脱硫培训讲稿.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,脱硫培训讲稿,主要内容,湿法石灰石强制氧化,(LSFO)FGD,系统工艺流程,FGD,工艺化学原理概述,影响,FGD,性能及可靠性的因素,湿法石灰石强制氧化,(LSFO)FGD,系统工艺流程,第一部分,湿法石灰石强制氧化,(LSFO)FGD,系统工艺流程,LSFO,工艺概述,烟气中的,SO,2,在吸收塔中被吸收到循环浆液,循环浆液中含有石灰石及沉淀的硫酸钙,石灰石加入循环浆液中以提供碱度及钙离子,(Ca,+,),.,鼓入强制氧化空气将亚硫酸盐氧化成硫酸盐,(SO,4,=,).,浆液中的硫酸根离子与钙离子反应沉淀出石膏,(CaSO,4,*2H,2,O),石膏从浆液中分离，形成固体副产物,.,LSFO FGD,工艺 示意图,气体处理及,二氧化,硫吸收,烟囱,锅炉,除尘器,燃料,空气,引风机,空气,吸收塔,水,烟气换热器,除灰,石灰石,贮仓,球磨机,浆液贮槽,废水,石膏,输送机,皮带过滤机,冲洗水,水力旋流器,SO,2,吸收塔排浆,石膏,脱水,吸收剂,制备,烟气系统,风机,烟道,挡板门,风机类型,离心风机,与风机转轴径向加速烟气,轴流风机,与风机转轴平行加速烟气,典型轴流风机,二级转子,风机罩上部,半法兰接头,中间轴,膨胀节,进口箱,风机罩下部,扩散管,叶轮调节机构,转向弯管,隔声罩,叶轮调节定位器,供油单元,振动探测,轴承温度,FGD,系统的烟道,烟囱,GGH,再热器,GGH,吸热器,吸收塔,再热器后出口,(90,o,),出口,(55,o,),进口(160,o,),吸热器后进口,(110,o,),FGD,不同部位烟道的特征,增压风机至换热器入口,碳钢,换热器后至吸收塔入口,气体可降温至酸露点以下,常用材料为碳钢内衬防腐材料或耐腐合金,.,FGD,不同部位烟道的特征,吸收塔出口至换热器,气体是潮湿的且具腐蚀性,常用材料为碳钢内衬防腐材料、耐腐合金或泡沫玻璃砌块,发生液体二次夹带,.,换热器出口至烟囱,气体少潮湿且少腐蚀性,应采用碳钢内衬防腐材料,吸收塔系统,吸收塔,用于从烟气吸收,SO,2,的气液接触装置,利用浆液循环泵、喷淋层及喷嘴产生吸收,SO,2,的雾状液滴,.,吸收塔内气体流动方向,喷淋空塔,除雾器,冲洗喷头,除雾器,冲洗喷头,烟气,出口,喷淋层,烟气,进口,反应槽,反应槽,功能,:,储存循环浆液,为石灰石溶解及石膏沉淀提供停留时间,石灰石加入点,就地氧化空气鼓入位置,反应槽通常与吸收塔集成一体,反应槽,石灰石浆液制备及输送系统,功能,:,由研磨的石灰石粉及工艺水制成合格的石灰石浆液,贮存石灰石浆液,根据需要将石灰石浆液输送到,FGD,系统,石灰石制备系统,接收及贮存石灰石,将石灰石破碎为石灰石粉,石灰石粉的贮存,石灰石吸收剂制备流程图,石膏浆液脱水系统,功能,:,从浆液分离固体,产生可再利用的固体副产物,水返回,FGD,系统,脱水通常有二个步骤,:,一级脱水,水力旋流器,浓缩吸收塔排出浆液，固体质量浓度提高至,4555,%,二级脱水,真空皮带机,设计产生固体滤饼，水份含量低于约,10%重量）,石膏浆液脱水流程图,氧化空气系统,功能,:,提供将吸收的,SO,2,氧化成硫酸盐所必须的氧气,.,硫酸根及钙将沉淀产生石膏副产物,.,氧化空气通常引入反应槽,.,氧化空气系统的主要设备,氧化空气压缩机,高压头、大风量,罗茨风机,离心风机,典型,FGD,空气压缩机,典型,FGD,空气压缩机,除雾系统,功能,:,分离并除去烟气中夹带的浆液液滴,方向:,垂直气流,水平气流,设计要点,:,叶片形状,平坦与峰形设计,冲洗系统的设计及性能是保持除雾器清洁的关键,除雾器方向,除雾器设计,平坦布置与峰形布置,叶片形状,3-通道锯齿形,4-通道正弦波形,2-通道带钩正弦波形,2-通道改进锯齿形,烟气再热系统,功能,:,改善污染物扩散,减少烟囱可见烟羽,避免下游烟道腐蚀,避免烟囱液滴,“,下雨,”,烟气换热器,回转式,GGH,再生式,GGH,FGD,工艺化学原理,第二部分,FGD,工艺化学原理概述,基本内容,基本的化学概念,吸收塔内全面的化学反应,亚硫酸盐氧化反应及氧化如何影响结垢,相对饱和度及决定晶体大小及形状的因素,酸和碱,pH,1,7,14,定义,:,酸,=pH 7,胃酸,亚硫酸,醋,典型洗涤塔,水,石灰石,石灰,硫酸,可口可乐,二元酸,血,碱液,缓冲剂,可吸收一个,H,+,离子并缓和,pH,变化的化学物质,CaCO,3,+2H,+,Ca,+,+HCO,3,-,+H,+,Ca,+,+H,2,CO,3,石灰石强制氧化,FGD,系统总的化学过程,二氧化硫,石灰石,氧气,水,石膏,二氧化碳,+,+,+,+,SO,2,+CaCO,3,+O,2,+H,2,O CaSO,4,.,2H,2,O +CO,2,气体,固体,气体,液体 固体,气体,传质步骤包括气、液及固相,分步反应,SO,2,吸收:,氧化,:,分步反应,石灰石溶解:,沉淀:,影响亚硫酸盐氧化的因素,取决于,:,O,2,:SO,2,的比率,溶液化学组成及性质,pH,SO,3,=,温度,影响石膏沉淀类型的因素,溶液的相对饱和度,足够数量晶种固体的存在,相对饱和,相对饱和度,=,（R.S.）,溶解,R.S.1(,过饱和的,),CaCO,3,=,K,sp,Ca,+,=Ca,+,活性,CO,3,=,=CO,3,=,活性,K,sp,=CaCO,3,溶度积常数,石膏,(CaSO,4,.,2H,2,O),沉淀的条件,Ca,+,.,SO,4,=,.,H,2,O,2,K,sp,沉淀,R.S.1,溶解,R.S.1,R.S.=,晶体大小及形状,影响石膏浆液的脱水,由下列因素决定,:,晶体种类,(,石膏或亚硫酸钙,),晶体中的污染物,石膏晶体,:,三斜晶系,(,无对称轴,),亚硫酸钙晶体:正交晶系,(,三,2-,折对称轴,),FGD,石膏固体,常规强制氧化,(250X),Ct-121,工艺,(250X),FGD,系统内结垢的缘由湿/干界面,:,出现在热烟气被冷却的吸收塔区域,气流及气体分布的波动引起结垢,.,引起沿烟道壁或其它内部结构区域从湿态变成干态,如果浆液被带回到该区域,被干燥且以硬垢形式积聚，由硫酸钙和,/,或飞灰组成,影响,FGD,性能及可靠性的因素,第三部分,影响,FGD,性能及可靠性的因素,影响,FGD,性能及可靠性的因素,pH,浆液密度,L/G,锅炉负荷变化周期,pH,酸度或碱度的量度,最重要的工艺测量参数之一,影响脱硫效率及吸收剂利用率,添加石灰石浆液会提高的,pH,pH,由石灰石添加量控制,pH,降低，腐蚀率提高,pH,影响概要,50,时,PH,值对,CaSO3,1/2H2O,及,CaSO4,2H2O,溶解度的影响,(mg/L),PH,CaSO3,1/2H2O,CaSO4,2H2O,7.0,23,1320,6.0,51,1340,5.0,302,1260,4.5,785,1179,4.0,1873,1072,3.5,4198,980,3.0,9375,918,2.5,21995,873,pH,影响概要,浆液,pH,值升高，一方面由于液相传质系数增大，,SO2,的吸收速率增大；另一方面，由于在,pH,值（大于,6.2),的情况下脱硫产物主要是,CaSO31/2H2O,，其溶解度很低，极易达到过饱和而结晶在塔壁和部件表面上，形成很厚的垢层，造成系统严重结垢。,pH,影响概要,浆液,pH,值低，则,SO2,的吸收速率减小，但结垢倾向减弱。当,pH,低于,6,时，,SO2,的吸收速率下降幅度减缓；当,pH,值降到,4.0,以下时，浆液几乎不再吸收,SO2,。,pH,影响概要,(,续,),浆液,pH,值不仅影响,SO2,的吸收，而且影响石灰石、,CaSO31/2H2O,、,CaSO42H2O,的溶解度，所示，随着,pH,值的升高，,CaSO31/2H2O,的溶解度显著下降，,CaSO42H2O,的溶解度增加，但增加的幅度较小。,pH,影响概要,(,续,),CaSO31/2H2O,的量增加后在石灰石颗粒表面形成一层液膜，而液膜内部,CaCO3,的溶解又使,pH,值升高，溶解度的变化使液膜中的,CaSO31/2H2O,析出并沉积在石灰石颗粒表面，形成一层外壳，使石灰石颗粒表面钝化。钝化的外壳阻碍了石灰石的继续溶解，抑制了吸收反应的进行，导致脱硫效率和石灰石利用率下降。,浆液密度,石膏沉淀动力学,r,G,=kaCV(RS,G,1),其中,:,r,G,=,石膏沉淀速率,k=,速率常数,a=,每单位重量石膏的活性表面积,C=,石膏固体的浓度,V=,反应槽体积,RS,G,=,石膏相对饱和度,浆液密度对系统结垢的影响,石膏浆液浓度与沉淀速率成正比,石膏是否沉淀还取决于,CaSO,4,.,2H,2,O,的过饱和度,石膏开始沉淀,优先在自己的晶种上开始析出,当过饱和度大于,1.4,时,CaSO,4,.,2H,2,O,开始在吸收塔各部件析出石膏晶体,.,一般控制石膏浆液密度的质量分数为,20%-25%,浆液密度对喷淋层的影响,浆液密度高时,石膏会沉积在喷淋管的上部,造成喷淋管承重增加,浆液密度高时,容易导致喷淋管内部堵塞,造成喷淋管流量减小,降低脱硫效率,因此循环泵停运时必须对喷淋管进行冲洗,浆液密度对循环泵的影响,浆液密度高时,石膏晶体在滤网上析出会堵塞滤网,造成循环循环浆液量减小，降低脱硫效率。,滤网堵塞会导致循环泵发生气蚀。,滤网堵塞会导致循环泵振动增大，滤网破碎。,化学添加剂,(,有机酸,),通过缓冲,pH,及提高溶解碱度来增强脱硫,可通过使系统以低,pH,运行来提高石灰石利用率,可引起固体脱水性质的改变,化学添加剂,起到提高液相碱度及增强脱除的作用,例子,:,己二酸,二元酸,(DBA)(,己二酸、谷氨酸及丁二酸的混合物,),甲酸,镁,化学添加剂,化学添加剂的损失机理,液体排放,化学降级,与洗涤塔固体共沉淀,化学添加剂,:,增强洗涤塔的脱硫性能,使部分泵关闭（降低液气比）而降低吸收塔动力消耗,提高排放液体的,COD/BOD,作为晶体调节剂，影响固体沉降及处理特性,石灰石颗粒大小及活性,石灰石研磨尺寸可影响石灰石负荷与脱硫率之间的关系,石灰石越细越易溶解,液气比,(L/G),由液体流量,(,运行循环泵台数,),及气体流量,(,锅炉负荷,),决定,影响脱硫效率,传质,碱度,提高,L/G,增加洗涤塔内的除尘效果,液气比,(L/G),影响概要,在同一液气比下，脱硫效率提高速率沿烟气流动方向下降，,不同液气比下，脱硫效率随液气比的增加而增加。,喷淋空塔中的喷淋覆盖,喷淋覆盖的密集对性能很重要,:,差,好,36 个喷嘴,72 个喷嘴,锅炉负荷对吸收塔的影响,低负荷,维持一定,L/G,所需的运行循环泵少,如果进入的水保持一定，由于蒸发减少，水平衡会成问题,锅炉负荷对吸收塔的影响,高负荷,进口,SO,2,负荷加大,更难达到设计性能,(,脱硫率、石膏品质、吸收剂利用率,),强制氧化工艺中很可能导致亚硫酸盐闭塞,大的烟气量可增加通过除雾器的液滴夹带,特别是除雾器脏的时候,锅炉负荷对吸收塔的影响,增高锅炉负荷,会使除尘异常，增加进入吸收塔的飞灰量,石灰石给料响应是关键,不能快速提高石灰石加入量会导致,pH,降低及脱硫率降低,增加给料量时可能会过多给入石灰石,可能会引发亚硫酸根闭塞或氟化铝闭塞事件,锅炉负荷对吸收塔的影响,降低锅炉负荷,石灰石给料响应是关键,过多加入石灰石浆液,石灰石利用率及石膏品质可能变差，直至过多的石灰石被消耗,部分循环泵退出运行,谢 谢,