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核心技術-石灰石法脫硫工藝

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                                                         石灰石法脫硫

一、概述

采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝主要是采用廉價易得的石灰石粉作為脫硫吸收劑,石灰石經破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液,當采用石灰為吸收劑時,石灰粉經消化處理後加水製成吸收劑漿液。在脫硫塔內,吸收漿液與煙氣接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應被脫除,最終反應產物為石膏。脫硫後的煙氣經除霧器除去細小液滴,通過脫硫塔煙道出口排入煙囪。脫硫石膏漿經脫水裝置脫水後回收。由於吸收漿液循環利用,脫硫吸收劑的利用率很高。

      脫硫液采用塔內循環石灰石-石膏法的吸收方式,吸收了SO2的脫硫漿液在塔內進行氧化反應,生成硫酸鈣沉澱。脫硫塔底部漿液由泵打入到濃縮罐,經濃縮罐補步沉澱,濃縮罐上方清液進入地坑池,由補水泵提升至脫硫塔循環利用。經濃縮罐沉澱,再由真空皮帶脫水機進行最終脫水處理,泥渣拋棄處置或是回收利用。塔底的循環漿液通過加藥泵加藥調整漿液PH值,再經循環泵將脫硫液打入噴淋層進行脫硫,實現對脫硫液中脫硫劑濃度和pH值的相對穩定的控製,保證脫硫效率。

      製漿係統流程為:鬥提上料——料倉——手動插板閥——螺旋輸送機——加藥罐(攪拌機)——加藥泵。

      脫硫係統為:脫硫塔——循環泵(內循環)——噴淋層——吸收反應——除霧器——煙囪。

      脫硫塔副產物——排漿泵——濃縮罐——濃縮排漿泵——脫水機——貨車運走。

      配套脫硫設施主要分為漿液製備係統、漿液循環係統、渣漿處理係統、工藝水係統、電控係統等。

      脫硫塔吸收係統、製備循環係統、渣處理係統、電控係統、工藝水係統。

 

石灰石-石膏濕法是目前世界上應用最廣泛和最可靠的脫硫工藝。該工藝以石灰石(CaCO3 )為吸收劑, 通過石灰石漿液在脫硫塔內對煙氣進行洗滌, 發生反應, 以去除煙氣中的二氧化硫, 反應產生的亞硫酸鈣通過強製氧化生成石膏(CaSO4 .2H2O)

二、工藝流程

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三、工作原理

以普通工業碳酸鈣粉石灰石粉(粒徑250目,過篩率90%以上,純度>90%)漿液作吸收劑,與煙氣中SO2反應生成含結晶水的亞硫酸氫鈣,如亞硫酸氫鈣進一步氧化,可生成含結晶水的硫酸鈣。

   脫硫塔內的化學反應原理如下:

   化學總反應式:CaCO3+2SO2+H2O = Ca(HSO3)2+CO2 (吸收反應)

            Ca(HSO3)2+O2CaCO3+3H2O = 2CaSO4·2H2O+CO2(氧化中和結晶)

四、工藝流程圖

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五、脫硫係統組成

脫硫工藝係統主要由石灰石漿液製備係統、煙氣係統、脫硫吸收係統、工藝水係統、石膏脫水係統、電氣及控製係統、事故漿液係統、廢水處理係統、壓縮空氣係統等組成。

  1. 石灰石漿液製備係統。

  2. 煙氣係統。

  3. 脫硫吸收係統。

  4. 工藝水係統。

  5. 石膏脫水係統。

  6. 電氣及控製係統。

  7. 事故漿液係統。

8.  廢水處理係統。

1.石灰石漿液製備係統。

   由鬥提機(刮板機、螺旋輸送機、輸送罐車)漿液攪拌罐、攪拌機、加藥a泵等係統組成。

a)        漿液攪拌罐

b)        漿液緩衝罐

c)        攪拌機

d)        加藥泵

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2.煙氣係統

   脫硫塔入口煙道、翻板閥、入口降溫噴嘴、脫硫塔出口      

煙道、增壓風機、人孔、煙道排水裝置等組成。

  1. 塔入口煙道。

  2. 翻板閥。

  3. 入口降溫噴嘴。

  4. 塔出口煙道。

  5. 增壓風機(根據原有風機參數再確定是否使用)。

  6. 煙道排水裝置

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3.脫硫吸收係統

脫硫吸收係統應包括:脫硫塔、漿液循環及攪拌、石膏漿液排出、煙氣除霧器和氧化風機等組成。       

  1. 脫硫塔

  2. 槳液循環及攪拌。

  3. 槳液排出

  4. 除霧器

  5. 氧化風機

4.脫硫塔是脫硫係統的核心,主要結構包括:

a)        塔體、

b)        煙道進口、

c)        旋流板、

d)        噴淋層、

e)        除霧器

f)         煙道出口、

g)        曝氣管、

h)        攪拌機等等。

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旋流板或文丘裏層

煙氣通過旋流板或文丘裏層來穩定煙速、均勻分布煙氣。

a)            旋流板是由2432葉片、盲板、支撐圈等組成。

b)            文丘裏層由常見的DN40外部襯膠或DN50的鋼管

316L不鏽鋼管、U型槽,和下方支撐主梁組成。

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噴淋層

   脫硫塔內部噴淋管由分配管網和噴嘴組成, 噴淋的設計應能均勻分布要求的噴淋流量, 流經每個噴淋層的流量應相等,並確保脫 硫劑與煙氣充分接觸和反應。

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除霧器

除霧器應安裝在脫硫塔上部,由兩級組成用以分離淨煙氣夾帶的霧滴。除

霧器出口液滴含量應不大於75mg/Nm3

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攪拌機

    攪拌機主要是防止沉澱,同時也是增加曝氣的接觸麵積。

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循環泵

脫硫塔漿液循環泵將脫硫塔漿池內的脫硫劑漿液循環送至噴嘴。脫硫塔循環泵按照單元製設置(每台循環泵對應一層噴嘴,且備用一台泵)。循環泵為離心泵(無堵塞),葉輪由防腐耐磨材料製成。

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氧化風機

氧化風機為100%容量的羅茨型風機,一運一備,流量裕量應為FGD需要空氣量的10%,壓力損失應考慮管道及液麵阻力後留有20%壓頭裕量。風機室內布 置。風機應配套隔聲罩。氧化風機應能提供足夠的無油氧化空氣,氧化風 管應布置合理,使脫硫塔內的亞硫酸鈣充分轉化成硫 酸鈣。

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排漿泵

每個脫硫塔設置兩台石膏排出泵,一運一備,塔內應設置濾網。石膏排出泵的葉輪應采用防腐耐磨的材料製作。設計時至少應按40g/l的氯離子濃度進行選材。

脫硫塔排出泵通過管道將石膏漿液從脫硫塔中輸送到濃縮罐或板框壓濾機,還用來將脫硫塔漿液池排空到事故漿液箱中。石膏排出泵應能在8小時之內排空脫硫塔。

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工藝水係統

硫漿液的蒸發和脫硫渣的帶水,會造成整個水係統 的失衡,故必須補充工藝水以維持整個係統的水平衡。主 要是通過脫硫塔除霧器衝洗、事故冷卻水、設備及管道衝 洗等形式來補充。設備管道及箱罐的衝洗水和設備的冷卻 水回收至清液池內。除霧器反衝洗係統由立式清水泵、水箱、管線及閥門組成。

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石膏脫水係統

渣處理係統由濃縮罐、濃縮罐排漿泵、濃度計、濃縮罐攪拌機、真空脫水機、真空泵、真空罐、回收水箱、循環水泵、電磁閥、電動閥等。通過濃縮罐濃縮後的漿液,在濃縮罐內配濃度計或是密度計,當達到一定濃度後,由濃縮罐漿液泵送至漿液打入初步脫水裝置——旋流器進行脫水,再由真空帶式脫水機進行二次脫水,產生的氧化鎂固體由小車送至渣場,脫水機排出的渣水及衝洗水集中排至回收水箱,在回收水箱內經過沉澱處理後重複利用。旋流器旋流出漿液返回到脫硫內補充塔內液位,使脫硫塔內實現脫硫水平衡。

濃縮罐和真空皮帶脫水機

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電氣及控製係統

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事故槳液係統

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廢水處理係統

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工藝原理:

2CaCO3+H2O+2SO2  2CaSO3·1/2H2O+2CO2

2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2 2CaSO4·2H2O

工藝特點:

1.工藝成熟,最大單機容量超過1000MW

2.脫硫效率≥ 99%

3.係統運行穩定,可用率≥ 98%

4.脫硫劑—石灰石,價廉易得;

5.脫硫副產品—石膏,可讓企業實現從投入型環保到盈利型環保的轉變。


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