进入吸收塔。在烟气冷却器区域中,喷入补给水的吸收塔内浆液,使得烟气被冷却到饱和状态。来自烟气冷却区域的烟气进入由上隔板和下隔板形成的封闭的吸收塔入口烟室。装在入口烟室下隔板的喷射管将烟气导入吸收塔鼓泡区的石灰浆液面以下的区域。在鼓泡区域发生二氧化硫的吸收、氧化、石膏结晶等所有反应。发生上述一系列反应后,烟气通过上升管流入位于入口烟室上方的出口烟室,然后流出吸收塔。离开吸收塔后,洁净的烟气进入除雾器去除烟气所携带的雾滴。吸收塔内浆液被吸收塔搅拌器适当的搅拌,使得石膏晶体悬浮。由氧化风机吹出的氧化空气进入吸收塔的反应区,使被吸收的二氧化硫氧化。
将石灰石浆液送入吸收塔,脱除二氧化硫以及形成石膏。加入适当当量的石灰石,以保持吸收液PH值于5-6之间。
石膏浆液排出泵将含有15%-20%固体的石膏浆液从吸收塔排出到石膏脱水系统。 每台吸收塔配3台烟气冷却泵,两台运行,一台备用。配两台氧化风机,一台运行,一台备用,配两台搅拌器。
为吸收塔的浆池或搅拌器出现事故需要检修时,吸收塔内的浆液由排浆泵排至事故浆液箱中,为下次FGD启动提供晶种。
(3) 烟气系统 来自锅炉引风机出口的全烟气量从原烟气进口挡板门进入脱硫系统,经
脱硫增压风机送至回转式烟气-烟气再热器,在GGH中,烟气(未处理)与来自吸收塔的洁净的烟气进行热交换后被冷却。被冷却的烟气在烟道的烟气冷却区域被进一步冷却,加湿后进入吸收塔。在塔内洗涤脱硫后的烟气经除雾器后进入换热器的升温侧被加热到80℃以上,然后从烟气出口挡板门进入烟囱排入大气。烟气出口雾滴小于50mg/m3(标准状态下)
回转式烟气换热器设有空气吹扫系统和高、低压冲洗水系统。
烟气系统的增压风机采用轴流式动叶可调风机。
脱硫烟气系统的进出口挡板门采用带密封的双挡板门,密封装置设置2×100%容量的密封风机(一台备用),FGD装置运行与停运时的密封介质分别为净烟气和空气。
脱硫系统设置100%容量的烟气旁路烟道,旁路烟道采用双挡板。在锅炉启动阶段和烟气脱硫设备停止运行时,FGD进出口挡板门关闭,旁路烟道挡板门打开,来自锅炉引风机的烟气由旁路烟道直接进入烟囱排放。旁路烟道挡板门具有快开功能。
(4) 石膏脱水系统 从吸收塔排出的石膏浆液经水力旋流器浓缩至含固量为40%-50%
后,进入真空皮带脱水装置进行脱水。经脱水处理后的石膏表面含水率不超过10%,脱水后的石膏由皮带输送机送入石膏库中存放,水力旋流器分离出来的溢流液一部分进入废水排放系统,一部分则返回吸收塔循环使用。
为控制脱硫石膏中氯离子的含量,确保脱硫石膏品质,在石膏脱水过程中用工艺水对石膏及滤布进行冲洗。石膏过滤水收集在滤液水箱内,然后由滤液水泵送到吸收塔和湿式球蘑机。
设置两台真空皮带脱水机,每台真空皮带脱水机的处理按照两套FGD装置石膏总产量的75%设计,配置两台水环式真空泵,一台运行一台备用。设两台石膏储仓,其有效容积按能够储存BMCR运行工况下两台锅炉运行7天所产生的石膏设计。 (5) 废水排放系统和处理系统 两套脱硫装置设置一套废水排放和处理系统。
根据脱硫工艺的要求,脱硫系统需要连续的排放一定量的废水以维持吸收塔浆池适当的氯离子浓度。石膏浆液旋流器的溢流液中一部分送到废水水箱,由废水旋流器给水泵送到废水旋流器进一步浓缩,废水旋流器的底流返回吸收塔,含有1.2%
固体颗粒的废水旋流器溢留经过废水输送泵送至废水处理系统,处理达标后排放。 (6)工艺水、闭式冷却水系统 两套脱硫装置共用一套工艺水、闭式冷却水系统,工艺水从主厂房工业水系统直接接入脱硫工艺水箱,然后由工艺水泵送至脱硫系统各用水点,主要包括:a 吸收塔浆池 制浆系统 真空皮带脱水装置用水 b 烟气冷却器用水 c GGH用水 d 设备冲洗水 e 所有浆液输送设备 输送管路 储存箱的冲击水
闭式循环冷却水从炉后闭式循环冷却水管接出供增压风机、氧化风机设备冷却用水,其回水回收至炉后闭式冷却水回水管。
(6) 浆液排放与回收系统 两套脱硫装置设置一套浆液排放和回收系统。FGD装置的浆
液管道的浆液泵等,在停止运行时需要进行冲洗,其冲洗水就近收集在吸收塔旁边的集水坑内,然后用泵送至石膏浆液事故浆液箱或吸收塔浆池。吸收塔浆池需要排空进行检修时,塔内浆液通过排浆泵排入事故浆液池。在吸收塔重新启动前,通过泵将事故浆液箱的浆液送回吸收塔。每台吸收塔旁边设置一个集水坑,两套FGD装置共用一个事故浆液池。
(7) 杂用/仪用空气系统 脱硫工程的阀们控制方式为电动,供仪表吹扫的仪用压缩空气
和供设备检修的杂用空气均从主厂房接入,脱硫系统不在设置。 CT-121脱硫工艺主要存在以下问题
A 吸收过程动力消耗大 接触吸收方式为鼓泡反应方式,因此会加大反应塔的压力损失,尤其在为了获得较高的脱硫效率时。
B 烟气温度降低太多 由于烟气是从液体中涌出,因此净化后的烟气温度低,需要安装烟气在热装置,以满足烟气温度的抬升高度及防止烟囱的腐蚀。
C 设备需要防腐处理 由于反应塔内处于底PH值运行状态,因此需要假装防腐内衬。 2.1.2 ABB公司的LS-2工艺
ABB公司在传统的空塔技术基础上,开发了新一代湿法脱硫系统,命名为LS-2,现在已经在Edison Niles电厂建成了工业示范装置。
LS-2系统的成本下降主要得益于吸收塔的减小。采用ABB辊式中速磨的干式石灰石制粉系统也使成本下降了,而且一次脱水也进行了优化并与吸收系统结合起来。设计的筒化使得工程设计及建设周期大大缩短。Niles 示范工程的设计建设用了21个月,远远少于该行业当前的标准。
(1) 吸收塔的设计 LS-2吸收塔设计基于ABB空式喷淋塔技术,采用了高烟气表面速
度,细石灰石粉,从而大大减少了吸收塔尺寸。LS-2吸收塔采用的联箱为新型专利设计,它的喷雾浓度大,可以采用较少的喷嘴层数,由此降低塔高。
(2) 喷嘴设计 LS-2喷嘴区基于传统的空塔技术,并采用了高烟气流速及全新的集箱
设计。将烟气流速从3m/s提高到5.54-6.1m/s.ABB全尺寸的高流速实验和EPRI高硫煤研究中心均证实,提高吸收塔流速可以大大增加脱硫的传质速率.在脱硫率不变的条件下,烟速从2.3m/s提高到4.3m/s,液气比减少32%,相应的传质速率增加50%。为适应空塔高烟气流速,采用了新型的ABB专利喷淋系统,具有较高的喷淋密度,可减少喷雾层,缩短吸收塔高度。
(3) 反应罐 反应罐是吸收塔的主体部分,它提供滞留时间以完成一系列的化学反应,
常规反应统计停留时间为6min,而LS-2停留时间按3min设计。石灰石粒度要求高,要求99.5%通过325目(44微米),这可用ABB的raymond滚轮磨粉机来满足。
(4) 除雾器 采用ABB开发的专利除雾器。LS-2系统设计二级除雾器,在水平烟道与
吸收塔的拐弯处装设一级水平倾角30度的大雾滴除雾器,它在高速流下运行时仍可按要求疏水。在水平烟道内装一级4通道常规卧式人字形除雾器。
2.1.3 优化双循环湿式FGD工艺
优化双循环湿式洗涤技术最先是美国research-cottrel(RC)公司20世纪60年代开发的。自70年代以来应用在美国的各种电厂,80年代初该技术转让给德国诺尔-克尔茨公司,并得到了进一步发展。该工艺采用石灰石浆作为反应剂,运行极为可靠,适用于大型锅炉。
优化双循环湿式洗涤法是一种单塔两段法,塔内分为两段,既吸收塔上段和吸收塔下段。烟气与塔内不同PH值的吸收液接触,达到脱硫的目的。
吸收塔上下段分别由循环泵循环,称为上循环和下循环。石灰石浆液一般单独引入上循环,但也可以同时引入上下两个循环。
(1) 吸收塔下段 当烟气切向或者垂直方向进入塔内时,烟气与下循环液接触,被冷却到饱和温度,下循环浆液的一部分由上循环液补充,因此含有未反应的石灰石。