大型火電機(jī)組石灰石－石膏濕法脫硫技術(shù)
來(lái)源：江蘇蘇源環(huán)保工程股份有限公司 閱讀：3810 更新時(shí)間：2008-06-19 14:10工藝介紹
石灰石(石灰)—石膏濕法脫硫工藝（WFGD—WetFlueGasDesulfurization）采用價(jià)廉易得的石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時(shí)，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收漿。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴，經(jīng)換熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。
吸收塔中SO2的脫除原理如下：
煙氣中的SO2與漿液中碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鈣：
CaCO3+SO2+H2O--->CaSO3·½H2O+½H2O+CO2 （1）
通過(guò)煙氣中的氧和亞硫酸氫根的中間過(guò)渡反應(yīng)，部分的亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化成石膏，化學(xué)上稱作二水硫酸鈣：
CaSO3·½H2O+SO2+H2O--->Ca(HSO3)2+½H2O （2）
Ca(HSO3)2+½O2+2H2O--->CaSO4·2H2O+SO2+H2O （3）
吸收塔漿液池中剩余的亞硫酸鈣通過(guò)由氧化風(fēng)機(jī)鼓入的空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成硫酸鈣。在該反應(yīng)過(guò)程中直接的氧化是次要的，而主要是通過(guò)亞硫酸氫根與氧氣的反應(yīng)完成：CaSO3·½H2O+½O2+2H2O-->CaSO4·2H2O+½H2O （4）
其他的反應(yīng)還有：三氧化硫，氯化氫和氫氟酸與碳酸鈣的反應(yīng)，反應(yīng)生成石膏和氯化鈣和/或氟化鈣化合物：
CaCO3+SO3+2H2O--->CaSO4·2H2O+CO2 （5）
CaCO3+2HCl--->CaCl2+H2O+CO2 （6）
CaCO3+2HF--->CaF2+H2O+CO2 （7）
吸收塔漿液池中的pH值通過(guò)加入石灰石來(lái)控制，在吸收塔漿液池中的反應(yīng)需足夠長(zhǎng)的時(shí)間以使石膏能產(chǎn)生良好的石膏結(jié)晶（CaSO4·2H2O）。
工藝流程圖
 |
工藝系統(tǒng)組成
◇吸收劑制備系統(tǒng)
◇吸收和氧化系統(tǒng)
◇煙氣系統(tǒng)
◇石膏處理系統(tǒng)
◇廢水系統(tǒng)
◇控制電氣系統(tǒng)
工藝與設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)
一.脫硫效率高
OI2-WFGD煙氣脫硫工藝技術(shù)脫硫效率穩(wěn)定達(dá)到或超過(guò)95%以上。在煙氣脫硫核心技術(shù)——SO2吸收塔系統(tǒng)，成功運(yùn)用了公司的多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，保證了高SO2吸收率。
吸收塔漿液池氣氛控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)（發(fā)明專利號(hào)：ZL200410014752.X），通過(guò)合理布置石灰石漿液進(jìn)口、循環(huán)泵入口、石膏漿液排出口等的位置，同時(shí)在石灰石漿液進(jìn)口、循環(huán)泵入口處布置隔離板對(duì)新鮮石灰石漿液的擴(kuò)散和混合進(jìn)行分配、引導(dǎo)，使吸收塔漿液池內(nèi)形成了兩個(gè)不同大小pH值的區(qū)域，同時(shí)滿足吸收、氧化、石膏結(jié)晶和石灰石溶解的需要，使其具有反應(yīng)速度快，脫硫效率擾動(dòng)響應(yīng)速度提高數(shù)十倍，既提高了SO2吸收效率又保證了石膏的高品質(zhì)。
效仿?lián)?fù)分配、輸送、支撐等類同功能的植物葉脈在進(jìn)化中形成的結(jié)構(gòu)，提出葉脈狀漿液噴淋管系的設(shè)計(jì)理論，將傳統(tǒng)的噴淋管系改造為葉脈狀噴淋管系統(tǒng)（實(shí)用新型專利號(hào)：ZL200420062680.1），在實(shí)現(xiàn)漿液輸送功能的同時(shí)，保證了漿液的分配均勻性，從而改善漿液噴淋效果，提高SO2吸收效率。
采用自主開(kāi)發(fā)的自潔、自調(diào)、積木式組合漿液噴嘴專利技術(shù)（實(shí)用新型專利號(hào)：ZL200420025923.4），使用該種組合而成的噴嘴工作時(shí)有自振，可以改變不同位置液滴的覆蓋情況，能在一定程度上強(qiáng)化霧化效果，拓寬高效工作范圍；并能實(shí)現(xiàn)噴嘴的自清潔，防止堵塞；同時(shí)改善汽液接觸效果，提高SO2吸收效率。
首先提出了FGD吸收塔吸收區(qū)汽液耦合平衡設(shè)計(jì)方法（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?00510040406.3），對(duì)各截面及截面的各區(qū)域吸收劑的分布進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，使汽液相對(duì)速度達(dá)到最優(yōu)，汽液接觸面積達(dá)到最大，從而使傳質(zhì)效能最大化，并大大提高SO2吸收效率。
二.經(jīng)濟(jì)性好
使用葉脈狀漿液噴淋管系，能實(shí)現(xiàn)噴淋管系的性能、造價(jià)比（價(jià)值）的最優(yōu)化；降低了管系流動(dòng)總阻力，節(jié)約了運(yùn)行成本；降低了造價(jià)，節(jié)約了投資成本。
吸收塔煙氣出口煙道改進(jìn)成象鼻型煙道出口（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?00510041493.4）不僅降低系統(tǒng)阻力，同時(shí)改善了對(duì)GGH框架受力狀態(tài)，降低GGH土建費(fèi)用。
獨(dú)特設(shè)計(jì)的漿液回流管路(發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?00510041492.X)，減少漿液回流量，降低漿液輸送泵流量，降低能耗。
發(fā)明了流場(chǎng)適應(yīng)型除霧器專利技術(shù)（實(shí)用新型專利：ZL200420026486.8），將除霧器與其上、下游流道進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)可以在其上下游氣體流場(chǎng)存在較大不均勻時(shí)保證除霧器效率，能夠適應(yīng)復(fù)雜的流場(chǎng)工作環(huán)境，而不增加流體阻力降。
成功開(kāi)發(fā)矩形煙道波形百葉窗式擋板風(fēng)門（實(shí)用新型專利：ZL200420024997.6），密封形式為軟性復(fù)合材料壓緊密封，省掉了一套密封空氣系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本。
成功開(kāi)發(fā)的圍帶式柔性接頭（發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)枺?00510094475.2）用于矩形和圓形鋼煙道。不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、檢修方便，經(jīng)濟(jì)性能好，而且消除了漏水的煩惱。
由于OI2-WFGD煙氣脫硫工藝技術(shù)成功開(kāi)發(fā)，不僅使SO2使脫除效率高，而且整個(gè)系統(tǒng)阻力降小，有效降低流體輸送機(jī)械動(dòng)力消耗，降低電耗。
為節(jié)省投資，公司在大力開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)化設(shè)備上作出技術(shù)支持，成功開(kāi)發(fā)了大型漿液循環(huán)泵、側(cè)進(jìn)式攪拌器等關(guān)鍵設(shè)備。
三.系統(tǒng)操作穩(wěn)定
連續(xù)的石灰石漿液配制系統(tǒng)保證石灰石漿液品質(zhì)的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)操作波動(dòng)小。
由于吸收塔及其內(nèi)附件使用專利技術(shù)，使系統(tǒng)阻力下降，吸收效率提高，保證了系統(tǒng)操作穩(wěn)定性。
先進(jìn)、可靠的DCS集中控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工藝過(guò)程運(yùn)行的連續(xù)穩(wěn)定性，對(duì)機(jī)組突發(fā)事故能自動(dòng)處理和調(diào)整。
四.優(yōu)良的適應(yīng)性
高級(jí)CAD/CAE/CFD技術(shù)的運(yùn)用使OI2-WFGD可完全按用戶實(shí)際要求，以度身定制、量體裁衣的方式，提供最適合其需求的FGD,特別適合老廠改造項(xiàng)目場(chǎng)地狹小等條件多變的情況。
成功運(yùn)用過(guò)程化學(xué)模型、物料及熱量平衡計(jì)算模型，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)煤質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)。當(dāng)燃煤含硫高達(dá)5%時(shí)，仍然保證脫硫效率≥95%。
五.高品質(zhì)的石膏副產(chǎn)物
由于吸收塔漿液池氣氛控制好，保證了排出的石膏漿液品質(zhì)，使脫水后的石膏品質(zhì)高，提高其利用價(jià)值。
|
