烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型
烟气脱硫FGD设备及工艺原理讲义
烟气脱硫FGD设备及工艺原理讲义一、概述烟气脱硫FGD是一种用于减少烟气中SO2含量的环保设备，广泛应用于火力发电厂、燃煤锅炉等工业生产中。
FGD工艺通过将含有SO2的烟气与吸收剂接触，最终形成硫酸盐，并将其分离出处理。
本讲义将介绍烟气脱硫FGD设备及其工艺原理。
二、FGD设备1.洗涤塔洗涤塔是烟气脱硫FGD的主要设备，主要由吸收塔、喷嘴、泵站、底部料液分离器等组成。
烟气通过洗涤塔时，与喷入的吸收剂充分接触，SO2被吸收生成硫酸溶液，烟气中的SO2含量得以降低。
2.氧化风机氧化风机主要作用是将洗涤塔中吸收的二氧化硫气体氧化成亚硫酸气体，进一步加速反应的进行。
通常选择使用压力风机或离心风机。
3.除雾器除雾器主要用于防止SO2吸收后形成的硫酸雾进入大气中，从而对环境和人体造成伤害。
除雾器可采用湿式或干式结构，使得硫酸雾物理或化学地沉降。
三、FGD工艺原理1.化学反应烟气脱硫FGD过程中，主要发生以下化学反应：SO2 + CaCO3 + 1/2O2 + H2O → CaSO4•2H2O + CO2化学反应中，烟气中的SO2与吸收剂CaCO3产生反应生成硫酸盐CaSO4•2H2O。
这个反应是FGD工艺中的核心反应。
2.吸收与再生烟气中的SO2通过洗涤塔与吸收剂接触吸收，形成硫酸盐。
硫酸盐随后经过氧化风机的氧化反应，形成亚硫酸盐。
最后，亚硫酸盐通过再生装置进行再生，得到纯净的吸收剂，并且产生浓缩的硫酸。
3.处理副产品FGD工艺除了可以减少烟气中SO2的含量外，还能产生有价值的副产品硫酸。
硫酸可作为化肥原料或者工业原料使用，具有较高的经济价值。
以上就是对烟气脱硫FGD设备及工艺原理的简要介绍，FGD工艺在环保和资源利用方面具有重要意义，对减少大气污染和促进资源回收利用具有重要作用。
烟气脱硫FGD设备及工艺原理四、FGD工艺的应用1.环保效果烟气脱硫FGD工艺可以有效降低燃煤电厂和工业锅炉等设施排放的二氧化硫，减少大气中的酸雨、酸性沉积物等问题，保护生态环境，改善空气质量。
火力发电厂烟气循环流化床半干法脱硫系统设计规程
火力发电厂烟气循环流化床半干法脱硫系统设计规程1.引言烟气循环流化床半干法脱硫系统是一种常见的烟气脱硫技术，其主要原理是利用石灰浆液对烟气中的二氧化硫进行吸收和中和，从而达到脱硫的目的。
本规程旨在对烟气循环流化床半干法脱硫系统的设计进行详细的规定和要求，确保系统的安全、高效运行。
2.系统组成烟气循环流化床半干法脱硫系统主要由脱硫反应器、吸收塔、排灰装置、循环系统、浆液制备系统、废水处理系统等组成。
各个部件的设计应符合相关标准和规定，保证系统的稳定性和可靠性。
2.1脱硫反应器脱硫反应器是烟气循环流化床半干法脱硫系统的核心部件，其设计应考虑到烟气流动、固体颗粒吸附和反应等因素，保证脱硫效果和系统运行的稳定性。
2.2吸收塔吸收塔是用来将石灰浆液与烟气进行接触和反应的设备，其设计应考虑到吸收效果、塔内气液流动性能和填料选择等因素，确保烟气中的二氧化硫得到有效吸收和中和。
2.3排灰装置排灰装置用于将脱硫反应器中产生的固体废物进行处理和排放，其设计应考虑到固体废物的处理方式和排放标准，保证系统的环保性。
2.4循环系统循环系统用于将脱硫反应器中的循环床料进行回收和再利用，其设计应考虑到循环床料的输送和处理方式，保证系统的稳定性和运行效率。
2.5浆液制备系统浆液制备系统用于制备石灰浆液，其设计应考虑到石灰的制备方式、浆液的浓度和稳定性等因素，保证脱硫反应的充分和持续进行。
2.6废水处理系统废水处理系统用于处理脱硫过程中产生的废水，其设计应符合相关的环保标准和要求，保证废水排放达标并符合环保要求。
3.设计要求烟气循环流化床半干法脱硫系统的设计应符合以下要求：3.1脱硫效率要求系统设计应保证对烟气中的二氧化硫的脱除率达到环保要求的标准，保证系统的排放标准符合国家规定。
3.2设备稳定可靠系统设计应保证各个设备的稳定性和可靠性，防止因设备故障导致系统不能正常运行，从而影响脱硫效果和运行安全。
3.3运行经济性系统设计应考虑到设备的运行经济性，尽量减少能源消耗和运行成本，提高系统的经济效益。
烟气脱硫吸收塔系统原理
三、能：
烟气进入吸收塔内，自下而上流动与喷淋层喷射向 下的石灰石浆液滴发生反应，吸收SO2、SO3、HF、HCl 等气体。吸收塔采用先进可靠的喷淋塔，系统阻力小， 塔内气液接触区无任何填料部件，有效地杜绝了塔内堵 塞结垢现象。石灰石浆液制备系统制成的新石灰石浆液 通过石灰石浆液泵送入吸收塔浆液池内，石灰石在浆液 池中溶解并与浆液池中已经生成石膏的浆液混合，由吸 收塔浆液循环泵将浆液输送至喷淋层。浆液通过空心锥 型喷嘴雾化，与烟气充分接触。在吸收塔浆液池中部区 域，氧化风机供给的空气通过布置在浆液池内的喷枪与 浆液在搅拌器的协助下进一步反应生成石膏 （CaSO4·2H2O）。
11
三、主要设备作用及结构 5 除雾器
12
功能与原理 除雾器用于分离烟气携带的液滴，防止冷烟气腐
蚀烟道等 。本系统除雾器，是利用液滴与固体表面 的相互撞击而将液滴凝聚并捕集。气液通过曲折的挡 板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞在挡板上被 捕集。经过净化处理的烟气流经一级管式+屋脊除雾 器，在此处将烟气携带的浆液微滴除去。从烟气中分 离出来的小液滴慢慢凝聚成比较大的液滴，然后沿除 雾器叶片的下部往下滑落，直到浆液池。经洗涤和净 化的烟气流出吸收塔，后经净烟道排入烟囱。
吸收塔搅拌器外观图
侧式 搅拌器叶片（吸收塔内）
吸收塔搅拌器的作用： 1、防止浆液沉淀； 2、使氧气在浆液中分布均
匀； 3、使反应物更加充分接触
反应。
7
三、主要设备作用及结构
3 吸收塔浆液循环泵
浆液循环泵实物图
吸收塔浆液循环泵安装在吸收塔旁，用于吸收塔内 石膏浆液的循环。浆液循环泵配有油位指示器、联轴器 防护罩等。
氧化空气系统是吸收系统的一个重要组成部分，氧化空气的功能是促使吸收塔浆 液池内的亚硫酸氢根氧化成硫酸根，从而增强浆液进一步吸收SO2的能力，同时使石 膏得以生成。氧化空气注入不充分或分布不均匀都将会引起吸收效率的降低，严重时 还可能导致吸收塔浆液池中亚硫酸钙含量过高而结垢，甚至发生亚硫酸钙包裹石灰石 颗粒使其无法溶解。因此，对该部分的优化设置对提高整个设备的脱硫效率和石膏产 品的质量显得尤为重要。
烟气循环流化床(CFBFGD)干法脱硫工艺介绍.
2.5
%
CaCO3 etc
2.3
%
Ca(OH)2
0.4
%
CaCl2·2H2O
0.3
%
CaF2
0.1
%
飞灰和中性成分
85.9
%
自由水分
0.5
%
成分为估计值，并随飞灰，SO3和CaO中的中性成分的量的变化 而变化。
谢谢观赏！
撰写：郑彬，万驰
6.09
Vol%
备注 标准、湿 标准、干
4．3 烟气中有害成分量 (相对于含氧6%，标准，干基)
SO2 SO3 HCl HF 灰分
原烟气 净化烟气 单位 效率 (-%)
2251
225
90
0
mg/m3
99
50
2.5
mg/m3
95
20
1
mg/m3
95
30000
200
mg/m3
99．9
4.4消耗量
参数
三 循环流化床脱硫技术特点及其运用范围
1) 塔内没有任何运动部件，磨损小，设备使用寿 命长维护量小。
2) 脱硫效率高、运行费用低。 3) 加入吸收塔的消石灰和水是相对独立的，没有
喷浆系统及浆液喷嘴，便于控制消石灰用量及喷 水量，容易控制操作温度。 4) 负荷适应性好。由于采用了清洁烟气再循环技 术，以及脱硫灰渣循环等措施，可以满足不同的 锅炉负荷要求。锅炉负荷在10%～110%范围内变 化，脱硫系统可正常运行。
在文丘里出口扩管段设一套喷水装置，喷入的雾化 水一是增湿颗粒表面，二是使烟温降至高于烟气露点 20℃左右，创造了良好的脱硫反应温度，吸收剂在此 与SO2充分反应.
净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出，然后进 入脱硫除尘器（可根据需要选用布袋除尘器或电除尘 器），再通过引风机排入烟囱。由于排烟温度高于露 点温度20℃左右，因此烟气不需要再加热，同时整个 系统无须任何的防腐。
湿法烟气脱硫喷雾吸收塔设计概要
硫磷设 计 与粉体 工程
２０ ０ ７年 第 ４期
Ｓ Ｐ ＆ ＢＭＨ ＲＥ Ａ Ｄ Ｅ Ｌ ＴＥ ＮＧＩ ＥＥ Ｎ Ｎ ＲＩ Ｇ ・１ ・ ９
湿 法烟 气 脱 硫 喷 雾 吸收 塔 设 计概 要
姚 雪 龙 （ 中国石化集 团南 京设 计 院 ， 江苏 南京
０ ２Ｘ１ 、 ０
（ ９ ０ ） ＋ Ｐ＋ ８Ｘ１ （） ９ （０ １）
道 采用 Ｄ １０的超 高分 子量 聚 乙烯管 ； Ｎ５ 输送 管道 初
３ ８ 一 ｐ＋ ８Ｘ１ ．４Ｘ１ （ ９ ） ０ ０ 卸 ＝（ ９ Ｐ一 ８Ｘ１ ） ０
始端的压力 Ｐ ２０ Ｐ ， 取 ９ ａ初始输送速度 取 ３ ／ 。 ｋ ｓ ｍ 通过输送系统压力降 的计算 ， 验证 了本设计参数的
中图分类号 ：Ｑ ５ ．２ Ｔ ｏ １８
文献标识 码 ： Ｂ
文章 编号 ：０ ９—１０ （ ０７ ０ １０ ９４ ２ ０ ）４—０ １ ０ ０ ９— ４
１ 概 况
煤 是供 应 我 国能 耗 的 主要 来 源 ， 尽管 近 几年 国 家增加 了对水 力 资源 及 其 他能 源 的开 发 和投 入 ， 但
［ ］ Ｈ Ｂ ｎ ． ｒ ｓｒ ｄ ｐ ｒ ｉｉ ｗｖｌ ｉ ｎｕ ａ ｃ ｏｖ‘ ６ ｏｄ Ｐｅ ｕ ｏ ｅ ｃｏ ｉ ｌ ・ ｏ ｔ ｐｅ ｍ ｔ ｎｅ ｓ ｅ ｒ ｐ ｄ ｔｎｎｏ ｅｃｙ ｉｃ ｙ ｇ［ ］ Ｍ ｎ ｌ Ｎ ｔｅ ｏ ｔ ｏａ Ａ ｔ ｎｍ ｃ ｏｉｙ ｉ Ｊ ． ｏｔ ｙ ｏ ｃｓ ｆ ｈ Ｒ ｙ ｓｏ ｏ ｉ Ｓｃ ｔ， ｎ ｈ ｉ ｅ ｌ ｒ ｌ ａ ｅ
也制 约 了我 国经 济 的持 续 发展 。为此 ， 国家 环 保部 门加 大 了对 环境 整 治 力度 ， 制定 了严 格 的大 气 环保
吸收塔的介绍
1、前言目前，国内引进的烟气脱硫技术很多，以石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术应用最为广泛。
SO2吸收系统是湿法烟气脱硫的核心技术，集中表现在脱硫核心设备——吸收塔设计方面。
比较典型的湿法烟气脱硫吸收塔有喷淋空塔、填料塔、鼓泡塔、液柱塔。
各个公司对石灰石-石膏湿法烟气脱硫经过开发研究，结合许多工程实际经验，不断改进发展完善，形成了具有各自特点的湿法烟气脱硫工艺，即使同样属于同类型吸收塔，也有各自的特点。
本文主要介绍国华荏原环境工程有限责任公司（以下简称“国华荏原”）脱硫核心设备——吸收塔设计特点。
2、国华荏原的吸收塔国华荏原的吸收塔分为除雾区、吸收区、浆池区三部分，吸收塔内部结构见附图。
吸收塔内部结构的工艺设计与吸收塔内部的工艺过程密切相关。
2.1吸收塔内部的工艺过程含有污染物的原烟气进入吸收塔内的吸收区，烟气向上流动，加入吸收塔的吸收剂－石灰石浆液通过浆液循环泵由吸收塔的下部抽出送入吸收塔喷淋层，喷淋层喷嘴喷出的雾状浆液向下流动以逆流方式洗涤烟气。
烟气中的污染物SO2、SO3、HCL和HF与浆液中的石灰石反应，烟气中的灰尘随洗涤浆液进入吸收塔浆池。
净化处理后的烟气流经两级除雾器，将清洁烟气所携带的液滴去除。
同时按特定程序用工艺水对除雾器进行冲洗，进行除雾器冲洗有两个目的，一是防止除雾器结垢堵塞，二是冲洗水同时作为烟气蒸发补充水稳定吸收塔液位。
2.2吸收塔内部的主要化学反应吸收塔内实际的化学反应情况比较复杂,反应是连续进行,而且是可逆的。
化学反应总是处在动态平衡过程中,旧的平衡被打破,新的平衡建立。
吸收塔内部的有如下主要化学反应：2.2.1石灰石的溶解过程：CaCO3 H2O CO2→Ca(HCO3)2CaCO3 2H →Ca2 CO2 H2O2.2.2吸收过程：SO2 H2O→H2SO3HCL H2O→2H CL- OH-HF H2O→2H F- OH-H2SO3→H HSO3-(低PH值时)（吸收区下部）H2SO3→2H SO32-(高PH值时)（吸收区上部）Ca2 2HSO3-→Ca(HSO3)2CaCO3 H HSO3-→CaSO3 CO2 H2OCaCO3 2H SO42-→CaSO4 CO2 H2OCa2 SO32-→CaSO3Ca2 2F-→CaF2Ca2 2CL-→CaCL22.2.3反应产物的氧化：2HSO3- O2→2H SO42-2Ca(HSO3)2 O2→CaSO4 2H2O2CaSO3 O2→2CaSO42.2.4结晶生成石膏：CaSO4 2H2O→CaSO4.2H2OCaSO3 1/2H2O→CaSO3·1/2H2O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4.5—5.5之间。
发电厂烟气脱硫装置吸收塔倒装工艺
发电厂烟气脱硫装置吸收塔倒装工艺杨 洁 徐 斌（南京南化建设有限公司，江苏南京，210044）摘 要吸收塔是电厂烟气脱硫装置中的关键性设备。
倒装法由于在降低费用、缩短工期、减少高空作业量、不受场地限制等方面具有显著的优点，因而在吸收塔的施工技术中被广泛采用。
关键词 发电厂；烟气脱硫；吸收塔；倒装法吸收塔是火力发电厂烟气脱硫装置中的关键性设备，其安装内容主要包括底板、壁板、内部喷淋装置、烟气进出口、外接管座和平台扶梯等。
其中壳体的体积和重量较大，是整个吸收塔安装的关键。
由于火力发电厂实施的脱硫项目多属后期改建，所以可供施工的作业场地往往有限，施工工期也常常应环保部门要求普遍显得较为紧张，这对吸收塔的施工工艺提出了更高要求。
倒装法由于具备降低费用、缩短工期、减少高空作业量、不受场地限制等特点，在吸收塔安装中被广泛采用。
本文以安徽铜陵发电厂6期“以大代小”改扩建2×1000MW超超临界机组脱硫装置吸收塔的安装为例，对倒装工艺进行探讨总结。
1 吸收塔倒装工艺及特点所谓吸收塔倒装法即先进行塔顶的安装，然后进行顶部壳体的安装，直至第一层壳体安装结束的一种便捷、高效的顶升安装法。
1.1施工准备（1）安装施工前，对各工序的施工人员做好岗位培训；（2）技术人员编制吸收塔安装施工技术措施，如安全作业指导书、焊接作业指导书等；（3）组织施工人员熟悉图纸及作业方法，并进行技术、质量、安全交底；（4）对机械及检测设备的性能进行检验，如各种量具及表计、电焊机、吊车等，特别对手动葫芦进行安全检查，防止使用不合格的工器具造成隐患；（5）吸收塔单片设备及材料到现场后，必须进行验收。
设备材料除应有质量证明书外，还应根据现行国家标准做复试检验。
消耗材料，尤其是焊接材料应严格控制。
1.2吸收塔倒装工艺1.2.1 提升机具计算与选择（1）最大顶升载荷计算：最大顶升载荷M max=（M1+M2+M3+M4）K （1）其中，M1（M1=m1+m2+m3+……+m n，m为顶升的分段塔壁重）为顶升的塔壁重；M2为锥顶重；M3为支撑梁重；M4为塔体外壁加强筋、塔体人孔、接管、烟道进出口及附属爬梯重；K为安全系数，一般取1.53。
烟气脱硫脱硝除尘工程经验总结--湿法脱硫工艺及设计
工程经验笔记（废气治理篇）2020年12月编制目录第6章湿法脱硫工艺及设计 (3)1. 基本常识 (3)2. 湿式脱硫常用工艺 (5)2.1 湿式钙法脱硫 (5)2.2 电石渣脱硫 (7)2.3 氨法脱硫 (8)2.4 镁法脱硫 (10)2.5 钠碱法 (11)3. 设备选型及设计 (11)3.1 风机 (11)3.2 浆液制备及供给系统 (12)3.3 吸收及循环系统 (14)3.4 副产物后处理系统 (23)3.5 滤液及地坑系统 (24)3.6 工艺水系统 (25)3.7 电气及仪控 (25)3.8 管路及管口 (25)4. 湿式磨机相关知识 (27)5. 物料消耗 (28)6. 工艺流程图 (28)7. 湿烟囱相关 (31)8. 工程案例及相关问题 (31)8.1 案例一 (31)8.2 案例二 (34)第6章湿法脱硫工艺及设计1. 基本常识（1）酸雨的形成及其危害1）由于CO2是排放，天然降水的本底pH值是5.65，一般将pH值小于5.6的降水称为酸雨。
2）SO2湿沉降有三条途径：①SO2经液相氧化反应生成SO42-，被降水洗脱降到地面；②SO2经气相氧化并与水汽反应生成SO42-，被降水洗脱降到地面；③气态的SO2被降水吸收，生成HSO3-降到地面。
（2）浆液中氯浓度的控制原则不能过高。
氯离子浓度的增高会带来两个不利的影响：（1）降低了吸收液的pH 值，增大SO2的吸收阻力，从而引起脱硫效率的下降和CaSO4结垢倾向的增大；同时，pH值过低会腐蚀设备。
（2）在生产商用石膏的回收工艺中，对副产品石膏的杂质含量有一定的要求，氯离子浓度过高将影响石膏的品质。
一般控制吸收液中氯离子含量低于20000～70000ppm（20～70g/L）。
我国近年建成的湿法石灰石FGD系统一般规定反应罐浆液Cl-浓度的设计者不超20g/L。
FGD 装置的废水主要来自石膏脱水系统的旋流溢流液、真空皮带机的滤液或冲洗水。
脱硫塔设计 (2)
脱硫塔设计1. 引言脱硫技术是指通过化学、物理或生物方法将燃烧烟气中的二氧化硫（SO2）排放物去除的过程。
脱硫塔是脱硫系统的核心设备之一，用于对燃烟气中的二氧化硫进行吸收和去除。
本文将介绍脱硫塔的设计原理、主要组成和操作要点。
2. 设计原理脱硫塔的设计原理基于吸收剂与燃烟气中的二氧化硫之间的反应。
常见的脱硫塔设计原理包括湿法石膏法、氧化法和碱液吸收法。
其中，湿法石膏法是最常用和成熟的脱硫技术，本文将以湿法石膏法为例进行介绍。
湿法石膏法的脱硫反应方程式如下：SO2 + CaCO3 + 1/2O2 + H2O -> CaSO4·2H2O + CO2根据上述反应方程式，可知二氧化硫在湿法石膏法中首先与氧气和水反应生成硫酸，然后与石膏反应生成硫酸钙二水合物，并同时生成二氧化碳。
因此，脱硫塔的设计要考虑到这一反应过程。
3. 主要组成脱硫塔的主要组成包括吸收塔、喷嘴、底板、进气口、出口管道以及循环泵等。
吸收塔是脱硫塔的核心部件，其内部结构包括填料层、液流层和气流层。
填料层用于增大接触面积，提高反应效率；液流层用于吸收剂的循环；气流层用于燃烟气的顺畅通过。
喷嘴通常位于吸收塔的顶部，用于将吸收剂喷洒到填料层上。
喷嘴设计应考虑均匀喷洒、耐腐蚀、防堵塞等因素。
底板位于吸收塔的底部，起到收集液流和分配液流的作用。
底板的设计对于液流分布的均匀性和塔内流体动力学的影响很大。
进气口是燃烟气进入脱硫塔的通道，通常位于吸收塔的顶部。
进气口的设计要考虑到燃烟气的流速、温度和颗粒物的浓度等因素。
出口管道用于将处理过的烟气排放到大气中。
出口管道的设计要满足排放标准，并考虑到防腐蚀、防结露等问题。
循环泵用于将饱和吸收液回流到吸收塔，确保吸收剂的稳定循环。
循环泵的性能和选型对于脱硫塔的运行效率和成本有重要影响。
4. 操作要点脱硫塔的操作要点主要包括吸收剂的选择与配置、进气温度和湿度的控制、液流分配的调整和循环泵的运行监控等。
常见脱硫工艺设备及参数
常见脱硫工艺、设备及参数一.脱硫方法分类脱硫是减少化石燃料（主要指煤）生成的SO2排放到大气中的所有技术手段的通称，常见脱硫方法按照燃烧过程可以分为三类：⑴燃烧前清洁技术：煤炭洗选、煤气化、液化和水煤浆技术；⑵燃烧中清洁技术：循环流化床燃烧、煤气联合循环发电、型煤；⑶燃烧后清洁技术：烟气脱硫技术。
在上述方法中，烟气脱硫技术是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，世界各国研究开发和商业应用的烟气脱硫技术已达200 种之上。
烟气脱硫技术按照反应物的状态可以分为：⑴湿法烟气脱硫；⑵干法烟气脱硫。
湿法烟气脱硫技术主要有石灰石/石灰洗涤法，双碱法、韦尔曼洛德法、氧化镁法和氨法。
据国际能源机构煤炭研究组织调查表明，湿式脱硫占世界安装烟气脱硫的机组总容量的85%，美、德、日等发达国家更达到90%以上。
湿发烟气脱硫技术特点主要有：①脱硫效率高，适用于各种煤种；②脱硫剂利用率高；③占用场地大，一次性投资大；④反应物显液态，需进行水处理；⑤设备易腐蚀，结垢及堵塞。
可以看出，在资金和场地许可的情况下，采用湿法烟气脱硫是较稳妥的方法。
干式烟气脱硫技术主要有喷雾干燥法、炉内喷钙法和循环流化床排烟脱硫法。
其特点主要有：①投资费用较低；②脱硫产物呈干态，并与飞灰相混；③ 无需装设除雾器及烟气再热器；④设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞；⑤吸收剂利用率相对较低，不适用于高硫煤（含硫量〉2%）脱硫；⑥飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；⑦对干燥过程控制要求很高。
干式烟气脱硫技术适用于硫含量低于2%，场地及资金受限制的情况，通常老厂改造适用此方式。
目前循环流化床排烟脱硫法（CFB）在国内电厂的应用较广，仅次于石灰石湿法的应用，已投入使用的最大机组为20 万KW ，且效果不理想。
二.石灰石－石膏湿式脱硫装置构成该法原则上可分为下列结构单元：⑴浆液系统。
由粉仓、磨机、漩流分离站、浆液箱组成。
⑵吸收系统。
由洗涤循环系统、除雾器、氧化系统组成。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
烟气脱硫工艺主要设备吸收塔设计和选型4.1吸收塔的设计吸收塔是脱硫装置的核心，是利用石灰石和亚硫酸钙来脱去烟气中二氧化硫气体的主要设备，要保证较高的脱硫效率，必须对吸收塔系统进行详细的计算，包括吸收塔的尺寸设计，塔内喷嘴的配置，吸收塔底部搅拌装置的形式的选择、吸收塔材料的选择以及配套结构的选择（包括法兰、人孔等）。
4.1.1 吸收塔的直径和喷淋塔高度设计本脱硫工艺选用的吸收塔为喷淋塔，喷淋塔的尺寸设计包括喷淋塔的高度设计、喷淋塔的直径设计4.1.1.1 喷淋塔的高度设计喷淋塔的高度由三大部分组成，即喷淋塔吸收区高度、喷淋塔浆液池高度和喷淋塔除雾区高度。
但是吸收区高度是最主要的，计算过程也最复杂，次部分高度设计需将许多的影响因素考虑在内。
而计算喷淋塔吸收区高度主要有两种方法：（1）喷淋塔吸收区高度设计（一）达到一定的吸收目标需要一定的塔高。
通常烟气中的二氧化硫浓度比较低。
吸收区高度的理论计算式为h=H0×NTU (1)其中：H0为传质单元高度：H0=Gm/(kya)（ka为污染物气相摩尔差推动力的总传质系数，a为塔内单位体积中有效的传质面积。
）NTU为传质单元数，近似数值为NTU=(y1-y2)/ △ym，即气相总的浓度变化除于平均推动力△ym=（△y1-△y2）/ln(△y1/△y2)(NTU是表征吸收困难程度的量，NTU越大，则达到吸收目标所需要的塔高随之增大。
根据（1）可知：h=H0×NTU===9.81×10(2)其中：y1,y2为脱硫塔内烟气进塔出塔气体中SO2组分的摩尔比，kmol(A)/kmol(B) ,为与喷淋塔进塔和出塔液体平衡的气相浓度，kmol(A)/kmol(B)kya 为气相总体积吸收系数，kmol/(m3h﹒kpa)x2，x1为喷淋塔石灰石浆液进出塔时的SO2组分摩尔比，kmol(A)/kmol(B)G 气相空塔质量流速，kg/(m2﹒h)W 液相空塔质量流速，kg/(m2﹒h)y1×=mx1, y2×=mx2 (m为相平衡常数，或称分配系数，无量纲)kY a为气体膜体积吸收系数，kg/(m2﹒h﹒kPa)kLa为液体膜体积吸收系数，kg/(m2﹒h﹒kmol/m3)式（2）中为常数，其数值根据表2[4]表3 温度与值的关系温度/ 10 15 20 25 300.0093 0.0102 0.0116 0.0128 0.0143采用吸收有关知识来进行吸收区高度计算是比较传统的高度计算方法，虽然计算步骤简单明了，但是由于石灰石浆液在有喷淋塔自上而下的流动过程中由于石灰石浓度的减少和亚硫酸钙浓度的不断增加，石灰石浆液的吸收传质系数也在不断变化，如果要算出具体的瞬间数值是不可能的，因此采用这种方法计算难以得到比较精确的数值。
以上是传统的计算喷淋塔吸收区高度的方法，此外还有另外一种方法可以计算。
（2）喷淋塔吸收区高度设计（二）采用第二种方法计算，为了更加准确，减少计算的误差，需要将实际的喷淋塔运行状态下的烟气流量考虑在内。
而这部分的计算需要用到液气比（L/G）、烟气速度u（m/s）和钙硫摩尔比(Ca/S)的值。
本设计中的液气比L/G是指吸收剂石灰石液浆循环量与烟气流量之比值（L/M3）。
如果增大液气比L/G，则推动力增大，传质单元数减少，气液传质面积就增大，从而使得体积吸收系数增大，可以降低塔高。
在一定的吸收高度内液气比L/G增大，则脱硫效率增大。
但是，液气比L/G增大，石灰石浆液停留时间减少，而且循环泵液循环量增大，塔内的气体流动阻力增大使得风机的功率增大，运行成本增大。
在实际的设计中应该尽量使液气比L/G减少到合适的数值同时有保证了脱硫效率满足运行工况的要求。
湿法脱硫工艺的液气比的选择是关键的因素，对于喷淋塔，液气比范围在8L/m-25 L/m之间，根据相关文献资料可知液气比选择12.2 L/m是最佳的数值[5][6]。
烟气速度是另外一个因素，烟气速度增大，气体液体两相截面湍流加强，气体膜厚度减少，传质速率系数增大，烟气速度增大回减缓液滴下降的速度，使得体积有效传质面积增大，从而降低塔高。
但是，烟气速度增大，烟气停留时间缩短，要求增大塔高，使得其对塔高的降低作用削弱。
因而选择合适的烟气速度是很重要的，典型的FGD脱硫装置的液气比在脱硫率固定的前提下，逆流式吸收塔的烟气速度一般在2.5-5m/s范围内[5][6]，本设计方案选择烟气速度为3.5m/s。
湿法脱硫反应是在气体、液体、固体三相中进行的，反应条件比较理想，在脱硫效率为90%以上时（本设计反案尾5%），钙硫比(Ca/S)一般略微大于1，最佳状态为1.01-1.02，而比较理想的钙硫比(Ca/S)为1.02-1.05，因此本设计方案选择的钙硫比(Ca/S)为1.02。
（3）喷淋塔吸收区高度的计算含有二氧化硫的烟气通过喷淋塔将此过程中塔内总的二氧化硫吸收量平均到吸收区高度内的塔内容积中,即为吸收塔的平均容积负荷――平均容积吸收率，以表示。
首先给出定义，喷淋塔内总的二氧化硫吸收量除于吸收容积，得到单位时间单位体积内的二氧化硫吸收量＝(3)其中C为标准状态下进口烟气的质量浓度，kg/m3为给定的二氧化硫吸收率,％;本设计方案为95％h为吸收塔内吸收区高度，mK0为常数，其数值取决于烟气流速u(m/s)和操作温度(℃) ;K0=3600u×273/(273+t)由于传质方程可得喷淋塔内单位横截面面积上吸收二氧化硫的量为：G（y-y）=×h×(4)其中: G 为载气流量(二氧化硫浓度比较低，可以近似看作烟气流量)，kmol/( m2.s)Y1,y2 分别为、进塔出塔气体中二氧化硫的摩尔分数（标准状态下的体积分数）ky 单位体积内二氧化硫以气相摩尔差为推动力的总传质系数，kg/(m3﹒s)a 为单位体积内的有效传质面积，m2/m3.为平均推动力，即塔底推动力，△ym=（△y1-△y2）/ln(△y1/△y2)所以=G(y1-y2)/h (5)吸收效率=1-y/y，按照排放标准，要求脱硫效率至少95%。
二氧化硫质量浓度应该低于580mg/m3（标状态）所以y≥y-0.0203% (6)又因为G=22.4×（273+t）/273=u(流速)将式子（5）的单位换算成kg/( m.s),可以写成=3600×(7)在喷淋塔操作温度下、烟气流速为u=3.5m/s、脱硫效率=0.95前面已经求得原来烟气二氧化硫SO质量浓度为a (mg/)且a=1.18×10mg/m 而原来烟气的流量（145时）为20×10(m/h)换算成标准状态时(设为V)已经求得V=1.31×10 m/h=36.30 m/s故在标准状态下、单位时间内每立方米烟气中含有二氧化硫质量为=36.30×1.18×10mg/m=42.83×10=428.3gV==149.91L/s=0.14991 m/s≈0.15 m/s则根据理想气体状态方程，在标准状况下，体积分数和摩尔分数比值相等故y=又烟气流速u=3.5m/s, y=0.41%,总结已经有的经验，容积吸收率范围在5.5-6.5 Kg/（m3﹒s）之间[7]，取=6 kg/（m3﹒s）代入（7）式可得6=（）/h故吸收区高度h=18.33≈18.3m（4）喷淋塔除雾区高度（h3）设计（含除雾器的计算和选型）吸收塔均应装备除雾器，在正常运行状态下除雾器出口烟气中的雾滴浓度应该不大于75mg/m3 [9] 。
除雾器一般设置在吸收塔顶部（低流速烟气垂直布置）或出口烟道（高流速烟气水平布置),通常为二级除雾器。
除雾器设置冲洗水，间歇冲洗冲洗除雾器。
湿法烟气脱硫采用的主要是折流板除雾器，其次是旋流板除雾器。
①除雾器的选型折流板除雾器折流板除雾器是利用液滴与某种固体表面相撞击而将液滴凝聚并捕集的，气体通过曲折的挡板，流线多次偏转，液滴则由于惯性而撞击在挡板被捕集下来。
通常，折流板除雾器中两板之间的距离为20-30mm，对于垂直安置，气体平均流速为2－3m/s；对于水平放置，气体流速一般为6－10m/s。
气体流速过高会引起二次夹带。
旋流板除雾器气流在穿过除雾器板片间隙时变成旋转气流，其中的液滴在惯性作用下以一定的仰角射出作螺旋运动而被甩向外侧，汇集流到溢流槽内，达到除雾的目的，除雾率可达90％－99％。
喷淋塔除雾区分成两段，每层喷淋塔除雾器上下各设有冲洗喷嘴。
最下层冲洗喷嘴距最上层喷淋层（3-3.5）m，距离最上层冲洗喷嘴（3.4-32）m。
②除雾器的主要设计指标a.冲洗覆盖率：冲洗覆盖率是指冲洗水对除雾器断面的覆盖程度。
冲洗覆盖率一般可以选在100 %～300 %之间。
冲洗覆盖率%=式中n 为喷嘴数量，20个;α为喷射扩散角，90A 为除雾器有效通流面积,15 m2h 为冲洗喷嘴距除雾器表面的垂直距离,0.05m所以冲洗覆盖率%== =203%b.除雾器冲洗周期：冲洗周期是指除雾器每次冲洗的时间间隔。
由于除雾器冲洗期间会导致烟气带水量加大。
所以冲洗不宜过于频繁,但也不能间隔太长,否则易产生结垢现象,除雾器的冲洗周期主要根据烟气特征及吸收剂确定。
c.除雾效率。
指除雾器在单位时间内捕集到的液滴质量与进入除雾器液滴质量的比值。
影响除雾效率的因素很多,主要包括:烟气流速、通过除雾器断面气流分布的均匀性、叶片结构、叶片之间的距离及除雾器布置形式等。
d.系统压力降。
指烟气通过除雾器通道时所产生的压力损失,系统压力降越大,能耗就越高。
除雾系统压降的大小主要与烟气流速、叶片结构、叶片间距及烟气带水负荷等因素有关。
当除雾器叶片上结垢严重时系统压力降会明显提高,所以通过监测压力降的变化有助把握系统的状行状态,及时发现问题,并进行处理。
e.烟气流速。
通过除雾器断面的烟气流速过高或过低都不利于除雾器的正常运行,烟气流速过高易造成烟气二次带水,从而降低除雾效率,同时流速高系统阻力大,能耗高。
通过除雾器断面的流速过低,不利于气液分离,同样不利于提高除雾效率。
设计烟气流速应接近于临界流速。
根据不同除雾器叶片结构及布置形式,设计流速一般选定在3.5～5.5m/ s之间。
本方案的烟气设计流速为6.9m/s。
f.除雾器叶片间距。
除雾器叶片间距的选取对保证除雾效率,维持除雾系统稳定运行至关重要。
叶片间距大,除雾效率低,烟气带水严重,易造成风机故障,导致整个系统非正常停运。
叶片间距选取过小,除加大能耗外,冲洗的效果也有所下降,叶片上易结垢、堵塞,最终也会造成系统停运。
叶片间距一般设计在20～95mm。
目前脱硫系统中最常用的除雾器叶片间距大多在30～50mm。
g.除雾器冲洗水压。