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火力發電廠濕法脫硫系統

發布時間:2016-11-29點擊量:

簡介
濕法脫硫,特點是脫硫系統位于煙道的末端、除塵器之后,脫硫過程的反應溫度低于露點,所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由于是氣液反應,其脫硫反應速度快、效率高、脫硫添加劑利用率高,如用石灰做脫硫劑時,當Ca/S=1時,即可達到90%的脫硫率,適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題,初投資大,運行費用也較高。


技術方法
濕法脫硫大致可以分為以下兩種:

石膏法
該技術與拋棄法的區別在于向吸收塔的漿液中鼓入空氣,強制使CaSO3都氧化為CaSO4(石膏),脫硫的副產品為石膏。同時鼓入空氣產生了更為均勻的漿液,易于達到90 %的脫硫率,并且易于控制結垢與堵塞。由于石灰石價格便宜,并易于運輸與保存,因而自8 0年代以來石灰石已經成為石膏法的主要脫硫劑。當今國內外選擇火電廠煙氣脫硫設備時,石灰石/石膏強制氧化系統成為優先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。
石灰石/石膏法的主要優點是:適用的煤種范圍廣、脫硫效率高(有的裝置Ca/S=1時,脫硫效率大于90%)、吸收劑利用率高(可大于90%)、設備運轉率高(可達90%以上)、工作的可靠性高(目前最成熟的煙氣脫硫工藝)、脫硫劑—石灰石來源豐富且廉價。但是石灰石/石膏法的缺點也是比較明顯的:初期投資費用太高、運行費用高、占地面積大、系統管理操作復雜、磨損腐蝕現象較為嚴重、副產物—石膏很難處理(由于銷路問題只能堆放)、廢水較難處理。

拋棄法
以石灰石或石灰的漿液作脫硫劑,在吸收塔內對SO2煙氣噴淋洗滌,使煙氣中的SO2反應生成CaSO3和CaSO4,這個反應關鍵是Ca2+的形成。石灰石系統Ca2+的產生與H+的濃度和CaCO3的存在有關;而在石灰系統中,Ca2+的生產與CaO的存在有關。石灰石系統的最佳操作PH值為5.8—6.2,而石灰系統的最佳PH值約為8(美國國家環保局)。
石灰石/石灰拋棄法的主要裝置由脫硫劑的制備裝置、吸收塔和脫硫后廢棄物處理裝 置組成。其關鍵性的設備是吸收塔。對于石灰石/石灰拋棄法,結垢與堵塞是最大問題,主要原因在于:溶液或漿液中的水分蒸發而使固體沉積:氫氧化鈣或碳酸鈣沉積或結晶析出;反應產物亞硫酸鈣或硫酸鈣的結晶析出等。所以吸收洗滌塔應具有持液量大、氣液間相對速度高、氣液接觸面大、內部構件少、阻力小等特點。洗滌塔主要有固定填充式、轉盤式、湍流塔、文丘里洗滌塔和道爾型洗滌塔等,它們各有優缺點,脫硫效率高的往往操作的可靠性最差。脫硫后固體廢棄物的處理也是石灰石/石灰拋棄法的一個很大的問題,主要有回填法和不滲透地存儲法,都需要占用很大的土地面積。由于以上的缺點,石灰石/石灰拋棄法已被石灰石/石膏法所取代。

化學反應
1)SO2+H2O→H2SO3 吸收
  2)CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和
  3)CaSO3+1/2O2→CaSO4 氧化
  4)CaSO3+1/2H2O→CaSO31/2H2OCaSO4+2H2O→CaSO42H2O結晶
  6)CaSO3+H2SO3→Ca(HSO3)2pH控制
 
發展
隨著我國對熱電廠二氧化硫排放標準的不斷提高,且燃煤的含硫量也比以前有所增加,現有的濕法脫硫機組已經不能滿足相關要求。要進一步提高脫硫效率,就要在脫硫的過程中加入LY-WS脫硫添加劑、LY-WS脫硫催化劑、LY-WS脫硫增效劑等,使得二氧化硫排放標準符合國家要求。

常用名詞
1.脫硫效率
煙氣脫硫系統脫除SO2的能力,在數值上等于單位時間內煙氣脫硫系統脫除得SO2量與進入脫硫系統時煙氣中得SO2量之比。
2. 鈣硫比
投入脫硫系統中鈣基吸收劑與脫硫系統脫除的SO2摩爾數之比,它同時表示脫硫系統在達到一定脫硫效率時所需要的脫硫吸收劑的過量程度。
3。 液氣比
單位體積煙氣流量在脫硫吸收塔中用于循環的堿性漿液的體積流量,它在數值上等于單位時間內吸收劑漿液噴淋量和單位時間內脫硫吸收塔入口的標準狀態濕煙氣體積流量之比。
4。 吸收塔
濕法脫硫系統中最核心的設備和主反應鋼制容器,煙氣中SO2的脫除反應與石膏的生成均在此進行。
5。FGD
“FLUE GAS DESULFURIZATION”的簡稱,意即煙氣脫硫。
6.GGH
“GAS-GAS HEATER”的簡稱,即氣-氣換熱器。其作用主要是提高脫硫后煙氣的溫度,通過提升溫度,增加脫硫后煙氣的浮力和擴散能力,降低煙羽的可見度,減少煙囪中的液滴冷凝,避免脫硫塔下游煙道和煙囪發生腐蝕。
7.旁路煙道
主煙道的旁路擋板門至煙囪入口部分,所謂”旁路“,是相對于脫硫系統煙道而言。
8。原煙道
未經脫硫處理的煙氣(原煙氣)所流經的FGD系統煙道,其界限為脫硫系統中自主煙道取風口至吸收塔入口。
9.凈煙道
經過吸收塔脫硫處理之后的煙氣(凈煙氣)所流經的FGD系統煙道,其界限為脫硫系統中自吸收塔出口至主煙道脫硫入風口。
10。PLC
“ProgrammableLogic Controller”的簡稱,意即“可編程序邏輯控制器”。其作用是采用可編程序的存貯器,在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字量、模擬量的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程。
11. DCS
“Distributed Control System ”的簡稱,意即“分散控制系統”,是脫硫島熱工自動化系統的中樞。運行人員通過DCS系統采集現場儀表所提供的現場數據,并通過DCS系統向就地各個設備發送指令,調整狀態,保持脫硫島的正常運行。
12。 電機
高、低壓電機
即額定電壓為高壓或低壓等級的電動機。額定功率低于200kW的電動機屬于低壓電機,額定功率為200kW(含)以上的電動機屬于高壓電機(6kV、10kV)。
13。 CEMS
“Continuous Emission Monitoring System ”的簡稱,意即“煙氣連續排放監測系統”。其作用是主要監測燃煤、燃油釋放的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物,為環境管理、環境監測、排污收費、污染物治理、改善大氣質量以及實施污染物總量排放控制提供可靠的依據。

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