某热电厂双碱法烟气脱硫设计方案

某热电厂双碱法烟气脱硫设计方案内容摘要：

曾一度被淘汰 ,但随着循环流化床锅炉的广泛应用 ,又重新焕发出生机。 对于循环流化床锅炉 ,CaO 与燃料一同在炉内循环 ,大大提高了反应时间 ,也提供了适宜的反应温度 ,提高了脱硫效率。 辅以炉后增湿可达到 90%的脱硫效率。 如燃煤含硫量过高还可与湿法结合 ,形成炉内喷钙 +湿法的综合脱硫工艺 ,保证脱硫效率。 但该工艺只适用于循环流化床锅炉 ,且存在磨损的问题 ,对于煤粉炉无法达到较高的脱硫效率。 表 32 几种常用脱硫工艺比较 项目 石灰石 /石灰 ?石膏工艺 喷雾干燥法 炉内喷钙 +尾部增湿 氧化镁法 双碱法 技术成熟程度 成熟 成熟 成熟 成熟 成熟 适用煤种 不限 中低硫煤 中低硫煤 中低硫煤 不限 脱硫率 95%以上 75~80% 75~80% 90%以上 90%以上 吸收剂 石灰石 /石灰 石灰 石灰石 氧化镁 石灰 /碱液 /电石渣等 吸收剂利用率 90%以上 50~70% 约 40% 90%以上 85%以上 副产物 石膏 亚硫酸钙 亚硫酸钙 硫酸镁 亚硫酸钙 /硫酸钠等 副产物处置 利用 抛弃 抛 弃 抛弃或回收 抛弃或回收 废水 有 无 无 有 少量 占地面积 大 中 小 中 中 市场占有率 高 一般 一般 低 一般 工艺选择 结合 2 75t/h 锅炉的实际情况 ,从工程投资、运行费用等方面综合考虑 ,本方案采用钠钙双碱法湿法烟气脱硫工艺。 (同时考虑了循环流化床锅炉将在燃煤中拌烧石灰石以实现炉内部分脱硫的工艺。 ) 该方案在锅炉对应的引风机后面 ,增加湿法脱硫设备 . 该方案中 ,不对原有的静电除尘器进行改动 ,在引风机出口烟道直接增加脱硫系统即可 ,脱硫后烟气直接进入烟囱。 四、双碱法烟气脱硫方案设计 设计参数计算 (1)产生的 SO2 量 =2单台炉燃煤量燃煤应用基含硫量 2 80% =2121000kg/h3%280% =1152kg/h (2)锅炉标态烟气量 =2 150000 =191706 Nm3/h (3)烟气 SO2 含量 =产生 SO2 量 /标态烟气量 锅炉烟气 SO2 含量 =1152kg/h 1000000mg/kg 247。 191706 Nm3/h =6009mg/Nm3 (4)脱硫量计算 按 SO2 初始浓度 6009mg/Nm3,SO2 排放浓度要求≤ 400mg/Nm3 的要求 ,可计算出要求的脱硫效率为 %。 设计时按脱硫效率为 94%考虑 ,此时锅炉脱硫系统工作需脱除 SO2的量为。 脱硫系统方案的介绍 双碱法反应过程 双碱法是为克服湿式石灰石 /石灰 石膏法结垢的缺点而发展起来的。 双碱法采用纯碱启动系统 ,钠碱吸收 SO2生成可溶的 Na2SO3类盐 ,之后 ,脱硫溶液进入石灰再生系统 ,通过离子交换反应 ,生产不可溶的 CaSO3 以及 CaSO4 盐类 ,作为沉淀物被外排 或后处理 ,重新生成的钠碱上清液回到吸收塔循环使用。 其主要反应方程式如下 : Na2CO3+SO2 Na2SO3+CO2 (1) Na2SO3+SO2+H2O 2NaHSO3 (2) 2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O (3) 其中式 (1)是启动阶段纯碱溶液吸收 SO2 反应方程。 式 (2)是运行过程的主要反应式。 式 (3)是再生液 pH值较高时发生的反应式。 吸收液送至石灰反应器进行吸收液再生和固体副产物的析出 : 2NaHSO3+CaOH2 Na2SO3+CaSO3?1/2H2O↓ +3/2H2O (4) Na2SO3+ CaOH2 2NaOH+CaSO3?1/2H2O↓ (5) 式 (4)是再生反应的主要反应式。 式 (5)是再生液高 pH 值时的再生反应。 产物 CaSO3?1/2H2O在空气中被氧化为石膏 CaSO4?2H2O,可作为商业用途或定期抛弃处置。 双碱法技术优点 ⑴钠基作为吸收液 ,避免了结垢。 ⑵钠基吸收速率高 ,较低的液气比 ,较高的脱硫效率。 ⑶吸收剂利用率高。 ⑷系统占地规模小 ,投资、运行费用低。 湿式喷淋塔技术优点 喷淋装置设计在顶部 ,避免了腐蚀问题 喷淋塔为空塔 ,不含有易造成结垢的部件 ,不存在堵塞等问题。 喷嘴采用特殊设计 ,彻底避免了喷嘴的堵塞和腐蚀磨损等问题。 设有除雾器 ,总体脱硫塔内部为双腔体结构 ,从而达到除雾的目的 ,同时为了防止除雾器堵塞 ,在除雾器顶部设有清洗装置 ,通过系统工艺水进行清洗 ,达到系统损耗水量补充和清洗除雾器的双重目的。 总之 ,本系统脱硫技术具有如下显著特点 : (1))该工艺在 35t/h至 220t/h的燃煤锅炉的除尘脱硫项目中运行效果非常好。 (2)技术成熟 ,运行可靠性高。 脱硫装置投入率为 95%以上 ,系统主要设备很少发生故障 ,因此不会因脱硫设备故障影响锅炉的安全运行。 (4)操作弹性大 ,对煤种变化的适应性强。 用高活性的钠碱液作为除尘脱硫剂 ,工艺吸收效果好 ,吸收剂利用率高 ,可根据锅炉煤种变化 ,适当调节 pH 值、液气比等因子 ,以保证设计脱硫率的实现。 (5)再生和沉淀分离在塔外进行 ,大大降低塔内和管道内的结垢机会。 (6)钠碱循环利用 ,损耗少 ,运行成本低。 (7)正常操作下吸收过程无废水排放。 (8)脱硫渣无毒 ,溶解 度极小 ,无二次污染 ,可综合利用。 (9)钠碱吸收剂反应活性高、吸收速度快 ,可采用低液气比 ,从而既可降低运行费用。 (10)石灰作再生剂实际消耗物 ,运行成本低。 脱硫工艺流程 在本工程中 ,脱硫系统分为以下几个部分 :。 /除雾系统。 脱硫系统工艺流程如下 : ⑴配制好的脱硫液保存在碱槽中 ,通过计量喷淋系统进入水膜塔进行喷淋。 脱硫液的用量根据燃煤 的含硫量以及锅炉的负荷进行动态调整 ,使得脱硫浆液泵能够从流量 0~100%之间连续运行 ,从而达到流量可调。 ⑵在喷淋塔内 ,通过喷淋层喷入从浆液槽输送过来的脱硫液 ,与烟气中的二氧化硫接触发生反应 ,产生 Na2SO NaHSO3,均为可溶性钠盐 ,因此脱硫液进行反应后无结垢现象产生 ,脱硫后的钠盐溶液进入中和池与加入的钙基反应 ,达到钠碱再生的目的 ,因此 ,最初加入的纯碱可多次重复使用 ,直到系统自然损耗至脱硫浆液的 PH 值低于 8以后 ,再次补充纯碱。 实际损耗物是石灰。 ⑶中和反应后的脱硫污泥 (CaSO CaSO3 混合固体 ),用污泥泵输送到旁边的沉淀池中沉积 ,定期将污泥排走即可。 沉淀池中的上清液输送到中和池中循环使用。 ⑷系统工艺水可考虑使用锅炉冲渣水回用或厂用自来水 ,脱硫系统的用水经过多次循环使用有一定的自然损耗 ,需要不断的向系统中补水。 补水靠除雾器清洗水即可 ,整个系统闭路循环 ,无废水排放 ,不会造成二次水污染问题。 ⑸脱硫浆液后处理系统 :由渣浆泵从沉淀池底部抽取沉淀的浆液 ,送入板框压滤机 ,经压滤后的泥饼堆积到一定量后用汽车外运 ,滤液则流回沉淀池池中进行循环利用。 系统工艺可参照下图 : 双碱法脱硫 工艺示意图 脱硫系统的设计方案 只采用一座脱硫塔 ,本方案中称之为 1 脱硫塔。 烟气由引风机尾部烟道引入新增的联通烟道中 ,然后进入 1 脱硫塔中 ,经过脱硫的干净烟气再进入砖混烟道中 ,最终排入烟囱 ,整个系统处于正压运行状态。 脱硫塔布置在引风机后面 ,整个系统为正压运行模式。 本系统主体包括脱硫塔脱硫废液和脱硫废渣后处理系统。 洗涤塔采用空塔喷淋 ,有效减少运行中结垢问题的的产生。 工艺计算 1. 脱硫液系统工艺计算 : A 喷淋装置的工艺计算 喷淋层间的选取 喷淋层布置原 则 :喷淋空塔内喷淋层的安装应使吸收塔横断面被喷淋液滴完全、均匀地覆盖。 最重要的设计参数是层数和层间的垂直距离。 这些参数涉及吸收塔的总高度 ,因而也是影响设备费用的重要因素。 典型的喷淋空塔设计3~5 个喷淋层。 第一层必须布置在离烟气进口烟道上方足够远的位置 ,使得喷淋浆液能够接触进入的烟气 ,且不会有过多浆喷入进口烟道 ,距进口烟道顶部的典型距离为 2~3 m。 相邻喷淋层的典型距离为 1~2 m。 最上层与除雾器底部至少应为 2 m。 本设计设置 5层喷淋层 ,每层间距 2m 喷嘴的选择及参数计算 喷淋层喷嘴选择与布置的一般 原则 : 选择合适的喷嘴和对喷嘴进行合理布置对于保证系统性能与运行可靠性至关重要。 进行 WFGD 的喷嘴设计时应考虑如下问题 :。 ,。