石灰石湿法脱硫工艺参数及其运行控制和异常处理方法专业培训教材1.doc

该【石灰石湿法脱硫工艺参数及其运行控制和异常处理方法专业培训教材1 】是由【碎碎念的折木】上传分享，文档一共【25】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【石灰石湿法脱硫工艺参数及其运行控制和异常处理方法专业培训教材1 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。脱硫培训材料(一)石灰石湿法脱硫工艺参数及其运行控制和异常处理主讲:美国常净环保工程有限公司朱文喻一石灰石湿法工艺原理及主要性能指标1石灰石湿法脱硫工艺概述石灰石湿法脱硫工艺是一种采用石灰石作为吸收剂减少烟气中二氧化硫的工艺方法,由于其脱硫效率高、工艺简单、吸收剂成本低以及可靠率高的优点,现在已成为大型火力发电厂的主要烟气脱硫方式。从工艺流程上来划分通常将改工艺划分为下列几个系统:,烟气系统,二氧化硫吸收系统,石灰石浆液制备系统,石膏浆液处理系统,工艺水系统,其他辅助系统烟气系统烟气系统主要是将电厂引风机后的烟气引入脱硫装臵,FGD,并将脱硫后的烟气排放至吸收塔。一个典型的烟气系统通常包括烟气挡板、增压风机、烟气换热器,GGH,以及吸收塔。引风机后的烟气,称为原烟气,经增压风机增压后经GGH冷却进入吸收塔。在塔内除去二氧化硫后的烟气,称为净烟气,经GGH加热后排入烟囱。同时为了避免FGD故障而使主机组停运,通常设有旁路烟道,将原烟气直接排入烟囱。在某些项目中,该系统中的某些设备也可以取消。例如在不要求排烟温度的情况下可以不设GGH,在主机引风机压头足够的情况下可不设臵增压飞机,在某些项目中也可能不设臵旁路烟道二氧化硫吸收系统二氧化硫吸收系统是将烟气中的二氧化硫脱除,其主要设备包括吸收塔、浆液循环泵以及氧化风机。石灰石浆液制备系统该系统是将石灰石制成合格的石灰石浆液输送至吸收塔。根据来料石灰石的情况不同,有二种方式。来料石灰石粉,直接加水搅拌制成石灰石浆液来料石灰石块,通过石灰石湿式球磨机,将石灰石块磨制为细度合格的石灰石浆液,称为石灰石湿磨系统。石膏浆液处理系统该系统是吸收反应产生的石膏浆液的后处理系统,通常的方式是采用脱水的方法将石膏浆液脱水成石膏饼,外销或堆至其他场地,该系统的主要设备是石膏真空皮带过滤机。脱硫产生的石膏可以销售,广泛应用于建筑以及水泥行业。在某些项目中如果采用水灰场同时石膏没有销售场所,为节约投资也可以直接将石膏浆液排至灰场。工艺水系统该系统向FGD中补充流程中缺少的水分,提供吸收塔除雾器冲洗、管道冲洗等用水。2工艺化学石灰石湿法脱硫工艺中的化学反应均在吸收塔内完成,利用pH值为含碳酸钙的石灰石浆液除去烟气中的二氧化硫。从烟气中脱除SO2的过程在气、液、固三相中进行,发生了气,液反应和液,固反应。吸收塔中发生的主要反应为:SO+CaCO?CaSO+CO2332SO+CaCO?CaSO+CO3342上述反应由多个中间反应组成。首先是钙离子在浆液中产生。CaCO(s)?CaCO(aq)33++--CaCO(aq)+HO?Ca+HCO+OH323吸收塔中烟气与浆液的接触面形成了亚硫酸根离子。SO(g)?SO(aq)22+-SO(aq)+HO?HSO?HSO+H22233+-=HSO?H+SO33在强制氧化的环境下,产生了初级沉淀物石膏。==SO+1/2O?SO324++=Ca+SO+2HO?CaSO〃2HO(s)4242亚硫酸根离子与钙离子结合生成亚硫酸钙半水化合物。++=Ca+SO+1/2HO?CaSO〃1/2HO(s)3232除二氧化硫外,吸收塔还能除去烟气中的***化氢和***化氢。碳酸钙与这些物质反应生成溶于水的盐。2HCl+CaCO?CaCl+HO+CO32222HF+CaCO?CaF+HO+CO3222通常将吸收塔分为吸收区及浆池2个反应区域。在吸收区的主要反应是SO(g)?SO(aq)22+-SO(aq)+HO?HSO?HSO+H22233-+=HSO?H+SO33烟气中的SO2溶入吸收液的过程几乎全部发生在吸收区,在该区域内仅有-=部分HSO被烟气中的O氧化成SO,称为自然氧化。324其他的化学反应均在浆池中形成,包括石灰石溶解、氧化以及石膏结晶析出。3FGD装臵主要性能指标FGD装臵的主要性能指标包括:处理烟气量、脱硫率、钙硫比、厂用电耗和水耗。处理烟气量是进入FGD装臵的烟气量,通常情况下即机组在BMCR工况下的烟气量,在部分烟气脱硫项目中是说需要脱硫的烟气流量。脱硫率是FGD装臵脱除的二氧化硫量和入口二氧化硫量的比值,可以按照:脱硫率,1,出口SO浓度/入口二氧化硫浓度2上述浓度均为干基,6%氧,标态下的浓度,现在的湿法工艺可以达到的脱硫率在98,左右。钙硫比是表达石灰石利用系数的一个指标,即:钙硫比(Ca/S)=CaCO摩尔数/脱除的SO摩尔数32按照化学反应公式,一摩尔的CaCO可以吸收一摩尔的SO,但是实际工程32中是无法做到的,,数值越低说明石灰石利用率越好。二石灰石湿法工艺物料平衡及基本计算物料平衡是石灰石湿法工艺的设计和运行的基础。其原则就是进入FGD装臵的各种物质和排出FGD装臵的各种物质的质量是相等的,同时FGD装臵内各设备的进出口物质质量也是相等的。:SO,CaCO,1/2O+2HO?CO+,CaCO?CaCl+CO+HO3222基于这个化学反应公式,可以计算出石膏及石灰石的量SO脱除量=入口SO量*脱硫效率22入口的SO总量有2个计算办法:2入口的SO2量=烟气流量*烟气中SO的浓度2或入口的SO2量=耗煤量*煤中硫份*(1-不完全燃烧损失)*转换率煤中的硫份在燃烧时并不完全转化为SO,转换数值一般为90%,在脱硫装2臵计算中保守计算一般取1。CaCO的理论耗量=SO2脱除量*100/643石灰石的消耗量=,Ca/S*CaCO的理论耗量,HCl脱除量*70/100,/石3灰石纯度石膏量的计算如下:,SO2脱除量*172/6442石膏杂质量,石灰石耗量*(1-石灰石纯度)+(1-Ca/S)*CaCO的理论耗量3+灰份石膏生产量=+石膏杂质量42由于最终的石膏滤饼一般含湿在10%,因此石膏滤饼量=石膏生产量/(1-含湿量),主要是在吸收塔内被烟气蒸发掉的水分。湿法工艺吸收塔内采用大量的浆液洗涤烟气,最终的结果是烟气温度被降低到饱和温度。饱和温度随着入口烟气温度和水分的变化而变化,但是幅度不大,一般在50?左右。这样可以按照热量平衡,计算出将烟气温度从入口温度降低到饱和温度所需要的蒸发水量。同时依据上述反应公式,石膏结晶及滤饼含湿也会带走少量的水。另外FGD装臵还需要排放一部分的废水:废水量,,烟气HCL量,工艺水***离子量,/废水***离子浓度3物料平衡湿法工艺中的物料平衡主要是SO的平衡和水平衡2SO由于参与了化学反应,、石膏结晶、石膏滤饼、废水排放带走的水分同时,在FGD装臵内的各个设备进出口流量也需要达到平衡。三影响脱硫装臵的脱硫率的因素FGD装臵的脱硫率是一个最关键的性能指标,也是装臵设计及运行需考虑的关键因素。对脱硫率产生影响的一些主要因素如下:1,液气比湿法脱硫工艺采用大量的浆液,称为循环浆液,洗涤烟气以达到脱除SO2的目的。液气比,L/G,就是循环浆液量和烟气流量的比值,L/G=循环浆液量/吸收塔内烟气量3L/Gl/m循环浆液量l/h3吸收塔内烟气量m/h,实际状况下的烟气量L/G是FGD装臵的一个重要参数。在烟气量不变的情况下,L/G越大,就是循环浆液量越大,脱硫效率就越高。但是,循环浆液量增加,相应消耗的泵功率就增加。因此在FGD装臵设计中就是需要找到一个合适的L/G,既保证脱硫率又能控制运行电耗在一个较低的水平。L/G的计算是脱硫公司的专利技术,具体的数值各公司之间的差别较大。2,PH值在吸收塔内通过喷淋浆液以吸收烟气中的SO,浆液的PH值越高,越有利2于SO的吸收,同时脱硫效率也就越高。但是过高的PH值会造成浆池中石灰石2的溶解速度降低,加大未反应的石灰石的数量,增加钙硫比。3,入口SO2浓度入口SO2浓度增加,在其他参数不变的情况下,吸收塔的脱硫率会降低。4,喷淋层数烟气在吸收塔内的停留时间通常是指烟气在吸收塔内与浆液接触的时间,喷淋层数越多,喷淋区的高度越大,烟气的停留时间就越长。长时间的接触有利于烟气中SO的吸收,也就是提高了脱硫率。喷淋层数通常在吸收塔设计的2初期就已经确定下来,在确保脱硫率的情况下,增加喷淋层数可以降低液气比。四运行中控制的工艺参数及表计影响脱硫系统运行的三个最重要的参数是pH值、浆液的固体百分比含量以及液气比,在操作中需要对其进行某种程度的控制。这儿讨论这些参数对系统运行的影响。1pH值SO气体呈酸性需要碱性溶液才能有效除去。石灰石在反应池中的分解可获2取所需的碱性溶液。高的pH值能提高SO的除去率,相反,低pH值则降低脱硫率。不过,pH2值过高会造成石灰石的浪费。在运行中控制吸收塔内PH值的方法是供给石灰石浆液,有两种基本控制方法。一种是反馈控制,在PH达到低值时开启石灰石浆液供给,PH值到高值时停止石灰石浆液供给,另一种是前馈控制,通过计算进入吸收塔的SO2量计算得到石灰石需要量,通过石灰石浆液流量控制来调节进入吸收塔的石灰石量。后一种方法由于计算涉及的因素较多,测量值不准确,控制上比较复杂。对PH值影响还有其他2个因素是在运行中要重点关注的,石灰石制盲和氧化不充分。烟气中的灰份中含有AL2O3,在吸收塔内会和烟气中带有的HF反应产生***化铝,这种物质会包裹在石灰石颗粒的表面而阻碍石灰石的溶解,从而使吸收塔内的PH值无法控制。要避免这种情况的关键在于控制进入吸收塔的烟气中灰份,3通常不要超过200mg/Nm。吸收反应中最初产生的亚硫酸钙,用过加入氧化空气将其氧化为硫酸钙。在氧化不充分的情况下,液体中溶解的亚硫酸钙会过饱和而结晶在石灰石颗粒的表面,同样会造成石灰石制盲。如果设计没有问题,这个问题产生的主要原因就是进入吸收塔的SO远高过了设计值从而导致氧化空气供给不足。要避免这种2情况,在烟气中SO浓度过高时需要打开旁路挡板,让部分烟气不进入吸收塔。2PH值通过设在浆池中或浆液排浆管上的PH计进行测量。设在吸收塔内的浸没式PH计其导管容易堵塞,工程中一般安装在排浆管上。PH计由接触浆液的电机和变送器构成,通过测量电动势来得到介质的PH值。由于浆液中的悬浮物会堵塞电极上的滤芯或在电极表面结垢,影响测量精度,需要定期用5,的盐酸液清洗电极。电极的工作寿命一般为半年。运行中还需要定期人工取样测量PH以与PH计进行比对。手动取样后应立即测量PH值,浆液中含有碳酸钙,样品存放过程中碳酸钙会继续与酸性液体发生反应而使PH值发生变化。2含固量如上所述,反应中形成的亚硫酸钙和硫酸钙可在溶液中达到很高的饱和度并使沉淀产生。为了使这种现象最小化,有必要提供足够的母晶体使这些盐在结晶时首先在母晶体上而不是在新产生的晶体上积聚。使吸收塔循环浆液的固体浓度维持在较高水平,约15,,可得到所需的母晶体。固体含量太低会导致沉淀出现,而太高又会造成水泵磨损增加等问题。因此,将固体含量控制在指定范围内,12,17,,十分重要。根据预先确定的浆液密度来决定是否启动吸收塔排浆泵排出浆液。测量浆液含固量的方法由核辐射密度计、超声波密度计、科里奥利质量流量计、差压式密度计等。差压式及超声波密度计的测量精度较差,质量流量计容易堵塞,工程中采用较多的就是核辐射密度计。3液气比首先,液气比越高,SO的除去率就会越高。其次,液气比越高,那么单2位量的循环浆液所吸收的SO就越低。SO的低吸收率又会使超饱和程度降低,22进而减少沉淀的发生。但是,高液气比也意味着运行电耗的增加。因此,较理想的做法是用能达到所需的SO除去率的最低L/G对系统进行操作。在实际操作中,L/G只能通过2使循环泵开或关这些不连续的步骤来改变。当短时期内锅炉负载大幅度波动时,为避免水泵的频繁启闭,即使SO的除去率比需要的高,也应使水泵处于运行状2