脱硫原理及工艺系统构成

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1、脱硫原理及工艺系统构成一、燃煤SO2的排放煤中硫可分为可燃硫和不可燃硫，有机硫（So）、硫铁矿硫（Sp）和单质硫（Sei）都能在空气中燃烧，属可燃硫。硫酸盐硫（Ss）属于固定硫，不可燃。煤中各种形态的硫总称为全硫（St）,即St＝Ss＋So＋Sp＋Sei，可燃硫是烟气中SO2的直接来源，化学反应方程式如下：S+O2=SO23FeS2＋8O2＝Fe3O4＋6SO2我厂设计煤种为黄陵煤，煤中收到基硫的百分含量为：设计煤种：0.51％，校核煤种：0.52％，属于含硫量低的煤种（一般我国煤中硫百分含量为1％－5％以下）。我国《火电厂大气污染物排放标准》规

2、定：火电厂SO2和NOx最高允许排放标准（mg/m3）SO2排放标准燃料所含硫份≤1.0％燃料所含硫份≥1.0％21001200NOx排放标准液体排渣固体排渣1000650二、湿法石灰石――石膏法脱硫原理及工艺技术1.2.2反应原理用于去除SOx的浆液收集在吸收塔浆池内。吸收塔浆池分为氧化区和结晶区，在上部氧化区内，氧化空气通过一个分配系统吹入，在PH值为4-5的浆液中生成石膏；在结晶区，石膏晶种逐渐增大，并生成为易于脱水的较大的晶体，新的石灰石浆液也被加入这个区域。1.2.3化学过程化学反应过程描述如下：石灰石的溶解：CaCO3+CO2+H2O

3、®Ca(HCO3)2与SO2反应：Ca(HCO3)2+2SO2®Ca(HSO3)2+2CO2氧化：Ca(HSO3)2+CaCO3+O2®2CaSO4+CO2+H2O石膏生成：CaSO4+2H2O®CaSO4×2H2O去除SO2总反应方程式：CaCO3+SO2+½O2+2H2O®CaSO4×2H2O+CO2石灰石在水中的低溶解性在吸收塔内被二氧化碳提高。通过溶解过程，生成碳酸氢钙。碳酸氢钙与二氧化硫反应生成可溶的亚硫酸氢钙。在氧化区，亚硫酸氢钙与空气中的氧发生反应，生成硫酸钙。浆液中的硫酸钙再结晶生成二水硫酸钙，即石膏。整个脱硫反应在吸收塔塔内区域

4、的化学反应如图2所示。1.3系统描述1.3.1吸收塔系统吸收塔由吸收塔浆池和吸收区及除雾器区组成。烟气中SOx的去除和石膏的生成就在吸收塔内完成。布置3层喷淋层，浆液通过喷嘴成雾状喷出。循环泵把吸收塔浆池中的浆液输送至喷淋层。最上面的喷淋层只布置与烟气逆流的喷嘴，其余喷淋层均布置有顺流和逆流双向喷射喷嘴。SOx被喷淋浆液吸收，并与之反应。通过吸收区后的净烟气经位于吸收塔上部的两级除雾器后排出。空气通过氧化风机送入氧化区，氧化空气在进入吸收塔之前在管道中被加入工艺水，目的是为了冷却并使氧化空气达到饱和状态。通过这种方式，可以防止热的氧化空气在进入吸

5、收塔时，在氧化空气管出口使浆液中的水份蒸发而造成出口浆液粘结、结垢的现象发生。氧化空气经过一个特殊的分配系统进入氧化区。这个分配图2吸收塔各区域化学反应原理图系统是由几个管道组成的管线系统构成。氧化空气通过氧化管道上的开孔喷入浆液。由于开孔向下，FGD停运时，浆液中的固体不会进入氧化空气分配系统。氧化空气分配管布置在分区管之间，相应减少了吸收塔自由横截面，增加了浆液喷入结晶区的流速，从而阻止了浆液从结晶区向氧化区的回流混合。因为回流混合将会增加氧化区的pH值，以至于使氧化反应变得困难。结晶区位于吸收塔浆池中氧化区下部。在结晶区，逐渐形成大的易于旋

6、流器分离的石膏晶体。结晶过程要求浆液中固体含量在最大180g/l，同时在浆池中要有足够的停留时间。新的石灰石浆液也在此区域加入，以保持吸收剂的活性。通过控制系统调节加入的浆液量。石膏浆液通过石膏浆液泵输送至石膏旋流站，石膏浆液泵的吸入口位于氧化空气分配系统的下部。喷淋浆液在吸收塔中被氧化和更新，通过吸收塔循环泵输送至喷淋层。通常情况下，1台、2台、3台循环泵同时运行，这取决于未处理烟气量的大小及烟气中SO2的含量；为了保障吸收塔内的安全运行，至少2台吸收塔循环泵同时运行。吸收塔浆池还配置有脉冲悬浮系统，由一运一备的两台脉冲悬浮泵组成。脉冲悬浮系统

7、的喷嘴把浆液喷向吸收塔底部，防止底部浆液沉积。脉冲悬浮泵有两个吸入管，通常情况下使用低位的吸入口。脉冲悬浮泵启动时，浆液取自高位吸入口，运行一段时间后，底部的固体沉积物被悬浮起来，然后转换至低位吸入口运行。因为在任何负荷情况下脉冲悬浮泵均运行，所以分析仪表（pH计与密度计）及事故排浆管道安装在脉冲悬浮泵排出管上。当烟气通过吸收区时会带走液滴。为了满足净烟气的要求及防止液滴在下游部件中发生沉积，大部分液滴必须被再次分离。在吸收塔上部安装了一个两级除雾器，当净烟气通过第一级除雾器时，大部分液滴被分离出来，通过第二级除雾器可以获得更好的分离效果。在除雾

8、器的表面会产生固体沉积，因此必须设置冲洗水。烟气蒸发会带走吸收塔内的一部分水，同时石膏浆液排出也会带走一部分水，因此吸收塔的液位会降低。