一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺的基本原理食品可追溯
系统 石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺的原理是采用石灰石粉制成浆液作为脱硫吸收剂,与经降温后进入吸收塔的烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙,以及加入的氧化空气进行化学反应,最后生成二水石膏。脱硫后的净烟气依次经过除雾器除去水滴、再经过烟气换热器加热升温后,经烟囱排入大气。由于在吸收塔内吸收剂经浆液再循环泵反复循环与烟气接触,吸收剂利用率很高,钙硫比较低(一般不超过1.1),脱硫效率不低于95%,适用于任何煤种的烟气脱硫。 石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理:
① 层压机硅胶板烟气中的SO2溶解于水中生成亚硫酸并离解成氢离子和HSO 离子;
② 烟气中的氧(由氧化风机送入的空气)溶解在水中,将 HSO 氧化成SO ;
③ 吸收剂中的碳酸钙在一定条件下于水中生成Ca2+;
④ 在吸收塔内,溶解的二氧化硫、碳酸钙及氧发生化学反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。
由于吸收剂循环量大和氧化空气的送入,吸收塔下部浆池中的HSO或亚硫酸盐几乎全部被氧化为硫酸根或硫酸盐,最后在CaSO4达到一定过饱和度后结晶形成石膏—CaSO4·2H2O,石膏可根据需要进行综合利用或抛弃处理。
二、工艺流程及系统
湿法脱硫工艺系统整套装置一般布置在锅炉引风机之后,主要的设备是吸收塔、烟气换热器、升压风机和浆液循环泵
我公司采用高效脱除SO2的川崎湿法石灰石-石膏工艺。该套烟气脱硫系统(FGD)处理烟气量为定洲发电厂#1和#2机组(2×600MW)100%的烟气量,定洲电厂的FGD系统由以下子系统组成:
(1)吸收塔系统
(2)烟气系统(包括烟气再热系统和增压风机)
(3)石膏脱水系统(包括真空皮带脱水系统和石膏储仓系统)
(4)石灰石制备系统(包括石灰石接收和储存系统、石灰石磨制系统、石灰石供浆系统)
(5)公用系统
(6)排放系统
(7)废水处理系统
1、吸收塔系统
吸收塔采用川崎公司先进的逆流喷雾塔,烟气由侧面进气口进入吸收塔,并在上升区与雾状浆液逆流接触,处理后的烟气在吸收塔顶部翻转向下,从与吸收塔烟气入口同一水平位置的烟气出口排至烟气再热系统。
吸收塔塔体材料为内衬玻璃鳞片的碳钢板。吸收塔烟气入口为内衬耐热玻璃鳞片的碳钢板。
吸收塔内上流区烟气流速为4.2m/s,下流区烟气流速为10m/s。在上流区配有3组喷淋层,安装的三重螺旋喷嘴使气液效率接触,并达到高的SO2吸收性能。每个吸收塔配置3台循环泵。另有1台叶轮作为仓库备用。脱硫后的烟气流向装在吸收塔出口处的除雾器。在这个过程中,烟气与吸收塔喷嘴喷出的再循环浆液进行有效的接触。
吸收了SO2的再循环浆液落入吸收塔反应池。吸收塔反应池装有6台搅拌机。氧化风机用于将氧化空气鼓入反应池中与浆液反应。氧化系统采用喷管式系统,氧化空气被注入到搅拌机桨叶的压力侧。
一部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧气氧化,剩余部分的HSO3-在反应池中被氧化空气完全氧化。
吸收剂(石灰石)浆液被引入吸收塔内中和氢离子,使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内循环。
吸收塔排放泵连续地把吸收剂浆液从吸收塔打到石膏脱水系统。循环浆液浓度大约25wt%。排浆流速由控制阀控制。
脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴,除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm3。两级除雾器安装在吸收塔的出口烟道上。除雾器由阻燃聚丙烯材料制作,型式为z型,两级除雾器均用工艺水冲洗。
吸收塔入口烟道侧板和底板处装有工艺水冲洗系统,冲洗自动定期进行。冲洗的目的是为了避免喷嘴喷出的石膏浆液带入入口烟道后干燥粘结。
在吸收塔入口烟道装有事故冷却系统,事故冷却水由工艺水泵提供。
当吸收塔入口烟道由于吸收塔上游设备意外事故而温升过高或所有的吸收塔循环泵切除时本系统启动。
2、烟道系统
增压风机
增压风机(BUF)布置在气气换热器上游、运行在干工况下(A位)。其型式为轴流式,带液压动叶可调控制器。增压风机包括电机、控制油系统、润滑油系统和密封空气装置。可变的叶片间距控其制流量及压力。
从主烟道引入的FGD系统入口烟道压力为200Pa,FGD系统停运时仍为200Pa,在FGD系统运行时其入口烟道压力为700Pa,因此增压风机的压头考虑了FGD系统烟道的压降和运行时进出口500Pa的压差的要求。
烟气再热系统
每台机组配置一台单立轴、回转再生式气气换热器(GGH)。在MCR工况下,GGH能够将净烟气加热至80°C以上(烟囱入口处),而不需要补充其他热源。在MCR工况下,GGH最大泄漏量少于1%烟气量。为了清洁和保证GGH的烟气压降满足要求,系统配备了压缩空气吹扫系统。GGH的在线冲洗水泵在GGH压降高于正常值投运,GGH的离线冲洗水泵在FGD定期检修时投运。
3、石膏脱水系统
石膏浆液由吸收塔排放泵从吸收塔输送到石膏脱水系统。石膏浆液浓度大约为25wt%。
石膏脱水系统为两炉(2X600MW)公用,包括以下设备:
l 石膏旋流站
l 带冲洗系统的真空皮带机
l 滤水回收箱
l 真空泵
l 滤布冲洗水箱
l 滤布冲洗水泵
l 带搅拌器的滤水箱老婆饼机
l 滤水泵
l 石膏饼冲洗水箱
l 石膏饼冲洗水泵
l 带搅拌器的缓冲箱
l 废水旋流站
l 废水箱
l 废水泵
l 石膏仓
石膏仓卸料装置
3、石膏脱水系统
(1)石膏旋流站
石膏浆液输送到安装在石膏脱水车间顶部的石膏旋流站。
浓缩到浓度大约55%的底流浆液自流到真空皮带脱水机,上溢浆液经缓冲箱自流到废水旋流站。废水旋流站的溢流通过废水泵送至废水处理系统,底流至滤水箱。
(2)真空皮带脱水机
真空皮带脱水机和真空系统为并列系统,每套系统的容量为两台机组MCR工况下75%的容量。
石膏旋流站底流浆液自流输送到真空皮带脱水机,由真空系统脱水到大于含90%固形物和小于10%水份。当脱水时,石膏经冲洗降低其中的Cl-浓度。滤液经滤水回收箱进入滤水箱。通过皮带脱水机的翻卸,脱水石膏落入石膏仓,然后由石膏卸料装置卸至汽车运输(螺旋卸料装置排空平底仓)。
工业水作为密封水供给真空泵,然后收集到滤布冲洗水箱,用于冲洗滤布。另外还供至石膏饼冲洗水箱,滤布冲洗后的水也收集在石膏饼冲洗水箱用于石膏饼的冲洗。
来自缓冲箱和滤布冲洗水箱的溢流以及废水旋流站的底流自流到滤水箱,然后由滤水泵输送到湿式球磨机系统和吸收塔。
4、石灰石制备系统
石灰石制备系统为两台炉(2×600MW)共用,由下列子系统组成:
(1)石灰石接收存储系统: 石灰石接收存储系统由下列设备组成:
·石灰石接收料斗
·石灰石卸料振动给料机
·#1石灰石卸料皮带输送机
·石灰石斗式提升机
·#2石灰石卸料皮带输送机
·石灰石布袋除尘器
·石灰石仓
·石灰石仓布袋除尘器
·石灰石称重式皮带给料机
·金属分离器
(2)石灰石研磨系统: 石灰石研磨系统由下列设备组成:
·湿式球磨机
·磨机浆液箱
·磨机浆液箱搅拌器
·磨机浆液泵
·石灰石浆液旋流站
4、石灰石制备系统
配置两套并列的石灰石研磨制浆系统。每套的容量相当于两台锅炉(2×600MW)在BMCR运行工况时满负荷石灰石耗量的75%。
磨制后的石灰石粒度为90%通过250目筛。
石灰石在湿式球磨机内磨碎后自流到磨机浆液箱,然后由磨机浆液泵输送到石灰石浆液旋流站。含有大颗粒物料的石灰石浆液从旋流站底流浆液再循环回到湿式球磨机入口,上溢浆液排到石灰石浆液箱,制成的浆液浓度约为30%。
(3)石灰石浆液供给系统
天然气加气机提供一只石灰石浆液箱和四台石灰石浆液泵。
每只吸收塔配有一条石灰石浆液输送管,石灰石浆液通过管道输送到吸收塔。每条输送管上分支出一条再循环管回到石灰石浆液箱,以防止浆液在管道内沉淀。
5、公用系统
公用系统包括工艺水系统、工业水系统、冷却水系统和压缩空气系统。
6、 排放系统
排放系统设有1只事故浆液箱、2耐高温盘根个吸收塔排水坑(每台机组1个)、1个石灰石制备系统排水坑和1个石膏脱水系统排水坑。
车库门开门机 当需要排空吸收塔进行检修时,塔内的浆液主要由吸收塔排放泵排至事故浆液箱直至泵入口低液位跳闸,其余浆液依靠重力自流入吸收塔排水坑,再由吸收塔排水坑泵打入事故浆液箱。