石灰石石膏湿法脱硫系统的设计计算

石灰石-石膏湿法脱硫系统 设计 (内部资料) 编制:xxxxx 环境保护有限公司 2014 年 8 月 1 1.1.石灰石- -石膏法主要特点 （1）脱硫效率高，脱硫后烟气中二氧化硫、烟尘大大减少，脱硫效率高达95％ 以上。 （2）技术成熟，运行可靠性高。国外火电厂湿法脱硫装置的投资效率一般可达 98％ 以上，特别是新建的大机组采用湿法脱硫工艺，使用寿命长，可取得良好 的投资效益。 （3）对燃料变化的适应范围宽，煤种适应性强。无论是含硫量大于 3％的高硫 燃料，还是含硫量小于 1％的低硫燃料，湿法脱硫工艺都能适应。 （ 4）吸收剂资源丰富，价格便宜。石灰石资源丰富，分布很广，价格也比其它 吸收剂便宜。 （5）脱硫副产物便于综合利用。副产物石膏的纯度可达到90％，是很好的建材 原料。 （6） 技术进步快。 近年来国外对石灰石-石膏湿法工艺进行了深入的研究与不断 改进，可望 使该工艺占地面积较大、造价较高的问题逐步得到妥善解决。 （7）占地面积大，一次性建设投资相对较大。 2.2.反应原理 （1）吸收剂的反应 购买回来石灰石粉（由石灰石粉仓投加到制浆池，石灰石粉与水结合生成脱硫浆 液。 ）CaCO3（2）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 SO，反应 如下： 2SO(气)+HO→HSO(吸收) 3222+－H→ +HSOHSO323+2+ － Ca→（溶解） +HCO +CaCOH 332++－ (结晶 2HO+H) → +2HO CaSO·Ca +HSO2233+ －→HCO(H 中和 +HCO) 323CO3→CO+HO H222总反应式：SO＋CaCO+2HO→CaSO·2HO+CO2 32232（3）氧化反应 －－在反应池中被氧化空气 HSOHSO 在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它 的一部分 33 完全氧化并结晶，反应如下： →CaSO(氧化 CaSO＋1/2O) 342CaSO+2HO→CaSO·2HO(结晶) 2442（4）其他污染物 2 HF 和和尘都被循环浆液吸收和捕集。 SO、 烟气中的其他污染物如 SO、 ClHCl、 F33与悬浮液中的石灰石，按以下反应式发生反应： 2－＋O→2H ＋SO＋HSO322 O+ －－ COCa CO +2HClCaCl + H2322+2HF CaF +HO+ COCa CO2223 3. 3.工艺工艺 流程流程 工业水 石灰石浆池 事故水池 石灰石浆液 CaCO3脱硫液经除尘器脱硫 循环池除尘后的脱硫塔引风机进气阀门 池烟气脱硫液 出气阀门 塔内氧化系统经炉内脱硫将 旁路阀门 烟 囱浓度 降至 SO2滤液 33000mg/m 脱水系统工艺水池循环利用 脱硫废弃物 工艺说明 3.1 经过除尘器处理后的烟气由引风机接入脱硫吸收塔，在主烟道上 设置旁路挡板门，当锅炉 装置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。烟气经吸FGD 的烟气超温和 FGD 启动、进入，烟气进入首层喷淋层与吸收塔进气口进入塔内，折转向上运动（入 口处装有紧急喷淋装置）收浆液进行传质吸收， 随之进入多层喷淋层进行烟气脱 硫洗涤， 发生复杂的化学反应， 利用脱硫塔底部循环池储存脱硫液进行循环使用。 脱硫渣浆液经曝气氧化后送入脱水系统进行处理， 经脱水后的滤液返回至循环池。 脱硫后的净烟气通过除雾装置除去烟气中的水分，然后 通过脱硫塔顶部排出口 排至烟道，在经烟道排至烟囱排入大气。 4. 4.脱硫系统的设计脱硫系统的设计 脱硫系统设计 的初始条件 4.1 在进行脱硫系统设计时，所需要的初始条件一般有以下几个： 3 Nm3/h； ）处理烟气量，单位：m3/h 或（1t/h %、 ）燃料的含 S 率及消耗量，单 位： （2 2）进气温度，单位：℃； （ mg/Nm3；初始浓度，单位：mg/m3 或（3） SO2 ；mg/m3 或 mg/Nm3（4）排放浓度, 单位：SO2；5）锅炉蒸汽量，单位：t/h （ 初始条件参数的确定初始条件参数的确定 4.24.2 处理风量的确定处理风量的确定 4.2.1 处理烟气量的大小是设计脱硫系统的关键， 一般处理烟气量由业主方给出或从除 尘器尾部 引风机风量大小去确定。若只知道锅炉蒸汽量，可由以下经验系数去 计算： 风量计算；蒸汽对应 2500m3 （1）针对循环流化床锅炉，煤粉锅炉等烧 煤锅炉，可按1t 风量计 3333m31t 蒸汽对应（2） 针对蔗渣锅炉、生物质锅炉等 烧生物质燃料锅炉，可按 算；188000m3/h 圆整后取值×2500=187500m3/h, 所 计算出来的处理风量最终圆整数，例如：75）的换算，换算采用理想气 mg/Nm3mg/m3） 和工况状态 （ （3） 处理风量还存在标况状态 （体状态方程： PV = nRT （P、n、R 均为定值） V1/T1=V2/T2 V1: mg/Nm3，T1：273K； V2: mg/m3，T2：t+273K(t 为进气温度)； 4.2.2 燃料的含燃料的含 S 率及消耗量率及消耗量 当没有 SO 初始浓度设计值时， 可用燃料中的含 S 率及消耗量去计算 SO 初始浓 度。 224.2.3 进气温度的确定 进气温度的确定 进气温度为经过除尘后进入脱硫塔的烟气温度值， 进气温度大小关系到脱硫系 统烟气量的换算和初始 SO 浓度换算。 24.2.4 SO 初始浓度的确定 初始浓度的确定 2 2 SO 初始浓度 一般由业主方给出，并且由此计算脱硫系统中各项设备参数，也是系统选择液 2 气比的重要依据。SO 初始量计算公式如下: 2 S+O→SO 2 2 32 64 9 10η/100×/100 C=2×B×S×so2SO2ar C-SO 初始 量,mg； B-锅炉 BMCR 负荷时的燃煤量， t/h； 2SO2 S-燃料的含 S 率， %；η -煤中 S 变成 SO 的转化率，%,一般取 0.85； 2arso2 4 4.2.4 SO 4.2.4 SO 排放浓度的确定 2 2 一般根据所在地区环保标准确定。 脱硫系统的 设计计算 4.34.3 参数定义 4.3.14.3.1 单位.）液气比（L/G） ：即单位时间内浆液喷淋量和单位时间内流经吸收塔的烟 气量之比（1 ；为 L/m3)h(L/单位时间内浆液喷淋量液气比 )3/hm 单位时间内吸收塔 入口的湿烟气体积流量(，但在实际反应设备中，反应条 1mol 的 Ca：理论上脱除 1mol 的 S 需要 Ca/S（2）钙硫比（）的因此引入了 Ca/S 件并不处于理想状态， 一般需要增加脱硫剂的量来保证一定的脱硫效率，概念。用来表示达到一定脱硫 效率时所需要钙基吸收剂的过量程度， 也说明在用钙基吸收剂脱硫时钙的有效利 用率。 液气比、钙硫比选择依据根据《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》 HJ462-2009 （3） 脱硫效率： 单位时间内烟气脱硫系统脱除 SO 的量与进入脱硫系统时烟气中 的 SO 量之 22比。 C2C1100 脱硫效率%C2 33）mg/Nm —脱硫后烟气中 SO 的折算浓度（mg/m 或 C1233） 或