石灰石脱硫（石灰石湿法脱硫）

石灰石脱硫(湿式石灰石脱硫)

石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术特点:

1)高速气流的设计增强了物料输送能力，降低了系统成本。标准设计烟气流速达到4.0米/秒

2)技术成熟可靠，湿法脱硫安装业绩大于55,000 MWe。

3)最优塔尺寸，系统采用最优尺寸，平衡了SO2脱除和压降的关系，使基建投资和运行费用最低。

4)吸收塔内液体再分配装置可有效避免烟气爬壁现象，提高经济性，降低能耗。

从而实现:

◆脱硫效率高达95%以上，有利于区域和电厂的总量控制；

◆技术成熟，设备运行可靠性高(系统可用率98%以上)；

◆单塔处理的烟气量大，脱除的SO2量大；

◆适用于任何含硫煤的烟气脱硫；

◆对锅炉负荷变化适应性强(30%-100% BMCR)；

◆紧凑的设备布局减少了场地需求；

◆处理后的烟气含尘量大大降低；

◆吸收剂(石灰石)资源丰富，廉价易得；

◆脱硫副产物(石膏)便于综合利用，经济效益显著；

2.系统的基本工艺流程

石灰石(石灰)/石膏湿法脱硫工艺系统主要包括烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统和排放系统。

锅炉烟气经静电除尘器除尘后，经增压风机和GGH(可选)冷却后进入吸收塔。吸收塔内的烟气向上流动，被逆流向下流动的循环浆液洗涤。通过设置在喷射混凝土层中的喷嘴将循环浆液注入吸收塔，以去除SO2、SO3、HCL和HF。同时在“强制氧化工艺”的处理下，反应副产物被通入的空气体氧化成石膏(CaSO4 2H2O)，消耗掉作为吸收剂的石灰石。循环浆液由浆液循环泵向上输送到喷淋层，由喷嘴雾化，使气液充分接触。每台泵通常与自己的喷层相连，即通常由一个单元组成。

在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这种石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器(作为一级脱水设备)、浆液分配器和true 空皮带脱水机。

净化后的烟气流经两级除雾器进行除雾，去除干净烟气中携带的浆状液滴。同时，根据特定程序，不时用工艺水冲洗除雾器。除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是同时利用冲洗水作为补充水，稳定吸收塔液位。

在吸收塔出口，烟气一般被冷却到46-55℃左右，并被水蒸气饱和。GGH用于将烟气加热到80℃以上，以提高烟气的提升高度和扩散能力。

最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱，排入大气。

3.脱硫过程中的主要反应

1) SO2+H2O → H2SO4吸收

2) CaCO3+H2SO4 → CaSO4+CO2+H2O中和

3)硫酸钙+1/2 O2 →硫酸钙氧化

4)硫酸钙+1/2H2O →硫酸钙3.1/2H2O结晶

5)硫酸钙+2h2o →硫酸钙2h2o结晶

6)硫酸钙+硫酸→碳酸氢钙pH值控制

同时，烟气中的HCL和HF与CaCO3反应生成CaCl2或CaF2。吸收塔内的pH值通过注入石灰石浆液来调节和控制，一般pH值在5.5-6.2之间。

4.主要工艺系统设备和功能

1)烟气系统

烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和烟气加热器(GGH)。吸收塔入口烟道和出口至挡板的烟道，烟气温度低，水分高，容易腐蚀烟道，需要进行防腐处理。

烟气挡板是脱硫装置进出运行的重要设备，分为FGD主烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的入口和出口，由双烟气挡板组成。当主烟道关闭时，双烟气挡板与密封空气体相连，以确保FGD系统中的防腐衬里不被损坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。FGD系统运行时，旁路烟道关闭，然后在烟道内通入密封空气。旁路挡板设有快开机构，保证在FGD系统故障时，旁路烟道能快速打开，从而保证锅炉的正常运行。

湿法脱硫后的烟气通常在46-55℃左右从吸收塔出来，含有饱和水蒸气、残余SO2、SO3、HCl、HF和NOX，携带的SO42-和SO32-盐会冷凝。如果不经处理直接排放，容易形成酸雾，影响烟气的提升高度和扩散。因此，湿法FGD系统通常配备一套气-气换热器(GGH)烟气再热装置。气-气换热器是一种蓄热式供热技术，通常称为GGH。它利用未经脱硫的热烟气(一般为130 ~ 150℃)加热脱硫后的烟气，脱硫后的烟气一般被加热到80℃左右，然后排放，以防止低温湿烟气腐蚀烟道和烟囱内壁，增加烟气提升高度。烟气再热器是湿法脱硫工艺中的重要设备。由于热端烟气含硫量最高，温度较高，而冷端烟气温度较低，水分含量较高，所以气-气换热器的进出口必须采用耐腐蚀材料，如搪玻璃、封严钢等，传热区一般采用搪瓷钢。

此外，从静电除尘器出来的烟气温度高达130 ~ 150℃，进入FGD前要经过GGH冷却器冷却，避免烟气温度过高，损坏吸收塔的防腐材料和除雾器。

2)吸收系统

吸收塔是该系统的主要设备，是烟气脱硫装置的核心设备。该系统在塔中吸收有害气体，如SO2和SO3。湿法脱硫吸收塔有多种结构，如填料塔、湍球塔、喷射鼓泡塔、喷淋塔等。其中，喷淋塔因其脱硫效率高、阻力小、适应性和可用性高的优点而得到广泛应用，因此喷淋塔是目前石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺中占主导地位的塔型。

喷淋层位于吸收塔的中上部，吸收塔浆液循环泵对应各自的喷淋层。每个喷射层由一系列喷嘴组成，其功能是详细喷射循环浆料。喷射层包括主管和支管，主管的侧支管成对布置，喷嘴布置在其中。喷嘴的这种布置可以在吸收塔的横截面上实现均匀的喷射效果。

循环泵将塔内的浆液泵入喷淋层。为了防止塔内的沉淀物被吸入泵体，造成泵的堵塞或损坏以及喷嘴的堵塞，在循环泵前安装了网格状不锈钢滤网(在塔内)。当单台循环泵故障时，FGD系统可以正常运行。如果所有循环泵关闭，FGD系统将关闭保护，烟气将旁通。

氧化空气体系统是吸收系统的重要组成部分。氧化空气体的作用是保证吸收塔反应池内生成石膏。氧化性空气体注入不足会导致石膏结晶不完全，还可能导致吸收塔内壁结垢。因此，该部分的优化设置对提高系统脱硫效率和石膏质量尤为重要。

吸收系统还包括除雾器及其洗涤设备。吸收塔内最顶层喷淋层的上部设有二级除雾器，主要用于分离烟气携带的液滴，材质为阻燃聚丙烯。

3)泥浆制备系统

浆料制备通常分为湿磨制浆和干粉制浆。

不同的制浆方法有不同的设备。至少包括以下主要设备:磨机(用于湿磨)、粉仓(用于干粉制浆)、浆液箱、搅拌器和浆液输送泵。

浆液制备系统的任务是向吸收系统提供合格的石灰石浆液。通常，90%的颗粒尺寸小于325目。

4)石膏脱水系统

石膏脱水系统包括水力旋流器和true 空带式脱水机等关键设备。

水力旋流器作为石膏浆的主要脱水设备，利用离心力的原理加速沉淀分离。浆液流入水力旋流器入口，使其循环运动。粗颗粒集中在水力旋流器的外围，而细颗粒集中在中心。澄清液从上部区域溢出(溢出)；而增稠的浆料在底部流出(底流)。

real 空皮脱水机将水力旋流器初步脱水后的石膏浆进一步脱水，直至固含量达到90%以上。

5)排放系统

排放系统主要由事故泥浆池、区域泥浆池和排放管道组成。

6)热工自动控制系统

为保证烟气脱硫效果和烟气脱硫设备的安全经济运行，系统配有完整的热工测量、自动调节、控制、保护和热工信号报警装置。其自动化水平将使运行人员能够在没有现场人员协助的情况下，在控制室监视、控制和调整烟气脱硫设备及其辅助系统的启动、停止和正常运行工况。该系统还具有异常和事故状态下的报警、联锁和保护功能。

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