湿法脱硫系统

一、系统介绍

1.1 湿式吸收塔系统

吸收塔采用喷淋塔，每台锅炉配一套湿式吸收塔系统。吸收塔系统至少包括：

1、吸收塔

至少包括：由带有防腐内衬或其它防腐衬层钢制塔体和烟气出口和入口、人孔门、观察孔、法兰、液位控制、溢流管及所有需要的管口与连接件等。

2、浆液循环系统

每套包括：浆池、搅拌器、浆液循环泵、管道、喷雾系统、支撑、加强件和配件等；浆液循环泵采用单元制运行方式，每台循环泵对应一层喷嘴，循环泵不设运行备用。每个吸收塔考虑设一台（最高压头）备用泵叶轮。

吸收塔内部浆液喷雾系统由分配管网和喷嘴组成，喷雾系统的设计能使喷雾流量均匀分布，浆液喷雾系统采用FRP（原材料进口），采用四层喷淋。

每台循环泵与各自的喷雾层连接，不考虑备用循环泵。吸收塔浆液循环泵为离心叶轮泵（无堵塞离心式）。

3、吸收塔氧化风系统

氧化风机为每塔两台，一运一备，流量裕量为10%，压头裕量为20%。氧化风机为罗茨型。吸收塔外部的氧化风管进行保温。

4、除雾器

每塔1套，包括：进出口罩、优化布置的除雾器、冲洗水系统和喷淋系统等。采用屋脊式，塔内设计流速不超过 3.5M/S。除雾器安装在净烟气出口处分离夹带的雾滴，吸收塔出口净烟气携带水滴含量小于75mg/Nm3。

5、石膏浆液输送泵

每塔配2台石膏浆液输送泵（1运1备）。含泵本体、配套电机、联轴器、泵和电机的共用基础底座、法兰、配件以及内衬、冲洗装置等。

6、事故浆液箱

二台机组的FGD岛内设有一个事故浆液箱，其容积满足：不小于一座吸收塔最低运行液位时的浆池容量。

事故浆液箱配备内衬、泵、阀门、管件和控制件，以便将箱体内浆液转送至吸收塔。提供搅拌措施以防止浆液沉淀。

事故浆液箱浆液的传送速度能使箱体内浆液在15个小时内彻底放空，安装

一台事故浆液泵。

7、其他

a）湿式吸收塔系统内管道

包括全套吸收塔装置内部，以及吸收塔装置的进、出口管道，含管道内衬、接触浆液和酸液的设施及所有其他设备（如伴热管、紧固件等）。

b）箱体和地坑（地坑的土建部分不在报价范围）

本标书所指的箱体和地坑，包括箱体和地坑本体、箱体和地坑中的搅拌器、内衬（如果要求）、液位控制和指示溢流管、排水管、全部必要的连接件、法兰、人孔、检查孔、楼梯和扶梯等。以及所需泵等附属系统。

1.2 脱硫增压风机

无。（不单独设置增压风机，脱硫系统阻力拟由机组引风机增大风压克服。引风机不在招标范围之内）

1.3 FGD石膏脱水系统

二台炉脱硫装置共设一套石膏脱水系统，集中布置于脱水楼。至少包括：

1、旋流器

2套石膏水力旋流器（采用高位布置方式，自流进入真空皮带脱水机）、以及废水水力旋流器（如有）。采用进口设备进行报价。

每组旋流器包括：给料分配管、溢流和出料槽、旋流器支撑和管道、内衬和所有必要的截止阀、过滤器、配件等。

2、箱体

投标人将开列石膏脱水系统（水力旋流器、皮带真空脱水机等）配套的全部箱体。

3、分配器

用于石膏水力旋流器站分配器。

4、排水泵

脱水系统内的排水泵。全套包括泵本体、配套电机、联轴器、泵和电机的共用基础底座、法兰、配件以及内衬、冲洗装置等。

5、本系统内配套管道、配件、搅拌器等。

6、石膏脱水设备

包括：

·系统设置两台真空皮带脱水机。每台真空皮带脱水机的出力按75％的两台锅炉BMCR工况运行时产生的石膏浆液量配置。

·滤布冲洗水箱，滤布冲洗水泵。以及所配管道、附件等。

·滤饼冲洗水箱，滤饼冲洗水泵。以及所配管道、附件等。

·2台水环式真空泵。

·其他泵和箱体。

·真空皮带脱水机的钢支撑及检修平台。

·将真空皮带脱水机的蒸汽排到建筑物外面的设备（通风设备）。

1.4 石膏脱水及贮存系统

吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵送入石膏水力旋流站浓缩，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水机。进入真空皮带脱水机的石膏浆液经脱水处理后得到表面含水率小于10％的石膏，石膏在石膏储存间存放待运。石膏旋流站出来的溢流浆液循环使用。

为控制脱硫石膏中Cl－等成份的含量，确保石膏品质，在石膏脱水过程中用工业水对石膏及滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液箱中，然后用泵送到石灰石浆液制备系统和废水处理系统。

系统设置两台真空皮带脱水机。每台真空皮带脱水机的出力按75％的两台锅炉BMCR工况运行时燃用设计煤种产生的石膏浆液量配置。

系统设置一个石膏储存间，其容积按两台锅炉BMCR工况运行48小时的石膏量进行设计。

1、石膏旋流器

石膏旋流器浓缩后的石膏浆液从旋流器下部经石膏浆液箱缓冲后自流到真空皮带脱水机。离开旋流器的浆液中固体含量约为40%~60%。

为防止旋流器被大颗粒堵塞，旋流器组入口安装过滤器，过滤器采用不锈钢。

2、真空皮带脱水机

设计为浆液重力自流进入滤布。皮带脱水机与水力旋流浓缩器建造在同一建筑物的不同层面。主框架结构为带防腐层的钢结构，用标准的滚动轴承和耐压的型钢组成。

输送机支撑滤布，同时提供干燥凹槽和过滤抽吸的干燥孔及输送带的真空密封。连续性的柔性裙边把输送带的两边缘黏合起来，防止浆料和淋洗液外流。

石膏饼厚度监测系统，利用带防腐金属护套的探头测量石膏饼厚度并借此测量信号增加或降低皮带速度。此系统也用于检测运行过程有无石膏产生。石膏定期采样点，位于石膏二级脱水设备后。

3、真空泵

每个真空皮带脱水机配置一台真空泵，真空泵容量满足皮带脱水机的要求。真空泵采用环型水封式，铸铁制造。

真空泵采用三角皮带传动，并有适当的防护装置。

真空泵配备自动水封控制阀和滤网。

每台真空皮带脱水机配一个气液分离罐，设1用1备（共两台）100%容量的滤出液泵，泵选用水平离心式。

4、石膏储存

石膏储存间(土建部分不在招标范围)容量按两天容量考虑。另有汽车运输石膏的进出口通道。石膏储存间设通风机。

1.5 石灰石浆液制备及供应系统

两台锅炉的脱硫装置公用一套石灰石浆液制备系统。至少包括：

石灰石粉贮仓（配布袋除尘器、真空释放阀、料位计等）、皮带称重给料机、石灰石浆液箱、流化风机、浆罐搅拌器、石灰石浆液输送泵等。

所有与石灰浆液接触的部件都配备足够的冲洗管道和连接。其他可能出现石灰结垢的表面都配备冲洗设备。为防止侧向搅拌器停运后引起堵塞，设置人工冲洗设施。吸收塔浆池搅拌器的设计和布置便于氧化空气分布最优。

从磨粉厂购买符合要求的石灰石粉（90%≤250目，也就是60微米），目是表示颗粒物料的大小特征的单位。

所谓目数，是指物料的粒度或粗细度，一般定义是指在1英寸*1英寸的面积内（斜体部分有误）有多少个网孔数，即筛网的网孔数，物料能通过该网孔即定义为多少目数：如200目，就是该物料能通过1英寸*1英寸内有200个网孔的筛网。以此类推，目数越大，说明物料粒度越细，目数越小，说明物料粒度越大。各国标准筛的规格不尽相同，常用的泰勒制是以每英寸长的孔数为筛号，称为目。例如100目的筛子表示每英寸筛网上有100个筛孔。筛子内径(μm)≈14832.4/筛子目数

筛孔尺寸：0.0630mm标准目数：230目

筛孔尺寸：0.0530mm标准目数：270目

石灰石粉贮仓为钢制，共设置一座。容积按满足本工程二台锅炉BMCR工况下3天（每台按24小时计）所需石灰石量。石灰石粉贮仓的通风除尘器为布袋除尘器，除尘后的洁净气体中最大含尘量小于30mg/Nm3。

一个石灰石浆液箱（容量满足储存本工程二台锅炉BMCR工况8小时所需石灰石浆液量）。石灰石浆液供浆泵，每塔设二台，一运一备。（每台泵容量按满足一台锅炉BMCR工况所需120%的石灰石浆液量）。

1.6 冷却水及工艺水供应系统

采用电厂工业水作为脱硫系统氧化风机、浆液循环泵等设备的冷却水及密封水，冷却后回水返入工艺水箱在岛内回收使用。

从电厂供水系统引接至脱硫工艺水箱，为脱硫工艺系统提供工艺用水。其主要用户为：

·吸收塔蒸发水、石灰石浆液制备用水、石膏结晶水、石膏表面水；

·水环式真空泵用水；

·除雾器、真空皮带脱水机及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水；

工艺水系统满足FGD装置正常运行和事故工况下脱硫工艺系统的用水。

工艺水箱的可用容积按两台炉脱硫装置正常运行1小时的最大工艺水耗量设计。

工艺水系统为两台炉共用，工艺水泵的容量按两台炉120%BMCR工况的用水量（共两台，一运一备）设计。

每台除雾器冲洗水泵容量按每个吸收塔150%用水量（共3台，其中1台为备用）设计。

投标方优化工艺水系统的设计，节约用水。设备、管道及箱罐的冲洗水回收至集水坑重复使用。

工艺水箱采用碳钢制作。

工艺水泵、除雾器冲洗水泵采用离心泵。

1.7 烟道系统

在吸收塔出口烟道设置挡扳门,并采取防腐措施，全套带有：框架、阀盖、电机、安全极限开关.

1.8 废水处理系统

二台炉共用一套废水处理系统。脱硫装置浆液内的水在不断循环的过程中，会富集重金属元素和Cl-等，一方面加速脱硫设备的腐蚀，另一方面影响石膏的品质，因此，脱硫装置要排放一定量的废水，该脱硫废水经处理后用连续泵送至灰库，作为干灰加湿搅拌用水。污泥脱水系统的污泥运至灰场贮存。

脱硫废水连续排放，连续处理。

1.9 压缩空气系统

压缩空气系统主要用于仪表用气。原则上仪用压缩空气由主厂房空压机房引接，在脱硫车间就地设置储气罐。投标方将提供空气用户的耗量和技术要求，并优化压缩空气系统。

二、脱硫效率的影响因素

1 烟气与脱硫剂接触时间

烟气自气－气加热器进入吸收塔后，自下而上流动，与喷淋而下的石灰石浆液雾滴接触反应，接触时间越长，反应进行得越完全。每层喷淋盘对应一台循环泵，排列顺序为1、2、3、4号自下而上（见图1），4号循环泵对应的喷淋盘位置最高，与烟气接触洗涤的时间最长，因此投运4号循环泵有利于烟气和脱硫剂充分反应，相应的脱硫率也高。从表1实际运行的情况可以发现，在处理1台机组烟气时，不论运行哪3台循环泵都能保持很高的脱硫率，而运行2台循环泵时如果开启4号循环泵，则脱硫率可比运行其它循环泵时的脱硫率高出1～2％，效果显著；处理2台机组烟气时，2、3、4循环泵联合运行时的脱硫率要比1、2、3号泵联合运行时高出3％以上，可见，4号循环泵的投运对提高脱硫率效果显著，3号循环泵的影响次之，2号、1号依次减弱，也就是说，烟气与脱硫剂的接触时间越长，脱硫率越高。另外，新鲜的石灰石浆液是通过3号或4号循环管注入的，所以3、4号循环泵的投运与否将直接影响脱硫率。

2 浆液循环量

新鲜的石灰石浆液喷淋下来后与烟气接触后，SO

2

等气体与石灰石的反应并不完全，需要不断地循环反应，从表1可以发现，运行3台循环泵的脱硫率明显高于

只运行2台的工况。原因是增加了浆液的循环量，也就加大了CaCO

3与SO

2

的接

触反应机会，从而提高了SO

2

的去除率。此外，增加浆液的循环量，将促进混合

浆液中的HSO

3－氧化成SO

4

2－，有利于石膏的形成。

3 吸收塔浆液pH值

烟气中SO

2

与吸收塔浆液接触后发生如下一些化学反应：

SO

2＋H

2

O＝HSO

3

－＋H＋

CaCO

3＋H＋＝HCO

3

－＋Ca2＋

HSO

3－＋1／2O

2

＝SO

4

2－＋H＋

SO

42－＋Ca2＋＋2H

2

O＝CaSO

4

·2H

2

O

从以上反应历程不难发现，高pH的浆液环境有利于SO

2

的吸收，而低pH则有助于Ca2＋的析出，二者互相对立，因此选择一合适的pH值对烟气脱硫反应至关重要。为此我们做了一次试验，在连续一段时间（10 h）内，人为调整石灰石浆液进吸收塔的流量，使浆液的pH值先从小到大，然后又逐渐减少，图2反映了pH

变化时，脱硫率及浆液中CaCO

3、CaSO

4

·2H

2

O含量的变化曲线。

通过试验发现，在一定范围内随着吸收塔浆液pH的升高，脱硫率一般也呈上升趋势，因为高pH意味着浆液中有较多的CaCO

3

存在，对脱硫当然有益，但pH＞5．8后脱硫率不会继续升高，反而降低，原因是随着H＋浓度的降低，Ca2＋的析出越来

越困难，当pH＝5．9时，浆液中CaCO

3的含量达到2．98％，而CaSO

4

·2H

2

O含

量也低于90％，显然此时SO

2

与脱硫剂的反应不彻底，既浪费了石灰石，又降低

了石膏的品质，pH再下降时，CaSO

4·2H

2

O含量又回升，CaCO

3

则降低。因此，浆

液pH值既不能太高又不能太低，一般情况下控制吸收塔浆液的pH在5．4～5．5之间，能使脱硫反应的Ca／S保持在设计值（1．02左右）内，获得较为理想的脱硫率，同时又使浆液中CaCO

3

的含量低于1％。

4 氧量

O 2参与烟气脱硫的化学过程，使4HSO

3

－氧化为SO

4

2－，图3显示了接收二台机组

烟气时，在烟气量、SO

2

浓度、烟温等参数基本恒定的情况下氧量对脱硫率的影

响曲线，随着烟气中O

2含量的增加，CaSO

4

·2H

2

O的形成加快，脱硫率也呈上升

趋势。当原烟气中氧量一定时，可入为往吸收塔浆液中增加氧气，所以多投运氧

化风机可提高脱硫率。当烟气中O

2

含量为6．0％时，运行2台氧化风机比运行1台氧化风机的脱硫率高出2％左右。

5 石膏浆液密度

随着烟气与脱硫剂反应的进行，吸收塔的浆液密度不断升高，通过吸收塔浆液化

学成分的取样分析结果，当密度＞1085 kg／m3时，混合浆液中Ca－CO

3

和

CaSO

4·2H

2

O的浓度已趋于饱和，CaSO

4

·2H

2

O对SO

2

的吸收有抑制作用，脱硫率

会有所下降；而石膏浆液密度过低（＜1075 kg／m3＝时，说明浆液中CaSO

4·2H

2

O

的含量较低，CaCO

3

的相对含量升高，此时如果排出吸收塔，将导致石膏中Ca－

CO

3

含量增高，品质降低，而且浪费了脱硫剂石灰石。因此运行中控制石膏浆液密度在一合适的范围内（1075～1085 kg／m3），将有利于FGD的有效、经济运行。

6 烟尘

原烟气中的飞灰在一定程度上阻碍了SO

2

与脱硫剂的接触，降低了石灰石中Ca2＋的溶解速率，同时飞灰中不断溶出的一些重金属如Hg、Mg、Cd、Zn等离子会抑

制Ca2＋与HSO

3

－的反应。试验证明，如果烟气中粉尘含量持续超过400 mg／m3（干），

则将使脱硫率下降1％～2％，并且石膏中CaSO

4·2H

2

O的含量降低，白度减少，

影响了品质。

7 烟气温度

实际运行过程中，机组负荷变化较频繁，FGD进口烟温也会随之波动，对脱硫率有一定的影响。理论上进入吸收塔的烟气温度越低，越利于SO

2

气体溶于浆液，

形成HSO

3

－，所以高温的原烟气先经过气－气加热器降温后再进入吸收塔与脱硫

剂接触有利于SO

2

的吸收。实际运行结果也证实了这一点，在处理二台机组烟气、

运行2、4号循环泵、进口烟气SO

2

浓度和氧量基本不变的工况下，当进入吸收塔的烟温为96℃时，脱硫率为92．1％；当烟温升到103℃时，脱硫率已下降至84．8％，而接收一台机组烟气时烟温对脱硫率的影响就更明显了。

结论

（1）湿法烟气脱硫过程中，烟气与脱硫剂的接触反应时间越长、吸收塔浆液循环量越多越有利于脱硫率的提高。

（2）进入吸收塔的原烟气中O

2

含量高、粉尘浓度低、烟温低等都对脱硫反应有利，当氧量一定时，增开一台氧化风机能提高脱硫效率。

（3）保持吸收塔浆液pH在5．4～5．5之间，可使FGD保持较好的脱硫效果和

石膏品质，pH太高不利于Ca2＋的析出和石灰石的充分利用，pH过低则影响SO

2的吸收。

（4）吸收塔浆液密度过高会降低脱硫率，过低时脱硫剂的利用不彻底，保持浆液密度在1075～1085 kg／m3之间，可获得较好的脱硫效果。