烧结机烟气脱硫技术方案研讨

烧结机烟气脱硫技术方案研讨内容摘要：

道进入 吸收塔 ， 烟气 被水均匀的喷入，由于烟气高速运动，因此喷入的水被其溶化成细小的水雾，湿润了 烟气中的灰 尘。 在这个过程烟气中的灰 尘 被湿润，使它的重量加大而有利于被离心分离，在高速呈絮流状态中，由于水滴与尘粒差别较大，它们的速度差也较大。 这样，灰 尘 与水滴就发生了碰撞凝聚，尤其是粒径细小的灰尘料可以被水雾水溶，这样含尘气体被水湿润，尘粒随水流到 吸收塔 底部，从溢水孔排走，在 吸收塔底部 有清理孔便于进行清理。 净化后的气体，通过 除雾器除水后排放。 脱硫原理 1 吸收原理 吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。 这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的 SO SO3被吸收。 SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成石膏。 为了维持吸收液恒定的 pH 值并减少石灰耗量，石灰 浆液 被连续加入吸收塔，同时吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰在浆液中的均布和溶解。 2 化学过程 （ 1）吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触 ,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下： SO2＋ H2O→ H2SO3（溶解） H2SO3⇋H＋ ＋ HSO3－ （电离） 吸收反应的机理： 吸收反应是传质和吸收的的过程，水吸收 SO2 属于中等 溶解度的气体组份 19 的吸收，根据双膜理论，传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的控制， 吸收速率＝吸收推动力 /吸收系数（传质阻力为吸收系数的倒数） （ 2）中和反应 吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的 pH值。 中和后的浆液在吸收塔内再循环。 中和反应如下： Ca2＋ ＋ CO32－ ＋ 2H＋ ＋ SO42－ ＋ H2O→ CaSO4 2H2O＋ CO2↑ 2H＋ ＋ CO32－ → H2O＋ CO2↑ 中和反应的机理： 中和反应伴随着石灰的溶解和中和反应及结晶，由于石灰较为难溶，因此本环节的关键是，如何增加石灰的溶解度，反应 生成的石膏如何尽快结晶，以降低石膏过饱和度。 中和反应本身并不困难。 （ 3）氧化反应 一部分 HSO3－ 在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的 HSO3－ 在反应池中被氧化空气完全氧化，反应如下： HSO3－ ＋ 1/2O2→ HSO4－ HSO4－ ⇋H＋ ＋ SO42－ 氧化反应的机理： 氧化反应的机理基本同吸收反应，不同的是氧化反应是液相连续，气相离散。 水吸收 O2属于难溶解度的气体组份的吸收，根据双膜理论，传质速率受液膜传质阻力的控制。 （ 4） 结晶过程 CaSO3+1/2H2O→ CaSO31/2H2O CaSO4+2H2O→CaSO42H2O CaSO3 的结晶可以理解为一个中间过程 , CaSO31/2H2O 结晶体经氧化后最终生成石膏结晶体。 脱硝原理 20 烟气进入吸收塔，与喷淋而下的碱液接触时，氮氧化物会与碱液反应，从而达到脱除氮氧化物的效果。 为了进一步增大设备的 脱硝 效率，在设备上 设有喷嘴， 向下喷淋碱液，与残留氮氧化物反应、净化 ，净化后的烟气上升至除水折流板，脱水后经引风机进入烟囱排入大气。 6 脱硫工艺流程 本工程脱硫系统由烟气系统、喷淋反应塔吸收系统、氧化钙制浆系统、硫酸钙回收系统、废水处理系统、 工艺 水系统、 自动控制系统等组成。 氧化钙 湿 法脱硫工艺流程：氧化钙粉经加水消化制成 10~15%浓度的浆液，用乳液泵打入脱硫塔下部贮液槽中，再经循环泵打入喷淋系统，喷淋脱硫。 为了避免溶液饱和，塔底定期自动外排 5%左右的脱硫废水，废水经处理后大部分循环回用，小部分达标后排放。 图 脱硫工艺流程简图 详细 脱硫除尘流程图见附件。 烟气系统 （ 1） 系统概述 从 烧结机 烟道上引出的烟气， 通过除尘器除尘，再 通过增压风机升压 后， 21 经过喷淋冷却后 进入吸收塔。 在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，再接入 出口烟道 烟道经烟囱排入大气。 另外 在主烟道上设置旁路挡板门，当 系统启动、进入 脱硫除尘装置 的烟气超溢和 脱硫除尘 装置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放 ，保证系统安全。 （ 2） 设计原则 当 烧结机烟气量发生一定变化时 ， 脱硫除尘 装置的烟气系统都能正常运行。 烟气 系统中设置一台增压风机 对应 100%烟气量，其性能适应 烧结机 负荷变化的要求。 设置喷淋冷却系统。 烟囱入口的烟气温度不低于 100186。 C。 在烟气脱硫装置的进、出口烟道上设置 密封系统 用于 烧结机 运行期间脱硫装置的隔断和维护。 系统设计合理布置烟道和挡板门，考虑 烧结机 低负荷运行的工况，并确保净烟气不倒灌。 压力表、温度计和 SO2 分析仪等用于运行和观察的仪表，安装在烟道上 ，以便实时监控运行状况。 在烟气系统中，设有人孔和卸灰门。 烟气挡板门易于操作， 在最大压差的作用下具有 100%的严密性。 对 烟道、挡板、 增压 风机膨胀节等 进行 保温和保护层 处理。 烟道 （ 1）设计原则 烟道根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行设计。 烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。 烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。 所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，用碳钢或相当材料制作，所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔 22 带来的雾气和液滴的烟道，采用可靠的内衬进行防腐保护。 旁路烟道（从旁路档板到烟囱）防腐， 防腐材料能够长时间耐受 160℃烟气。 烟道的布置能确保冷凝液的排放， 没 有水或冷凝液的聚积。 因此，烟道要提供低位点的排水和预防冷凝液的聚积措施，任何情况下膨胀节和挡板都不能布置在低位点。 在 脱硫除尘 装置停运期间，烟道（包括旁路烟道）采取适当的措施避免腐蚀。 烟道外部要充分加固和支撑，以防止颤动和振动，并且设计满足在各种烟气温度和压力下能提供稳定的运行。 烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道必要的地方设置清除粉尘的装置。 另外，对于烟道中粉尘的聚集，考虑附加的积灰荷重。 所有烟道在适当位置配有足够数量和大小的人孔门 和清灰孔，以便于烟道（包括膨胀节和挡板门）的维修和检查以及清除积灰。 另外，人孔门与烟道壁分开保温，以便于开启。 烟道的设计尽量减小烟道系统的压降，其布置、形状和内部件（如导流板和转弯处导向板）等均进行优化设计。 为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内，特别要注意考虑烟道系统的热膨胀，热膨胀通过膨胀节进行控制。 （ 2）具体设计 烟道能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。 烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接。 所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液 或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，用碳钢制作，所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，采用可靠的内衬（橡胶 /鳞片树脂）进行防腐保护。 旁路烟道防腐， 防腐材料能够长时间耐受 160℃烟气。 23 烟道的布置能确保冷凝液的排放， 没 有水或冷凝液的聚积。 烟道提供低位点的排水和预防冷凝液的聚积措施，任何情况下膨胀节和挡板都不能布置在低位点。 排水设施的容量将按预计的流量设计，排水设施将由合金材料制作。 排水将返回到 脱硫除尘 排水坑或吸收塔浆池。 在 脱硫除尘 装置停运期间，烟道（包括旁路烟道）采取适当的措施 避免腐蚀。 烟道外部充分加固和支撑，以防止颤动和振动， 能 满足在各种烟气温度和压力下能提供稳定的运行。 所有需防腐保护的烟道仅采用外部加强筋， 没 有内部加强筋或支撑。 烟道外部加强筋统一间隔排列。 加强筋使用统一的规格尺寸，以便使敷设在加强筋上的保温层易于安装，并且增加外层美观，加强筋的布置 能 防止积水。 烟气系统的设计 能 保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道必要的地方设 有 清除粉尘的装置。 所有烟道在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔，以便于烟道（包括膨胀节和挡板门）的维修和检查以及清除积灰。 另外， 人孔门与烟道壁分开保温，便于开启。 在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处，设置导流板。 在烟道有内衬的地方，内部导流板和排水装置，采用合金材料。 脱硫系统烟道对 烧结机 尾部烟道的水平推力在控制范围内。 为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内，考虑烟道系统的热膨胀，设置 膨胀节进行 热膨胀 控制，膨胀节的 具体设计见下。 烟气流量为 230000m3/h， 烟道直径为 2400mm。 烟气挡板 （ 1） 设计原则 烟气挡板 采用先进技术产品，采用气动执行机构。 挡板的设计能承受各种 24 工况下烟气的温度和压力，并且不能有变形或 泄漏。 挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。 挡板的设计能承受各种工况下烟气的温度和压力，并且 没 有变形或泄漏。 挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。 烟道旁路挡板采用 带密封气 的型式，而且具有 100％的气密性。 旁路挡板具有快速开启的功能，全关到全开的开启时间 ≤15 秒。 脱硫除尘系统 入口原烟气挡板和出口净烟气挡板为 带密封气的 挡板，有100%的气密性。 烟气挡板能够在最大的压差下操作，并且关闭严密，不会有变形或卡涩现象，而且挡板在全开和全闭位置与锁紧装置要能匹配， 烟道挡板的结构设计和布置要使挡板内的积灰减至最小。 每个挡板的操作灵活方便和可靠。 驱动挡板的气动执行机构可进行就地配电箱（控制箱）操作和 FGD— PLC 远方操作，挡板位置和开、关状态反馈进入FGD— PLC 系统。 执行器配备两端的位置 限位 开关，两个方向的转动开关，事故手轮和维修用的机械联锁。 执行器的速度满足 烧结机 和 系统 增压风机的运行要求。 挡板 (包括旁路挡板 )打开 /关闭位置的信号将用于增压风机和 烧结机 的联锁保护。 每个挡板全套包括框架、挡板本体、气动 /电动执行器，挡板密封系统及所有必需的密封件和控制件等。 烟 道挡板框架的安装是法兰螺栓连接。 挡板尽可能按水平主轴布置。 要特别注意框架、轴和支座的设计，以便防止灰尘进入和由于高温而引起的变形或老化。 挡板密封空气系统包括密封风机及其密封空气站。 密封气压力至少维持比烟气最高压力高 500Pa，因此风机必须设计有足够的容量和压头。 密封空气站配 25 有电加热器。 所有挡板从烟道内侧和外侧容易接近，因此在每个挡板和其驱动装置附近设置平台，以便检修与维护挡板所有部件。 全部挡板采用可拆卸保温结构，并且避免产生热不均匀现象。 （ 2）具体设计 烟气挡板采用气动执行机构。 挡板能够承受各种工 况下烟气的温度和压力，不会发生变形或泄漏。 挡板和驱动装置能够承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。 挡板能承 够 受各种工况下烟气的温度和压力， 不会发生 变形或泄漏。 挡板和驱动装置能 够 承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。 烟道旁路挡板采用双 轴 双 叶片带密封气 的型式，具有 100％的气密性。 旁路挡板具有快速开启的功能，全关到全开的开启时间 为 15 秒。 脱硫除尘系统 入口原烟气挡板和出口净烟气挡板为 带密封气的双轴双百叶挡板， 具 有 100%的气密性。 烟气挡板能够在最大的压差下操作，关闭严密，不会有变形或卡涩现象，而且挡 板在全开和全闭位置与锁紧装置要能匹配，烟道挡板的结构 能够 使挡板内的积灰减至最小。 挡板操作灵活方便和可靠。 驱动挡板的气动执行机构 采用 就地配电箱（控制箱）操作和 FGD— PLC 远方操作，挡板位置和开、关状态反馈进入 FGD— PLC系统。 执行器配备两端的位置 限位 开关，两个方向的转动开关，事故手轮和维修用的机械联锁。 挡板 /执行器的全开全关位配有四开四闭行程开关，接点容量为 220VAC、3A。 执行器的速度 能够 满足 烧结机 和 系统 增压风机的运行要求。 挡板 (包括旁路挡板 )打开 /关闭位置的信号将用于增压风机和 烧结机 的联锁保护。 26 每个挡板全套包括框架、挡板本体、气动 /电动执行器，挡板密封系统及 其它 必需的密封件和控制件等。 烟道挡板框架的安装 采用 法兰螺栓连接。 挡板按水平主轴布置。 烟气挡板门叶片及框架材料为 304，密封片采用 316L，净烟气挡板门及旁路挡板门叶片、框架内侧、轴的外侧采用 316L。 框架、轴和支座 可 以防止灰尘进入和由于高温而引起的变形或老化。 挡板密封空气系统包括密封风机及其密封空气站。 密封气压力维持比烟气最高压力高 500Pa， 密封空气站配有电加热器。 烟气 挡板从烟道内侧和外侧容易接近，在每个挡板和其驱动装置附近设 置平台，以便检修与维护挡板所有部件。 所有烟气 挡板采用可拆卸保温结构， 可以 避免产生热不均匀现象。