火電廠脫硫單耗計(jì)算（火電廠脫硫單耗計(jì)算方法）

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本文目錄:

• 1、哪些措施可以降低脫硫漿液溫度

• 2、請教火電廠干法，半干法，濕法脫硫的問題

• 3、請教火電廠干法，半干法，濕法脫硫的問題

• 4、脫硫的工藝簡介

一、哪些措施可以降低脫硫漿液溫度

第十屆全燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技術(shù)十五煙氣脫硫脫氮技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展交漉 －351? 脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵汽蝕周立 （許繼聯(lián)華際環(huán)境工程限責(zé)任公司北京 100085） 摘要循環(huán)泵汽蝕濕脫硫工藝經(jīng)現(xiàn)并沒引起重視本文汽蝕原理析循環(huán) 泵汽蝕極容易發(fā)指避免汽蝕現(xiàn)象發(fā)些措施 石灰石石膏煙氣脫硫工藝循環(huán)泵工作效率關(guān)系吸收塔內(nèi)漿液噴淋效影響脫硫效率耗電量通循環(huán)泵腐蝕磨蝕比較注意循環(huán)泵汽蝕現(xiàn)象容易發(fā)現(xiàn)沒 引起足夠重視我脫硫作業(yè)發(fā)現(xiàn)循環(huán)泵葉輪葉片現(xiàn)些坑坑點(diǎn)點(diǎn)損壞現(xiàn)象循環(huán)泵電流降脫硫效率降低經(jīng)仔細(xì)析認(rèn)汽蝕作用比較同存腐蝕、磨蝕現(xiàn)象 加重循環(huán)泵葉輪葉片損壞我必須循環(huán)泵汽蝕作認(rèn)真研究避免或者減輕汽蝕現(xiàn)象發(fā) 、汽蝕機(jī)理 汽蝕現(xiàn)象水泵內(nèi)液體流通水汽化汽泡汽泡再凝結(jié)水程水泵流通金屬表面破壞種現(xiàn)象稱汽蝕或空蝕 標(biāo)準(zhǔn)氣壓水加熱100℃沸騰產(chǎn)量氣泡容器內(nèi)壓力于標(biāo)準(zhǔn) 氣壓降低定溫度水沸騰例水溫50℃水面壓降12．3 kPa水 始汽化沸騰水面壓力升于12．3 kPa水停止汽化沸騰所水汽 溫度定通變化壓力互相轉(zhuǎn)化 循環(huán)泵運(yùn)轉(zhuǎn)程泵各處流速壓力變化巨葉輪進(jìn)漿處壓力低漿液溫度50℃漿液壓力于或等于12．3 kPa漿液汽化形許細(xì) 汽泡些汽泡附著葉輪葉片泵殼內(nèi)壁同溶解漿液SO：、0：、CI等腐蝕性 氣體壓力降低逸些氣體腐蝕性極強(qiáng)由于吸收塔內(nèi)漿液加入量氧化空氣 所吸收塔內(nèi)充滿量空氣汽泡石膏石灰石漿液混合液體進(jìn)入循環(huán)泵前已經(jīng)充滿氣體更加利于汽化現(xiàn)象發(fā) 漿液SO：、0：、CI氣體總壓力（氣體汽體）等于101．33 kPa溶解于lOOg水氣體質(zhì)量：S02：6．47 種強(qiáng)腐蝕性氣體 循環(huán)泵葉輪邊緣泵體內(nèi)壓力低高切換點(diǎn)漿液瞬間形許蒸汽氣體混合 氣泡氣泡隨水流達(dá)壓力較高區(qū)域汽泡急劇凝結(jié)消失同汽泡周圍漿液 高速度填充汽泡空間 汽泡產(chǎn)消失間極短估計(jì)段間葉輪葉片進(jìn)口處漿液相速度30m／ S葉輪葉片汽蝕破壞部位與葉片進(jìn)口邊距離3cm汽泡產(chǎn)消失間約0．001S 汽泡短暫間內(nèi)消失產(chǎn)強(qiáng)水錘壓強(qiáng)局部壓強(qiáng)達(dá)200MPa高瞬 沖擊壓強(qiáng)作用葉輪葉片足使表面微觀裂縫處產(chǎn)破壞作用同汽泡SO：、 0：、CI等腐蝕性氣體借助汽泡凝結(jié)及氣體壓強(qiáng)產(chǎn)熱量加快葉輪葉片表面化 腐蝕破壞作用所葉輪葉片表面首先現(xiàn)坑坑點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)蝕損壞現(xiàn)象g；02：0．0031 g；CI：0．459 g漿液s02、cI氣體含量于02含量 ?352? 十五煙氣脫硫脫氮技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展交流（2007） 二、循環(huán)泵產(chǎn)汽蝕現(xiàn)象 2．1循環(huán)泵流部件產(chǎn)破壞作用汽蝕破壞嚴(yán)重葉輪及葉輪葉片部件葉輪口環(huán)間隙處產(chǎn)汽蝕破壞現(xiàn)象 2．2產(chǎn)噪聲振 汽蝕發(fā)汽泡破滅產(chǎn)各種頻率噪聲炒豆燥裂聲同機(jī)組振 現(xiàn)象 2．3循環(huán)泵效率降 循環(huán)泵汽蝕嚴(yán)重由于漿液量汽泡實(shí)際改變漿液密度葉片表面充滿汽 泡造脫流造泵實(shí)際揚(yáng)送充滿汽體漿液單純漿液使循環(huán)泵功率、揚(yáng)程 效率均迅速降圖所示： 三、汽蝕界限Pn 3．1、泵汽蝕余量NPSH 泵汽蝕余量Ahr由泵本身特性決定 表示泵本身抗汽蝕性能參數(shù)與泵本身設(shè) 計(jì)、制造泵使用轉(zhuǎn)速關(guān)泵汽蝕余量Ahr越低說明泵抗汽蝕性能越反泵 抗汽蝕性能越差 3．2、裝置汽蝕余量NPSH：圖1Q 裝置汽蝕余量由外界吸入裝置特性決定 汽蝕特性曲線影響 表示裝置汽蝕性能參數(shù)（例吸收塔漿液循環(huán)泵吸裝置裝置汽蝕余量由塔內(nèi)液 面高度及管道系統(tǒng)阻力所決定）裝置汽蝕余量越高泵越容易汽蝕反泵越容易 汽蝕 3．3、泵產(chǎn)汽蝕界限： 泵產(chǎn)汽蝕界限泵汽蝕余量NPSH等于裝置汽蝕余量NPSH裝置汽蝕余量低等 于泵汽蝕余量NPSH泵經(jīng)始汽蝕換言泵汽蝕余量高等于裝置汽蝕余量泵已始汽蝕 四、裝置汽蝕余量計(jì)算使循環(huán)泵發(fā)汽蝕裝置汽蝕余量（NPSH）必須于泵汽蝕余量（NPSH） 安全應(yīng)增加1m安全余量即：NPSH≥NPSH＋1 m 裝置汽蝕余量指泵入口處單位重量液體所具高于汽化壓力能能量影響循環(huán)泵裝 置汽蝕余量條件：吸收塔內(nèi)漿液高度與循環(huán)泵入口高度差泵lZl管道直徑、度、形 式、閥門入口管道內(nèi)壁光潔度絕標(biāo)高漿液溫度及漿液汽體含量汽泡 等 泵汽蝕余量循環(huán)泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)所決定由泵廠商泵試驗(yàn)確定 裝置汽蝕余量計(jì)算式： NPSH＝（H砒m—H）／10pp＋Hs 式：H——泵安裝點(diǎn)環(huán)境壓力kPa； H——漿液汽化壓力kPa； 第十屆全燃煤二氧化硫氮氧化物污染治理技術(shù)十五煙氣脫硫脫氮技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展交流 ‘353? Hs——泵入口總水m； pp——漿液密度t／m3 泵入口總水計(jì)算式：H＝Zl～Hnl—Hii z——循環(huán)泵實(shí)際提升高度（吸收塔內(nèi)漿液面與循環(huán)泵線差）m； H．——循環(huán)泵進(jìn)口管段沿程水損失m； Hii——循環(huán)泵進(jìn)口管段局部水損失m；Hnl＝f×L／D×V2／29 F——泵進(jìn)口管內(nèi)壁摩擦系數(shù)； L——泵進(jìn)口管量度lIl； D——泵進(jìn)口管內(nèi)徑in； V——泵進(jìn)口管漿液流速m／s； g——重力加速度g＝9．81m／s2；Hii＝H＾HB—Hc—HD HA——泵進(jìn)口管濾網(wǎng)水損失in； H——泵進(jìn)口管蝶閥水損失m； H——泵進(jìn)I＝I管收縮段水損失m； H——泵進(jìn)I＝I管與吸收塔接型式水損失m； 五、泵汽蝕余量計(jì)算泵汽蝕余量計(jì)算式：NPSH＝V02／29＋hW02／29 由泵汽蝕余量計(jì)算公式看減少泵汽蝕余量提高泵汽蝕性能應(yīng)該采取措施： 降低泵轉(zhuǎn)速采用低轉(zhuǎn)速泵 入值采用求導(dǎo)式取值點(diǎn)加葉輪進(jìn)口直徑符合KO值4．5—5．5間高汽蝕余量泵 增加葉片進(jìn)口寬度減VoWo 增加蓋板進(jìn)口部曲率半徑采用兩段圓弧設(shè)計(jì)減低Vo值葉片數(shù)量少排擠系數(shù) 葉片進(jìn)口沖角保證效率情況采用沖角 葉片進(jìn)口采用自流線角度流體阻力 加平衡孔設(shè)計(jì)進(jìn)口壓力平衡減泄流量 采用能耐酸腐蝕、耐磨蝕、強(qiáng)度高、韌性金屬材料際內(nèi)通用材料：A49（雙 相耐磨白口鐵）或1．4517、1．4460、1．4539、1．4529等雙相鋼采用襯膠式均表現(xiàn) 比較良耐腐蝕、耐磨損性能 六、循環(huán)泵汽蝕實(shí)例計(jì)算某600MW機(jī)組脫硫吸收塔循環(huán)泵漿液輸送量9800m3／h吸收塔漿液面與泵進(jìn)121差9．6m進(jìn)口管直徑1．2m進(jìn)121管幾何度6．26m石膏漿液比重1．15 t／m3循環(huán)泵必需汽 蝕余量NPSH＝8．7 m m 根據(jù)標(biāo)高Hatm90 kPaHvap13 kPaPP1．15 t／m3經(jīng)計(jì)算Hs＝9．7 十五煙氣脫硫脫氮技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展交流（2007） NPSH＝（Hatm—Hvap）／10pp＋Hs＝（90—13）／10×1．15＋9．7＝15．7 由于NPSH＋1＝8．7＋1＝9．7m m 該泵裝置汽蝕余量于泵汽蝕余量加l米數(shù)值滿足汽蝕余量要求發(fā)汽蝕現(xiàn)象 七、循環(huán)泵避免汽蝕現(xiàn)象措施改進(jìn)循環(huán)泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù) 循環(huán)泵進(jìn)口管道適加粗減少彎曲變徑改進(jìn)管道與吸收塔接口形式 減少循環(huán)泵進(jìn)口管道度 調(diào)試及產(chǎn)降低吸收塔低液位使用頻率保持液位操作保持較高裝置汽蝕余量與泵汽蝕余量差值 吸收塔內(nèi)氧化空氣管口盡量設(shè)計(jì)較高位置減少漿液空氣含量 石灰石進(jìn)入制漿前設(shè)篩或者濾裝置提高石灰石純度減少石灰石SiO：及異物避免進(jìn)入吸收塔內(nèi)造循環(huán)泵葉輪葉片損壞 石膏排放泵口設(shè)濾器往塔內(nèi)輸凈化石膏漿液減少SiO：及異物漿液 循環(huán)減少泵損壞 脫硫裝置始運(yùn)行嚴(yán)格檢查煙道及漿液系統(tǒng)雜質(zhì)異物 使用質(zhì)量良漿液噴減少破損噴泵損傷 八、結(jié)論濕脫硫工程循環(huán)泵極容易形汽蝕循環(huán)漿液充滿量氧化空氣、漿液溫度較高 關(guān)同漿液量腐蝕性氣體加劇循環(huán)泵葉輪葉片破壞循環(huán)泵外部配置設(shè)計(jì)應(yīng) 充注意改善各種裝置外部條件避免汽蝕發(fā)泵產(chǎn)廠商要求漿液泵研制產(chǎn) 采取專門防范措施避免汽蝕、腐蝕、磨蝕泵損傷參考文獻(xiàn) 《選礦設(shè)計(jì)手冊》冶金工業(yè)版社 《水泵原理、運(yùn)行維護(hù)與泵站管理》化工業(yè)版社 《鍋爐設(shè)計(jì)手冊》機(jī)械工業(yè)版社 《化析手冊》化工業(yè)版社 脫硫吸收塔漿液循環(huán)泵汽蝕作者： 作者單位： 周立 許繼聯(lián)華際環(huán)境工程限責(zé)任公司,北京,100085 相似文獻(xiàn)(10條) 1.議論文 王乃華.魯毅 石灰石/石膏濕煙氣脫硫金屬漿液循環(huán)泵產(chǎn)化研究及實(shí)踐 2006 本文介紹襄樊五二五泵業(yè)限公司功發(fā)煙氣脫硫金屬漿液循環(huán)泵關(guān)情況.包括:泵水力模型、結(jié)構(gòu)、機(jī)械密封、材料研究,經(jīng)工業(yè) 性考核鑒定該泵已達(dá)際先進(jìn)水平,完全實(shí)現(xiàn)我火電機(jī)組濕脫硫裝置各種金屬漿液循環(huán)泵產(chǎn)化. 2.議論文 孫克勤.徐海濤.徐延忠 利用自主工藝包實(shí)施WFGD核設(shè)備產(chǎn)化 2004 本文石灰石-石膏濕煙氣脫硫關(guān)鍵設(shè)備吸收塔漿液輸送及配系統(tǒng)——漿液循環(huán)泵及FRP噴林管道進(jìn)行產(chǎn)化研究及工程實(shí)施程進(jìn)行介紹 試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,由江蘇蘇源環(huán)保工程股份限公司與連云港復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)公司聯(lián)合發(fā)FRP噴淋管道及與石家莊泵業(yè)集團(tuán)限公司聯(lián)合發(fā) 流量漿液循環(huán)泵完全滿足600MW等級火電廠濕煙氣脫硫工程需要,部指標(biāo)已達(dá)或接近世界先進(jìn)水平,兩項(xiàng)設(shè)備已功應(yīng)用于太倉港環(huán)保發(fā)電 限公司二期煙氣脫硫工程,其功發(fā)推我煙氣脫硫技術(shù)及裝備產(chǎn)化產(chǎn)深遠(yuǎn)意義 3.議論文 龍輝.鐘明慧 影響600MW機(jī)組濕煙氣脫硫廠用電率主要素析 2005 針影響600MW機(jī)組濕式石灰石—石膏脫硫島廠用電率主要素,煤收基硫高低、煙氣量、采用同脫硫設(shè)備等脫硫廠用電率 影響進(jìn)行詳細(xì)析,結(jié)論應(yīng)根據(jù)工程具體煤種情況核算硫系統(tǒng)主要6kV設(shè)備(增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、磨粉機(jī)、真空泵、氧化風(fēng)機(jī)等)軸功率,初步 設(shè)計(jì)(預(yù)設(shè)計(jì))階段能現(xiàn)廠用電率計(jì)算,完濕式石灰石—石膏脫硫島硫部廠用變?nèi)萘窟x擇. 4.議論文 王乃華 石灰石(石灰)/石膏濕煙氣脫硫裝置用泵及其產(chǎn)化 2003 實(shí)現(xiàn)石灰石(石灰)/石膏濕煙氣脫硫裝置用泵產(chǎn)化,滿足市場用泵需求,襄樊五二五泵業(yè)限公司根據(jù)輸送漿液腐蝕磨蝕特性,引進(jìn)技術(shù) 基礎(chǔ)進(jìn)行量研發(fā)工作,并取良應(yīng)用業(yè)績,實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫裝置吸收塔循環(huán)泵、各種渣漿泵、軸液泵及攪拌機(jī)等種設(shè)備產(chǎn)化. 5.議論文 朱晨曦.吳志宏 煙氣脫硫漿液循環(huán)泵產(chǎn)化研究 2006 本文介紹濕煙氣脫硫裝置(WFGD)脫硫漿液循環(huán)泵產(chǎn)化研究程轉(zhuǎn)化產(chǎn)品并應(yīng)用于實(shí)際工位達(dá)設(shè)計(jì)參數(shù)要求同填補(bǔ) 內(nèi)濕脫硫型石膏漿液循環(huán)泵(合金泵)空白突破與掌握脫硫型漿液循環(huán)泵創(chuàng)新技術(shù)關(guān)鍵技術(shù) 6.議論文 黃河 FGD漿液循環(huán)泵葉輪葉片斷裂原析及防范措施 2008 針石灰石-石膏濕脫硫系統(tǒng)漿液循環(huán)泵保證壽命期內(nèi)葉輪葉片斷裂現(xiàn)象探討其斷裂素結(jié)合斷金相組織析、斷面能譜掃描 電鏡析結(jié)提該位置斷裂原及防范措施 7.期刊論文 趙芳.黃魁 煙氣濕脫硫優(yōu)化運(yùn)行討論 -科技信息2009,""(34) 析煙氣濕脫硫系統(tǒng)運(yùn)行特性發(fā),提合理控制吸收塔內(nèi)漿液pH值、石膏漿液密度石灰石粉顆粒度,優(yōu)化漿液循環(huán)泵運(yùn)行,加強(qiáng)煙 氣、廢水系統(tǒng)管理等控制策略.結(jié)合脫硫單耗調(diào)控、能耗排序優(yōu)化、入爐煤合理摻混,并結(jié)合系統(tǒng)設(shè)備改造與完善,終達(dá)優(yōu)化運(yùn)行目. 8.期刊論文 周祖飛.ZHOU Zu-fei 燃煤電廠煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化 -浙江電力2008,27(5) 介紹燃煤電廠石灰石-石膏濕脫硫系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化研究,主要內(nèi)容吸收塔漿液pH值控制核脫硫化反應(yīng)工藝細(xì)調(diào),增壓風(fēng)機(jī) GGH等設(shè)備及系統(tǒng)運(yùn)行式調(diào)整優(yōu)化,及循環(huán)泵節(jié)能組合投運(yùn)等提高脫硫運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性措施. 9.議論文 龍輝.于永志 影響600MW機(jī)組濕煙氣脫硫裝置廠用電率主要素析 2006 針影響600MW機(jī)組濕式石灰石-石膏脫硫島廠用電率主要素,煤收基硫高低、煙氣量、采用同脫硫設(shè)備等脫硫廠用電率影 響進(jìn)行詳細(xì)析,內(nèi)現(xiàn)設(shè)計(jì)600MW機(jī)組采用濕煙氣脫硫工藝,設(shè)計(jì)煤種高熱值,低硫(硫低于0.7％),并且脫硫煙氣系統(tǒng)設(shè)GGH或設(shè)GGH ,脫硫廠用電率1.0％～1.1％;采用低熱值,高水設(shè)計(jì)煤種,脫硫廠用電率1.7％.采用高硫(硫高于4％)、等熱值煤種,脫硫廠用 電率高達(dá)1.98％.應(yīng)根據(jù)工程具體煤種情況核算脫硫系統(tǒng)主要設(shè)備(增壓風(fēng)機(jī)、漿液循環(huán)泵、磨粉機(jī)、真空泵、氧化風(fēng)機(jī)等主要設(shè)備)軸功率,初 步設(shè)計(jì)階段核算脫硫部廠用電率,完濕式石灰石-石膏脫硫島脫硫部廠用變?nèi)萘窟x擇. 10.位論文 杜謙 并流序降膜組脫除煙氣SO程研究 2004 前濕煙氣脫硫技術(shù)占主導(dǎo)位噴霧型石灰石—石膏煙氣脫硫.噴霧型吸收塔具許優(yōu)點(diǎn),存些問題.噴霧要求,循 環(huán)泵能耗較、噴嘴要求高;霧滴氣體包夾,脫水除霧困難,塔內(nèi)難實(shí)現(xiàn)高氣速,且煙氣帶水尾部設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重等.隨著脫硫程深入解 ,吸收塔內(nèi)化程能控制,結(jié)垢問題基本解決.本文針噴霧型吸收塔存問題及塔內(nèi)結(jié)垢問題解決基礎(chǔ),提新型并流 序降膜式濕煙氣脫硫工藝,旨利用降膜反應(yīng)器系列優(yōu)點(diǎn),塔內(nèi)降膜能提供充效氣液接觸反應(yīng)面,種高效氣液反應(yīng)器;塔內(nèi)氣、液 膜互貫通,防止脫硫煙氣攜帶霧滴,省卻除霧器,簡化系統(tǒng)設(shè)備,同減輕尾部設(shè)備腐蝕;塔內(nèi)能實(shí)現(xiàn)高氣速,縮塔體;塔內(nèi)氣相壓降 ,降膜通布液器采用溢流式形,且實(shí)現(xiàn)低液氣比,系統(tǒng)能耗低等特點(diǎn),降低脫硫裝置投資及運(yùn)行本;同本文旨利用并流序降膜塔內(nèi)氣、 液接觸表面積相已知,種良研究脫硫程機(jī)理反應(yīng)器特點(diǎn),濕式石灰石-石膏脫硫程進(jìn)行比較準(zhǔn)確研究,便更深入解濕脫 硫程,合理設(shè)計(jì)運(yùn)行脫硫設(shè)備提供理論依據(jù).本文新型并流序降膜式濕煙氣脫硫程進(jìn)數(shù)值模擬,并模擬結(jié)與試驗(yàn)結(jié)進(jìn)行比較 析.結(jié)表明,模型能較準(zhǔn)確并流降膜式濕煙氣脫硫程進(jìn)行模擬,能較準(zhǔn)確系統(tǒng)脫硫率、漿液剩余石灰石含量及各離濃度進(jìn)行預(yù)測.

二、請教火電廠干法，半干法，濕法脫硫的問題

半干法兼有濕法和

干法脫硫

的一些特點(diǎn)，指

脫硫劑

在干燥狀態(tài)下脫硫，在濕狀態(tài)下再生（如水洗

活性碳

再生流程），或者在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物（如噴霧干燥法）的

煙氣脫硫

技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有

濕法脫硫

反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又有干法無污水

廢酸

排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢而受到人們廣泛的關(guān)注。

現(xiàn)在國際上使用的脫硫工藝有很多，如：石灰石-石膏

濕法脫硫

、

循環(huán)流化床

干法脫硫

、半干法、海水法、氨法（NH3）、雙堿法、

氫氧化鎂

（MG（OH）2）法、

氫氧化鈉

法、（

威爾曼

—洛德法）等

三、請教火電廠干法，半干法，濕法脫硫的問題

目前，全世界投入實(shí)用且成熟的煙氣脫硫（FGD）技術(shù)不下幾十種，主要分為濕法、干法、半干法等幾大類，其中濕式鈣法（石灰石－石膏法）是當(dāng)前世界上技術(shù)最成熟、實(shí)用業(yè)績最多、運(yùn)行狀態(tài)最穩(wěn)定的脫硫工藝，應(yīng)用此類工藝的機(jī)組容量約占電站脫硫裝機(jī)總?cè)萘康?5%，應(yīng)用的單機(jī)容量已超過1000MW。其脫硫副產(chǎn)物石膏的處理一般有拋棄和回收兩種方法，這主要取決于市場對脫硫石膏的需求、石膏質(zhì)量以及是否有足夠的堆放場地等因素。濕式工藝的缺點(diǎn)是腐蝕比較嚴(yán)重、設(shè)備投資較大、運(yùn)行費(fèi)用較高、占地面積較大，宜用于大中型機(jī)組或含硫量高的小型機(jī)組；干法、半干法的優(yōu)點(diǎn)是投資和占地較省，但效率一般低于濕法，對小型機(jī)組或含硫量較低的中型機(jī)組較為適合。

目前，擁有濕式鈣法脫硫技術(shù)的公司較多，其反應(yīng)原理基本類似，主要工藝區(qū)別集中在吸收塔結(jié)構(gòu)的不同，例如填料塔、噴淋空塔、鼓泡塔、液柱塔等。填料塔由于結(jié)垢堵塞問題，已較少使用。各種類型的吸收塔各有特點(diǎn)，均有成功的業(yè)績，其中噴淋空塔采用霧化噴嘴，煙氣與吸收劑霧滴接觸，既可保證充分吸收，又無塔內(nèi)結(jié)垢堵塞之憂，故使用最為廣泛。

崇信發(fā)電有限公司采用的脫硫技術(shù)，是由武漢凱迪公司采用美國Babcock& Wilcox公司的工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。采用石灰石-石膏就地強(qiáng)制氧化脫硫工藝。脫硫劑為石灰石粉(CaCO3)與水配制的懸浮漿液,石灰石由于其良好的化學(xué)活性及低廉的價格因而而成為目前世界上濕法脫硫廣泛采用的脫硫劑制備原料。在吸收塔內(nèi)煙氣中的SO2與石灰石反應(yīng)后生成亞硫酸鈣,并就地強(qiáng)制氧化為石膏，石膏經(jīng)二級脫水處理可作為副產(chǎn)品外售。

吸收塔采用單回路噴淋塔設(shè)計(jì)，并將設(shè)置有5根噴槍式氧化空氣管的漿液池直接布置在吸收塔下部,塔內(nèi)吸收段設(shè)置三層標(biāo)準(zhǔn)噴淋層，每臺吸收塔共配3臺漿液循環(huán)泵。塔上部設(shè)置二級除霧器。塔內(nèi)煙氣入口上方設(shè)有托盤，保證入塔煙氣均勻分布，提高吸收效率。該工藝技術(shù)經(jīng)廣泛應(yīng)用證明是十分成熟可靠的。

本裝置采用一爐一塔配置，校核煤種 BMCR工況下全煙氣保證脫硫效率為95％。

原煙氣從進(jìn)入煙囪的水平主煙道引出，經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓進(jìn)入吸收塔經(jīng)托盤均布，與來自上部三層噴淋層的漿液逆流接觸，進(jìn)行脫硫吸收反應(yīng)，脫硫后的凈煙氣經(jīng)吸收塔頂部兩級除霧器初去攜帶的液滴通過煙囪排放至大氣。

脫硫劑石灰石通過濕式球磨機(jī)后制成～30%（wt）濃度的石灰石漿液，通過石灰石漿液供給泵連續(xù)補(bǔ)入吸收塔內(nèi)。

脫硫副產(chǎn)品石膏通過吸收塔排出泵，從吸收塔漿液池抽出，輸送至石膏旋流器(一級脫水系統(tǒng)) ，經(jīng)石膏旋流器脫水后的底流石膏漿液其含水率為50%左右，再送至皮帶脫水機(jī)(二級脫水系統(tǒng))進(jìn)一步脫水。脫水后石膏含水量不大于10％。在二級脫水系統(tǒng)中對石膏濾餅進(jìn)行沖洗，以使石膏中的Cl－含量小于0.01%，從而保證成品石膏的品質(zhì)。

1.1 脫硫島的基本概念

1.1.1 脫硫島的構(gòu)成及主要設(shè)備

石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)是一個完整的工藝系統(tǒng)，主要分成以下幾個分系統(tǒng)：煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、氧化空氣系統(tǒng)、石灰石漿液制備與供應(yīng)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水和冷卻水系統(tǒng)、漿液排放系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等。

脫硫島的主要設(shè)備有增壓風(fēng)機(jī)、擋板門、吸收塔、漿液循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、除霧器、旋流器、真空皮帶脫水機(jī)、濕式球磨機(jī)等。脫硫島同時配置有電氣、熱控設(shè)備及DCS、消防及火災(zāi)報警等輔助系統(tǒng)。

除以上系統(tǒng)之外，石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)也包括一些電廠常規(guī)的如照明、給排水等系統(tǒng)，對于這些電廠常規(guī)系統(tǒng)，不在本教材敘述范圍之內(nèi)。

1.1.2 脫硫島的原料和產(chǎn)品

電廠煙氣脫硫是指：將電廠鍋爐排出至煙囪前的含二氧化硫（SO2）的煙氣,通過合理的工藝流程和可靠的設(shè)備,進(jìn)行凈化處理，除去其中絕大部分SO2,然后再排入大氣環(huán)境中。

石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝（濕法工藝）是指：利用石灰石（CaCO3）細(xì)粒和水按比例制成的混合漿液作為濕式反應(yīng)吸收劑，與煙氣中的SO2反應(yīng)，降低煙氣中SO2的含量，以減少其污染性，同時產(chǎn)生可以綜合利用的石膏。

濕法工藝采用的原料為石灰石。先將石灰石和水按照一定的比例混合，用濕式球磨機(jī)直接磨成吸收漿液；在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2溶于水，與漿液中的碳酸鈣反應(yīng)生成亞硫酸鈣,然后在塔內(nèi)與鼓入的氧化空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去夾帶的細(xì)小液滴，凈煙氣排入煙囪。

濕法工藝的產(chǎn)品為石膏。系統(tǒng)中的石膏漿液經(jīng)排出泵打入石膏脫水系統(tǒng)，脫水后回收成品石膏，同時借此維持吸收塔內(nèi)漿液密度。

四、脫硫的工藝簡介

鋼鐵廠燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)

隨著近兩年鋼鐵行業(yè)和火電廠的大規(guī)模建設(shè), 對環(huán)保提出了新的挑戰(zhàn)。鋼鐵行業(yè)是國家重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),又是高能耗、高排放、增加環(huán)境負(fù)荷源頭的行業(yè)。鋼鐵生產(chǎn)在其熱加工過程中消耗大量的燃料和礦石,同時排放大量的空氣污染物。1996年鋼鐵工業(yè)二氧化硫(SO2) 排放量為97.8萬t,占全國工業(yè)SO2排放量的7. 5%,僅次于電力、煤氣、熱水的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)和化工原料及化學(xué)制品制造業(yè),居第3位。燒結(jié)工藝過程產(chǎn)生的SO2排放量約占鋼鐵企業(yè)年排放量40%～60%,控制燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)過程O2的排放,是鋼鐵企業(yè)SO2污染控制的重點(diǎn)。隨著燒結(jié)礦產(chǎn)量大幅度增加和燒結(jié)機(jī)的大型化發(fā)展, 單機(jī)廢氣量和SO2排放量隨之增大,控制燒結(jié)機(jī)煙氣SO2污染勢在必行。國外已投巨資對此進(jìn)行治理,甚至關(guān)閉了燒結(jié)廠。目前我國在燒結(jié)煙氣SO2脫除方面基本上還處于空白,僅有幾個小型燒結(jié)廠上了脫硫設(shè)施,而以燒結(jié)礦為主要原料的煉鐵生產(chǎn)又不允許大量關(guān)閉燒結(jié)廠。因此,對燒結(jié)煙氣進(jìn)行脫除處理是滿足今后日益嚴(yán)格的環(huán)保要求的唯一選擇。目前的關(guān)鍵是借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),開發(fā)應(yīng)用適合我國燒結(jié)特點(diǎn)的先進(jìn)脫硫工藝。

1. 燒結(jié)煙氣SO2主要控制技術(shù)

目前,對燒結(jié)煙氣SO2排放控制的方法有:

1)低硫原料配入法; 2)高煙囪稀釋排放; 3)煙氣脫硫法。

1. 1 低硫原料配入法

燒結(jié)煙氣中的SO2的來源主要是鐵礦石中的FeS2或FeS、燃料中的S(有機(jī)硫、FeS2或FeS)與氧反應(yīng)產(chǎn)生的,一般認(rèn)為S 生成SO2的比率可以達(dá)到85%～95%. 因此,在確定燒結(jié)原料方案時,適當(dāng)?shù)剡x擇配入含硫低的原料,從源頭實(shí)現(xiàn)對SO2排放量的控制,是一種簡單易行有效的措施。

該法因?qū)υ虾蛞髧?yán)格,使其來源受到了一定的限制,燒結(jié)礦的生產(chǎn)成本也會隨著低硫原料的價格上漲而增加。就目前原料短缺的現(xiàn)狀來看, 此法難以全面推廣應(yīng)用。

1. 2 高煙囪稀釋排放

燒結(jié)煙氣中SO2的質(zhì)量濃度一般在1000～3000 mg/m3且煙氣量大,若回收在經(jīng)濟(jì)上投資較大,故大多數(shù)國家仍以高煙囪排放為主,如美國煙囪最高達(dá)360m.

我國包鋼燒結(jié)廠目前采用低含硫原料、燃料,燒結(jié)煙氣經(jīng)200m高煙囪排放,SO2最大落地質(zhì)量濃度在0. 017mg/m3以下。寶鋼的燒結(jié)廠采用200 m高煙囪稀釋排放。這種方法簡單易行,又比較經(jīng)濟(jì)。從長遠(yuǎn)來看,高煙囪排放僅是一個過渡。但在當(dāng)時條件下,采用高煙囪稀釋排放作為控制SO2 污染的手段是正確的。

1. 3 煙氣脫硫法

低硫原料配入法和高煙囪排放簡單易行,又較經(jīng)濟(jì)。但我國SO2的控制是排放濃度和排放總量雙重控制,因此,為根本消除SO2污染,煙氣脫硫技術(shù)在燒結(jié)廠的應(yīng)用勢在必行。

煙氣脫硫是控制燒結(jié)煙氣中SO2污染最有效的方法。目前世界上研發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)有200多種,進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的只有10余種,我國也先后引進(jìn)了不同的脫硫裝置主要用于火電廠,而國內(nèi)用于燒結(jié)煙氣脫硫的技術(shù)進(jìn)展較慢。國內(nèi)僅有幾個小燒結(jié)上了脫硫設(shè)施。如廣鋼2臺24平燒結(jié)機(jī)采用雙堿法工藝,臨汾鋼廠利用燒結(jié)煙氣處理焦化廢水等,因脫硫設(shè)施或多或少存在一些問題,所以運(yùn)行也不正常。

2. 燒結(jié)煙氣的特點(diǎn)

燒結(jié)煙氣是燒結(jié)混合料點(diǎn)火后,隨臺車運(yùn)行,在高溫?zé)Y(jié)成型過程中所產(chǎn)生的含塵廢氣。它與其他環(huán)境含塵氣體有著明顯的區(qū)別,其主要特點(diǎn)是:

1) 煙氣量大,每生產(chǎn)1t燒結(jié)礦大約產(chǎn)生4000～6000m3煙氣。

2) 煙氣溫度較高,隨工藝操作狀況的變化,煙氣溫度一般在150 ℃上下。

3) 煙氣挾帶粉塵多。

4) 含濕量大。為了提高燒結(jié)混合料的透氣性, 混合料在燒結(jié)前必須加適量的水制成小球,所以含塵煙氣的含濕量較大,按體積比計(jì)算,水分含量在 10 %左右。

5) 含有腐蝕性氣體。高爐煤氣點(diǎn)火及混合料的燒結(jié)成型過程,均將產(chǎn)生一定量的SOx,NOx,它們遇水后將形成酸,對金屬結(jié)構(gòu)會造成腐蝕。

6) 含SO2濃度較低,根據(jù)原料和燃料差異而變化,一般在1000～3000 mg/m3 .

3. 燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)

3. 1 技術(shù)現(xiàn)狀分析

燒結(jié)煙氣脫硫的研究,日本居于世界領(lǐng)先地位, 按照嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn),在上世紀(jì)70年代建設(shè)的大型燒結(jié)廠采用了燒結(jié)煙氣脫硫法,脫硫工藝多為濕式吸收法。80年代以后,主要采用鋼渣石膏法、氨硫銨法、活性焦吸附法、電子束照射法等。

鋼渣石膏法是利用轉(zhuǎn)爐廢渣研磨制成的漿液為脫硫劑,產(chǎn)品為低濃度石膏。該法脫硫效率高、投資省。利用了廢渣,但易結(jié)垢、產(chǎn)品不能利用。

氨硫銨法脫硫工藝是利用焦化廠產(chǎn)生的氨氣, 脫除燒結(jié)煙氣中的SO2 . 該法脫硫效率高,副產(chǎn)品可利用。但存在氨損、副產(chǎn)物穩(wěn)定化、副產(chǎn)品品質(zhì)、副產(chǎn)品的市場化等問題。

活性焦吸附法煙氣脫硫在脫除SO2的同時,能不同程度脫除廢氣中的HCl 、HF等有害氣體;裝置占地面積較小;副產(chǎn)品經(jīng)綜合加工后可利用。但存在運(yùn)行成本高、設(shè)備龐大且造價高、腐蝕問題突出、硫資源回收處理等外圍系統(tǒng)復(fù)雜、系統(tǒng)長期運(yùn)行穩(wěn)定性差等問題。

電子束法煙氣脫硫能同時脫硫脫硝,過程簡單, 不產(chǎn)生廢水廢渣,副產(chǎn)品可用作化肥。但系統(tǒng)的安全性差,運(yùn)行成本高,電子加速器價格昂貴,脫硫產(chǎn)物難以有效捕集及利用,應(yīng)用范圍受到限制。

3. 2 密相干塔煙氣脫硫技術(shù)

密相干塔煙氣脫硫技術(shù)是北京科技大學(xué)環(huán)境工程中心針對我國國情開發(fā)的一種先進(jìn)的半干法煙氣脫硫技術(shù),具有脫硫效率高、投資運(yùn)行費(fèi)用低、可靠性高、占地面積小、無廢水產(chǎn)生、副產(chǎn)物易處理等優(yōu)點(diǎn)。在歐洲,已有20多家相當(dāng)規(guī)模的電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和工業(yè)爐窯工業(yè)化應(yīng)用了該技術(shù)。

3. 2. 1工藝過程

該工藝的原理是利用干粉狀的鈣基脫硫劑,與密相干塔及布袋除塵器除下的大量循環(huán)灰一起進(jìn)入加濕器內(nèi)進(jìn)行增濕消化,使混合灰的水分含量保持在3%到5%之間,加濕后的循環(huán)灰由塔上部進(jìn)料口進(jìn)入塔內(nèi),工藝流程如圖1所示。含水分的循環(huán)灰有極好的反應(yīng)活性和流動性,與由塔上部進(jìn)入的煙氣發(fā)生反應(yīng)。脫硫劑不斷循環(huán)利用,脫硫效率可達(dá)95%。最終脫硫副產(chǎn)物由灰倉溢流出循環(huán)系統(tǒng),通過氣力輸送裝置送入廢料倉。

整個工藝流程主要包括:

1) SO2的吸收。預(yù)除塵后的煙氣由塔上部入口進(jìn)入,在塔內(nèi)與高活性的鈣基脫硫劑進(jìn)行SO2 吸收反應(yīng),反應(yīng)后的煙氣由塔下部煙道出口排出,經(jīng)除塵器除塵凈化后排入大氣。

2) 脫硫劑的循環(huán)利用。塔內(nèi)落下的反應(yīng)產(chǎn)物、除塵器收集的顆粒物和新吸收劑一起通過輸送裝置輸送到塔上部的加濕器內(nèi),在加濕器內(nèi)加少量水增濕活化后再次進(jìn)入塔內(nèi)進(jìn)行脫硫反應(yīng),實(shí)現(xiàn)脫硫劑的循環(huán)利用。

3) 該過程發(fā)生的主要反應(yīng)式如(1)～(7) 。

CaO + H2O —>Ca (OH) 2 , (1) Ca (OH) 2 + SO2 + 1/ 2H2O—>CaSO3 •1/2H2O + H2O , (2) Ca (O H) 2 + SO3 + H2O—>CaSO4 •2H2O , (3) CaSO3 •1/2H2O + 1/ 2O2 + 3/ 2H2O —>CaSO4 •2H2O , (4) Ca (O H) 2 + CO2 CaCO3 + H2O , (5) Ca (OH) 2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O , (6) Ca (O H) 2 + 2HF CaF2 + 2H2O. (7)

3. 2. 2 工藝特點(diǎn)

1) 脫硫劑用量少而且利用率高,循環(huán)過程中的脫硫劑顆粒在攪拌器的破碎作用及煙氣強(qiáng)烈湍流引起的相互摩擦作用下,包裹著CaSO3(或CaSO4)外殼的未反應(yīng)的Ca(OH)2不斷裸露出來,使脫硫反應(yīng)不斷充分地進(jìn)行,脫硫率高達(dá)95%,同時可以去除SO3、HCl、HF等;

2) 耗水量低,脫硫劑通過加濕提高其活性所用的水非常少,通常循環(huán)脫硫劑的含水質(zhì)量比為3%～5%;

3) 塔內(nèi)的攪拌器強(qiáng)化了傳質(zhì)過程,延長了脫硫反應(yīng)的時間,保證了系統(tǒng)的運(yùn)行效果;

4) 系統(tǒng)對不同SO2 濃度的煙氣及負(fù)荷變化的適應(yīng)能力極強(qiáng),這是該技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn);

5) 脫硫劑在整個脫硫過程中處于干燥狀態(tài),操作溫度高于露點(diǎn),沒腐蝕或冷凝現(xiàn)象,無廢水產(chǎn)生;

6) 塔體用普通鋼材制作,無需合金、涂料和橡膠襯里等特殊防腐措施;

7) 煙氣無需再加熱即可排放。

3. 2. 3 系統(tǒng)的自動控制

整個工藝過程設(shè)兩個控制回路:通過調(diào)節(jié)加濕器內(nèi)加入水量來保證密相干塔中反應(yīng)的溫度及恒定的煙氣出口溫度;通過對進(jìn)出口煙氣流量和SO2 濃度的連續(xù)監(jiān)測,調(diào)整吸收劑的加入量。

4.　建議

目前,煙氣脫硫的工藝很多,對于燒結(jié)煙氣的脫硫處理,要針對煙氣特點(diǎn)并結(jié)合現(xiàn)場的情況,做出合理的選擇。

1) 工藝選擇應(yīng)堅(jiān)持以下原則:技術(shù)先進(jìn)成熟且符合企業(yè)自身的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境狀況、設(shè)備簡單可靠且操作簡便、自動化程度高、投資省、脫硫率較高且穩(wěn)定、運(yùn)行成本與能耗低、脫硫劑來源廣泛、副產(chǎn)品易于處理且不產(chǎn)生二次污染。

2) 密相干塔煙氣脫硫工藝屬于半干法脫硫工藝,完全符合上述的工藝選擇原則,適合進(jìn)行燒結(jié)煙氣的脫硫處理。

3) 燒結(jié)過程中,煙氣中SO2的濃度是變化的, 有時變化的幅度大且頻率高,其頭部和尾部煙氣含 SO2濃度低,中部煙氣含SO2濃度高。為減少脫硫裝置的規(guī)模,可只將含SO2濃度高的煙氣引入脫硫裝置,這樣可以節(jié)約大部分資金。

4) 加快推進(jìn)燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用,逐步消除我國SO2和酸雨的污染對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的消極影響,促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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