锅炉烟气脱硫设备技术方案--本科毕业设计论文.doc

阳谷森泉热电有限公司2130t/h锅炉烟气脱硫设备技 术 方 案文件编号：LN2014010-FA*脱硫除尘有限公司二0一四年三月目 录1总则11.1项目总论11.2电厂提供的相关参数11.3技术规范和标准21.4主要设计原则32脱硫工艺比较及确定32.1主要脱硫工艺的比较32.2湿式石灰法脱硫工艺的特点63脱硫设备的选择73.1脱硫设备的选择73.2 PXJ高效脱硫除尘设备的技术特点74 2130t/h锅炉烟气治理工艺系统流程104.1工艺系统流程示意图104.2流程描述115脱硫基本原理125.1脱硫原理125.2烟气脱水除雾原理136 2130t/h锅炉烟气脱硫系统技术性能137脱硫系统配置147.1脱硫吸收塔147.2烟气净化系统157.3烟气管道系统167.4脱硫剂制备系统187.5循环水系统197.6曝气氧化207.7水系统管道、泵及阀门217.8电气控制系统228土建248.1设计依据248.2主要土建工程特征描述249主要经济技术指标2410主要供货明细2511投资估算3012运行费用及效益分析3113施工工期3214质量保证及服务承诺3315结论34一、公 司 概 况（一）公司简介湖南麓南脱硫除尘设备有限公司位于湖南长沙国家高新技术产业开发区“麓谷科技园”内，以原中南工业大学废气污染防治科研项目组为基础发展起来的，是一家专业从事研究、设计、制造、安装、服务为一体的湿法烟气脱硫、除尘的高科技型环保企业。公司领导层勇于开拓进取、创新求精、诚信务实，带领团队倾注于环保事业，致力于大气污染防治领域的烟气治理，采用先进的脱硫除尘技术，最大程度地发挥麓南公司技术优势，符合和满足用户烟气治理净化工程的需求，以较小的投资、最好的技术、最佳治理效果回报广大用户的信赖与支持。麓南公司湿法脱硫除尘技术经多年潜心研发、推广、应用，且不断总结、完善，在工程设计、制造工艺、材料结构、施工安装等方面均有多项创新，连续攻克长期困扰、阻碍我国湿法烟气脱硫技术发展的多项难题。在治理大、中型燃煤锅炉二氧化硫污染和脱硫副产物的综合利用，防止二次污染方面均取得重大突破。技术设备不断创新、完善，PXJ型高效脱硫除尘成套设备被国家五部委认定为环保重点新产品和实用技术项目，并列为国家级火炬计划项目。产品技术成熟、工艺先进、性能稳定、节能低耗、净化效率高，已在火电、冶金、化工、有色等行业的热电、供暖及工业锅炉、冶炼等环保领域上百项烟气治理工程中成功应用，经国家权威环境监测中心检测，各项治理指标均达到或优于国家及各地区环保排放标准。公司还被国家列为我国环境保护重点骨干企业。（二）公司主要资质多年来，公司在烟气脱硫除尘方面取得令人瞩目的业绩，受到国家环保总局和科技部的高度重视。目前，公司已具备国家级（废气）环境污染防治工程专项设计资质，PXJ高效脱硫除尘设备由国家五部委认定为国家环保重点新产品。连续多年由国家环保总局认定为环境保护产品和国家重点环境保护实用技术项目。国家科技部确定为创新基金项目并通过验收（编号：030321）国家科技部列入国家级火炬计划项目（编号：200398号）获湖南省政府颁发的省科学技术进步奖（2002370258-3-01）湖南省高新技术企业单位（证书编号2-00688)公司定为省高新技术企业和高新技术创新先进企业连续多年由省工商局和市政府授予“重合同守信用单位”已经通过ISO9001质量管理体系认证（38-03-Q1013ROS）鞍钢二发电420t/h煤粉炉烟气脱硫除尘工程评为2004年国家重点示范工程（三）公司管理概况企业成立至今，拥有雄厚的技术研发力量，精良的生产设备，先进的检测手段，完善的法人管理体制、经营管理人才荟萃、各类专业技术人员齐全、施工安装经验丰富，有一支勇于创新、懂经营、会管理、富有创新精神和开拓意识的高素质团队，公司有完善的质量管理体系，规章制度健全，并已通过ISO9001质量体系认证，产品的设计、加工、制造、安装、调试、售后服务全过程，均处于质量管理体系的有效控制之下。公司下设技术部、工程部、市场部、计划财务部、行政人事部、机械加工厂等部门。公司现有员工280余人，技术人员中博士、硕士、中高级工程师等技术人员占40%。公司自1996年创建以来，始终坚持“以人为本、科技创先、开拓市场、服务客户”的经营理念，本着“质量第一、用户至上”的企业宗旨，圆满地完成了130t/h480t/h锅炉烟气脱硫、除尘工程项目多项，而且，都通过了国家环保检测验收。目前，公司产品已遍布全国各地，广泛应用在冶金、钢铁、建材、电力、化工、玻璃、医药、造纸等行业的烟气脱硫、除尘工程上。（四）公司承诺麓南公司自创建以来，始终坚持“产品终身保修，六年免费维修”的服务宗旨，奉行“治理不达标或未达到设计要求，全额赔款”的工作理念，贯彻“技术求生存，科研求发展，服务求回报”的创业宗旨，竭诚为广大客户提供全方位的优质服务。近五年部分业绩序号项目法人项目名称及规模技术特点施工期间年月到年月工程质量单位地址联系人电话检测效果1鞍钢集团第二发电厂135MW燃煤机组新建烟气脱硫项目系统工程电除尘后设脱硫除尘塔及公用系统2003年8月至11月优良辽宁鞍山市鞍钢第二发电厂王振刚0412-8892284辽宁省环保监测达标2河南焦作丹河电厂100MW燃煤机组烟气治理改造项目脱硫除尘一体化2003年7月至9月优良河南焦作丹河电厂崔军胜13707688408河南省环境监测站监测达标3河南焦作丹河电厂100MW燃煤机组烟气治理改造项目脱硫除尘一体化2003年5月至7月优良河南焦作丹河电厂崔军胜13707688408河南省环境监测站监测达标4中电投山西娘子关发有限公司3#炉410t/h脱硫除尘改造工程脱硫除尘一体化2005年10月改造完成优良山西娘子关发电厂张峰革0353-6612304山西阳泉环保验收达标5中电投山西娘子关发电有限公司4#炉410t/h脱硫除尘改造工程脱硫除尘一体化2006年7月改造完工优良山西娘子关发电有限公司张峰革0353-6612304山西省阳泉环保验收达标6中电投山西娘子关发电有限公司2#炉410t/h脱硫除尘改造工程脱硫除尘一体化2006年10月 改造完工优良山西娘子关发电有限公司张峰革0353-6612304山西省阳泉环保验收达标7中电投山西娘子关发电有限公司1#炉410t/h脱硫除尘改造工程脱硫除尘一体化2006年12月 改造完工优良山西娘子关发电有限公司张峰革0353-6612304阳泉市环保局验收达标8河南洛阳中友电力有限公司2220t/h改造工程脱硫除尘一体化2006年2月优良河南偃师高龙镇欧德祯13838471207河南省环境监测验收达标9国电吉林热电厂3230t/h改造工程脱硫除尘一体化2006年6月优良吉林省吉林热电厂马永强13504780350吉林省环境监测站监测验收10洛阳香江万基铝业有限公司3130t/h新建脱硫除尘系统工程布袋除尘器后设脱硫除尘塔及公用系统2006年11月开始运行优良河南洛阳新安香江万基铝业陈志明13898800828洛阳市环境监测站验收达标11江西贵溪电厂420t/h脱硫除尘改造工程脱硫除尘一体化2007年1月开始运行江西贵溪电厂12河北省邯郸市永美热电有限公司275t/h烟气治理新建工程布袋除尘器+脱硫吸收系统2007年6月开始运行优良河北省邯郸市武海江13831054450邯郸市环保局验收达标阳谷森泉热电有限公司2130t/h锅炉烟气脱硫工程技术方案 34阳谷森泉热电有限公司2130t/h锅炉烟气脱硫技术方案1总则1.1项目总论阳谷森泉热电有限公司位于阳谷县城西侧,是经山东省发展计划委员会鲁计基础2002368号文批准建设的市重点项目。目前设备配备为2130t/h循环流化床锅炉和2C30汽轮发电机组。随着国家对环保要求的日益严格，加上国家政策对电厂烟气脱硫鼓励措施的出台，特别是国家明文规定电厂锅炉烟气脱硫后，经环保部门检测验收合格,可以在原上网电价的基础上增加0.015元/kwh作为对电厂烟气脱硫的鼓励手段，电厂脱硫的积极性被极大的调动起来。为根治二氧化硫对环境的污染，阳谷森泉热电有限公司领导及工程技术人员极为重视，决定对2130t/h锅炉烟气进一步治理，确保SO2排放浓度达到国家和本地区环保排放要求的前提下，选择能因地制宜、适合厂情的技术成熟、性能突出、运行稳定的脱硫工艺，改善区域大气污染状况。湖南麓南脱硫除尘设备有限公司属于专业脱硫除尘企业，拥有国家级工程设计资质，公司通过ISO9001质量体系认证，是中国环保骨干企业，有丰富的烟气治理经验和切实可行的技术措施，根据提供的技术参数、因地制宜、优化设计、编制本烟气脱硫方案。1.2电厂提供的相关参数数据名称单位参数工程机组情况MW225锅炉锅炉额定蒸发量(BMCR)t/h130t/h 数量2台型号CG-130/9.81-MX1耗煤量(每台)吨450排烟温度140炉膛温度900-950机组年利用小时数h/a8000电除尘器入口烟气量m3/h180000入口含尘量g/m3？1.5出口烟气含尘浓度mg/Nm3150出口烟温135型号GZGD80-1除尘效率%99压降Pa300烟气脱硫(FGD)系统进口烟气总体积流量(标准干态)Nm3/h250000总体积流量(湿态,工况条件)m3/h压力(即引风机出口余压)(表压)Pa烟气中SO2(干态,标况)mg/Nm34200烟气中NOx(干态,标况)mg/Nm3400二次风机型号SFG-14D全风压/流量Pa Nm3/h11415/64794一次风机型号SFG-7500全风压/流量Pa Nm3/h18710/115042引风机型号SFY-2350全风压/流量Pa Nm3/h5288/297900烟囱高度/出口直径m150/9燃料、烟尘、公用工程等数据燃煤分析设计煤种校核煤种收到基碳%56.56收到基硫Sar%2.63收到基挥发份Vdaf%15收到基水%7收到基氮%0.75收到基灰份Aar%19.77低位发热量（Qnet,ar）kJ/kg21000额定工况每台炉燃料t/h20蒸汽压力/温度Mpa/9.81/5351.3技术规范和标准本技术方案编制过程中遵循但不限于下列技术规范和标准：火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）污水综合排放标准（GB8978-1996）工业企业设计卫生标准（GB17055-1977）混凝土结构设计规范和1993年局部修订（GBJ10-89）建筑防震设计规范GBJ11-89低压配电装置规范（GBJ54-83）工业及民用通用设备电力装置设计规范（GBJ55-83）电业安全工作规程（热力和机械部分）1997版电气装置安装施工及验收规范GBJ232-82钢结构设计规范（GBJ17-88）建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）电力建筑施工及验收技术规范1Kv及以下配线工程施工及验收规范（GB50258-96）施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）花岗石类湿式烟气脱硫除尘装置（HCRJ040-1999）建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80-91）固定式工业钢平台（GB4053.4-83）固定式工业防护栏杆(GB4053.3-93)固定式钢直梯（GB4053.1-93）固定式钢斜梯（GB4053.2-93）电力建设施工及验收规范热工仪表及控制装置篇(SDJ279-90)工业管道工程施工及验收规范(GBJ235-82)机械设备安装工程施工及验收规范(TJ231-78)压缩机风机泵安装工程施工及验收规范(GB50275-98)工业建筑防腐设计规范(GB50046-95)建筑结构荷载规范(GBJ9-87)流体输送用无缝钢管(GB/T8163-87)不锈钢冷轧钢板(GB3280)火力发电厂热工自动化设计技术规程(NDGJ16-89)火电厂烟气脱硫设计技术规程（DL/T5196-2004）1.4主要设计原则（1）总的设计指导思想是确保二氧化硫排放量达到国家和本地区排放标准的前提下，做到投资省、工期短、见效快、运行稳定、节能降耗，使本工程取得明显的社会效益和经济效益。（2）通过对烟气脱硫工艺方法的比较，结合本地资源优势，提出本工程烟气脱硫工艺的推荐方案及脱硫副产物综合利用的建议。（3）本工程脱硫吸收塔处于正压运行，塔体材料内衬采用耐腐耐磨的花岗石砌筑，外包钢板，中间采用耐腐蚀粘接材料浇灌，密封性能好，无泄漏，整体美观大方。（4）设计脱硫效率90%，机组年运行时间按8000小时计。（5）脱硫吸收液采用闭路循环，沉淀后脱硫渣浆送往灰场，灰场回水或其他碱性废水可作为系统补充用水。（6）脱硫系统施工不影响锅炉正常运行，待脱硫系统主体工程完成时，短期停炉进行烟道对接。（7）脱硫系统必须因地制宜、合理布局、结构紧凑。（8）公用系统设计按一期和二期工程总体设计。15业主要求SO2排放浓度400mg/Nm3粉尘排放浓度50mg/Nm32脱硫工艺比较及确定2.1主要脱硫工艺的比较燃煤二氧化硫的控制技术可分为三大类，即燃烧前、燃烧中、燃烧后脱硫（烟气脱硫）。我国的大气污染物中SO2主要是燃煤直接燃烧造成的，所以目前应用最广泛、效率最高的脱硫技术就是烟气脱硫技术，也是控制SO2排放的主要手段。在今后相当长的时期内，FGD仍将是控制SO2排放的主要手段。烟气脱硫工艺很多，按用水量可分为湿法、干法、半干法；按脱硫剂的不同，又可分为石灰/石灰石/石膏法、钠法、镁法、氨法、双碱法等。几种主要脱硫工艺的分析比较见下表：序号脱硫方式分类脱硫剂技术特点经济特性副产品备 注1石灰/石膏法湿法湿法石灰加水搅拌熟化的浆液向烟气中喷雾，吸收SO2。应用最为广泛，脱硫效率高：95%，CaO活性比CaCO3强得多，液相传质阻力小，气液传质速率高，反应速度快，液气比较小。资源易得价格低廉运行费用低占地面积小，技术成熟，运行稳定。副产品为石膏可有效利用，作水泥原料或建筑材料。解决结垢堵塞的方法很多，采取空气氧化，加入亚硫酸钙晶体或添加剂等各种有效方法。2石灰石/石膏法石灰石破碎成粉状加水搅拌熟化的浆液向烟气中喷雾，吸收SO2应用广泛，脱硫效率高：9095，技术成熟运用稳定，适宜于200MW以上脱硫装置。资源易得价廉，但需破碎，工艺系统复杂，占地面积大，液气比较大副产品为石膏可有效利用，作水泥原料或建筑材料。解决结垢堵塞的方法很多，采取空气氧化，加入亚硫酸钙晶体或添加剂等各种有效方法。3镁法氧化镁加水搅拌后的浆液向烟气中喷雾，吸收SO2。镁基脱硫反应高于钙基，脱硫效率高：9095%，不结垢、不堵塞、技术成熟。脱硫剂成本较高，运行费用较高。通过氧化镁再生工艺流程还原重新制成浆液补充到吸收液中。氧化镁来源较窄，价格比石灰高，单独大量应用受到限制。4氨法以氨作吸收剂，去除烟气中的SO2。技术成熟，吸收效率高：9095%，不结垢、不堵塞。运行费用高投资大，适用于化工企业，有可靠资源。硫酸铵化肥氨的运输储存应采取安全措施，脱硫系统易造成腐蚀，副产品销路也存在问题。5钙/镁双碱法氧化钙氧化镁反应产生硫酸镁可以与氢氧化钙发生复分解反应得以再生。脱硫效率高：9095%，有效消除结垢、堵塞。钙硫比、液气比减少，氧化镁可循环利用，降低运行成本，技术成熟、运行稳定。氧化钙价格低廉，氧化镁用量少，又可循环利用，运行费用低。石膏它是集钙法和镁法两种脱硫技术的优势于一体。6钠/钙双碱法用NaOH或NaCO3溶液吸收SO2，用ca(OH)2/CaCO3再生。脱硫效率高：9095%，不结垢、不堵塞，技术成熟，运行稳定。采用钠碱再生工艺，降低了脱硫剂费用。副产品为亚硫酸盐，亦可氧化为石膏利用。集钙法和钠法两种脱硫技术优势于一体。7循环流化床干法向流化床锅炉内同时投入燃煤与石灰石，在燃烧的同时脱硫。脱硫效率随燃烧温度而变化（最佳温度约850），由于燃烧温度较低Nox排放量可减少。炉内增装石灰石投入系统，要高脱硫率，需大量石灰石，价低，但破碎粒度要求严格。产物是亚硫酸钙、煤灰与未反应的石灰石混合物，利用价值低。锅炉连续运行时间短，炉体易漏风、漏渣，产生灰渣多，易结块，引风机要求较高，控制系统易出故障等。8喷雾干燥法半干法生石灰与水进行熟化反应后的熟石灰泥浆与水一起向烟气中喷雾。脱硫效率不高，只有70%左右，需要泥浆喷雾技术。单位硫的去除成本较高。亚硫酸钙的利用几乎没有业绩。应用业绩少9炉内喷钙增湿活化在炉内喷钙的同时，在后段向烟气中喷水。需喷射石灰石和喷水的装置，根据原有装置的情况需改造锅炉，脱硫效率一般。石灰石在炉内烧制时吸热，使锅炉效率及石灰石有效利用率降低，石灰石需磨成粉。由于产物是亚硫酸钙，煤灰与未反应石灰石的混合物，利用价值低。应用业绩少。半干法和干法烟气脱硫具有处理后的烟气温度降小，从烟囱中排出时易于扩散和不产生废水等优点，在脱硫市场上占有一定份额；缺点是脱硫效率不够高，脱硫剂利用率不高，需增加除尘负荷。湿法脱硫是在离子条件下的气液反应，是基于溶液中的碱性物质与溶解于水的气态二氧化硫（SO2）即亚硫酸（H2SO3）进行中和反应，达到去除SO2的目的，由于液相反应强度大大高于气相和固相，因而湿法脱硫比干法、半干法脱硫效率高。因其系统运行稳定可等靠，脱硫速度快，脱硫效率高，吸收剂利用率高，故在脱硫市场中占主导地位，占全世界装置总量的85%以上，而且在今后相当长的时期内将继续保持下去。以上比较可以看出，湿法脱硫技术是目前世界上技术最为成熟的脱硫工艺，它所具有的脱硫效率高，吸收剂价廉易得，副产品便于利用，运行稳定，投资和运行费用低等特点，使它成为广泛应用的主导脱硫工艺。2.2湿式石灰法脱硫工艺的特点石灰法采用石灰（CaO）作脱硫剂原料，加水搅拌熟化后制成石灰浆液作脱硫吸收浆液，喷入脱硫吸收塔，与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙，通过曝气进一步氧化成硫酸钙，净化后的烟气达标排放。该工艺的主要优势是：我国有大量石灰资源，原料价廉易得、在脱硫工艺的各种吸收剂中，石灰价格最便宜，钙利用率高，运行费用低。CaO活性大于CaCO3，液相传质阻力小，气液传质速率高，反应速度快，液气比较小。湿式石灰法脱硫技术成熟、运行经验多、应用广，不会因脱硫装置设备而影响锅炉正常运行，采用湿式石灰法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好的投资效益。脱硫效率高，湿法脱硫工艺脱硫效率达90%以上。脱硫副产物便于综合利用，采用抛弃法处理，无二次污染。对煤种变化适用性强，任何含硫量煤种的烟气脱硫都能适用。该工艺的不足之处在于石灰浆液吸收SO2后生成亚硫酸钙和硫酸钙，在循环操作中饱和或过饱和的溶液，可能在设备或管道表面结晶引起结垢。解决结垢的方法有很多，一般采取控制吸收液维持在过饱和程度以下。控制吸收液过饱和度的最好方法，是在吸收液中加入亚硫酸钙晶种，以减少固体向设备表面的沉积和增长；向吸收液中加入添加剂也是防止设备结垢的有效方法，目前使用的添加剂有镁离子、氯化钙、己二酸等。另外，PXJ型旋流板脱硫吸收塔，采用专利技术，设备持液量大，气液相间相对速度高，有较大的气液接触表面积，自清洗能力强，压降小，这都是克服结垢的有效途径。结垢主要产生在采用自然氧化方式的湿法脱硫系统，强制氧化方式的湿法系统就不会遇到石膏结垢问题。湿式石灰法脱硫工艺设计的钙硫比为1.02，液气比约2，在处理烟气量相同的情况下，由于与烟气进行传热传质的水量仅为进口技术设备耗水量的1/181/20，烟气降温幅度小，尾气排放温度达到65以上，无需专门配置尾气升温装置。由于脱硫剂耗量少，脱硫副产物的生成量不大，配置的污水处理系统规模相应较小，可减少设备投资和占地面积。综上所述，并根据锅炉容量、燃煤煤质（含硫量）、脱硫效率、脱硫工艺的成熟可靠程度、脱硫剂的供应条件，脱硫副产物的处理，投资运行成本等综合因素考虑，结合电厂场地紧张的实际状况，阳谷森泉热电有限公司2130t/h锅炉烟气脱硫工程，采用脱硫剂资源易得的湿式石灰法脱硫工艺是比较合理、可行的，其脱硫效率高、适应范围广、技术成熟稳定、系统运行可靠性高、维护操作简便、运行费用低、脱硫效率高。3脱硫设备的选择3.1脱硫设备的选择脱硫吸收塔是烟气净化工艺系统中的核心设备，实际的脱硫就是在塔内完成的，烟气在塔内的上升速度，滞留时间直接影响烟气中SO2与碱性液体的吸收反应及液体对烟尘捕集的净化效率，为了强化吸收捕集过程、降低设备的投资和运行费用，吸收设备必须满足以下要求：（1）气液之间有较大的接触面积和一定的接触时间。（2）气液之间扰动激烈、气流分布均匀、吸收阻力小，吸收效率高。（3）操作稳定并有合适的操作弹性。（4）气流通过时压降小。（5）结构简单、制造维修方便、造价低廉，使用寿命长。（6）不结垢、不堵塞、抗腐耐磨能力强。 目前常用的湿法脱硫除尘设备有喷淋塔、液柱塔、填料塔、筛板塔、旋流板塔等，旋流板塔是一种喷射型的板式塔，应用了多种脱硫除尘净化机理，脱硫、除尘、脱水除雾于一体，具有压降低、不易结垢堵塞、操作弹性大，同等条件下液气比低、液滴雾化好、气液接触面积大、吸收速率高、具有很高的脱硫除尘效率。公司主导技术PXJ型旋流塔板湿法脱硫技术，经不断总结、完善、创新，其系统运行稳定可靠，运行费用低，除尘脱硫效率高，节省投资，改造工期短。该技术已在20t/h480t/h等各吨位锅炉烟气治理的工业应用中有成功业绩和示范工程。3.2 PXJ高效脱硫除尘设备的技术特点麓南公司自主研制开发的PXJ型高效脱硫除尘设备具有以下技术特点：（1）采用多种烟气净化机理PXJ型高效脱硫除尘设备是集脱硫、除尘、脱水除雾于一体的整套烟气净化装置，应用了多种脱硫除尘的净化机理，强化了碰撞、拦截、凝聚、粘附、分离的机率；增大了气液接触面积；延长了气液相间接触时间；粉尘被捕集、分离、SO2被碱液溶解吸收，净化效果好，吸收效率高，确保烟气治理达标排放。（2）合理的气液分配技术吸收塔内工作环境较为恶劣，科学、合理的布水装置对吸收和捕集烟气中的二氧化硫和烟尘至关重要，常用的喷嘴易堵塞、布水不均，影响效率。麓南公司设计的新型喷淋装置为无障碍中心喷射式，塔内360全方位水幕覆盖，无死角。烟气和碱性吸收液在塔内实现科学合理的气液分布，气液接触均匀，传质反应充分。喷淋装置设计为可调节式，根据运行情况调节喷淋开口度大小，无堵塞、阻力小，且对水质无严格要求，并可充分利用锅炉冲渣水，冲灰水等碱性废水，以废治废，有效节约水资源。（3）气液传质交换充分PXJ型脱硫除尘传质技术是利用锅炉烟气本身的动能，分流装置的导向和接力作用，使烟气在加速通过分流叶片时，产生强劲的上旋力与冲击力。无障碍中心喷淋装置喷射出全方位覆盖的吸收液在气动旋流作用下，气液在反应区域中高速碰撞，液滴被迅速破碎、分散，产生新的表面，气体本身在撞击液体时，也伴随分散，实现在最短的时间，较小的液气比之下，达到气液充分接触，进行高效传质，从而保证高的脱硫除尘效率。（4）高效气液分离在湿法脱硫除尘系统中，气液发生强烈的传热传质过程，绝大部分液体回到塔底，少量则被烟气带走，造成烟气含湿量过高，这是用户普遍关注的问题。因此必须采取有效措施，最大程度降低烟气夹带的水份含量。微细液滴在上升气流中，主要受到气流的作用力和重力的作用，影响这两个力的主要因素是液滴直径和气流速度。雾化液滴越小，气流与液滴的相对速度越高，可以强化气液间的传质，直径（50m以下）过小的液滴所获得的总能量也小，容易随气流一起运动。因此设计脱硫工艺时，并非雾化得越细越好，它会加重气液分离器的负荷、降低气液分离效果。由于喷淋装置采用无障碍中心喷射式喷淋；分流装置的优化设计较好的解决了雾化与除雾的矛盾。根据气液分离原理和经验总结、除雾脱水装置利用以下原理：重力分离利用液滴和烟气的密度差进行自然分离；惯性力分离利用烟气突然改变方向时的惯性力进行气液分离；离心力分离利用烟气高速旋转时产生的离心力进行气液分离；水膜分离利用液体碰撞、粘附、凝聚的原理，在分离器壁面上形成水膜流下进行气液分离。设计脱水除雾装置时，注重解决以下几点：气液分离装置的压力损失不能太大；尽可能防止分离出来的液滴被二次挟带；所用材料具有良好的防腐性能；装置表面平整光滑，不易结垢、堵塞、便于冲洗、制造安装维护方便。所以整套脱水除雾装置，有效实现气液分离，避免雾沫二次挟带，显著降低烟气含湿量，保证脱硫除尘塔下游设备正常运行。（5）成熟可靠的防结垢技术结垢和堵塞是影响脱硫除尘装置可靠运行的关键因素，结垢的主要来源是钙基，结垢主要是晶相结垢，即沉淀物在管道和设备内饱和结晶，形成晶核，晶体逐渐扩大，产生结晶堵塞。其一，PXJ型旋流板脱硫吸收塔，采用专利技术，旋流板本身的结构决定了其具有良好的防堵性能，塔板叶片间缝隙远远大于筛板塔等其他板式塔，对于同样程度的结垢，旋流板的承受能力大于其他同类设备；烟气通过旋流板叶片时，气流加速产生强劲的上旋力与冲击力，从而达到最佳的自清洗作用。设备持液量大，布水合理，气液相间相对速度高，有较大的气液接触表面积，自清洗能力强，压降小，这都是克服结垢的有效途径。其二，解决结垢的方法有很多，一般采取控制吸收液维持在过饱和程度以下。控制吸收液过饱和度的最好方法，是在吸收液中加入亚硫酸钙晶种，以减少固体向设备表面的沉积和增长；向吸收液中加入添加剂也是防止设备结垢的有效方法，目前使用的添加剂有镁离子、钠离子、氯化钙、己二酸等。另外，结垢主要是采用自然氧化方式的湿法脱硫系统，强制氧化方式的湿法系统就不会遇到石膏结垢问题。采用空气强制氧化工艺，空气从池底吹入，几乎把所有的亚硫酸钙气化成了石膏，只要浆液中保持适当的石膏晶种，强制氧化方式下的湿化脱硫系统就不会遇到石膏结垢问题，系统长期安全稳定运行。充分利用锅炉自身的冲渣冲灰水中含有多种氧化物金属离子去垢力强的特点，可以减轻或消除结垢堵塞，还可增加碱性液浓度，降低运行费用。（6）科学合理的选材由于烟气中含有粉尘，SO2、NOx、水蒸汽等多种复杂组分，酸碱交替、冷热交替、干湿交替、腐蚀与磨损并存，脱硫除尘设备必须承受多种多样的物理、化学、温度和机械负荷。因此，烟气脱硫除尘设备对防腐材料的要求极为苛刻，防腐材料的好坏直接影响设备的使用寿命和可靠性。对防腐材料做出技术经济分析，要考虑工程投资费用：包括材料直接费用、设备安装、大修费用、日常维修等；设备使用寿命；系统运行的可靠性等。脱硫吸收塔体材质，使用最多的是花岗石，具有质地坚硬，极其优异的耐酸、耐磨、耐温性能，且价格便宜，符合中国国情，被广泛用作吸收塔材料。为了使吸收塔具备内部耐腐、耐磨、外表美观，具有现代气息，对塔体外部包装钢板，中间用胶泥灌满、防渗漏、刚性好，这是一种经济实用、美观大方、系统可靠、价格适中的科学选材方法。另外采用奥氏体不锈钢，它以其独特的防腐性能，塔体内的净化装置全部采用不锈钢（1Cr18Ni9Ti或00Cr18Ni10Ti）制作，确保设备的技术性能和正常使用寿命。4 2130t/h锅炉烟气脱硫工艺系统流程4.1工艺系统流程示意图烟囱锅炉烟气电除尘器钢制出口烟道进口烟道脱硫吸收塔脱硫排污液旁路烟气挡板脱硫剂储仓PH调节池渣浆泵外运循环泵水平烟道净化烟气熟化池搅拌脱硫吸收液上清液氧化沉淀池原烟道引风机烟气挡板4.2流程描述本方案采用一台电除尘器配置一台脱硫吸收塔、湿式石灰法脱硫工艺的方案来处理一台130t/h锅炉烟气，去除烟气中的二氧化硫。从锅炉排出的烟气经电除尘器除尘后，经引风机加压，原烟气进入吸收塔进口烟道，与布置在进口烟道的喷淋装置形成的水膜进行传质换热，初步降温并去除部分SO2、降温后的烟气斜向下切向进入吸收塔，冲击塔底水封液面，产生浪花泡沫，有利于烟气的洗涤净化，经初级净化的烟气螺旋上升，与从塔内上部喷淋布水装置大面积喷淋出来的碱性吸收液混合接触，由于分流装置的合理设计，烟气在塔内产生气动旋流，强劲的上旋力与冲击力对吸收液激烈搅动，获得最佳的雾化效果，单位体积的洗涤液表面积增加上千倍，雾化的洗涤液与烟气中的二氧化硫充分混合，达到最理想的接触面积与方式，吸收溶解及反应充分。由于每级净化装置从上往下逆流喷淋出的都是新鲜的吸收液体，吸收效率高，烟气经多级净化处理达到高效脱硫效果。在脱除SO2的过程中，同步对电除尘器未除尽的粉尘在碰撞、拦截、凝聚、粘附、分离的机理中进一步脱除。净化后的烟气上升经除雾器进行高效气液分离，脱水除雾后的净化烟气塔从出口烟道进入水平烟道由烟囱排空。整个烟道系统中设有烟气挡板阀门、当脱硫系统正常运行时，旁路挡板关闭，脱硫烟道挡板开启，原烟气通过脱硫烟道进入脱硫系统进行脱硫反应。当FGD装置或锅炉发生故障时，旁路挡板开启，脱硫烟道挡板关闭，烟气就不进入FGD装置而直接走旁路进入烟囱排至大气。脱硫污液经吸收塔底部水封口排出塔外，由排污沟溢流入氧化沉淀池进行空气氧化和沉淀，将不稳定的亚硫酸钙氧化成硫酸钙，脱硫产物及灰浆在氧化沉淀池经沉淀后由渣浆泵输送到灰场。沉淀后的上清液溢流入PH调节池，脱硫吸收剂熟化后加入PH调节池，调节合适的PH值，经循环泵加压后供吸收塔喷淋装置净化烟气用。在循环池旁设置脱硫剂制备系统，本方案用石灰作脱硫剂，石灰由上料机构输入储仓待用，由变频调速控制的星形卸料器定量给料，由螺旋给料机送入熟化池，经搅拌熟化后进入循环池。热烟气穿过吸收塔，开式循环水系统蒸发并带走了部分水份，水的补充可通过灰场回水或其它生产废水补充，以保持系统水量平衡。5脱硫基本原理5.1脱硫原理PXJ设备采用湿式吸收法脱除SO2，该方法是利用SO2在脱硫吸收塔内与雾化后的吸收液，在气液界面上的平衡度，在液相中的溶解度之间的特性关系。在气相中SO2的传质速度、液相中SO2的传质速度，物理吸收气相传质分系数、物理吸收液相传质分系数，SO2在气相中的分压及液相中SO2的浓度等特性最佳配合下，借助于气体在液体中的扩散，对SO2进行吸收。吸收SO2的程度，由气体、液体的物理化学性质所决定。PXJ型设备脱硫包括物理吸收、化学吸收两个方面。1物理吸收物理吸收主要是利用气体、液体的物理特性：当烟气经预处理装置后，切向进入脱硫吸收塔下部后旋转上升，在多级气动旋流装置控制下与吸收液水幕连续发生撞击，吸收液被适度雾化。液体的雾化过程，实际上是气液两相间的传递过程。由于液体被雾化后，单位表面积扩大了两千余倍，气体向雾状液滴大面积扩散，使烟气中的SO2与液滴充分接触。当气液平衡后，气态的SO2转入液态，可被吸收液充分吸收。因此，吸收液的雾化及气液相间的平衡程度，是直接影响化学吸收SO2的关键因素。2化学吸收化学吸收主要利用SO2、吸收液的化学特性进行下列化学反应：（1）酸性：SO2属中等强度的酸性氧化物，可用碱性物质吸收，生成盐类。如用钙基化合物吸收，可生成溶解度很低的CaSO31/2H2O。通过氧化可生成 CaSO42H2O。（2）氧化性：SO2在水中有中等的溶解度，溶于水后生成H2SO3，可氧化成稳定的H2SO4。（3）还原性：在与强氧化剂接触或催化剂及氧存在时，SO2可被氧化成SO3。SO3溶于水后，酸性更强，更容易与吸收液进行中和反应。（4）中和反应如下：使用CaO作脱硫剂时：SO2（气）+H2OSO2（液）+H2OSO2（液）+H2OH+HSO32H+SO32CaO+ H2OCa(OH)2Ca2+2OHCa(OH)2+H2SO3=CaSO3 +2H2OCaSO3 +H2O + SO2=Ca(HSO3)2总之，在PXJ型设备旋流气动装置有效作用下，烟气中的SO2能与吸收液发生强烈的化学反应，生成固态物质后被脱除，从而达到高效脱硫目的。（5）脱硫工艺分析 当含有SO2的烟气，经预处理装置初级脱硫后，切向进入PXJ脱硫吸收塔，连续经过三级气动旋流净化装置，SO2被逐级吸收、溶解，脱除，反应后的吸收液PH值逐渐下降。塔内各级气动旋流装置上方，不间断地向烟气喷射合适PH值的吸收液，用以吸收烟气中的SO2。PXJ设备具有独特的溢流水返流功能，当上一级净化装置净化后的吸收液被甩向塔壁后，进入溢流槽可流至下一级净化装置再次雾化，使吸收液与SO2的化学反应不断重复。这一特殊工艺的应用，可充分有效利用吸收液，降低脱硫成本，显著提高脱硫效率。5.2烟气脱水除雾原理湿式烟气净化设备在净化过程中，绝大部分吸收液连同被其捕集吸收的有害物质，在旋流净化过程中被甩向塔壁流向塔底，进入灰水系统。但仍有少部分液滴被烟气带走。为有效解决液气分离，PXJ设备采用麓南脱硫专利技术设计一套完整的脱水除雾系统。由离心式旋流脱水装置、流线型