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      樂山金源環保設備有限公司

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      鍋爐脫硫-石灰石、石灰/石膏脫硫

      一、石灰石/石膏煙氣脫硫概述:

      石灰/法脫硫是濕法脫硫最常用的一種。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%以上的脫硫率,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。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。

           二、石灰石/石膏脫硫工作原理:

      采用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑,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,石灰粉經消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內,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從而被脫除,最終反應產物為石膏。

      脫硫過程

      CaCO3+SO2+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2

      Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

      CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O→Ca(HSO3)2

      氧化過程

      2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2O

      Ca(HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O+H2SO4

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      三、石灰石/石膏脫硫工藝流程:

             來自于鍋爐或窯爐的煙氣經過除塵后在引風機作用下進入吸收塔,吸收塔為逆流噴淋空塔結構,集吸收、氧化功能于一體,上部為吸收區,下部為氧化區,經過除塵后的煙氣與吸收塔內的循環漿液逆向接觸。系統一般裝3-5臺漿液循環泵,每臺循環泵對應一層霧化噴淋層。當只有一臺機組運行時或負荷較小時,可以停運1-2層噴淋層,此時系統仍保持較高的液氣比,從而可達到所需的脫硫效果。吸收區上部裝二級除霧器,除霧器出口煙氣中的游離水份不超過75mg/Nm3。吸收SO2后的漿液進入循環氧化區,在循環氧化區中,亞硫酸鈣被鼓入的空氣氧化成石膏晶體。同時,由吸收劑制備系統向吸收氧化系統供給新鮮的石灰石漿液,用于補充被消耗掉的石灰石,使吸收漿液保持一定的pH值。反應生成物漿液達到一定密度時排至脫硫副產品系統,經過脫水形成石膏。


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      四、石灰石/石膏脫硫系統組成:

               石灰石-石膏煙氣脫硫系統由石灰石漿制備系統、吸收系統、煙氣再熱系統、石膏脫水系統、廢水處理系統等組成。

      1.石灰石漿制備系統

      石灰石漿制備系統的任務是向吸收塔提供合格的石灰石漿液,主要由石灰石粉儲倉、石灰石粉計量器和輸送裝置、帶攪拌的漿液罐、漿液泵等組成。如圖2所示。石灰石粉由罐車運到料倉存儲,然后通過給料機、計量器和輸粉機送入漿液罐,與循環水配制成濃度為10%~15%的漿液,用灰漿泵送至吸收塔底槽。

      2.吸收系統

      吸收系統的主要設備是吸收塔,它是煙氣脫硫設備的核心裝置,系統在塔中完成對SO2(包括SO3)等有害氣體的吸收。目前噴淋塔是石灰石/石膏濕法煙氣脫硫工藝中的主導塔型。噴淋層設在吸收塔的中上部,每個噴淋層都是由一系列噴嘴組成,其作用是將循環漿液進行細化噴霧。漿液循環泵將塔內的漿液循環打入噴淋層,為防止塔內沉淀物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞及噴嘴的堵塞,循環泵前都裝有網格狀不銹鋼濾網(塔內)。氧化空氣系統是吸收系統內的一個重要部分,其功能是氧化空氣把脫硫反應中生成的半水亞硫酸鈣(CaSO3·1/2H2O)氧化為硫酸鈣并結晶生成石膏(CaSO4·2H20)。氧化空氣通過氧化風機送入吸收塔。吸收系統還包括除霧器及沖洗設備。吸收塔內最上面的噴淋層上部設有除霧器,它主要用于分離由煙氣攜帶的液滴。 

      3.煙氣再熱系統

      煙氣通過煙氣脫硫系統洗滌后,溫度降至50~60℃,已低于露點,為了增加煙囪排出煙氣的擴散能力,減少可見煙團的出現,應對洗滌后的煙氣進行再熱。煙氣再加熱器通常有蓄熱式和非蓄熱式兩種形式。蓄熱式是利用未脫硫的熱煙氣加熱已脫硫的冷煙氣,統稱GGH。蓄熱式換熱器又可分為回轉式煙氣換熱器、板式換熱器和管式換熱器,均通過載熱體或熱介質將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣?;剞D式換熱器與電廠用的回轉式空氣預熱器的工作原理相同。板式換熱器中,熱煙氣與冷煙氣逆流或交叉流動,熱交換通過薄板進行。管式加熱器是通過中間載體水將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣,用于年滿負荷運行在4000~6500h的脫硫裝置。非蓄熱式換熱器通過蒸汽、天然氣等將冷煙氣重新加熱,又分為直接加熱和間接加熱。直接加熱是燃燒加熱部分冷煙氣,然后冷熱煙氣混合達到所需溫度;間接加熱是用低壓蒸汽(p≥2×10Pa)通過熱交換器加熱冷煙氣。這種加熱方式投資省,但能耗大,使用于脫硫裝置年運行時間4000~6500h的脫硫裝置。

      4.石膏脫水系統

      石膏脫水系統包括水力旋流器和真空皮帶過濾等關鍵設備。水力旋流器為石膏漿液的一級脫水設備,漿液切向進入水力旋流器的入口,使其產生環形運動。粗大顆粒匯集在水力旋流器的周邊,而細小顆粒則匯集在中心。已澄清的液體從上部區域溢出(溢流);而增稠漿液則在底部流出(底流)。真空過濾機是將經一級脫水后的石膏漿液進一步脫水至含固率達到90%以上。脫水后的石膏儲存在石膏庫內,可作為制造墻板或水泥的材料而出售。 

      5.廢水處理系統

      對于廢水的處理,不同的電廠有不同的系統。傳統的廢水處理系統是,先在廢水中加入石灰沉積氟化物,然后加氫氧化鈉在高pH值下除去重金屬。過濾沉淀物和固體懸浮物,在進行pH值調節后排出處理后的水。

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      五、石灰石/石膏脫硫工藝特點:

      (1)脫硫效率高達95%以上,有利于地區和電廠實行總量控制。

      (2)技術成熟,設備運行可靠性高(系統可利用率達98%以上)。
      (3)單塔處理煙氣量大,SO2脫除量大。
      (4)適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫。
      (5)對鍋爐負荷變化的適應性強(30%~100%額定蒸發量)。 .
      (6)設備布置緊湊,減少了場地需求。
      (7)處理后的煙氣含塵量大大減少。
      (8)吸收劑(石灰石)資源豐富,價廉易得。
      (9)脫硫副產物(石膏)便于綜合利用,經濟效益顯著。


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