[工程科技]脱硫FGD培训教程.doc

脱硫FGD培训教程1．概述目前，全世界投入实用且成熟的烟气脱硫（FGD）技术不下几十种，主要分为湿法、干法、半干法等几大类，其中湿式钙法（石灰石－石膏法）是当前世界上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺，应用此类工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的85%，应用的单机容量已超过1000MW其脱硫副产物石膏的处理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湿式工艺的缺点是需要充分考虑防腐问题，设备投资较大，运行费用较高，对占地和供水要求大，宜用于大中型机组或含硫量高的小型机组；干法、半干法的优点是投资和占地较省，但效率一般低于湿法，对小型机组或含硫量较低的中型机组较为适合拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多，其反应原理基本类似，主要工艺区别集中在吸收塔结构的不同上，例如重庆珞璜电厂采用填料塔、广东瑞明电厂采用单回路喷淋空塔，有的电厂采用双回路喷淋塔、鼓泡塔等填料塔由于结垢堵塞问题，已较少使用各种类型的吸收塔各有特点，均有成功的业绩，其中喷淋空塔采用雾化喷嘴，烟气与吸收剂雾滴接触，既可保证充分吸收，又无塔内结垢堵塞之忧，故使用最为广泛。

1．1 脱硫岛的基本概念1．1． 1脱硫岛的构成石灰石－石膏湿法脱硫系统（即脱硫岛或称FGD系统）是一个完整的工艺系统，一般分成以下几个分系统：烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、排放系统、压缩空气系统等脱硫岛的主要设备一般有导入烟道、旁路烟道、升压（增压）风机、烟气换热器（GGH）、吸收塔及循环泵、氧化风机、除雾器、石灰石给料（粉仓）系统、旋流器、真空泵、石膏脱水机、石膏排出泵、工艺水泵、罐、槽等脱硫岛同时配置有电气、热控设备及DCS、消防及火灾报警等辅助系统除以上系统之外，石灰石－石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照明、给排水等系统，对于这些电厂常规系统，不在本教材叙述范围之内1.1.2脱硫岛的原料和产品电厂烟气脱硫是指：将电厂锅炉排出至烟囱前的含二氧化硫（SO2）的烟气,通过合理的工艺流程和可靠的设备,进行净化处理，除去其中绝大部分SO2,然后再排入大气环境中石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺（湿法工艺）是指：利用石灰石（CaCO3）细粉和水按比例制成的混合浆液作为湿式反应吸收剂，与烟气中的SO2反应，降低烟气中SO2的含量，以减少其污染性，同时产生可以综合利用的石膏（见参考流程图和平面布置图）。

湿法工艺采用的石灰石脱硫吸收剂，价廉易得先将石灰石破碎磨细成粉状，然后直接与水混合搅拌制成吸收浆液；部分湿法工艺采用石灰(CaO)作吸收剂,吸收能力和吸收速度更强在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2溶于水，与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙,然后在塔底与鼓入的氧化空气发生化学反应，最终反应产物为石膏脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液滴，经烟气换热器加热升温后排入烟囱湿法工艺的唯一产品为石膏系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水系统，脱水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度由于吸收浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率较高1.1.3 脱硫反应原理石灰石－石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：（1）在脱硫吸收塔内，烟气中的S02首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，并部分电离：SO2 ＋ H2O → H2SO3 → H＋ ＋HSO3－ → 2H＋ ＋SO32－（2）与吸收塔浆液中的CaCO3细颗粒反应生成CaSO3·1/2H2O细颗粒：CaCO3 ＋ 2H＋ → Ca2+ ＋ H2O ＋CO2 ↑Ca2+ ＋ SO32- → CaSO3 ·1/2H2O↓＋ H＋（3） CaSO3 ·1/2H2O被鼓入的空气中的氧氧化，最终生成石膏CaSO4·2H2OHSO3－ ＋ 1/2 O2 → H+ ＋SO42-Ca2+ ＋ SO42- ＋ 2H2O → CaSO4·2H2O ↓上述反应中第一步是较关键的一步，即S02被浆液中的水吸收。

根据S02的化学特性，S02在水中能发生电离反应，易于被水吸收，只要有足够的水，就能将烟气中绝大部分S02吸收下来但随着浆液中HSO3－和SO32－离子数量的增加，浆液的吸收能力不断下降，直至完全消失因此要保证系统良好的吸收效率，不仅要有充分的浆液量和充分的气液接触面积，还要保证浆液的充分新鲜上述反应中第二和三步其实是更深一步的反应过程，目的就是不断地去掉浆液中的HSO3－和SO32－离子，以保持浆液有充分的吸收能力，以推动第一步反应的持续进行1．2．设计的条件（1） 吸收剂的参数编号项目单位数据备注(1)CaO%>52.5(2)MgO%<0.2(5)SiO2%<1.5(7)细度(325目 过筛率≮90%)μm≯43（2） 工艺水的参数项目单位设计水质校核水质PHPH7.597.59全固形物mg/l可溶固形物mg/l16681668悬浮物mg/l101101灼烧减量mg/l总碱度mmol/l4.534.53OH－mmol/lHCO3-mmol/l180180CO32-mmol/l总硬度mmol/l10.6210.62Na+mmol/l1006.91263.5Ca2+mmol/l280.44344.4Mg2+mmol/l197.88243.00Fe3+mg/lSO42-mg/l566.35695.5Cl－mg/l1995.202450.2NO3-mg/l0.621.5NO2-mg/lNH4+mg/l1.441.44CODMNmg/lO21．3．性能指标（1） 烟气参数一期烟气参数序号指标名称数值备注1FGD进口烟气量（Nm3/h,湿,5.89%O2）2´5247852FGD进口烟气量（Nm3/h,干, 6.32%O2）2´4889873FGD进口SO2浓度（mg/Nm3,干, 6.32%O2）14234FGD出口SO2浓度（mg/Nm3,干, 6.32%O2）725FGD出口含尘浓度（mg/Nm3,干, 6.32%O2）＜1006FGD进口烟气温度（℃）135.27FGD出口烟气温度（℃）808系统脱硫效率（％）≥959系统可用率（％）≥ 9810FGD使用年限（年）3011负荷变化范围（％）25－10012石灰石粒径要求（mm）90%≤43μm13石灰石浆浓度（％）30浆液制备14吸收塔浆池Cl浓度（ppm）2000020000运行值15故障烟温（℃）＞160旁路运行16钙硫比Ca/S（mol）≤1.0317运行人员（人／班）与二期合并二期烟气参数序号指标名称数值备注1FGD进口烟气量（Nm3/h,湿,5.68%O2）2´10184042FGD进口烟气量（Nm3/h,干, 6.11%O2）2´10938063FGD进口SO2浓度（mg/Nm3,干, 6.11%O2）14444FGD出口SO2浓度（mg/Nm3,干, 6.11%O2）725FGD出口含尘浓度（mg/Nm3,干, 6.11%O2）＜506FGD进口烟气温度（℃）125.117FGD出口烟气温度（℃）808系统脱硫效率（％）≥959系统可用率（％）≥ 9810FGD使用年限（年）3011负荷变化范围（％）25－10012石灰石粒径要求（mm）90%≤43μm13石灰石浆浓度（％）30浆液制备14吸收塔浆池Cl浓度（ppm）20000运行值15故障烟温（℃）＞160旁路运行16钙硫比Ca/S（mol）≤1.0317运行人员（人／班）5与一期合并（2） 石膏品质项 目单位指 标－湿度<10－纯度％>90－PH值6-8－气味无－颜色（白度）淡灰白色－平均粒径40μm－MgO（水溶性）％－Na2O（水溶性）％－K2O％－Cl（水溶性）％<0.0002－CaSO3·H2O（以SO2表示）％<0.2－（可氧化有机物）－烟灰（以C表示）％<0.004铅（Pb）mg/l镍（Ni）mg/l钒（V）mg/l联氨mg/l油mg/lS2－mg/l苯酚mg/lCN－mg/lF－mg/l<0．01总溶解固体mg/l2．1 烟气系统2.1.1系统简介一、二期整个烟气系统采用将升压风机布置在吸收塔上游烟气侧运行的方案, 以保证整个FGD系统均为正压操作, 并同时避免升压风机可能受到的低温烟气的腐蚀, 从而保证了升压风机及至的整个FGD系统安全长寿命运行。

一期从电厂1、2号锅炉来的原烟气, 分别由烟道引至FGD系统经过两台原烟气挡板两路烟气汇合后进入升压风机，烟气升压后进入GGH原烟气的热量在GGH中被交换在设计工况下, 其温度由135.2℃降至101℃，冷却了的原烟气进入吸收塔进行脱硫反应在吸收塔内原烟气与石灰石浆液充分接触反应脱除其中的SO2, 原烟气温度进一步降低至饱和温度47.22℃脱硫后的净烟气经除雾器，返回GGH, 被加热后，温度升至80℃以上后经过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱，排放到大气中二期从电厂3、4号锅炉来的原烟气，分别由烟道引至本次设计的FGD系统经过两台原烟气挡板后, 进入各自的升压风机，升压后,两路烟气汇合，进入GGH原烟气的热量在GGH中被交换，在设计工况下, 其温度由125.1℃降至89.3℃，冷却了的原烟气进入吸收塔进行脱硫反应在吸收塔内原烟气与石灰石浆液充分接触反应脱除其中的SO2, 原烟气温度进一步降低至饱和温度45.53℃脱硫后的净烟气经除雾器，返回GGH, 被加热后，温度升至80℃以上后经过净烟气烟道、净烟气挡板和烟囱，排放到大气中一期为了将FGD系统与锅炉分离开来，在整个烟气系统中共设置有5个带气动执行机构的、保证零泄露的烟气挡板门, 其中2个原烟气挡板(设于FGD入口)、1个净烟气挡板(设于FGD出口)、2个旁路挡板。

当脱硫系统正常运行时，旁路挡板关闭，原烟气挡板和净烟气挡板开启，原烟气分别通过两个原烟气挡板后汇合进入FGD装置进行脱硫反应在要求关闭FGD系统的紧急状态下，旁路挡板自动快速开启，原烟气挡板和净烟气挡板自动关闭为防止烟气在挡板门中的泄露，原烟气挡板设置有密封空气系统该系统包括密封风机、电。