課設(shè)文件15級大氣

1、目錄第一章 編制依據(jù)及資料61.1 編制依據(jù)61.2 主要資料61.3 相關(guān).7第二章 設(shè)計參數(shù)72.1 設(shè)計基礎(chǔ)資料72.1.1 鍋爐型號及主要參數(shù)72.1.2 燃煤種類及參數(shù)82.2 具體計算92.2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量的計算92.2.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量的計算102.2.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量的計算102.2.4 設(shè)計耗煤量112.2.5 煙氣流量的計算112.2.6 煙氣含塵濃度的計算122.2.7 煙氣含硫濃度的計算122.2.8 效率的計算12第三章 脫硫技術(shù)方案及除塵裝置比選133.1 常見的煙氣脫硫工藝簡介133.2 脫硫工藝的比選153.3 石灰石-石膏法脫硫工藝

2、173.3.1 脫硫原理173.3.2 技術(shù)特點173.3.3 脫硫系統(tǒng)183.3.4 工藝流程203.3.5 過程反應(yīng)203.3.6 石灰石-石膏濕法脫硫效率影響因素213.3.7 石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)前景23第四章 脫硫系統(tǒng)設(shè)計234.1 脫硫系統(tǒng)參數(shù)定義及確定234.2 吸收劑及供應(yīng)系統(tǒng)244.2.1 吸收劑的選擇244.2.2 吸收劑的耗量254.2.3 石灰石卸料系統(tǒng)254.2.4 石灰石供漿系統(tǒng)284.2.5 吸收劑及供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)備選型294.3 煙氣系統(tǒng)364.3.1 煙氣系統(tǒng). 364.3.2 脫硫煙道的煙氣流速374.3.3 煙道擋板374.3.4 密封. 394.4 二氧

3、化硫吸收系統(tǒng)394.4.1 基礎(chǔ)參數(shù)394.4.2 脫硫系統(tǒng)吸收工藝的選擇404.4.3 脫硫系統(tǒng)煙氣條件434.4.4 吸收塔設(shè)計434.4.5 漿液循環(huán)噴淋系統(tǒng)494.4.6 氧化空氣系統(tǒng)544.4.7 除及其沖設(shè)計584.4.8 漿液池攪拌系統(tǒng)644.4.9 多孔托盤設(shè)計664.5 副產(chǎn)物處理系統(tǒng)674.5.1 石膏漿液排放系統(tǒng)684.5.2 石膏漿液地坑684.5.3 石膏旋流站694.5.4 真空皮帶脫水機694.5.5 濾液水量的計算704.5.6 石膏堆場的設(shè)計704.6 工藝. 714.7 漿液排放與回收系統(tǒng)734.8 廢水處理系統(tǒng)754.9 煙囪的設(shè)計764.9.1 鍋爐煙囪

4、高度的合理性764.9.2 煙囪具體設(shè)計764.9.3 煙囪外形確定774.10 脫硫系統(tǒng)防腐設(shè)計784.10.1 規(guī)范摘要784.10.2 本次脫硫系統(tǒng)防腐具體設(shè)計784.11 儀器儀表系統(tǒng)794.11.1 密度計794.11.2 物位計804.11.3 流量計814.11.4 PH 計81第五章 管道設(shè)計及阻力計算825.1 液體管道的設(shè)計825.1.1 新鮮漿液入流管道825.1.2 漿液循環(huán)池溢流管道825.1.3 漿液循環(huán)事故漿液箱管道835.1.4 濾液管道的設(shè)計835.1.5 工藝至除沖洗水層管道835.2 煙道的設(shè)計845.2.1 煙氣主管道845.2.2 煙氣從引風(fēng)機房出來進

5、入吸收塔管道845.3 阻力計算855.3.1 煙道的阻力（Hyd）計算855.3.2 鍋爐本體總阻力（Hbt）905.3.3 煙囪阻力計算（Hyc）915.3.4 煙囪抽力計算925.3.5 脫硫塔阻力（Htl）935.3.6 鍋爐排煙系統(tǒng)總阻力935.3.7 鍋爐引風(fēng)機風(fēng)壓（包括脫硫）計算 Htyl（Pa）93第六章 環(huán)境保護、節(jié)能、安全、衛(wèi)生與消防956.1 環(huán)境保護956.1.1 工程建設(shè)中的環(huán)境保護956.1.2 噪音問題966.1.3 灰渣、副產(chǎn)物處理問題966.2 節(jié)能966.3 勞動安全衛(wèi)生與消防976.3.16.3.2第七章勞動安全衛(wèi)生97消防98預(yù)算98分析987.17.1

6、.1 脫硫系統(tǒng)分析987.1.2 脫硫系統(tǒng)運行費用997.1.3效益及效益100參考文獻101第一章 編制依據(jù)及資料1.1 編制依據(jù)（1） 設(shè)計任務(wù)書.（2） 大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則（HJ 20002010）.（3）能源局.DL/T 51962016.火力發(fā)電廠石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程.北京：中國計劃，2016.（4）中民共和環(huán)境保護部. HJ 2000-2010.大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則.北京：中國環(huán)境科學(xué)，2010.（5）中民共和環(huán)境保護部.HJ 462-2009.工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范.北京：中國環(huán)境科學(xué)，2009.（6）環(huán)境保護.HJ/T 179-2005

7、.火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范,石灰石/石灰-石膏法.北京：中國環(huán)境科學(xué)，2005.1.2 主要資料（1）（2）（3）（4）（5）.環(huán)境工程設(shè)計手冊,湖南科學(xué)技術(shù).,馬廣大,.大氣污染工程,高等教育.實用環(huán)境工程手冊大氣污染求.環(huán)保設(shè)備設(shè)計手冊大氣污染工程,化學(xué)工業(yè)設(shè)備,化學(xué)工業(yè),1997 年.科技,中國水利水電.通用通風(fēng)管道計算表,中國工業(yè)（6） 火電廠脫硫煙囪防腐技術(shù) ,社,2010 年.（7） 火電廠濕法煙氣脫硫技術(shù)手冊唐,2006 年.（8）.濕法煙氣脫硫技術(shù)及設(shè)備選型手冊,中國電力,2011年.（9）.脫硫工程技術(shù)與設(shè)備,化學(xué)工業(yè),2011 年.（10） 火力發(fā)電廠煙氣脫硫設(shè)計技術(shù)規(guī)程

8、（DL/T 5196-2004）.（11） 煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范石灰石石灰-石膏法（HJ/T 179-2005）.（12）工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范（HJ426-2009）.1.3 相關(guān)（1） 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB132712014）（2） 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB132232011）（3） 煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB204262006）（4） 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB162971996）（5） 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB30952012）（6） 火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范石灰石/石灰-石膏法（HJ/T 179-2005）（7） ）火力發(fā)電廠石灰石- 石膏濕法煙氣脫

9、硫系統(tǒng)設(shè)計規(guī)程（ DL/T 5196-2016）（8）煙囪設(shè)計規(guī)范（GB 50051-20013）（9）大中型火力發(fā)電廠設(shè)計規(guī)范（GB 50660-2011）第二章 設(shè)計參數(shù)2.1 設(shè)計基礎(chǔ)資料2.1.1 鍋爐型號及主要參數(shù)鍋爐型式：超高壓一次再熱自然循環(huán)固態(tài)排渣煤粉鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量：1025 t/h鍋爐效率：91.0%設(shè)計空氣過剩系數(shù)(爐膛出口)：1.20 燃燒方式：四角切圓表 2-1鍋爐主要設(shè)計參數(shù)2.1.2 燃煤種類及參數(shù)燃用煤質(zhì)工業(yè)分析燃用煤質(zhì)元素分析序號名稱符號結(jié)果1碳Car%69.122氫Har%2.83氧Oar%3.114氮Nar%0.975硫Sar%0.34序號名稱符號結(jié)果1

10、水份Mar%5.672灰份Aar%17.993揮發(fā)份Vdaf%7.024低位發(fā)熱量QdkJ/kg25540.7項目設(shè)計煤種負荷%B-MCR蒸汽參數(shù)540過熱蒸汽流量t/h1025再熱蒸汽流量t/h585省煤器溫度253過熱器出口MPa13.69過熱蒸汽溫度540再熱器MPa2.6475再熱器溫度315.8再熱蒸汽溫度540鍋爐效率%91.0床溫883爐膛出口煙溫883空氣預(yù)熱器出口煙溫130灰分成份分析2.2 具體計算2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量的計算yw0Va = 22.4 × 4.78 × (x + 4 + z 2 )此次假設(shè)以 1kg 燃煤進行計算，則各元素的質(zhì)量

11、為：C：69.12%×1000（g）÷12（g/mol）=57.6（mol） H：2.8%×1000（g）÷1（g/mol）=28（mol） S：0.34%×1000（g）÷32（g/mol）=0.106（mol） O：3.11%×1000（g）÷16（g/mol）=1.944（mol） N：0.97%×1000（g）÷14（g/mol）=0.693（mol） 灰分：17.99%×1000（g）=172.7（g）水分：W1=5.67 %×1000（g）÷18（g/m

12、ol）=0.6（mol）該煤的化學(xué)式為 C57.6H28O1.944N0.693S0.106則可得：V0 = 22.4 × 4.78 × (57.6 + 28 + 0.106 1.944) =6.824m3/kga42式中：項目符號測試結(jié)果二氧化硅SiO2%46.799三氧化二鋁Al2O3%32.464三氧化二鐵Fe2O3%3.499氧化鈣CaO%4.452氧化鎂MgO%2.652氧化鈉Na2O%0.603氧化鉀K2O%0.817五氧化二磷P2O5%0.384氧化銻TiO2%1.207氧化鐵FeO%0.94氧化錳MnO%0.037燒失量%6.99V0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論空氣量ax

13、C 的物質(zhì)的量yH 的物質(zhì)的量zS 的物質(zhì)的量wO 的物質(zhì)的量2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理論煙氣量的計算理論煙氣量的計算：yyw0Vfg = 22.4 × x + 2 + z + 3.78 × (x + 4 + z 2 ) + w1則可得：28281.944= 22.4 × 57.6 + 0.106 + 3.78 × (57.6 + 0.106 V0) + 2.11fg242=7.050m3/kg式中：V0 理論煙氣量；fgW1燃用煤中水的理論干煙氣量的計算：質(zhì)量。yw1Vfg = 22.4 × x + z + 3.78 × (x + 4

14、 + z 2 )可得：281.944= 22.4 × 57.6 + 0.106 + 3.78 × (57.6 + 0.106 )V1fg42=6.689m3/kg式中：V1 理論干煙氣量fg2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際煙氣量的計算V = × V0a可得：V = 1.20 ×6.824=8.189m3/kg式中：V標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實際空氣量空氣過剩系數(shù)，1.20Vfg = V0 + V V0fga可得：Vfg = 7.050 + 8.189 6.824=8.415m3/kg2.2.4 設(shè)計耗煤量由W = P × t可得：W = 300MW ×

15、1h = 300 × 103 × 3600KJ = 1.08 × 109KJ式中：W所做的功，KJ；P功率t時間，W；，h。選用煤熱值：Q=25540.7KJ/kgW1.08 × 109m理 = 42285.45kg/hQ25540.7式中：m 理理論耗煤量鍋爐效率為 91.0%，取熱利用效率為 35%，則實際耗煤量42285.45m實 = 91% × 35% = 132764.36kg/h式中：m 實實際耗煤量2.2.5 煙氣流量的計算標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量：Q=V0 ×m =7.050×132764.36=935988.77

16、m3/hfg實式中：Q標(biāo)準(zhǔn)狀干煙氣流量：煙氣流量Q= V1 × m= 6.689 × 132764.36 = 888060.84 m3/hfg干實式中：Q 干干煙氣流量工煙氣流量：Q = QT = 935988.77×(130+273) = 1381697.708m3/h，近似為 1.4×106 m3/hT273式中：Q工煙氣流量；T工溫度；T標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度。2.2.6 煙氣含塵濃度的計算灰分 Aad=17.99%灰分的質(zhì)量：M= Aad×m 實=17.99%×132764.36=23884.31 kg/h6C = M = 23884

17、.31×10 ×0.8 = 20414.2mg/m3Q935988.77式中：C煙氣含塵濃度；干煙氣含塵濃度6M = 23884.31×10 ×0.8 = 13648.2mg/m3C=干1.4×106Q干式中：C 干干煙氣含塵濃度。2.2.7 煙氣含硫濃度的計算Sad=0.34%MS=0.34%×132764.36=451.4 kg451.4mso2=× 64Kg = 902.8Kg32干 SO2 濃度：6C= mso2 = 902.8×10 = 1016.6mg/m3SO2Q888060.84干2.2.8 效率的

18、計算除塵效率的計算：由火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)得到燃煤鍋爐重點地區(qū)限值：20 mg/m320 = 1 = 99.85%13648.2脫硫效率的計算：由火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)得到燃煤鍋爐重點地區(qū)限值：50 mg/m350 = 1 = 95.08%1016.6脫硝效率的計算：根據(jù)工程經(jīng)驗值，燃煤鍋爐氮氧化物的濃度一般為 300mg/m3，則此次設(shè)計中脫硝效率為：100 = 1 = 66.67%300第三章 脫硫技術(shù)方案及除塵裝置比選3.1 常見的煙氣脫硫工藝簡介煙氣脫硫的方法很多。按應(yīng)用脫硫劑的形態(tài)分為濕法和干法。濕法采用液體吸收劑如堿性溶液等洗滌出去煙氣中的二氧化硫。干法是采用粉狀或粒狀等吸收

19、劑、吸附劑。或者催化劑來脫除煙氣中的二氧化硫。干法脫硫具有處理后的煙氣溫度降低少，從煙囪中排出時易擴散和不產(chǎn)生廢水等優(yōu)點，但具有設(shè)備龐大和投資大等缺點。濕法脫硫具有設(shè)備小、投資省、脫硫率高、易操作等優(yōu)點，但廢水的后處理等問題。根據(jù)煙氣脫硫生成物是否回收，脫硫方法分為拋棄法和回收法。拋棄法是將脫硫生成物當(dāng)作固體廢物拋掉，其處理方法簡單、處理成本低，但不可避免的出現(xiàn)了二次污染的問題，還會浪費大量土地來堆放固體廢物?；厥辗▌t是采用一定的方法將廢氣中的硫加以回收，轉(zhuǎn)變?yōu)橛袑嶋H應(yīng)用價值的副產(chǎn)物。雖然該法可綜合利用硫，避免了固體廢物的二次污染，但其脫硫成本較高，副產(chǎn)物的出路還有問題。根據(jù)煙氣脫硫的凈化分吸

20、收法、吸附法和催化轉(zhuǎn)化發(fā)等。吸收法是目前煙氣脫硫的最主要方法。雖然世界上研究開發(fā)過的煙氣脫硫技術(shù)已達 100 多種，但工業(yè)化的只有十幾種。下面將幾種常用的脫硫方法進行簡介：（1）海水法脫硫技術(shù)燃燒生成的煙氣在海水脫硫以前先進行除塵處理，一般采用高效的或靜電除塵器，安裝在 SO2 吸收塔的上游。除塵后的煙氣進入 SO2 吸收塔底部，與自上而下的海水相向流過，一次循環(huán)。由吸收塔出來的干凈煙氣在排放前一般還要經(jīng)過再加熱以防止腐蝕和保證足夠的抬升高度。吸收 SO2 后的海水靠重力流至海水處理廠，與其余的海水混合并通入適量空氣。（2）噴霧干燥法煙氣脫硫技術(shù)噴霧干燥法脫硫工藝以生石灰(CaO)作為脫硫吸收

21、劑，生石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收的霧化裝置，在吸收，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的 SO2 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaSO3，煙氣中的 SO2 被脫除。與此同時，吸收劑帶入的水分迅速被蒸發(fā)面干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應(yīng)產(chǎn)物及未披利用的吸收劑以干燥的顆粒物形式隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集下來。脫硫的煙氣經(jīng)除塵器除塵后排放。而副產(chǎn)物脫硫渣的一部分經(jīng)循環(huán)裝置返回吸收塔，其余部分則定量排入灰渣處理系統(tǒng)。該工藝脫硫效率一般為 80左右，對應(yīng)的鈣硫比為 1.2 以上。脫硫副產(chǎn)物為脫硫渣，主要成分為 CaSO3 和 CaSO4 等，其綜合利用價值不高，一般

22、只能拋棄處理。采用本工藝無脫硫廢水排放。（3）法脫硫工藝技術(shù)本脫硫工藝的流程由排煙預(yù)除塵、煙氣冷卻、氨的充入、照射和副產(chǎn)品捕集等工序歷組成。鍋爐所排出的煙氣，經(jīng)過集塵器的粗濾處理之后進入冷卻塔，在冷卻噴射冷卻水，將煙氣冷卻到適合于脫硫、脫硝處理的溫度。通過冷卻塔后的煙氣流進反應(yīng)器，在反應(yīng)器進口處將一定的氨氣、壓縮空氣和軟水混合噴入，加入氨的量取決于 SOx 濃度和 NOx 濃度，經(jīng)過照射后，SOx 和NOx 在自由基作用下生成中間生成物硫酸和硝酸。然后硫酸和硝酸與共存的氨進行中和反應(yīng)，生成粉狀微粒硫酸銨與硝酸銨。生成的耪體微粒一部分沉淀到反應(yīng)器底部，通過輸送機排出，其余被副集塵器所分離和捕集，

23、經(jīng)過造粒處理后被送到副倉庫貯藏。凈化后的煙氣由脫硫增壓風(fēng)機升壓，再經(jīng)煙囪向大氣排放。脫硫副(主要是硫酸銨)可作生產(chǎn)復(fù)合肥的原料。（4）氨法脫硫工藝技術(shù)該脫硫工藝以氨水為吸收劑，副為硫酸銨溶液。鍋爐來的煙氣經(jīng)煙氣換熱器冷卻至 90100，進入預(yù)洗滌器經(jīng)洗滌后除去 HCl/HF，洗滌后的煙氣經(jīng)過液滴分離器除去水滴進入洗滌器中。在洗滌器中，氨水自塔頂噴淋洗滌煙氣，煙氣中的 SO2 被洗滌后吸收除去，經(jīng)洗滌后的煙氣排出后經(jīng)液滴分離器除去攜帶的水滴，進入另一個洗滌器。在此洗滌器中煙氣進一步被洗滌，經(jīng)洗滌塔頂部的除除去霧滴，再經(jīng)煙氣換熱器加熱后經(jīng)煙囪排放。洗滌工藝中產(chǎn)生的約 30%的硫酸銨溶液排出洗滌塔，

24、可以送到化肥廠進一步處理或直接作為液體氮肥出售，也可以把這種溶液進一步成顆粒、晶體或塊狀化肥出售。（5）氧化鎂法脫硫工藝技術(shù)氧化鎂法脫硫又稱鎂乳吸收法。利用氧化鎂漿液即氫氧化鎂作吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫硫酸鎂和硫酸鎂。將這些硫酸鹽脫干噪，然后再煅燒使之分解。為了還原硫酸鎂，在緞燒爐內(nèi)添加少量焦炭，使硫酸鹽和亞硫酸鹽分解成高濃度的二氧化硫氣體和氧化鎂。氧化鎂經(jīng)水合后又成為氫氧化鎂，可繼續(xù)作為吸收液循環(huán)使用。高濃度的二氧化硫氣體可用于硫酸或硫黃。（6）石灰石-石膏法脫硫工藝技術(shù)將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進

25、行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于 10%，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后除去霧滴，再經(jīng)過換熱器（GGH)加熱升溫后，由煙囪排入大吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很的煙氣經(jīng)過除氣。由于吸收高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于 95% 。3.2 脫硫工藝的比選（1）海水法海水工藝有以下特點：海水煙氣脫硫是目前唯一一種不需要添加任何化學(xué)藥劑的工藝，也產(chǎn)生固體廢棄物；其脫硫效率可高達 92%以上；運行穩(wěn)定，系統(tǒng)可用率高達；用海水冷卻水脫硫，性好，運行及維護費用較低；損失小，一般在 0.982.16KP

26、a 之間；結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，易于實現(xiàn)自動化。但是這個工藝受到地理位置的影響，它較適合靠近海邊的電廠。而且該法產(chǎn)生的廢棄物以及熱污染對附近海洋的影響尚不清楚，所以不采用這個方法。（2）噴霧干燥法世界上美國和歐洲一些研究并掌握了這種工藝技術(shù)，國內(nèi)也于“七五”期闖在自馬電廠建成了試驗裝置，取得了科研成果。此工藝在全世界脫硫市場的占有率僅次于濕法脫硫，國外 300MW 以上的大機組也有使用業(yè)績，但主要是在早期使用。噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)具有技術(shù)成熟、工藝流程較為簡單、系統(tǒng)可靠性高等特點，而且不產(chǎn)生廢水，但是這個系統(tǒng)的運行費用高，其石灰脫硫劑耗量比濕法脫硫大，脫硫的鈣硫為 1.5 左右。而且脫硫效率不高

27、，一般為 60%80%，其運行中還霧化噴嘴結(jié)垢、磨損， 吸收壁面上結(jié)垢等問題。所以本次設(shè)計不采用此脫硫技術(shù)。（3）法到目前為止，干法脫硫僅在、美國進行過一些小型工業(yè)試驗，尚沒有在大型機組上應(yīng)用的業(yè)績，技術(shù)上成熟程度不如石灰石一石膏濕法脫硫工藝，且脫硫效率一般不超過 90%。根據(jù)我國是應(yīng)用尚未普及，此方法本次設(shè)計不予采用。這一基本國情，對此技術(shù)的（4）氨法氨法脫硫?qū)佥^為成一種脫硫工藝，在國外中小機組具有一定的應(yīng)用業(yè)績。但脫硫成本較高，主要是脫硫劑氨價格較高，市價格一般在 2500-3000 元/噸，每小時用氨量在 0.5-1 噸之間。電耗較高，一般每小時用電量在 1200-1500 度之間。水耗

28、較高，一般每小時用水量在 20-40 噸之間；腐蝕較重；有氨逃逸、氣溶膠、氣拖尾現(xiàn)象以及長周期運行，會有廢漿液產(chǎn)生。則不采用這種方法。（5）氧化鎂法目前，氧化鎂脫硫法的技術(shù)在國外已成熟，并已應(yīng)用于大型工業(yè)裝置。脫硫率達 90%以上。但是國內(nèi)電廠脫硫發(fā)展較晚，由于各種各樣的，造成國內(nèi)脫硫技術(shù)裝備水平較低，而價格較高但好用的鎂脫硫劑在國內(nèi)自然就難以打開市場，所以本次設(shè)計目前暫不予以考慮。（6）石灰石-石膏法1.脫硫效率高，可高達 95%以上，而且脫硫后的煙氣含塵量也大大減少。大機組采用濕法脫硫工藝，二氧化硫脫除量大，有利于地區(qū)和電廠實際總量。2.技術(shù)成熟，運行可靠性好。國外火電廠石灰石石灰一石膏濕

29、法脫硫裝置投運率一般可達 98%以上。因脫硫設(shè)備而影響鍋爐的正常運行。3.對煤種變化的適應(yīng)性強。該工藝適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫。4.吸收劑豐富，價格便宜。作為吸收劑的石灰石在我國分布很廣，豐富，許多地區(qū)石灰石品位也很好，碳酸鈣含量在 90%以上，優(yōu)者可達 95%以上。在脫硫工藝的各種吸收劑中，石灰石價格最便宜，破碎磨細較簡單，鈣利用率較高(一般在 1.03 左右)。5.脫硫副產(chǎn)物為二水石膏，便于綜合利用。可用于生產(chǎn)建材和水泥緩凝劑。脫硫副產(chǎn)物綜合利用，不僅可以增加電廠效益、降低運行費用，而且可以減少脫硫副產(chǎn)物處置費用，延長灰場使用年限。6.占地面積大，建設(shè)投資相對較大，現(xiàn)有電廠在沒有預(yù)

30、留脫硫場地的情采用該工藝有一定的難度。耗水量相對較大，有污水排放；副品質(zhì)要求高，則要求除塵器效率高。綜上所述，考慮到脫硫成本、脫硫效率、脫硫副產(chǎn)物的處理以及脫硫劑的來源等各種，本次設(shè)計最終采用石灰石-石膏法進行脫硫。3.3 石灰石-石膏法脫硫工藝3.3.1 脫硫原理采用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當(dāng)采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏由于吸收吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比

31、較低，脫硫效率可大于 95%。3.3.2 技術(shù)特點1. 脫硫效率高，>95%。2. 技術(shù)成熟，運行可靠性高。3. 對煤種的適應(yīng)性強。4.吸收劑豐富，價格低廉。5. 脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用。6. 站地面積大，運行費用高。3.3.3 脫硫系統(tǒng)1. 煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)設(shè)置出、 擋板門，F(xiàn)GD 上游熱端前置增壓風(fēng)機和回轉(zhuǎn)式氣一氣熱交換器(GGH)。原煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機增壓后，由 GGH 將原煙氣降溫至 90 一100送至吸收塔下部，經(jīng)吸收塔脫除二氧化硫后，將凈煙氣送回 GGH 升溫至高于 80后經(jīng)煙囪排放。其中部分原煙氣和全部凈煙氣通道內(nèi)壁需要防腐設(shè)計。2. 吸收液系統(tǒng)二氧化硫吸收系統(tǒng)包括吸收塔、吸收

32、塔漿液循環(huán)、石膏漿液排出、吸收塔進口煙氣事故冷卻和氧化空氣、攪拌、除、沖洗等幾個部分。進入吸收塔的熱煙氣經(jīng)逆向噴淋的循環(huán)漿液冷卻、洗滌、煙氣中的，二氧化硫與漿液進行吸收反應(yīng)，硫酸氫根。亞硫酸氫根被鼓入的空氣氧化為硫酸根，硫酸根與漿液中的鈣離子反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣進一步結(jié)晶為石膏。同時煙氣中的氯離子、氟離子和灰塵等大多數(shù)雜質(zhì)也在吸收被去除。含有石膏、灰塵和雜質(zhì)的吸收劑漿液的一部分被排入石膏脫。脫除二氧化硫后的煙氣經(jīng)除去除煙氣中的液滴，排出吸收塔。由于吸收漿液的循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。吸收裝有水沖，將定期進行沖洗，以防止霧滴中的石膏、灰塵和其他物質(zhì)堵塞元件。3.漿液系統(tǒng)石灰石漿液系統(tǒng)有

33、干粉制漿系統(tǒng)和濕漿系統(tǒng)，前者采用干磨機，后者采用濕磨機。通常采用濕漿，粒徑 80mm 左右的石灰石塊料，經(jīng)破碎機預(yù)破碎成 6 至 10mm 的粒料，經(jīng)輸送機及提升機送至石灰石倉。并加入合適比例的工業(yè)水磨制成石灰石漿液，流入球磨機漿液泵輸送至石灰石漿液旋流站，經(jīng)水力旋流循環(huán)分選，不的返回球磨機重磨，的石灰石漿液送至石灰石漿液箱儲存。再根據(jù)需要由漿液泵輸送至吸收塔。為了防止石灰石在漿液箱中沉淀，設(shè)有漿液循環(huán)系統(tǒng)和攪拌器。4.后石膏石膏脫包括水力旋流器和真空皮帶脫水機等關(guān)鍵設(shè)備。水力旋流器作為石膏漿液的一級脫水設(shè)備，其利用了離心力沉淀分離的原理，漿液流切進入水力旋流器的，使其產(chǎn)生環(huán)形運動。粗大顆粒富

34、集在水力旋流器的周邊，而細小顆粒則富集在中心。真空皮脫水機將已經(jīng)水力旋流器一級脫水后的石膏漿液進一步脫水至含固率達到 90%以上。5.排放系統(tǒng)漿液排放系統(tǒng)包括事故漿液儲罐系統(tǒng)和地坑系統(tǒng)。當(dāng) FGD 裝置大修或發(fā)生故障需要排空 FGD 裝置內(nèi)漿液時，漿液由漿液排放泵排至事故漿液箱直至泵低液位跳閘，其余漿液依靠重力自流至吸收塔的排放坑，再由地坑泵打入事故漿液儲罐。事故漿液儲罐用于臨時儲存吸收的漿液。地坑系統(tǒng)有吸收塔區(qū)地坑、石灰石漿液系統(tǒng)地坑和石膏脫水地坑，用于儲存 FGD 裝置的各類漿液，同時還具有收集、輸送或儲存設(shè)備運行、運行故障、檢驗、取樣、沖洗、過程或滲漏而產(chǎn)生的漿液。主要設(shè)備包括攪拌器和漿

35、液泵。7.公用系統(tǒng)公用系統(tǒng)由工藝、工業(yè)、冷卻和壓縮空氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)，為脫硫系統(tǒng)提供各類用用氣。FGD 的工藝水一般來自電廠循環(huán)水，并輸送至工藝中。工藝工藝水泵從工藝輸送到各用水點。FGD 裝置運行時，由于煙氣攜帶、廢水排放和石膏攜帶水而造成水損失。工藝除沖洗水泵輸送到除，沖洗除霧器，同時為吸收塔提供補充用水，以維持吸收的正常液位。此外，各設(shè)備的沖洗、灌注、密封和冷卻等用水也采用工藝水。FGD 冷卻水主要用戶有增壓風(fēng)機電機、氧化風(fēng)機電機、循環(huán)漿液泵電機、磨機主軸承、器電機，此外，部分冷卻用于氧化空氣增濕冷卻。FGD 的工業(yè)水一般來自電廠補充水，并輸送至工業(yè)中。3.3.4 工藝流程圖 3-1 典型

36、的石灰石-石膏法脫硫工藝流程圖3.3.5 過程反應(yīng)吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔，分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴與煙氣逆流接觸，發(fā)生傳質(zhì)與吸收反應(yīng)，煙氣中的 SO2、SO3及 HCl、HF 被吸收。SO2 吸收產(chǎn)物的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的氧化區(qū)完成并最終形成石膏1.吸收反應(yīng)吸收反應(yīng)是傳質(zhì)和吸收的的過程，水吸收 SO2 屬于中等溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受氣相傳質(zhì)阻力和液相傳質(zhì)阻力的。煙氣與噴嘴噴出的循環(huán)漿液在吸收有效接觸,循環(huán)漿液吸收大部分 SO2，反應(yīng)如下：SO2H2OH2SO3（溶解） H2SO3 HHSO3（電離） 2.氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)的機理基本

37、同吸收反應(yīng)，不同的是氧化反應(yīng)是液相連續(xù)，氣相離散。水吸收O2 屬于難溶解度的氣體組份的吸收，根據(jù)雙膜理論，傳質(zhì)速率受液膜傳質(zhì)阻力的。HSO3在吸收塔噴淋區(qū)被煙氣中的氧所氧化，其它的 HSO3在反應(yīng)一部分被氧化空氣完全氧化，反應(yīng)如下：HSO31/2O2HSO4HSO4HSO42 3.中和反應(yīng)中和反應(yīng)伴隨著石灰石的溶解和中和反應(yīng)及結(jié)晶，由于石灰石較為難溶，因此本環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是，如何增加石灰石的溶解度，反應(yīng)生成的石膏如何盡快結(jié)晶，以降低石膏過飽和度。中和反應(yīng)本身并不。吸收劑漿液被引入吸收中和氫離子，使吸收液保持一定的 pH 值。中和后的漿液在吸收再循環(huán)。中和反應(yīng)如下：Ca2CO322HSO42H2OC

38、aSO4·2H2OCO2 2HCO32H2OCO24.其他副反應(yīng)煙氣中的其他污染物如 SO3、Cl、F 和塵都被循環(huán)漿液吸收和捕集。SO3、HCl 和 HF 與懸浮液中的石灰石按以下反應(yīng)式發(fā)生反應(yīng)：SO3H2O2HSO42CaCO3 +2HClCaCl2 +CO2 ­+H2O CaCO3 +2HFCaF2 +CO2 ­+H2O3.3.6 石灰石-石膏濕法脫硫效率影響因素對于火力發(fā)電廠 FGD 系統(tǒng)，SO2 脫除率由下式表示:mg , 干基，6%含氧)FGD 裝置出口SO 濃度(2L脫硫率 = 1 × 100%mg ，干基，6%含氧)FGD 裝置出入SO

39、濃度(2L由二氧化硫脫除率公式可以看出，為提高石灰石石膏濕法脫硫效率，必須相應(yīng)采取措施降低 FGD 裝置出口二氧化硫濃度( mg/L，干基，6%含氧) 。結(jié)合本工程實際，對影響脫硫效率的因素進行如下分析。1.吸收液的 pH 值根據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡計算，脫硫反應(yīng)很大程度上取決于洗手液的 pH 值，當(dāng) pH2 時，被吸收的二氧化硫主要以亞硫酸的形式；當(dāng) pH 值升至 45 時，時，二氧化硫主要生產(chǎn)被吸收的二氧化硫形式為亞硫酸根；當(dāng) pH6硫酸根。總之，pH 值越大，二氧化硫溶解、吸收越大。然而 pH 值越高鈣離子濃度減小、不利于鈣離子的析出，易發(fā)生吸收塔結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。在實際石灰石石膏濕法脫硫運行中，

40、為提高石灰石溶解并防止吸收塔結(jié)垢，并且保證脫硫率，一般將 pH 值在 56。2.煙氣溫度進入吸收塔煙氣溫度越低，越利于二氧化硫氣體溶于漿液，形成亞硫酸根，即低溫有利于二氧化硫吸收。實際運行中應(yīng)將煙氣溫度冷卻到 60左右再通入吸收塔進行二氧化硫吸收操作最為適宜，較高的吸收操作溫度，會使二氧化硫的吸收效率降低。3.石灰石粒度及純度石灰石顆粒越細，其表面積越大，二氧化硫反應(yīng)越充分，二氧化硫吸收速率越快，石灰石的利用率越高。石灰石粒度要求：90%通過 325 目篩。石灰石純度越高，對于等量的石灰石，二氧化硫吸收率越高。石灰石純度要求：純度大于85%。4.煙塵含量原煙氣中的飛灰在一定程度上阻礙了二氧化硫

41、與脫硫劑的接觸，降低了石灰石中鈣離子的溶解速率，同時飛灰中不斷溶出的一些重金屬會抑制鈣離子與亞硫酸根的反應(yīng)。煙氣中粉塵含量持續(xù)超過設(shè)計量，將使脫硫率大為下降，噴頭堵塞。一般要求 FGD粉塵含量設(shè)計值為 134 mg/m3。5.煙氣與脫硫劑接觸時間原煙氣進入吸收塔后，自下而上，與噴淋而下的石灰石漿液霧滴接觸反應(yīng)，若接觸時間越長，反應(yīng)進行得越充分、徹底、完全。因此長期投運對應(yīng)噴淋盤的循環(huán)泵，有利于煙氣和脫硫劑充分反應(yīng)，相應(yīng)的脫硫率也高。6.液氣比及漿液循環(huán)量液氣比即鈣硫比，是評價和反映性的重要指標(biāo)。該參數(shù)的一個意義是:除去二氧化硫?qū)嶋H與理論所需吸收劑質(zhì)量之比。液氣比增大代表煙氣與吸收液接觸幾率增加

42、，從而脫硫率增大。但二氧化硫與吸收液有一個氣液平衡，液氣比超過一定值后，脫硫率將不在增加。新鮮的石灰石漿液噴淋下來后與煙氣接觸后，二氧化硫等氣體與石灰石的反應(yīng)并全，需要不斷循環(huán)反應(yīng)，同時增加漿液的循環(huán)量，也就加大了碳酸鈣與二氧化硫的接觸反應(yīng)機會，從而提高了二氧化硫的去除率。3.3.7 石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)前景石灰石石膏脫硫工藝是一套非常完善的系統(tǒng)，它包括煙氣換熱系統(tǒng)、吸收塔脫硫系統(tǒng)、脫硫劑漿液系統(tǒng)、石膏脫和廢水處理系統(tǒng)。系統(tǒng)非常完善和相對復(fù)雜也是濕法脫硫工藝投資相對較高的，上述脫硫系統(tǒng)的五個大的，只有吸收塔脫硫系統(tǒng)和脫硫劑漿液系統(tǒng)是脫硫必不可少的；而煙氣換熱系統(tǒng)、石膏脫和廢水處理系統(tǒng)則可根

43、據(jù)各個工程的具體情況簡化或取消。國外也有類似的實踐，對于不需要回收石膏副的電廠，石膏脫水系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)可以不設(shè)，直接將石膏漿液打入堆儲場地。濕法脫硫工藝簡化能使其投資不同程度地降低。根據(jù)初步測算，濕法脫硫工藝簡化以后，投資最大幅度可降低 50%左右，絕對投資可降至簡易脫硫工藝的水平，并可進一步提高濕法脫硫工藝的綜合效益。第四章 脫硫系統(tǒng)設(shè)計4.1 脫硫系統(tǒng)參數(shù)定義及確定（1）液氣比（L/G）：即煙氣量之比。為 L/m3；時間內(nèi)漿液噴淋量和時間內(nèi)流經(jīng)吸收塔的時間內(nèi)漿液噴淋量（L/h）液氣比 =時間內(nèi)吸收塔的濕煙氣體積流量（m3/h）的液氣比一般為（1525）L/m3。有推薦值為 16.6L/

44、m3。石灰石法噴淋實際中的 L/G 隨具體情況而改變，比如添加緩沖劑可大幅度減小液氣比。此次設(shè)計液氣比取 16.6L/m3。（2）鈣硫比（Ca/S）：理論上脫除 1mol 的 S 需要 1mol 的 Ca，但在實際反應(yīng)設(shè)備中，反應(yīng)條件并不處于理想狀態(tài)，一般需要增加脫硫劑的量來保證一定的脫硫效率，因此引入了 Ca/S 的概念。用來表示達到一定脫硫效率時所需要鈣基吸收劑的過量程度，也說明在用鈣基吸收劑脫硫時鈣的有效利用率。根據(jù)書中案例，可以假設(shè)此次鈣硫比為 1.03，脫硫效率可達 95%。（3）脫硫效率：時間內(nèi)煙氣脫硫系統(tǒng)脫除二氧化硫的量與進入脫硫系統(tǒng)時煙氣中的二氧化硫量之比。由第 2 章可知本次

45、設(shè)計脫硫效率為 95.08%，記為 95%。（4）煙氣流速：煙速提高可增大吸收系數(shù)。煙速增大，氣液兩面湍動加強，氣膜厚度減薄，傳質(zhì)速率系數(shù)提高；煙速增大可減緩液滴下降速度，使體積有效傳質(zhì)面積增加，因而可使降低。但是另一方面，煙速增大，煙氣停留時間縮短，要求增加，因此使其對的降低作用削弱。實際中煙速提高還影響除霧效果。研究及實踐表明，逆流噴淋塔的煙氣流速合適的范圍是（2.63.4)m/s；典型值為 3m/s。設(shè)計時需考慮漿液霧化狀況、煙氣污染物濃度、脫硫率要求等。此次設(shè)計煙氣流速取 3m/s。4.2 吸收劑及供應(yīng)系統(tǒng)4.2.1 吸收劑的選擇對于用石灰石作為吸收劑的系統(tǒng)，可采用下列任一種吸收劑方案

46、：（1）由市場直接粒度符合要求的粉狀成品，加水?dāng)嚢璩墒沂瘽{液。（2）由市場一定粒度要求的塊狀石灰石，經(jīng)石灰石濕式球磨機制成石灰石漿液。（3）由市場塊狀石灰石，經(jīng)石灰石干式球磨機制成石灰石粉，加水?dāng)嚢柚瞥墒沂瘽{液。鑒于當(dāng)前本設(shè)計土地緊張，所以為了節(jié)省脫硫系統(tǒng)占用的面積，本次設(shè)計采用方法一，即直接從的石灰石廠家采購粒度符合要求的粉狀成品，石灰石具體成分見表 4-1。表4-1 吸收劑組成4.2.2 吸收劑的耗量石灰石耗量應(yīng)根據(jù)物料平衡計算，進行前期設(shè)計工作時石灰石耗量可按下式估算：脫硫量=煙氣流量×二氧化硫濃度×脫硫率=1.4×106×0.6536/64&

47、#215;95% =13582.625 mol/h碳酸鈣用量=脫硫量×鈣硫比=13582.625×1.03 =13990.10 mol/h =1155.78×100 g/h =1399 kg/h石灰石用量=碳酸鈣用量/石灰石純度=1399/0.9 =1555 kg/h4.2.3 石灰石卸料系統(tǒng)石灰石粉由汽車直接運至廠區(qū)卸灰斗區(qū)域。（1）卸灰斗的設(shè)計對于密封罐車，載重按 10t 計算，石灰石粉的堆積密度大概為 1600則一次運的生石灰粉大概為kg/m³，m10000V = 6.25m31600卸灰斗的容積按三輛車的容積來算，則其容積為V灰斗 = 3 

48、15; V = 3 × 6.25 = 18.75m3將其設(shè)計為 L=2.5m，B=3m，H=3m卸灰斗的有效容積為V = L × B × H = 2.5 × 3 × 3 = 22.5m3組分含量CaO>52.5%(相當(dāng)于CaCO3>90%)MgO<0.2%SiO2<1.5%細度（325目，過篩率90%）£ 43微米（2）石灰石的設(shè)計脫硫劑體積 根據(jù)脫硫劑供應(yīng)地的距離，儲存 35 天的使用量（kg）：VCH =（35）×V 石灰石為保險起見，石灰石滿足5 天的用量，石灰石粉密度按1600 kg/m3計算

49、，先計算一天的用量：M石灰石 × 241555 × 24= 23.325m3V =1600對于石灰石有效容積一般取 0.80.85，則其體積計算為：5 × 23.325= 145.8m3VCH0.8 圓柱塔通常儲存脫硫劑粉體料的是圓柱塔形，其優(yōu)點是節(jié)省占地面積，下料時利用自身重量下溜出料比較方便，是脫硫廣泛使用的（見圖 4-1）圓塔倉的 H/D 一般取 23 為宜，主要考慮有較好的穩(wěn)定性。圓柱筒下接的圓錐體宜為 60°角，有利于粉體下滑而不滯留。一般生石灰粉安息角約為 45°。為了防止潮濕搭橋阻塞，在錐體下部設(shè)置加熱流化板，在出口部位設(shè)置空氣噴

50、吹環(huán)，在阻塞時可噴吹疏通。出口裝插板閥（閘板）和定量下料器。 普通室內(nèi)粉體庫存放袋裝、桶裝或散裝料。散裝粉料宜覆蓋氈布防治塵土飛揚。 半敞開料棚宜把粉料放入矮圍墻圈內(nèi)，上面蓋氈布防治塵土飛揚。同樣可存放袋裝、桶裝和散裝脫硫劑。綜上所述，選定脫硫劑形狀為圓柱塔，H/D 取 2.5，圓柱筒下接圓錐體取 60°角。具體計算如下：圖 4-1 圓柱塔對于圓柱部分的體積為： 1 D2H4對于圓錐體部分的體積： 1 × D H1234hD2= tan 60°；即 H=2.5D因此，可以得到下式：1411D22× × D × 2.5D +×

51、× × D ×× tan 60° = 145.8342解得：D=4.053m；圓整到 4m；則 H=10 m；h=3.46m；圓整到 3.5m。（3）石灰石流程石灰石粉經(jīng)電廠自備密封罐車輸入卸灰斗中，經(jīng)氣力泵打進斗式提升機中，再由斗式提升機運送入石灰中，經(jīng)石灰流入螺旋給料機，將石灰石粉加入制漿罐中。制漿罐及罐中安裝有攪拌器，對其充分攪拌使其混合以及防止?jié){液沉淀，石灰石罐中的漿液再經(jīng)調(diào)漿，達到設(shè)計要求。這樣制成的石灰石漿液用石灰石漿液泵打到吸收塔底部漿液池內(nèi)，根據(jù)煙氣負荷、脫硫塔煙氣二氧化硫濃度及 pH 值來噴入吸收塔的漿液量，剩余部分返回漿液池，為防止結(jié)塊和堵塞，要使?jié){液不斷的循環(huán)著。經(jīng)驗表明漿液密度在10501150 kg/m3 是比較合理的，漿液密度過大，對循環(huán)泵及管道的磨損會加劇,漿液密度過小，也就是說晶體