半干法脫硫推行方案半干法脫硫推行方案25/25半干法脫硫推行方案煙氣脫硫技術方案第一章工程歸納1.1項目大要某鋼廠將就該廠燒結機后煙氣進行煙氣脫硫辦理。現燒結機煙氣流程為燒結機—除塵器—吸風機—煙囪。除塵器采用多管式除塵器，除塵效率大于90％。主要原始資料以下：主要原始資料表項目單位數量標態總煙襟懷（濕）3480000Nm/h吸風機數量臺2吸風機出口煙氣溫度℃140實質煙襟懷3726150m/h除塵器入口含塵濃度31590mg/Nm除塵器效率%≥90吸風機出口含塵濃度3mg/Nm≤159吸風機出口含硫濃度3mg/Nm23451.2主流煙氣脫硫方法煙氣脫硫（簡稱FGD）是世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染最為有效和主要的技術手段。FGD其基根源理都是以一種堿性物質來吸取SO2，就目前國內實質應用工程，按脫硫劑的種類劃分，FGD技術主要可分為以下幾種方法：1、以石灰石、生石灰為基礎的鈣法；2、以鎂的化合物為基礎的鎂法；3、以鈉的化合物為基礎的鈉法或堿法；4、以化肥生產中的廢氨液為基礎的氨法；最為寬泛使用的商業化技術是鈣法，所占比率在90％以上。而其中應用最為寬泛的是石灰石－石膏濕法和循環流化床半干法煙氣脫硫系統。針對本工程，我公司將就以上兩種脫硫方法分別進行設計、描述，并最后給出兩方案比較結果。1.3主要設計原則針對本脫硫工程建設規模，同時本著投資少、見效快、系統簡單可靠等原則，我方在設計過程中主要依照以下主要設計原則：1、脫硫劑采用外購成品石灰石粉（半干法為消石灰粉），廠內不設脫硫劑制備車間。32、考慮到燒結機吸風機出口煙氣含硫濃度為2345mg/Nm，濃度其實不是很高，在滿足環保排放指標的前提下，脫硫裝置的設計脫硫效率取≥90％。3、脫硫裝置設單獨控制室，采用PLC程序控制方式。同時考慮同主體工程的信號連接。4、脫硫裝置的部署盡可能湊近煙囪以減少煙道的長度，減少管道阻力及工程投資。第二章石灰石－石膏濕法脫硫方案2.1工藝簡介石灰石－石膏濕法脫硫工藝是目前生界上應用最為寬泛和可靠的工藝。該工藝以石灰石漿液作為吸取劑，經過石灰石漿液在吸取塔內對煙氣進行沖洗，發生反應，以去除煙氣中的SO2，反應產生的亞硫酸鈣經過逼迫氧化生成含兩個結晶水的硫酸鈣（石膏）。圖石灰石－石膏濕法脫硫工藝流程圖工藝流程圖如圖2.1所示，該工藝種類是：圓柱形空塔、吸取劑與煙氣在塔內逆向流動、吸取和氧化在同一個塔內進行、塔內設置噴淋層、氧化方式采用逼迫氧化。與其他脫硫工藝對照，石灰石－石膏濕法脫硫工藝的主要特點為：·脫硫效率高，可達95％以上；·吸取劑化學劑量比低，脫硫劑耗資少；·液/氣比（L/G）低，使脫硫系統的能耗降低；·可獲取純度很高的脫硫副產品－石膏，為脫硫副產品的綜合利用創立了有利條件；·采用空塔型式使吸取塔內徑減小，同時減少了占地面積；·采用價廉易得的石灰石作為吸取劑；·系統擁有較高的可靠性，系統可用率可達97％以上；CaCO3+CO2+H2O·對鍋爐燃煤煤質變化適應性較好；·對鍋爐負荷變化有優異的適應性。2.2反應原理用于去除SOx的漿液收集在吸取塔漿池內。吸取塔漿池分為氧化區和結晶區，在上部氧化區內，氧化空氣經過一個分配系統吹入，在pH值為4~5的漿液中生成石膏；在結晶區，石膏晶種逐漸增大，并生成為易于脫水的較大的晶體，新的石灰石漿液也被加入這個地域。化學反應過程描述以下：石灰石的溶解：與SO2反應：Ca(HCO3)2+2SO2

Ca(HCO3)2Ca(HSO3)2+2CO2氧化：Ca(HSO3)2+CaCO3+O22CaSO4+CO2+H2O石膏生成：CaSO4+2H2OCaSO4×2H2O去除SO2總反應方程式：CaCO3+SO2+?O2+2H2OCaSO4×2H2O+CO2石灰石在水中的低溶解性在吸取塔內被二氧化碳提高。經過溶解過程，生成碳酸氫鈣。碳酸氫鈣與二氧化硫反應生成可溶的亞硫酸氫鈣。在氧化區，亞硫酸氫鈣與空氣中的氧發生反應，生成硫酸鈣。漿液中的硫酸鈣再結晶生成二水硫酸鈣，即石膏。整個脫硫反應在吸取塔塔內陸域的化學反應如圖2.2所示。2.3本方案系統描述本工程石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝置主要由以下系統組成：1）吸取劑制備與供應系統本脫硫方案以石灰石粉作為脫硫吸取劑。合格的石灰石粉由罐車運送到廠內。經過氣力輸送送入石灰石粉倉，經料倉底部的稱重式給料機送入石灰石漿液箱進行攪拌、配比。石灰石粉和水連續加入脫硫劑漿液箱，在脫硫劑漿液箱中石灰石漿液含固濃度為20~30％(wt)。漿液經泵送入脫硫吸取塔內。為使漿液混雜均勻、防范積淀，在脫硫劑漿液箱頂部裝設有頂進式攪拌器。2)SO2吸取系統SO2吸取系統是煙氣脫硫系統的核心，主要包括吸取塔、循環漿液泵、氧化風機、石膏排放泵及攪拌器等設施、設施。在吸取塔內，煙氣中的SO2被吸取漿液洗圖吸取塔各地域化學反應原理圖滌并與漿液中的CaCO3發生反應，在吸取塔底部的循環漿池內被輸送來的空氣逼迫氧化，最一生成石膏晶體，由石膏漿液排出泵排出吸取塔送入石膏漿辦理系統脫水。在吸取塔的出口設有除霧器，以除去脫硫后煙氣帶出的微小液滴，使煙氣在含液滴量低于100mg/Nm3下排出。目前，濕法脫硫吸取塔已將脫硫、氧化、除塵三項功能集于一體，使系統大為簡化。吸取塔為圓柱體、鋼結構，防腐內襯。吸取塔底部為循環漿池，上部分為噴淋層和除霧器。噴淋層設在吸取塔的中上部，每個噴淋層都是由一系列噴嘴組成，其作用是將循環漿液進行細化噴霧。一個噴淋層包括母管和支管，母管的側向支管成對排列，噴嘴就部署在其中。噴嘴的這種部署安排可使吸取塔斷面上實現均勻的噴淋收效。吸取塔循環泵將塔內的漿液循環打入噴淋層，為防范塔內積淀物吸入泵體造成泵的擁堵或損壞及噴嘴的擁堵，循環泵前裝有網格狀濾網（塔內）。單臺循環泵故障時，FGD系統可正常進行，若全部循環泵均停運，FGD系統將保護停運，煙氣走旁路。當脫硫系統解列或出現事故停機需要檢修時，吸取塔內的吸取漿液由排漿泵排出，存入事故漿罐中，以便對脫硫塔進行維修。3）煙氣系統燒結機全部煙氣經除塵器、引風機、脫硫系統入口擋板門后進入脫硫吸取塔，經沖洗脫硫后的煙氣溫度約50℃，經過脫硫系統出口擋板門進入總煙道，最后經煙囪排入大氣。鍋爐正常運行時，脫硫系統亦同時運行，只在特別情況及故障情況時贊同脫硫系統走旁路，此時鍋爐在無脫硫裝置的情況下(煙氣經過總煙道)運行。正常運行時，無論脫硫裝置處于何種工況下運行都不能夠對燒結機產生任何影響。吸取塔低負荷運行時，按吸取塔特點停運一層噴嘴。脫硫系統投運時，脫硫系統的進、出口擋板門打開，煙道旁路擋板門關閉。在燒結機啟動過程中或脫硫系統解列、需要檢修時，脫硫系統進、出口擋板門關閉，煙道旁路擋板門打開，機組煙氣經引風機和總煙道直接進入煙囪排出。4）脫硫石膏辦理系統從脫硫吸取塔排出的石膏漿固體物濃度含量約為15％-20％，本工程脫硫石膏按以綜合利用為主考慮，在不能夠利用時采用拋棄方式。為了便于石膏的運輸和儲藏，需要進行脫水辦理。石膏漿經水力旋流器濃縮至固體物含量約40-50％后進入石膏脫水裝置，經脫水辦理后的石膏固體物表面含水率小于10％，脫水石膏送入石膏庫房中存放待運。石膏旋流器分別出來的溢流液及濃石膏瀝水進入石膏濾液回收水箱（池）。經由石膏濾液回收水泵打回吸取塔及脫硫劑漿液箱進行循環利用。其中一部分過濾水將作為廢水排至鋼廠廢水辦理車間集中辦理。5）工藝水及其他輔助系統鋼廠來的脫硫用水即工藝水主要用于吸取塔補水、吸取劑加濕攪拌用水、吸取塔除霧器沖洗用水以及管道沖洗、機泵潤滑冷卻用水。FGD裝置的漿液管道和漿液泵等，在停運時需要進行沖洗，其沖洗水就近收集在排水池內，本工程設置一個排水池。事故漿液箱設計為當吸取塔需檢修排空時可儲藏單個吸取塔內漿池漿液，并可作為吸取塔重新啟動時的石膏晶種。本工程設置1套事故漿液系統作漿液返回吸取塔用。2.4石灰石－石膏濕法煙氣脫硫裝置主要設施清單主要設施清單序號名稱規格型號1煙氣系統煙道鋼制煙氣擋板FGD入口原煙氣擋板電動單軸雙百頁窗型FGD出口凈煙氣擋板電動單軸雙百頁窗型FGD旁路煙氣擋板電動雙軸雙百頁窗型密封空氣風機離心風機密封空氣加熱器型式：電加熱器；加熱級數:2級,溫升100℃；流量：480000Nm3；揚程：增壓風機1700Pa；雙吸雙支撐離心式；電機功率：560kW

單位數量備注噸約60個2個2個2臺2擋板門配套臺1擋板門配套臺12SO2吸取系統吸取塔吸取塔漿液循環泵吸取塔漿液循環泵吸取塔漿液循環泵吸取塔漿液循環泵氧化風機吸取塔攪拌器石膏漿液排出泵3排空系統事故漿液箱事故漿液箱攪拌器事故漿液泵4石膏脫水系統石膏旋流站真空皮帶脫水機真空泵

總高度21.5m、塔底反應池直徑7米，漿液容積250m3型式：臥式離心泵；電機；A額定功率：185kW型式：臥式離心泵；電機；B額定功率：150kW型式：臥式離心泵；電機；C額定功率：150kW型式：羅茨風機；入口流3量：2200Nm/h；出口壓力：75kPa；電機；額定功率：75kW；電機；額定功率：11kW；型式：臥式離心泵；揚程：330mH；體積流量：30m/h3鋼制，V=250m，φ6m×頂進式型式：臥式離心泵；揚程：320mH；體積流量：25m/hQ=25m3/hQ=3.3t/hQ=2100m3/h,真空度-50kPa

座1臺1臺1臺1臺2臺3臺2座1臺1臺1臺1臺1臺1回收水池V=40m3，個1回收水池攪拌器頂進式臺1回收水泵Q=30m3/h,H=27m臺25石灰石漿液制備系統鋼制石灰石粉貯倉V有效=120m3個1石灰石漿液箱V有效=40m3個1石灰石漿液箱攪拌器頂進式臺1石灰石漿液泵Q=20m3/h,H=22m臺2第三章循環流化床半干法脫硫方案3.1反應原理來自燒結機出來的煙氣，經過煙道進入吸取塔。此處高溫煙氣與加入的吸取劑，循環灰分充分混雜，進行初步的脫硫反應，爾后經過吸取塔底部的文丘里管加速，吸取劑、循環脫硫灰碰到氣流的沖擊作用而懸浮起來，形成循環流化床，進行充分的脫硫反應。循環流化床擁有最正確的熱和物質傳達特點,在這地域內流體處于激烈的的湍流狀態，循環流化床內的Ca/S值可達到40-50，這是因為微小顆粒和煙氣之間

、最大速差而決定的。顆粒反應界面不斷摩擦，碰撞更新，極大地增強了脫硫反應的傳質與傳熱。在吸取塔的文丘里的出口擴管段設一套高壓噴水裝置，噴入的水經過霧化后一方面增濕顆粒表面，另一方面使煙溫降至高于露點溫度15-20℃，創立優異的脫硫反應溫度，吸取劑與SO2充分的反應，主要生成亞硫酸鈣CaSO3·1/2H2O，、硫酸鈣CaSO4·1/2H2O,和碳酸鈣CaCO3，他們和飛灰一起由干凈煙氣攜帶到吸取塔頂部，爾后在后邊的布袋除塵器中分別出來。分別出來產物由斜槽循環回吸取塔,以延長吸收劑顆粒的停留時間，降低工藝過程中Ca/S摩爾比。同時這套系統在Ca/S摩爾比稍有增加的情況下,就可以使脫硫率達到90%以上。對于少量脫硫副產品，由需方負責將其轉運到除灰系統。圖循環流化床半干法脫硫工藝流程圖3.2化學過程CFB-FGD的化學反應原理是煙氣中的SO2和幾乎全部的SO3、HCL、HF等，在Ca(OH)2粒子的液相表面發生化學反應，主要化學反應方程式以下：Ca(OH)2+SO2=CaSO3*·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4*·1/2H2O+1/2H2OCaSO3*·1/2H2O+1/2O2=CaSO4*·1/2H2OCa(OH)2+2HCl=CaCl2*·2H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3+H2OCa(OH)2+2HF=CaF2+2H2O與其他脫硫工藝對照，循環流化床半干法脫硫工藝的主要特點為：·脫硫效率較高，可達90％以上；·工藝流程相比較較簡單，系統占地面積小，能夠做到脫硫、除塵一體化；·無脫硫副產物，無廢水；·吸取塔、煙道等設施無腐化問題，不需防腐；·系統擁有較高的可靠性，系統可用率可達95％以上；3.3脫硫島主要工藝系統1）煙氣系統從燒結機出來的煙氣經除塵器、吸風機，從吸取塔底部進入吸取塔，在吸取塔內經噴水減溫后，進入吸取塔后的布袋除塵器，最后經引風機排入主煙道。本工程脫硫除塵器為布袋除塵器，入口濃度約為1000g/Nm3，出口濃度為50mg/Nm3。2）脫硫灰循環系統脫硫除塵器下部設一套完滿的脫硫灰循環系統，依照脫硫除塵器的結構，每套系統設兩路空氣斜槽。正常運行時，除塵器脫硫灰經空氣斜槽全部送入吸取塔，以增加脫硫劑在吸取塔內的停留時間，降低運行成本；當灰斗中的料位高于最高安全料位時，打開排灰旁路系統，將部分循環灰經氣力輸送排入電廠除灰系統。3）流化風系統為防范脫硫劑在消石灰倉底部板結、擁堵，以及脫硫劑、循環灰輸送過程的堵塞現象的發生，每個消石灰下方配一套流化風系統；同樣，依照除塵器的設計要求，脫硫除塵器的每個灰斗下方均設有流化風。4）脫硫劑制備、儲蓄及輸送系統本工程一臺鋼制消石灰倉，消石灰粉由帶自卸裝置的罐車將脫硫劑送入消石灰倉，消石灰倉頂部設有一臺脈沖布袋除塵器。消石灰由氣力輸送從消石灰倉輸送至吸取塔。輸送系統主要由輸送風機及電加熱器、插板閥、電動旋轉閥、沖板式流量計、空氣斜槽等組成。5）工藝水系統本工程配置一套完滿的工藝水系統，其作用是將進入吸取塔的高溫煙氣經噴水減溫后使煙溫降低至脫硫效率最高且保證吸取塔不腐化的最正確溫度。減溫水噴嘴采用回流型式，部署在吸取塔文丘里噴嘴的上方，一路運行，一路備用。工藝水系統主要由工藝水箱、高壓水泵、濾網、控制閥、回流噴嘴等組成，當機組負荷變化時，經過調整回流管線上調理閥的開度來控制回流水量，從而保證噴入吸取塔的水量及霧化收效。6）壓縮空氣系統本工程CFB-FGD島用壓縮空氣由需方供應，主要用于脈沖布袋除塵器、吸取塔底部事故放灰的流化和全部的氣動閥門等。3.4循環流化床半干法煙氣脫硫裝置主要設施清單主要設施清單序號名稱規格型號單位數量備注1煙氣系統煙道鋼制噸約65煙氣擋板FGD入口原煙氣擋板電動單軸雙百頁窗型個2FGD出口凈煙氣擋板電動單軸雙百頁窗型個2FGD旁路煙氣擋板電動雙軸雙百頁窗型個2密封空氣風機離心風機臺2擋板門配套密封空氣加熱器型式：電加熱器；加熱級臺1擋板門配套數:2級,溫升100℃；流量：480000Nm3；揚程：增壓風機3200Pa；雙吸雙支撐離心臺1式；電機功率：1000kW布袋除塵器過濾面積17599m2臺12SO2吸取系統吸取塔總高度38.5m、吸取塔直座1徑3灰循環系統斜槽流化風風機離心風機臺2型式：電加熱器；加熱級斜槽流化風電加熱器數:2級,溫升100℃；臺1氣力斜槽臺34工藝水系統工藝水箱V有效=40m3臺1工藝水泵Q=50m3/h,H=4MPa臺25消石灰粉系統鋼制消石灰石粉貯倉V有