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1、第二章 火电厂脱硫技术,第一节 火电厂脱硫技术概述 第二节 湿式石灰石-石膏法脱硫技术第三节 循环流化床脱硫技术 第四节 其他脱硫技术,第一节 火电厂脱硫技术概述,目前，三个备受关注的全球性大气环境问题:温室效应、酸雨和臭氧层破坏，其中酸雨问题最为严重。SO2是形成酸雨的最重要的物质。脱硫技术可以分为三类，即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫(FGD)。一、燃烧前脱硫 二、燃烧中脱硫 三、燃烧后脱硫,一、燃烧前脱硫1.物理脱硫方法煤的物理脱硫主要指重力选煤(跳汰选煤、重介质选煤、空气重介质流化床干法选煤、风力选煤、斜槽和摇床选煤等)、浮选、电磁选煤等。目前，我国采用较多的煤炭脱硫方法
2、是物理方法，几种处理工艺所占比例依次为跳汰59、重介质23、浮选14、其他4。2.化学脱硫方法一般采用强酸、强碱和强氧化剂，在一定温度和压力下通过化学氧化、还原提取、热解等步骤来脱除煤中的黄铁矿。3.其他脱硫方法,二、燃烧中脱硫,在煤燃烧过程中加入石灰石(CaCO3)或白云石(CaCO3MgCO3)粉作脱硫剂，CaCO3、MgCO3受热分解生成CaO、MgO，与烟气中SO2反应生成硫酸盐，随灰分排出，从而达到脱硫目的。在我国，燃烧中脱硫的方法主要有型煤固硫、循环流化床燃烧脱硫、水煤浆燃烧技术和炉内喷钙等。,三、燃烧后脱硫,按照操作特点分为干法、湿法和半干法；根据净化原理主要分为四大类：吸附法，
3、用多孔固体(吸附剂)将流体混合物中的一种或多种组分凝聚或凝缩在表面，达到分离目的的操作。吸收法，利用气体混合物中各组分在一定吸收剂中溶解度不同，或者是其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害气体从废气中分离出来的操作。催化转化法，利用催化剂的催化作用，将废气中有害的污染物转化成无害的物质，甚至是有用的副产品，或转化成更易从气流中分离出来而被去除的物质。非平衡等离子法，又称脉冲电晕法，是利用高能屯子射线激活、电离、裂解工业废气中各组分，从而发生氧化等一系列复杂化学反应，将有害物转化为无害物或有用的副产物加以回收的方法。,四、脱硫工艺比较,目前应用最多的是钙法中的湿式石灰石石
4、膏法烟气脱硫，市场占有率为90%以上，在某些特殊条件下，才采用其余几种方法。,第二节 湿式石灰石-石膏法脱硫技术,一、湿式石灰石石膏法脱硫工艺特点二、湿式石灰石石膏法脱硫工艺原理 三、湿式石灰石石膏法脱硫工艺流程四、湿式石灰石石膏法脱硫工艺系统 五、影响脱硫率的主要因素六、脱硫装置运行维护概要 七、常见问题及解决方法,二、湿式石灰石石膏法脱硫工艺原理 1、吸收净化基本理论,(1)吸收机理双膜理论,pA是气相主体的分压pAi是界面上的分压CA是液相主体的浓度CAi是界面处的浓度,吸收过程简化为通过气液两相流膜的分子扩散，通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力,SO2被水吸收液膜阻力远远大
5、于气膜阻力,(2)气液平衡,1）气液相平衡,在一定温度和压力下，吸收过程的传质速率等于解吸过程的传质速率时，气液两相就达到动态平衡。溶解度：与溶剂性质有关，对于同一溶剂，降温或加压有利于吸收；反之，有利于解吸亨利定律：物理吸收时，在总压不髙和一定温度下，稀溶液中溶质的溶解度与气相中溶质的平衡分压成正比。传质吸收过程的判断：若气相中溶质的组分浓度高于气液相平衡时气相组分的平衡浓度，则传质过程为吸收过程；相反，为解吸过程。,化学吸收的优点：,被吸收组分的气液平衡关系应服从相平衡关系，又服从化学平衡关系，但亨利定律不适用,溶质进入溶剂后因化学反应而消耗掉，单位体积溶剂能够容纳的溶质量增多，使吸收推动
6、力增加。溶质在液膜中的扩散阻力大为降低，使总吸收系数增大，吸收速率提高。c.对物理吸收不是有效的湿表面，对化学吸收仍然可能是有效的第一节 火电厂脱硫技术概述,（2）化学吸收的气液平衡,2、脱硫工艺原理,用石灰/石灰石浆液洗涤含SO2的烟气是一个化学吸收过程。化学吸收速率较快，它与扩散速率有关，又与化学反应速度有关。在吸收过程中，被吸收组分的气液平衡关系，既服从于相平衡，又服从于化学平衡。,根据双膜理论，整个过程可分下列步骤进行：,SO2在气流中扩散；SO2扩散通过气膜；SO2被吸收，由气态转入溶液生成水合物：SO2(g)SO2(l)SO2+H2OH+HSO3-2H+SO32-SO2的水合物和离
7、子在液膜中扩散；石灰石颗粒表面溶解，由固相转入液相：CaCO3(s)CaCO3(l)H+CaCO3Ca2+HCO3-中和：H+HCO3-CO2(g)+H2OSO32-和HSO3-被氧化：HSO3-+1/2 O2HSO4-；SO32-+1/2O2SO42-结晶分离：Ca2+SO42-+2H2OCaSO42H2O(s)Ca2+SO32-+1/2H2OCaSO31/2H2O(s)重点介绍：,(1)SO2的吸收与pH、与HSO3-的氧化及CaSO42H2O生成有关(2)硫酸盐的生成1）反应过程 与pH、锰、铁、镁具有催化作用的金属离子有关2）石膏的结晶 晶体粗颗粒易分离，层状、针状晶体难分离、易结垢，
8、控制相对过饱和度（pH 值的变化来改变氧化速率直接影响相对过饱和度）3）石灰石的溶解 由化学过程和物理过程（迁移扩散）两个因素决定。化学过程与pH 值有关，物理过程增大浆液浓度和石灰石颗粒比表面积第二节 湿式石灰石-石膏法脱硫技术,湿式石灰石石膏法脱硫工艺流程,四、湿式石灰石石膏法脱硫工艺系统,脱硫系统主要组成部分是：1、石灰石浆液制备系统2、吸收塔3、烟气系统4、石膏脱水及储存系统5、废水处理系统,1、石灰石浆液制备系统,通常采用的石灰石浆液制备工艺有干磨系统和湿磨系统两种。干磨系统的工艺流程是：石灰石块经过初步破碎(或粗破碎)后，经筛选机筛选，直径过大的石灰石返回再次破碎，直径符合要求的石
9、灰石用工艺水冲洗，除去其中大部分可溶性氯化物、氟化物及其他一些杂质，然后烘干，送入干式磨机，磨制成250325目的石灰石粉，由布袋吸尘器收集进入石灰石浆制备粉仓。粉仓中的石灰石粉由给料装置定量配送至石灰石浆液槽，与水配制成一定浓度的石灰石浆液，然后由浆液泵输送至吸收塔。湿磨系统的工艺流程是：石灰石（粒径20mm）经振动给料机、斗式提升机进入石灰石仓，再经称重皮带给料机送至湿式球磨机先与水混合，石灰石经球磨机磨制成浆液后流到浆液循环箱，由浆液循环泵送入石灰石浆液旋流器进行分离，分离后的合格溢流浆液进入石灰石浆液箱(罐)，底流则返回湿式球磨机进行循环。进入石灰石浆液箱的成品浆液浓度一般要求30（密
10、度约12001230kg/m3）。,旋流器工作原理,结构图书101页旋流器的工作原理是使沉降物加速，利用离心力将浆液切向打到旋流器入口，使其作圆周运动。较粗的颗粒落在旋流器的圆周，较细的颗粒则落在旋流器的中心。再通过潜水式（涡旋式）管道，使被过滤的液体从上层中分离出来；被浓缩的浆液则从底部流出。,石灰石浆液制备与供应系统的工作介质对管道系统的腐蚀与磨损是相当严重的，其管道一般选用的是衬胶、衬塑管道或玻璃钢材质。管道内介质流速的选择要遵循既要避免浆液沉淀，同时又要考虑管道的磨损和压力损失尽可能小的原则。而浆液管道上的阀门一般选用蝶阀，而极少采用调节阀。阀门的通流直径也要尽可能与管道一致。同时，浆
11、液管道上必须有排空和停运自动冲洗的措施。四、湿式石灰石石膏法脱硫工艺系统,2、吸收塔,吸收塔主要有喷淋塔、填料塔、双回路塔和喷射鼓泡塔等四种类型。(1)喷淋塔吸收塔自上而下可分为吸收区(喷淋)和氧化结晶区两部分，上部吸收区pH值较高，有利于SO2等酸性物质的吸收；下部氧化区域在低pH值下运行，有利于石灰石的溶解及副产品的生成。吸收塔的工作原理是：当新石灰石浆液通过浆液泵送入吸收塔浆液池内，石灰石部分溶解并与原浆液混合，由循环泵将浆液向上输送到喷淋层，再从高效螺旋型雾化喷嘴喷出浆液，在喷淋作用下形成很细的雾状液滴，在塔内产生高效充分的气-液接触。同时在吸收塔浆液池中部区域，氧化风机供给的空气通过
12、布置在浆液池内的曝气管道与洗涤产物在搅拌器的协助下进一步反应生成石膏（CaSO42H2O）。吸收塔采用喷淋空塔，其系统阻力小，塔内气液接触区无任何填料部件，采用这样方式可以有效杜绝塔内堵塞结垢现象，有的技术流派则在塔内设置托盘，以增加液气接触面积。,循环浆液泵是吸收塔重要的设备，其入口应装设滤网等防止固体物吸入的措施。吸收塔浆液循环泵宜按单元制设置，每台循环泵对应一层喷嘴。喷淋层布置：（2）填料塔填料塔主要有两种类型：格栅填料塔和湍球塔。,图1-1所示的是采用塑料格栅做填料的格栅填料塔。在塔内放置格栅填料，浆液循环泵将石灰石浆液送到溢流型喷嘴，浆液溢流到格栅上，烟气顺流进入吸收塔，在格栅上气流
13、和浆液充分接触传质，完成二氧化硫的吸收过程，从而达到脱硫的目的。特点：,湍球塔是以气相为连续相的逆向三相流化床，在湍球塔的两层栅栏之间装有许多填料球（通常为聚乙烯或聚丙烯注塑而成的空心球），如图1-2所示。烟气由烟道进入塔的下部，填料球处于均匀流化状态，吸收剂自上而下均匀喷淋，润湿小球表面，进行吸收。由于气、液、固三相接触，小球表面的液膜不断更新，增强了气、液两相的接触和传质，达到高效脱硫和除尘的目的。,格栅填料塔的优点是采用溢流型喷嘴；循环泵能耗较低，喷嘴的磨损情况大为缓解；其缺点是格栅容易为CaSO42H2O及CaSO3所堵塞，需定时清洗，维护费用较高。填料塔已呈逐渐被弃用的趋势。而湍球塔
14、具有处理烟气量大、稳定性好、吸收率高、占地面积小、造价低廉、操作容易、维护简单方便等特点，可用于各种条件下的烟气脱硫。但其阻力较大，需要定期更换填料球。,（3）双回路塔（书91页）和喷射鼓泡塔,脱硫影响因素及工艺特点,3喷射管淹没深度、浆液的pH值、喷射管出口风速、喷射管内径、进口烟气SO2浓度是影响系统脱硫性能的主要因素。石灰石浆液等pH值、喷射管等径同风速下，鼓泡池脱硫效率随喷射管被淹没深度的增大而增大，当喷射管的淹没深度大于150mm时，系统的脱硫效率达到90%以上。与其它吸收塔不同之处在于，在鼓泡塔中，脱硫剂成为连续相，烟气成为分散相，从而大大降低了传质阻力，加快了反应速率，增大了装置
15、处理能力。喷射鼓泡塔不仅能满足气液固三相反应的要求，且具有不易结垢，不易堵塞，不易磨损，造价低，适应性强，除尘效率高的优点；喷射鼓泡塔同时存在吸收过程动力消耗过大、烟气温度降低太多、设备需作防腐处理的缺点。,液柱塔在塔中，洗涤液垂直向上喷射与烟气形成顺流吸收，达到最高点后散落，落下的液体与向上喷出的液体相互撞击形成大量的液滴，其与烟气形成逆流运动，这使得整个反应区域布满了滴状或膜状的循环洗涤液，大大提高了气液的接触面积。同时，由于液滴间的相互作用，在整个气液流场中，液滴的破碎和凝聚一直在发生，使气液接触表面不断更新，增强了气液间的传质效率。,由于脱硫反应区域是空塔，避免了塔内结垢和堵塞；由于采
16、用液柱喷射的方法，液体下落时产生自冲洗作用，喷嘴不易结垢和堵塞；由于仅设置一层喷嘴，维护成本较低。,(4)除雾器作用、型式（折流板、旋流板、过滤纤维除雾器）、设置冲洗水（烟气通过除雾器时在除雾器的表面会产生固体沉积；在实际运行中，除雾器冲洗是调节吸收塔液位的重要手段）。(5)氧化系统控制氧化率低于15%或高于95%，否则易结垢。方式：抑制氧化和强制氧化,3、烟气系统,烟气系统涉及的主要设备包括：增压风机、烟气换热器、烟气进、出口和旁路挡板门、密封风机、防腐烟道、CEMS连续监测设备等。烟气系统涉及的控制值：烟气速度、烟气温度、烟气压力、烟气浓度水平（湿度、O2浓度、CO2浓度、NOx浓度、SO
17、2浓度、灰尘浓度）、脱硫效率、锅炉炉膛负压、增压风机（开度、电流、轴承温度、油站监测数据）、挡板开度等。,烟气换热器,型式：（书97）设置GGH的作用：（1）提高排烟温度和抬升高度；（2）降低污染物的落地浓度。由于SO2和粉尘的源强度在脱硫和除尘之后大大降低，是否安装GGH对其影响小，由于WFGD不能有效脱除NOx，NOx的源强度并没有降低，是否安装GGH有较大影响，但是降低NOx的根本措施还是安装脱硝装置，通过扩散来降低落地浓度只是一种权宜之计；（3）减轻WFGD后烟囱冒白烟问题。设置GGH带来的问题：（1）投资增加；（2）脱硫系统运行故障增加；（3）增加相应的能耗、水耗；（4）降低脱硫效率
18、；（5）不能避免尾部烟道和烟囱被腐蚀。,不装设烟气换热器的项目，也就是将吸收塔处理后的烟气不经过再热，直接排放至大气，如福建漳州后石电厂。从2002年开始，德国采用欧盟的标准，取消了对烟气排放温度的限制，原东德地区近期建设的脱硫工程已有部分系统不再安装烟气换热器了，德国脱硫公司认为，不安装烟气换热器是今后脱硫发展的趋势。美国的法规从来没有对排烟温度有限制，因此，美国的脱硫系统只有少部分安装了烟气换热器，一些美国电厂考虑到由于不安装烟气换热器，烟温过低时对周围环境可能产生不利影响，采用了在烟囱底部安装燃烧洁净燃料的燃烧器，在气象条件不利于扩散时，对脱硫后的烟气进行临时加热。这种方法的投资很低，运
19、行费用也很低，同时，也保护了环境质量，是一种结合实际的解决方案，可以借鉴。,增压风机,A、B、C、D四种位置,(1)风机布置在A位的优点是烟气温度高，不易产生酸腐蚀。缺点是原烟气中含有一定量的尘，对风机叶片有磨损;增压风机的工作流量以及风机的动力能耗也最大。(2)风机布置在B位的优点是原烟气向净烟气侧的泄漏少或几乎不泄漏，存在明显的酸腐蚀现象，需选用防腐蚀风机。(3)风机布置在C位的优点是由于吸收塔系统为负压操作，不存在系统泄漏问题，风机的动力能耗也最小，C位布置的缺点是烟气大量带水而存在严重的酸腐蚀，该位置布置的风机使用寿命短，维护工作量大。(4)D位布置的风机能耗较低，其缺点是存在酸结露腐
20、蚀问题，有防泄漏要求。目前国内脱硫工程中增压风机的布置是以安全可靠为原则，因而几乎全部采用A位布置。方案比较（书100页）,4、石膏脱水系统,（1）石膏脱水系统主要设备:水力旋流器、真空皮带脱水机。（2）工作过程：书（100页）吸收塔内石膏浆液达到一定浓度后，由石膏排出泵排出至石膏浆液旋流站，在旋流站内实现浆液的浓缩分离，旋流站底流自流到真空皮带脱水机，溢流进入滤液水箱。含水的石膏浆液均匀分布到真空皮带机的滤布上，依靠真空泵的吸力和重力在运转的滤布上形成石膏饼，石膏中的水分沿程被逐渐抽出，脱水石膏由运转的滤布输送到皮带脱水机尾部，在皮带通过卸料滚子时，滤布与石膏滤饼分离，石膏在重力作用下落入石
21、膏仓中，石膏中脱除的水分则进入滤液水箱。在皮带机尾部，输送完石膏饼的滤布由冲洗水进行清洗，并转回到皮带脱水机入口，开始新的脱水循环工作。为除去石膏中的可溶性成份(特别是氯离子)，在脱水机的中前部设有滤饼冲洗水，不断冲洗石膏饼，使石膏品质满足要求。,（3）影响石膏脱水效果的因素主要有以下几个方面：石膏中的杂质。石膏中的杂质主要来自于燃煤与吸收剂。燃煤后会产生残余物飞灰，而石灰石则会带入一些不参与吸收反应的杂质。当石膏中的杂质含量增加时，石膏的脱水率会出现明显下降。石膏粒度。石膏形成粒度越大，石膏脱水性能就越好。石膏粒度主要受工艺条件的影响，如吸收塔浆液的停留时间、吸收塔搅拌强度、氧化空气量不足，
22、吸收塔内的pH值过高，将会导致吸收塔浆液中含有大量亚硫酸钙，易形成CaSO31/2H2O晶体,颗粒小,粘性大,难以脱水。,吸收塔浆液氯离子含量。脱硫系统中氯离子的来源主要有两方面，一是来自于烟气，二是来自于工艺水。脱硫系统氯离子达到一定含量水平时，石膏的脱水性能会急剧下降。国内大多数脱硫设计说明吸收塔浆液氯离子含量不能超过20000mg/L，实际上氯离子含量达到14000mg/L左右时，石膏脱水率就很难达到13以下；氯离子含量达到10000mg/L左右时，石膏脱水率就很难达到10以下。对于吸收塔浆液氯离子含量，一般控制原则是5000mg/l以下，8000mg/L报警，如果超过10000mg/L
23、含量水平了就必须要得到及时处理。石膏浆液旋流器的运行状况影响。石膏浆液旋流器入口压力的影响。入口压力过高,会造成旋流器溢流及底流颗粒过小,入口压力过低,会造成旋流器溢流及底流颗粒过大。沉砂嘴尺寸太大或溢流嘴尺寸太小均会造成旋流器底流颗粒过小,影响真空皮带脱水机性能,使石膏含水率增大。,滤饼厚度。要获得良好的石膏脱水效果，滤饼厚度要被控制在一定的范围内。滤饼厚度过低并不一定就能使石膏脱水率增高（性能曲线上含水率是一个先降低然后增高的过程）。真空皮带脱水机的真空损失。由于设备原因造成真空皮带脱水机的真空受到损失，对石膏脱水有最直接的影响。其故障原因常常表现为：真空箱密封水失控；滤布破损；真空泵运行
24、故障；皮带机运行轨迹不平；真空系统出现泄漏；真空箱与皮带之间有间隙；摩擦带有破损等。滤布的选择。滤布的材料、结构、孔径的大小等对石膏脱水都有一定的影响。从实际运行情况来看，对石膏脱水率影响最大的是石膏品质和皮带脱水机的运行状况,5、废水处理系统,1脱硫废水的产生为了维持脱硫装置浆液循环系统的物质平衡，需要定时从吸收塔排出废水。在脱硫系统中，石灰石浆液、除雾器冲洗水、脱硫岛地坑集水等进入吸收塔，浆液洗涤烟气，烟气湿饱和后带走部分水汽，吸收塔内的浆液经过浆液排出泵送入水力旋流器，旋流器的溢流收集于旋流器溢流箱，大部分通过旋流器溢流返回泵送回吸收塔，另一部分通过废水旋流泵送到废水旋流器进行浓缩分离。
25、废水旋流器底流返回旋流器溢流箱，废水旋流器溢流液作为废水排放。通过控制废水的排放量达到控制排出细小的杂质颗粒从而保证石膏的品质，同时达到控制烟气脱硫系统中氯离子、氟离子的浓度水平以保证烟气脱硫装置安全、稳定运行的目的。,2、脱硫废水水质脱硫废水的杂质主要来自烟气和脱硫剂。通常，脱硫废水偏酸性，pH值为46.5，；氯离子含量很高，为0.5%2.0%；悬浮物（SS）含量一般为110g/L，主要是石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物；化学耗氧量(CODCr)通常为数十至数百mg/L，主要由连二硫酸根(S2O62)、工艺水浓缩的有机物、亚硫酸根等组成；另外含有较高的氟化物，还有汞、砷等重金属离子，
26、以及国家严格控制的第一类重金属(镉、铬、铅、镍等)。,3、脱硫废水的处理国内外常见的脱硫废水处理方式主要有：水力除灰、蒸发、单独设置化学水处理系统。（1）水力除灰（2）单独设置化学水处理系统（图书180）（3）零排放的处理方式。,（2）单独设置化学水处理系统脱硫废水从废水缓冲箱用泵送入中和、沉降、絮凝三联箱。中和：在中和箱中加入石灰乳将废水pH值调至9左右，使废水中的大部分重金属生成氢氧化物而沉淀，并使石灰乳中的钙离子与废水中的氟离子反应生成溶解度较小的氟化钙沉淀，与As3+络合生成Ca3(AsO3)2等难溶物质。沉降：在沉降箱中加入有机硫(TMT-15)，使其与水中剩余的Pb2+，Hg2+反
27、应生成溶解度更小的金属硫化物而沉积下来。絮凝：在絮凝箱内加入FeClSO4，使水中的悬浮固体或胶体杂质凝聚成稍大的絮凝体，在絮凝箱出口处加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使微细絮体慢慢变成更大、更易沉淀的絮状物，同时，也使脱硫废水中的悬浮物沉降下来。,澄清：废水自流进入澄清池，絮凝体在澄清池中与水分离。絮体因密度较大而沉积在底部，然后通过重力浓缩成污泥。大部分污泥经污泥输送泵输送到污泥脱水系统，小部分污泥作为接触污泥返回到中和箱，提供沉淀所需的晶核。澄清池上部则为净水，净水通过澄清浓缩池周边的溢流口自流到出水箱，加盐
28、酸将其pH值调整到6.09.0后排放。污泥处理：澄清池底部的大部分浓缩污泥经污泥输送泵送到污泥脱水机。澄清池底部的泥渣中固体物质的质量分数为10%左右，经压滤机脱水后，滤饼含固率为45%左右，最后将滤饼运送到渣场贮存。污泥脱水的滤液进入污水回收池内，由污水回收泵送往中和箱内与新来的脱硫废水一道进入下一个处理循环。,（3）零排放的处理方式。废水浓缩、蒸发和“烟道”处理可以达到零排放。,将脱硫废水用泵送到除尘器前烟道，经压缩空气将脱硫废水在除尘器前烟道内雾化。某电厂烟气脱硫工程单台300MW机组脱硫废水排放量仅为4.2m/h，水温为52，除尘器前烟道中烟气温度为142，因此，喷入烟道的雾化脱硫废水
29、迅速在烟道中蒸发，脱硫废水中的固体物（重金属杂质以及各种金属盐等)和灰一起悬浮在烟气中并随烟气进入电除尘器，在电除尘器中被电极捕捉，随灰一起外排，因脱硫废水中固体量和各种金属盐含量仅为395kg/h，对灰的物性及综合利用不会产生影响。经过计算，脱硫废水喷入烟气后，烟气湿度由7.14%增加至7.56%，烟气温度由142降至136，烟气处于不饱和状态，高于酸露点温度，不会对烟道和电除尘器产生腐蚀，因此，不需要对脱硫废水喷入点后烟道及除尘器进行改造处理。同时，烟气湿度的增加和烟气温度的降低，也降低了电除尘器中灰的比电阻，有利于提高除尘效率。另外，因烟气温度的降低及烟气含湿量的增加，减少了FGD系统的
30、水耗量。,五、影响脱硫率的主要因素,(一)影响脱硫率的主要因素1浆液pH值2钙硫比3吸收剂70%用石灰石作吸收剂，16%用石灰，12%用其他吸收剂。石灰石比石灰便宜34倍。在吸收剂中加入镁能提高脱硫率，降低能耗,(1)石灰石运行中应尽量采用纯度高的石灰石，易于控制灰浆的pH值，保证系统的脱硫效率.石灰石的颗粒度大小会影响其溶解，进而影响脱硫率。(2)添加剂湿法脱硫中使用了多种化学添加剂，主要分为有机缓冲剂和氧化抑制剂。有机缓冲剂用来提高脱硫性能和运行灵活性，氧化抑制剂用来抑制自然氧化，使得石膏不结垢。此外，添加有机缓冲剂的WFGD系统可以比没有添加缓冲剂的系统在更低的pH值下运行。由于pH值较
31、低，主要的反应产物不是亚硫酸钙而是亚硫酸氢钙。由于亚硫酸钙较难溶于水，而亚硫酸氢钙的溶解度高得多，因此运行在低pH值下结垢的可能性比pH值较高时小得多。,4液气比5进塔烟温 进塔烟温越低越有利于SO2的吸收。6粉尘浓度浆液中的粉尘、重金属杂质过多，则会影响石灰石的溶解，导致浆液pH值降低，脱硫率将下降。7烟气流速高吸收塔内烟气流速可以提高气液两相的湍动，减小烟气与液滴间的隔膜厚度，提高传质效果，同时喷淋液滴的下降速度相对减小，增大传质面积。但是气流增速会减小气液接触时间，导致脱硫率下降。,六、脱硫装置运行维护概要,1吸收塔系统(1)吸收塔浆液池液位控制。吸收塔浆液池的液位调节主要是通过投用除雾
32、器补水来实现的。有的脱硫装置在吸收塔底部及顶部均安装液位计，.如果顶部和底部液位相差较大(大约0.5m)，说明吸收塔可能产生了泡沫，必须加入消泡剂。(2)吸收塔浆液的pH值控制。通过调节进入吸收塔的石灰石浆液流量来实现的。(3)吸收塔排出石膏浆液流量的控制。通常吸收塔浆液浓度(密度)为10801120 Kg/m3(对应含固量约为817),排出的石膏浆液流量是通过流量调节阀来实现的。,2石膏浆液脱水系统(1)真空皮带脱水机滤饼厚度调节。采用变频器调整和控制真空皮带脱水机的运动速度。(2)滤布冲洗水箱的水位调节。滤布冲洗水箱水位高于设计值，溢流到滤液水箱,当滤布冲洗水箱水位降低时,采用工业水补充。
33、(3)滤液水箱水位调节。滤液水箱的水位通过控制去吸收塔的石膏滤液的流量加以调节,并保持在规定水位。,(4)石膏品质质量的控制。如经化验分析,石膏中的CaCO3超标,应及时检查、分析供给石灰石浆液量变化原因和石灰石浆液品质,以及石灰石原料品质及石灰石浆液中颗粒的粒度。若石灰石浆液中颗粒粒径过粗,应及时对石灰石浆液制备系统的运行进行调整,使石灰石的细度在合格范围内,若石灰石原料的杂质超标,应及时通知有关部门。若石膏中CaSO3含量超标,应及时调整SO2吸收系统的氧化空气量,保证吸收塔中CaSO3充分氧化。若石膏颜色较深,则可能是烟气中的含尘量过大,应及时联系电厂主机系统调整烟气除尘器的运行。,3石
34、灰石浆液制备系统(1)石灰石浆液箱液位。浆液箱的液位是通过石灰石浆液补充的工艺水和滤液水的流量来调节的。(2)石灰石浆液箱浆液浓度。石灰石浆液浓度是通过保持石灰石给料量和工艺水等的流量比率恒定来控制的。另外，球磨机应定期补加钢球，运行一段时间后，应对全部钢球进行挑选，换入新球，以保证球磨机的功效；运行中应定期进行再循环泵、管道和再循环箱的冲洗，旋流器也应定期切换、冲洗，防止其堵塞，影响正常的运行和产品的质量。,4烟气系统烟气系统的调节主要是增压风机烟气流量的调节。根据增压风机入口的烟气压力信号,调节增压风机叶片角度来实现与锅炉燃烧产生的烟气量相对应。增压风机导叶的快速调节性能对安全运行影响很大
35、。在关闭旁路烟道挡板时应相应控制好增压风机叶片开度，维持烟道正常合理的负压，如调控不当将造成进口烟道压力大幅度波动，直接影响炉膛压力，严重时会引起锅炉MFT保护动作，锅炉熄火。一般锅炉炉膛负压波动控制在1KPa范围内，增压风机导叶随锅炉引风机导叶变动而自动调整。,七、常见问题及解决方法,1脱硫装置的腐蚀与磨损脱硫装置腐蚀与磨损的主要原因是烟气中含有SO2，NOx、介质浆液含固量大，pH值较低、水中含有氯离子、氟离子等。转动设备的转速越高，浆泵和阀门腐蚀与磨损就越严重，因而浆液的含固量不宜超过15%，流速23m/s为宜。,通常脱硫装置腐蚀与磨损的解决方法有：合理选材。静态设备(吸收塔、再热器、除
36、雾器、烟道、箱罐、浆池的壳体及内支撑)防腐蚀设计主要从两方面考虑，一是碳钢或混凝土内衬有机材料防腐层(简称内衬防腐)；二是利用耐腐蚀的金属材料制造。玻璃鳞片树脂内衬技术(简称鳞片衬里)和橡胶衬里是烟气脱硫装置可行且有效的内衬防腐蚀技术。其中鳞片衬里因其良好物理、化学特性以及施工和价格方面的优势是内衬防腐蚀的首选技术。浆液输送管道一般采用碳钢加橡胶内衬结构。也有采用玻璃钢、不绣钢和有机塑料管道的。耐蚀金属材料,由于其制造成本高，因而本方法在美国等一些发达国家中有所使用。,动态设备主要是泵、搅拌器、风机。泵壳及叶轮等采用铸铁加橡胶衬里结构，而石灰石浆液泵、水系统泵采用铸铁泵。搅拌器大部分采用碳钢+
37、橡胶衬里结构。氧化风机只鼓入空气，无腐蚀介质，碳钢制造即可。增压风机在高温区，一般不需防腐。(2)控制脱硫系统的运行参数。pH值控制排烟温度控制。采用回转式烟气再热装置，以控制出口烟气温度，将回转式烟气装置出口的烟气温度控制在露点以上，以减少露点腐蚀的产生。,2脱硫装置结垢和堵塞 控制吸收液中水份蒸发速度和蒸发量；控制石膏浆液的质量浓度；控制溶液的pH值；向吸收液中加入添加剂如镁离子、乙二酸；控制溶液中易于结晶的物质不要过饱和；保持溶液有一定的晶种；严格除尘，控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量，设备结构要作特殊设计，或选用不易结垢和堵塞的吸收设备，,3石灰石堵塞石灰石堵塞两种类型：亚硫酸盐堵塞
38、、氟化铝络合物堵塞(1)亚硫酸盐堵塞特征：吸收塔液体中SO32浓度超过100mg/L，甚至增加到2000mg/L是石灰石堵塞的一个显著的特征。吸收塔脱硫率将下降到4050%、吸收塔出口处SO2浓度增加。控制系统将增加注入吸收塔的石灰石浆液量，吸收塔浆液中的CaCO3浓度随之增加。,采取措施：解决氧化不足的问题或减少进入吸收塔的SO2流量。停止石灰石浆液供给，pH值将随之下降至45。固体亚硫酸钙将会溶解，SO32将被氧化。分析结果表明正常，就可以增加pH值，吸收塔将返回正常运行状态。(2)氟化铝络合物生成而造成的堵塞产生原因：原烟气中HF浓度偏高(25mg/Nm3)，吸收塔入口处粉尘浓度偏高(2
39、75mg/Nm3)特征：吸收塔液体中F-浓度超过50mg/L，甚至增加到900mg/L是氟化铝络合物堵塞的一个显著特征。吸收塔脱硫率将下降到40%50%、吸收塔出口处SO2浓度增加。控制系统将增加注入吸收塔的石灰石浆液量，吸收塔浆液中的CaCO3浓度随之增加。,采取措施：解决进入吸收塔的飞灰或HF含量过高的问题。FGD装置必须停运。必须增加Ca(OH)2或NaOH 以提高pH值直至pH8。氟化铝络合物将在吸收塔内溶解并沉淀。高含量的飞灰及惰性物质必须在水力旋流器上方除掉。分析结果表明正常，就可以重新启动FGD装置并提高pH值。,复习与作业,1、SO2的吸收、HSO3-的氧化及石灰石的溶解与pH
40、有怎样的关系？2、脱硫系统主要组成部分有哪些？3、吸收塔主要有（）、（）（）和（）等四种类型。4、控制氧化率低于（）或高于（），否则易结垢。5、影响石膏脱水效果的因素主要有哪些方面？6、单独设置化学水处理系统处理脱硫废水通常要经过（）步骤。,7、吸收塔浆液池液位控制是通过（）来实现的。8、吸收塔浆液的pH值控制是通过调节（）来实现的。9、吸收塔排出石膏浆液流量的控制是根据（）调节流量调节阀来实现的。10、真空皮带脱水机滤饼厚度调节采用（）调整和控制（）。11、脱硫系统常出现（）、（）和石灰石堵塞问题。石灰石堵塞有（）和（）两种类型。,思考题,1、脱硫风机所消耗的电能一般占脱硫设备电力消耗的（）
41、（A）10%20%；（B）20%30%；（C）50%60%；（D）80%90%。2、脱硫风机按处于系统中GGH的不同位置，有（）种不同的布置方式。（A）2；（B）3；（C）4；（D）5。3、烟气和吸收剂在吸收塔中应有足够的接触面积和（）（A）滞留时间；（B）流速；（C）流量；（D）压力。4、为防止脱硫后烟气携带水滴对系统下游设备造成不良影响，必须在吸收塔出口处加装（B）（A）水力旋流器；（B）除雾器；（C）布风托盘；（D）再热器。5、钙硫比（Ca/S）是指注入吸收剂量与吸收二氧化硫量的()（A）体积比；（B）质量比；（C）摩尔比；（D）浓度比。,石灰石-石膏法脱硫工艺中吸收剂的利用率较高，钙硫
42、比通常在（）之间。（A）1.021.05；（B）1.051.08；（C）1.081.1；（D）1.11.2。对二氧化硫的吸收速率随pH值的降低而下降，当pH值降到（）时，几乎不能吸收二氧化硫了。（A）3；（B）4；（C）5；（D）6。对脱硫用吸收剂有两个衡量的指标，就是纯度和（）（A）硬度；（B）密度；（C）溶解度；（D）粒度。吸收塔内石膏结晶的速度主要依赖于浆液池中（）（A）石膏的过饱和度；（B）浆液的酸碱度；（C）浆液的密度；（D）吸收塔内温度。石灰石、石膏法中吸收剂的纯度是指吸收剂中（）的含量。（A）氧化钙；（B）氢氧化钙；（C）碳酸钙；（D）碳酸氢钙。,石灰石-石膏法中，通常要求吸收剂
43、有纯度应在（）以上。（A）70%；（B）80%；（C）90%；（D）95%。为防止脱硫后的烟气不对系统后部设备腐蚀，一般要求净烟气温度再热到（）。（A）60；（B）72；（C）85；（D）90。循环浆液的pH高于5.8后，系统脱硫效率反而下降，是因为（）（A）H+浓度降低不利于碳酸钙的溶解；（B）钙硫比降低；（C）循环浆液中钙离子浓度增加；（D）硫酸钙过于饱和。理论上进入吸收塔的烟气温度越低，越利于（），从而提高脱硫效率。（A）碳酸钙的溶解；（B）SO2的吸收；（C）石膏晶体的析出；（D）亚硫酸钙的氧化。石灰石浆液的配制和补充主要应根据以下哪个参数进行（）调整？（A）烟气中二氧化硫含量；（B）
44、锅炉负荷；（C）烟气量；（D）循环浆液pH值。,石灰石的（）会影响它的溶解，进而影响脱硫效率。（A）纯度；（B）细度；（C）硬度；（D）CaO质量分子数。水力旋流站的运行压力越高，则（）（A）旋流效果越好；（B）旋流子磨损越大；（C）底流的石膏浆液越稀；（D）石膏晶体生长的越快。如果化验表明脱硫石膏产品中亚硫酸盐的含量过高，应检查系统中（）的运行情况。（A）石灰石浆液泵；（B）循环泵；（C）氧化风机；（D）水力旋流器。当系统中氧化风机出力不足时，会使石膏产品的品质下降，这是因为石膏产品中含有大量的（）（A）亚硫酸盐；（B）粉煤灰；（C）石灰石；（D）重金属离子。净烟气的腐蚀性要大于原烟气，主要
45、是因为（）（A）含有大量氯离子；（B）含有三氧化硫；（C）含有大量二氧化硫；（D）温度降低且含水量加大。,脱硫风机相对于GGH的四种布置位置中，能耗最低的是（）（A）GGH和吸收塔之前；（B）GGH之后吸收塔之前；（C）吸收塔之后GGH之前；（D）GGH和吸收塔之后。脱硫风机相对于GGH的四种布置位置中，最常采用的布置方案是（）（A）GGH和吸收塔之前；（B）GGH之后吸收塔之前；（C）吸收塔之后GGH之前；（D）GGH和吸收塔之后。脱硫系统中选用的金属材料，不仅要考虑强度、耐磨蚀性，还应考虑（）（A）抗老化能力；（B）抗疲劳能力；（C）抗腐蚀能力；（D）耐高温性能。吸收塔收集池中的PH值通过
46、注入（）来进行控制。（A）石灰石浆液；（B）工艺水；（C）氧化空气；（D）石膏。吸收塔收集池内的PH值最好控制在（）。（A）2.03.5；（B）3.55.0；（C）5.86.2；（D）6.87.0。,吸收塔入口烟气温度较低时，SO2的吸收率（）。（A）较低；（B）较高；（C）不变；（D）不一定。干法脱硫的运行成本和湿法脱硫相比，总的来说（）。（A）干法脱硫比湿法脱硫高；（B）湿法脱硫比干法脱硫高；（C）两者差不多；（D）两者无可比性。石灰石粉的主要成分是（）。（A）氧化钙；（B）氢氧化钙；（C）碳酸钙；（D）碳酸氢钙。石灰石粉仓内加装流化风的主要目的（）。（A）是为了防止石灰石粉受潮板结；（B
47、）增加石灰石粉的流动性；（C）输送石灰石粉；（D）充分搅拌石灰粉。目前烟气脱硫装置内衬防腐的首选技术是（）。（A）天然橡胶；（B）玻璃鳞片；（C）化工搪瓷；（D）人造铸石。,脱硫系统需要投入的循环泵的数量和（）无关。（A）锅炉负荷的大小；（B）烟气中二氧化硫的浓度；（C）入炉煤的含硫量；（D）吸收塔液位。除雾器冲洗水量的大小和（）无关。（A）吸收塔液位；（B）循环浆液的pH值；（C）除雾器的构造；（D）除雾器的前后的压差。下面有关除雾器冲洗水压力的描述，不正确的是（）。（A）冲洗水压力是由除雾器的压差决定的；（B）各级除雾器的冲洗水压力不同；（C）冲洗水压过高会造成烟气二次带水；（D）冲洗水压
48、力低，冲洗效果差。适当降低吸收塔内的pH值，（）。（A）可以达到减少结垢的目的；（B）有利于提高脱硫效率；（C）可以提高二氧化硫的吸收率；（D）能够减缓吸收塔内设备的腐蚀。,氧化风机在运行过程中，电流逐渐增大，可能是（）。（A）出口门阀饼掉；（B）冷却水温度逐渐升高；（C）吸收塔液位逐渐变低；（D）入口过滤器太脏。燃煤电厂所使用的脱硫工艺中，石灰石-石膏法的脱硫效率可高达（）（A）85%；（B）90%；（C）95%；（D）100%。除雾器叶片之间的距离越小，（）。（A）越有利于除雾器的高效运行；（B）除雾效果越差；（C）除雾器压降越小；（D）越容易结垢堵塞。烟气挡板设有密封气的主要目的是为了（
49、）。（A）防止烟道的腐蚀；（B）防止烟气泄漏；（C）防止挡板后积灰影响操作；（D）防止烟气挡板腐蚀。通过除雾器的烟气流速越高，（）（A）除雾器的效率也越高；（B）越不利于液滴的分离；（C）越容易堵塞结垢；（D）越容易造成烟气的二次带水。,有关石灰石-石膏湿法脱硫工艺，（）的说法是错误的。（A）适合用于燃烧任何煤种的锅炉；（B）工艺成熟；（C）脱硫效率高；（D）工艺流程复杂，脱硫效率较低。立式喷淋吸收塔内加装烟气托盘的主要目的是。（）（A）方便检修循环浆液喷嘴；（B）加大吸收塔阻力；（C）均布烟气；（D）增加吸收塔强度。在石灰石-石膏脱硫系统中，影响石膏垢形成的主要因素是（）。（A）循环浆液pH
50、值；（B）循环浆液氧化程度；（C）石膏在循环浆液中的过饱和度；（D）循环浆液密度。脱硫后净烟气通过烟囱排入大气时，有时会产生冒白烟的现象。这是由于烟气中含有大量（）导致的。（A）粉尘；（B）二氧化硫；（C）水蒸汽；（D）二氧化碳。当脱硫系统发生必须停运的故障时，应首先（）。（A）打开FGD旁路烟气挡板；（B）关闭FGD入口烟气挡板；（C）关闭FGD出口烟气；（D）停运GGH。,长期停运的脱硫系统在第一次启动时，首先应投入（）。（A）石灰石浆液制备系统；（B）工艺水系统；（C）压缩空气系统；（D）烟气系统。用水冲洗烟气再热器的主要目的是。（）（A）防止再热器的金属翅片过热烧损；（B）使换热元件表
