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1、煙氣脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)介煙氣脫硫工藝描述華能玉環(huán)電廠4×1000MW機(jī)組采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝,脫硫裝置按一爐一塔布置。每臺(tái)脫硫裝置的煙氣處理能力為相應(yīng)鍋爐BMCR工況時(shí)的100%煙氣量,脫硫效率按≥95%設(shè)計(jì)。煙氣中SO2的去除在吸收塔內(nèi)進(jìn)行,吸收塔為噴淋空塔,#1、#2吸收塔設(shè)計(jì)有3層噴淋裝置,每層噴淋裝置對(duì)應(yīng)1臺(tái)漿液循環(huán)泵。從鍋爐來(lái)的原煙氣經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機(jī)后,進(jìn)入吸收塔向上與噴淋下來(lái)的漿液充分接觸,煙氣中的SO2、SO3、HCL、HF等酸性成分被吸收,之后煙氣經(jīng)管式除霧器加兩級(jí)除霧器除去所含霧滴,流出吸收塔的煙氣由煙囪直接排放。
2、#1、#2脫硫裝置沒(méi)有設(shè)置煙氣加熱器。外購(gòu)的石灰石塊運(yùn)至電廠綜合碼頭后,通過(guò)卸運(yùn)、磨制成325目石灰石粉并儲(chǔ)存在石灰石粉倉(cāng)。石灰石粉由罐車(chē)送到石灰石日用粉倉(cāng),再經(jīng)粉水混合器配置成30%濃度的石灰石漿液作為吸收劑。吸收塔中的石灰石漿液通過(guò)漿液循環(huán)泵從噴咀噴出,與煙氣中的SO2接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣。氧化風(fēng)機(jī)送出的氧化空氣經(jīng)過(guò)噴水增濕后進(jìn)入吸收塔,將亞硫酸鈣強(qiáng)制氧化并結(jié)晶生成石膏。吸收塔內(nèi)的石膏經(jīng)石膏排出泵送到石膏旋流器進(jìn)行一級(jí)脫水,其濃度為50%的底流,進(jìn)入真空皮帶進(jìn)行再次脫水至含水量小于10%的石膏,通過(guò)輸送機(jī)或直接落入石膏庫(kù)
3、儲(chǔ)存部分石膏旋流器的溢流再經(jīng)廢水旋流器處理,其溢流通過(guò)廢水泵送至廢水處理系統(tǒng)。廢水通過(guò)爆氣氧化、熟石灰處理、有機(jī)硫處理、絮凝、澄清及濃縮處理等達(dá)標(biāo)后排放。。脫硫培訓(xùn)教材石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)的理論基礎(chǔ)吸收機(jī)理以雙膜理論模型的應(yīng)用較廣。根據(jù)雙膜理論,在氣液之間存在一個(gè)穩(wěn)定的相界面,界面兩側(cè)各有一個(gè)很薄的氣膜和液膜,SO2以分子擴(kuò)散的形式通過(guò)該氣膜。在膜層以外的中心區(qū),由于流體的充分湍動(dòng),SO2的濃度是均勻的,也就是說(shuō),SO2分子由氣相主體傳遞到液相主體的過(guò)程中,其傳遞阻力為兩膜阻力之和。根據(jù)前面所述,SO2在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)
4、大于液相擴(kuò)散系數(shù),所以SO2遷移的主要阻力集中在液膜。為了克服液膜阻力,使吸收過(guò)程能在較大動(dòng)力下快速進(jìn)行,工程上采用了兩項(xiàng)措施:一是增加液氣比,并使之高度湍動(dòng),同時(shí)使液滴的顆粒盡可能小,以增大氣-液傳質(zhì)面積;二是在吸收液中加入化學(xué)活性物質(zhì)。由亨利定律可知,由于活性反應(yīng)物CaCO3的加入,使得SO2的自由分子在液相中的濃度比用純水吸收時(shí)大為降低,從而使的SO2的平衡分壓大大降低。這樣,在壓力一定的情況下,會(huì)大大提高吸收的推動(dòng)力,使吸收速率加快。采用石灰石漿液吸收煙氣中的SO2,化學(xué)反應(yīng)主要發(fā)生在吸收塔內(nèi),化學(xué)反應(yīng)眾多,且十分復(fù)雜。一般
5、認(rèn)為,在吸收塔內(nèi)發(fā)生SO2的吸收、酸的分解、石灰石的消溶和石膏結(jié)晶等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。SO2的吸收在吸收區(qū),SO2氣體變成液體:SO2(氣)<——>SO2(液)(2-1)SO2(液)+H2O<——>H2SO3(2-2)其中(2-1)是慢反應(yīng),是整個(gè)吸收過(guò)程的速度控制過(guò)程之一,其反應(yīng)速率受到pH值的影響,詳見(jiàn)酸的分解。除了SO2外,煙氣內(nèi)的其它酸性成分,如HCl和HF,在與液體接觸時(shí),也被洗滌掉。HCl(氣)<——>HCl(液)(2-3)HF(氣)<——>HF(液)(2-4)酸的分解O2吸收產(chǎn)生的亞硫酸立即分解:H2SO3<—
6、—>H++HSO3-(2-5)HSO3<——>H++SO32-(2-6)從煙氣中洗滌掉的HCl和HF也分解到洗滌器的溶液中,由此產(chǎn)生的Cl-是造成脫硫設(shè)備發(fā)生氯腐蝕的主要原因:HCl<——>H++CI-(2-7)HF<——>H++F-(2-8)濕法脫硫化學(xué)機(jī)理由上可以看出,H+在吸收過(guò)程中起著重要的作用。因此,吸收塔SO2的過(guò)程與溶液的PH值密切相關(guān)。圖1.2-1表示這種關(guān)系,曲線2以上的區(qū)域?yàn)镾O32-離子存在的區(qū)域,曲線2以下曲線1以上的區(qū)域?yàn)镠SO3-存在的區(qū)域,曲線1以下的區(qū)域?yàn)镾O2+H2O與HSO3平衡區(qū)域。圖中可以看出
7、在PH值為7.2時(shí),溶液中存在SO32-和HSO3-離子;而PH值為5以下時(shí),只存在HSO3-離子。當(dāng)PH值繼續(xù)下降到4.5以下時(shí),隨著pH值降低,SO2水化物的比例逐漸增大,與物理溶解SO2建立平衡。在石灰石濕法FGD工藝中,吸收漿液的PH值基本在5-6這間,所以進(jìn)入水中的SO2主要以HSO3-離子的形式存在。為確保最有效地吸為確保最有效地吸收SO2,至少必須從式(2-5)和(2-6)中去掉一種反應(yīng)物,以保證平衡繼續(xù)向右移動(dòng),從而使SO2繼續(xù)不斷的進(jìn)入溶液。為達(dá)到目的,一方面加入吸收劑CaCO3以消耗H-離子,另一方面通過(guò)加入氧氣
8、使HSO3離子氧化生成硫酸鹽。圖1.2-1SO2吸收與pH值的關(guān)系石灰石的消溶加入石灰石一方面可以消耗溶液中的氫離子,另一方面得到了生成石膏所需的鈣離子。石灰石的消溶反應(yīng)如下:CaCO3(固)<——>Ca2++CO32-(2-9)CO