湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析（通用14篇）

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇1

石灰石石膏法烟气脱硫工艺设计常见问题

分析

内容摘要 本文针对石灰石石膏法烟气脱硫工艺设计中常见问题作了具体分析，对WFGD装置的设计者提供了相应的建议，认为各系统合理的设备选型及设计是WFGD正常调试运行的可靠保证。

关 键 词 石灰石石膏 脱硫

工艺设计 1前言

烟气脱硫是控制火电厂SO2污染的重要措施，随着近年来我国经济的飞速发展，电力供应不足的矛盾日益突出，国家在积极建设电厂的同时充分注意火电厂烟气排放带来的严重环境污染问题，相继制订了火电厂相关政策法规、积极推动火电厂安装烟气脱硫设施，如2000年9月1日开始实施的新《中华人民共和国大气污染防治法》第30条规定：“新建或扩建排放二氧化硫的火电厂和其他大中型企业超过规定的污染物排放标准或者总量控制指标的，必须建设配套脱硫。除尘装置或者采取其他控制二氧化硫排放、除尘的措施。在酸雨控制区和二氧化硫污染控制区内，属于已建企业超过规定的污染物排放标准排放大气污染物的，依照本法第四十八条的规定限期治理。”

据相关研究表明[1]在目前国内外开发出的上百种脱硫技术中，石灰石石膏法烟气脱硫是我国火电厂大中型机组烟气脱硫改造的首选方案。随着重庆珞璜电厂引进日本三菱重工的两套湿式石灰石石膏法烟气脱硫技术和设备，国华北京热电厂﹑半山电厂和太原第一热电厂等都相继采用了石灰石石膏法脱硫。该法脱硫率高，运行工况稳定，为当地带来了良好的环境经济效应。在这些运行经验基础上其它火电厂也加快了脱硫工程改造步伐，石灰石石膏法脱硫工艺往往成了大多数电厂的脱硫首选方案。

石灰石石膏法烟气脱硫工艺系统尽管优点多，但系统复杂，在系统设计方面要充分进行优化选择，考虑设计参数宽裕度以及对锅炉本体影响等问题，往往由于设计不完善为后期系统的调试运行加大难度或达不到设计效果。本文就是针对在石灰石石膏脱硫系统设计中常见问题进行分析，为脱硫系统的设计人员提供一定的技术参考。

2.石灰石－石膏法脱硫工艺中常见问题以及相应措施 2.1石灰石－石膏法脱硫工艺简介 图１给出了石灰石石膏法脱硫流程示意图。主要包括原料输送系统、吸收剂浆液配制系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏脱水及贮存和石膏抛弃系统。从锅炉引风机引出的烟气全部进入FGD系统，首先通过气气热交换器(MGGH)对未脱硫烟气进行降温，再进入吸收塔进行脱硫反应，完成脱硫后的净化烟气经溢流槽及两级除雾后，再通过MGGH热交换器的烟气吸热侧，被重新加热到88℃以上经烟囱排出。

2.2常见问题分析

2.2.1 吸收系统

吸收系统是脱硫工艺的核心部分。由于设计人员要综合考虑脱硫效率和脱硫系统经济性能以及运行维护量的问题，吸收塔的选择成了设计的核心问题。目前该脱硫系统吸收塔的型式主要有四种，结构型式见图2～5。

不同的吸收塔有不同的吸收区设计，其中栅格式吸收塔由于系统阻力大﹑栅格宜堵和宜结垢等问题逐渐被淘汰；鼓泡式吸收塔也由于系统阻力大﹑脱硫率相对偏低等问题应用较少；喷淋式吸收塔由于脱硫效率能达到95％以上，系统阻力小，目前应用较多，但该塔喷嘴磨损大且宜堵塞，需要定期检修，为系统的正常运行带来一定的影响，目前设计人员对喷嘴进行了技术改进，系统维护量相对降低；对于液柱塔由于其脱硫率高，系统阻力小，能有效防止喷嘴堵塞、结垢问题，应用前景广阔。因此在吸收塔的设计选择上应综合考虑厂方的要求和经济性，液柱塔是首选方案，其次是喷淋塔。

目前国内电厂在脱硫系统中核心设备上均采用进口设备，特别是吸收塔，由于技术含量比较高，因此基本上都采用进口设备。因此设计人员主要的工作要重点把握吸装置的技术指标和相应要求的技术参数。如：珞璜电厂于1988年引进了日本三菱重工湿式石灰石石膏法烟气脱硫装置，配360MW凝汽式发电机组[2]。

表1 日本三菱重工湿式石灰石－石膏FGD装置技术指标

参数 煤种 含硫量 脱硫率

钙硫比 进口烟温 出口烟温 水雾含量

吸收塔 烟气流速

停留时间 指标 ＜5% ≥95% 1.1～1.2 142℃ 90℃

≤30mg/m3 9.3m/s

＞3.3s

2.2.2 烟气及再热器系统

烟气再热器系统在脱硫工艺中占很重要的位置，在烟气系统和再热器系统设计上存在的常见问题较多，据经验表明设计中应注意的主要问题总结如下：（1）FGD入口SO2浓度。很多进行脱硫改造的电厂往往都会对来煤品质进行一定的调整，有些电厂会采用低硫份煤和高硫份煤掺烧的方案，由于混煤不均匀，入炉硫含量变化快，锅炉燃烧排放出的SO2浓度波动较大，在FGD入口SO2浓度变化频率大而FGD运行惯性大，一旦系统进入自动运行状态，系统脱硫率波动大；同时由于SO2浓度变化大，在一定的工况周期内吸收塔内PH值不能满足要求（一般要求为5.5～6.5），系统脱硫率达不到设计要求。因此在脱硫系统设计时应对电厂提出保证混煤均匀的要求或方案。

（2）FGD入口烟尘浓度。为了脱硫系统的稳定运行，在FGD入口应设计安装烟尘浓度检测装置。主要原因是考虑到除尘器在达不到设计效率时，往往烟尘浓度过高，会严重影响到脱硫系统的正常运行。因此设计时人员应对厂家提出该投资建议。

（3）旁路挡板和进出口挡板的设计。FGD系统启﹑停时烟气在旁路和主烟道间切换，在实际烟道设计时一般两路烟道阻力不同，此时对锅炉的负压会产生一定的影响。如果两路阻力压力相差悬殊，在FGD系统启﹑停时锅炉的负压会出现较大的波动。如果燃用劣质煤，在较短的时间内锅炉运行人员难以迅速调整，有可能造成熄火。因此在旁路挡板的设计应充分考虑挡板切换的时间值。设计的关键在于选择合适的弹簧，一般经验值旁路挡板通过预拉弹簧打开时间应大于2.5ｓ。另外在进出口挡板设计上要考虑FGD系统停运时由于挡板有间隙存在，加上进出口烟道阻力不同，在一般设计中停运采用集中供应密封风，往往造成烟气渗透，有可能出现热烟气漏入FGD系统，造成系统腐蚀，影响系统寿命。所以设计停运密封风时应对进出口挡板单独配备一台风机。

（4）烟气换热器GGH选择。

脱硫系统中，设置GGH的目的：一是降低进入脱硫塔的烟气温度到100℃以下，保护塔及塔内防腐内衬；二是使脱硫塔出口烟气温度升至80℃以上，减少烟气对烟道及烟囱的腐蚀。经验表明脱硫系统自动时出口烟温一般都达不到实际的出口烟温，为了减小因出口烟温低对下游的腐蚀，因此在设计出口烟温时应考虑5～10℃的宽裕度。

在考虑是否设置GGH存在两种观点：一种认为不上GGH能节约初投资，可以从腐蚀材料上解决腐蚀问题；一种认为不上GGH节约的初投资，不足以补偿为解决防腐问题而花在防腐上的投资。不装GGH，低温排放的优点是简化系统，减少GGH所需投资；缺点是吸收塔后至烟囱出口均要处于严重腐蚀区域内，烟道与烟囱内衬投资很高；与此同时，烟囱出口热升力减小，常冒白烟，不装GGH，部分烟气（15～50%）不进吸收塔，通过旁路烟道与处理后的烟气混合，从而使其排[3]烟温度上升，这仅适用于要求脱硫效率不高的工程如黄岛、珞璜二期等工程。因此对于要求高脱硫率的工程一般都设GGH。

目前脱硫装置烟气再热系统一般采用回转式、管式、蒸汽加热等几种方式。

采用蒸汽加热器投资省但能耗大，运行费用很高，采用此方式需作慎重考虑，目前在国内应用较少。国外脱硫装置中回转式换热器应用较多，这是因为国外回转式投资比管式低，在国内，运用于脱硫装置的回转式换热器生产厂较少，且均使用国外专利商技术，所以回转式价格比管式略高。回转式换热器有3%左右的泄露率，即有3%的未脱硫烟气泄露到已脱硫的烟气中，这将要求更高的吸收脱硫效率，使整个系统运行费用提高。管式换热则器设备庞大，电耗大。

因此在脱硫系统设计过程中应根据设计脱硫率﹑锅炉尾部烟气量﹑尾部烟道材料以及脱硫预留场地等情况进行方案，选出最合理的方案。2.2.3 吸收剂浆液配制系统

在脱硫工艺方案选择时一般对石灰石来源和品质都应做过调查，石灰石来源应充足，能保证脱系统长期运行的供应量，一般考虑15年左右的设计年限，设计人员可根据电厂的实际情况进行调整。但石灰石品质一定要能达到品质要求（见表2）。石灰石品质不高，杂质较多，会经常造成阀门堵塞和损坏，严重时会造成脱硫塔的管道堵塞，特别易造成喷嘴堵塞损坏，影响脱硫系统的正常运行。

在制浆系统石灰石粉送入前应保证得到良好的空气干燥，以防送粉管道堵塞，同时对整个送粉管道应设计流畅，减少阀门和连接部件，特别是浆液管的溢流管应根据系统设计良好的密封风以防止石灰石的外漏，对制浆车间和厂区造成二次污染。

表2 石灰石质量指标

参数 指标 CaO >52%

MgO ≤2%

细度要求R325

≤5%

酸不溶物 ≤1%

铁铝氧化物 ≤2%

2.2.4 石膏脱水及贮存和石膏抛弃系统

该系统中最大的问题主要是由于石膏的黏性附着，经常使水力旋转器漏斗堵塞，导致脱水系统停运。因此在漏斗底部可以设计工艺水供应管道周期进行清洗，或者提出方案建议工作人员定期进行人工清洗。

烟气脱硫后的石膏一部分通过抛弃泵将石膏浆液输送到电厂的灰渣池内，设计输送管道时应充分考虑石膏的特性，尽量考虑输送管道缩短或者在管道中设计易拆卸法兰为今后的检修带来方便。

有的电厂如湘潭电厂由于脱硫副产品有很好的销售市场，能带来一定的经济效应。因此应考虑合理的方案提高石膏的品质。一般提高石膏品质途径包括：提高石灰石的品质；提高脱硫率；提高除尘器的除尘效率；强化氧化系统以及定期清洗。

相关研究表明[3]，石膏的生成速率将随着脱硫效率的提高而增大，并且其质量也将随着脱硫效率的提高而得到改善。

在对SO2的吸收过程中，吸收塔的设计、烟气温度的合理选取、脱硫剂的选用及用量等因素都将影响脱硫效率，从而影响到石膏的质量。吸收塔的合理设计应当能够提供合理的液气比、减小液滴直径，增加传质表面积，延长烟气与脱硫剂的接触时间，有利于脱硫效率的提高，有利于脱硫反应的完全。较高的烟气温度，不仅能提高脱硫效率，而且能使浆池内温度升高，提高亚硫酸钙的氧化速率。吸收剂的化学当量对脱硫过程有直接的影响，吸收时所用石灰石浓度与数量影响到反应速度，有资料表明，在考虑到经济性问题以及化学当量与脱硫的关系等因素后，一般使用化学当量为1.2的吸收剂[5]。

脱硫剂将很大程度上决定生成石膏的质量。当石灰石质量不高、粒度不合理时，生成石膏中的杂质也将随之增多，从而影响石膏的质量和使用。有资料表明，石灰石中的惰性成分如石英砂会造成磨损，陶土矿物质会影响石膏浆的脱水性能[5]。另外，石灰石在酸内溶解后会残留一种不溶解的矿渣，其对石膏的质量有不利的影响。因此，应当尽可能提高石灰石的纯度并采用合理的粉细度。

烟气中的杂质，如飞灰、粉焦、烟怠、焦碳等，虽然经过脱硫装置的洗涤后，会有一部分沉淀下来，但还会有一部分进入浆池内，影响到石膏的质量。而且，这些杂质的存在也会对脱硫装置本身的安全运行带来一定危害。因此，应当努力提高除尘装置的除尘效果，当烟气内杂质过高，对脱硫装置产生危害时，应果断地旁路脱硫装置。

定期清洗脱硫塔底部、浆池及管道，避免残存的杂质对石膏质量的影响。对石膏脱水设备（如离心式分离器及带式脱水机等）也应进行定期的清洗，保证设备的安全运行和效率。

Hjuler和Dam-Johansen在1994年曾有试验报道发现在亚硫酸盐的氧化过程中会有SO2放出[4],同时在反应过程中会出现未完全氧化的亚硫酸氢钙。为了保证生成石膏过程中实现充分反应，驱逐反应生成的SO2，并将未完全反应的亚硫酸氢钙氧化为硫酸钙，须增设一套氧化系统，一般可采用浆池中鼓风的措施。2.2.5 供水系统

脱硫系统的工艺供水一般有两种方案，一种工艺供水来源于锅炉机组的工业水。由于脱硫系统供水成周期性，会使机组设备的冷却水压力降低和波动，造成送引风机、排粉风机、磨煤机等设备的轴承冷却效果变差，并引起电厂工业用水紧张。因此该种供水方案前提是锅炉机组工业水的宽裕度较大。另一种方案脱硫工艺设计单独的供水系统，一般在新电厂脱硫系统的设计中应用较多，对于老厂改造应根据实际情况进行优化设计。2.2.6 其它

腐蚀问题是湿法脱硫中常见问题。石灰石石膏法脱硫系统中造成腐蚀的因素主要有烟气中硫化物﹑氯化物﹑烟温以及由于石灰浆黏性附着对管道的堵塞等。因此在设计中应考虑防腐措施。烟气脱硫系统的防腐措施很多，如用合金材料制造设备和管道、使用衬里材料、用玻璃纤维增强热固性能树脂、采用旁路热烟气调节等，究竟采取什么措施，需依燃煤成分、所采用的烟气脱硫系统类型及经济状况而定。

结垢和堵塞是湿法脱硫工艺中最严重的问题，可造成吸收塔、氧化槽、管道、喷嘴、除雾器甚至换热器结石膏垢。严重的结垢将会造成压损增大，设备堵塞，因此结垢是目前造成设备停运的重要原因之一。结垢主要包括以下几种类型：碳酸盐结垢、亚硫酸盐结垢、硫酸盐结垢。大量运行经验表明[3]，前两种结垢通常可以通过将pH值保持在9以下而得到很好的控制。在实际运行中，由于pH值较低，且在浆液到达反应槽过程中亚硫酸盐达到一个较高的过饱和度，从而在石灰石/石灰系统中亚硫酸盐结晶现象难以发生，因此很少发生亚硫酸盐的结垢现象。然而对于硫酸盐而言，其结垢现象是难以得到有效控制的。防止硫酸盐结垢的方法是使大量的石膏进行反复循环从而使得沉积发生在晶体表面而不是在塔内表面上。5%的石膏浓度就足以达到这个目的。为达到所需的5%石膏浓度其中一个办法就是采取控制氧化措施。当氧化率为15%~95%，钙的利用率低于80%范围时硫酸钙易结垢。控制氧化就是采用抑止或强制氧化方式将氧化率控制在<15%或>95%。抑止氧化通过在洗涤液中添加抑止化物质（扣硫乳剂），控制氧化率低于15%。使浆液SO42-浓度远低于饱和浓度，生成的少量硫酸钙与亚硫酸钙一起沉淀。强制氧化则是通过向洗涤液鼓入空气，使氧化反应趋于完全，氧化率高于95%，保证浆液有足够的石膏品种用于晶体成长。

3.结束语

在石灰石石膏脱硫系统设计中在对设备进行优化选择的同时综合考虑诸如防腐﹑防堵等一些常见问题，不仅能达到良好的设计效果而且能使工艺得到进一步完善，为系统的正常稳定运行提供可靠保证。

[参考文献] [1] 王书肖等，火电厂烟气脱硫技术的模糊综合评价，中国电力，2001,Vol.34(12).[2] 孙雅珍, 湿式石灰石－石膏法排烟脱硫技术应用, 长春大学学报:自科版, 1994, 2: 46-49.[3] 孔华，石灰石湿法烟气脱硫技术的试验和理论研究 浙江大学博士学位论文,2001.[4] Hjuler K, Dam-Johansen K.Wet oxidation of residual product from spray absorption of sulphur dioxide.Chem Eng Sci, 1994, 49:4515~4521 [5] 骆文波等，改善湿法石灰石－石膏法脱硫产物石膏质量的分析 华中电力

2002 15(2)57～58

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇2

关键词：烟气脱硫,浆液泵,磨损,腐蚀,转速

1 概述

湿法烟气脱硫技术 (FGD) 因脱硫效率高、使用煤种范围广, 在火力发电厂中得到了广泛地应用。火电厂虽在用泵输送具有磨蚀性的灰浆方面具有很多经验, 然而FGD系统浆液的磨损性和腐蚀性却对浆液泵的成功应用提出了严峻挑战。在典型的FGD系统中, 大多采用离心泵进行浆液的输送, 其中包括:石灰石浆液的输送、石膏浆液的输送、废水的输送及事故浆液的输送。

2 输送浆液的特性

浆液的物理和化学特性如密度、氯离子含量、p H值、固体颗粒物尺寸等因素影响泵的材料和类型的选择。通常, 脱硫浆液的p H值在5.5~6之间, 温度20℃~50℃, 密度范围1100kg/m3~1400 kg/m3, 浆液固体含量15%~35%, 氯离子浓度约20000ppm[1]。

密度高、腐蚀性强的固体颗粒物使叶轮和衬里的磨损速度加快, 浆液中的大颗粒物和机械异物容易损坏泵组衬胶部件, 浆液中氯离子含量对泵材料的选择也具有重要的影响。

3 浆液泵选型应注意的问题

3.1 浆液泵的材质选择

3.1.1 叶轮

如果电厂不是燃用双燃料 (煤和油) , 天然橡胶通常性能很好, 但是油分会使天然橡胶老化, 受油污染的浆液会对天然橡胶造成危害。由于天然橡胶比合成橡胶软, 所以它抗水利冲击的能力低。在软橡胶不能满足要求时, 可以选择氯丁橡胶, 但必须是加铅硫化橡胶。国外有些电厂试用过聚氨酯衬覆碳钢叶轮, 但对使用的效果评价不一。

如果不能避免大颗粒物进入泵体, 或者希望降低使用橡胶叶轮造成泵严重损坏的风险时, 可以选用硬质合金叶轮。金属叶轮使用寿命长, 可以通过适当的外形尺寸设计来获得最佳的水利效率。对低p H值、高氯离子含量的浆液可采用CD-4MCu和双相不锈铸钢。由于合金叶轮具有较好的防止机械损坏和耐化学腐蚀的性能, 使得它可以在氯离子含量大于15000mg/L的环境中使用, 且具有较长的寿命和较高的可靠性[2]。

当流量过大或泵入口没有足够的净吸压头, 或有较多气泡进入泵体时, 泵的衬胶和金属部件将很快气蚀损坏。此外, 浆液含固量较高 (如30%) 会明显缩短过流部件的使用寿命。细心选择衬胶叶轮泵的规格和在制造厂规定的温度、压力和流速范围内运行是很重要的。金属泵体价格比衬胶泵贵3倍左右, 但由于使用寿命较长避免了频繁检修更换, 整体性价比反而较高[3]。

3.1.2 泵壳及其前后护板

泵壳可以采用防腐、防剥蚀合金钢制造, 也可衬以天然橡胶、氯丁橡胶、加铅硫化氯丁橡胶或者聚氨酯。泵壳的前后护板或通称防磨板, 也是易磨损部件, 尤其是前护板为甚。采用的材质一般与叶轮材质相同。近年来已有陶瓷和碳化硅防磨板, 据介绍保证使用寿命24 000h, 期望使用寿命大于100 000h。

3.2 浆液泵工艺设计应考虑的问题

3.2.1 泵的冲洗

如果浆液泵以及与其连接的管道需要较长时间停止运行, 应及时排空泵和管道的浆液, 还应用清水冲洗泵和管道, 以清除其中无法排尽的浆液, 防止叶轮被沉淀的石膏堵塞而无法正常启动。在泵出口管道上安装冲洗水管, 泵启动前用压力水冲除泵壳中的沉淀物, 可使泵顺利启动。

当吸收塔循环泵出口不设置关断阀时 (喷淋塔一般如此) , 烟气会进入不运行的泵和管道中。烟气冷凝液具有很强的腐蚀性, p H值低于2.0, 因此冲洗完毕后, 应重新向泵注水, 且注水高度应超过泵出口膨胀节, 或超过泵出口附近管道上装有的压力表和冲洗管路, 以防止泵内部组件、压力表隔膜和冲洗阀阀片与烟气接触而遭受腐蚀损坏, 注入的水还可以起到稀释冷凝液的作用。吸收塔循环泵以外的其他浆液泵排水后无需再注水。

3.2.2 泵的转速

泵的转速对活动件 (如叶轮) 寿命的影响极大。因为磨损, 泵的速度是有限的, 特别是对输送高含固量浆液的泵, 转速不应超过1 500rpm, 吸收塔浆液循环泵转速应小于725rpm。这点不适用于非永久运行的泵 (如用于事故浆液罐的泵) , 只有经验丰富的供货商才能选择设计适当的泵。

3.2.3 降低磨蚀和减少其他机械损坏

FGD系统中固体大颗粒物 (如石膏垢) 和机械异物可能损坏泵的衬里和叶轮。另外, 在FGD系统的建设过程中, 焊条等杂物往往会遗留在容器中以及设备检修时也常有一些废料未彻底清除, 因此在泵的入口安装滤网来防止这种损坏是非常有用的, 但需要定期清理滤网以防影响流量。这也需要在泵选型设计时考虑入口滤网的阻力损失, 避免出现气蚀的情况[4,5]。

3.2.4 泵的工作范围

泵的最佳运行工况应当是具有较高的运行效率, 叶轮的轮缘速度在合理的范围内。然而在实际使用中, 考虑到将来运行要求的变化, 应谨慎选择泵的工作范围 (泵的流量和扬程) 。例如, 将来可能由于煤的含硫量提高或者要求较高的脱硫效率, 而必须提高吸收塔的液气比, 这时很希望在不更换吸收塔循环泵的情况下提高流量。因此, 通常在浆液泵和电机选择时, 应考虑到在叶轮轮缘速度不超过推荐值的情况下, 可以将转速提高10%~15%, 扬程提高15%~20%。

3.2.5 泵的串联运行

浆液泵通常是单个使用, 但是长距离输送时浆液泵可以串联布置, 以提高扬程。FGD系统浆液可能需要输送到几千米以外的灰场或专门的填埋场去, 在这种情况下, 需要将数台泵串联运行。串联运行泵的入口压力将逐台升高, 因此密封水的压力也要随之变化。当串联运行泵出口与浆液管道的高差较大时, 泵出口还应装有坚固可靠的止回阀, 并能远程监视泵出口压力。

4 结论

在脱硫系统中, 浆液泵的可靠性很重要, 对浆液泵经常发生的缺陷问题, 需要综合分析, 权衡轻重, 在前期设计选型过程中必须加以注意, 合理选择, 总结经验, 并在实际工程中进行针对性地改造, 以保证机组脱硫系统安全稳定地运行。

参考文献

[1]王树东, 胡三高.介质特性对脱硫浆液循环泵性能影响的数值分析[J].热能动力工程, 2010, 25 (6) :657-662.

[2]岳海, 张劲松, 李继宏.脱硫浆液循环泵叶轮磨损问题分析[J].华北电力技术, 2012, 4:67-70.

[3]郭正朝.烟气湿法脱硫系统中浆液泵的技术改进[J].科技情报开发与经济, 2011, 21 (32) :187-190.

[4]高小春, 方胜, 安鸿.石灰石-石膏湿法脱硫浆液泵改造[J].热力发电, 2010, 39 (1) :39-42.

燃煤电厂烟气湿法脱硫工艺分析 篇3

关键词：湿法脱硫；燃煤电厂；石灰石-石膏脱硫工艺；海水脱硫

一、燃煤电厂湿法脱硫工艺简介

湿法脱硫工艺最早起源于海水脱硫，其原理是利用海水的碱度及其天然特性脱除烟气中的二氧化硫，但是由于其严苛的地域限制，导致该方法的大范围应用存在困难。随着科学技术及化学工业的发展，脱硫工作者开发了湿式石灰石/石灰—石膏脱硫工艺，该方法也是迄今为止应用范围最广、技术发展最成熟、应用情况最稳定的脱硫工艺。在此基础上，脱硫工作者不断突破脱硫工艺的局限性，又先后开发了钠钙双碱法、湿式氨法脱硫工艺等，为湿法脱硫技术的发展做出了重要贡献。湿法脱硫较之半干法、干法脱硫拥有绝对的实用业绩优势，绝大多数电厂烟气脱硫均采用湿法脱硫工艺，其中又以湿式石灰石/石灰—石膏脱硫法应用居多。

二、湿法脱硫工艺的分类

1、石灰石-石膏脱硫工艺

石灰石—石膏脱硫工艺是应用范围最广，也是最为稳定的脱硫工艺，其反应原理如下： → （2-1-1）

→ ↑ （2-1-2）

→ · （2-1-3）

→ · ↑ （2-1-4）

其中，式（2-1-1）和（2-1-2）发生在脱硫塔顶部，也是消除烟气中二氧化硫的主反应；式（2-1-3）和（2-1-4）则发生于脱硫塔底部，不稳定氧化产物亚硫酸钙被氧化为带有结合水的硫酸钙，即带有结晶水的石膏，实现了工业废气的有效利用。该技术具有诸多优点，如：技术发展成熟、应用范围广、脱硫效率高（可达95%及以上）、脱硫剂使用效率高（可达90%及以上）等。同样，该技术也具有一定的局限性，如投资成本高、后期使用成本高、系统设置复杂、易受腐蚀等。但综合权衡，湿式石灰石—石膏脱硫工艺的使用对湿法脱硫工艺的发展具有里程碑式的意义，它极大地减轻了烟气中二氧化硫对生态环境造成的污染压力，同时也为工业废气的再度利用做出了重要贡献。

2、海水脱硫工艺

海水脱硫工艺研发起步最早，其原理是海水中的卤化物、硫酸盐等碱性物质可去除烟气中的二氧化硫。根据化学工艺可将海水脱硫法分为两类：只用海水和向海水中添加适量石灰来调节吸收液的碱度值，而前者应用较为广泛。海水脱硫工艺具有操作简单、原料易取、不易结垢堵塞、脱硫效率高等优点。但是，其应用地域限制较为严格，只能在沿海地区使用，在内陆地区应用较为困难。

3、其它工艺

湿法脱硫工艺投入现场使用的有不下20种，其中应用较为普遍的还有新氨法烟气脱硫技术、镁基吸收法脱硫技术、双碱法脱硫技术等。新氨法脱硫技术主要是利用氨水来吸收含二氧化硫的烟气，该方法的好处是工业废气可再度生产为化肥或是高质量的工业硫酸。由于新氨法脱硫采用液液接触，脱硫效率更为显著。其次，新氨法脱硫也可以通过废料进行工业生产，在一定程度上减轻了前期建设的费用负担。镁基吸收法则是利用 浊液进行脱硫，二氧化硫在吸收器中被吸收生成亚硫酸镁或是硫酸镁，达到脱去烟气中二氧化硫的目的。双碱法脱硫工艺是利用含 的碱性溶液或是氨水与二氧化硫反应，然后再度用中间产物与生石灰等碱性物质反应，最后生成硫酸钙这一无毒无害物质，该方法成本低、无堵塞，是一种经济高效的脱硫手段。

三、湿法脱硫工艺在电厂的应用

湿法脱硫工艺是目前世界范围内发展最为成熟的脱硫手段，其吸收剂原料易得、副产品可回收利用率高、设备运行稳定、达到的环境指标合乎标准。各燃煤电厂可根据电厂自身的燃煤类型、所处地理环境、原材料获取难易程度、划地规模及当地政府环保政策等因素，进行系统梳理和规划，以选取合适的脱硫方法来解决烟气中二氧化硫含量超标的问题。

湿法脱硫技术在我国燃煤电厂中一直作为优先考虑的脱硫工艺，研究表明，湿法脱硫技术相较于干法脱硫技术、半干法脱硫技术，具有投入成本低、设备运行稳定、技术手段成熟等优势。但各电厂在运用该技术手段时也应注意以下几个方面的问题：

（1）重视防堵塞、结垢的防护处理

湿法脱硫工艺在应用时面临的普遍问题就是结垢堵塞情况突出。电厂在实际应用湿法脱硫技术时，应当注意吸收器、氧化槽，尤其注意喷嘴及管道中的结垢情况，定期进行设备清理，并应重视监测观察环节，避免设备由于结垢封堵而难以正常运行。

（2）重视防腐、防磨损设计研究

浆液中的大量电解质及固态颗粒会对设备壁面造成腐蚀磨损，减少设备使用寿命。在设计脱硫设备体系时，应充分考虑到设备内衬、阀门、管道、喷嘴的耐腐蚀程度，积极研发相应的防腐蚀、防磨损改良方案，针对各电厂脱硫手段的特异性展开专项攻关，改善设备腐蚀磨损情况。

（3）注意吸收剂品质及燃煤煤质变化

随着生产进程推进及原煤产源变化，燃煤煤质也会受到诸多因素的影响。不同品质的原煤其化学构成不同，最终灼烧得到的产物也各有不同，各电厂在生产过程中应实时把握这一因素，做好相应的脱硫方案调整，以保证脱硫的高效性及实用性。同时，随着二氧化硫吸收量的不断增多，吸收剂的品质也会发生变化，电厂相关技术人员应注意这一点，做好动态调整规划，将经济效益与脱硫效率控制在合理范围内。

四、结语

本文详述了几种常见的脱硫技术，并对其原理做了简要综述。虽然目前最为普遍的技术仍为石灰石—石膏脱硫工艺，但对其它工艺技术的改革创新仍不容忽视。未来的湿法脱硫技术将更注重对环境达标程度的控制并考虑其综合副产品的利用。在实际的生产过程中，电厂负责人应注意对于脱硫工艺的实时调整，将脱硫措施体系化、过程化，注重对脱硫装置的检修监督，完善脱硫工艺细节，重视相关技术开发，进行脱硫技术工艺改良创新，不断缩小与国外先进水平的差距。

参考文献

[1] 鹿瑶.关于湿法脱硫工艺探析[J].科技创新与应用，2014（11）

[2] 孔火良，吴慧芳，金保升.燃煤电厂烟气脱硫技术及其主要工艺[J].煤矿环境保护，2002（12）

湿法烟气脱硫增压风机的选型分析 篇4

湿法烟气脱硫增压风机的选型分析

通过工程实例,从性能参数、能耗、运行维护及成本等方面对动叶可调轴流式风机和静叶可调轴流风机进行了经济技术比较,对脱硫系统增压风机的.选型进行了分析,可为燃煤电厂湿法烟气脱硫系统中增压风机的选择提供指导和参考.

作 者：孔林 辛树威 李芳  作者单位：华电国际邹县发电厂,山东,邹城,273522 刊 名：浙江电力 英文刊名：ZHEJIANG ELECTRIC POWER 年，卷(期)： 27(2) 分类号：X773 关键词：燃煤电厂   烟气脱硫   增压风机   选型  

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇5

湿法烟气脱硫系统氧化风机断轴原因分析

摘要：金湾发电厂#4机组湿法烟气脱硫系统配置了两台氧化风枫,投入运行两年后,#4-1氧化风机从动轴断裂.本文详细介绍了风机断轴前后的`具体情况,并对断轴原因进行了深入分析.分析表明,#4-1氧化风机断轴的原因是轴的使用材料不符合要求;滤网碎片掉入缸体,风机间隙突变;风机运行负荷大,运行温度高.作 者：张桂平 ZHANG Gui-ping 作者单位：广东珠海金湾发电有限公司,广东,珠海,519000期 刊：电力技术 Journal：ELECTRIC POWER TECHNOLOGY0年，卷(期)：2010,19(3)分类号：X701.3关键词：湿法烟气脱硫 氧化风机 断轴 滤网 间隙

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇6

分析了除雾原理后,针对除雾器的.不同布置方式,通过大量试验测定了除雾器的压力降和速度,利用水平衡法计算了除雾效率,分析了除雾器气流速度、布置方式对除雾效率的影响及气流速度和压力降的关系,为该型除雾器的工业化应用提供了很有价值的参考依据.

作 者：杨柳 王世和 王小明 金定强 作者单位：杨柳,王世和(东南大学,市政工程系,江苏,南京,210096)

王小明,金定强(国电南京环境保护研究所,江苏,南京,210096)

一种湿法烟气脱硫塔的设计 篇7

工业炉窑及锅炉燃烧过程排出的烟气中夹带有二氧化硫等大气污染气体, 脱除其中二氧化硫的装置品种繁多。随着环境标准的不断提高, 工业炉窑及锅炉大气污染物的排放执行更加严格的标准。

环保企业想方设法改进脱硫塔内的喷淋系统和脱水系统, 以进一步提高脱硫和脱水效果, 达到新的排放标准要求, 作者与广西某环保工程企业的工程技术人员, 在长期的湿法烟气脱硫塔设计与应用中, 针对现有的工业窑炉及锅炉烟气喷淋洗涤式脱硫塔由于洗涤液雾化效果不好、喷雾不均匀, 造成脱硫效果差以及喷嘴容易堵塞、烟气洗涤脱硫后脱水效果不理想等问题开展研究设计, 经多次试验和完善, 设计了一种改善洗涤液雾化效果和喷嘴流道;改进常规旋流板脱水器结构, 增大烟气旋流直径, 脱硫效率高, 喷嘴堵塞概率低, 洗涤后烟气脱水效果好的高效脱硫装置, 并应用于多项湿法烟气脱硫塔工程, 取得比较好的效果。

1 湿法烟气脱硫塔工作原理

湿法烟气脱硫塔结构示意图如图1所示。湿法烟气脱硫塔, 含硫烟气从塔体1下部的烟气入口2进入, 上升经过一层筛孔板3构成的气泡脱硫区, 与筛孔板3面上的由钙碱如石灰石、石灰等制成的脱硫浆液的液膜相遇, 形成大量气泡, 气泡破裂激起水滴、水花、水雾等, 使得烟气能够与浆液充分接触, 烟气中一部分二氧化硫被脱硫浆液吸收。烟气继续上升经过液雾脱硫区, 多个短双螺旋大流道

结构的低压雾化喷嘴4喷出雾化效果好、喷雾均匀、喷雾角度为90°~150°的空心锥形喷雾, 均匀分布的脱硫浆液喷雾覆盖整个塔体的横截面, 烟气与脱硫浆液喷雾充分、均匀接触, 烟气中残留的二氧化硫被脱硫浆液喷雾充分吸收, 从而达到脱去烟气中SO2的目的。

经过筛孔板液膜脱硫、喷雾区液雾脱硫后的烟气夹带有大量的液滴, 上升经过无集水槽旋流板脱水器5, 上升的烟气通过旋流叶片后形成旋涡气流, 由于离心力的作用, 烟气中的液滴被抛到塔体1的内壁, 气体则上升从上部沿切向排出, 从而将烟气中的液滴与气体分离。被抛到塔体1内壁的液滴聚集后沿内壁落下, 流经脱水器的罩筒和旋流叶片, 向下流入塔底。脱除液滴后的烟气从烟气出口6排出, 再通向下游设备。

2 喷嘴设计

在湿法烟气脱硫设备中, 脱硫浆液喷雾总表面积是影响脱硫效率的关键因素。对于一个特定的脱硫塔, 脱硫率随着喷雾的总表面积的增加而增加, 因此, 增大脱硫浆液喷雾液滴的总表面, 是一种比较经济有效的提高脱硫效率的方法。

用于喷淋雾化脱硫浆液的喷嘴是脱硫装置的关键部件, 由于脱硫浆液中不可避免地存在结垢碎片等杂物, 如果采用大流道喷嘴, 脱硫浆液的雾化效果不好, 严重影响脱硫效果;采用水雾喷嘴, 要求脱硫浆液的压力比较高, 喷嘴容易被堵塞, 致使脱硫装置故障率高、设备运行不可靠。

本文设计的湿法烟气脱硫塔的喷淋系统中的喷嘴组全部采用本公司工程技术人员自主设计的一种短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴。该喷嘴为企业工程技术人员经过反复试验、不断研究改进设计以及多次实际脱硫塔工程应用而研制的一种脱硫喷嘴。

图2为该短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴结构图, 由喷嘴套1和喷嘴芯2组成, 喷嘴套为底部封口并在中心开有一个喷孔的短空心套, 上端有外或内管螺纹, 用于与管道的连接, 喷嘴芯是短双螺旋结构, 喷嘴下部有漩涡室, 喷嘴的空心套内孔, 直径采用Φ40~Φ100mm, 喷孔直径为Φ12~Φ30mm, 双螺旋流道自由畅通直径为喷孔直径的90%~110%, 工作压力约为0.1~0.3MPa。当脱硫浆液进入喷嘴后, 沿着双螺旋大流道围绕轴心作旋转运动, 在漩涡室汇合并形成一股漩涡流, 从喷孔以漩涡状喷射出去, 形成雾滴粒径小、液雾分布均匀、喷雾角度为90°~150°的空心锥形喷雾。

3 脱水器设计

烟气洗涤脱硫后夹带大量的夹带有有害物质的液滴, 需经脱除处理后才能向外排放。常规旋流板脱水器在脱硫塔塔体内壁与脱水器罩筒之间设置有集水槽, 用于烟气形成旋流后被抛至塔壁的液滴的归集, 然后通过溢流装置下流。在实际生产应用中, 由于旋流板脱水器设置有集水槽, 脱水器旋流叶片的外径被减小, 导致将烟气中的液滴抛向塔壁的离心力减小, 降低了脱除烟气中液滴的效率。

本文设计的无集水槽旋流板脱水器由罩筒1、多片旋流叶片2、盲板3组成, 旋流叶片固定在罩筒与盲板之间, 罩筒外壁贴着塔体内壁安装, 与塔体内壁之间不设置集水槽, 罩筒外直径等于塔体的内直径。当夹带液雾的烟气上升经过旋流叶片后形成旋涡气流, 烟气中的液滴受离心力的作用, 被抛向塔体内壁, 液滴聚集后沿塔体内壁落下, 经罩筒内壁和旋流叶片, 向下流入塔底, 气体则上升从上部沿切向排出, 从而将液滴从烟气中分离出来。

4 本湿法烟气脱硫塔的主要特点

(1) 采用的短双螺旋大流道结构的低压雾化喷嘴, 没有狭窄流道, 不易被脱硫浆液中的结垢碎片等杂物堵塞, 工作可靠稳定, 解决了狭窄流道的喷嘴容易被堵塞的技术问题, 能够有效提高喷嘴工作可靠性;喷嘴内直径为Φ40~Φ100mm, 供液压力为0.1~0.3MPa时, 形成雾滴粒径小、液雾分布均匀、喷雾角度为90°~150°的空心锥形喷雾, 解决了大流道喷嘴所需的较大供浆压力的技术问题, 能够降低脱硫浆液循环泵的出口压力, 减少脱硫塔功率最大的设备的能耗, 降低脱硫成本;喷嘴结构和制造工艺简单, 制造容易, 成本低廉。

(2) 与带集水槽的旋流板脱水器相比, 采用无集水槽旋流板脱水器, 因其旋流叶片的外直径比带集水槽的旋流板脱水器要大, 因此烟气上升经过无集水槽旋流板脱水器形成的旋涡流直径更大, 即将烟气中的液滴抛向塔壁的离心力更大, 烟气中的液滴分离率更高, 达到更好的脱水效果, 能够有效降低净化烟气中的含水量, 减少对下游管道和设备的腐蚀和污垢沉积。

(3) 本湿法烟气脱硫塔结构简单、成本低廉、运行可靠、容易维护, 适用于大规模产业化生产和工业应用。

5 实例与验证

该湿法烟气脱硫塔为广西某环保公司工程技术人员在多年的湿法烟气脱硫工程项目设计与施工中, 以工程应用为背景, 针对喷淋系统喷嘴的洗涤液雾化效果不好、喷雾不均匀, 造成脱硫效果差以及喷嘴容易堵塞、烟气洗涤脱硫后脱水效果不理想等问题, 通过大量的针对性试验研究而设计。目前, 该湿法烟气脱硫塔已应用于广西某剑麻公司10t/h的热油锅炉脱硫项目、广西南宁某纸厂10t/h的燃煤锅炉脱硫项目、广西横县某糖厂10t/h的燃煤锅炉脱硫项目、广西上思某冶炼厂60t/h的燃煤锅炉脱硫项目等, 烟道出口监测点烟气中的二氧化硫质量浓度均低于2014年环境保护部发布的在用锅炉二氧化硫允许的最高排放值, 脱水器出口监测点烟气中的液滴质量浓度均低于2009年环境保护部规定的75 mg/m3。

6 结论

本文提出的湿法烟气脱硫塔, 通过应用于广西某环保公司承接的多项湿法烟气脱硫工程项目, 应用结果验证了该脱硫塔的脱硫和脱水效果均满足新的国家排放标准要求, 且已正式申请并获得了国家实用新型专利, 专利号为201320437220.1, 有一定的推广应用价值, 同时, 对于湿法烟气脱硫塔的喷嘴和脱水器相关设计和改造具有一定的指导和借鉴作用。

摘要：本文针对作者所在企业在工业窑炉及锅炉烟气喷淋洗涤式脱硫塔的设计与应用过程中, 由于洗涤液雾化效果不好、喷雾不均匀, 造成脱硫效果差以及喷嘴容易堵塞、烟气洗涤脱硫后脱水效果不理想等问题, 提出一种改善洗涤液雾化效果和喷嘴流道;改进常规旋流板脱水器结构, 增大烟气旋流直径, 脱硫效率高, 喷嘴堵塞概率低, 洗涤后烟气脱水效果比较好的高效脱硫装置的设计。应用结果表明, 该脱硫塔能够达到提高脱硫率和脱水率的目的。

关键词：湿法烟气脱硫,喷嘴,除雾器,脱硫率,脱水率

参考文献

[1]王大勇, 李彩亭, 曾光明, 李珊红, 王飞, 闫师杰.湿法脱硫螺旋喷嘴雾化性能[J].东南大学学报, 2008 (5) :493-495.

[2]杜云贵, 刘艳荣, 喻江涛, 隋建才.湿法脱硫用大流量低背压喷嘴开发[J].环境工程, 2010 (10) :54-57.

[3]王霄, 闵健, 高正明, 王昕, 陈智胜.脱硫吸收塔除雾器性能的实验研究和数值模拟.环境工程学报, 2008 (11) :1529-1534.

[4]王大勇, 李彩亭, 曾光明, 李珊红, 王飞, 闫师杰.伞罩型除尘脱硫塔内除雾器性能研究[J].环境污染与防治, 2008 (3) :15-16.

[5]禾志强, 祁利明, 周鹏, 赵丽萍, 等.石灰石——石膏湿法烟气脱硫优化运行[M].北京:中国电力出版社, 2012.

[6]郑铭.环保设备——原理·设计·应用[M].北京:化学工业出版社, 2001.

[7]环境保护部.GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准[S].2014.

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇8

针对北仑发电公司(北仑电厂)湿法脱硫后烟气的特点,在试验室内进行模拟,研究了不同脱硫效率和不同硫酸浓度对几种金属腐蚀速率的`影响.试验结果表明,脱硫后烟气对10CrMnCuTi有强烈的腐蚀作用,有必要对脱硫后烟囱进行防腐蚀处理.酸性条件下,4种金属的腐蚀速率依次是Q235-A>10CrMnCuTi>0Cr18Ni9>0Cr17Ni12Mo2,Cl-和F-能大大加速腐蚀.模拟烟囱凝结液对10CrMnCuTi腐蚀能力很强,Ti基本不被腐蚀.

作 者：闫爱军 王卫瀚 俞明芳 樊喜堂 贺科峰 姚卉芳 作者单位：闫爱军,樊喜堂,贺科峰,姚卉芳(西安协力动力化学有限责任公司,陕西,西安,710054)

王卫瀚,俞明芳(北仑发电有限公司,浙江,宁波,315800)

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇9

pH计在湿法烟气脱硫工程中的布置及优化

根据石灰石/石膏湿法脱硫工艺的特点及要求,分析pH值在湿法脱硫中的.重要作用,重点阐述pH计测量装置在实际工程运用中的布置方案及其优缺点,并提出其合理的优化布置设计,以供脱硫工程设计人员在pH计选型和布置时参考.

作 者：程永新 CHENG Yong-xin  作者单位：中南电力设计院,武汉,430071 刊 名：湖北电力 英文刊名：HUBEI ELECTRIC POWER 年，卷(期)：2009 33(6) 分类号：X701.3 关键词：湿法脱硫   pH计   腐蚀   磨损   冲洗  

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇10

随着国家对环保要求的日趋严格,大部分电厂都已建设或正在建设烟气脱硫设施(FGD),而已经建成和正在投产的部分电厂由于各种原因导致了脱硫效率偏低。目前国内已建成的火电厂脱硫装置,大部分采用石灰石—石膏湿法脱硫系统。所以我们就以石灰石-石膏湿法系统为例进行分析。

石灰石/石膏湿法脱硫是目前世界上广泛采用的烟气脱硫技术。自20世纪70年代开始,经过几十年的运行实践,这一工艺得到了显著的发展和改进。在现代的石灰石湿法烟气脱硫工艺中,烟气由含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石浆液洗涤,S02与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐。浆液中的固体(包括燃煤飞灰)连续地从浆液中分离出来并排出,新鲜石灰石加入吸收塔后同原有浆液一起循环参与烟气的洗涤过程,使反应不断向正方向进行,达到持续去除S02的目的。

2 影响脱硫效率的因素

2.1 脱硫装置设计因素分析

2.1.1 设计液气比(L/G)

液气比是指流经L/G比=流经吸收塔烟气量(标态)/浆液喷淋量,单位为L/m3,液气比决定酸性气体吸收所需要的吸收表面,在其他参数值一定的情况下,提高液气比相当于增大了吸收塔内的喷淋密度,使液气比间的接触面积增大;同时也增大了可用于吸收S02的总碱度,故脱硫效率将增大。设计液气比决定了烟气与浆液的接触面积,代表着气液传质的速率。

2.1.2 吸收塔内烟气流速

其他参数恒定的情况下,保持合理的塔内烟气流速,有助于增加气液接触时间,脱硫效率增加;塔内烟气流速过高,会使烟气携带能力增强,影响除雾器除雾效果,同时造成塔内压损增大。

2.1.3 浆液停留时间

浆液在吸收塔浆液池内停留时间长,将有助于浆液中石灰石与S02完全反应,并能使反应生成物CaSO3有足够的时间完全氧化成CaS04,形成粒度均匀、纯度高的优质脱硫石膏。

2.1.4 氧化空气量及布置设计

氧化空气量不足会导致浆液中CaSO3含量过高,引起石灰石屏蔽现象,造成脱硫率下降和石膏脱水困难。另外,良好的氧化空气系统设计可使空气分布均匀,不仅氧化效果好,而且节能降耗。

2.1.5 改善塔内气流均匀性设计

烟气一般水平方向进入吸收塔、水平方向引出吸收塔,而且塔横截面随容量增大;烟道进口采用较大的宽高比;进口向下倾斜15。左右;吸收塔烟气进出口烟道走向一致;增加吸收区高度,采取吸收塔顶部出口垂直向上;还有吸收塔搅拌器的设计也影响着脱硫性能,设计良好的搅拌系统能使石灰石更好地溶解、CaS03氧化更为充分及利用石膏晶体的成长。

3 脱硫装置入口参数因素分析

3.1 吸收塔入口烟气量的影响

入口烟气量的变化=液气比(L/G)的变化。当进入FGD系统的烟气量减少时,其他条件不变,意味着L/G的增大,脱硫效率自然增大;烟气量增加时,L/G减小,脱硫效率也会有所减小。在脱硫系统运行中,若烟气量减少到一足程度时,可以停运一台循环泵来减少系统电耗。

3.2 SO2浓度的影响

吸收塔系统的S02吸收过程是可逆的,各组分浓度受平衡浓度制约。在Ca/S比一定的条件下,当烟气中S02浓度很低时,由于吸收塔出口S02浓度不会低于其平衡浓度,所以脱硫效率不会很高;当烟气中S02浓度适当增加时,有利于S02通过浆液扩散,加快反应速度,脱硫效率随之提高;但随着S02浓度进一步的增加,受液相吸收能力的限制,脱硫效率将下降。

3.3 烟气中烟尘浓度的影响

原烟气中的飞灰含量过高时,将在一定程度上阻碍SO2与脱硫剂的接触,降低石灰石中Ca2+的溶解速率,同时飞灰中不断溶出的一些重金属会抑制Ca2+与HSO3-的反应。烟气中粉尘含量持续超过设计允许量,将使脱硫效率大为下降,喷嘴堵塞。同时,飞灰中溶出的一些重金属如Hg、Mg、Cd等离子,会抑制Ca2+与HSO3-的反应进而影响脱硫效率。飞灰还会导致吸收塔浆液中酸不溶物升高。

3.4 吸收塔入口烟气温度的影响

当入口烟温过高时,不利于S02气体溶于浆液,形成HSO3-,并会使吸收塔内除雾器叶片等部件高温变形损坏。同时,出口烟气中的水蒸汽含量过高,对烟道、膨胀节及烟囱等设备造成腐蚀,在一定程度上增加了系统缺陷,降低了脱硫效率。吸收塔入口烟气温度较低时,S02在浆液中的溶解度增加,有利于S02的吸收反应,有助于脱硫效率提高。

4 脱硫装置吸收剂因素分析

4.1石灰石

4.1.1石灰石的品种

CaC03含量越高,其活性越大;杂质对石灰石的消溶起阻碍作用,其中的MgO会生成大量可溶MgS03,阻碍SO2的吸收反应;烟气的F与石灰石中的A1化合成F-A1复合体,对CaC03造成包裹,阻碍石灰石的消溶。同时,杂质MgCO3、Fe203、A1203能生成易溶的镁、铁、铝盐类,非Ca2+将弱化CaC03在浆液中的溶解和电离,会影响脱硫效果。石灰石中的酸不溶物含量过高,造成设备磨损和效率降低

4.1.2石灰石粒径。

石灰石粒径越小,比表面积越大,液固接触越充分,从而能更有效降低液相阻力,石灰石活性就越好。对于纯度较高的石灰石,CaC03含量在>85%以上,石灰石粒径对石灰石活性的影响远大于石灰石的种类和成分的影响。较细的石灰石颗粒的消溶性能好,脱硫效率及石灰石利用率较高,因此,一般要求石灰石粉细度90%通过325目(44um)筛。当石灰石中杂质含量较高时,要求石灰石粉细度更高一些。

4.2 浆液环境的影响

4.2.1 pH值的影响

pH值不仅影响S02的吸收和亚硫酸钙的氧化,也影响石灰石的溶解,按照S02的吸收反应,H+扩散会促进石灰石的溶解,因此,pH值越低,越有利于石灰石的溶解。

4.2.2 S02浓度的影响

含有S02的烟气经石灰石浆液洗涤,对石灰石的消溶有正面影响。S02溶于水可为浆液提供H+,使浆液的pH值降低,有利于石灰石的消溶。同时,S02溶于水后生产的HSO3-,可进一步氧化为S042-,HSO3-和HSO42-与Ga2+反应生产的GaSO3和GaSO4沉淀物从溶液中析出,消耗Ga2+,使反应向有利于石灰石消溶的方向进行,促成石灰石的消溶。因此,在其他条件一定的情况下,随着烟气中S02浓度升高时,石灰石的消溶率增大。

4.2.3 浆液中离子的影响

当S03超过一定值时,CaSO3会抑制了CaC03的溶解,导致石灰石溶解度下降,造成“石灰石屏蔽现象”,影响脱硫效率;浆液中的C1、F元素对石灰石的消溶特性有抑制作用。

4.2.4 搅拌强度的影响

浆液搅拌强度的增加,液固相之间的接触更加充分,会强化了石灰石的溶解。研究发现搅拌速率加快,石灰石的溶解速率常数随之加快。

4.2.5 温度的影响

温度升高时,分子运动加强,化学反应速率提高,浆液中石灰石的溶解率提高,会提高石灰石的溶解。

4.3 FGD工艺水的影响

FGD工艺水的水质对FGD系统的运行性能也有一定程度的影响,例如工艺水应非酸性,其中的Ga2+、CL-、F-等离子及悬浮物等杂质进入吸收塔后都会对脱硫率不利;除雾器的冲洗水若不干净将堵塞冲洗喷嘴,最终造成结垢堵塞,这会影响吸收塔气流场的改变,间接地影响脱硫率。为保障脱水机的正常运行和石膏品质,滤布、滤饼的冲洗液同样对水质有一定的要求。

5 脱硫装置运行控制参数分析

5.1 吸收塔浆液pH值

浆液pH值是石灰石湿法FGD系统的重要运行参数。如果浆液pH值升高,一方面由于液相传质系数增大,S02的吸收速率增大,另一方面,由于在pH值较高(大于6.2)的情况下脱硫产物主要是CaSO3 1/2H2O,其溶解度很低,极易达到饱和二结晶在塔壁和部件表面上,形成很厚的垢层,造成系统严重结垢。如果浆液PH值降低,则S02的吸收速率减小,但结垢倾向减弱。当pH低于6.0时,S02的吸收速率下降幅度减缓;当pH值降低到4.0以下时,浆液几乎不再吸收S02。

5.2 吸收塔浆液密度

在吸收塔运行过程中,随着烟气与脱硫剂反应的进行,吸收塔的浆液密度不断升高,通过化学取样分析结果可知,当密度大于1100kg/m3时,混合浆液中CaCO3、石膏的浓度趋于饱和,石膏对S02的吸收有抑制作用,脱硫率会有所下降,但维持石膏在吸收塔浆液中的过饱和度,会促进石膏的结晶脱水。在运行中应严格控制浆液密度在15-25%,对应密度1100～1130 kg/m3。

5.3 钙硫比(Ca/S)

在保持液气比不变的情况下,Ca/S增大,注入吸收塔内吸收剂的量相应增大,引起浆液pH值上升,可增大反应的速率,增加反应的表面积,使S02吸收量增加,提高脱硫效率。但是,由于石灰石的溶解度较低,其供给量的增加将会引起石灰石的过饱和凝聚,最终使反应的表面积减小,脱硫效率降低;同时使石膏中石灰石含量增大。在实际FGD系统运行中,为了控制吸收塔浆液中CaC03的含量和脱硫率,通过合理控制pH值,使Ca/S在1.02～1.05之间。

5.4 氧化风量

氧气参与烟气脱硫的化学过程,使HSO3-氧化为S042-,是吸收塔内化学反应的有效催化剂。氧化空气量过少时,浆液中CaSO4 2H2O的形成会变慢,脱硫效率也会呈下降趋势。氧化空气过量时,烟气中氧气浓度很高则意味着系统漏风严重,进入吸收塔的烟气量大幅度增加,烟气在塔内停留时间减少,会导致脱硫效率下降。

5.5 废水排放量

原烟气中的CI-、F-、飞灰等都被带入吸收塔浆液中,长期运行后吸收塔浆液的CI-和重金属离子浓度会逐渐升高,不断增加的重金属及浆液中过量的酸不溶物都对脱硫效率有负面影响。因此,在FGD运行过程中需要向外排废水,通过外排废水,降低CI-、F-、重金属离子、酸不溶物等浓度,从而提高脱硫效率。

5.6 其他因素

1)旁路有烟气泄漏

2)吸收塔喷淋层堵塞,造成烟气“短路”

3)除雾器堵塞,造成塔内流场分布不均,部分区域烟气流量大、流速快

6 改进FGD脱硫系统脱硫效率的措施

影响FGD系统脱硫率的因素很多,这些因素相互关联,在实际运行过程中,由于脱硫原理相同,处理措施也都相似。以下提供改进FGD系统脱硫效率的一些原则措施,

1)优化设计。合理确定脱硫装置的设计和运行参数

2)做好机组和除尘设备的运行,保证进入脱硫装置的烟气参数在设计范围内

3)选择高品位、活性好的石灰石作为吸收剂

4)保证FGD工艺水水质

5)严格控制脱硫装置的运行参数

6)做好FGD系统的运行维护、检修、化验等管理工作

7 结束语

影响脱硫装置运行效率的因素很多,且相互关联影响,为了保证脱硫装置能够长期稳定可靠经济运行,必须强化运行参数管理,重视化学化验分析,保证数据记录真实可靠,真正实现运行维护有“数”可依,有“据”可查。同时脱硫管理和运行人员,一定要立足生产实际,结合自身特点,对系统设备运行状况进行详尽分析,从而采取最合适的方案、措施,保证脱硫系统的稳定和高效运行。

摘要：概述大型燃煤火力发电厂石灰石-石膏湿法脱硫技术的的发展及原理和工艺流程,对影响湿法烟气脱硫(FGD)装置脱硫效率的原因分析,查找出造成脱硫效率过低的主要原因,并提出改进解决的措施,采取最合适的方案,保证脱硫系统的稳定和高效运行。

关键词：湿法脱硫,脱硫效率,原因,措施

参考文献

[1]《湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行》中国电力出版社

[2]《工业脱硫技术》化学工业出版社

[3]《洁净煤发电技术》中国电力出版社

[4]《燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例》环境科学与工程出版社

石灰石石膏湿法脱硫工艺流程 篇11

1、石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术特点：

1）．高速气流设计增强了物质传递能力，降低了系统的成本，标准设计烟气流速达到4.0 m/s。2）．技术成熟可靠，多于 55,000 MWe 的湿法脱硫安装业绩。

3）．最优的塔体尺寸，系统采用最优尺寸，平衡了 SO2 去除与压降的关系，使得资金投入和运行成本最低。

4）．吸收塔液体再分配装置，有效避免烟气爬壁现象的产生，提高经济性，降低能耗。从而达到：

脱硫效率高达95%以上，有利于地区和电厂实行总量控制； 技术成熟，设备运行可靠性高（系统可利用率达98%以上）； 单塔处理烟气量大，SO2脱除量大； 适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫；

对锅炉负荷变化的适应性强（30%—100%BMCR）； 设备布置紧凑减少了场地需求； 处理后的烟气含尘量大大减少； 吸收剂(石灰石)资源丰富，价廉易得；

脱硫副产物（石膏）便于综合利用，经济效益显著；

2、系统基本工艺流程

石灰石（石灰）/石膏湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、吸收氧化系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、排放系统组成。其基本工艺流程如下：

锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机、GGH(可选)降温后进入吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2、SO3、HCL和HF，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏（CaSO42H2O），并消耗作为吸收剂的石灰石。循环浆液通过浆液循环泵向上输送到喷淋层中，通过喷嘴进行雾化，可使气体和液体得以充分接触。每个泵通常与其各自的喷淋层相连接，即通常采用单元制。

在吸收塔中，石灰石与二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏水力旋流器（作为一级脱水设备）、浆液分配器和真空皮带脱水机。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器堵塞，二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。

在吸收塔出口，烟气一般被冷却到46—55℃左右，且为水蒸气所饱和。通过GGH将烟气加热到80℃以上，以提高烟气的抬升高度和扩散能力。最后，洁净的烟气通过烟道进入烟囱排向大气。石灰石（石灰）/石膏湿法脱硫工艺流程图

3、脱硫过程主反应

1）SO2 + H2O → H2SO3 吸收

2）CaCO3 + H2SO3 → CaSO3 + CO2 + H2O 中和 3）CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化

4）CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 结晶 5）CaSO4 + 2H2O → CaSO4 •2H2O 结晶 6）CaSO3 + H2SO3 → Ca(HSO3)2 pH 控制

同时烟气中的HCL、HF与CaCO3的反应，生成CaCl2或CaF2。吸收塔中的pH值通过注入石灰石浆液进行调节与控制，一般pH值在5.5—6.2之间。

4、主要工艺系统设备及功能 1）烟气系统

烟气系统包括烟道、烟气挡板、密封风机和气—气加热器（GGH）等关键设备。吸收塔入口烟道及出口至挡板的烟道，烟气温度较低，烟气含湿量较大，容易对烟道产生腐蚀，需进行防腐处理。

烟气挡板是脱硫装置进入和退出运行的重要设备，分为FGD主烟道烟气挡板和旁路烟气挡板。前者安装在FGD系统的进出口，它是由双层烟气挡板组成，当关闭主烟道时，双层烟气挡板之间连接密封空气，以保证FGD系统内的防腐衬胶等不受破坏。旁路挡板安装在原锅炉烟道的进出口。当FGD系统运行时，旁路烟道关闭，这时烟道内连接密封空气。旁路烟气挡板设有快开机构，保证在FGD系统故障时迅速打开旁路烟道，以确保锅炉的正常运行。经湿法脱硫后的烟气从吸收塔出来一般在46—55℃左右，含有饱和水汽、残余的SO2、SO3、HCl、HF、NOX，其携带的SO42-、SO32-盐等会结露，如不经过处理直接排放，易形成酸雾，且将影响烟气的抬升高度和扩散。为此湿法FGD系统通常配有一套气—气换热器（GGH）烟气再热装置。气—气换热器是蓄热加热工艺的一种，即常说的GGH。它用未脱硫的热烟气（一般130～150℃）去加热已脱硫的烟气，一般加热到80℃左右，然后排放，以避免低温湿烟气腐蚀烟道、烟囱内壁，并可提高烟气抬升高度。烟气再热器是湿法脱硫工艺的一项重要设备，由于热端烟气含硫最高、温度高，而冷端烟气温度低、含水率大，故气—气换热器的烟气进出口均需用耐腐蚀材料，如搪玻璃、柯登钢等，传热区一般用搪瓷钢。

另外，从电除尘器出来的烟气温度高达130～150℃，因此进入FGD前要经过GGH降温器降温，避免烟气温度过高，损坏吸收塔的防腐材料和除雾器。2）吸收系统

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇12

电站锅炉烟气脱硫的PAN-ACF工艺方案研究

摘要：对已经进入中国脱硫市场的若干国外脱硫公司的脱硫技术进行了技术评价,指出了以CaO作为SO2吸收剂的脱硫技术在适合中国国情方面存在局限性以及带来二次污染的`后果,提出了以PAN-ACF作为SO2吸收剂,以吸附、富集、氧化原理处理低浓度SO2的烟气脱硫的工艺,以除盐水淋洗获得基础化工原料稀硫酸,实现脱硫工艺洁净化生产.作 者：杨崇豪 周国峰 何强勇 作者单位：华北水利水电学院环境工程系期 刊：机械工程学报 ISTICEIPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING年，卷(期)：,37(7)分类号：X701.3关键词：电站锅炉 烟气脱硫 碳纤维吸附 方案

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇13

1 石灰石石膏法原理

石灰石—石膏法目前为世界上最成熟的脱硫工艺, 其主要原理为, 石灰石吸收烟气中的[4], 并将分离出的抛弃处

理, 也可以将其氧化为1做石膏回收处理。[1]

石灰石为吸收剂, 石灰石粉碎后加水混合后制成吸收剂浆液, 当吸收剂浆液在FGD吸收塔内与烟气混合, 烟气中的[4]与浆液中的Ca CO3发生化学反应被吸收, 最终反应产物为石膏, 脱硫后的烟气需要经过涂雾器再经换热器升温后排入烟囱。吸收塔底部中的脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收利用。

2 主要工艺系统设备

目前石灰石石膏法脱硫工艺系统主要由烟气系统、吸收系统、浆液制备系统、石膏脱水系统、废除处理系统五大部分组成。[2]

2.1 烟气系统

其主要包括烟道、烟气挡板、密封风机和气-气加热器等相关设备。从锅炉引风机上排出的烟气经除尘后, 通过气-气加热器冷却降温, 接着烟气从吸收塔内进行脱硫洗涤后被传输至吸收塔。

2.2 吸收系统

吸收塔是FGD设备的核心装置系统。按照烟气和循环浆液在吸收塔内的流动方向, 可以将吸收塔分成逆流塔和顺流塔两大类。基于充分利用顺、逆流塔的优点以及减小单个吸收塔的塔径和降低塔高度, 也有采用顺、逆流串联组合双塔的流程布置。吸收塔除了浆液和烟气的相对流动方向不同外, 主要差别是通过何种方式来增大吸收浆液表面积, 来提高二氧化硫从烟气到浆液的传质速率。石灰石湿法工艺中按此分类的塔类型有:喷淋空塔、有多孔塔盘的喷淋塔、喷淋填料塔、双循环湿式洗涤器、喷射鼓泡反应器及双接触液柱塔。

2.3 浆液制备系统

浆液制备系统中的干粉制浆方式, 粉仓下部设有2个下粉口, 并接有落粉管及星型给料机, 浆液箱上部装有搅拌机, 在浆液箱中石灰石粉与溢流液混合生成浓度为30%的石灰石浆液。浆液制备系统的主要是向吸收系统中提供石灰石浆液。

2.4 石膏脱水系统

石膏脱水系统主要包括水力旋流器和真空皮带脱水机。其主要利用离心分离的原理, 分离出颗粒细小的结晶继续与脱硫反应, 颗粒粗大的结晶通过真空皮脱水机去除粗大结晶颗粒之间的游离水。

2.5 废水处理系统

其主要由废水池、水泵、管道、阀门四大部分组成。废除处理主要分为四个步骤, 分别为废水中和、重金属沉淀、絮凝和澄清/浓缩。

3 石灰石石膏法烟气脱硫现今存在的问题及解决办法

现在国内大部分电厂都采用的是石灰石石膏法烟气脱硫技术。但是技术确实参差不齐。主要都存在结垢及堵塞、腐蚀及磨损等棘手的问题。解决此两项问题事关重要。

3.1 结垢和堵塞

火电厂石灰石石膏法烟气脱硫技术中, 经常出现设备堵塞现象。结垢会增到能耗, 情况严重时可造成增压风机出现喘振现象。因此, 设备结垢和堵塞问题成为了设备可否长期运行的关键, 了解造成结垢和堵塞的原因也成了首要关注问题。在工艺流程操作中, 很多方法可以防止结垢和堵塞的发生。除尘方面, 要严格控制吸收系统中所进入的烟尘量, 严把控制液的PH值, 控制吸收液中的水分蒸发量。严格控制大颗粒结晶物质的饱和程度。选择吸收系统设备方面, 需优先考虑用不易出现结垢及耐腐蚀现象的材质作吸收设备。[3]

3.2 腐蚀及磨损

烟气脱硫技术中的腐蚀及磨损是湿法中常见的问题, 腐蚀主要发生在热交换器、烟道和吸收塔等处。选材方面要采用不易腐蚀材质作换热器、烟道及吸收塔。从而降低工艺操作中降低腐蚀率。[4]

4 结语

石灰石石膏湿法喷淋脱硫其脱硫效率较高、运行稳定成熟, 得到国内广泛的认可。我国在烟气脱硫技术基础上, 需进一步对烟气脱硫系统进行优化与开发, 使烟气脱硫技术有着更可观的发展前景, 及更符合中国国情的烟气脱硫技术。

参考文献

[1]李小宇, 朱跃, 石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统工艺设计初探[M], 哈尔滨:锅炉制造, 2007.

[2]湿法讲义[J], 北京烟气脱硫技术专题研修班培训教材, 2005.

[3]王辉, 王少权, 石灰石石膏湿法烟气脱硫的水平衡问题探讨:环境污染与防治, 2008.

湿法烟气脱硫工艺设计常见问题分析 篇14

[摘要] 石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺在国内外已经非常成熟，同时国内也涌现了很多脱硫总包公司及专业脱硫设计公司。浆液（石灰石浆液和石膏浆液）管道设计工作量在湿法烟气脱硫工艺设计中至少占60%的比例，重要性不言而喻。浆液管道与火电厂一般汽水管道的设计有很大的区别。浆液管道具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等特点，在管道选材及布置设计时既要满足一般流体管道设计的各种规范及通用要求，同时更要考虑到浆液管道在流程设计、布置设计、选材、流速计算、坡度设计、阀门及管件选型、支吊架选型等方面的特殊性。

[关键词] 浆液管道；介质特点；设计；技巧前言

目前国内使用十分成熟的石灰石-石膏湿法烟气脱硫具有脱硫效率高、适应煤种广、脱硫剂价格便宜且采购方便、技术成熟可靠及装置运行稳定等特点，该湿法工艺适用于不同类型、不同规格的火电厂锅炉及其它燃煤锅炉，也是目前国内外应用最广泛的脱硫工艺（占所有脱硫工艺的80%左右）。湿法工艺涉及到的管道主要分为以下几类：烟道、浆液管道、汽水管道、空气管道。其中的浆液管道是以往电力工程设计中所没有的，它是水和固体颗粒物两种介质流的管道，它具有普通流体管道几乎所有特性，同时又具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等普通流体管道所没有的特点，特别是在管道启动、运行、停止等状态时，如果设计得不合理，就会造成沉积甚至堵塞。正是由于后面的几个特征决定了浆液管道在设计时与普通流体管道的巨大区别。浆液管道介质特点

湿法烟气脱硫浆液管道，具有普通流体管道几乎所有特性，同时由于浆液管道内介质为石灰石粉或石膏粉等细小颗粒同水的混合物，并夹杂着部分氯离子（20000ppm以内）和重金属离子，使得浆液管道具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等特点。2.1 磨损性

浆液的磨损性是指浆液中固体颗粒（特别是硅酸盐类）对被磨损材料的撞击及破坏。湿法烟气脱硫浆液介质主要由石灰石（CaCO3）颗粒（含有少量SiO2）、石膏（CaSO4•2H2O）颗粒和水组成，表3-1为北高峰电力工程设计公司设计的某电厂2×300MW机组烟气脱硫工程中部分浆液的成分：

从表2-1可以看出，浆液的含固量一般为4.0%~50%。石灰石浆液颗粒直径取决于石灰石粉的目数，按照低标准250目的要求衡量，则石灰石浆液颗粒的直径一般小于60μm，而石膏颗粒粒径也大多小于100μm。在较高的流速(3m/s以上)时，这些颗粒会对管道内壁产生严重的磨损或冲蚀。2.2 腐蚀性

因浆液具有弱酸性，并且还夹杂着部分氯离子和氟离子，这些物质会与碳钢管壁发生化学反应而使钢管腐蚀，直至烂穿，影响脱硫装置的使用寿命。主要反应式为：

4Fe＋SO42-＋4H2O = FeS＋3Fe(OH)2＋2OH-

另外，Cl-比氧更容易吸附在金属表面，并把氧排挤掉，从而使金属的钝化状态遭到局部破坏而发生孔蚀，某些不锈钢材料也难以避免。浆液对金属管的腐蚀形式有：点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、电化腐蚀等等。

防止腐蚀的最佳方法是阻止浆液与金属面接触，如衬胶（目前应用较广泛的为丁基橡胶）或衬塑。2.3 易堵塞性

湿法烟气脱硫浆液管道为两相流。两相流的特点是流速一定要控制在合适的范围之内。流速高了易产生磨损并大大增加管道阻力，而流速低了则会产生沉积，缩小管道的流通面，直至堵塞整根管道。浆液管道的易堵塞还表现在沉积物长期不清理会导致硬化结块，最终整根管道报废。

对于含有弱碱性（含Ca2-）的管道还有容易结垢的特点，不管流速如何，长期运行均会导致管道结垢堵塞。这也是湿法烟气脱硫吸收塔浆液PH保持5~6（弱酸性）的重要因素之一。浆液管道的设计

针对湿法烟气脱硫浆液管道的介质特点，在设计浆液管道时既要满足普通低压流体管道设计的规定及要求，同时又要考虑到浆液管道的特殊性。下面从浆液管道设计时的一般要求、管道选材、管径计算、坡度要求、管廊布置、阀门选型及布置、支吊架布置等几个方面介绍： 3.1 一般要求

浆液管道流程设计时的一般要求：应充分注意采用先进技术，合理利用装置内的能量，妥善地处理废气和废液（由于脱硫废水中可溶性盐类和氯离子含量非常高，对再利用用户的系统材质和产品会造成不良影响，所以脱硫废水最好用作锅炉捞渣、冲灰、冲渣的补充水或煤场洒水等）；必须满足正常生产、开停工、安全和事故处理的要求，并应考虑维修要求和一定的操作灵活性；管道进出装置处应设置切断阀；装置因事故或定期停工要进行大修时，应有将装置内物料全部排出至事故浆罐的措施。

浆液管道布置设计时的一般要求：应符合工艺设计要求；尽量布置成“步步高”或“步步低”，以避免液袋或“盲肠”，否则需要设置导淋点，或至少通过人工清除；先难后易，如先布置重要的、大管径的、浆液的管道，后布置细小的、次要的、轻的管道；管道布置应整齐有序，横平竖直，成组成排，便于支撑；纵向与横向的标高应错开，一般在改变方向的同时改变标高；管道最好架空或地上敷设，浆液管一般不允许地沟敷设或直埋；不妨碍设备、机泵、仪表和阀门的操作及维修；满足流量计、密度计及PH计等对管道的特殊要求；变径管件应紧靠需要变径的位置，以节约管材；管道应妥善支撑；人通行处管底标高不宜小于2.2m，车通行处管底标高不宜小于4.5m；并排布置管道法兰外缘之间的净距不宜小于25mm（无法兰管道为50mm），或保温层之间的净距不宜小于50mm；穿楼板时予留孔应设挡水沿，孔径应满足法兰进出；无压流管道孔板应布置在立管上，以利于排净；法兰的位置设置要满足安装螺栓的操作空间；管道一般应设坡度（坡度要求后面会详细展开说明）；浆液管道应远离电气设备及电缆桥架，无法避免的则管道尽量在下面走，以防止滴液腐蚀电气设备；泵吸入段应留有有效的气蚀余量，一般至少为泵所需气蚀余量的1.2倍，泵吸入段应尽量短而直，泵入口的大小头应尽量靠近浆液泵。3.2 管道选材

目前，国内浆液管道一般采用的材料有：衬胶碳钢管（RL）、衬塑碳钢管（PL）、玻璃钢管（FRP）、聚丙烯（PPR、PPH）管、不锈钢（304、316）管等。

衬胶碳钢管（RL）以普通碳钢管（Q235-A）或优质钢管（20#）作为钢架材料，以橡胶（一般是丁基橡胶）作为衬里层，将金属特性和橡胶特性合二为一。衬胶碳钢管具有耐磨、抗渗防腐、耐热（120℃）等性能，管与管之间采用法兰连接。碳钢衬胶管是目前应用最广泛的烟气脱硫浆液管道。碳钢衬胶要彻底，不仅要对所有管道内壁进行衬胶，还要对所有可能接触浆液的部件如法兰面（衬胶要覆盖法兰面而无需垫片）、管内件、阀门、浆液泵等进行衬胶。否则，只要有一处被腐蚀，烂点就会蔓延，直至影响整个部件。目前，我国国内的衬胶管道厂家也比较多，如：济南长虹、靖江王子、郑州力威、杭州顺豪等。

衬塑钢管（PL）是普通碳钢管或优质钢管内衬塑料而成的管材。衬塑钢管（PL）分钢衬聚丙烯（PP）、钢衬聚乙烯（PE）、钢衬聚氯乙烯（PVC）、钢衬聚四氟乙烯（PTFE）等几种，管与管之间也采用法兰连接。由于价格比衬胶钢管贵，在烟气脱硫工程中衬塑钢管（PL）一般只用在细小口径的浆液管中。

玻璃钢管（FRP）是一种由基体材料和增强材料两个基本组分并添加各种辅助剂而制成的复合材料。常用的基体为各种树脂，常用的增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维、有机纤维等。玻璃钢管（FRP）具有耐腐蚀性、耐热性、耐磨性、重量轻等特点。玻璃钢管道的接头方式有多种，主要包括：承插胶接、平端对接、法兰连接等，公称压力从常压至4.0MPa不等，温度范围为-40～l00℃。缺点是相比金属管强度低、刚性差，长期受紫外线照射易老化，在湿法烟气脱硫工程少部分会采用，如喷淋管、氧化空气管等。

聚丙烯（PPR、PPH）管是采用无规共聚聚丙烯经挤出而成的管材（注塑成为管件），是欧洲90年代初开发应用的新型塑料管道产品。PPR（PPH）管除了具有一般塑料管重量轻、耐腐蚀、不易结垢等特性外，还有较好的耐热性，PPR（PPH）管的最高工作温度可达95℃。PPR（PPH）管材、管件可采用热熔和电熔连接，安装方便。PPR（PPH）管的缺点是相比金属管强度低、刚性差，5℃以下存在一定低温脆性，PPR（PPH）管长期受紫外线照射易老化降解；另外，PPR（PPH）管的线膨胀系数较大(0.15mm/m℃)，在布置设计时要有吸收热膨胀的措施。少数湿法脱硫工程采用PPR（PPH）管作浆液管道，主要还是看中它的价格便宜、安装方便。如北高峰电力设计公司设计的某电厂1×320MW燃煤机组烟气脱硫工程就采用了PPH管作室内浆液管道。

不锈钢（304、316）管具有防腐、耐热、强度高及美观等性能，缺点是价格高，并且碰到氯离子时也会生锈。不锈钢（304、316）管一般用在细小而无法衬胶的浆液管道中，如DN10~DN40等。3.3 管径计算

管道的设计应满足工艺对管道的要求，其流通能力应按正常生产条件下介质的最大流量考虑，其最大压力降应不超过工艺允许值，其流速应位于根据介质的特性所确定的安全流速范围内。

在以往普通流体管道（碳钢管）设计中，介质流速一般是0.6~4.0m/s，蒸汽流速最高可达90 m/s。而浆液两相流管道的流速有特殊的要求（防磨、防沉积、防振动）：带压浆液管道流速宜选择在1.2-3.0m/s范围内，自流管道流速宜不超过1.2m/s。这样，初选管径可由下式求得：

di=18.8(qv/u)0.5

di——管内径，mm；

qv——体积流量，m3/h；

u——浆液流速，m/s。

由计算所得的di并按照典规或其它规范来选定公称直径DN。因为是低压流体，公称压力一般选为PN1.0或PN0.6（仅针对大管径，如DN≥400mm）。根据选定的DN再来计算管道压力降是否满足工艺要求，见下式：

ΔP=ΔPm＋ΔPj＋ΔPh

ΔP——管道总压降，KPa；

ΔPm——管道摩擦阻力，KPa；

ΔPj——管道局部阻力，KPa；

ΔPh——浆液水平高差阻力降，KPa

其中ΔPm、ΔPj和ΔPh的计算公式如下：

ΔPm=λLρu2/（2di）

ΔPj=Σξρu2/2000

ΔPh=ρgh/1000

λ——管道摩擦系数，无量纲；

L——直管长度，m；

ρ——浆液密度，Kg/m3；

Σξ——局部阻力系数（包括弯头、三通、阀门、孔板、膨胀节及设备进出口等）之和，无量纲；

h——浆液水平高差，m；

g——重力加速度，9.8m/s2；

如计算所得的管道压力降ΔP太大，超过了工艺系统所能承受的范围，则必须增大管径或缩小抬升高度以降低阻力（有些场合，管道浆液落差是作为势能处理的，则落差越高越有利）。3.4 坡度要求

泵管线（带压）系统中管线坡度推荐按以下规定执行：

对于小于30％含固量的浆液管，坡度为50mm/m；

对于30～50％含固量的浆液管，坡度为100mm/m；

对于大于50％含固量的浆液管，坡度为200mm/m。

重力流（无压）管线坡度推荐按以下规定执行：

对于小于10％含固量的浆液管，坡度为50mm/m；

对于10～30％含固量的浆液管，坡度为100mm/m；

对于30～50％含固量的浆液管，坡度为200mm/m；

对于大于50％含固量的浆液管，坡度为300mm/m。

一般管道坡度均由高处一路向下坡至最底点，以利于浆液排空。

对于较长距离管线输送（如综合管廊等），考虑到布置困难，在设置管道冲洗和人工清理（如导淋）的条件下可以降低坡度要求，如2~3‰等。3.5 管廊布置

确定管廊基本方案的因素很多：首先是吸收塔及公用系统所处的位置，一般情况下管廊由公用系统出发，到吸收塔结束；其次是管廊周围的地形地貌，如厂区道路、周围建构筑物的位置、厂区地平面的坡向及电厂原有管廊的布置等等。

管廊的布置原则以能联系尽量多的设备（或箱罐）为宜，并且布置时管廊尽量地短而直。一般情况下，管廊平行或垂直于马路，管廊土建立柱的外缘离道路边至少1米。管廊一般由L形、T形、U形和π形等组成。

管廊的宽度主要由管道的数量及管径大小确定，并考虑一定的予留宽度（20~25%），管廊布置还要给电缆桥架予留位置，管廊的宽度一般不超过3m；场地不够时，管廊可以考虑多层布置，如双层或3层布置；管廊一般在首尾段管道密度减少，必要时可以减少首尾段管廊的宽度或层数；管廊的柱距是由敷设在其上的管道因垂直荷载所产生的弯曲应力和挠度决定的，通常为5~7m，特殊情况（如跨马路）则可设置挑架以减少跨距；管廊最底层管道在人通行处管底标高不宜小于2.2m，车通行处管底标高不宜小于4.5m；管廊的坡度要求一般选为2~3‰，特殊情况可不设坡度，但浆液管道必须设置冲洗水；对于双层管廊，上下层之间的距离一般为500~1200mm，上下层高差主要取决于管道直径、支架形式（如直接用抱箍固定在横梁上并统一坡向则可以大大缩小两层间的高差）及管道坡度；管架可以就地利用现有建构筑物，如建筑物的立柱、横梁、烟道支架等。

对于多层管廊，通常气体管道、热的管道布置在上层，浆液管道、粗重的管道布置在下层，电缆一般布置在最上层，尽量做到条理清楚并且增加管廊的稳定性；管廊在T形交叉处或设备进出处通常布置有较多的阀门，应设置操作平台，平台宜位于管道的上方；当泵布置在管廊下方时，管廊的下层应留有供管道穿越所需的空隙。3.6 阀门选型及布置

阀门的主要功能是接通或截断流体通路、调节和节流、调节压力及释放过剩压力和防止倒流等。

蝶阀具有尺寸小、重量轻及开闭迅速的特点，并有一定的调节功能。由于蝶阀阀板的运动带有擦拭性，故大多数蝶阀可用于带悬浮固体颗粒的介质，用在浆液管道中的蝶阀有衬胶蝶阀和合金钢蝶阀等。蝶阀的结构长度和总体高度较小，开启和关闭速度快，在完全开启时，具有较小的流体阻力，比较适用脱硫浆液（低压流体）系统。按连接型式蝶阀可分为法兰连接和对夹式连接。另外，蝶阀密封性较差，使用压力和工作温度范围小，有些要求严格的场合不推荐使用蝶阀。

隔膜阀（在浆液系统中最好使用直通型阀门）是阀体内装有能产生挠性的橡胶或塑料制成的隔膜作为关闭件，并把阀体内腔与阀盖内膜隔开的一种阀门。隔膜阀具有密封性好、流阻小及价格比较低等优点，但隔膜阀机械寿命较短。隔膜阀能使用于有腐蚀性的、含硬质悬浮物的介质，且可以安装在浆液管道的任何位置。

球阀是近年来被广泛采用的阀门，它具有流体阻力小、结构简单、密封可靠、适用范围广、操作灵活等优点。同时，球阀在全开全闭时，球体和密封圈的密封面与介质隔离，高速通过阀门的介质不会浸蚀密封面，增加了球阀的使用寿命。球阀可以使用在浆液管道中。

在石膏排出去一级旋流器进料管道上及石灰石浆液进吸收塔管道上还要用到电动调节阀，该调节阀必须有防腐功能。

止回阀仅用在水和空气管道中，止回阀不应使用在浆液系统中。

北高峰电力设计公司在给洛阳伊川龙泉坑口自备发电有限公司2×300MW机组烟气脱硫工程及安徽安庆皖江发电有限责任公司2×300MW机组烟气脱硫项目设计中所有接触浆液的管道基本上选用隔膜阀和蝶阀两种阀门。

冲洗和排放的阀门和浆液环路的给料/隔离的阀门应尽可能靠近主管道以避免堵塞；一般情况下，在人难以操作到的地方或经常要使用的阀门最好采用电动或气动执行机构；所有阀门的安装位置均应便于操作、维护和检修，安装位置过高的阀门应设置操作平台；阀门相邻布置时，手轮间的净距不宜小于100mm；对于水平布置的阀门，执行机构及阀杆不应低于水平管道，阀门的阀杆不应朝下；立管上阀门手轮的安装高度宜为1.2~1.5m；蝶阀在安装时，阀瓣要停在关闭的位置上，并应注意使阀板下部在阀门在开启时朝介质流动方向旋转。3.7 支吊架布置

一般认为，一次应力的大小是衡量管系能否稳定安全运行的标准之一。一次应力是由管道内压和持续外载（包括自重）作用产生的应力，一次应力过大，则管系可能会被破坏。管道应力和支架承受荷载的大小可以通过设置支架加以调整，支吊架的设置对管系一次应力的大小有着直接的关系。二次应力是由管系热变形和其它位移受约束而引起的，也就是二次应力是由固定支架及限位支架引起的，由于浆液管道均为常温（40℃~50℃）管道，浆液管道二次应力一般不予考虑。浆液管道中常用的支架形式有：固定支架、滑动支架、导向支架、刚性吊架及限位支架五种。

浆液管道支吊架选用原则：按照支承点所承受的荷载大小和方向、管道的位移情况、是否保温、管道的材质等条件选用合适的支吊架；为便于成批生产，设计时应尽量选用标准管卡、管托和管吊；浆液管道因禁止焊接的要求，与管道直接接触面一般使用卡箍（焊接型支架必须先焊接再返厂内衬胶）；当管道底部与支撑面有高差时一般用钢管加钢板垫高；当管道在支承点处不得有位移时，应选用固定支架；当2根以上管道并排布置时，推荐共用横旦并各自用卡箍固定。

综合管架在管道有坡度时，一般土建支架仍就统一标高，以利于土建设计及土建施工，在管道安装时利用钢管加钢板垫高的方法设置坡度；也可以采用在土建立柱侧予埋钢板，在管道安装时现场设置槽钢横旦，所有管道直接搁在横旦上并用卡箍固定。北高峰电力设计公司在安徽安庆皖江发电有限责任公司2×300MW机组烟气脱硫项目设计中的管廊就是采用后面的方法，它的好处是管廊整齐美观、节省支吊架材料、管道层与层之间的高差小，缺点是管道有很多液袋，需增设很多导淋。

浆液管道支吊架布点原则：首先要满足管道最大允许跨距的要求；在有集中载荷时，支点要尽量靠近集中载荷，以减少偏心荷载和弯曲应力；在敏感设备（泵、膨胀节等）附近，应设置支架以防止管道荷载作用于设备；尽可能利用现有建构筑物的梁柱作为生根点。

支架跨距应根据管径大小及流体密度按照有关规范或手册查取，也可以按照下面的公式计算：

L1=0.22(Et•I/q)1/4 ；按刚度条件

L2=([σ]•W/q)1/2 ；按强度条件

Lmax=min(L1, L2)；允许跨距

Lmax——允许跨距，m；

L1——由刚度条件决定的跨距，m；

L2——由强度条件决定的跨距，m；

Et——管材在设计温度下的弹性模数，MPa；

I——管道扣除腐蚀裕度及负偏差后的断面惯性距，cm4；

q——每米管道的质量（包括裸管、保温层及介质），Kg/m；

W——管道扣除腐蚀裕度及负偏差后的断面抗弯模数，cm3；

[σ]——管材在设计温度下的许用应力，MPa；

对于末端直管的允许跨距应为计算值的0.7~0.8倍；对于水平管道的弯管部分，其两支架间的管道展开长度应为水平直管跨距计算值的0.6~0.7倍。3.8 浆液管道设计易错点

石灰石-石膏湿法烟气脱硫在国内已经非常成熟，也涌现了很多大的脱硫公司，如武汉凯迪、中国华电、北京博奇、浙江天地、浙大网新、国电龙源等等，北高峰电力设计公司参与了上述很多公司的脱硫设计，积累了丰富的设计经验。根据以往的脱硫工程设计，接下来总结几条新手容易在浆液管道设计中犯的错误：

——旋流器溢流是无压自流管道，新手往往为了节约管道材料，在满足流速的情况下，溢流口加大小头缩小管径让其溢流至吸收塔，造成溢流不畅；

——旋流器溢流去吸收塔是无压自流，没有动力，布管时一定要“步步低”，否则旋流器会溢出； ——密度计是一个比较“娇贵”的元件，要单独设置一路冲洗水，新手往往会遗漏；另外，浆液密度计宜布置在垂直管道上，以防堵；

——吸收塔喷淋管进口不是吸收塔本身的予留口，而是从予留口中伸出的双法兰FRP口（喷淋管自带），有些新手往往接错接口；同样问题的还有除雾器冲洗水接口、氧化空气管接口等；

—— 一般浆液管道公称压力选为PN1.0MPa，但是循环泵进口管与大蝶阀相配的法兰一般为PN0.6 MPa，一定要引起注意，否则该大衬胶管作废，还要影响工期；

——循环浆液立管限位支架在吸收塔壁予埋拉杆耳件时要注意相邻两循环浆液立管的拉杆不要打架，最好两相邻限位点上下错位；

——在布置吸收塔液侧管道时，不要将吸收塔楼梯挡住，否则修改起来很麻烦；

——小浆液泵出口大小头最好用不锈钢或加大一级尺寸，否则大小头小口去掉衬胶厚度后尺寸很小，造成浆液流速很大，容易造成磨损； ——箱罐及管道的排净口要45°顺流斜入地沟，以防止浆液冲刷地沟鳞片；

——真空皮带机底盘排水管至少DN200，并设坡度，以防堵塞；

——管道穿楼板处一定要予留开孔，开孔大小要满足管道法兰进出，否则给施工带来麻烦；

——真空泵排汽管在墙外排汽口要向上开，并加雨帽，否则将来凝结水会滴到马路上或墙上，影响美观和路人通行；

——真空皮带脱水机汽液分离器的疏水管进入滤液水箱的深度必须低于滤液箱的最低液位，否则，真空将被破坏；

——吸收塔高－高液位位于烟气入口烟道底部下300mm，溢流管的高点（即最高管道内底部）必须与吸收塔高－高液位持平。另外，溢流管的高点还应设置排空管以防止倒虹吸现象。

——所有的浆液管道、浆液泵在停运或切换后，应执行如下操作：先打开排空阀，然后再打开冲洗阀门进行冲洗。为保证冲洗效果，排空阀应尽量靠近箱体，离冲洗阀门尽量远。避免管段成为死区无法冲洗到，形成堆积。浆液管道设计规范及手册

浆液管道设计时所要应用到的规范如下：

《火电厂烟气脱硫工程技术规范•石灰石/石灰-石膏法》HJ/T179

《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》DL/T5196

《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T5054

《火力发电厂保温油漆设计规程》DL/T5072

《工业金属管道设计规范》GB50316

《钢制对焊无缝钢管》GB12459

《电力工程制图标准》DL5028

浆液管道设计时所要应用到的手册如下：

《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计》

《石油化工装置工艺管道安装设计手册》

《简明管道支架计算及构造手册》

《火力发电厂汽水管道支吊架设计手册》 5 结论

总之，烟气脱硫浆液管道具有易磨损、易腐蚀及易堵塞等特点（在寒冷地区浆液管道还要设置保温或伴热措施，在此不作详细讨论），在管道选材及布置设计时既要考虑到普通流体管道的各种规范及通用要求，又要考虑到浆液管道的特殊性，以合理的布置来保证烟气脱硫系统的正常运行。