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1、石灰石-石膏湿法脱硫 工艺及系统设备介绍,目录,脱硫技术概述 石灰石-石膏湿法脱硫的理论基础 石灰石-石膏湿法脱硫系统组成及主要设备介绍 湿法脱硫的主要工艺参数辨识 湿法脱硫装置运行中常见的问题,依据,HJ/T 179-2005火电厂烟气脱硫工程技术规范 石灰石/石灰-石膏法 DL/T5196-2004 火力发电厂烟气脱硫设计技术规程 DL/T 943-2005 烟气湿法脱硫用石灰石粉反应速率的测定 DL/T 986-2005 湿法烟气脱硫工艺性能检测技术规范 DL/T997-2006火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标06-10-1实行 DL/T998-2006石灰石-石膏湿法脱硫装置
2、性能验收试验规范06-10-1实行,国家经贸委2000年2月火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点 脱硫工艺的选择 设计、设备国产化的目标 国家发改委2005年5月关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见 规范脱硫市场 开展后评估,后评估的主要内容,工艺技术评估。重点评估工艺技术的先进性、可靠性和适用性。 设备评估。重点评估脱硫主设备及主要辅助设备的国产化情况、设备参数选择合理性；事故、故障、维修状况；磨损、积垢、腐蚀情况等。 系统性能评估。重点评估系统匹配程度、装置布置和设备参数选择合理性、系统可靠性、物耗水平、副产品品质及利用、废水排放量及水质、二次污染等。 经济性评估。重点评估工程
3、及设备造价、运行费用等。 管理水平评估。重点评估使用方对脱硫装置管理、运行、维护的能力和效果；供应商的技术实力、管理水平、合同执行情况、售后服务、信誉等。,1 脱硫技术概述,火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点 中推荐的烟气脱硫技术,关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见,燃用含硫量大于1煤且容量大于200MW（含200MW）的机组，应重点考虑采用石灰石石膏湿法脱硫工艺技术。 燃用含硫量小于1煤并且容量小于200MW的机组，可考虑采用干法、半干法或其它一次性投资较低的成熟技术。 在200MW及以上机组采用干法、半干法或其它一次性投资较低的成熟技术，应进行充分论证，并提供国内外已有相同
4、或更大容量的烟气脱硫设施成功投运的实例。 燃用含硫量小于1煤的海滨电厂，在海水碱度满足工艺要求、海域环境影响评价通过国家有关部门审查，并经全面技术经济比较后，可以考虑采用海水法脱硫工艺。,石灰石-石膏湿法脱硫的主要特点,脱硫效率高。脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少。 技术成熟，运行可靠性好。国外投运率一般可达98%以上， 对煤种适应性强。 占地面积大，一次性建设投资相对较大。 吸收剂资源丰富，价格便宜。 脱硫副产物便于综合利用。 技术进步快。,2 石灰石-石膏湿法脱硫工艺的理论基础,主要化学反应：,吸收： SO2H2O H+HSO3-H+SO32- 溶解： CaCO3 H+ Ca2+ HCO
5、3- 中和： HCO3- H+ CO2 H2O 氧化： SO32- O2 SO42- 结晶： Ca2+ SO32- H2O CaSO31/2H2O Ca2+ SO42- H2O CaSO42H2O,影响脱硫效率的因素,一、参与脱硫反应的物质（烟气、石灰石粉、工艺水） 二、运行控制（pH,停留时间）,（1）烟气与脱硫效率,FGD入口SO2浓度 HCl、HF浓度 CaCO3 +2 HClCaCl2+ CO2 +H2O CaCO3 +2 HF CaF2 + CO2 +H2O 烟尘 烟温,（）石灰石粉品质,CaCO3纯度、MgO、Al2O3、 SiO2 颗粒度 低硫煤250目（55 m ），90%过筛
6、率 高硫煤325目（44m），90%过筛率 活性（反应速率） 1）pH =5.5，转化分数=80%； 2）pH = 5.5，6小时； 3) 恒定加酸，比较pH变化曲线,石灰石成分要求,（）运行控制与脱硫率,浆液pH（ Ca/S）； 液气比（L/G）、浆液循环量； 浆液停留时间、过饱和度（1.21.3）； 脱硫副反应（Mg、Al、Cl),脱硫率,单位时间内烟气脱硫系统脱除SO2的量与进入脱硫系统时烟气中的SO2量之比 C2脱硫前烟气中SO2的折算浓度（mg/m3,过剩空气系数燃煤取1.4,燃油、气取1.2）; C1脱硫后烟气中SO2的折算浓度（mg/m3,过剩空气系数燃煤取1.4,燃油、气取1.
7、2）;,钙硫比,投入脱硫系统中钙基吸收剂与脱除的SO2摩尔数之比 St-Ca/S mCaCO3-石灰石耗量，kg/h VRG烟气流量（标态, 干态, 6%O2），m3/h CSO2烟气中SO2含量（标态, 干态, 6%O2），mg/m3 MCaCO3CaCO3摩尔质量，100.09 MSO2 SO2摩尔质量，64.06,通行的钙硫比计算公式,St Ca/S摩尔比 XCaCO3石膏中CaCO3 含量，% XCaSO42H2O 石膏中CaSO42H2O 含量，% XCaSO30.5H2O 石膏中CaSO30.5H2O含量，% MCaCO3CaCO3的摩尔质量 100.09 MCaSO42H2O C
8、aSO42H2O的摩尔质量，172.18 MCaSO30.5H2O CaSO0.5H2O的摩尔质量，129.15,系统可用率,指脱硫装置每年正常运行时间与发电机组每年总运行时间的百分比。 A - B 可用率 = x100% A A：发电机组每年的总运行时间，h B:脱硫装置每年因脱硫系统故障导致的停运时间,h,液气比、浆液停留时间、过饱和度,吸收塔中浆液体积 浆液停留时间= 石膏排出泵的流量 石膏过饱和度 = C/C*100% 相对过饱和度 = （C-C*）/C* C-浆液中的石膏实际浓度 C*-工艺条件下石膏的平衡浓度,pH对HSO3-氧化速率的影响,高pH有利于SO2的吸收，低pH有利于石
9、灰石的溶解和CaSO31/2H2O的氧化； pH与结垢；随着pH的升高，CaSO31/2H2O的溶解度显著下降，而CaSO42H2O的溶解度略为上升。 pH与脱硫盲区（石灰石闭塞）,吸收塔浆液密度控制值,3 石灰石-石膏湿法脱硫系统的组成及主要设备,典型石灰石-石膏湿法脱硫系统的组成：,（1）SO2吸收系统 （2）烟气系统 （3）石灰石浆液制备系统 （4）石膏脱水系统 （5）供水和排放系统 （6）废水处理系统,SO2吸收系统的主要设备,吸收塔（喷淋） 浆液循环泵（卧式单吸离心泵） 氧化风机（罗茨风机） 除雾器 浆液搅拌装置,烟气系统的主要设备,石灰石-石膏湿法脱硫技术规范 中有关增压风机的要求
10、,300MW以下高效离心风机 300MW1台轴流风机 600-700MW1或2台动叶可调轴流风机 800-1000MW2台动叶可调轴流风机 增压风机的风量应为锅炉满负荷工况下烟气量的110%，压头应考虑10温度裕量下阻力的120%,气-气再热器,经GGH后的烟气温度不低于80； 采用回转式GGH的漏风率不大于1%； GGH的受热面应有防腐、防磨、防堵塞、防沾污等措施，不安装GGH的系统应从距离吸收塔至少5m处开始采取防腐措施； GGH下部烟道应装设疏水系统,安装GGH带来的问题,优点：1）提高排烟温度和抬升高度； 2）减轻湿法脱硫后烟囱冒白烟问题 缺点 ：1）投资和运行费用增加 ； 2）降低脱
11、硫效率 ； 3）脱硫系统运行故障增加 ； 4）增加相应的能耗、水耗,不安装GGH带来的问题,FGD系统的工艺水耗要增加30-40%左右； 在环境空气中的水分接近饱和、气象扩散条件不好时，烟气离开烟囱出口时会形成冷凝水滴，形成所谓“烟囱雨”现象； 必须对在取消GGH之后的NOx的落地浓度和最大落地浓度点离烟囱的距离进行核算，并取得有关环保部门的批准； 烟气在烟囱中的凝结水量会比较大，对脱硫后净烟气引起的尾部烟道和烟囱的腐蚀问题必须予以足够的重视。,烟气挡板,旁路挡板保护开启条件：,FGD进口烟气温度高或低； FGD进口烟气含尘量高； 锅炉投油时； 锅炉MFT； 进口挡板关； 循环泵全部跳闸； 增
12、压风机跳闸； 出口挡板异常关闭； GGH故障停运,石膏脱水系统,一级脱水（石膏旋流站） 二级脱水（真空皮带机） 石膏（90%） 底流（45%） 吸收塔排出浆液（18%） 滤液 溢流（5%） 废水（1-2%）,脱硫废水处理系统,排放的必要性（废水越多，脱硫反应越有利） 废水特性： (1)pH值较低； (2)含有大量的悬浮物； (3)第一类污染物如Hg、Cr、As、Pb等浓度较高。废水中Cl-、SO42 、Fe3 、Ca2 、Mg2+ 等离子浓度也较高。 （4）COD较高,DL/T997-2006火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标的要求（2006年10月1日开始）,脱硫废水处置方式,灰场排
13、放 蒸发处理 单独设废水处理系统 简单处理后进入全厂废水处理系统,目前脱硫废水处理系统比较普遍存在的问题,设计上的缺陷 1）系统缺少针对COD的有效去除工艺。 2）用石灰乳调节pH，运行可靠性差、维护工作量大； 3）设计的系统处理容量比较保守。 4）系统的自动化程度不高。 运行问题 1）反应池三联箱的pH调节比较困难。 2）石灰乳加药泵、脱硫废水泵等易堵塞。 3）澄清/浓缩池的污泥料位监测仪表运行不可靠。,4 石灰石-石膏湿法脱硫系统的主要工艺参数辨识,设计参数 运行参数 性能考核指标,设计参数,烟气系统主要运行参数,各段烟温、压力 FGD入口：SO2、O2、烟尘、烟温 FGD 出口： SO2
14、、NOx、O2、烟尘、烟温、流量、烟气压力 烟气挡板开度 增压风机：电流、叶片开度、烟气流量、出口压力 GGH：原、净烟气侧压差；压缩空气（蒸汽）、高压水冲洗时的压力；,SO2吸收系统的主要运行参数,循环泵、氧化风机的运行台数及组合； 吸收塔浆液的pH值（与实验室测试比对）； 石灰石浆液的密度、添加量； 吸收塔浆液池的液位； 吸收塔浆液的密度（与实验室测试比对） ； 除雾器进出口压差； 除雾器冲洗流量、时间间隔；,石膏脱水系统的主要运行参数,吸收塔浆液密度； 石膏旋流站的入口压力； 废水旋流站及废水排放流量； 进入皮带机的石膏浆液流量； 真空皮带机的石膏饼厚度； 皮带机的真空值； 真空泵的工艺
15、水流量,脱硫废水处理系统的主要运行参数,入口废水流量； 三联反应池的pH值； 石灰乳的浓度、加药量； 混凝剂、助凝剂、有机硫的加药量； 浓缩澄清池的污泥料位、污泥排放量； 净水pH值、浊度,脱硫化学分析的要求,及时性 针对性、有效性 准确性,石灰石-石膏湿法脱硫装置性能考核试验内容,技术规范中要求的湿法脱硫装置性能试验项目,脱硫效率； 吸收剂利用率及钙硫比； 烟气排放温度及系统压力降； 水量消耗和液气比； 电能消耗； 吸收剂活性与纯度； 脱硫副产物含湿量和氧化率,测点分布,几个值得商榷的性能指标,FGD出口的SO3含量； 除雾器出口液滴含量； GGH的漏风率； FGD出口重金属含量； 噪声标准
16、,5 常见问题,1）设计 烟气量 烟气温度 入口SO2浓度； 测点位置(不具代表性）；,2）设备 GGH差压 除雾器堵塞 磨损（泵、节流孔板） 制浆（漏粉、堵粉） 堵塞（旋流子、石灰乳加药、石膏饼冲洗泵） 滤布跑偏,3）运行维护 测量误差（pH、密度、液位） 脱硫率低 石灰石闭塞 浆液pH低 石膏品质差,脱硫率下降的可能原因,CEMS的SO2监测值不准； 入口SO2增大； PH计、密度计、石灰石浆液流量计测量不准； 石灰石成分、细度、活性达不到要求； 烟气含尘大； 吸收塔液位偏低； 废水排放不足； GGH漏风，(无GGH的系统，检查入口烟温）； 出现脱硫盲区； 喷淋堵塞、循环泵出力不够等设备问题,