【潤和興】脫硫塔脫硫工藝—石灰石——石膏濕法煙氣脫硫

石灰石——石膏濕法煙氣脫硫是已經(jīng)和的煙氣脫硫中的，占安裝煙氣脫硫裝置總?cè)萘康?5以上。點是商業(yè)應(yīng)用時間長，工藝成熟，配套設(shè)備，工作穩(wěn)定，操作簡單，脫硫效率可達(dá)到95以上，可靠性達(dá)95以上。吸收劑為石灰石粉，資源豐富，廉，使用安全；副為脫硫石膏，可用作水泥添加劑、農(nóng)業(yè)土壤調(diào)節(jié)劑，或進(jìn)一步清洗、均化、除雜后，生產(chǎn)建筑用石膏板等。
石灰石——石膏濕法煙氣脫硫廣泛應(yīng)用于火電廠、冶金、各種工業(yè)鍋爐、窯爐、水泥工業(yè)、玻璃工業(yè)、化工工業(yè)、有色冶煉等燃燒設(shè)備煙氣中SO2的控制。
一、工藝流程
石灰石——石膏濕法煙氣脫硫裝置主要由煙氣系統(tǒng)、石灰石漿液制備系統(tǒng)、煙氣吸收及氧化系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、煙氣連續(xù)系統(tǒng)（CEMS）以及自動控制系統(tǒng)和公用工程系統(tǒng)等組成。工藝流程如圖示。
一定濃度的石灰石漿液連續(xù)從吸收塔頂部噴入，與經(jīng)過增加風(fēng)機(jī)增壓后進(jìn)入吸收塔的煙氣發(fā)生接觸。在煙氣被冷卻洗滌的過程中，煙氣中的SO2被漿液中的碳酸鈣吸收生成亞硫酸鈣而成為凈化煙氣，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除去煙氣中的小霧滴，從吸收塔上部排出，進(jìn)入。向吸收塔底部的溶液中鼓入空氣，溶液中的亞硫酸鈣被氧化成為硫酸鈣物——石膏。吸收塔底部的溶液是石灰石、石膏組成的漿狀混合物，其部分被強制在塔內(nèi)循，部分作為產(chǎn)物排出而成為脫水石膏。
二、工藝原理
石灰石——石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中主要的化學(xué)反應(yīng)包括：
1. SO2的吸收
2.與石灰石的反應(yīng)
3.氧化反應(yīng)
4.CaSO4晶體生成
總的反應(yīng)方程式為：
SO2(g)+ CaCO3（s）+2H2O(l)+1/2O2（g）→CaSO4·2H2O(s)+CO2(g)
三、脫硫系統(tǒng)的主要設(shè)備
1.煙氣系統(tǒng)
煙氣系統(tǒng)由煙氣擋板門、旁路煙氣擋板門、鋼制煙道、脫硫增壓風(fēng)機(jī)等組成。
原煙氣經(jīng)煙道、煙氣擋板門進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)，經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓后進(jìn)入吸收塔。增壓風(fēng)機(jī)為煙氣提供壓頭，使煙氣能克服吸收塔入口吸收塔之間的阻力。
通過切換旁路煙氣擋板和煙氣擋板的開關(guān)，實現(xiàn)脫硫裝置運行和脫硫裝置旁路運行，在工況條件下均不影響燃燒設(shè)備的安全運行。
2.石灰石漿液制備系統(tǒng)
石灰石漿液制備系統(tǒng)主要由石灰石粉倉、振動料斗、石灰石粉稱重設(shè)備、螺旋給料機(jī)、漿液制備機(jī)、漿液輸出泵組成。
石灰石粉由振動料斗從貯倉中排入稱重斗計量后，由螺旋給料機(jī)輸送給漿液制備機(jī)，按比例加水?dāng)嚢杈鶆蚝?，用漿液泵輸送到中儲池。石灰石漿液制備系統(tǒng)間歇運行，根據(jù)中儲池液位度確定制備系統(tǒng)的投入。
3.煙氣吸收及氧化系統(tǒng)
煙氣吸收及氧化系統(tǒng)是煙氣脫硫系統(tǒng)的核心，主要包括吸收塔、漿液循泵、氧化風(fēng)機(jī)和除霧器等設(shè)備。
吸收塔為逆流噴淋式，塔體為鋼結(jié)構(gòu)圓柱體，內(nèi)襯不銹鋼薄板。按功能劃分，自下而上依次為底部循池、噴淋洗滌區(qū)、除霧區(qū)。
在底部循池中布置有氧化空氣分布系統(tǒng)，氧化空氣由塔外的羅茨風(fēng)機(jī)提供，其主要作用是將池中的亞硫酸鈣就地氧化成石膏。
底部循池外安裝離心漿液循泵，向噴淋區(qū)的噴嘴連續(xù)輸送漿液。噴淋區(qū)設(shè)置三層噴嘴，每臺泵對應(yīng)一層噴嘴。
除霧區(qū)布置兩級除霧器，可以分離煙氣中大多數(shù)漿液霧滴。每級除霧器都安裝了噴淋水管，通過控制程序進(jìn)行脈沖沖洗，用以去除除霧器表面上的結(jié)垢和補充因煙氣飽和而帶走的水分，以維持吸收塔內(nèi)要求的液位。
4．石膏脫水系統(tǒng)
石膏脫水系統(tǒng)主要包括石膏排出泵、石膏旋流器、真空皮帶脫水機(jī)、廢水旋流器、石膏旋流器溢流池、廢水旋流器底流池、廢水沉淀池等。
循池底部的漿液通過石膏排出泵送石膏旋流器進(jìn)行脫水，使石膏旋流器底流石膏固體含量達(dá)到50左右，底流直接送真空皮帶脫水機(jī)進(jìn)一步脫水含水率達(dá)10左右后，落入石膏貯存間。石膏旋流器溢流進(jìn)入石膏旋流器溢流池，由離心泵送廢水旋流器再脫水，廢水旋流器底流進(jìn)入廢水旋流器底流池，由泵送回吸收塔。廢水旋流器溢流流入廢水沉淀池，沉淀后排入廢水管網(wǎng)。
5. 公用工程系統(tǒng)
公用工程系統(tǒng)包括工藝水系統(tǒng)、壓配電系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)。
工藝水系統(tǒng)設(shè)有工藝水箱，配2臺工藝水泵，主要用于制漿加水，同時也用作清洗除霧器、輸送管道的沖洗水。
壓配電系統(tǒng)向脫硫系統(tǒng)提供380/220V動力和照明的中性點直接接地電源。
壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)置儀用空氣儲氣罐，儀表氣送到脫硫裝置內(nèi)的各個氣動閥，并用作煙氣測量裝置和分析裝置的沖洗氣。
6.煙氣連續(xù)系統(tǒng)（CEMS）
煙氣連續(xù)系統(tǒng)用于實時測量脫硫裝置煙氣參數(shù)，為調(diào)整脫硫裝置運行參數(shù)提供數(shù)據(jù)，確保脫硫裝置正常運行，并為脫硫裝置性能考核提供數(shù)據(jù)，其點分別設(shè)在煙氣脫硫裝置和，其中項目少包括煙塵、SO2、O2、流量、溫度、壓力，項目為SO2、O2，并與煙氣脫硫裝置的控制系統(tǒng)連網(wǎng)。
煙氣連續(xù)系統(tǒng)包括煙塵子系統(tǒng)；SO2、O2子系統(tǒng)；煙氣參數(shù)（壓力、流量、溫度）子系統(tǒng)；系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)及遠(yuǎn)程子系統(tǒng)。其中SO2、O2子系統(tǒng)包括取樣、過濾、壓力調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)、有害或干擾成分處理等主體部分以及旁路系統(tǒng)、多點轉(zhuǎn)換、管線吹掃、氣體混合，化學(xué)反應(yīng)或轉(zhuǎn)化、管線伴熱、排氣、排液等輔助部分。
7.自動控制系統(tǒng)
煙氣脫硫裝置采用分散控制系統(tǒng)。在裝置正常運行工況下，對脫硫裝置的運行參數(shù)和設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行實時，并能自動維持SO2等的濃度在正常范圍內(nèi)，以達(dá)到的脫硫效率等主要；能完成整套系統(tǒng)的啟動和停止控制；在出現(xiàn)事故的情況下，能自動進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)鎖，停止相應(yīng)的設(shè)備甚整套脫硫裝置的運行。
脫硫裝置主要設(shè)置以下控制系統(tǒng)；
（1）增壓風(fēng)機(jī)壓力、流量控制
在脫硫系統(tǒng)投入（旁路煙氣擋板門關(guān)閉、煙氣擋板打開）和撤出（旁路煙氣擋板打開、煙氣擋板關(guān)閉）及燃燒設(shè)備負(fù)荷發(fā)生超范圍波動時，增壓風(fēng)機(jī)壓力、流量控制系統(tǒng)可保持增壓風(fēng)機(jī)入口的壓力、流量在設(shè)定范圍內(nèi)，以燃燒設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行。
（2）吸收塔PH值控制
吸收塔漿液的PH值是脫硫裝置運行中需要重點控制的參數(shù)，它是影響脫硫效率、氧化率、鈣利用率的主要因素之一。漿液的PH值，有利于脫除SO2，但會對脫硫產(chǎn)物的氧化起抑制作用，造成結(jié)垢、堵塞，因此，通?？刂芇H值在5—6之間。
測量吸收塔前原煙氣的煙氣量、SO2濃度和凈化煙氣中SO2濃度，計算進(jìn)入吸收塔中的SO2總量和脫硫效率，據(jù)此控制漿液循泵流量和加入到吸收塔中的石灰石漿液流量。
吸收塔漿液的PH值作為SO2吸收過程的校正值參與調(diào)節(jié)。
（3）吸收塔液位控制
吸收塔石灰石漿液供應(yīng)量、石膏排出量及煙氣進(jìn)入量等因素的變化造成吸收塔的液位波動。根據(jù)測量的液位值，調(diào)節(jié)除霧器沖洗時間間隔，實現(xiàn)液位的穩(wěn)定。
（4）石膏漿液濃度、流量控制
在石膏漿液排出泵管道裝設(shè)漿液濃度計，根據(jù)值與設(shè)定值的差值控制石膏漿液排出泵的運行與流量調(diào)節(jié)。
（5）石灰石漿液濃度控制
根據(jù)時間SO2脫除量計算制漿機(jī)中石灰石粉的加入量，并按要求的濃度加入工藝水。
除上述主要控制系統(tǒng)外，還設(shè)置石灰石粉倉料位、石灰石制漿機(jī)液位、中儲池液位、石膏旋流器溢流池液位計、廢水旋流器底流池液位控制及吸收塔漿液中氯離子濃度。