脱硫讲课.docx
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脱硫讲课
一、概述
从132m2烧结机烟囱排出的废气含有SO2、氮氧化物、粉尘等既影响操作区环境，又污染大气。
根据国家政策和环保有关规定，SO2、颗粒物等污染物排入大气必须达标排放。
公司领导十分重视环境保护工作，针对现行日益严格的环保要求，对烧结机机头烟气进行处理，做到达标排放。
治理目标
按照《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）的规定和美锦公司的要求，烟气脱硫后达到如下指标：
SO2≤100（mg/Nm3）烟尘≤50（mg/Nm3）
1常用脱硫工艺
燃煤二氧化硫污染控制技术由以下三部分组成：
燃烧前脱硫技术、燃烧中脱硫技术、燃烧后脱硫技术。
燃烧后脱硫技术（简称FGD）是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。
按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫又可分为湿法、干法、半干法三类。
2湿法脱硫工艺
湿法烟气脱硫（WFGD）技术是目前应用较广泛的脱硫技术，其特点是整个脱硫系统位于烟道的末端、除尘系统之后。
湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高，适合于大型燃煤锅炉的烟气脱硫和钢铁厂的烧结脱硫。
目前，湿法脱硫技术占世界安装烟气脱硫的机组总容量的85%。
湿法脱硫技术包括石灰-石膏湿法、氧化镁法、磷铵肥法、碱式硫酸铝法、水和稀酸吸收法、双碱法等方法。
其中石灰-石膏湿法、氧化镁法烟气脱硫是目前湿法脱硫的主流方法。
本工程选用的就是石灰—石膏法脱硫技术。
3石灰-石膏法脱硫
脱硫原理：
在现有的烟气脱硫工艺中，湿法石灰—石膏洗涤工艺最为成熟，运行可靠性最高，应用也最为广泛，已成为优先选择的脱硫工艺。
其工艺分自然氧化和强制氧化两种，其主要的区别是能否在吸收塔底部的贮液槽中通过鼓入空气把亚硫酸钙氧化成石膏（CaSO4·2H2O），得到高纯度的产品。
目前，强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工艺。
从除尘器出来的烟气进入吸收塔后，SO2直接和石灰浮液接触并被吸收去除。
新鲜的石灰浆液不断的被加入到吸收塔底部的贮液槽中，被洗涤后的烟气通过除雾器，然后通过烟囱被排放到大气中，反应产物从塔中取出，然后被送去脱水或进一步处理。
石灰—石膏法脱硫工艺的化学原理如下：
在水中，气相SO2被吸收并经下列反应离解：
SO2（气）+H2OSO2（液）+H2O
SO2（液）+H2OH++HSO3-2H++SO32-
由于H+被OH-中和生成H2O使得这一平衡向右进行。
OH-离子是由水中溶解的石灰产生的。
CaO+H2O→Ca（OH）2
Ca（OH）2+SO2→CaSO3+H2O
CaSO3+1/2O2→CaSO4
鼓入的空气也可用来氧化HSO3-和SO32-离子，最后结晶成生石膏沉淀物
HSO3-+1/2O2SO42-+H+
SO32-+1/2O2SO42-+Ca2+CaSO4
4工艺特点：
（1）脱硫效率高、技术成熟，脱硫效果能够满足环保新的要求。
石灰—石膏法脱硫技术最成熟，脱硫效率为95%以上，运行可靠，使用最普遍。
在国内外烟气脱硫市场占有率约为90%。
（2）运行成本低。
石灰（CaO）或熟石灰（Ca（OH）2）资源丰富，业主就有高品位的石灰资源，便于就地取材。
（3）系统自动化程度高。
脱硫系统采用PLC控制，实时运行参数的显示功能，有效的减轻操作工的劳动强度，确保系统有效的连续运行。
（4）系统自动控制石灰浆液量和喷淋液气比。
停运时管道用水进行反冲洗，能有效防止“结垢、堵塞”现象的发生。
。
二、脱硫工艺计算数据
1处理烟气量
项目
132m2烧结机
热态（t=150℃）
810000m3/h
标态
523000Nm3/h
2SO2原始排放浓度：
本设计按最大1500mg/Nm3考虑。
3脱硫效率
本脱硫系统的脱硫效率应不低于η，以满足排标要求
η≥（1500-100）/1500×100%=93.3%
实际石灰—石膏法脱硫效率可达93.3%以上。
4生石灰粉耗量
生石灰小时耗量：
G=791kg/h
生石灰年耗量：
G=791×7920/1000=6265t/a
5年脱硫量：
GSO2=1400×10-6×523000/1000×7920=5799t/a
6石膏产量：
G=15585t/a
7脱硫反应循环液气比：
4～6L/Nm3
8Ca/S摩尔比：
取1.05～1.1
9CaO浆液量
CaO浆液量：
G=7910kg/h
10制浆耗水量：
G=7.5t/h
11溶液循环流量：
G=2615t/h
12废水排放量的计算
脱硫塔底部持液槽中排水量为：
G=30m3/小时.
13水、电、汽耗量
脱硫系统估算水耗量如下：
水：
20t/h
电耗量：
493.015kw/h
三石灰—石膏法脱硫的技术参数
1烧结机规格：
132m2
2脱硫效率：
在满足排标要求的前提下，本脱硫系统脱硫效率大于93.3%
3脱硫剂：
生石灰（或熟石灰）粉，纯度85%，颗粒度为200目。
4Ca/S比：
1.05
5生石灰耗量：
G=791kg/h,6265t/a
6脱硫量：
GSO2=5799t/a
7石膏产量：
G2=15585t/a
8SO2排放浓度：
＜100mg/Nm3
9烟尘排放浓度：
＜50mg/Nm3
10液气比：
4～6L/m3
11溶液循环量：
Q2=2615t/h
四、脱硫工艺流程
本脱硫工程由制浆系统、烟气系统、脱硫塔吸收系统、副产品处理系统、废水排放系统、工艺水系统、电气控制系统等7大系统组成。
石灰—石膏法脱硫工艺流程：
烧结烟气除尘后首先通过喷淋降温，再进入吸收塔进行脱硫反应，完成脱硫后的净化烟气经两级除雾后，再经烟囱排出。
石灰粉经加水消化制成5～10％浓度的浆液，用乳液泵泵入脱硫塔下部贮液槽中，再经循环泵打入塔内喷淋系统，喷淋脱硫。
脱硫塔下部贮液槽中石膏浆经过氧化后，经泵进人石膏制备系统的水力旋流器浓缩，然后通过脱水机脱水成为含水低于10%的石膏，进入石膏仓。
脱水后的废水经处理后大部分循环回用，小部分处理达标后排放。
石灰—石膏法脱硫工艺详见流程图。
1、制浆系统
制浆系统由储灰仓、消化器、乳液罐、搅拌器、乳液泵等组成。
通过气力输送将石灰粉送入钢制石灰粉仓内，再由定量给料机送到石灰消化器，上清液进入乳液罐，制成浓度为5%～10%的石灰浆液，这样制成的石灰浆液经乳液泵供入脱硫塔，由脱硫塔的循环泵供应循环液用以吸收烟气中的SO2。
根据烟气负荷、脱硫塔烟气入口的SO2浓度和pH值来控制打入吸收塔的石灰浆液量。
消化器底部设自动除灰机，将消化器底部沉淀的颗粒定时排除。
消化器、乳液罐为钢砼结构或钢结构，内衬树脂防腐。
浆液浓度约为5～10%，用调节给水量来控制浆液浓度。
2、烟气系统
烟气系统主要设备包括：
烟气挡板、烟道及其附件。
烟气通过脱硫前预处理装置进行降温后进入吸收塔，在吸收塔内脱硫净化，经过塔顶除雾器除去水雾后，再经脱硫烟囱排入大气。
在原烟道上设置旁路挡板门，当烧结机启动、FGD装置故障、检修停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放，当脱硫装置进行检修时不会影响烧结机主系统的安全运行。
脱硫前降温装置处采用特殊防腐措施。
当脱硫系统投运时，打开入口挡板、关闭旁路挡板。
原烟气经入口挡板、降温装置进入吸收塔。
当烟气温度高于180℃或其它意外情况时，吸收塔将停用，此时，打开旁路挡板，关闭入口挡板，原烟气直接从原烟囱排放。
3、脱硫塔吸收系统
脱硫吸收系统有脱硫吸收塔、喷淋装置、循环水泵、氧化风机、搅拌器、排液泵、脱水除雾器及反冲洗装置等组成。
吸收塔按其功能可分为喷淋区、除雾区和氧化区。
喷淋吸收区装有多个防堵雾化喷嘴.交叉布置。
烟气经电除尘器和引风机后，从喷淋区下部进入吸收塔，与均匀喷出的吸收浆液逆流接触。
喷淋管不仅能在母管内均匀分布浆液，而且也能把浆液均匀分配给连接喷嘴的支管。
所有喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞，喷嘴材料采用碳化硅或相当的材料制作。
氧化区的功能是接受和贮存脱硫剂，鼓风将CaSO3氧化成CaSO4，并结晶生成石膏。
吸收剂浆液制备系统将所需浓度的石灰浆液送入吸收塔底部的反应槽，与塔内未反应完全的吸收液及部分石膏混合，用再循环泵送至吸收塔上部喷嘴，喷入塔内进行脱硫反应。
脱硫后烟气经除雾后含水量≤75mg/Nm3，经烟囱排放。
4、副产品处理系统
副产品处理系统来自吸收塔浓度约为20%的石膏浆，经泵进入水力旋流器浓缩，然后通过连续真空皮带脱水机脱水成为含水低于10%的石膏，再存入石膏仓库，送往用户使用。
分离灰渣后滤液的上清液部分循环回用，另一部分进入废水处理池，经氧化、调整PH值达标后回用。
5、废水处理系统
废水排放系统一般来说，脱硫污水的pH值为4～6,含有大量的悬浮物。
处理的方法是先向污水中加入石灰乳，调整pH值。
废水达标后循环使用。
6工艺水系统
业主从供水系统提供一路工业水，供到工业水箱。
水箱配置2台工艺水泵（2运1备），每台泵选型时考虑流量10%裕量，压头20%裕量。
其主要用户为：
吸收塔蒸发水、浆液制备用水、事故紧急喷水；
除雾器及所有浆液输送设备、输送管路、贮存箱的冲洗水
七、主要设备的设计参数及选型
1喷淋脱硫塔
塔体为碳钢结构，内壁用玻璃鳞片作防腐处理，塔外采用δ=80mm的保温材料保温后，外包δ=0.5mm的彩钢板。
脱硫塔直径φ8.5m，高H=28，含烟囱总高H=50m，一台。
2脱硫塔喷淋装置
喷淋管采用FRP防腐耐高温材料；喷嘴材质为SiC材料，防腐和耐磨。
3脱水器
采用折流板脱水器配合脱硫塔的烟气脱水，每塔二层，材质为聚脂FRP，带清洗装置。
4循环泵
选用耐磨防腐脱硫泵，三台，用于向脱硫塔供循环溶液。
300MFU-40-900/30-K型，Q=900m3/h，H=30m，160KW。
5乳液泵
选用50MFU-30-20/30-K型泵两台，一用一备，用于将乳液罐中的石灰浮液排入脱硫塔内，Q=20m3/h，H=30m,5.5KW。
6排浆泵
选用65MFU-50-30/40-K型泵二台，用于将塔底的石膏浆液打入旋流器，再进入脱水机，一备一用，Q=30m3/h，H=40m,11KW。
7废水回液泵
选用65MFU-35-30/35-Y型泵二台，用于将废水池内水打回脱硫塔，一备一用，Q=30m3/h，H=35m,7.5kw。
8集水坑泵
选用50MFU-27-15/27-Y型泵一台，用于将集水坑内水打打到废水池，Q=15m3/h，H=27m,4.0kw。
9氧化风机
选用罗茨风机两台，一备一用。
用于向氧化池曝气区加入空气，使亚硫酸钙氧化成硫酸钙。
SSR-200型，Q=50m3/min，P=58.8Kpa，90kw。
10脱硫塔搅拌装置
PMJ-II型搅拌器，每塔三台，每台N=7.5KW
11氧化钙粉仓
设备直径Ø4000mm，高H=4m，V=80m3。
另外配气化用罗茨风机。
SSR-100型一台，Q=6.55m3/min，P=58.8Kpa，11KW。
12消化器、乳液罐
脱硫系统采用消化器、乳液罐各一个，碳钢结构内衬防腐层，并配有搅拌机，用于将石灰粉与水搅拌混合成5～10%的石灰乳液供脱硫塔使用。
乳液罐直径Ø4000mm，高H=2500mm。
LMJ-I型搅拌器，两台，每台N=5.5KW
13水力旋流器
选用水力旋流器一台，Q=30T/H，用于石膏浆液一级浓缩，使浆液固含量由20%，提高到50%左右，以便进入二级脱水浓缩。
14真空皮带过滤机
选用真空皮带过滤机一台，用于二级脱水浓缩，使浆液固含量由50%提高到90%，以便集中处理或外运，过滤面积F=10m2,7.5kw
八、电气及自动控制系统
本工程脱硫系统采用PLC实现对脱硫系统进行远方启/停控制。
PLC的控制对象如下：
--脱硫系统
烟道：
进口挡板门状态，旁路挡板门状态
吸收塔入口:
烟气温度，烟气压力
除雾器出口:
烟气温度
吸收塔：
液位，循环液PH值
乳液槽：
液位
消化槽：
液位
九、劳动定员
本脱硫系统与烧结机同步运转，实行4班3运转制。
劳动定员表
序号
工种
定员
早班
中班
夜班
常日班
小计
1
值班工
2
2
2
1
7
2
电工
车间值班电工兼任
2
2
3
钳工
车间值班钳工兼任
2
2
4
管理、技术
1
1
12人（其中4人兼任）
脱硫系统共需8人。
十、调试：
1）目的：
在启动设备之前及设备运行期间进行测试的目的在于检验并保证设备的性能负荷要求，通过实际运行参数和原始测量值之间的比较对设备工况进行评估，使系统安全启动和稳定运行，达到环境保护的目的。
2）调试：
调试前首先制定科学合理的调试方案。
调试工作分三个阶段进行，即：
单体调试，分系统调试和整套启动带烟气调试。
单体调试工作主要内容是仪表的单体调校，信号和控制单回路调试检查，电机转向的确认和试转以及电动门的调整工作等。
分系统调试工作主要内容是检查和调整各分系统的设备运行数据，使各分系统运行正常。
本脱硫工程由制浆系统、烟气系统、脱硫塔吸收系统、副产品处理系统、废水排放系统、电气控制系统等组成。
最后是整套启动带烟气调试，使脱硫效率大于94%，调试完毕后，要做出完整的调试报告。
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