烟气脱硫设计

目录

一、课程设计目的 (2)

二、设计课题内容与要求 (2)

1、已知参数 (2)

2、设计条件 (2)

3、设计内容 (3)

4、流程说明 (3)

三、课程设计正文 (6)

1、原始数据 (6)

2、燃料灰渣计算 (8)

3、FGD进口烟气量计算 (9)

4、石灰石与石膏耗量 (13)

5、除尘器出口飞灰浓度 (13)

6、吸收塔设计计算 (14)

7、烟气特性汇总 (17)

四、小结与致谢 (17)

1、计算结果分析 (17)

2、本设计的优缺点 (18)

3、设计感想 (18)

五、附录（图） (19)

六、参考文献 (19)

一、课程设计目的

通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解烟气脱硫工程设计中物料衡算的内容、方法及步骤，培养学生工程设计计算、绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。

二、设计课题内容与要求

1、已知参数

（1）校核煤质（详细数据见参考指导书）。

（2）上海锅炉有限公司 SG220/9.8-M671 型号锅炉（详细数据见参考书）。

（3）环境温度20℃，空气中的水质量含量1%。

CaCO含量90%。

（4）石灰石品质：3

（5）电除尘器除尘效率99.7%。

（6）除尘器漏风系数0.03%。

（7）增压风机漏风系数0.01%。

2、设计条件

（1）脱硫效率 90%

（2）氧化倍率 2

（3）Ca/S摩尔比 1.03

（4）烟气流速 4.0m/s

（5）雾化区停留时间 2.5s

（6）液气比 133

/m

L

（7）停留时间 5s

3、设计内容

（1）燃料灰渣斗计算。

（2）FGD系统延期量计算。

（3）石灰石与石膏耗量计算。

（4）除尘器出口飞灰计算。

（5）设计计算（氧化风量、蒸发水量、脱硫反应热、吸收塔内放热、水蒸发吸收、水平衡、石灰石用量、石膏产量、吸收塔尺寸、氧化槽尺寸核算等）。

（6）对本设计的评述或有关问题的分析讨论。

（7）吸收塔工艺流程图，并在图上标注系统主要的烟气流量与

SO浓度参数。

2

（8）设计结果及概要一览表。

4、流程说明

本课程设计采用的工艺为石灰石—石膏湿法全烟气脱硫工艺，吸收塔采用单回路喷淋塔工艺，含有氧化空气管道的浆池布置在吸收塔底部，氧化空气空压机（1用1备）安装独立风机房内，用以向吸收塔浆池提供足够的氧气和空气，一边亚硫酸钙进一步地氧化成硫酸钙，形成石膏。

FGD工艺系统主要由石灰石浆液制备系统、延期系统、

SO吸收系统、排空及事

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故浆液系统、石膏脱水系统、工艺水系统、废水系统、杂用和仪用压缩空气系统等组成。

工艺系统设计原则包括：

（1）脱硫工艺采用湿式石灰石—石膏法。

（2）脱硫装置采用一炉一塔，每套脱硫装置的烟气处理能力为一台锅炉BMCR工况时的烟气量。石灰石浆液制备和石膏脱水为两套脱硫装置公用。脱硫效率按大于等于90%设计。

（3）脱硫系统设置100%烟气旁路，以保证脱硫装置在任何情况下不影响发电机组的安全运行。

（4）吸收剂制浆方式采用石灰石粉，在吸收剂浆液制备区加水制成浆液。

（5）脱硫副产品—石膏脱水后含游离水含量小于10%，为综合利用提供条件。当脱硫石膏综合利用困难时，石膏脱水后经汽车运输抛弃至灰场。

烟气系统

1、工艺描述

从锅炉引风机后的总烟道上引出的烟气，通过增压风机升压接入烟气—烟气换热器降温，然后再进入吸收塔。在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾后，又经烟气—烟气换热器升温至80℃以上，再接入主体发电工程的烟道经烟囱排入大气。在主体发电工程烟道上设置旁路挡板门，当锅炉启动、FGD装置故障、检修停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。

2、设计原则

每台炉系统中设置一台静叶可调轴流式增压风机，其性能适应锅炉负荷变化的要求。设置烟气换热器，利用原烟气的热量加热净烟气。在设计条件下能保证烟囱入口的延期温度不低于80℃。在任何低负荷情况下，保证烟囱入口的延期温度不低于70℃。

在烟气脱硫装置的进、出口烟道上设置双挡板门用于锅炉运行期间的脱硫装置的隔断和维护，在旁路烟道上装设单挡板门。系统设计合理布置烟道和挡板门，考虑锅炉低负荷运行工况。

吸收系统

1、工艺描述

石灰石浆液通过循环泵从吸收塔浆池送至塔内喷嘴系统，与烟气接触发生化学反应吸收烟气中的

SO，在吸收塔循环浆池中利用氧化空气将亚硫酸钙氧化生成硫酸

2

钙。石膏排出泵将石膏浆液从吸收塔送到石膏脱水系统，脱硫后烟气夹带的液滴在吸收塔出口的除雾器中收集。

SO吸收系统包括：吸收塔、吸收塔浆液循环和搅拌、

2

石膏浆液排出、烟气除雾和氧化空气等几个部分，还包括辅助的放空、排空设施。

3、设计原则

SO吸收设备尽可能模块化设计。包括吸收塔和整个循环浆池。液柱的设计能保2

证

SO的去除量。

2

吸收浆液将从搅拌的吸收塔浆液池由泵送至喷嘴系统，浆液向上喷射，并在重

力作用下回到反应池，在上升和下降过程中吸收

SO，吸收浆液将收集在吸收塔浆池

2

内返回喷嘴循环利用。

吸收塔循环浆池中无需加入硫酸或其他化合物就能用就地增强浆液氧化的方法完成亚硫酸钙的氧化。吸收塔循环浆池溶剂保证吸收塔排出石膏的品质要求。

尽可能通过消除死角和其他诸如在贮槽中设置搅拌器的措施来避免浆液沉淀。吸收塔地面完全排空液体。

石灰石浆液制备系统

1、工艺描述

将石灰石粉通过管道送入钢制石灰石粉仓内，再由称重给料机送到石灰石浆液箱内加水制成浆液，然后经石灰石浆液泵送至吸收塔。

2、设计原则

石灰石粉仓的设计有除尘装置，石灰石粉仓的容量按两台锅炉在BMCR工况运行5天的吸收剂耗量设计。全套吸收剂供应系统满足FGD所有可能的负荷范围。

石膏脱水系统

1、工艺描述

吸收塔的石膏浆液通过石膏排出泵送出，浓缩后的石膏浆液进入真空皮带脱水机，进入真空皮带脱水机的石膏浆液经脱水处理后表面含水率不大于10%，由皮带输送机送入石膏储存间存放待运，可供综合利用。石膏旋流站出来的溢流浆液进入滤布冲洗水收集池，用泵送回吸收塔。石膏旋流站浓缩后的浆液全部送到真空皮带机进行脱水运行。

为了控制脱硫石膏中氯离子等成分的含量，确保石膏品质，在石膏脱水过程中用水碓石膏及滤布进行冲洗，石膏过滤水收集在滤液箱中，然后用泵送到石灰石制浆系统或返回吸收塔。

2、设计原则

每台炉设一套石膏旋流站。一套石膏旋流站各有一个石膏浆液缓冲箱，并配有搅拌器。系统设置一台真空皮带脱水机。系统设置一个石膏储存间。石膏储存间设有铲车等装运设施。

排放及事故系统

工艺描述和设计原则

FGD内设置一个事故浆液箱，事故浆液箱的容量能够满足单个吸收塔检修排空时和其他浆液排空的要求。

吸收塔浆池检修需要排空时，吸收塔的石膏浆液输送至事故浆液箱。

事故浆液箱设浆液返回泵（将浆液送回吸收塔）一台。

FGD装置的浆液管道和浆液泵等，在停运时进行冲洗，其冲洗水就近收集在各个区域设置的集水坑内，然后用泵送至事故浆液箱或吸收塔浆池。

三、课程设计正文

1、原始数据

2、燃料灰渣计算

3、FGD进口烟气量计算

4、石灰石与石膏耗量

5、除尘器出口飞灰浓度

6、吸收塔设计计算

7、烟气特性汇总

四、小结与致谢

1、计算结果分析

⑴脱硫塔热平衡分析：吸收塔内放热37678954kJ/h，蒸发水吸收36670489 kJ/h，余热为1008465kJ/h，热偏差为-2.7%，小于4%设计要求。故本设计合理，符合实际情况。

⑵脱硫塔水平衡分析：吸收塔进出口水量均为47894kg/h,处于平衡状态，故设计合理。

⑶脱硫效率分析：FGD脱硫塔进口二氧化硫浓度为3955.758mg/Nm3，出口SO2浓度为351.6 mg/Nm3，脱硫效率大于90%，符合设计要求。

2、本设计的优缺点

优点：思路明确，条理清晰，计算完整，详细，利用EXCEL计算软件进行计算，效率得到很大提高且便于数据处理与调整。

缺点：计算不够精细，公式繁杂！数据取值的随机性较大，准确性值得商榷。

3、设计感想

经过两周的奋战我的课程设计终于完成了，在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白，学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是没学会的，的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

在此要感谢我们的指导老师谭老师对我们悉心的指导，感谢老师给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教

等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。

五、附录（图）

六、参考文献

[1] 孙克勤、钟秦等编《火电厂烟气脱硫系统设计、建造和运行》，北京：化学工业出版社，2005。

[2] 苏亚欣等编《燃煤氮氧化物排放控制技术》，北京：化学工业出版社，2004。

[3] 郭东明等编《脱硫工程技术与设备》，北京：化学工业出版社，2007。

[4] 钟秦等编《烟气脱硫脱销技术及工程实例》，北京：化学工业出版社，2007。

[5] 王文宗、武文江等编《火电厂烟气脱硫及脱销实用技术》，中国水利水电出版社，2009。

[6] 叶江明等编《电厂锅炉原理及设备》，中国电力出版社，2007。

[7] 钟秦、陈迁乔等编《化工原理》（第二版），2007.8。