《湿法脱硫技术方案》.pdf

1．概述 目前，全世界投入实用且成熟的烟气脱硫 （FGD）技术不下几十种，主要分 为湿法、干法、半干法等几大类，其中湿式钙法 （石灰石－石膏法）是当前世界 上技术最成熟、实用业绩最多、运行状态最稳定的脱硫工艺，应用此类工艺的机 组容量约占电站脱硫装机总容量的85%，应用的单机容量已超过1000MW。其脱硫 副产物石膏的处理一般有抛弃和回收两种方法，主要取决于市场对脱硫石膏的需 求、石膏质量以及是否有足够的堆放场地等因素。湿式工艺的缺点是需要充分考 虑防腐问题，设备投资较大，运行费用较高，对占地和供水要求大，宜用于大中 型机组或含硫量高的小型机组；干法、半干法的优点是投资和占地较省，但效率 一般低于湿法，对小型机组或含硫量较低的中型机组较为适合。 拥有湿式钙法脱硫技术的公司较多，其反应原理基本类似，主要工艺区别 集中在吸收塔结构的不同上，例如重庆珞璜电厂采用填料塔、广东瑞明电厂采用 单回路喷淋空塔，有的电厂采用双回路喷淋塔、鼓泡塔等。填料塔由于结垢堵塞 问题，已较少使用。各种类型的吸收塔各有特点，均有成功的业绩，其中喷淋空 塔采用雾化喷嘴，烟气与吸收剂雾滴接触，既可保证充分吸收，又无塔内结垢堵 塞之忧，故使用最为广泛。 1．1 脱硫岛的基本概念 1．1．1脱硫岛的构成 石灰石－石膏湿法脱硫系统 （即脱硫岛或称FGD系统）是一个完整的工艺系 统，一般分成以下几个分系统：烟气系统、吸收塔系统、石灰石浆液制备系统、 石膏脱水系统、工艺水系统、排放系统、压缩空气系统等。 脱硫岛的主要设备一般有导入烟道、旁路烟道、升压 （增压）风机、烟气 换热器 （GGH）、吸收塔及循环泵、氧化风机、除雾器、石灰石给料 （粉仓）系统、 旋流器、真空泵、石膏脱水机、石膏排出泵、工艺水泵、罐、槽等。脱硫岛同时 配置有电气、热控设备及DCS、消防及火灾报警等辅助系统。 除以上系统之外，石灰石－石膏湿法脱硫系统也包括一些电厂常规的如照 明、给排水等系统，对于这些电厂常规系统，不在本教材叙述范围之内。 1.1.2脱硫岛的原料和产品 电厂烟气脱硫是指：将电厂锅炉排出至烟囱前的含二氧化硫（SO ）的烟气,2 通过合理的工艺流程和可靠的设备,进行净化处理，除去其中绝大部分SO,然后2 再排入大气环境中。 石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺 （湿法工艺）是指：利用石灰石 （CaCO ）3 细粉和水按比例制成的混合浆液作为湿式反应吸收剂，与烟气中的SO 反应，降2 低烟气中SO 的含量，以减少其污染性，同时产生可以综合利用的石膏 （见参考2 流程图和平面布置图）。 湿法工艺采用的石灰石脱硫吸收剂，价廉易得。先将石灰石破碎磨细成粉状， 然后直接与水混合搅拌制成吸收浆液；部分湿法工艺采用石灰(CaO)作吸收剂, 吸收能力和吸收速度更强。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的 SO 溶于水，与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙,然后在塔底与鼓入的氧化空气2 发生化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去夹带的细小液 滴，经烟气换热器加热升温后排入烟囱。 湿法工艺的唯一产品为石膏。系统中的石膏浆液经排出泵抽出打入石膏脱水 系统，脱水后回收成品石膏，同时借此维持吸收塔内浆液密度。由于吸收浆的循 环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫， 脱硫效率较高。 1.1.3 脱硫反应原理 石灰石－石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为： （1）在脱硫吸收塔内，烟气中的S0 首先被浆液中的水吸收，形成亚硫酸，2 并部分电离： ＋ － ＋ 2－ SO ＋ HO → HSO2 2 2 3 → H ＋HSO3 → 2H ＋SO3 （2）与吸收塔浆液中的CaCO 细颗粒反应生成CaSO ·1/2HO细颗粒：3 3 2 ＋ 2+ CaCO ＋ 2H3 → Ca ＋ HO ＋CO2 ↑2 2+ 2- ＋ Ca ＋ SO3 → CaSO ·1/2HO