电厂脱硫培训—石灰石及石膏湿法FGD主要设备.docx

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1、电厂脱硫培训一石灰石/石膏湿法FGD主要设备第一节吸收塔吸收塔是FGD系统最主要的设备之一，吸收塔设计的最主要目标，就是以尽可能的低成本下，使吸收塔具有尽可能大的SO?的液体表面积，并且具有较高的可靠性和稳定性。按照烟气和循环浆液在吸收塔内的相对流向，可将吸收塔分为：逆流塔和顺流塔。理论上讲，逆流塔的吸收效率更高一些，在逆流塔中，当吸收塔体底部含so2浓度最高的烟气与将要离开他体的循环吸收浆液接触，可以浆液吸收的SO2浓度达到最大值。在塔顶，新鲜的吸收浆液与出塔的已脱除大量SO2的烟气接触，可使出塔烟气中的SO2浓度降至最低值。即逆流操作的好处是气液两相的吸收他平均推动力最大，而且稳定，但逆流

2、压力损失较大。顺流塔气液两相得到吸收平均推动力相对要低些，但顺流塔允许较高的流速，气液相对流速越大，加剧了气液两相得扰动，使气液界面跟新更快，膜层厚度减小，从而能降低扩散阻力，提高吸收速度。因我厂选型气动脱硫塔，因此主要介绍此种类型的塔。北方魏家期电厂一期工程采用航天环境工程有限公司自主研发、具有自主知识产权并已获得国家专利的气动脱硫技术（专利号：Z1200720173601.8）,该技术是在传统湿式脱硫除尘技术的基础上发展起来的符合中国国情的实用新型技术。气动脱硫塔（以下简称“脱硫塔”）的工作原理，不同于喷淋塔、液柱塔、旋流板塔、填料塔等，它是空气动力学原理的充分利用：原烟气进入脱硫塔后，经

3、旋流器作用而旋转上升，在脱硫单元内形成一层悬浮的脱硫液，吸收烟气中的二氧化硫，气液接触比表面积大，以很少的循环液量（液气比相当于国外同类湿法脱硫技术的1/31/2）达到较高的脱硫、除尘效率。脱硫工艺采用世界上普遍使用的湿法脱硫技术，技术成熟、可靠，系统运行费用低。0.05丝竺也脱硫塔总体简图烟气入口SettIing搅拌器AgitatorContinuous1yMixesS1urryToPreventAbsorptionZone吸收区SOxandF1ueGasInOxidationAirSupp1y氧化空气Spray1eve1s脱硫塔本体结构图喷林层氧化区UXiaauonZoneCIean烟气出

4、口F1ueGasOutarator除零器层1eve1s除霉器MoistureSeparator循环泵Recircu1ationPumpsWater*Wash冲冼水喷嘴Nozz1esr极化硅喷嘴IrSi1iconCarbideS1urrySprayNozz1e一、脱硫塔系统描述吸收塔尺寸为(18.4mX48m),自下而上由浆池段、烟气稳定段、喷淋降温段、过滤段、缓冲段、除雾段、烟气排放段构成。浆池段：用于储存脱硫循环浆液氧化风机向浆池的浆液中喷入空气将亚硫酸钙氧化为硫酸钙并生成石膏晶体。吸收塔浆池中的PH值由投入的石灰石剂量控制约为5.56.0。烟气稳定段：入口烟道与吸收塔的连接处。进气口向下倾

5、斜一定角度与吸收塔连接以保证烟气的停留时间和均匀分布。喷淋降温段：此处安装3层喷淋降温管路，采用单元制设计，通过3台循环泵从浆池抽取浆液，降温管路的出口处安装有大通径、防堵塞专用脱硫离心喷头，喷淋管路使浆液向上成锥形均匀喷出。在此段烟气与石灰石/石膏悬浮液滴接触掺混降低烟气温度，同时部分SO2、SO；,、烟尘等通过液滴的表面被吸收。一个吸收塔配有4层喷淋管路，采用单元制设计，其中喷淋降温层配有3层喷淋管路，循环供浆层配有1层喷淋管路；4层喷淋管路由分配管网和喷嘴组成。过滤段：过滤段是气动脱硫塔的核心部位，此处自上而下安装有1层循环供浆管路、多个脱硫单元并联组成的烟气吸收段。每个脱硫单元安装有使

6、烟气旋转上升的旋流器，烟气通过各旋流器后与旋流器上方循环浆液管路喷出的浆液逆向接触，浆液在此处被气动力托住高速旋切、破碎，极大地增加了浆液停留时间和气液接触面积，降低了SO,穿过液膜的阻力，因此以较低的液气比可以达到很高的脱硫效率。补给的新鲜石灰石浆液接入循环供浆管路循环泵入口，直接进入循环供浆管路供入过滤段，而不是先供入浆池经稀释后再进入循环供浆管路，以提高吸收液活性取得高的脱硫效率。循环供浆管路出口处同样安装有大通径、防堵塞专用脱硫离心喷头浆液向下喷出。在此段石灰石/石膏悬浮液滴与烟气接触掺混吸收烟气中的SO?、SO3、烟尘等。吸收了烟气中SO2等酸性物质的浆液落入吸收塔过滤段继续进行脱硫

7、反应。除雾段：设四级除雾器以除去净烟气中夹带的液滴和雾滴并配套4层除雾器冲洗系统，除雾器出口烟气液滴含量不大于40mgNM(干基)(a)屋脊式除雾器屋脊式除雾器内部是由能改变气流方向的叶片和由叶片隔开的通道系统组成。烟气中夹带的液滴随气流运动，气流在叶片作用下转向，而液滴由于惯性作用与气流发生分离冲击到叶片表面被捕捉，被捕捉的液滴在叶片表面上形成液膜,在重力作用下向下流动返回脱硫塔。屋脊式除雾器叶片一般第一级为无倒钩形，第二级和第三级为倒钩形。有倒钩后理论上可以捕捉到极限粒径更小的23Um液滴，而且微小液滴顺着屋脊汇合成较大液滴落回塔里，避免了微小液滴被烟气二次夹带的可能性。如下图所示即为无倒

8、钩叶片和有倒钩叶片的管式除雾器示意图。9.94e*009.44e+8.95e+008.45e+007.95e+007.46e+006.96e*6.46e+5.96e+5.47e+4.97+4.47e+003.98e+003.48e+002.98e+002.49e+1.99e+001.49e+9.95e-O14.9e-011.29e-03无倒钩叶片管式除雾器1.54M11.4e-i1.39e011.3IeMI123eM11.15e-U)1198eM11OOeM19.24e008.47e-t007.7OeMo693e*OO616005.309400462e003.85eM0308e-002.3Ie

9、Mo1.54e007.70e-011.53e-06有倒钩叶片管式除雾器管式除雾器是由圆管或者仿水滴管组成，可以有效防止大液滴溢出，更重要的管式除雾器设置在屋脊式除雾器前，比第一层屋脊式除雾器更能有效地改善气动脱硫塔的烟气流场分布，使得屋脊式除雾器更加有效地去除粒径较小液滴，见下图。仿水圆管除雾器滴管(C)一级V型管式十二级屋脊式除雾器:RPT一级V型管式+二级屋脊式除雾器一烟气排放段：此处连接出口烟道其设计高度要保证除雾器的流场不被破坏从而保证除雾效率。一个吸收塔配有4层喷淋管路，采用单元制设计，其中喷淋降温层配有3层喷淋管路，循环供浆层配有1层喷淋管路；4层喷淋管路由分配管网和喷嘴组成。二、

10、液气比的确定液气比指的是流经脱硫塔的单位体积烟气量（标湿，实际氧，单位是1）对应的浆液喷淋量（单位是疗）。它是影响脱硫效率的关键参数之一。脱硫入口烟气SO?含量按照校核煤种全硫含量1.13%,转化为烟气SO2含量3165.42mgN?进行设计。我公司根据以往的工程运行数据和我公司的脱硫液气比计算模型，确定了该项目的循环浆液喷淋层共4层，其中最下层喷淋为备用层（设计煤种BMCR工况为3层，校核煤种BMCR工况为4层），总的液气比（气为脱硫塔出口标湿烟气量）为4.8X3+4.8X1=19.2,保证了脱硫塔出口烟气S（含量在35mgNm3以内。三、喷嘴选型和布置现在脱硫工程中应用较多的喷嘴为螺旋锥喷

11、嘴和离心喷嘴，见图2。螺旋锥喷嘴喷射出来浆液的范围是夹角为90度或者120度的实心锥，捕捉烟气中SO2的能力较大，但是流通通径相对较小，容易堵塞。为增强脱硫塔运行可靠性，魏家穿脱硫工程中脱硫塔内喷嘴布置选用不容易堵塞的离心喷嘴，离心喷嘴喷射出来浆液的范围是夹角为90或者120。的空心锥。同样的浆液流量，离心锥喷嘴比螺旋锥喷嘴对塔壁的冲击力度较大，为防止塔壁的防腐鳞片被冲刷磨损掉，所以沿脱硫塔壁区域选用实心锥喷嘴。脱硫塔共四层喷淋，每层喷淋喷嘴布置见下图。喷嘴布置图按照脱硫塔喷淋层布置高度从下往上数，最下层为第1层，最上层为第4层。.第1、2、4层喷淋中心区为离心单向空心喷嘴，向下喷，每层喷淋共

12、150个喷嘴，靠近塔壁区域一圈为离心单向大通径实心锥喷嘴向下喷40个；.第3层喷淋中心区为离心双向空心喷嘴150个，靠近塔壁区域一圈为离心单向大通径实心锥喷嘴，向上喷，共40个。第3层喷嘴之所以选择双向喷嘴设计，是因为不仅要满足气动脱硫单元需要更增加了浆液往下喷淋量，增加了气液接触面积,从而提高脱硫效果。每层喷嘴的覆盖率设计为220机四、脱硫塔直径的确定（未确定）塔的直径是由除雾器净面流速的要求决定的。考虑除雾器支撑梁、盲板等遮挡面积的影响，魏家穿脱硫塔径设计为18.4米，净面流速为4.21米/秒，达到了除雾器对烟气流速要求的最佳值，使得除雾器能工作在最佳状态（除雾器的专题论述见本章2.4）,

13、这样保证了脱硫塔出口烟气的液滴含量在设计值之内即40mgNm3（标干，6%02）五、浆液循环时间每层液气比为4.8,即每层浆液喷淋量为12000m3h,脱硫塔直径18.4米，液位高度&5米（见脱硫塔简图），按照正常运行时3层喷淋量计算得出，浆液循环时间为4分钟，满足设计要求。六、增效环的设置研究表明，脱硫塔横截面中心的脱硫效率可达99北100乐脱硫效率从塔中心至塔壁则逐渐减少，最终造成总的脱硫效率降低。因此在第2、3层喷淋层下方设置增效环，大大减弱了烟气的贴壁效应，使烟气向中心聚拢，提高了气流分布的均匀性，使烟气与浆液接触更加均匀，图如下图4和图5：Vy从而达到更好的脱硫效果。增效环简第二节搅

14、拌器吸收塔浆池处周向布置（4）台卧式搅拌器，共一层，搅拌器的轴线与水平面和吸收塔的径向线保证一定的夹角以达到均匀的搅拌效果。氧化空气喷枪安于距上层搅拌器前端的一定位置处与搅拌器配合液流搅动、破碎氧化空气使之均匀分散保证高的氧转移率。在搅拌器旁设置人工冲洗设施提供安装和检修所需要的吊耳、吊环及其他专用滑轮。吸收塔搅拌器的叶片和主轴的材质为不低于1.4529的合金。搅拌器参数：浆叶直径：1143mm（预估）；桨叶数：4片电机功率：45KW在脱硫塔浆液池的下部，沿塔径向布置侧进式搅拌器，脱硫塔搅拌器的作用是使浆液的固体维持在悬浮状态，防止固体沉降，同时分散氧化空气。搅拌器安装有轴承罩、主轴、搅拌叶片

15、、机械密封。搅拌器叶片安装在脱硫塔降池内，与水平线约为10度倾角、与中心线约为一7度倾角。搅拌桨型式为三叶螺旋桨，轴的密封形式为机械密封。在脱硫塔旁有人工冲洗设施。采用低速搅拌器，有效防止浆液沉降。脱硫塔搅拌器的搅拌叶片和主轴的材质为合金钢。在运行时严禁触摸传动部件及拆下保护罩。向脱硫塔加注浆液时，搅拌器必须不停地运行。搅拌器轴为固定结构，转速适当控制，不超过搅拌机的临界转速。所有接触被搅拌流体的搅拌器部件，必须选用适应被搅拌流体的特性的材料，包括具有耐磨损和腐蚀的性能侧式搅拌器第三节烟气连续监测系统（CEMS）CEMS是根据实际应用为连续监测烟气排放污染物而设计的系列化在线监测系统，通过采样的方式、以实现对SO2、N0x.CO、（V烟尘浓度、温度、压力、湿度、流量等参数的测量，并计算烟气中污染物的排放率、排放量。同时系统可以经过数据采集通讯装置，通过调制解调器（MODEM）将数据传送至环保部门，使用单位也可以进行远程的监测或接入DCS系统。烟气CEMS由颗粒物CEMS和气态污染物CEMS（含或CO?）、烟气参数测定子系统组成。气态污染物CEMS监测系统采用完全抽取法中的热管法对气态污染物进行监测。该系统采用高温取样,高温样气输送和快速制冷脱水的方