锅炉湿法脱硫可行性研究报告(5)

第六章 脱硫工程设想

6.1 脱硫装置的总平面布置

本布置按一炉一塔（喷淋式空腔塔）、无升压风机布置。

脱硫系统按其工艺特性集中布置于炉后烟囱南侧。脱硫采取一炉一塔的布置方式，无升压风机，两台炉吸收塔布置在炉后烟囱南侧，两台炉吸收塔的西侧及东侧分别布置吸收塔浆液循环泵。再生池和澄清池利用已经建成两个300m3的沉淀池（加以改造）。

6.2 一炉一塔脱硫工艺系统设计

6.2.1 脱硫工艺系统

本工程烟气脱硫技术为双碱法湿法烟气脱硫工艺。方案设计采用先进的喷淋塔（悬流洗涤方式）工艺，塔内上部设置喷淋层，出口烟道上设二级除雾器。在吸收塔内，烟气中的SO2被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的NaOH发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，在吸收塔的后部设有旋风分离器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液滴量低于75mg/Nm3下排出。其他同样有害的物质如飞灰，SO3，HCL和HF也大部分得到去除。

氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的二氧化硫，然后再用生石灰加水熟化成氢氧化钙溶液作为第二碱，再生吸收液中NaOH，付产品为石膏。再生后的吸收液送回脱硫塔循环使用。

6.2.2脱硫工艺系统设计

两台炉各用一套脱硫吸收塔。每套旋流脱硫除尘塔有以下设备组成：脱硫塔本体，主筒内有四层喷嘴，烟气经下部切向进入除尘脱硫塔,使烟气呈高速旋转气流。.在高速旋转气流中再加以四道旋转喷咀,喷流逆向喷淋注入碱性水，使水气充分接触，利用水气相对运动使水在烟气旋转离心力作用下被甩到除尘脱硫塔内壁自动形成水膜,起到非常好的除尘脱硫效果，烟气到除尘脱硫塔上部再进入脱水筒,烟气呈螺旋上升脱水。脱水后的烟气进入热交换器于除尘脱硫前的高温烟气进行热交换，对净烟气进行升温，从而有效介决低温潮湿烟气造成引风机等的腐蚀。

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（1）SO2吸收系统

SO2吸收系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括吸收塔、喷嘴、脱水筒和浆液循环泵等设施、设备。在吸收塔内，烟气中的SO2被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的NaOH发生反应，最终生成亚硫酸钠和亚硫酸氢钠，在吸收塔的后部设有旋风分离器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液滴量低于75mg/Nm3下排出。

脱硫塔采用开式喷淋塔（即“空塔”），结构简单，运行可靠，不会因为浆液中的固态物质和灰份在塔内件沉积和结垢。在喷淋塔内，吸收浆液与烟气逆流结构设计。采用四层喷嘴将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效率，并具有一定的除尘效果。

脱硫塔采用碳钢衬鳞片，上部分为喷淋层和脱水筒两部分，每塔配置2台循环泵（一备一用）。

当脱硫系统解列或出现事故停机需要检修时，脱硫塔内的浆液流入沉淀反应池。 （2）烟气系统

锅炉机组燃煤的全部烟气量经各自的除尘器被送进脱硫塔，经洗涤脱硫后的烟气温度约60℃，经引风机被送进共用烟道，最终由共用烟囱排入大气。

锅炉正常运行时，其脱硫系统亦同时运行。正常运行时，无论脱硫装置处于何种工况都不会对锅炉和发电机组产生影响。吸收塔低负荷运行时，可按吸收塔特性停运一层喷嘴。

整个脱硫系统随锅炉一起检修，更换喷嘴不需要停运锅炉。。 （3）控制和电气系统

除尘脱硫系统将配备一套控制系统，能适应锅炉变负荷运行，极大地减少操作员的干预。更重要的是系统中还设置了连锁保护和其它安全措施，以防止高温对系统设备的损坏及保障系统的可用性、设备的保护及安全。

（4）脱硫副产品处理系统

通过抓斗吊从循环沉淀池抓走石膏，最后将石膏一起外运或作其他处理。 （5）工艺水系统

FGD装置所用的工艺水来源于电厂主体工程的工业水。2台炉两炉共设一个工艺水箱。两塔共配2台工艺水泵 (1用1备)。

在FGD装置内水的损耗主要用于石膏附带水分和结晶水、以及蒸发水。这些损耗通

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过输入新鲜的工艺水来补足。

工艺水还用来清洗吸收塔除雾器，同时也用作清洗所有输送浆液管道的冲洗水，包括：石灰石浆液系统、排放系统、石膏浆液管道、吸收塔循环管道的清洗用水。

除雾器冲洗水泵接电厂保安电源，当全厂断电时，保证能够启动冲洗水泵对吸收塔进行冲洗。

（6） 废水处理系统

本工程脱硫废水排往再生池和澄清池，循环利用，不外排。 6.2.3脱硫系统和现有系统的影响

（1）FGD装置和现有系统的相互影响 本项目采用双碱法湿法烟气脱硫工艺（FGD），设置于系统现有除尘器后(其中2#锅炉配套水膜除尘器,4#锅炉配套静电除尘器),引风机和烟囱前，并形成一个相对独立的脱硫系统。烟气自烟道引出经过FGD装置脱硫后返回烟道，故这种工艺相对于其它脱硫工艺与主系统之间的关系比较简单。

（2） 现有系统对FGD装置的影响

（1）实际煤种的变化对FGD装置有一定的影响，因为煤成分的变化将直接导致烟气量，烟气中各成分的比例、SO2浓度、SO3浓度、酸露点等参数的变化，从而对FGD装置的设计、运行和防腐产生影响。

（2）锅炉负荷大幅度下降时，由于FGD装置浆液系统流量不可能同步作大幅度调整，FGD装置的单位能耗将随之上升。

（3）若燃烧系统中空气预热器的漏风系数发生严重的偏差，也会对FGD装置产生影响。

（4）静电除尘器或水膜除尘器除尘效率的变化导致FGD装置进口的飞灰浓度发生变化，该数值除影响酸结露过程外，当机组烟气含尘量偏高时，烟尘会被大量捕集于石膏浆中影响脱硫副产物石膏的质量与综合利用。

（5）若锅炉燃烧系统发生故障造成烟气温度超过最大允许值或烟气超压/低压超过最大允许值，FGD装置必须解列。

（3）FGD装置对现有系统的影响

静电除尘器或水膜除尘器出来的干烟气经FGD装置吸收塔喷淋脱硫后，脱硫浆液中的水分大量蒸发进入烟气，导致脱硫后的净烟气温度下降较多，成为具有较强酸腐蚀性

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的湿烟气。与湿烟气接触的烟道需进行内防腐改造。

脱硫后排入烟囱的烟气温度下降至～50℃(无GGH)，烟囱的内压有所增大，脱硫装置投运后，应加强对烟囱的监察，如发现异常及时采取必要措施，确保烟囱安全。

6.3主要设备选型

6.3.1 主要设备选型原则

(1)烟道设计应符合中华人民共和国电力行业标准《火力发供热公司烟风煤粉管道设计技术规程》（DL/T5121-2000）。

(2)脱硫塔的基本技术要求

①当锅炉在70-110%BMCR工况下，燃用设计煤种情况下，保证脱硫效率≥90%、排尘浓度≤50mg/Nm3

②)脱硫塔采用开式喷淋塔（即“空塔”），结构简单，运行可靠，不会因为浆液中的固态物质和灰份在塔内件沉积和结垢。在喷淋塔内，吸收浆液与烟气逆流结构设计。采用四层喷嘴将脱硫剂浆液以雾状均匀地喷洒于充满烟气的塔中，以保证高脱硫吸收效率，并具有一定的除尘效果。脱硫塔采用碳钢衬鳞片，上部分为喷淋层和脱水筒配置2台循环泵（一备一用）。

③)脱硫塔采用碳钢内衬玻璃鳞片，系统使用寿命10年. （3） 工艺部分基本技术要求

①采用湿式双碱法脱硫工艺，主要为脱硫塔系统（每台锅炉配置单独脱硫塔）、烟气系统、吸收剂供应及制备系统、脱硫液循环及再生系统、脱硫渣处理系统、工艺水系统和电气及仪表控制系统等组成。

②) 脱硫系统采用石灰粉作为消耗剂，来源由业主方提供。

③脱硫系统应同时满足煤质在下列范围的变化：即硫（Sar）的波动范围1.0%～3%、灰（Aar）的波动范围20%～40%、烟气量增加10%、烟温增加10℃等，此时脱硫效率保证值为大于90%。

④脱硫塔在Ca/S摩尔比为小于1.05，最低脱硫率保证值为90%。

⑤脱硫塔不影响机组的安全、稳定运行。脱硫不会降低机组的出力，不会影响锅炉效率。

⑥脱硫后的主要副产物为石膏，可以作为建筑材料使用。

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⑦)对脱硫装置产生的副产物为稳定性物质，不会对环境造成二次污染。 6.3.2 主要设备

（1）吸收塔（喷淋空塔）

吸收塔是脱硫设备的关键设备。根据结构特点，可分为喷淋塔、填料塔、塔板洗涤塔、流化床洗涤塔、文丘里洗涤器等。

本工程吸收塔采用目前脱硫装置技术成熟可靠、被广泛应用的喷淋空塔，内有搅拌器、氧化空气分布系统、喷淋层及玻璃鳞片防腐内衬。设计寿命30年。其有关技术参数如下：

－吸收塔型式 －吸收塔入口烟气量 －吸收塔出口烟气量 －设计压力 －浆液循环停留时间 －浆液全部排空所需时间 －液/气比(L/G) －烟气流速 －烟气在吸收塔内停留时间 －化学计量比CaCO3/去除的SO2 －浆池固体含量: 最小/最大 －浆液含氯量 －浆液PH值 －吸收塔吸收区直径 －吸收塔吸收区高度 －浆池区直径（或长×宽） －浆池高度 －浆池液位正常/最高/最低 －浆池容积 －吸收塔总高度 单位 Nm3/h Nm3/h Pa min. H l/m3 m/s S mol / mol Wt% g / l m m m m m m3 m 喷淋 557898 590130 ?5000 3.5 12 16.6 5.86 3.5 1.03 18/22 20 5.5 9 10 9 7 7/7.5/6.5 500 17 25

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