前这类技术申请的专利已达几十种,应用数百套。
简易烟气脱硫除尘技术一般是在各类除尘设备的基础上,采用石灰、冲渣水等碱性浆液为吸收剂,应用水膜除尘、文丘里除尘、旋风除尘的机理和旋流塔、筛板塔、鼓泡塔、喷雾塔吸收等机理相结合同时除尘脱硫。
已形成冲激旋风除尘脱硫技术、湿式旋风除尘脱硫技术、麻石水膜除尘脱硫技术、脉冲供电除尘脱硫技术、多管喷雾除尘脱硫技术、喷射鼓泡除尘脱硫技术、旋流板脱硫除尘一体化等在同一设备内进行除尘脱硫的烟气脱硫技术,还有清华大学开发的在除尘基础上的液柱喷射脱硫技术等。
上述这些简易脱硫方法的共同特点是设备少、流程短、操作简便、维护方便、投资少、运行费用低,一般除尘效率70%~90%,脱硫效率30%~85%,基本能够满足所使用地区的当地排放标准。
但由于这类工程普遍存在投入资金不足、系统不完整、运用国内设备等原因,出现了不少问题,诸如结垢、堵塞、烟气带水造成风机及烟道腐蚀严重、脱硫产物不处理直接排放造成二次污染等等一系列问题。
尽管如此,简易湿法仍因脱硫成本相对较低、针对中小型燃煤锅炉进行脱硫性价比好等优点而得到广泛使用。
另外,很多科研院所及环保公司开发了中小型锅炉半干法及干法脱硫技术,来避免烟气升温、烟气带水及脱硫产物的处理问题,也取得了较好的脱硫效果。
1.2项目概况
鹤壁煤电股份有限公司年产60万吨甲醇工程位于鹤壁市山城区西南部的凉水井村南面,距同力水泥厂1km处,配套的渣场位于厂区西北约1km。
该厂距鹤壁市市区约24km。
该工程以煤为原料生产甲醇,其主要工艺过程为煤粉制备、气化、变换、脱硫脱碳、压缩、甲醇合成、甲醇精馏,最终获得产品甲醇。
甲醇年产量60万吨。
本项目为鹤壁煤电股份公司年产60万吨甲醇工程动力站新建三台220t/h煤粉锅炉配套烟气脱硫设施工程。
2设计依据及设计原则
2.1设计依据
HJ/T179-2005《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰—石膏法》
GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》
GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》
GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》
HJ/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》
GB12348-90《工业企业厂界噪声标准》
DL/T5196-2004《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》
DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》
DL/T5094-1999《火力发电厂建筑设计规程》
DL/T5072-1997《火力发电厂保温油漆设计规程》
DL/T5121-2000《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》
DLGJ158-2001《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》
GBJ17-91《钢结构设计规范》
GB150-98《钢制压力容器》
GB50054-95《钢结构施工及验收技术规范》
GBJ10-89《混凝土结构设计规范》
GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》
GB50009-2001《建筑结构荷载规范》
GB50054-95《低压配电设计规范》
GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》
GB50254-96《电器装置安装工程低压电气施工和验收规范》
GB50217-95《电力工程电缆设计规范》
DL400-91《继电保护和安全自动装置技术规程》
DL/T5136-2001《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》
NDGJ16-89《火力发电厂热工自动化设计技术规定》
HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》
DL123-88《火力发电厂热力设备和管道保温材料技术检验方法》
SDJ66-82《火力发电厂耐火材料技术条件和检验方法》
GB0198-97《热工仪表及控制装置施工及验收规范》
HGJ209-83《钢结构、管道涂装技术规程》
GB50150-91《电气装置安装工程电器设备交接试验规程》
DL/T657-1998《火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程》
DL/T658-1998《火力发电厂顺序控制系统在线验收测试规程》
DL/T659-1998《火力发电厂分散控制系统在线验收测试规程》
DL5007-92《电力建设施工及验收技术规范》(火力发电厂焊接篇)
SDJ69-87《电力建设施工及验收技术规范》(建筑施工篇)
DL/T5047-95《电力建设施工及验收技术规范》(锅炉机组篇)
SDJ280-90《电力建设施工及验收技术规范》(水工工程篇)
SDJ279-90《电力建设施工及验收技术规范》(热工仪表及控制篇)
DL5031-94《电力建设施工及验收技术规范》(管道篇)
DL/T5048-1996《电力建设施工及验收技术规范》(管道焊接接头超声波检验篇)
DL/T5069-1996《电力建设施工及验收技术规范》(钢制承压管道对接焊接接头射线检验篇)
GB50168-92《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》
GB50169-92《电气装置安装工程接地线路施工及验收规范》
GB50170-92《电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范》
GB50171-92《电气安装工程盘柜二次接线施工及验收规范》
GB50172-92《电气安装工程蓄电池施工及验收规范》
GB50182-92《电气装置安装工程电梯装置施工及验收规范》
GBJ149-90《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》
2.2工程主要原始资料
2.2.1锅炉
锅炉型式:
220t/h煤粉锅炉
锅炉台数:
3台
额定蒸发量:
220t/h
额定蒸汽压力:
9.90MPa
额定蒸汽温度:
540℃
给水温度:
150℃
阻力:
2400Pa
燃料消耗:
36.31t/h
2.2.2燃料
燃煤含硫率:
设计煤种S≤2%
校核煤种S≤3%
煤质分析数据:
项目
符号
单位
设计煤种
校核煤种
全水分
Mt
%
8.0
9.3
空气干燥基水分
Mad
%
0.76
0.78
收到基灰分
Aar
%
33.84
36.67
干燥无灰基挥发分
Vdaf
%
19.68
19.41
收到基碳
Car
%
50.02
46.8
收到基氢
Har
%
2.56
2.41
收到基氮
Nar
%
0.89
0.89
收到基氧
Oar
%
2.69
0.93
全硫
St,ar
%
2.00
3.00
收到基高位发热量
Qgr,ar
MJ/kg
19.62
18.36
收到基低位发热量
Qnet,ar
MJ/kg
18.84
17.58
2.2.3烟气数据
设计煤种:
出口烟气总量2.79×105Nm3/h,
三原子气体容积占烟气总容积18.3%,
飞灰浓度38.83g/Nm3,
NO2气体930mg/Nm3,
SO2气体4845mg/Nm3。
校核煤种:
出口烟气总量2.82×105Nm3/h,
三原子气体容积占烟气总容积18.7%,
飞灰浓度44.71g/Nm3,
NO2气体990mg/Nm3,
SO2气体7720mg/Nm3。
2.2.4除尘器
除尘器型式:
除尘器
数量:
3台
2.2.5引风机
暂无资料。
2.3设计原则
(1)脱硫系统能够安全可靠运行。
(2)具有足够的脱硫效率,保证达标排放。
(3)投资少、运行成本低。
(4)脱硫剂来源可靠,副产品处置合理。
(5)降低脱硫系统对锅炉的影响。
(6)采取适当措施避免脱硫系统结垢、腐蚀、和堵塞的发生。
(7)提高整套系统的自动化程度。
(8)充分考虑场地要求,使整套脱硫系统结构紧凑,减少占地面积。
(9)脱硫系统设置旁路烟道、事故排空管道和检修通道,便于系统维护和检修。
3设计范围及要求
3.1设计范围
本项烟气脱硫系统的投标范围为:
三台新建220t/h煤粉锅炉自引风机出口至烟囱入口的整套脱硫系统。
包括脱硫剂贮存、吸收剂制备、脱硫塔及吸收循环系统、烟气系统、工艺水系统、脱硫产物的处理系统的整套脱硫系统。
3.2主要技术要求
脱硫效率≥98%。
烟气达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)后排放:
SO2排放浓度:
<400mg/Nm3
烟尘浓度:
50mg/Nm3
林格曼黑度:
一级
4工艺选择
4.1脱硫工艺比较
目前,世界上燃煤或燃油电站所采用的烟气脱硫工艺多种多样,达数百种之多。
在这些脱硫工艺中,有的技术较为成熟,已经达到商业化应用的水平,有的尚处于试验研究阶段。
对中小型发电机组锅炉烟气脱硫而言,目前应用较为广泛的烟气脱硫工艺主要有:
(1)石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺
石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合制成吸收浆液。
当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。
在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙(石灰石脱硫剂)以及鼓入的氧化空气进行化学反应而被脱除,最终反应产物为石膏。
脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热升温后排入烟囱。
脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收或抛弃。
由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。
(2)氧化镁法脱硫工艺
氧化镁作脱硫剂的脱硫方法中,以美国化学基础公司的氧化镁浆洗-再生(Chemico-Basic法)发展较快。
工业应用较好,该法脱硫率达90%以上,经吸收生成的MgSO3和MgSO4在900℃下煅烧,再生MgO后循环使用,煅烧气含SO210%~13%,可用于制硫酸或硫磺。
目前国内开发的氧化镁法,以氧化镁(纯度为80~85%)为脱硫剂,与水混合制成MgO乳液送至脱硫塔中与烟气中SO2反应生成亚硫酸镁,一部分循环并与MgO乳液混合后送入塔内吸收,一部分送至曝气池氧化,使亚硫酸镁氧化成硫酸镁,经处理后再排放。
镁法脱硫率高,无结垢问题,但脱硫剂的价格要高些,因此运行成本相对较高。
(3)双碱法脱硫工艺
双碱法是用可溶性的碱液作为吸收剂吸收SO2,然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生,由于在吸收和吸收液处理中,使用了不同类型的碱,故称为双碱法。
在双碱法中应用最多的方法是以烧碱(NaOH)、纯碱(NaCO3)或亚硫酸钠(Na2SO3)吸收SO2,然后,吸收液用石灰再生。
再生后的钠碱溶液返回洗涤系统用作吸收液,再生后生成的亚硫酸钙或硫酸钙沉淀,经处理后抛弃或回收。
钠钙双碱法是较为常用的脱硫方法之一,该法在国外(如日本、美国)已有大型化成功应用,在日本和美国至少有50套双碱法脱硫装置,成功应用于电站和工业锅炉。
DUCONEEC有单台机组规模达700MW的双碱法脱硫实例(WesternIIlinoisPowerpearl,IL;700MW1995年)。
该工艺综合石灰法与钠碱法的特点,解决了石灰法的塔内易结垢问题,又具备钠碱法吸收效率高的优点。
脱硫副产物为亚硫酸钙或硫酸钙(氧化后),亚硫酸钙配以合成树脂可生成一种称为钙塑的新型复合材料;或将其氧化后制成石膏;或者直接将其与粉煤灰混合,可增加粉煤灰的塑性,增加粉煤灰作为铺路底层垫层材料的强度。
与氧化镁法相比,钙盐不具污染型,因此不产生二次污染。
(4)氨法脱硫工艺
氨法脱硫是以液氨或氨水作为脱硫剂进行脱硫。
以氨水为例,当氨水与烟气中的SO2反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵还可能与SO2继续反应生成亚硫酸氢铵,因此该法脱硫率高,可达90%以上。
氨是碱性物质,与SO2反应速度较快,但氨价格高,采用此法的原因是可副产硫酸铵,以作为化肥。
因此脱硫装置运行中须考虑:
(a)脱硫效率90%以上;
(b)制取副产品固体硫铵或制取复合肥料,以防止产生二次污染,为此工艺中应具有:
1能制取高浓度的亚硫铵溶液。
2需采取相应措施,将亚硫铵氧化制取硫酸铵,一般情况下,氧化反应速率较慢。
3采用蒸发结晶、离心分离、干燥制取固体硫铵。
由此可见,脱硫塔除要求脱除烟气中的SO2外,还必须制取高浓度亚硫铵溶液。
氨法脱硫过程较复杂,制取硫铵的材质需316L以上材质,因此投资费用比较高,虽然氨法脱硫回收硫铵,可减少部分操作费用,但还不能抵消所需的原料费用,因此运行费用仍较高。
4.2吸收塔比较
吸收塔是烟气脱硫系统的核心装置,要求气液接触面积大,气体的吸收反应良好,压力损失小,并且适用于大容量烟气处理。
吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、喷射鼓泡塔、液柱塔、文丘里塔、多孔板塔等。
(1)填料塔:
填料塔是在吸收塔内充填规整填料或格栅型的填料,脱硫剂通过液体分布器流到塔内填料上形成液膜,绝大部分的传质过程就是在烟气与湿液膜接触过程中完成的。
通常塔内设置2~3层填料,每层高度为2~4m,在有液膜的脱硫塔内液滴的停留时间一般为10s。
烟气在填料内与液相逆流接触后,气相中的雾滴可以通过塔上部的除雾器除去。
填料塔适宜于过程不含结垢与堵塞的场合,如钠碱法、氨法可选择填料塔脱硫。
(2)鼓泡塔:
该塔的原理是烟气直接进入吸收塔的浆液池中,烟气与浆液混合,产生大量气泡,在混合和翻腾的过程中烟气中的二氧化硫被浆液吸收。
该塔结构简单,塔的高度相对较低,但阻力大。
(3)液柱塔:
液柱吸收塔是日本三菱公司技术,清华大学也成功自主开发了液柱塔技术。
液柱塔由顺流与逆流的双塔组成,平行竖立于氧化反应池上,塔内的下部均匀布置压力喷嘴,在后置的顺流塔顶部设置有除雾器。
(4)喷淋塔:
喷淋塔也称为喷雾塔或空塔,是在吸收塔内上部布置几层喷嘴,脱硫剂通过喷嘴喷出形成液雾,通过液滴与烟气的充分接触,来完成传质过程,净化烟气,根据燃煤含硫量、脱硫效率等,一般在脱硫塔内布置2~6层喷淋层,每层之间的间距一般为2m左右。
喷嘴形式和喷嘴压力对液滴直径有明显的影响。
减少液滴直径,可以增加传质表面积,延长液滴在塔内的停留时间,两者对脱硫效率均起到积极的作用。
液滴在塔内的停留时间与液滴直径、喷嘴出口速度和烟气流动方向有关。
目前,国内外脱硫塔主要采用喷淋塔,液柱塔(石灰石-石膏法),鼓泡塔(石灰石-石膏法),填料塔(氨法)应用相对较少,而文丘里塔、多孔板塔和湍球塔应用已很少。
4.3工艺选择
本项目为三台220t/h煤粉锅炉,燃煤含硫量为2~3%,具有烟气量大、二氧化硫浓度高的特点,应选择湿法脱硫工艺进行脱硫。
因厂址附近有氨水的来源,也有水泥厂可提供石灰石粉,故可选择石灰石-石膏脱硫工艺或氨法脱硫工艺。
石灰石-石膏湿法脱硫工艺为目前世界上最为成熟和应用最为广泛的脱硫工艺,其具有安全、可靠、脱硫效率高、无二次污染、脱硫产物可进行综合利用的特点。
应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上,应用的单机容量已达1000MW。
其脱硫副产物—石膏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。
该工艺原理简单,脱硫效率和吸收剂的利用率高,在Ca/S=1.02时,脱硫效率大于95%,能够适应各种煤种,适应各种容量机组,运行可靠,可用率高,副产品石膏具有商业价值。
但是,此工艺系统复杂,且占地面积大,造价高,运行费用高,而且产生废水。
石灰石/石膏湿法对烟气量大,煤含硫率高的烟气脱硫项目尤为适合。
另外,由于我国是盛产石膏的国家,天然石膏品位较高,目前脱硫石膏的销路尚有难度,故一般也被抛弃。
氨法脱硫工艺虽不是最新的脱硫技术,但近几年通过逐步的技术完善,加之对废氨液的利用,大大降低了脱硫成本,改工艺也得到了较多的应用。
其具有脱硫效率高、吸收装置小、副产物回收具有较高商业价值的特点。
氨法脱硫工艺初期只是应用在小型脱硫装置上,经过不断的技术革新,现在已逐步应用于中型脱硫装置。
但与石灰石/石膏脱硫工艺相比,其具有较多的应用限制。
首先,氨法脱硫工艺需要有稳定可靠的吸收剂来源。
自然界中没有氨的储备,氨需要用人工合成的方法获得。
不论采用液氨、氨水还是废氨液,都不如在自然界中大量存在的石灰石那样容易获得。
第二,氨法脱硫工艺的安全性需要很强的保障。
氨具有较强的挥发性,氨或氨与空气的混合物遇火会发生爆炸,遇热会放出氨和氮及氮氧化物的有毒烟雾。
液氨或高浓度氨气可致灼伤眼睛和皮肤粘膜,人在吸入大量氨气后会出现流泪、咽痛、胸闷、呼吸困难,出现紫绀,严重者发生肺水肿、喉头水肿或支气管粘膜坏死脱落、窒息。
500ppm浓度下,五分钟可死亡。
因此在使用液氨、氨水作为脱硫吸收剂时必须保证其安全性,特别是在火电厂要保证氨不会泄露。
第三,氨法脱硫工艺的系统更为复杂,运行稳定性需要更强的保障。
氨法脱硫工艺中的二氧化硫的吸收过程并不复杂,吸收二氧化硫的产物亚硫酸铵、硫酸铵对环境有二次污染,必须全部氧化为硫酸铵后回收,这就必须配套硫铵回收系统。
该系统相对吸收系统更为复杂,虽然目前有部分氨法脱硫技术将吸收和硫铵回收系统结合为一体,但比较石灰石-石膏系统也更为复杂一些。
此外,氨的化学活性比石灰石强很多,这就需要对系统运行的调节更为灵敏,烟气参数的变化和吸收剂加入量的波动会引起脱硫效率的显著变化,因此系统运行的稳定性没有石灰石-石膏系统可靠。
加之氨法系统更为复杂,机械设备更多,系统得不稳定因素也有所增加。
第四,氨法脱硫工艺需以较高的二氧化硫浓度为前提。
石灰石-石膏脱硫系统可以适应各种含硫量的煤种,而氨法脱硫系统只有在燃用高硫煤时其优势才能得以体现。
因氨法是将烟气中的二氧化硫转化为硫酸铵进行回收的,在同等能耗下,二氧化硫浓度越高,硫酸铵的产出率越高,同时高浓度的二氧化硫会在吸收过程中产生高浓度的硫铵溶液,就使得蒸发结晶更为容易,能耗也更低,所获得的经济效益就越高。
因此,如燃用低硫煤,会大大降低硫铵回收所带来的经济效益。
第五,必须有效解决氨逃逸问题。
在二氧化硫的吸收过程中,烟气具有较高温度,这使得吸收液中的氨更易挥发,会被氨气夹带排放,且挥发后的氨会与氨气中的HCl和氮氧化物反应生成气溶胶,在烟囱口形成烟羽。
被烟气夹带的氨气排放到大气中会造成污染,因此必须采取有效的手段降低氨气的夹带,这样就会使排烟温度降低、烟气阻力增大。
第六,为保证脱硫产物能够回收利用,必须配套可靠、稳定且除尘效率高的除尘装置,在产物回收过程中还需要有效去除夹带的烟尘。
烟尘在二氧化硫吸收过程中会被吸附、进入到脱硫循环液中,在硫铵回收过程中进入到硫铵成品中,从而降低硫铵的品质。
此外燃煤锅炉烟尘中含有重金属,而氨法脱硫产物的用途目前主要为生产化肥或复合肥,夹带的重金属就会进入土壤、水和植物体内,通过生物富集就会影响人的身体健康,因此除了要有高效率的除尘装置外,还应采取措施去除硫铵产品中的烟尘和重金属。
氨法与石灰石-石膏脱硫工艺相比最大的优势就是其产物带来的经济效益,有很多报道称氨法是可以赚钱的脱硫工艺。
其实从原料来看,氨的价格远远高于石灰石,运输成本也更高,加之硫铵回收也要消耗大量能源,硫铵回收所带来的经济效益无法平衡脱硫成本,除非采用废氨液作为吸收剂,但是废氨液中氨的含量较低,还有些含有较为复杂的杂质,因此运输和储存成本会增大,系统能耗会有所增大,硫铵产品的品质也会受到一定影响。
根据所提供的该项目的基础资料,虽然本项目具备一定使用氨法脱硫的条件,但出于安全性、运行可靠性及脱硫产物最终处置的考虑,本方案采用最为成熟和稳定的湿式石灰石-石膏脱硫工艺进行设计。
由于三台锅炉同时运行,故采用三炉一塔方式配置,三台锅炉共用一套脱硫装置,脱硫装置设计容量为三台锅炉同时100%BMCR工况。
本项目不设GGH,锅炉烟气直接进入脱硫塔进行洗涤,脱硫后净烟气直接排入烟囱排放,烟囱需要进行防腐处理。
因该项目锅炉为新建,选择引风机时可预留压头以克服脱硫系统烟气阻力,且三台锅炉同时运行,烟气量变化不大,故不再增设增压风机。
因本项目所在地附近有水泥厂,故脱硫剂采用外购石灰石粉,而不设置湿式磨粉系统,仅设置一座石灰石粉仓,储存量为设计工况下三天的石灰石耗量。
5
脱硫机理
石灰石-石膏湿法脱硫工艺采用石灰石作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。
在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应而被脱除,最终反应产物为石膏。
脱硫后的烟气经除雾器除去携带的细小液滴,经加热器加热升温后排入烟囱。
脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。
由于吸收浆液的循环利用,脱硫吸收剂的利用率高。
化学反应过程如下:
(1)水的离解
H2O=H++OH-
(2)SO2吸收
SO2(g)=SO2(aq)
SO2(aq)+H2O=H++HSO3-
HSO3-=H++SO32-
(3)CaCO3溶解
CaCO3(s)=Ca2++CO32-
CO32-+H+=HCO3-
HCO3-+H+=H2O+CO2(aq)
CO2(aq)=CO2(aq)
(4)HSO3-氧化
HSO3-+1/2O2=H++SO42-
H++SO42-=HSO4-
(5)结晶
Ca+SO32-+1/2H2O=CaSO3.1/2H2O(s)
Ca2++SO42-+2H2O=CaSO4.2H2O(s)
在石灰石湿式洗涤中,通常认为石灰石与H2SO3作用生成CaSO3,再被空气中的氧气氧化成为CaSO4。
按化学吸收原理,烟气中的SO2由气相主体扩散至气液界面,然后进入液相CaCO3反应,这是一个非常复杂的气-液-固三相反应。
在脱硫过程中,pH值是一个重要的参数。
此外为了提高脱硫率,工艺操作条件还与吸收温度,石灰石粒度,液气比、以及脱硫塔形式有关。
6方案描述
6.1工艺流程
工艺流程如下图所示:
脱硫系统采用三炉一塔设置,三台锅炉共用一套包括脱硫剂贮存、吸收剂制备、脱硫塔及吸收循环系统、烟气系统、工艺水系统、脱硫产物的处理系统在内的脱硫系统。
三台锅炉烟气经由袋式除尘器除尘后,由分别由引风机通过共用烟道送入吸收塔,在引风机出口将烟道分为旁路烟道和运行烟道,分别设有烟气挡板门控制。
旁路烟道主要用